JP2012230791A - Current measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池の内部を流れる電流を測定する電流測定装置に関する。 The present invention relates to a current measuring device that measures a current flowing inside a fuel cell.
従来、電気エネルギを出力する複数のセルを積層配置して構成された燃料電池に適用され、この燃料電池のセルを流れる電流を測定する電流測定装置が種々提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various current measuring apparatuses that are applied to a fuel cell configured by stacking a plurality of cells that output electrical energy and measure the current flowing through the cells of the fuel cell have been proposed.
例えば、特許文献1には、電流測定対象となるセルに隣接して配置され、セルの局所部位に対応する部位に、一対の電極および抵抗体で構成される電流測定部が形成された板状部材、電流測定部における一対の電極間の電位差を検出する電圧センサ、電圧センサの検出値と抵抗体の抵抗値により導電部を流れる電流を検出する電流検出部等を備える電流測定装置が開示されている。
For example,
この特許文献1では、電流測定装置を燃料電池のインピーダンスを計測するための電流測定手段として用いる際に問題となる誘導起電圧の影響を低減するために、電流測定部の抵抗体を2つの抵抗部で構成すると共に、2つの抵抗部を流れる電流の流れ方向が反対方向となるようにしている。
In
しかしながら、特許文献1の如く、抵抗体の各抵抗部を流れる電流を反対方向となるようにしても、燃料電池に印加する交流電流が高周波となると、電圧センサにて一対の電極間の電位差を検出するために各電極等から引き出された電位差検出用配線等が誘導起電圧の影響を受けてしまう。このため、電圧センサにて一対の電極間の電位差を精度よく検出することができず、電流測定装置における電流の測定精度が低下してしまうことがあった。
However, as in
本発明は上記点に鑑みて、誘導起電圧の影響による電流測定装置における電流の測定精度の低下を抑制することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to suppress a reduction in current measurement accuracy in a current measuring device due to the influence of an induced electromotive voltage.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて電気エネルギを出力する複数のセル(10a)を積層配置して構成された燃料電池(10)に適用されて、セル(10a)を流れる電流を測定する電流測定装置であって、セル(10a)に隣接して配置された板状部材(100a)と、板状部材(100a)の両面に配置された一対の電極(111、151)、予め定めた電気抵抗値を有し一対の電極(111、151)を電気的に接続する抵抗体(131)を有する電流測定部(102)と、一対の電極(111、121)および抵抗体(131)に対して絶縁された状態で、抵抗体(131)を狭持するように配置された一対の誘導起電圧測定部(103)と、一対の電極(111、151)における第1電極(111)と抵抗体(131)とを接続する第1接続部(101b)、および抵抗体(131)と第2電極(151)とを接続する第2接続部(101c)間の電位差を検出する電位差検出手段(104)と、一対の誘導起電圧測定部(103)間の電位差を検出する誘導起電圧検出手段(105)と、電位差検出手段(104)にて検出した検出電位差を、誘導起電圧検出手段(105)の検出値で補正した補正値、および抵抗体(131)の電気抵抗値を用いて、セル(10a)の局所部位を流れる電流値を検出する電流値検出手段(51)と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a fuel cell constructed by stacking and arranging a plurality of cells (10a) that output an electric energy by electrochemical reaction of an oxidant gas and a fuel gas. A current measuring device that is applied to (10) and measures the current flowing through the cell (10a), the plate-like member (100a) disposed adjacent to the cell (10a), and the plate-like member (100a) Current measuring unit (102) having a pair of electrodes (111, 151) arranged on both sides of the electrode and a resistor (131) having a predetermined electric resistance value and electrically connecting the pair of electrodes (111, 151). ) And a pair of induced electromotive force measurement units (103) arranged to sandwich the resistor (131) in a state insulated from the pair of electrodes (111, 121) and the resistor (131) And a pair of electrodes (111, 51), the first connection part (101b) connecting the first electrode (111) and the resistor (131), and the second connection part (101c) connecting the resistor (131) and the second electrode (151). ) Detected by a potential difference detecting means (104) for detecting a potential difference between them, an induced electromotive voltage detecting means (105) for detecting a potential difference between a pair of induced electromotive voltage measuring sections (103), and a potential difference detecting means (104). Using the correction value obtained by correcting the detected potential difference with the detection value of the induced electromotive voltage detection means (105) and the electric resistance value of the resistor (131), the current value flowing through the local portion of the cell (10a) is detected. Current value detecting means (51).
これによると、抵抗体(131)を流れる電流により生ずる誘導起電圧を一対の誘導起電圧測定部(103)の電位差として検出し、検出した値を用いて電位差検出手段(104)にて検出した検出電位差を補正することで、一対の電極(111、151)間の電位差を精度よく検出することができる。従って、誘導起電圧の影響による電流測定装置における電流の測定精度の低下を抑制することができる。 According to this, the induced electromotive voltage generated by the current flowing through the resistor (131) is detected as a potential difference between the pair of induced electromotive voltage measuring units (103), and the detected value is detected by the potential difference detecting means (104). By correcting the detected potential difference, the potential difference between the pair of electrodes (111, 151) can be accurately detected. Therefore, it is possible to suppress a decrease in current measurement accuracy in the current measuring device due to the influence of the induced electromotive voltage.
具体的には、請求項2に記載のように、請求項1に記載の電流測定装置において、補正値として電位差検出手段(104)にて検出した検出電位差から誘導起電圧検出手段(105)の検出値を減算した値とすることができる。
Specifically, as described in claim 2, in the current measuring device according to
また、請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の電流測定装置において、電位差検出手段(104)は、第1電位差検出用配線(132)を介して第1接続部(101b)に電気的に接続されると共に、第2電位差検出用配線(133)を介して第2接続部(101c)に電気的に接続され、誘導起電圧検出手段(105)は、第1誘導起電圧検出用配線(122)を介して一対の誘導起電圧測定部(103)のうち、第1電極(111)側の第1誘導起電圧測定部(121)に電気的に接続されると共に、第2誘導起電圧検出用配線(142)を介して一対の誘導起電圧測定部(103)のうち、第2電極(151)側の第2誘導起電圧測定部(141)に電気的に接続され、板状部材(100a)は、複数の基板(110〜150)が積層された積層基板で構成され、第1、第2電位差検出用配線(132、133)および第1、第2誘導起電圧検出用配線(122、142)は、複数の基板(110〜150)のうち、異なる基板上に形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the current measuring device according to the first or second aspect, the potential difference detecting means (104) includes the first connecting portion (101b) via the first potential difference detecting wiring (132). ) And electrically connected to the second connection part (101c) via the second potential difference detection wiring (133), and the induced electromotive voltage detecting means (105) Among the pair of induced electromotive force measurement units (103) via the voltage detection wiring (122), the first electromotive voltage measurement unit (121) on the first electrode (111) side is electrically connected, Of the pair of induced electromotive voltage measurement units (103), the second induced electromotive voltage measurement unit (141) on the second electrode (151) side is electrically connected via the second induced electromotive voltage detection wiring (142). The plate-like member (100a) includes a plurality of substrates (110 to 110). 50), and the first and second potential difference detection wires (132, 133) and the first and second induced electromotive voltage detection wires (122, 142) are formed of a plurality of substrates (110). ˜150), they are formed on different substrates.
このように、各誘導起電圧検出用配線(122、142)および各電位差検出用配線(132、133)を異なる基板上に設ける構成とする場合、各誘導起電圧検出用配線(122、142)および各電位差検出用配線(132、133)同士が干渉しないので、基板における配線の設計自由度を向上させることができる。 Thus, when each induction electromotive voltage detection wiring (122, 142) and each potential difference detection wiring (132, 133) are provided on different substrates, each induction electromotive voltage detection wiring (122, 142) is provided. And since each potential difference detection wiring (132, 133) does not interfere with each other, the degree of freedom in designing the wiring on the substrate can be improved.
また、請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の電流測定装置において、第1電位差検出用配線(132)および第1誘導起電圧検出用配線(122)は、複数の基板(110〜150)の積層方向から見たときに互いに重合する形状で構成され、第2電位差検出用配線(133)および第2誘導起電圧検出用配線(142)は、複数の基板(110〜150)の積層方向から見たときに互いに重合する形状で構成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the current measuring device according to the third aspect, the first potential difference detection wiring (132) and the first induced electromotive voltage detection wiring (122) are formed of a plurality of substrates (110 To 150), the second potential difference detection wiring (133) and the second induced electromotive voltage detection wiring (142) are formed of a plurality of substrates (110 to 150). It is characterized by being comprised in the shape which mutually superposes when seeing from the lamination direction.
このように、各電位差検出用配線(132、133)に対応する各誘導起電圧検出用配線(122、142)を同一形状とすることで、各電位差検出用配線(132、133)に生ずる誘導起電圧の影響と、各誘導起電圧検出用配線(122、142)に生ずる誘導起電圧の影響との差を縮小することができる。これにより、誘導起電圧検出手段(105)にて電位差検出用配線(132、133)に影響する誘導起電圧を精度よく検出することができる。 As described above, the induction voltage detection wirings (122, 142) corresponding to the respective potential difference detection wirings (132, 133) have the same shape, so that the induction generated in each potential difference detection wiring (132, 133). It is possible to reduce the difference between the influence of the electromotive voltage and the influence of the induced electromotive voltage generated in each of the induced electromotive voltage detection wirings (122, 142). As a result, the induced electromotive voltage that affects the potential difference detection wirings (132, 133) can be accurately detected by the induced electromotive voltage detection means (105).
また、請求項5に記載の発明では、請求項3または4に記載の電流測定装置において、第1電位差検出用配線(132)が形成された基板(130)、および第1誘導起電圧検出用配線(122)が形成された基板(120)は、互いに隣接して配置され、第2電位差検出用配線(133)が形成された基板(130)、および第2誘導起電圧検出用配線(142)が形成された基板(140)は、互いに隣接して配置されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the current measuring device according to the third or fourth aspect, the substrate (130) on which the first potential difference detection wiring (132) is formed, and the first induced electromotive voltage detection The substrate (120) on which the wiring (122) is formed is disposed adjacent to each other, the substrate (130) on which the second potential difference detection wiring (133) is formed, and the second induced electromotive voltage detection wiring (142). ) Are formed adjacent to each other.
このように、各電位差検出用配線(132、133)が形成された基板を、対応する各誘導起電圧検出用配線(122、142)が形成された基板と隣接配置することで、各電位差検出用配線(132、133)に生ずる誘導起電圧の影響と、各誘導起電圧検出用配線(122、142)に生ずる誘導起電圧の影響との差をより効果的に縮小することができる。 Thus, each potential difference detection is performed by arranging the substrate on which each potential difference detection wiring (132, 133) is formed adjacent to the substrate on which each corresponding induced electromotive voltage detection wiring (122, 142) is formed. It is possible to more effectively reduce the difference between the influence of the induced electromotive voltage generated in the wirings (132, 133) and the influence of the induced electromotive voltage generated in each of the induced electromotive voltage detection wirings (122, 142).
また、請求項6に記載の発明では、請求項1または2に記載の電流測定装置において、電位差検出手段(104)は、第1電位差検出用配線(132)を介して第1接続部(101b)に電気的に接続されると共に、第2電位差検出用配線(133)を介して第2接続部(101c)に電気的に接続され、誘導起電圧検出手段(105)は、第1誘導起電圧検出用配線(122)を介して一対の誘導起電圧測定部(103)のうち、第1電極(111)側の第1誘導起電圧測定部(121)に電気的に接続されると共に、第2誘導起電圧検出用配線(142)を介して一対の誘導起電圧測定部(103)のうち、第2電極(151)側の第2誘導起電圧測定部(141)に電気的に接続され、板状部材(100a)は、複数の基板(110、130、150)が積層された積層基板で構成され、第1誘導起電圧検出用配線(122)および第2誘導起電圧検出用配線(142)は、複数の基板(110、130、150)のうち、異なる基板上に形成され、第1電位差検出用配線(132)および第1誘導起電圧検出用配線(122)は、複数の基板(110、130、150)のうち、同一の基板(110)上に形成され、第2電位差検出用配線(133)および第2誘導起電圧検出用配線(142)は、複数の基板(110、130、150)のうち、同一の基板(150)上に形成されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the current measuring device according to the first or second aspect, the potential difference detecting means (104) includes the first connecting portion (101b) via the first potential difference detecting wiring (132). ) And electrically connected to the second connection part (101c) via the second potential difference detection wiring (133), and the induced electromotive voltage detecting means (105) Among the pair of induced electromotive force measurement units (103) via the voltage detection wiring (122), the first electromotive voltage measurement unit (121) on the first electrode (111) side is electrically connected, Of the pair of induced electromotive voltage measurement units (103), the second induced electromotive voltage measurement unit (141) on the second electrode (151) side is electrically connected via the second induced electromotive voltage detection wiring (142). The plate-like member (100a) is composed of a plurality of substrates (110, 110, 30 and 150), and the first induced electromotive voltage detection wiring (122) and the second induced electromotive voltage detection wiring (142) are formed of a plurality of substrates (110, 130, 150). Among them, the first potential difference detection wiring (132) and the first induced electromotive voltage detection wiring (122) formed on different substrates are the same substrate (110) among the plurality of substrates (110, 130, 150). The second potential difference detection wiring (133) and the second induced electromotive voltage detection wiring (142) are formed on the same substrate (150) among the plurality of substrates (110, 130, 150). It is formed.
このように、各電位差検出用配線(132、133)に対応する各誘導起電圧検出用配線(122、142)を同一の基板上に配置することで、板状部材(100a)の基板を増加させることなく、各電位差検出用配線(132、133)に生ずる誘導起電圧の影響と、各誘導起電圧検出用配線(122、142)に生ずる誘導起電圧の影響との差の縮小を図ることができる。 Thus, by arranging the induced electromotive voltage detection wirings (122, 142) corresponding to the potential difference detection wirings (132, 133) on the same substrate, the number of boards of the plate-like member (100a) is increased. Without reducing the difference between the induced electromotive voltage generated in each potential difference detection wiring (132, 133) and the induced electromotive voltage generated in each induced electromotive voltage detection wiring (122, 142). Can do.
また、請求項7に記載の発明では、請求項6に記載の電流測定装置において、第1電位差検出用配線(132)および第1誘導起電圧検出用配線(122)は、同一の基板(110)上において互いに並走する形状で構成され、第2電位差検出用配線(133)および第2誘導起電圧検出用配線(142)は、同一の基板(150)上において互いに並走する形状で構成されていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the current measuring device according to the sixth aspect, the first potential difference detection wiring (132) and the first induced electromotive voltage detection wiring (122) are formed on the same substrate (110 The second potential difference detection wiring (133) and the second induced electromotive voltage detection wiring (142) are configured to run parallel to each other on the same substrate (150). It is characterized by being.
このように、各電位差検出用配線(132、133)に対応する各誘導起電圧検出用配線(122、142)を同一基板上で並走する形状とすることで、各電位差検出用配線(132、133)に生ずる誘導起電圧の影響と、各誘導起電圧検出用配線(122、142)に生ずる誘導起電圧の影響との差をより効果的に縮小することができる。 Thus, each potential difference detection wiring (132) is formed in such a manner that the induced electromotive voltage detection wirings (122, 142) corresponding to the potential difference detection wirings (132, 133) run in parallel on the same substrate. 133) and the difference between the induced electromotive force generated in each of the induced electromotive voltage detection wires (122, 142) can be more effectively reduced.
また、請求項8に記載の発明では、請求項1に記載の電流測定装置において、第1、第2誘導起電圧検出用配線(122、142)および第1、第2電位差検出用配線(132、133)は、同一材料から構成されていることを特徴とする。
In the invention according to claim 8, in the current measuring device according to
このように、各電位差検出用配線(132、133)に対応する各誘導起電圧検出用配線(122、142)を同一材料で構成することで、各電位差検出用配線(132、133)に生ずる誘導起電圧の影響と、各誘導起電圧検出用配線(122、142)に生ずる誘導起電圧の影響との差をより効果的に縮小することができる。 As described above, the induced voltage detection wirings (122, 142) corresponding to the potential difference detection wirings (132, 133) are formed of the same material, so that they are generated in the potential difference detection wirings (132, 133). It is possible to more effectively reduce the difference between the influence of the induced electromotive voltage and the influence of the induced electromotive voltage generated in each of the induced electromotive voltage detection wirings (122, 142).
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図1〜図6に基づいて説明する。図1は本実施形態に係る燃料電池システムを示す全体構成図であり、この燃料電池システムは電気自動車の一種である、いわゆる燃料電池車両に適用されており、図示しない電気負荷や2次電池等の電気機器に電力を供給するものである。
(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a fuel cell system according to this embodiment. This fuel cell system is applied to a so-called fuel cell vehicle, which is a kind of electric vehicle, and includes an electric load, a secondary battery, etc. (not shown). It supplies power to the electrical equipment.
図1に示すように、本実施形態の燃料電池システムは、水素と酸素との電気化学反応を利用して電力を発生する燃料電池10を備えている。この燃料電池10は、図示しない電気負荷や2次電池等の電気機器に電力を供給するものである。因みに、電気自動車の場合、車両走行駆動源としての電動モータが電気負荷に相当している。
As shown in FIG. 1, the fuel cell system of this embodiment includes a
本実施形態では燃料電池10として固体高分子電解質型燃料電池を用いており、基本単位となる燃料電池セル10a(以下、単にセル10aと略称する。)が複数個積層配置され、且つ電気的に直列接続されている。各セル10aでは、以下に示すように、水素と酸素とを電気化学反応させて、電気エネルギを出力する。
In this embodiment, a solid polymer electrolyte fuel cell is used as the
(負極側)H2→2H++2e−
(正極側)2H++1/2O2+2e−→H2O
燃料電池10から出力される電気エネルギは、燃料電池10全体として出力される出力電圧を検出する電圧センサ11、および燃料電池10全体として出力される出力電流を検出する電流センサ12によって計測される。これら電圧センサ11および電流センサ12の検出信号は、後述する制御部50に入力される。
(Negative electrode side) H 2 → 2H + + 2e −
(Positive electrode side) 2H + + 1 / 2O 2 + 2e − → H 2 O
The electric energy output from the
また、積層されたセル10aの間には、燃料電池10のセル面内の電流分布を測定するための電流測定装置100が設けられている。電流測定装置100は板状部材である測定部集合板100aを有して構成されている。本実施形態の電流測定装置100の測定部集合板100aは、隣り合うセル10aに挟まれて配置されており、隣り合うセル10aと電気的に直列接続されている。電流測定装置100の検出信号は、後述の信号処理回路51を介して制御部50に入力される。電流測定装置100の詳細については後述する。
Further, a
なお、図示しないが、燃料電池10には、燃料電池10の出力電流に任意の周波数で正弦波を重畳させる正弦波印加手段としての正弦波発振器が設けられている。これにより、電圧センサ11、電流測定装置100等の出力信号に正弦波が重畳される。
Although not shown, the
燃料電池システムには、燃料電池10の空気極側(正極側)に酸素を主成分とする酸化剤ガス(空気)を供給するための空気流路20と、燃料電池10の水素極側(負極側)に水素を主成分とする燃料ガス(水素)を供給するための水素流路30が設けられている。ここで、空気流路20における燃料電池10より上流側を空気供給流路20aといい、下流側を空気排出流路20bという。また、水素流路30における燃料電池10より上流側を水素供給流路30aといい、下流側を水素排出流路30bという。
The fuel cell system includes an air flow path 20 for supplying an oxidant gas (air) containing oxygen as a main component to the air electrode side (positive electrode side) of the
空気供給流路20aの最上流部には、大気中から吸入した空気を燃料電池10に圧送するための空気ポンプ21が設けられ、空気供給流路20aにおける空気ポンプ21と燃料電池10との間には、空気への加湿を行う加湿器22が設けられている。また、空気排出流路20bには、燃料電池10内の空気の圧力を調整するための空気調圧弁23が設けられている。
An
水素供給流路30aの最上流部には、水素が充填された高圧水素タンク31が設けられ、水素供給流路30aにおける高圧水素タンク31と燃料電池10との間には、燃料電池10に供給される水素の圧力を調整するための水素調圧弁32が設けられている。
A high-
水素排出流路30bには、水素供給流路30aにおける水素調圧弁32の下流側に接続されて閉ループを構成する水素循環流路30cが分岐して設けられており、これにより水素流路30内で水素を循環させて、未反応の水素を燃料電池10に再供給するようにしている。そして、水素循環流路30cには、水素流路30内で水素を循環させるための水素ポンプ33が設けられている。
The
燃料電池10は発電効率確保のために運転中一定温度(例えば80℃程度)に維持する必要がある。このため、燃料電池10を冷却するための冷却システムが設けられている。冷却システムには、燃料電池10に冷却水(熱媒体)を循環させる冷却水経路40、冷却水を循環させるウォータポンプ41、ファン42を備えたラジエータ(放熱器)43が設けられている。
The
冷却水経路40には、ラジエータ43を迂回して冷却水を流すためのバイパス経路44が設けられている。冷却水経路40とバイパス経路44との合流点には、バイパス経路44に流れる冷却水流量を調整するための流路切替弁45が設けられている。また、冷却水経路40における燃料電池10の出口側付近には、燃料電池10から流出した冷却水の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ46が設けられている。この温度センサ46により冷却水温度を検出することで、燃料電池10の温度を間接的に検出することができる。
The cooling
燃料電池システムには、各種制御を行う制御部(ECU)50が設けられている。制御部50は、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されている。そして、制御部50には、電圧センサ11、電流センサ12、および温度センサ46からの検出信号等の他に、後述する電流測定装置100の信号処理回路51から出力される検出信号が入力される。
The fuel cell system is provided with a control unit (ECU) 50 that performs various controls. The
本実施形態の制御部50では、電流測定装置100の信号処理回路51からの検出信号(電流値)および電圧センサ11からの検出信号を用いて、セル10aの面内におけるインピーダンスの分布を測定する。
In the
また、制御部50は、演算結果に基づいて、空気ポンプ21、加湿器22、空気調圧弁23、水素調圧弁32、水素ポンプ33、ウォータポンプ41、流路切替弁45等に制御信号を出力する。
Further, the
次に、本実施形態の電流測定装置100の詳細について説明する。電流測定装置100は、電流測定部102および一対の誘導起電圧測定部103からなる複数の測定部101が板状部材として一体的に構成された測定部集合板100a、各測定部101の所定部位間の電位差を検出する電位差検出用電圧センサ104、各誘導起電圧測定部103の所定部位間の電位差を検出する誘導起電圧検出用電圧センサ105、およびセル10aの面内のうち各測定部101配置箇所に対応する局所部位の電流を検出する信号処理回路51を備えている。
Next, details of the
まず、測定部集合板100aについて図2、図3に基づいて説明する。図2は、燃料電池10の外観斜視図であり、図3は、測定部集合板100aの斜視図である。図2に示すように、本実施形態の測定部集合板100aは、複数枚設けられており、それぞれ隣合うセル10aの間に配置されている。
First, the measurement
さらに、図3に示すように、測定部集合板100aは、配線パターンが形成(プリント)された複数のプリント基板110〜150を積層した積層基板として構成されている。本実施形態の電流測定装置100は、第1〜第5プリント基板110〜150の5枚のプリント基板が積層されて構成されている。これら各プリント基板110〜150は、絶縁性接着剤(図示略)を介在させてホットプレスにより一体化されている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the measurement
各プリント基板110〜150としては、一般的なガラスエポキシ基板を用いることができる。なお、各プリント基板110〜150には、その周縁部における対向する2辺(図3における左右両辺)付近には、それぞれ積層基板の表裏を貫通する貫通穴が3つ形成されている。これらの貫通穴は、セル10aを積層した際に、空気、水素、冷却水がそれぞれ通過させるためのマニホールドとして機能する。
As each printed board 110-150, a general glass epoxy board can be used. Each of the printed
さらに、両側の各マニホールドの間には、複数の測定部101が直交する二方向にマトリクス状(格子状)に配置されている。より具体的には、本実施形態の測定部集合板100aには、図3に示すように、紙面上下方向に6個、紙面左右方向に7個のマトリクス状に測定部101が配置されている。
Furthermore, between the manifolds on both sides, a plurality of measuring
つまり、本実施形態では、測定部101が、同一の隣合うセル10aに複数配置されている。これにより、複数の測定部101が測定部集合板100aの板面の全体に渡って配置されることになるので、本実施形態の電流測定装置100では、セル10aの面内における電流密度分布を測定することができる。
That is, in this embodiment, a plurality of measuring
次に、測定部101の詳細について図4、図5に基づいて説明する。図4は、本実施形態に係る測定部101の分解図であり、図5は、本実施形態に係る電流測定部102および一対の誘導起電圧測定部103の詳細を説明する説明図である。なお、図5は、電流測定部102の第1電極111、第2電極151、抵抗体131、一対の誘導起電圧測定部103の正面図を示している。
Next, details of the
図4に示すように、本実施形態の測定部101は、電流測定部102および一対の誘導起電圧測定部103を有して構成されている。
As shown in FIG. 4, the
電流測定部102は、隣合うセル10aのうち一方のセル10aに電気的に接触する第1電極111、隣合うセル10aのうち他方のセル10aに電気的に接触する第2電極151、および第1電極111と第2電極151とを電気的に接続すると共に予め定められた電気抵抗値を有する抵抗体131を有して構成されている。なお、第1電極111、および第2電極151は、一対の電極として構成されて測定部集合板100aの両面に配置されている。
The current measuring unit 102 includes a
具体的には、第1電極111は、第1プリント基板110における一方のセル10aに対向する面(図4の紙面手前側)に配置され、第2電極151は、第5プリント基板150における他方のセル10aに対向する面(図4の紙面奥側)に配置されている。
Specifically, the
抵抗体131は、第1電極111に電気的に接続される板状の第1抵抗部131a、および第2電極151に電気的に接続される板状の第2抵抗部131bを有して構成されている。
The
具体的には、第1抵抗部131aは、第3プリント基板130における第2プリント基板120に対向する面(図4の紙面手前側)に配置され、第2抵抗部131bは、第4プリント基板140に対向する面(図4の紙面奥側)に配置されている。つまり、第1抵抗部131aおよび第2抵抗部131bは、第3プリント基板130の両板面に配置されている。
Specifically, the
さらに、第3プリント基板130には、電流を測定するための電位差検出用配線132、133が配置されており、第3プリント基板130の一辺には、電位差検出用配線132、133が接続されたコネクタ(図示略)が設けられている。つまり、本実施形態では、抵抗体131と電位差検出用配線132、133とを同一のプリント基板上に配置する構成としている。
Furthermore, potential
一対の電極111、151、各抵抗部131a、131b、および電位差検出用配線132、133それぞれは、金属箔にて構成されており、各抵抗部131a、131bは、一対の電極111、151よりも抵抗値の高い材料で構成されている。例えば、一対の電極111、151、および電位差検出用配線132、133は銅箔で構成することができ、各抵抗部131a、131bはニッケル箔で構成することができる。
Each of the pair of
また、一対の誘導起電圧測定部103は、電流測定部102における一対の電極111、151、および抵抗体131に対して絶縁された状態で、抵抗体131を狭持するように配置されている。なお、一対の誘導起電圧測定部103は、絶縁性接着剤(図示略)や逃がし部106等により一対の電極111、151、および抵抗体131から絶縁されている。
In addition, the pair of induced electromotive
具体的には、一対の誘導起電圧測定部103のうち、第1電極側の第1誘導起電圧測定部121は、第2プリント基板120における第3プリント基板130と対向する面(図4の紙面奥側)に配置され、第2電極側の第2誘導起電圧測定部141は、第4プリント基板140における第3プリント基板130と対向する面(図4の紙面手前側)に配置されている。なお、第2プリント基板120と第3プリント基板130とを接着する絶縁性接着剤(図示略)、および第4プリント基板140と第3プリント基板130とを接着する絶縁性接着剤(図示略)によって、抵抗体131と一対の誘導起電圧測定部103とが絶縁されている。
Specifically, of the pair of induced electromotive
さらに、第2、第4プリント基板120、140それぞれには、各誘導起電圧測定部103の電位を測定するための誘導起電圧検出用配線122、142が配置されており、第2、第4プリント基板120、140の一辺には、誘導起電圧検出用配線122、142が接続されたコネクタ(図示略)が設けられている。つまり、本実施形態では、抵抗体131と電位差検出用配線132、133との配置構成と同様に、一対の誘導起電圧測定部121、141と誘導起電圧検出用配線122、142とを同一のプリント基板上に配置する構成としている。
Furthermore, the second and fourth printed
なお、第1、第2誘導起電圧測定部121、141、および誘導起電圧検出用配線122、142それぞれは、金属箔にて構成されている。例えば、第1、第2誘導起電圧測定部121、141は、各抵抗部131a、131bと同様の材料(ニッケル箔)で構成することができ、誘導起電圧検出用配線122、142は、一対の電極111、151、および電位差検出用配線132、133と同様の材料(銅箔)で構成することができる。
Each of the first and second induced electromotive
ここで、各プリント基板110〜150には、複数の丸穴形状のスルーホール101aが設けられ、第1〜第3プリント基板110〜130、および第3〜第5プリント基板130〜150には、複数の丸穴形状の第1、第2ビアホール101b、101cが設けられている。
Here, each of the printed
これらスルーホール101a、第1、第2ビアホール101b、101cの内部には、銅等の導電体が設けられている。そして、スルーホール101aを介して、第1抵抗部131aおよび第2抵抗部131bが接続されている。なお、スルーホール101aには、図5に示すように、長手方向の両端面に逃がし部107が形成されており、当該逃がし部107によって、第1電極111および第2電極151に対して絶縁されている。
Inside these through
また、第1ビアホール101bを介して、第1電極111、第1抵抗部131a、および第1電位差検出用配線132が接続されると共に、第2ビアホール101cを介して第2電極151、第2抵抗部131b、および第2電位差検出用配線133が接続されている。従って、第1、第2ビアホール101b、101cは、それぞれ本実施形態の第1、第2接続部を構成している。なお、第1、第2ビアホール101b、101cは、測定部集合板100aの積層方向から見たときに、重合するように設けられており、絶縁部材(図示略)によって内部の導電体が絶縁されている。
The
また、第1電極111は、第1ビアホール101bを介して第1抵抗部131aの一端側に接続され、第2電極151は、第2ビアホール101cを介して第2抵抗部131bの一端側に接続されている。また、第1抵抗部131aの他端側は、スルーホール101aを介して第2抵抗部131bの他端側に接続されている。
The
このため、抵抗体131では、図4に示すように、第1抵抗部131aの一端側から他端側(下方から上方)へ電流が流れ、逆に第2抵抗部131bの他端側から一端側(上方から下方)へ電流が流れることとなる。つまり、第1電極111側に配置された第1抵抗部131aを流れる電流の流れ方向と、第2電極151側に配置された第2抵抗部131bを流れる電流の流れ方向とが、互いに反対方向となるようになっている。換言すれば、第1、第2抵抗部131a、131b、およびスルーホール101aには、測定部集合板100aの積層方向断面から見たときに、U字状に曲折して電流が流れる。これにより、第1抵抗部131aを流れる電流による磁界と第2抵抗部131bを流れる電流による磁界とを打ち消すことができる。
For this reason, in the
そして、第1接続部である第1ビアホール101bおよび第2接続部である第2ビアホール101cには、図5に示すように、それぞれ第1、第2電位差検出用配線132、133を介して、電位差検出用電圧センサ104が接続されている。なお、第1電位差検出用配線132を介して第1ビアホール101bと電位差検出用電圧センサ104とが接続され、第2電位差検出用配線133を介して第2ビアホール101cと電位差検出用電圧センサ104とが接続されている。
Then, as shown in FIG. 5, the first via
電位差検出用電圧センサ104は、第1ビアホール101bと第2ビアホール101cとの2点間の電位差(第1接続部および第2接続部間)を検出する電位差検出手段を構成している。そして、電位差検出用電圧センサ104の検出信号は、信号処理回路51へ出力される。
The potential difference detecting
また、一対の誘導起電圧測定部121、141には、それぞれ誘導起電圧検出用配線122、142を介して誘導起電圧測定用電圧センサ105が接続されている。なお、第1誘導起電圧検出用配線122を介して第1誘導起電圧測定部121と誘導起電圧検出用電圧センサ105とが接続され、第2誘導起電圧検出用配線142を介して第2誘導起電圧測定部141と誘導起電圧検出用電圧センサ105とが接続されている。
In addition, a
誘導起電圧検出用電圧センサ105は、抵抗体131に交流電流が流れる際の磁界の変化によって第1、第2電位差検出用配線132、133に生ずる誘導起電圧を、一対の誘導起電圧測定部間の電位差として検出する誘導起電圧検出手段を構成している。そして、誘導起電圧検出用電圧センサ105の検出信号は、信号処理回路51へ出力される。
The induced electromotive voltage
ここで、本実施形態では、第1誘導起電圧検出用配線122を、第1電位差検出用配線132が配置された第3プリント基板130に隣接する第2プリント基板120に配置し、第2誘導起電圧検出用配線142を第2電位差検出用配線133が配置された第3プリント基板130に隣接する第4プリント基板140に配置している。つまり、各誘導起電圧検出用配線122、142を各電位差検出用配線132、133が配置されたプリント基板と異なるプリント基板(隣接するプリント基板)に配置するようにしている。
Here, in the present embodiment, the first induced electromotive
また、本実施形態の第1、第2誘導起電圧検出用配線122、142は、第1、第2電位差検出用配線132、133に生ずる誘導起電圧の影響を受け易くするために、測定部集合板100aの積層方向から見たときに、第1、第2電位差検出用配線132、133と重合する形状(同じ形状)としている。
In addition, the first and second induced electromotive
信号処理回路51は、電位差検出用電圧センサ104の検出信号(検出電位差)から誘導起電圧検出用電圧センサ105の検出値を減算する補正処理を行い、補正により算出した補正値と抵抗体131の電気抵抗値を用いて、演算処理を行うことで、セル10aの面内における各測定部101に対応する部位を流れる電流値を検出する。従って、信号処理回路51は、セル10aにおける局所部位を流れる電流値を検出する電流値検出手段を構成している。信号処理回路51にて検出された電流値は、制御部50へ出力される。
The
次に、電流測定装置100による電流測定方法および制御部50によるインピーダンス測定方法について図6に基づいて説明する。図6は、本実施形態に係る電流測定方法およびインピーダンス測定方法を説明するための説明図である。なお、電流測定時およびインピーダンス測定時には、正弦波発振器にて燃料電池10の出力電流に正弦波が重畳されているものとする。
Next, a current measuring method using the
燃料電池10に水素および空気が供給開始されることで、燃料電池10での発電が開始される。電流測定装置100の各測定部101では、電流流れ方向上流側のセル10aから第1電極111の板面に電流が流れる。そして、第1電極111→第1ビアホール101b→第1抵抗部131a→スルーホール101a→第2抵抗部131b→第2ビアホール101c→第2電極151の順に電流が流れ、第2電極151の板面から電流流れ方向下流側のセル10aに電流が流れる。
When the supply of hydrogen and air to the
このとき、電位差検出用電圧センサ104で第1抵抗部131aの一端側(第1ビアホール101b)および第2抵抗部131bの一端側(第2ビアホール101c)の電位差を測定する。
At this time, the potential difference
ここで、第1、第2誘導起電圧測定部121、141は、第1、第2電極111、151、抵抗体131に対して絶縁されているので、第1、第2誘導起電圧測定部121、141には電流が流れないものの、抵抗体131を流れる電流による誘導起電圧の影響を受ける。このため、誘導起電圧検出用電圧センサ105にて抵抗体131を流れる電流による誘導起電圧を第1、第2誘導起電圧測定部121、141の間の電位差として検出する。
Here, since the first and second induced electromotive
そして、信号処理回路51では、電位差検出用電圧センサ104による検出電位差V1から誘導起電圧検出用電圧センサ105による誘導起電圧V2を減算する補正を行い、算出した補正値(=V1−V2)を算出する。
In the
さらに、信号処理回路51では、算出した補正値と抵抗体131の電気抵抗値を用いて、抵抗体131に流れた電流の大きさを算出する。これにより、信号処理回路51では、セル10aの面内における電流測定装置100の各測定部101に対応する部位の電流値、すなわちセル10aの面内における電流分布を測定することができる。
Further, the
次に、制御部50では、信号処理回路51にて測定された各電流値、および電圧センサ11の検出信号を用いて、周知の交流インピーダンス法によりセル10aの局所インピーダンスを測定する。具体的には、信号処理回路51にて測定された各電流値、および電圧センサ11の検出信号から高速フーリエ変換処理等の周波数解析処理によって、正弦波発振器にて重畳した正弦波の交流成分(電流成分および電圧成分)を抽出して、抽出した交流成分を用いてセル10aの局所インピーダンスを算出する。
Next, the
以上、本実施形態の電流測定装置100によれば、抵抗体131を流れる電流により生ずる誘導起電圧を一対の誘導起電圧測定部103の電位差として検出し、当該一対の誘導起電圧測定部103の検出値を用いて電位差検出用電圧センサ104にて検出した検出電位差を補正することで、電位差検出用電圧センサ104の検出電位差から誘導起電圧の影響を除去することができる。これにより、一対の電極111、151間の電位差を精度よく検出することができる。従って、本実施形態の電流測定装置100では、誘導起電圧の影響による電流の測定精度の低下を抑制することができる。
As described above, according to the
また、本実施形態では、各誘導起電圧検出用配線122、142および各電位差検出用配線132、133を異なるプリント基板上に設ける構成とすることで、プリント基板における配線の設計自由度を向上させている。
Further, in the present embodiment, each of the induced electromotive
そして、本実施形態では、各電位差検出用配線132、133に対応する各誘導起電圧検出用配線122、142を同一形状とすると共に、各電位差検出用配線132、133が形成されたプリント基板を、対応する各誘導起電圧検出用配線122、142が形成されたプリント基板と隣接配置することで、各電位差検出用配線132、133に生ずる誘導起電圧の影響と、各誘導起電圧検出用配線122、142に生ずる誘導起電圧の影響との差を縮小することができる。これにより、誘導起電圧検出用電圧センサ105にて電位差検出用配線132、133に影響する誘導起電圧を精度よく検出することができる。
In the present embodiment, the induced
さらに、各電位差検出用配線132、133に対応する各誘導起電圧検出用配線122、142を同一材料で構成することで、各電位差検出用配線132、133に生ずる誘導起電圧の影響と、各誘導起電圧検出用配線122、142に生ずる誘導起電圧の影響との差をより効果的に縮小することができる。
Furthermore, by configuring each induction electromotive
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図7〜図9に基づいて説明する。図7は、本実施形態の測定部101の分解図であり、図8は、本実施形態に係る各抵抗部131a、131bの正面図であり、図9は、本実施形態に係る第1誘導起電圧測定部121の正面図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an exploded view of the
本実施形態では、第1誘導起電圧検出用配線122および第1電位差検出用配線132を同一のプリント基板上に配置すると共に、第2誘導起電圧検出用配線142および第2電位差検出用配線133を同一のプリント基板上に配置している点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
In the present embodiment, the first induced electromotive
図7に示すように、本実施形態の測定部集合板100aは、第1実施形態の測定部集合板100aにおける第2プリント基板120および第4プリント基板140を省略して、第1プリント基板110、第3プリント基板130、および第5プリント基板150といった3つのプリント基板を有して構成されている。
As shown in FIG. 7, the measurement
具体的には、本実施形態では、第1誘導起電圧測定部121を第1プリント基板110における第1電極111が配置された板面の反対側に配置すると共に、第2誘導起電圧測定部141を第5プリント基板150における第2電極151が配置された板面の反対側に配置する構成としている。
Specifically, in the present embodiment, the first induced electromotive
さらに、第1誘導起電圧測定部121、第1誘導起電圧検出用配線122、および第1電位差検出用配線132を同一の第1プリント基板110上に配置する構成とし、第2誘導起電圧測定部141、第2誘導起電圧検出用配線142、および第2電位差検出用配線133を同一の第5プリント基板150上に配置する構成としている。
Further, the first induced electromotive
ここで、図9に示すように、第1誘導起電圧検出用配線122は、第1電位差検出用配線132に生ずる誘導起電圧の影響を受け易くするために、第1プリント基板110上において第1電位差検出用配線132に対して所定の間隔をあけて並走するように形成されている。なお、第1誘導起電圧検出用配線122と第1電位差検出用配線132とは、互いに導通しないように絶縁されている。
Here, as shown in FIG. 9, the first induced electromotive
また、図示しないが、第2誘導起電圧検出用配線142は、第2電位差検出用配線133に生ずる誘導起電圧の影響を受け易くするために、第5プリント基板150上において第2電位差検出用配線133に所定の間隔をあけて並走するように形成されている。なお、第2誘導起電圧検出用配線142と第2電位差検出用配線133とは、互いに導通しないように絶縁されている。
Although not shown, the second induced electromotive
本実施形態の測定部101を有する電流測定装置100では、抵抗体131を流れる電流により生ずる誘導起電圧を一対の誘導起電圧測定部103の電位差として検出することができるので、第1実施形態と同様に、誘導起電圧の影響による電流測定装置100における電流の測定精度の低下を抑制することができる。
In the
また、本実施形態では、第1実施形態に比べて、測定部集合板100aを構成するプリント基板の枚数を少なくすることができるので、測定部集合板100aの厚みを薄くすることができる。この結果、電流測定装置100の体格の小型化を図ることができる。
Further, in this embodiment, since the number of printed circuit boards constituting the measurement
さらに、各電位差検出用配線132、133に対応する各誘導起電圧検出用配線122、142を同一のプリント基板上で並走する形状とすることで、各電位差検出用配線132、133に生ずる誘導起電圧の影響と、各誘導起電圧検出用配線122、142に生ずる誘導起電圧の影響との差をより効果的に縮小することができる。
Furthermore, the induced electromotive
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, Unless it deviates from the range described in each claim, it is not limited to the wording of each claim, and those skilled in the art Improvements based on the knowledge that a person skilled in the art normally has can be added as appropriate to the extent that they can be easily replaced. For example, various modifications are possible as follows.
(1)上述の各実施形態では、信号処理回路51にて電位差検出用電圧センサ104の検出電位差から誘導起電圧検出用電圧センサ105の検出値を減算する補正処理を行う例について説明したが、単に電位差検出用電圧センサ104の検出電位差から誘導起電圧検出用電圧センサ105の検出値から減算する補正に限らず、例えば、電位差検出用電圧センサ104の検出電位差から誘導起電圧検出用電圧センサ105の検出値に重み付けした値を減算する補正処理を行ってもよい。
(1) In each of the above-described embodiments, an example in which the
また、信号処理回路51にて行う補正処理は、ソフトウェアによる演算処理に限らず、例えば、図10に示すように、オペアンプ等を用いた演算回路(ハードウェア)にて行うようにしてもよい。
Further, the correction processing performed by the
(2)上述の各実施形態のように、抵抗体131を一対の抵抗部131a、131bで構成することが好ましいが、これに限定されず、抵抗体131を1つの抵抗部で構成してもよい。
(2) As in the above-described embodiments, the
(3)上述の各実施形態では、測定部集合板100aを複数のプリント基板を積層した積層基板で構成する例について説明したが、プリント基板に限らず、絶縁性を有する基板であれば用いることができる。
(3) In each of the above-described embodiments, an example in which the measurement
(4)上述の第1実施形態のように、各電位差検出用配線132、133と各誘導起電圧検出用配線122、142とを隣接するプリント基板に配置する構成が好ましいが、各電位差検出用配線132、133と各誘導起電圧検出用配線122、142とを隣接しないプリント基板に配置してもよい。
(4) As in the first embodiment described above, it is preferable that the potential
(5)上述の第1実施形態のように、各電位差検出用配線132、133および抵抗体131を同一のプリント基板上に配置し、各誘導起電圧検出用配線122、142および一対の誘導起電圧測定部121、141を同一のプリント基板上に配置する構成が好ましいが、これに限定されず、異なるプリント基板上に配置してもよい。
(5) As in the first embodiment described above, the potential
(6)上述の第1実施形態では、第1誘導起電圧測定部121を第2プリント基板120における第3プリント基板130と対向する面に配置し、第2誘導起電圧測定部141を第4プリント基板140における第3プリント基板130と対向する面に配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、第1誘導起電圧測定部121を第2プリント基板120における第1プリント基板110と対向する面に配置し、第2誘導起電圧測定部141を第4プリント基板140における第5プリント基板150と対向する面に配置するようにしてもよい。
(6) In the first embodiment described above, the first induced electromotive
(7)上述の各実施形態のように、各電位差検出用配線132、133および各誘導起電圧検出用配線122、142を同一の材料で構成することが好ましいが、別材料で構成してもよい。
(7) As in the above-described embodiments, the potential
(8)上述の各実施形態では、スルーホール101a、第1、第2ビアホール101b、101cを丸穴形状とする例について説明したが、これに限定されず、例えば長穴形状としてもよい。
(8) In each of the above-described embodiments, the example in which the through
(9)上述の各実施形態では、電流測定装置100にセル10aの面内の全体に対応して複数の測定部101を設けたが、測定部101は少なくとも1個設けられていればよい。これにより、セル10aにおける測定部101に対応する部位の局所電流を測定することができる。
(9) In each of the above-described embodiments, the
(10)上述の各実施形態では、電流測定装置100を隣り合うセル10a間に配置する構成としたが、これに限定されず、燃料電池10におけるセル10aの積層方向端部に配置するようにしてもよい。これによれば、燃料電池10におけるセル10aの積層方向端部のセル面内の局所電流を測定することができる。
(10) In each of the above embodiments, the
10 燃料電池
10a 燃料電池セル(セル)
100 電流測定装置
100a 測定部集合板(板状部材)
102 電流測定部
103 一対の誘導起電圧測定部
104 電位差検出用電圧センサ(電位差検出手段)
105 誘導起電圧センサ(誘導起電圧検出手段)
111 第1電極
131 抵抗体
132 第1電位差検出用配線
133 第2電位差検出用配線
121 第1誘導起電圧測定部
122 第1誘導起電圧検出用配線
141 第2誘導起電圧測定部
142 第2誘導起電圧検出用配線
151 第2電極
10
100
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Current measurement part 103 A pair of induced electromotive
105 Inductive electromotive force sensor (Inductive electromotive force detection means)
111
Claims (8)
前記セル(10a)に隣接して配置された板状部材(100a)と、
前記板状部材(100a)の両面に配置された一対の電極(111、151)、予め定めた電気抵抗値を有し前記一対の電極(111、151)を電気的に接続する抵抗体(131)を有する電流測定部(102)と、
前記一対の電極(111、121)および前記抵抗体(131)に対して絶縁された状態で、前記抵抗体(131)を狭持するように配置された一対の誘導起電圧測定部(103)と、
前記一対の電極(111、151)における第1電極(111)と前記抵抗体(131)とを接続する第1接続部(101b)、および前記抵抗体(131)と第2電極(151)とを接続する第2接続部(101c)間の電位差を検出する電位差検出手段(104)と、
前記一対の誘導起電圧測定部(103)間の電位差を検出する誘導起電圧検出手段(105)と、
前記電位差検出手段(104)にて検出した検出電位差を前記誘導起電圧検出手段(105)にて検出した検出値で補正した補正値、および前記抵抗体(131)の電気抵抗値を用いて、前記セル(10a)の局所部位を流れる電流値を検出する電流値検出手段(51)と、
を備えることを特徴とする電流測定装置。 The current flowing through the cell (10a) applied to the fuel cell (10) configured by stacking and arranging a plurality of cells (10a) for outputting electric energy by electrochemical reaction of the oxidant gas and the fuel gas. A current measuring device for measuring
A plate-like member (100a) disposed adjacent to the cell (10a);
A pair of electrodes (111, 151) disposed on both surfaces of the plate-like member (100a), a resistor (131) having a predetermined electrical resistance value and electrically connecting the pair of electrodes (111, 151). ) A current measuring unit (102) having
A pair of induced electromotive force measurement units (103) arranged to sandwich the resistor (131) while being insulated from the pair of electrodes (111, 121) and the resistor (131) When,
A first connection part (101b) for connecting the first electrode (111) and the resistor (131) in the pair of electrodes (111, 151), and the resistor (131) and the second electrode (151) A potential difference detecting means (104) for detecting a potential difference between the second connection portions (101c) for connecting
Induced electromotive voltage detection means (105) for detecting a potential difference between the pair of induced electromotive voltage measuring units (103);
Using the correction value obtained by correcting the detection potential difference detected by the potential difference detection means (104) with the detection value detected by the induced electromotive voltage detection means (105) and the electric resistance value of the resistor (131), Current value detection means (51) for detecting a current value flowing through a local portion of the cell (10a);
A current measuring device comprising:
前記誘導起電圧検出手段(105)は、第1誘導起電圧検出用配線(122)を介して前記一対の誘導起電圧測定部(103)のうち、前記第1電極(111)側の第1誘導起電圧測定部(121)に電気的に接続されると共に、第2誘導起電圧検出用配線(142)を介して前記一対の誘導起電圧測定部(103)のうち、前記第2電極(151)側の第2誘導起電圧測定部(141)に電気的に接続され、
前記板状部材(100a)は、複数の基板(110〜150)が積層された積層基板で構成され、
前記第1、第2電位差検出用配線(132、133)および前記第1、第2誘導起電圧検出用配線(122、142)は、前記複数の基板(110〜150)のうち、異なる基板上に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電流測定装置。 The potential difference detecting means (104) is electrically connected to the first connecting portion (101b) via the first potential difference detecting wiring (132), and via the second potential difference detecting wiring (133). Electrically connected to the second connection part (101c),
The induced electromotive voltage detecting means (105) includes a first induced electromotive voltage measuring unit (103) on the first electrode (111) side of the pair of induced electromotive voltage measuring units (103) via a first induced electromotive voltage detecting wire (122). It is electrically connected to the induced electromotive voltage measurement unit (121), and the second electrode (of the pair of induced electromotive voltage measurement units (103) via the second induced electromotive voltage detection wiring (142) ( 151) electrically connected to the second induced electromotive voltage measurement unit (141) on the side,
The plate-like member (100a) is composed of a laminated substrate in which a plurality of substrates (110 to 150) are laminated,
The first and second potential difference detection wires (132, 133) and the first and second induced electromotive voltage detection wires (122, 142) may be on different substrates among the plurality of substrates (110 to 150). The current measuring device according to claim 1, wherein the current measuring device is formed as follows.
前記第2電位差検出用配線(133)および前記第2誘導起電圧検出用配線(142)は、前記複数の基板(110〜150)の積層方向から見たときに互いに重合する形状で構成されていることを特徴とする請求項3に記載の電流測定装置。 The first potential difference detection wiring (132) and the first induced electromotive voltage detection wiring (122) are configured to overlap each other when viewed from the stacking direction of the plurality of substrates (110 to 150),
The second potential difference detection wiring (133) and the second induced electromotive voltage detection wiring (142) are configured to overlap each other when viewed from the stacking direction of the plurality of substrates (110 to 150). The current measuring device according to claim 3, wherein:
前記第2電位差検出用配線(133)が形成された基板(130)、および前記第2誘導起電圧検出用配線(142)が形成された基板(140)は、互いに隣接して配置されていることを特徴とする請求項3または4に記載の電流測定装置。 The substrate (130) on which the first potential difference detection wiring (132) is formed and the substrate (120) on which the first induced electromotive voltage detection wiring (122) is formed are disposed adjacent to each other,
The substrate (130) on which the second potential difference detection wiring (133) is formed and the substrate (140) on which the second induced electromotive voltage detection wiring (142) is formed are disposed adjacent to each other. The current measuring device according to claim 3 or 4, characterized by the above.
前記誘導起電圧検出手段(105)は、第1誘導起電圧検出用配線(122)を介して前記一対の誘導起電圧測定部(103)のうち、前記第1電極(111)側の第1誘導起電圧測定部(121)に電気的に接続されると共に、第2誘導起電圧検出用配線(142)を介して前記一対の誘導起電圧測定部(103)のうち、前記第2電極(151)側の第2誘導起電圧測定部(141)に電気的に接続され、
前記板状部材(100a)は、複数の基板(110、130、150)が積層された積層基板で構成され、
前記第1誘導起電圧検出用配線(122)および前記第2誘導起電圧検出用配線(142)は、前記複数の基板(110、130、150)のうち、異なる基板上に形成され、
前記第1電位差検出用配線(132)および前記第1誘導起電圧検出用配線(122)は、前記複数の基板(110、130、150)のうち、同一の基板(110)上に形成され、
前記第2電位差検出用配線(133)および前記第2誘導起電圧検出用配線(142)は、前記複数の基板(110、130、150)のうち、同一の基板(150)上に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電流測定装置。 The potential difference detecting means (104) is electrically connected to the first connecting portion (101b) via the first potential difference detecting wiring (132), and via the second potential difference detecting wiring (133). Electrically connected to the second connection part (101c),
The induced electromotive voltage detecting means (105) includes a first induced electromotive voltage measuring unit (103) on the first electrode (111) side of the pair of induced electromotive voltage measuring units (103) via a first induced electromotive voltage detecting wire (122). It is electrically connected to the induced electromotive voltage measurement unit (121), and the second electrode (of the pair of induced electromotive voltage measurement units (103) via the second induced electromotive voltage detection wiring (142) ( 151) electrically connected to the second induced electromotive voltage measurement unit (141) on the side,
The plate-like member (100a) is composed of a laminated substrate in which a plurality of substrates (110, 130, 150) are laminated,
The first induced electromotive voltage detection wiring (122) and the second induced electromotive voltage detection wiring (142) are formed on different substrates among the plurality of substrates (110, 130, 150),
The first potential difference detection wiring (132) and the first induced electromotive voltage detection wiring (122) are formed on the same substrate (110) among the plurality of substrates (110, 130, 150),
The second potential difference detection wiring (133) and the second induced electromotive voltage detection wiring (142) are formed on the same substrate (150) among the plurality of substrates (110, 130, 150). The current measuring device according to claim 1, wherein the current measuring device is a current measuring device.
前記第2電位差検出用配線(133)および前記第2誘導起電圧検出用配線(142)は、同一の基板(150)上において互いに並走する形状で構成されていることを特徴とする請求項6に記載の電流測定装置。 The first potential difference detection wiring (132) and the first induced electromotive voltage detection wiring (122) are configured to run parallel to each other on the same substrate (110),
The second potential difference detection wiring (133) and the second induced electromotive voltage detection wiring (142) are configured to be parallel to each other on the same substrate (150). 6. The current measuring device according to 6.
4. The first and second induced electromotive voltage detection wirings (122, 142) and the first and second potential difference detection wirings (132, 133) are made of the same material. The current measuring device according to any one of 7 to 7.
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