(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を評価する燃料電池評価システムであって、
燃料電池の発電性能の評価に先立って、当該燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を当該燃料電池の通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させ、
燃料電池に供給する反応ガスの濃度を当該燃料電池の通常発電時における濃度よりも低くして当該燃料電池を発電させることにより、通常発電時よりも不利な状況下で当該燃料電池の発電性能を評価する、
ことを特徴とする燃料電池評価システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池評価システムにおいて、
前記反応ガスに不活性ガスを含有させることにより反応ガスの濃度を低くする、
ことを特徴とする燃料電池評価システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池評価システムにおいて、
前記反応ガスは水素を含んだアノードガスであり、不活性ガスである窒素をアノードガスに含有させることにより、アノードガスに含まれる水素の濃度を段階的に変化させ、各濃度ごとにアノードガスのガス流量を変化させて発電性能を評価する、
ことを特徴とする燃料電池評価システム。
【請求項４】
燃料電池を評価する燃料電池評価システムであって、
燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を当該燃料電池の通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させて、当該燃料電池を通常発電時よりも不利な状況下とし、その不利な状況下で当該燃料電池の発電性能を評価する、
ことを特徴とする燃料電池評価システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池評価システムにおいて、
燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を通常発電時よりも少なくすることに加えて、当該燃料電池の温度を制御する冷却水の温度を通常発電時よりも低くし、当該燃料電池に供給する反応ガスに含まれる水蒸気の量を通常発電時よりも多くして、当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させる、
ことを特徴とする燃料電池評価システム。
【請求項６】
燃料電池の評価方法であって、
燃料電池の発電性能の評価に先立って、当該燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を当該燃料電池の通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させ、
燃料電池に供給する反応ガスの濃度を当該燃料電池の通常発電時における濃度よりも低くして当該燃料電池を発電させることにより、通常発電時よりも不利な状況下で当該燃料電池の発電性能を評価する、
ことを特徴とする燃料電池の評価方法。
【請求項７】
燃料電池の評価方法であって、
燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を当該燃料電池の通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させて当該燃料電池を通常発電時よりも不利な状況下とし、その不利な状況下で当該燃料電池の発電性能を評価する、
ことを特徴とする燃料電池の評価方法。
【請求項８】
燃料電池の製造方法であって、
評価用の電池セルスタックに含まれる各電池セルの発電性能の評価に先立って、当該電池セルスタックに供給する反応ガスのガス流量を通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該電池セルスタックを発電させることによって当該電池セルスタック内に水を滞留させ、
当該評価用の電池セルスタックに供給する反応ガスの濃度を通常発電時における濃度よりも低くして当該電池セルスタックを発電させることにより、通常発電時よりも不利な状況下で当該電池セルスタックに含まれる各電池セルの発電性能を評価し、これにより選定された発電性能の良好な複数の電池セルを組み合わせて燃料電池用の電池セルスタックを形成する、
ことを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項９】
燃料電池の製造方法であって、
評価用の電池セルスタックに供給する反応ガスのガス流量を通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該電池セルスタックを発電させることによって当該電池セルスタック内に水を滞留させて当該電池セルスタックを通常発電時よりも不利な状況下とし、その不利な状況下で当該電池セルスタックに含まれる各電池セルの発電性能を評価し、これにより選定された発電性能の良好な複数の電池セルを組み合わせて燃料電池用の電池セルスタックを形成する、
ことを特徴とする燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の評価に関し、特に燃料電池の発電性能を評価する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素を含有した燃料ガスと酸素を含有した酸化ガスとを反応させて得られる化学エネルギーを電気エネルギーに変換する燃料電池が知られている。燃料電池は、例えば、車両などに搭載され、車両駆動用のモータの電力源などとして利用される。
【０００３】
車両に搭載される場合に限らず、燃料電池は、その利用形態や利用環境に応じて、様々な状況下で発電を行う。したがって、様々な状況下で安定した発電を維持できる燃料電池を設計、製造することが望ましい。
【０００４】
そのため、従来から、燃料電池の評価や検査に関する様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、燃料電池の発電反応に伴う生成水の分布を外部から視認することができる技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、燃料電池の燃料極側を水素を添加した窒素雰囲気で検査運転する旨の技術が開示されている。ちなみに、特許文献２に記載の技術は、円筒型セルの固体電解質層のピンホールを検出するための技術である。
【０００６】
また、特許文献３，４には、アノード極側に水素を充填してカソード極側に窒素を充填し、電気的ショートやガスリークを検査する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−７９０７６号公報
【特許文献２】特開２０００−５８０９５号公報
【特許文献３】特開２００５−４４７１５号公報
【特許文献４】特開２００５−４４７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来から知られている燃料電池の評価や検査に関する技術は、燃料電池の実際の利用環境、特に発電にとって不利な状況での評価や検査を行うものではなかった。
【０００９】
そこで本発明は、発電に不利な状況下で燃料電池の評価を行う技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である燃料電池評価システムは、燃料電池を評価する燃料電池評価システムであって、燃料電池に供給する反応ガスの濃度を当該燃料電池の通常発電時における濃度よりも低くして当該燃料電池を発電させて発電性能を評価する、ことを特徴とする。
【００１１】
例えば、車両駆動用モータの電力源として車両に搭載される燃料電池は、車両の様々な走行パターン、停止や駐車などの条件により、燃料電池のセル内に生成水が滞留し、あるいは、始動時に反応ガスの濃度が低くなるなど、発電に不利な状況が発生する場合がある。上記本発明の好適な態様では、例えば車両走行時などの通常発電時よりも反応ガスの濃度を低くすることにより、発電に不利な状況下で燃料電池の評価を行うことができる。また、燃料電池評価システムで評価を行うことができるため、例えば、評価のために燃料電池を車両に搭載して実際の運転状態を再現する手間などを省略することができる。
【００１２】
望ましい態様において、前記反応ガスに不活性ガスを含有させることにより反応ガスの濃度を低くすることを特徴とする。望ましい態様において、前記反応ガスは水素を含んだアノードガスであり、不活性ガスである窒素をアノードガスに含有させることにより、アノードガスに含まれる水素の濃度を段階的に変化させ、各濃度ごとにアノードガスのガス流量を変化させて発電性能を評価する、ことを特徴とする。望ましい態様において、前記燃料電池の発電性能の評価に先立って、当該燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を当該燃料電池の通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させる、ことを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である燃料電池評価システムは、燃料電池を評価する燃料電池評価システムであって、燃料電池内に水を滞留させてから当該燃料電池の発電性能を評価することを特徴とする。望ましい態様において、燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を当該燃料電池の通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させることを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の好適な態様では、例えば車両走行時などの通常発電時よりも反応ガスのガス流量を少なくして燃料電池を発電させ、燃料電池内に生成水などの水分を滞留させることにより、発電に不利な状況下で燃料電池の評価を行うことができる。また、燃料電池評価システムで評価を行うことができるため、例えば、評価のために燃料電池を車両に搭載して実際の運転状態を再現する手間などを省略することができる。なお、燃料電池を発電させることなく、例えば、反応ガスに換えて水蒸気を供給するなどによって、燃料電池内に水分を滞留させてもよい。
【００１５】
望ましい態様において、燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を通常発電時よりも少なくすることに加えて、当該燃料電池の温度を制御する冷却水の温度を通常発電時よりも低くし、当該燃料電池に供給する反応ガスに含まれる水蒸気の量を通常発電時よりも多くして、当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させる、ことを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である燃料電池の評価方法は、燃料電池に供給する反応ガスの濃度を当該燃料電池の通常発電時における濃度よりも低くして当該燃料電池を発電させて発電性能を評価する、ことを特徴とする。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である燃料電池の評価方法は、燃料電池に供給する反応ガスのガス流量を当該燃料電池の通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該燃料電池を発電させることによって当該燃料電池内に水を滞留させてから、当該燃料電池の発電性能を評価する、ことを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である燃料電池の製造方法は、評価用の電池セルスタックに供給する反応ガスの濃度を通常発電時における濃度よりも低くして当該電池セルスタックを発電させて当該電池セルスタックに含まれる各電池セルの発電性能を評価し、これにより選定された発電性能の良好な複数の電池セルを組み合わせて燃料電池用の電池セルスタックを形成する、ことを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である燃料電池の製造方法は、評価用の電池セルスタックに供給する反応ガスのガス流量を通常発電時におけるガス流量よりも少なくして当該電池セルスタックを発電させることによって当該電池セルスタック内に水を滞留させてから、当該電池セルスタックに含まれる各電池セルの発電性能を評価し、これにより選定された発電性能の良好な複数の電池セルを組み合わせて燃料電池用の電池セルスタックを形成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の好適な態様により、例えば、通常発電時よりも反応ガスの濃度を低くして、発電に不利な状況下で燃料電池の評価を行うことができる。また、例えば、通常発電時よりも反応ガスのガス流量を少なくして燃料電池を発電させ、燃料電池内に生成水などの水分を滞留させることにより、発電に不利な状況下で燃料電池の評価を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の好適な実施形態を説明するための図であり、図１には、本発明に係る燃料電池評価システムの全体構成を示すブロック図が示されている。図１の評価システムは、燃料電池１０を評価するシステムであり、アノードガス供給部２０、カソードガス供給部３０、負荷４０、セル電圧測定部５０を備えている。
【００２３】
本評価システムにより評価される燃料電池１０は、水素と酸素を利用して発電する電池セル１２を複数積層させた電池セルスタック１４を備えている。燃料電池１０内には、水素を含有した燃料ガスや酸素を含有した空気を各電池セル１２に供給するための図示しない供給路なども設けられている。そして、燃料電池１０は、複数の電池セル１２が発電することによって得られる電力を負荷４０へ供給する。
【００２４】
ちなみに、燃料電池１０が車両などに搭載されて車両駆動用モータの電力源として利用される場合には、燃料電池１０は、車両駆動用モータを制御するインバータなどに電力を供給する。
【００２５】
アノードガス供給部２０は、水素を含有した燃料ガス（アノードガス）を燃料電池１０に供給し、一方、カソードガス供給部３０は、酸素を含有した空気（カソードガス）を燃料電池１０に供給する。これにより、反応ガスとしてアノードガスとカソードガスを供給された燃料電池１０が発電し、負荷４０に対して電力が供給される。
【００２６】
アノードガス供給部２０は、燃料電池１０に供給するアノードガスの温度、アノードガスに含まれる水蒸気の量、アノードガスのガス流量、アノードガスに含まれる水素濃度などを適宜変更することができる。アノードガスに含まれる水素濃度は、アノードガスに窒素を含有させてその窒素の量によって制御される。
【００２７】
一方、カソードガス供給部３０は、燃料電池１０に供給するカソードガスの温度、カソードガスに含まれる水蒸気の量、カソードガスのガス流量などを適宜変更することができる。なお、燃料電池１０の背圧などが適宜制御され、燃料電池１０の内部におけるアノードガスやカソードガスの圧力も適宜変更される。
【００２８】
セル電圧測定部５０は、燃料電池１０内の複数の電池セル１２の各々のセル電圧を測定する。各電池セル１２には、その電池セル１２のセル電圧を計測するための図示しない機構（例えば、特開２００２−３５２８２０号公報に示されるセル電圧モニタ用コネクタなど）が備え付けられており、セル電圧測定部５０は、発電中の各電池セル１２のセル電圧を測定する。
【００２９】
本実施形態の評価システムは、検査に応じた動作条件で燃料電池１０を動作させる。動作条件は、負荷量、反応ガス温度、反応ガスの水蒸気含有量、反応ガスの圧力、反応ガス流量、冷却水温度などによって決定される。
【００３０】
負荷量は、燃料電池１０の負荷４０の大きさであり、例えば、負荷４０が必要とする電流量によって規定される。反応ガス温度は、燃料電池１０に供給する反応ガス（アノードガスとカソードガス）の温度である。反応ガスの水蒸気含有量は、反応ガスに含まれる水蒸気の量である。反応ガス圧力は、燃料電池１０内での反応ガスの圧力である。冷却水温度は、燃料電池１０の温度を制御する冷却水の温度である。本実施形態においては、これらの動作条件が検査に応じて適宜変更される。
【００３１】
次に、図１の燃料電池評価システムによる燃料電池の評価について説明する。なお、既に図１に示した部分については、以下の説明においても図１の符号を利用する。
【００３２】
図２は、本実施形態の評価システムによる燃料電池の評価方法を説明するためのフローチャートである。以下、図２のフローチャートの各ステップごとにその処理内容を説明する。
【００３３】
Ｓ２０１では、初期発電検査が実行される。つまり、燃料電池１０を通常発電させることによって初期不良等があるかどうかを確認する。そのため、初期発電検査では、通常時の発電状態を想定した動作条件で燃料電池１０を発電させる。通常時の動作条件とは、例えば、車両駆動用モータの電力源として車両に搭載される燃料電池１０の場合には、車両の通常走行時（例えば、平坦な一般道路を時速数十キロメートルで走行）に想定される発電条件などである。なお、燃料電池１０が車両に搭載されるものではない場合には、その用途に応じて、通常時の動作条件を定義すればよい。初期発電検査において初期不良がないと判断された燃料電池１０は、以降の検査に進む。
【００３４】
Ｓ２０２では、燃料電池１０に対してパージ処理が施される。つまり、燃料電池１０の電池セルスタック１４内に溜まっている水分、例えば反応ガス流路内に滞留している生成水などをスタック外にパージ（追放）する。パージ処理の際の動作条件は、通常時の動作条件と比較して、負荷量を小さくして反応ガスの水蒸気含有量も小さくする。例えば、負荷量と水蒸気含有量を共にゼロとする。また、必要に応じて、他の条件を通常時の動作条件から変更してもよい。例えば、反応ガス圧力を通常時の圧力の５０％〜７０％程度に変更するなどでもよい。パージ処理を実行することにより、複数の燃料電池１０を評価する際に、複数の燃料電池１０の含水条件を均一にすることができる。
【００３５】
Ｓ２０３では、燃料電池１０に対して水滞留処理が実行される。つまり、燃料電池１０の電池セルスタック１４内に水分を保持させる。これにより、燃料電池１０内に生成水などが滞留して発電に不利な状況が再現される。水滞留処理の際の動作条件は、通常時の動作条件と比較して、負荷量を小さくしてガス流量を少なくする。例えば、負荷量を通常時の負荷量の１０％程度に下げてガス流量を少なくする。また、必要に応じて、他の条件を通常時の動作条件から変更してもよい。例えば、冷却水温度を下げて燃料電池１０内に滞留した水が蒸発することを抑制してもよい。また、反応ガスの水蒸気含有量を増やしてもよいし、反応ガス圧力を高めても良い。
【００３６】
さらに、水滞留処理を数回繰り返してもよい。例えば、上述した水滞留処理の際の動作条件によって燃料電池１０を数十分間動作させる。その間に冷却水温度を徐々に増加させてもよい。そして、水滞留処理を数十分間実行した後、燃料電池１０の発電を停止させて数時間程度自然放置する。その後、さらに水滞留処理を数十分間実行してから数時間程度自然放置する。このように、水滞留処理と自然放置のセットを数回繰り返して、燃料電池１０の含水量を高めるようにしてもよい。
【００３７】
Ｓ２０４では、燃料電池１０に対して低水素濃度検査が実行される。つまり、燃料電池１０に供給する水素濃度を通常時の水素濃度よりも低濃度にし、発電に不利な状況下で燃料電池１０を発電させて検査を行う。低水素濃度検査の際の動作条件は、通常時の動作条件と比較して、アノードガスに含まれる水素濃度を小さくする。例えば、通常時の水素濃度の５０％〜１００％程度の範囲内で段階的に濃度を変化させる。アノードガスに含まれる水素濃度は、アノードガスに窒素を含有させてその窒素の量によって制御される。そして、段階的に変化させた各濃度ごとにアノードガスのガス流量を変化させて発電性能を評価する。なお、必要に応じて、他の条件を通常時の動作条件から変更してもよい。例えば、負荷量を小さくしてもよいし、冷却水温度や冷却水流量を下げてもよい。
【００３８】
そして、Ｓ２０５では、Ｓ２０４の低水素濃度検査において、燃料電池１０に含まれる全ての電池セル１２が良好かどうかを判断する。そこで、以下にＳ２０４やＳ２０５において実行される低水素濃度検査とその判定手法について説明する。
【００３９】
図３は、低水素濃度検査を説明するための図であり、低水素濃度検査によって得られる検査結果のグラフが示されている。図３に示すグラフにおいて、横軸はアノードガスに含まれる水素濃度であり、縦軸はアノードガス供給比である。
【００４０】
アノードガス供給比は、アノードガス全流量と最低限水素量との比である。アノードガス全流量は、燃料電池１０に供給されるアノードガスに含まれる水素と窒素と水（水蒸気）の全流量である。一方、最低限水素量は、負荷量（電流値）に基づいて決定される必要最低限の水素量である。アノードガス供給比は、アノードガス全流量を最低限水素量で割った値であり、アノードガスのガス流量を示す指標値となる。つまり、アノードガス供給比が大きいとアノードガスのガス流量が大きく、アノードガス供給比が小さいとアノードガスのガス流量が小さくなる。
【００４１】
低水素濃度検査（図２のＳ２０４）では、アノードガスに含まれる水素の濃度を段階的に変化させ、各濃度ごとにアノードガスのガス流量を変化させて発電性能が評価される。つまり、例えば、水素濃度を６０％に固定して、ガス流量（アノードガス供給比）を徐々に下げていき、燃料電池１０が安定に発電できる最小のガス流量（アノードガス供給比）を測定する。
【００４２】
燃料電池１０が安定に発電できているか否かは、全ての電池セル１２が良好に発電できているかどうかによって判断される（図２のＳ２０５）。全ての電池セル１２が良好かどうかは、燃料電池１０に含まれる複数の電池セル１２のうち、出力電圧が最も低い電池セル１２の電圧によって判断される。つまり、セル電圧測定部５０によって測定される各電池セル１２の電圧のうち、最も低い電圧（最低セル電圧）が閾値電圧以上になっているかどうかで判断する。なお、最低セル電圧が閾値電圧以上を所定分間維持することを判断条件としてもよい。
【００４３】
図３に示すグラフには、燃料電池Ａと燃料電池Ｂの二つの燃料電池１０に関する検査結果がプロットされている。つまり、水素濃度６０％，８０％，９０％の各々における、安定に発電できる最小のガス流量（アノードガス供給比）の値がプロットされている。ガス流量が小さいほど発電に不利な状況となる。したがって、プロットされた検査結果が、縦軸（アノードガス供給比）方向の小さい方に存在するほど、発電に不利な状況でも発電できる良好な燃料電池１０といえる。逆に、プロットされた検査結果が、縦軸方向の大きい方に存在するほど、不利な状況下で発電が困難な燃料電池１０といえる。
【００４４】
そこで、良好な燃料電池１０を選別するために、図３のグラフ内に、低水素濃度検査の判断基準を示す判定値（破線）が設定されている。そして、図３に示すグラフにおいて、判定値よりも下方にプロットされた燃料電池１０は良好と判断され、一方、判定値よりも上方にプロットされた燃料電池１０は不良と判断される。
【００４５】
本実施形態においては、各燃料電池Ａ，Ｂごとに、水素濃度６０％，８０％，９０％の各々について検査結果がプロットされている。そして、そのうちの一つでも判定値より上方にプロットされた燃料電池１０は不良と判断される。つまり、図３に示すグラフにおいて、燃料電池Ｂは、水素濃度６０％，８０％，９０％の全てにおいて判定値よりも下方にプロットされているため、判定値をクリアした良品と判断される。一方燃料電池Ａは、水素濃度６０％において判定値よりも上方にプロットされているため不良品と判断される。このように、判定値を基準として、良品と不良品の判断が行われる。
【００４６】
図２に戻り、Ｓ２０５で全ての電池セル１２が良好に発電できていると判断された燃料電池１０は、良品であるとみなされて検査を終了する。なお、良品と判断された燃料電池１０は、Ｓ２０３の水滞留処理によって燃料電池１０内に水が滞留されている。そのため、良品と判断された燃料電池１０に対して、Ｓ２０２と同じ動作条件で動作させてパージ処理を実行することが望ましい。さらに、パージ処理の後にＳ２０１と同じ動作条件で初期発電検査を実行して、燃料電池１０の発電動作を再確認してもよい。
【００４７】
一方、Ｓ２０５で良好と判断されなかった燃料電池１０、つまり、最低セル電圧が閾値電圧以上になっていない燃料電池１０については、Ｓ２０６へ進んで、不良と判断される電池セル１２の交換が行われる。
【００４８】
Ｓ２０６では、最低セル電圧を計測した電池セル１２が交換対象となる。また、Ｓ２０５の判断において、セル電圧測定部５０によって各電池セル１２の電圧が測定されているため、最低セル電圧となった電池セル１２以外にも、閾値電圧以上（あるいは閾値電圧以上を所定分間維持）とならなかった電池セル１２も不良と判断して、交換対象とする。
【００４９】
そして、交換対象となった不良な電池セル１２が、良好な電池セル１２に交換され、再びＳ２０１以降の検査が実行される。交換対象の電池セル１２が良好な電池セル１２に交換されているため、再検査におけるＳ２０５では、ほぼ確実に全ての電池セル１２が良好と判断される。なお、良好な電池セル１２に交換した後のＳ２０１以降の再検査は省略してもよい。
【００５０】
Ｓ２０６において交換される良好な電池セル１２は、本実施形態の評価システムによって予め評価された良好な電池セル１２である。つまり、交換用の良好な電池セル１２を選定するための電池セルスタック１４を有する燃料電池１０に対して、図２のＳ２０１からＳ２０４までの各処理を実行する。そして、Ｓ２０４の低水素濃度検査によって、その電池セルスタック１４に含まれる各電池セル１２の電圧を測定し、閾値電圧以上（あるいは閾値電圧以上を所定分間維持）の電池セル１２を良好な電池セル１２として抽出する。
【００５１】
良好な電池セル１２を抽出するための電池セルスタック１４は、燃料電池１０の完成品に利用される電池セルスタック１４と同じ構造、例えば完成品と同じ枚数の電池セル１２を積層した電池セルスタック１４でもよい。しかし、良好な電池セル１２を抽出することを目的としているため、その目的専用の電池セルスタック１４、例えば完成品に比べて電池セル１２の枚数を少なくした良品抽出用の電池セルスタック１４を利用してもよい。
【００５２】
また、Ｓ２０６において、交換対象となった不良な電池セル１２を、同じ燃料電池１０の電池セルスタック１４内の良好な電池セル１２と交換するようにしてもよい。例えば、燃料電池１０は、端部に位置する電池セル１２に水などが溜まりやすい。このため、端部において不良と判断された電池セル１２と、端部以外で良好と判断された電池セル１２を交換し、交換後の燃料電池１０を再検査することによって、再検査時のＳ２０５で、全ての電池セル１２が良好に発電できていると判断される場合もある。
【００５３】
こうして、再検査のＳ２０５で全ての電池セル１２が良好に発電できていると判断された燃料電池１０は、良品であるとみなされて検査を終了する。なお、再検査後においても、Ｓ２０３の水滞留処理によって燃料電池１０内に水が滞留されているため、Ｓ２０２と同じ動作条件で動作させてパージ処理を実行することが望ましい。さらに、パージ処理の後にＳ２０１と同じ動作条件で初期発電検査を実行して、燃料電池１０の発電動作を再確認してもよい。
【００５４】
一方、再検査のＳ２０５で良好と判断されなかった燃料電池１０については、再びＳ２０６へ進んで、不良と判断される電池セル１２の交換を実行してもよい。あるいは、燃料電池１０の全体の構造を再検査するなどでもよい。
【００５５】
このように、本実施形態の燃料電池評価システムでは、Ｓ２０３の水滞留処理によって燃料電池１０内に生成水などの水分を滞留させ、さらにＳ２０４の低水素濃度検査によって通常発電時よりも反応ガスの濃度を低くして、発電に不利な状況下で燃料電池１０の評価を行うことができる。したがって、本実施形態の評価システムによって良好と判断された燃料電池１０、あるいは、良好と判断された電池セル１２によって構成された燃料電池１０は、発電に不利な状況下でも発電を行うことができる。そのため、本実施形態の評価システムは、例えばアノード循環系の燃料電池１０の評価や製造に有効である。
【００５６】
アノード循環系の燃料電池システムでは、燃料電池１０から出力されたアノードガス（水素を含有した燃料ガス）が循環系を介して燃料電池１０のアノード極側に循環されて、燃料となる水素ガスの利用効率の向上を図っている。ところが、アノード循環系の燃料電池システムでは、燃料電池１０が長時間発電を停止した際に、停止後の時間経過に伴って水素の循環系に窒素などの不純物が混入する場合がある。そのため、長時間停止後に発電を開始する際、低水素濃度状態で発電する状況が考えられる。本実施形態の燃料電池評価システムでは、低水素濃度状態でも良好に運転可能な燃料電池１０が選定され、あるいは、低水素濃度状態でも良好に運転可能な電池セル１２を選定して燃料電池１０を構成することができるため、例えばアノード循環系の燃料電池１０の評価や製造に有効である。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【００５８】
例えば、上述した実施形態では、図２のＳ２０３において水滞留処理を実行してから、Ｓ２０４において低水素濃度検査を行っているが、これらの処理の一方を省略してもよい。例えば、水滞留処理のみを実行して燃料電池１０に水が滞留した状態で通常の水素濃度で検査を実行してもよいし、あるいは、水滞留処理を省略して低水素濃度検査を行ってもよい。
【００５９】
また、上述した実施形態では、図２のＳ２０５の判定において、各電池セル１２の電圧値を利用している。これに換えて、各電池セル１２内の含水量によって電池セル１２が良好か否かの判断を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る燃料電池評価システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る燃料電池評価システムによる燃料電池の評価方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】低水素濃度検査によって得られる検査結果のグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  燃料電池、１２  電池セル、１４  電池セルスタック、２０  アノードガス供給部、３０  カソードガス供給部、４０  負荷、５０  セル電圧測定部。
【図１】
0005261872.tif 000002
【図２】
0005261872.tif 000003
【図３】
0005261872.tif 000004