JP4711213B2 - Fuel cell stack and fuel cell stack case - Google Patents

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Description

本発明は、セル積層体からの漏水を検知可能なセル積層体カバー、このセル積層体カバーに包囲されたセル積層体を備えた燃料電池スタック、及びこの燃料電池スタックを収容する燃料電池スタックケース、並びにセル積層体からの漏水を検知する漏水検知装置に関する。   The present invention relates to a cell laminate cover capable of detecting water leakage from a cell laminate, a fuel cell stack including a cell laminate surrounded by the cell laminate cover, and a fuel cell stack case containing the fuel cell stack The present invention also relates to a water leakage detection device that detects water leakage from the cell stack.

従来から、環境対応自動車として、燃料ガスである水素と、酸化ガスである酸素を化学反応させて電気を発生させ、この発生した電気を動力源として走行する燃料電池自動車の開発が進められている。この燃料電池自動車に搭載される燃料電池は、例えば、複数（通常、数百枚）の燃料電池セルを積層したセル積層体を有し、このセル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを各々配置して燃料電池スタックを構成し、この燃料電池スタックをセル積層方向に締め付けて、当該燃料電池スタックの外側でセル積層方向に延びる締結部材と、ボルトまたはナットによって固定したものから構成されている。   Conventionally, as an environmentally-friendly vehicle, development of a fuel cell vehicle that generates electricity by chemically reacting hydrogen, which is a fuel gas, and oxygen, which is an oxidizing gas, and runs using the generated electricity as a power source has been underway. . The fuel cell mounted on this fuel cell vehicle has, for example, a cell stack in which a plurality (usually several hundreds) of fuel cells are stacked. Terminals and insulators are provided at both ends of the cell stack in the cell stacking direction. The end plate is arranged to constitute a fuel cell stack, the fuel cell stack is clamped in the cell stacking direction, and fixed with a fastening member extending outside the fuel cell stack in the cell stacking direction and a bolt or nut. It is composed of

このような燃料電池では、発電時に、燃料電池スタック内の燃料と酸素との反応熱を外部へ強制的に放出しなければ、燃料電池スタックの温度が上昇し、電解質等の燃料電池構成部材の耐熱温度を超えてしまうことがある。そこで、冷却剤を燃料電池スタック内に循環させることで、燃料電池スタックの温度を制御している。例えば、固体高分子電解質型燃料電池では、スタック温度が約８５℃以下になるよう制御されるのが一般的であり、冷却剤には水（冷却水）を用いることが多い。   In such a fuel cell, if the reaction heat between the fuel and oxygen in the fuel cell stack is not forcibly released to the outside during power generation, the temperature of the fuel cell stack rises and the fuel cell components such as the electrolyte The heat-resistant temperature may be exceeded. Therefore, the temperature of the fuel cell stack is controlled by circulating the coolant in the fuel cell stack. For example, in a solid polymer electrolyte fuel cell, the stack temperature is generally controlled to be about 85 ° C. or lower, and water (cooling water) is often used as a coolant.

しかしながら、前記冷却剤として水を用いた場合、例えば、各セパレータにクラックが生じたり、各セパレータ間のシール不良等が生じたりすると、セル積層体から冷却水が漏れ出すことがある。この冷却水の漏れ出しは、冷却性能の低下を招き、燃料電池スタックの故障や漏電等の原因となる恐れもある。したがって、従来から冷却水漏れを速やかに検知することは必要不可欠である。   However, when water is used as the coolant, for example, when cracks occur in the separators or a seal failure between the separators occurs, the cooling water may leak from the cell stack. This leakage of cooling water leads to a decrease in cooling performance, which may cause a failure of the fuel cell stack or leakage. Therefore, it is indispensable to detect a cooling water leak promptly.

このため、近年では、燃料電池スタックを囲むケーシングの底面に水分検出器（水漏検知装置）を設置しているが、燃料電池スタックからの水漏れ量が少ないと、前記ケーシングの底面に水が溜まらないので、微量な水漏れを検出することが困難であった。   For this reason, in recent years, a moisture detector (water leakage detection device) is installed on the bottom surface of the casing surrounding the fuel cell stack. However, if the amount of water leakage from the fuel cell stack is small, Since it did not accumulate, it was difficult to detect a small amount of water leak.

そこで、この問題を解決するため、燃料電池スタックを囲むケーシングに設けた漏水捕集手段と、該漏水捕集手段により捕集された水を検出する水分検出器とを備え、ケーシング内のスタックからの微量な冷却水漏れを検出することが可能な水漏れ検出装置が紹介されている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１６４０７０号公報 Therefore, in order to solve this problem, a water leakage collecting means provided in a casing surrounding the fuel cell stack, and a moisture detector for detecting the water collected by the water leakage collecting means are provided, from the stack in the casing. A water leak detection device capable of detecting a small amount of cooling water leak is introduced. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2002-164070 A

しかしながら、特許文献１に記載された水漏れ検出装置は、ケーシング内が高温であるため、漏れ出た冷却水が少ない場合には、この微量の冷却水がケーシング内で気化してしまう。したがって、未だ微量な水漏れを検出することが困難である。   However, in the water leak detection device described in Patent Document 1, since the inside of the casing is hot, when a small amount of cooling water leaks out, this small amount of cooling water is vaporized in the casing. Therefore, it is still difficult to detect a small amount of water leakage.

本発明は、以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、セル積層体からの水漏れ量が微量であっても、この水漏れを外部から簡単に検知することが可能なセル積層体カバー及びこのセル積層体カバーに包囲されたセル積層体を備えた燃料電池スタックを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances described above, and even when the amount of water leakage from the cell laminate is very small, the cell laminate cover can easily detect this water leak from the outside. Another object of the present invention is to provide a fuel cell stack including a cell stack surrounded by the cell stack cover.

また、本発明は、セル積層体からの水漏れ量が微量であっても、この水漏れを正確に検知することが可能な水漏検知装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a water leakage detection device that can accurately detect this water leakage even if the amount of water leakage from the cell stack is very small.

この目的を達成するため、本発明は、複数の燃料電池セルが積層されてなるセル積層体を包囲するセル積層体カバーであって、光透過性を有し、前記セル積層体に密着した状態で当該セル積層体を包囲するセル積層体カバーを提供するものである。   In order to achieve this object, the present invention provides a cell laminate cover that surrounds a cell laminate formed by laminating a plurality of fuel cells, and has a light transmittance and is in close contact with the cell laminate. The cell laminated body cover which surrounds the said cell laminated body is provided.

この構成を備えたセル積層体カバーは、セル積層体に密着しているため、セル積層体から漏れ出した冷却水が気化することがない。したがって、セル積層体からの水漏れ量が微量であっても、この微量な水がセル積層体に付着するため、水漏れを外部から簡単に検知することができる。   Since the cell laminate cover having this configuration is in close contact with the cell laminate, the cooling water leaking from the cell laminate is not vaporized. Therefore, even if the amount of water leakage from the cell stack is small, this small amount of water adheres to the cell stack, so that the water leak can be easily detected from the outside.

なお、本発明でいう「包囲」とは、平面あるいは立体的なものを囲むことであり、全体をくまなく包み込まなくてもよいものと定義する。   The “envelopment” in the present invention is to enclose a plane or a three-dimensional object, and is defined as not having to envelop the whole.

また、本発明にかかるセル積層体カバーは、前記セル積層体の積層方向端面の少なくとも一部が開口された構成を備えていてもよい。このように、セル積層体の積層方向端面の少なくとも一部を開口することで、セル積層体から漏れ出た冷却水をこの開口から外部へ効率よく排出することができる。   Moreover, the cell laminated body cover concerning this invention may be provided with the structure by which at least one part of the lamination direction end surface of the said cell laminated body was opened. As described above, by opening at least a part of the end surface in the stacking direction of the cell stack, the cooling water leaked from the cell stack can be efficiently discharged to the outside through the opening.

そしてまた、本発明にかかるセル積層体カバーは、弾性を備えていることが好ましい。セル積層体カバーが弾性を備えることで、前記利点に加え、セル積層体から漏れ出た冷却水をさらに効率よく外部に排出することができる。   And it is preferable that the cell laminated body cover concerning this invention is equipped with elasticity. By providing the cell stack cover with elasticity, in addition to the advantages described above, the cooling water leaked from the cell stack can be discharged to the outside more efficiently.

さらにまた、本発明にかかるセル積層体カバーは、絶縁性を備えることができる。   Furthermore, the cell laminated body cover concerning this invention can be equipped with insulation.

また、前記セル積層体内を循環する冷却水は有色にすることができる。このようにすることで、セル積層体からの冷却水の漏れ出しを、さらに視覚的に検知し易くすることができる。   The cooling water circulating in the cell stack can be colored. By doing so, it is possible to further visually detect the leakage of the cooling water from the cell stack.

そしてまた、本発明は、前述したセル積層体カバーに包囲されたセル積層体を提供するものである。   The present invention also provides a cell laminate surrounded by the above-described cell laminate cover.

さらにまた、本発明は、前述したセル積層体カバーに包囲されたセル積層体を備えてなる燃料電池スタックを収容する燃料電池スタックケースであって、少なくとも一部が光透過性を備えてなる燃料電池スタックケースを提供するものである。この燃料電池スタックケースに収容されたセル積層体内を循環する冷却水が有色である場合、セル積層体からの冷却水の漏れ出しを、前記光透過性を備えた領域から視覚的に、より一層検知し易くすることができる。   Furthermore, the present invention provides a fuel cell stack case containing a fuel cell stack comprising a cell stack surrounded by the cell stack cover described above, wherein at least a part of the fuel cell stack has light permeability. A battery stack case is provided. When the cooling water circulating in the cell stack accommodated in the fuel cell stack case is colored, the leakage of the cooling water from the cell stack is further visually and more visually from the region having light transmittance. It can be easily detected.

また、本発明は、複数の燃料電池セルが積層されてなるセル積層体からの漏水を検知する漏水検知装置であって、前記セル積層体の外表面に沿って設けられると共に、互いに離間して配設された端子対と、前記端子対と前記セル積層体の外表面との間に充填された吸水材料と、前記端子対間の抵抗値に応じて前記セル積層体からの漏水を検知する漏水検知手段と、を備えてなる漏水検知装置を提供するものである。   Further, the present invention is a water leakage detection device for detecting water leakage from a cell stack formed by stacking a plurality of fuel cells, and is provided along the outer surface of the cell stack and spaced apart from each other. The leakage of water from the cell stack is detected according to the arranged terminal pair, the water absorbing material filled between the terminal pair and the outer surface of the cell stack, and the resistance value between the terminal pairs. A water leakage detection device comprising a water leakage detection means.

この構成を備えた漏水検知装置は、端子対とセル積層体の外表面との間に吸水材料が充填されているため、セル積層体からの水漏れ量が微量であっても、この漏れ出た冷却水は、吸水材料に保持されることになる。したがって、セル積層体からの水漏れを正確に検知することができる。   Since the water leakage detection device having this configuration is filled with a water absorbing material between the terminal pair and the outer surface of the cell stack, even if a small amount of water leaks from the cell stack, The cooled water is held by the water absorbing material. Therefore, it is possible to accurately detect water leakage from the cell stack.

また、本発明にかかる漏水検知装置は、前記端子対と前記セル積層体との間に、絶縁性部材を配設した構成を備えることができる。   Moreover, the water leak detection apparatus concerning this invention can be equipped with the structure which has arrange | positioned the insulating member between the said terminal pair and the said cell laminated body.

そしてまた、本発明にかかる漏水検知装置は、前記端子対を、前記セル積層体の積層方向に互いに独立させて複数配設し、前記漏水検知手段を、各々の端子対に接続した構成を備えることもできる。このようにすることで、前記セル積層体の冷却水が漏れ出した付近に配設された端子対間の抵抗値が変化して、この端子対に接続された漏水検知手段が漏水を検知することになるため、冷却水が漏れ出した位置を、より特定し易くすることができる。   Further, the water leakage detection device according to the present invention has a configuration in which a plurality of the terminal pairs are arranged independently of each other in the stacking direction of the cell stack, and the water leakage detection means is connected to each terminal pair. You can also. By doing in this way, the resistance value between the terminal pair arrange | positioned in the vicinity where the cooling water of the said cell laminated body leaked changes, and the water leak detection means connected to this terminal pair detects a water leak. Therefore, the position where the cooling water has leaked can be more easily specified.

本発明にかかるセル積層体カバーは、光透過性を有し、前記セル積層体に密着した状態でセル積層体を包囲してなるため、セル積層体からの水漏れ量が微量であっても、この水漏れを外部から簡単に検知することができる。   Since the cell laminate cover according to the present invention has light transmittance and surrounds the cell laminate in close contact with the cell laminate, even if the amount of water leakage from the cell laminate is small. This water leak can be easily detected from the outside.

また、本発明にかかる燃料電池スタックケースは、本発明にかかるセル積層体カバーに包囲されたセル積層体を収容すると共に、少なくとも一部が光透過性を備えているため、セル積層体からの水漏れ量が微量であっても、前記光透過性を備えた領域を介して、この水漏れを外部から簡単に検知することができる。   In addition, the fuel cell stack case according to the present invention accommodates the cell stack surrounded by the cell stack cover according to the present invention, and at least a part thereof is light transmissive. Even if the amount of water leakage is very small, this water leakage can be easily detected from the outside through the region having light transmittance.

また、本発明にかかる水漏検知装置は、前記端子対と前記セル積層体の外表面との間に充填された吸水材料によって、前記セル積層体から漏れ出した冷却水が保持される。したがって、セル積層体からの水漏れ量が微量であっても、この水漏れを正確に検知することができる。   Further, in the water leakage detection device according to the present invention, the cooling water leaked from the cell stack is held by the water absorbing material filled between the terminal pair and the outer surface of the cell stack. Therefore, even if the amount of water leakage from the cell stack is small, this water leakage can be detected accurately.

次に、本発明の実施例１について図面を参照して説明する。   Next, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施例１にかかる燃料電池スタックのセル積層方向を上下方向とした姿勢での全体概略図、図２は、図１に示す燃料電池の電解質膜−電極アッセンブリの一部拡大断面図、図３は、図１に示す燃料電池スタックのセル積層体をセル積層体カバーによって包囲した状態を模式的に示す斜視図、図４は、実施例１にかかるセル積層体カバーによって包囲されたセル積層体を有する燃料電池スタックを、燃料電池スタックケースに収容した状態を示す模式的に示す斜視図である。   FIG. 1 is an overall schematic view of the fuel cell stack according to Example 1 of the present invention in a posture in which the cell stacking direction is the vertical direction, and FIG. 2 is a part of the electrolyte membrane-electrode assembly of the fuel cell shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a state in which the cell stack of the fuel cell stack shown in FIG. 1 is surrounded by the cell stack cover, and FIG. 4 is a view of the cell stack cover according to the first embodiment. It is a perspective view showing typically the state where the fuel cell stack which has the enclosed cell layered product was stored in the fuel cell stack case.

図１及び図２に示すように、実施例１にかかる燃料電池１は、イオン交換膜からなる電解質膜１１と、この電解質膜１１の一面に配置された触媒層１２及び拡散層１３からなる燃料極１４（アノード）及び電解質膜１１の他面に配置された触媒層１５及び拡散層１６からなる酸化剤極１７（カソード）とからなる膜−電極アッセンブリ（以下、「ＭＥＡ」という）１０と、ＭＥＡ１０を挟んで燃料極１４側に配設されたセパレータ１８と、ＭＥＡ１０を挟んで酸化剤極１７側に配設されたセパレータ１９と、を重ねてセルを形成し、該セルを複数積層してセル積層体９を構成し、セル積層体９のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置して燃料電池スタック２３を構成し、燃料電池スタック２３をセル積層方向に締め付け、燃料電池スタック２３の外側でセル積層方向に延びる締結部材２４（たとえば、テンションプレート、スルーボルトなど）とボルト２５またはナットで固定したものからなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a fuel cell 1 according to Example 1 includes an electrolyte membrane 11 made of an ion exchange membrane, and a fuel made up of a catalyst layer 12 and a diffusion layer 13 disposed on one surface of the electrolyte membrane 11. A membrane-electrode assembly (hereinafter referred to as “MEA”) 10 comprising an electrode 14 (anode) and an oxidant electrode 17 (cathode) comprising a catalyst layer 15 and a diffusion layer 16 disposed on the other surface of the electrolyte membrane 11; A separator 18 disposed on the fuel electrode 14 side with the MEA 10 interposed therebetween and a separator 19 disposed on the oxidant electrode 17 side with the MEA 10 interposed therebetween are formed to form a cell, and a plurality of the cells are stacked. A cell stack 9 is configured, and terminals 20, insulators 21 and end plates 22 are arranged at both ends of the cell stack 9 in the cell stacking direction to form a fuel cell stack 23. The fuel cell stack 2 The clamping in the cell stacking direction, the fastening member 24 outside the fuel cell stack 23 extends in the cell stacking direction (e.g., a tension plate, through bolt, etc.) consists of those fixed by a bolt 25 or nut.

この構成を備えた燃料電池１は、燃料ガス入口（図示せず）を介して水素ガスが、各々の燃料ガス流路（図示せず）に供給され、酸化ガス入口（図示せず）を介して空気が各々の酸化ガス流路（図示せず）に供給されると、燃料電池１を構成する各単セルで、以下の電気化学反応が生じる。すなわち、
燃料極（アノード）側では、 Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-
酸化剤極（カソード）側では、 （１／２）Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ
燃料電池全体としては、 Ｈ2＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ In the fuel cell 1 having this configuration, hydrogen gas is supplied to each fuel gas flow path (not shown) via a fuel gas inlet (not shown), and via an oxidizing gas inlet (not shown). When air is supplied to each oxidizing gas flow path (not shown), the following electrochemical reaction occurs in each single cell constituting the fuel cell 1. That is,
On the fuel electrode (anode) side, H 2 → 2H + + 2e −
On the oxidant electrode (cathode) side, (1/2) O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O
As a whole fuel cell, H 2 + (1/2) O 2 → H 2 O

このように、酸化剤極（カソード）側では、生成水が生じ、反応に寄与しなかったガスと生成水が同じ酸化ガス流路（図示せず）を通って、酸化ガス出口（図示せず）へ排出される。この時、冷却水流路（図示せず）に冷却水が供給されて、燃料電池１の発電によって発生する熱が排熱される。なお、実施例１では、目視が容易な色に着色された有色の冷却水（例えば、赤色等）を使用した。また、着色するための材料は、例えば、絶縁性の固体粉末等、配管を詰まらせることがないものを使用することが望まれる。   In this way, on the oxidant electrode (cathode) side, generated water is generated, and the gas that has not contributed to the reaction and the generated water pass through the same oxidizing gas flow path (not shown), and the oxidizing gas outlet (not shown). ). At this time, cooling water is supplied to a cooling water channel (not shown), and heat generated by power generation of the fuel cell 1 is exhausted. In Example 1, colored cooling water (for example, red) colored in a color that is easy to visually check was used. In addition, it is desirable to use a material that does not clog piping, for example, an insulating solid powder, as a material for coloring.

図３に示すセル積層体カバー３０は、光透過性を有し、燃料電池１のセル積層体９の外面に密着した状態でセル積層体９を包囲する構成を備えている。このセル積層体カバー３０は、セル積層体９の積層方向両側の端面が開口しており、ここからターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２が延出するようになっている。なお、図３では、構成を判りやすくするため、締結部材２４及びボルト２５は省略してある。   The cell stack body cover 30 shown in FIG. 3 has a light transmitting property and surrounds the cell stack body 9 in close contact with the outer surface of the cell stack body 9 of the fuel cell 1. The cell laminate cover 30 has open end faces on both sides in the stacking direction of the cell laminate 9, from which the terminal 20, the insulator 21, and the end plate 22 extend. In FIG. 3, the fastening member 24 and the bolt 25 are omitted for easy understanding of the configuration.

なお、実施例１では、このセル積層体カバー３０は、透明で、弾性及び絶縁性を備えた材料から構成されている。このような材料としては、例えば、テフロン（登録商標）等、１５０℃程度以上の耐熱性がある樹脂等を挙げることができる。   In Example 1, the cell stack cover 30 is made of a transparent material having elasticity and insulation. As such a material, for example, a resin having heat resistance of about 150 ° C. or higher, such as Teflon (registered trademark), and the like can be given.

この構成を備えた積層体カバー３０に包囲されたセル積層体９を有する燃料電池１の作動中に、仮に、セパレータ１８及び１９にクラックが生じたり、セパレータ１８及び１９間のシール不良等が生じ、セル積層体９から微量の冷却水が漏れ出した場合、この漏れ出した冷却水は、燃料電池１の高温によって水蒸気となり、この水蒸気が積層体カバー３０に付着して水滴となる。この時、積層体カバー３０は、透明な材料から構成されており、また、冷却水は、目視が容易な色に着色されているため、セル積層体９からの水漏れ量が微量であっても、この水滴の存在を外部から目視で簡単に検知することができる。   During the operation of the fuel cell 1 having the cell stack 9 surrounded by the stack cover 30 having this configuration, the separators 18 and 19 are cracked or a seal failure between the separators 18 and 19 occurs. When a small amount of cooling water leaks from the cell stack 9, the leaked cooling water becomes water vapor due to the high temperature of the fuel cell 1, and the water vapor adheres to the stack cover 30 and becomes water droplets. At this time, the laminate cover 30 is made of a transparent material, and the cooling water is colored in a color that is easy to see, so that the amount of water leakage from the cell laminate 9 is very small. However, the presence of the water droplets can be easily detected visually from the outside.

また、積層体カバー３０は、セル積層方向の両端が開口されているため、セル積層体９から漏れ出した冷却水は、前記開口から外部に排出することができる。この時、積層体カバー３０は、前述したように弾性を備えているため、漏れ出した冷却水の排出をさらに容易に行うことができる。   In addition, since both ends of the laminate cover 30 in the cell stacking direction are opened, the cooling water leaked from the cell stack 9 can be discharged to the outside through the openings. At this time, since the laminate cover 30 has elasticity as described above, the leaked cooling water can be discharged more easily.

この積層体カバー３０に包囲されたセル積層体９を備えた燃料電池スタック２３は、図４に示すように、燃料電池スタックケース４０に収容することができる。この燃料電池スタックケース４０は、上面の一部が光透過性有する板材４１から形成されており、燃料電池スタックケース４０内に収容された燃料電池スタック２３の様子が目視できるようになっている。したがって、燃料電池スタックケース４０から燃料電池スタック２３を取り出すことなく、セル積層体９から微量の冷却水が漏れ出し、積層体カバー３０に水滴が付着しているか否かを、板材４１を介して観察することができる。   The fuel cell stack 23 provided with the cell stack 9 surrounded by the stack cover 30 can be accommodated in a fuel cell stack case 40 as shown in FIG. The fuel cell stack case 40 is partially formed from a light-transmitting plate 41 so that the state of the fuel cell stack 23 accommodated in the fuel cell stack case 40 can be visually observed. Therefore, whether or not a small amount of cooling water leaks from the cell stack 9 and water droplets adhere to the stack cover 30 without taking out the fuel cell stack 23 from the fuel cell stack case 40 via the plate 41. Can be observed.

次に、本発明の実施例２にかかる漏水検知装置について図面を参照して説明する。   Next, a water leakage detection apparatus according to Example 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図５は、実施例２にかかる漏水検知装置の模式図である。なお、実施例２では、実施例１で説明した燃料電池のセル積層体からの漏水を検知する場合について説明する。   FIG. 5 is a schematic diagram of a water leakage detection apparatus according to the second embodiment. In the second embodiment, a case where water leakage from the cell stack of the fuel cell described in the first embodiment is detected will be described.

図５に示すように、実施例２にかかる漏水検知装置５０は、燃料電池１のセル積層体９の外表面に設けられる吸水性樹脂フィルム５１と、吸水性樹脂フィルム５１の所定位置に互いに離間して串歯状に配設された端子対５２と、端子対５２間の抵抗を測定する抵抗測定器５３と、抵抗測定器５３に接続され、測定された抵抗値に基づいてセル積層体９から冷却水が漏れ出したか否かを判断する判断手段５４と、判断手段５４に接続され、判断部５４から出力された判断結果に基づいて水漏れを告知する告知手段５５と、を備えて構成されている。また、端子対５２は、セル積層体９に対し絶縁されている。   As shown in FIG. 5, the water leakage detection device 50 according to the second embodiment is separated from a water absorbent resin film 51 provided on the outer surface of the cell stack 9 of the fuel cell 1 and a predetermined position of the water absorbent resin film 51. Then, a pair of terminals 52 arranged in a skewer shape, a resistance measuring device 53 for measuring the resistance between the terminal pairs 52, and a cell stack 9 connected to the resistance measuring device 53 and based on the measured resistance value And determining means 54 for determining whether or not the cooling water has leaked from, and a notifying means 55 connected to the determining means 54 and for notifying water leakage based on the determination result output from the determining section 54. Has been. The terminal pair 52 is insulated from the cell stack 9.

なお、実施例２では、抵抗測定器５３と、判断手段５４と、告知手段５５とによって、漏水検知手段を構成している。   In the second embodiment, the resistance measuring device 53, the determination unit 54, and the notification unit 55 constitute a water leakage detection unit.

この構成を備えた漏水検知装置５０は、燃料電池スタック２３のセル積層体９の外表面を吸水性樹脂フィルム５１により包囲することによって、燃料電池スタック２３に配設される。この漏水検知装置５０は、燃料電池１の作動中、端子対５２の一方の端子５２Ａと他方の端子５２Ｂとの間の抵抗値が抵抗測定器５３によってモニタされ、測定された抵抗値が判断部５４へ出力される。ここで、セル積層体９からの水漏れがない場合、吸水性樹脂フィルム５１は乾いた状態となっており、端子対５２は導通していない。この場合、判断部５４では、セル積層体９から水漏れが発生していないと判断し、告知手段５５に信号を出力せず、告知手段５５は告知を行わないようになっている。   The water leakage detection device 50 having this configuration is disposed in the fuel cell stack 23 by surrounding the outer surface of the cell stack 9 of the fuel cell stack 23 with the water absorbent resin film 51. In the water leak detection device 50, during operation of the fuel cell 1, the resistance value between one terminal 52A and the other terminal 52B of the terminal pair 52 is monitored by the resistance measuring device 53, and the measured resistance value is determined by the determination unit. 54. Here, when there is no water leakage from the cell laminate 9, the water absorbent resin film 51 is in a dry state, and the terminal pair 52 is not conductive. In this case, the determination unit 54 determines that no water leakage has occurred from the cell stack 9, and does not output a signal to the notification unit 55, so that the notification unit 55 does not perform notification.

この燃料電池１の作動中に、仮に、セル積層体９から微量の冷却水が漏れ出した場合、この漏れ出した冷却水は吸水性樹脂フィルム５１に保持され、端子対５２が導通して、端子５２Ａと端子５２Ｂとの間の抵抗値が変化すると、判断部５４では、セル積層体９から水漏れが発生したと判断し、告知手段５５にその旨の信号を出力する。そして、この信号を受信した告知手段５５は、水漏れの発生を告知する。   If a small amount of cooling water leaks from the cell stack 9 during the operation of the fuel cell 1, the leaked cooling water is held by the water absorbent resin film 51, and the terminal pair 52 is conducted, When the resistance value between the terminal 52 </ b> A and the terminal 52 </ b> B changes, the determination unit 54 determines that water leakage has occurred from the cell stack 9 and outputs a signal to that effect to the notification means 55. The notification means 55 that has received this signal notifies the occurrence of water leakage.

なお、実施例２では、セル積層方向の全体に一対の端子対５２を配設した場合について説明したが、これに限らず、例えば、図６に示すように、セル積層体９を、セルの積層方向にエリアＡ、エリアＢ、エリアＣに分け、各エリアＡ〜Ｃに、端子対５２を各々１つずつ独立させて配設し、各々の端子対５２に、抵抗測定器５３、判断部５４及び告知手段５５を接続させた構成としてもよい。この場合、例えば、エリアＡに配設した告知手段５５が、水漏れを告知した場合、エリアＡにおいて水漏れが発生したことを特定することができ、冷却水が漏れ出した位置を確認することがさらに容易となる。   In the second embodiment, the case where the pair of terminal pairs 52 are disposed in the entire cell stacking direction has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as illustrated in FIG. The stacking direction is divided into area A, area B, and area C. In each of the areas A to C, one terminal pair 52 is disposed independently, and each terminal pair 52 includes a resistance measuring device 53 and a determination unit. 54 and the notification means 55 may be connected. In this case, for example, when the notification means 55 arranged in the area A notifies the water leakage, it can be specified that the water leakage has occurred in the area A, and the position where the cooling water has leaked is confirmed. Is even easier.

また、図６では、各々独立した３つの端子対５２を配設したが、端子対５２の設置数は所望により決定することができる。すなわち、端子対５２の設置数を増加すればそれだけ各エリアの面積が小さくなり、冷却水が漏れ出した位置を確認することが、より一層容易となる。   In FIG. 6, three independent terminal pairs 52 are provided, but the number of terminal pairs 52 can be determined as desired. That is, if the number of installed terminal pairs 52 is increased, the area of each area decreases accordingly, and it becomes even easier to confirm the position where the coolant has leaked.

また、実施例２では、漏水検知装置５０の構成要素として、抵抗測定器５３を用いた場合について説明したが、これに限らず、抵抗測定器５３の代わりに、例えば電圧計や電流計等を配設してもよい。   Moreover, in Example 2, although the case where the resistance measuring device 53 was used as a component of the water leak detection apparatus 50 was demonstrated, it is not restricted to this, For example, instead of the resistance measuring device 53, a voltmeter, an ammeter, etc. are used. It may be arranged.

そしてまた、本発明は、セル積層体カバー、燃料電池スタックケース、及び漏水検知装置を組み合わせて使用してもよいことは勿論である。   Of course, the present invention may be used in combination with a cell stack cover, a fuel cell stack case, and a water leakage detection device.

本発明の実施例１にかかる燃料電池スタックのセル積層方向を上下方向とした姿勢での全体概略図である。It is the whole schematic figure in the posture which made the cell lamination direction of the fuel cell stack concerning Example 1 of the present invention the up-and-down direction. 図１に示す燃料電池の電解質膜−電極アッセンブリの一部拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the electrolyte membrane-electrode assembly of the fuel cell shown in FIG. 1. 図１に示す燃料電池スタックのセル積層体をセル積層体カバーによって包囲した状態を模式的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing a state in which the cell stack of the fuel cell stack shown in FIG. 1 is surrounded by a cell stack cover. 本発明の実施例１にかかるセル積層体カバーによって包囲されたセル積層体を有する燃料電池スタックを、燃料電池スタックケースに収容した状態を示す模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the state which accommodated the fuel cell stack which has the cell laminated body surrounded by the cell laminated body cover concerning Example 1 of this invention in the fuel cell stack case. 本発明の実施例２にかかる漏水検知装置の模式図である。It is a schematic diagram of the water leak detection apparatus concerning Example 2 of this invention. 本発明の他の実施例にかかる漏水検知装置の模式図である。It is a schematic diagram of the water leak detection apparatus concerning the other Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池
９ セル積層体
２３ 燃料電池スタック
３０ セル積層体カバー
４０ 燃料電池スタックケース
５０ 漏水検知装置
５２ 端子対
５３ 抵抗測定器
５４ 制御手段
５５ 告知手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 9 Cell laminated body 23 Fuel cell stack 30 Cell laminated body cover 40 Fuel cell stack case 50 Water leakage detector 52 Terminal pair 53 Resistance measuring device 54 Control means 55 Notification means

Claims (9)

複数の燃料電池セルが積層されてなるセル積層体と、
前記セル積層体を包囲するセル積層体カバーと、を備えた燃料電池スタックであって、
前記セル積層体カバーは、光透過性を有し、前記セル積層体に密着した状態で当該セル積層体を包囲し、かつ前記燃料電池スタックの外部から目視可能である、燃料電池スタック。 A cell stack in which a plurality of fuel cells are stacked ;
A fuel cell stack and a cell stack cover surrounding the cell stack,
The cell stack cover has a light transmission property, surrounds the cell stack in a state of being in close contact with the cell stack, and is visible from the outside of the fuel cell stack. 前記セル積層体カバーは、前記セル積層体の積層方向端面の少なくとも一部を開口してなる請求項１記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1 , wherein the cell stack cover is formed by opening at least a part of an end surface in the stacking direction of the cell stack . 前記セル積層体カバーは、弾性を備えてなる請求項１または請求項２記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1 , wherein the cell stack cover is provided with elasticity . 前記セル積層体カバーは、絶縁性を備えてなる請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 3, wherein the cell stack cover is provided with an insulating property . 前記セル積層体内を循環する冷却水が有色である請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling water circulating in the cell stack is colored . 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の燃料電池スタックを収容し、少なくとも一部が光透過性を備えてなる燃料電池スタックケース。 Claim 1 to accommodate the fuel cell stack according to any one of claims 5, the fuel cell stack case that at least a part is provided with a light-transmissive. 前記セル積層体からの漏水を検知する漏水検知装置をさらに備え、
前記漏水検知装置は、
前記セル積層体の外表面に沿って設けられると共に、互いに離間して配設された端子対と、
前記端子対と前記セル積層体の外表面との間に充填された吸水材料と、
前記端子対間の抵抗値に応じて前記セル積層体からの漏水を検知する漏水検知手段と、を備える、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。 Further comprising a water leakage detection device for detecting water leakage from the cell laminate ,
The water leakage detection device is
A pair of terminals provided along the outer surface of the cell stack and spaced apart from each other;
A water-absorbing material filled between the terminal pair and the outer surface of the cell stack;
The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a water leakage detection unit that detects water leakage from the cell stack according to a resistance value between the terminal pairs. 前記端子対と前記セル積層体との間に、絶縁性部材を配設してなる請求項７記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 7, wherein an insulating member is disposed between the terminal pair and the cell stack. 前記端子対を、前記セル積層体の積層方向に互いに独立させて複数配設し、前記漏水検知手段を、各々の端子対に接続した請求項７または請求項８のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。 Said terminal pair, said in the stacking direction of the cell stack is made independent from each other and arranging a plurality of said leak detection unit, according to any one of claims 7 or claim 8 and connected to each of the terminal pairs Fuel cell stack.
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