JP6135262B2 - 燃料電池検査用器具およびそれを用いた検査装置 - Google Patents
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Description
燃料電池スタックの燃料電池セル間に配置して前記燃料電池スタックの発電検査に用いられる燃料電池検査用器具であって、
導電性の2枚の板状部材と、
前記2枚の板状部材を互いの表面が接した状態で締結するボルトと、
を備え、
前記2枚の板状部材の接合面に、冷却媒体を流通させるための溝形状の流路と、前記冷却媒体の漏洩を抑制するためのシール部材とが配設され、
前記ボルトによって締結された2枚の板状部材が前記発電検査のための集電部分として構成される、燃料電池検査用器具。
その他、本発明は、以下の適用例として実現することも可能である。
A.燃料電池検査システムの全体構成:
図1は、本発明の第1実施形態に係る燃料電池検査用器具を用いた燃料電池検査システムの概略構成を例示した説明図である。燃料電池検査システム100は、例えば、燃料電池スタックの製造時において、燃料電池スタックの発電性能を検査するために使用される。燃料電池検査システム100は、燃料電池検査用器具としての中間板10と、セルモニタ50と、データ収集装置60と、を備える。検査対象となる燃料電池スタックは、燃料電池セルFC(図2)を複数、積層させたスタック構造を有する。燃料電池セルFCの構成については後述する。
図3は、中間板10の概略構成を例示した説明図である。図3(a)は、中間板10の主面10f側を例示した平面図である。図3(a)の破線は、中間板10の内部に形成されている冷却媒体の流路12を例示している。図3(b)は、図3(a)のA−A線矢視図である。図3(a)に示すように、中間板10の主面10fには、複数(ここでは4つ)の貫通孔14a、14b、14c、14dが形成されている。また、中間板10の端面10eには、供給口15と、排出口16と、モニタ用端子18とが形成されている。貫通孔14a〜14dは、中間板10の両側の主面10fの間を貫通する開口部であり、中間板10が燃料電池セルFCの間に配置されたときに、燃料電池セルFCの貫通孔141、142、144、145(図2)と連通するように構成されている。この結果、貫通孔14aは燃料ガス供給のためのマニホールドの一部として機能し、貫通孔14bは酸化剤ガス供給のためのマニホールドの一部として機能し、貫通孔14cは燃料ガス排出のためのマニホールドの一部として機能し、貫通孔14bは酸化剤ガス排出のためのマニホールドの一部として機能する。
図4は、第1実施形態に係る燃料電池検査システム100を用いた発電検査の手順を説明するための工程図である。はじめに、複数の燃料電池セルFCおよび複数の中間板10を交互に配置して積層し、締結をおこなう(ステップS110)。この結果、燃料電池セルFCと中間板10との積層体が得られる。なお、中間板10には、セルモニタケーブル52(図1)が予め接続されており、ステップS110の実行後には、図1に示した電気的な接続状態となる。
以上のように構成された本実施形態の燃料電池検査システム100で用いられる中間板10によれば、燃料電池セルFCと中間板10とを含む積層体が締結されていない状態で冷却媒体を流路12に流したとしても、ボルト24によって接合され、その上、ガスケット26によって冷却媒体の漏洩が抑制される。このために、積層体が非締結状態でも、冷却媒体のシール性を確保することができるという効果を奏する。また、中間板10が損傷した場合には、ボルト24を外せば、板状部材の1枚毎の交換も可能であり、コスト上昇を抑えることができるという効果も奏する。さらに、この燃料電池検査システム100によれば、検査時に、各燃料電池セルFCへの冷却媒体の供給を止め、中間板10に冷却媒体を流すことで、燃料電池セルFCからの冷却媒体の抜き取り作業を省略することができる。このために、検査時の作業工程の削減を図ることができ、検査時間を短縮することができるという効果も奏する。
・変形形態1:
上記実施形態では、セルモニタ20は、燃料電池セルFCの発電状況として、燃料電池セルFCの出力電圧および抵抗を検出するものとしたが、本発明は、これに限られない。セルモニタ20は、燃料電池セルFCの発電状況として、燃料電池セルFCの出力電圧および抵抗以外に、電流や、温度等、他のパラメータ値を検出するものとしてもよい。
上記実施形態では、燃料電池セルFCと中間板10とを1枚ずつ交互に配置して積層していたが、本発明は、これに限られない。例えば、燃料電池セルFCを複数枚積層する毎に、中間板10を積層するようにしてもよい。
前記実施形態および各変形形態では、検査対象の燃料電池スタックを固体高分子型の燃料電池としたが、これに換えて、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池スタックに本発明を適用してもよい。
10e…端面
10f…主面
12…流路
14a〜14d…貫通孔
15…供給口
16…排出口
18…モニタ用端子
20…セルモニタ
21…第1の板状部材
22…第2の板状部材
24…ボルト
26…ガスケット
28…供給用通路
29…排出用通路
50…セルモニタ
52…セルモニタケーブル
54…ケーブル
60…データ収集装置
100…燃料電池検査システム
111…電解質膜
112…アノード側触媒層
113…アノード側ガス拡散層
114…カソード側触媒層
115…カソード側ガス拡散層
120…アノード側セパレータ
130…カソード側セパレータ
141〜146…貫通孔
Claims (4)
- 燃料電池スタックの燃料電池セル間に配置して前記燃料電池スタックの発電検査に用いられる燃料電池検査用器具であって、
導電性の2枚の板状部材と、
前記2枚の板状部材を互いの表面が接した状態で締結するボルトと、
を備え、
前記2枚の板状部材の接合面に、冷却媒体を流通させるための溝形状の流路と、前記冷却媒体の漏洩を抑制するためのシール部材とが配設され、
前記ボルトによって締結された2枚の板状部材が前記発電検査のための集電部分として構成される、燃料電池検査用器具。 - 請求項1に記載の燃料電池検査用器具であって、
前記2枚の板状部材のうちの一方の板状部材に、前記流路が形成され、
前記2枚の板状部材のうちの他方の板状部材は、前記一方の板状部材における、前記接合面と反対側の面から前記流路までの距離と等しい厚さを有する、燃料電池検査用器具。 - 前記各板状部材の厚さは、5mm以上である、請求項1または請求項2に記載の燃料電池検査用器具。
- 燃料電池スタックの発電性能の検査に使用される検査装置であって、
検査時に前記複数の燃料電池セルの間に配置される、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の燃料電池検査用器具と、
前記検査時に燃料電池検査用器具に接続されるセルモニタと、
を備える検査装置。
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