(57)【要約】本発明の燃料電池の性能検査装置５０は、ケーシング５１と、燃料電池モジュールを挟む第１、第２のプレート５２、５３と、ケーシング内のエアを燃料電池モジュールに供給するエア供給ポート５６およびエアをケーシング内に排出するエア排出ポート５７と、燃料ガスを燃料電池モジュールに供給する燃料ガス供給ポート５８および燃料ガスをケーシングの外部に循環させる燃料ガス排出ポート５９と、燃料電池モジュールを単体で試験位置６０に搬入、搬出する搬入、搬出装置６１、６２と、第１、第２のプレートと電気的に接続された電位検査装置６３と、を備えている。これによって、燃料電池モジュール１００の作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔を短縮できる。燃料電池の性能検査装置５０は、不良燃料電池モジュールをエジェクトするエジェクタ６４と払出しのための払出しシュート６５を、さらに備えていてもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の搬送経路に沿って複数の燃料電池モジュールを順次に搬送する搬送装置と、
前記搬送経路上に位置し、前記搬送装置によって搬送された燃料電池モジュールの性能を検査する検査装置と
を具備する燃料電池の性能評価装置。
【請求項２】
前記搬送経路上に位置し、前記搬送装置により搬送された前記燃料電池モジュールのガス流路に反応ガスを供給するガス供給手段をさらに有し、
前記検査装置は、反応ガスが供給される前記燃料電池モジュールの電気的特性を検出するセンサを含む
請求項１に記載の燃料電池の性能評価装置。
【請求項３】
前記搬送装置により搬送される複数の燃料電池モジュールは、互いに異なる識別情報がそれぞれ付与されており、
前記識別情報を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により読み取られた識別情報と、前記検査装置による検査結果とを対応づけて記録媒体に記録する記録手段と
を具備する請求項１または２に記載の燃料電池の性能評価装置。
【請求項４】
前記検査装置による検査結果に応じて、検査した燃料電池モジュールを複数のグループに種別する種別手段を具備する請求項１〜３に記載の燃料電池の性能評価装置。
【請求項５】
前記搬送経路は、前記検査装置位置か該検査装置より搬送方向の下流に複数の搬送経路部分を含み、
前記燃料電池モジュールは、前記複数の搬送経路部分のうち前記検査装置の検査結果に応じて選択された搬送経路部分にて搬送される
請求項１〜４に記載の燃料電池の性能評価装置。
【請求項６】
前記搬送経路のうち、前記検査装置の搬送方向の上流には、セパレータと膜電極アッセンブリを一体化して燃料電池モジュールを製造する製造装置が設けられており、
前記搬送装置は、製造装置にて製造された燃料電池モジュールを前記複数の燃料電池モジュールとして搬送する
請求項１〜５に記載の燃料電池の性能評価装置。
【請求項７】
内部のエアが加温、加湿されたケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、試験される燃料電池モジュールが試験位置にある時に該試験される燃料電池モジュールを挟む第１、第２のプレート、および前記第１、第２のプレートの少なくとも一方を試験位置にある試験される燃料電池モジュールに対して進退させる駆動装置と、
前記第１のプレートに形成され前記ケーシング内のエアを試験される燃料電池モジュールに供給するエア供給ポートおよび燃料電池モジュールからのエアを前記ケーシング内に排出するエア排出ポートと、
前記第２のプレートに形成され前記ケーシングの外部から燃料ガスを試験される燃料電池モジュールに供給する燃料ガス供給ポートおよび燃料電池モジュールからの燃料ガスを前記ケーシングの外部に循環させる燃料ガス排出ポートと、
試験される燃料電池モジュールを単体で前記試験位置に搬入し試験された燃料電池モジュールを前記試験位置から搬出する搬入、搬出装置と、
前記ケーシングの外部に設置され、第１、第２のプレートと電気的に接続された電位検査装置と、
を備えた燃料電池の性能評価装置。
【請求項８】
前記電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールをエジェクトするエジェクタと払出しのための払出しシュートを、さらに備えた請求項７に記載の燃料電池の性能評価装置。
【請求項９】
試験される燃料電池モジュールを、モジュール単体で、内部のエアが加温、加湿されたケーシング内の試験位置に搬入し、
試験位置にある燃料電池モジュールを第１、第２のプレートで挟み、
試験位置にある燃料電池モジュールに燃料ガス供給ポートを通して燃料ガスを供給し該燃料電池モジュールから燃料ガス排出ポートを通して燃料ガスを排出すると共に、試験位置にある燃料電池モジュールにエア供給ポートを通してケーシング内のエアを供給し該燃料電池モジュールからエア排出ポートを通してエアをケーシング内に排出して、発電させ、
試験位置にある燃料電池モジュールが発電している時の、第１、第２のプレートの電位を検出し検出した電位の信号をケーシング外の電位検査装置に送って試験位置にある燃料電池モジュールの電位が正常であるか否かを評価する、
燃料電池の性能評価方法。
【請求項１０】
前記電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールを払出しユートへエジェクトする、請求項９に記載の燃料電池の性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の性能評価装置と該性能評価装置を用いて実施する燃料電池の性能評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は燃料電池スタックに組み立てられる前に所望の発電性能を発揮できるか否かを検査され確認される。特開２０００−１６４２３６号公報、または図８は、従来の燃料電池スタックの性能評価装置を開示している。【０００３】
従来、燃料電池の試験は、試験される燃料電池に供給する水素、エア、冷却水の温度、湿度、圧力、流量を、実際の運転時の水素、エア、冷却水の温度、湿度、圧力、流量に近づけて行う。その場合、燃料電池モジュールを１モジュールづつ発電性能試験すると加温、加湿に時間がかかるため、図８に示すように、２００〜４００モジュール作製された時に、２００〜４００モジュールを重ねてスタックとし、２００〜４００モジュールをまとめて性能評価している。【０００４】
図８では、２００〜４００モジュールの積層体１にエア、水素の各供給装置２から、加温、加湿されたエア、水素を供給するとともに、温水を供給し、各モジュールの電位を検出しそれをマルチチャンネルリレー盤３を介してデータ処理装置４（パソコン）に入力し、各モジュールの発電性能が正常か否かを判断している。【０００５】
上記試験装置における、水素、エアの供給装置２は、２００〜４００モジュールに対応する設備となっており、大型の加温、加湿装置となっている。また、モジュール積層体１には検査後電位が残るので、大容量の放電設備５が接続されている。
【特許文献１】特開２０００−１６４２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の燃料電池の性能評価にはつぎの課題があった。
従来は２００〜４００モジュールまとめて試験し性能評価するため、２００〜４００モジュールまとまるまで試験が行われず、各燃料電池モジュールが作製された後、そのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔が長い（たとえば、１２〜３６時間）。【０００７】
本発明の目的は、燃料電池モジュールの作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔を、従来の２００〜４００モジュールまとめて試験する場合に比べて、短縮できる、燃料電池の性能評価装置と燃料電池の性能評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明は、つぎのとおりである。
（１）  所定の搬送経路に沿って複数の燃料電池モジュールを順次に搬送する搬送装置と、
搬送経路上に位置し、搬送装置によって搬送された燃料電池モジュールの性能を検査する検査装置と
を具備する燃料電池の性能評価装置。【０００９】
（２）  搬送経路上に位置し、搬送装置により搬送された燃料電池モジュールのガス流路に反応ガスを供給するガス供給手段をさらに有し、
検査装置は、反応ガスが供給される燃料電池モジュールの電気的特性を検出するセンサを含む（１）に記載の燃料電池の性能評価装置。【００１０】
（３）  搬送装置により搬送される複数の燃料電池モジュールは、互いに異なる識別情報がそれぞれ付与されており、
識別情報を読み取る読み取り手段と、
読み取り手段により読み取られた識別情報と、検査装置による検査結果とを対応づけて記録媒体に記録する記録手段と
を具備する（１）または（２）に記載の燃料電池の性能評価装置。【００１１】
（４）  検査装置による検査結果に応じて、検査した燃料電池モジュールを複数のグループに種別する種別手段を具備する（１）〜（３）に記載の燃料電池の性能評価装置。【００１２】
（５）  搬送経路は、検査装置位置か該検査装置より搬送方向の下流に複数の搬送経路部分を含み、
燃料電池モジュールは、複数の搬送経路部分のうち検査装置の検査結果に応じて選択された搬送経路部分にて搬送される（１）〜（４）に記載の燃料電池の性能評価装置。【００１３】
（６）  搬送経路のうち、検査装置の搬送方向の上流には、セパレータと膜電極アッセンブリを一体化して燃料電池モジュールを製造する製造装置が設けられており、
搬送装置は、製造装置にて製造された燃料電池モジュールを複数の燃料電池モジュールとして搬送する（１）〜（５）に記載の燃料電池の性能評価装置。【００１４】
（７）  内部のエアが加温、加湿されたケーシングと、
ケーシング内に配置され、試験される燃料電池モジュールが試験位置にある時に該試験される燃料電池モジュールを挟む第１、第２のプレート、および第１、第２のプレートの少なくとも一方を試験位置にある試験される燃料電池モジュールに対して進退させる駆動装置と、
第１のプレートに形成されケーシング内のエアを試験される燃料電池モジュールに供給するエア供給ポートおよび燃料電池モジュールからのエアをケーシング内に排出するエア排出ポートと、
第２のプレートに形成されケーシングの外部から燃料ガスを試験される燃料電池モジュールに供給する燃料ガス供給ポートおよび燃料電池モジュールからの燃料ガスをケーシングの外部に循環させる燃料ガス排出ポートと、
試験される燃料電池モジュールを単体で試験位置に搬入し試験された燃料電池モジュールを試験位置から搬出する搬入、搬出装置と、
ケーシングの外部に設置され、第１、第２のプレートと電気的に接続された電位検査装置と、
を備えた燃料電池の性能評価装置。【００１５】
（８）  電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールをエジェクトするエジェクタと払出しのための払出しシュートを、さらに備えた（７）に記載の燃料電池の性能評価装置。【００１６】
（９）  試験される燃料電池モジュールを、モジュール単体で、内部のエアが加温、加湿されたケーシング内の試験位置に搬入し、
試験位置にある燃料電池モジュールを第１、第２のプレートで挟み、
試験位置にある燃料電池モジュールに燃料ガス供給ポートを通して燃料ガスを供給し該燃料電池モジュールから燃料ガス排出ポートを通して燃料ガスを排出すると共に、試験位置にある燃料電池モジュールにエア供給ポートを通してケーシング内のエアを供給し該燃料電池モジュールからエア排出ポートを通してエアをケーシング内に排出して、発電させ、
試験位置にある燃料電池モジュールが発電している時の、第１、第２のプレートの電位を検出し検出した電位の信号をケーシング外の電位検査装置に送って試験位置にある燃料電池モジュールの電位が正常であるか否かを評価する、                              燃料電池の性能評価方法。【００１７】
（１０）  電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールを払出しユートへエジェクトする、（９）に記載の燃料電池の性能評価方法。
【発明の効果】
【００１８】
上記（１）〜（７）の燃料電池の性能評価装置、または（９）の燃料電池の性能評価方法によれば、つぎの通り、検査時間が短縮される。
燃料電池モジュールを単体で試験位置に搬入し試験し、試験された燃料電池モジュールを搬出するので、燃料電池モジュールは作製された後、モジュール単体毎に検査され合否を判定されていくため、燃料電池モジュールの作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔が、従来の、作製された後２００〜４００モジュールまとまるまで待って２００〜４００モジュールまとめて試験する場合の燃料電池モジュールの作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔に比べて、短縮される。その結果、不具合調査、対策が不良モジュール検出後すぐに実施できる。
また、燃料電池モジュールは単体毎に加温、加湿するので、否検査物の熱容量（モジュール１個分の熱容量）は、２００〜４００モジュールまとめた場合の熱容量に比べて小さくなり、燃料電池モジュール加熱時間が短くなる。
また、エアについては、ケーシング内のエアを燃料電池への供給エアに用い、燃料電池からのエアをケーシング内に排出するので、排出ガスが加温、加湿されている分、供給エアの加温、加湿時間が短くなる。【００１９】
上記（１）〜（７）の燃料電池の性能評価装置、または（９）の燃料電池の性能評価方法によれば、つぎの通り、検査装置が小型化、簡素化される。
燃料電池モジュールを単体で試験位置に搬入し試験するので、２００〜４００モジュールまとめて試験する場合に比べて、被検査対象物の熱容量が小さくなり、加温設備は、１つのモジュールを加温できる容量、能力をもてばよい。同様に、加湿設備も、２００〜４００モジュールまとめて試験する場合に比べて、加湿設備は、１つのモジュールを加湿できる容量、能力をもてばよい。これによって、水素、エアの加温設備、加湿設備は小型化、簡素化される。
また、エアについては、ケーシング内のエアを燃料電池への供給エアに用い、燃料電池からのエアをケーシング内に排出するので、外部からのエアを燃料電池に供給し燃料電池からのエアを外部に排出する場合に比べて、エアの加温設備、加湿設備が小容量のもので済む。これによっても、エアの加温設備、加湿設備は小型化、簡素化される。
また、１回の検査で１つのモジュールを検査すればよいので、２００〜４００モジュールまとめて検査する場合に比べて、２００〜４００モジュールのどのモジュールの信号を選択するかのリレー盤や、検査直後に残る電圧の放電装置等が、不要になり、検査の電気設備が大幅に簡素化される。【００２０】
上記（８）の燃料電池の性能評価装置、または（１０）の燃料電池の性能評価方法によれば、不良モジュールを検出した時にその不良モジュールを正常モジュールのラインからエジェクトするようにしたので、不良モジュールの払出しを自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の燃料電池の性能評価装置（本発明の燃料電池の性能評価方法を実施する装置）の斜視図である。
【図２】本発明の燃料電池の性能評価装置の第１、第２のプレートと試験される燃料電池モジュールの斜視図である。
【図３】本発明の燃料電池の性能評価装置の断面図である。
【図４】本発明の燃料電池の性能評価装置の平面図である。
【図５】本発明の燃料電池の性能評価方法で性能検査された燃料電池モジュールが組み込まれた燃料電池スタックの側面図である。
【図６】図５の燃料電池スタックの一部の断面図である。
【図７】図５の燃料電池スタックのセパレータ部位での正面図である。
【図８】従来の燃料電池の性能評価装置の斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の燃料電池の性能評価装置および燃料電池の性能評価方法を図１〜図７を参照して説明する。
本発明の性能評価装置および性能評価方法を用いて検査される燃料電池は、たとえば固体高分子電解質型燃料電池１０である。燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。【００２３】
固体高分子電解質型燃料電池１０は、図５〜図７に示すように、膜電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）１９とセパレータ１８とを重ねて構成される。  膜−電極アッセンブリ１９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からなる電極（アノード、燃料極）１４および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード、空気極）１７とからなる。膜電極アッセンブリ１９とセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層１３、１６が設けられる。
膜電極アッセンブリ１９とセパレータ１８を重ねてセル１０を構成し、セル１９を積層してセル積層体とし、セル積層体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、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート２４）、ボルト・ナット２５にて固定して、セル積層体にセル積層方向にばね荷重をかけ、スタック２３を構成する。【００２４】
セパレータ１８には、発電領域において、アノード１４に燃料ガス（水素）を供給するための燃料ガス流路２７が形成され、カソード１７に酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための酸化ガス流路２８が形成されている。また、セパレータ１８には冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路２６も形成されている。セパレータ１８には、非発電領域において、燃料ガスマニホールド３０、酸化ガスマニホールド３１、冷媒マニホールド２９が形成されている。燃料ガスマニホールド３０は燃料ガス流路２７と連通しており、酸化ガスマニホールド３１は酸化ガス流路２８と連通しており、冷媒マニホールド２９は冷媒流路２６と連通している。【００２５】
各種流体は、互いに、かつ外部から、それぞれシールされる。各セル１９のＭＥＡを挟む２つのセパレータ１８間は、第１のシール部材３２によってシールされており、隣接するセル１９同士の間は、第２のシール部材３３によってシールされている。
第１のシール部材３２は、たとえば接着剤シール（シール接着剤）からなり、第２のシール部材３３は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）等のゴムシール材からなる。ただし、第１のシール部材３２、第２のシール部材３３とも、接着剤シール剤、またはゴムシール材から構成されてもよい。【００２６】
各セル１９の、アノード１４側では、水素を水素イオン（プロトン）と電子に変換する電離反応が行われ、水素イオンは電解質膜１１中をカソード１７側に移動し、カソード１７側では酸素と水素イオンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる）から水が生成され、次式にしたがって発電が行われる。
アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ- 
カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ【００２７】
図１〜図４に示すように、単セル１０は、製造されると、各単セル１０毎に、燃料電池の性能評価装置５０に送られて、正常な発電性能を発揮するか否かを検査され評価される。
燃料電池の性能評価装置５０は、ケーシング５１と、第１のプレート（第１の押圧板）５２および第２のプレート（第２の押圧板）５３と、第１のプレート５２の駆動装置５４および第２のプレート５３の駆動装置５５と、第１のプレート５２に形成されたエア供給ポート５６およびエア排出ポート５７（エア排出ポート５７から生成水も排出される）と、第２のプレート５３に形成された燃料ガス供給ポート５８および燃料ガス排出ポート５９と、試験される燃料電池モジュールをケーシング５０内の試験位置６０（燃料電池モジュール１００を発電させ発電性能が正常か否かの試験、検査が実施される位置）に搬入する搬入装置６１と、試験された燃料電池モジュールを試験位置６０からケーシング５０外に搬出する搬出装置６２と、第１、第２のプレート５２、５３の電位を評価する電位検査装置６３と、を備えている。第１、第２のプレート５２、５３の電位は、第１、第２のプレート５２、５３が接触するセパレータ１８の電位と同電位である。図１、図２、図４において、Ａは燃料電池モジュール１００の搬入を示し、Ｂは検査合格品の燃料電池モジュール１００の搬出を示し、Ｃは検査不合格品（ＮＧ）の燃料電池モジュール１００のはね出しと搬出を示す。また、図１〜図４は、試験位置６０に燃料電池モジュール１００が１枚ある場合を示す。【００２８】
燃料電池の性能評価装置５０は、電位検査装置６３が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールをエジェクトする（払出す）エジェクタ（払出具）６４と払出しのための払出しシュート６５を、さらに備えていてもよい。【００２９】
各構成要素をさらに詳しく説明すると以下のとおりである。
ケーシング５１は、ケーシング内部に、ケーシング外から区画された空間を有し、該空間のエアは、加温、加湿されている。ケーシング内部空間は、完全密閉されていなくてもよく、試験される燃料電池モジュール１００のケーシングへの入口６６、ケーシングからの出口６７は開放していてもよい。あるいは、入口６６、出口６７に扉が設けられていて、試験される燃料電池モジュール１００が通る時に開くようにしてもよい。【００３０】
第１のプレート５２と第２のプレート５３は、ケーシング５１内に配置されており、試験される燃料電池モジュール１００（１セルで１モジュールを形成する場合は、セル１０とモジュール１００とは同じになる）が試験位置６０にある時に該試験される燃料電池モジュール１００をプレート５２、５３間に挟む。第１のプレート５２は第１のプレート５２の駆動装置５４によって試験される燃料電池モジュール１００に接近、離反され、第２のプレート５３は第２のプレート５３の駆動装置５５によって試験される燃料電池モジュール１００に接近、離反される。駆動装置５４、５５はケーシング５１内に配置されても、またはケーシング外に配置されてもよい。駆動装置５４、５５は、エアシリンダ、またはモータとモータの回転を直進動に転換する機構（ボールスクリュウ等）から構成されてもよい。
ただし、第１のプレート５２と第２のプレート５３の一方は固定であってもよく、その場合は、固定のプレートの駆動装置は不要である。
また、試験される燃料電池モジュール１００の搬送方向が水平方向である場合は、第１のプレート５２と第２のプレート５３の移動方向は、鉛直方向である。【００３１】
エア供給ポート５６およびエア排出ポート５７は、第１のプレート５２に形成される。エア供給ポート５６は、ケーシング５１内のエアを試験される燃料電池モジュール１００にコンプレッサ７３にて加圧して供給し、供給されたエアは酸化ガス流路２８を流れ、エア排出ポート５７は、燃料電池モジュール１００からのエアをケーシング５１内に排出するとともに燃料電池モジュールで発電の際生成された生成水を排出する。したがって、ケーシング５１内の加温、加湿されているエアが、燃料電池モジュール１００の内部の酸化ガス流路２７を循環し、燃料電池モジュール１００を加温、加湿する。【００３２】
燃料ガス供給ポート５８および燃料ガス排出ポート５９は、第２のプレート５３に形成される。燃料ガス供給ポート５８は、ケーシング５１の外部の燃料ガス源（水素源）６９からの燃料ガスを試験される燃料電池モジュール１００に供給し、供給された燃料ガスは燃料ガス流路２７を流れ、燃料ガス排出ポート５９は、燃料電池モジュール１００からの燃料ガスをケーシング５１の外部に循環させる。ケーシング５１の外部から燃料ガスは、加温されており、必要に応じて加湿されている。
各燃料電池モジュール１００の試験終了毎に、燃料ガス源６９からの燃料ガスの供給を、窒素源７０からの窒素の供給に、切替え弁７１、７２により切り替えて、切替え、燃料ガスが流れる流路をパージすることが望ましい。これは、ケーシング内での水素とエアの混合を防止するためである。【００３３】
搬入装置６１と搬出装置６２は、コンベアからなり、たとえばローラコンベアからなる。搬入装置６１は、試験される燃料電池モジュール１００をケーシング外からケーシング内の試験位置６０に搬入し、位置決めストッパ６８が試験される燃料電池モジュール１００を正規の位置に位置決めする。位置決めされた燃料電池モジュール１００は第１のプレート５２と第２のプレート５３とで挟まれ、試験が実行される。試験が終了した時、第１のプレート５２と第２のプレート５３が燃料電池モジュール１００を解放する。搬出装置６２は試験された燃料電池モジュール１００を試験位置６０からケーシング外に搬出する。【００３４】
電位検査装置６３は、ケーシング５１の外部に設置され、第１、第２のプレート５２、５３と電気的に接続されている。電位検査装置６３は、第１、第２のプレート５２、５３の電位を測定し、発電性能が正常であるか否かを評価する。単位電池が約１ボルトの電圧を示しかつその電圧が所定時間にわたって安定している時には、その単位電池は発電性能が正常であると評価する。電位検査装置６３は、たとえばパソコンからなる。第１、第２のプレート５２、５３と電位検査装置６３とを結ぶ配線には、従来のような２００〜４００チャンネルの大型リレー盤は不要であるため設置されていない。【００３５】
上記性能評価装置５０を使用して実施される、本発明の燃料電池の性能評価方法は、
（イ）試験される燃料電池モジュール１００を、搬入装置６１により、モジュール単体で、内部のエアが加温、加湿されたケーシング５１内の試験位置６０に搬入する工程と、
（ロ）駆動装置５４、５５を作動させて試験位置６０にある燃料電池モジュール１００を第１、第２のプレート５２、５３で挟む工程と、
（ハ）試験位置６０にある燃料電池モジュール１００に燃料ガス供給ポート５８を通して燃料ガス（水素、または水素含有ガス）を供給し、燃料ガスを燃料電池モジュール１００の燃料ガス流路２７に流し、燃料電池モジュール１００から燃料ガス排出ポート５９を通して燃料ガスを排出すると共に、試験位置６０にある燃料電池モジュール１００にエア供給ポート５６を通してケーシング内のエアを供給し、エアを燃料電池モジュール１００の酸化ガス流路２８に流し、燃料電池モジュール１００からエア排出ポート５７を通してエアをケーシング５１内に排出して、燃料電池モジュール１００に発電を実行させる工程と、
（ニ）試験位置６０にある燃料電池モジュール１００が発電している時の、第１、第２のプレート５２、５３の電位（燃料電池モジュール１００を構成するセル１０のセパレータ１８の電位と同じ）を検出し、検出した電位の信号をケーシング５１の外部の電位検査装置６３に（２００〜４００チャンネルリレータ盤を介さずに直接）送って試験位置にある燃料電池モジュール１００の電位が正常（単セル当たりの電圧が約１ボルト（たとえば、約０．６ボルト以上）で、かつ電圧が安定していること）であるか否かを評価する工程と、そして、
（ホ）評価で正常と判断されると、第１、第２のプレート５２、５３による燃料電池モジュール１００の挟み込みを解除して（第１、第２のプレート５２、５３を燃料電池モジュール１００から後退させて）、搬出装置６２により、正常品燃料電池モジュール１００を試験位置６０からケーシング５１外に搬出する工程と、
を有する。
上記工程は、工程（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）の順で実行される。【００３６】
各燃料電池モジュール１００の試験終了毎に、燃料ガス源６９からの燃料ガスの供給を、窒素源７０からの窒素の供給に、切替え弁７１、７２により切り替えて、切替え、燃料ガスが流れる流路をパージすることが望ましい。これは、ケーシング内での水素とエアの混合を防止するためである。【００３７】
本発明の燃料電池の性能評価方法は、工程（ニ）において電位検査装置６３が試験された燃料電池モジュール１００の発電性能が不良であることを検知した時に、
（ホ）’その不良燃料電池モジュール１００を、エジェクタ（払出具）６４により、払出しシュート６５へエジェクトする、工程を、工程（ニ）の後に有する。
この不良品の払出しは自動で行われる。【００３８】
つぎに、本発明の性能評価装置５０と本発明の性能評価方法の作用、効果を説明する。【００３９】
〔検査時間の短縮効果〕
燃料電池の性能評価装置５０、または燃料電池の性能評価方法によれば、以下の説明の通り、検査をモジュール作製後すぐに行うことができ、かつ、その検査時間も短縮される。【００４０】
燃料電池モジュール１００を単体（単モジュール）で試験位置６０に搬入し、試験し、試験された燃料電池モジュール１００を搬出するので、燃料電池モジュール１００は作製された後、モジュール単体毎に、順次、検査され合否を判定されていくため、燃料電池モジュール１００の作製からそのモジュール１００の良否判定が出るまでの時間間隔が、従来の、作製された後２００〜４００モジュールまとまるまで待って２００〜４００モジュールまとめて試験する場合の燃料電池モジュールの作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔に比べて、短縮される。その結果、不具合調査、対策が不良モジュール検出後すぐに実施できる。【００４１】
また、燃料電池モジュールは単体毎に加温、加湿するので、否検査物の熱容量（モジュール１個分の熱容量）は、２００〜４００モジュールまとめた場合の熱容量に比べて小さくなり、燃料電池モジュール加熱時間が短くなる。【００４２】
また、エアについては、ケーシング内のエアを燃料電池への供給エアに用い、燃料電池からのエアをケーシング内に排出するので、排出ガスが加温、加湿されている分、供給エアの加温、加湿時間が短くなる。【００４３】
以上説明したように、本発明に係る性能評価装置５０によれば、性能の評価対象である複数の燃料電池モジュール１００を、順次、検査位置まで搬送し、搬送された燃料電池を、順次、検査しているため、評価対象となる燃料電池モジュール１００の数が多い場合でも、迅速に評価を行うことが可能となり、特に、スタック全体ではなく、スタック２３を構成する一部のセル毎に評価を行う場合に有効である。【００４４】
〔検査装置の簡素化効果〕
本発明の燃料電池の性能評価装置５０、または燃料電池の性能評価方法によれば、以下の通り、検査装置５０が小型化、簡素化される。【００４５】
燃料電池モジュール１００を単体で試験位置６０に搬入し試験するので、２００〜４００モジュールまとめて試験する場合（従来の場合）に比べて、被検査対象物（単モジュール１００）の熱容量が小さくなり、加温設備は、１つのモジュール１００を加温できる容量、能力をもてばよい。同様に、加湿設備も、２００〜４００モジュールまとめて試験する場合（従来の場合）に比べて、加湿設備は、１つのモジュール１００を加湿できる容量、能力をもてばよい。これによって、水素、エアの加温設備、加湿設備は小型化、簡素化される。【００４６】
また、エアについては、ケーシング５１内のエアを試験される燃料電池モジュール１００への供給エアに用い、燃料電池モジュール１００からのエアをケーシング５１内に排出するので、排出エアの持つ温度、湿度をつぎの供給エアの温度、湿度に利用でき、その結果、外部からのエアを燃料電池に供給し燃料電池からのエアを外部に排出する場合（従来の場合）に比べて、エアの加温設備、加湿設備が小容量のもので済む。これによっても、エアの加温設備、加湿設備は、従来のガス供給装置（図８）の加温設備、加湿設備に比べて、小型化、簡素化される。【００４７】
また、１回の検査で１つの燃料電池モジュール１００を検査すればよいので、２００〜４００モジュールまとめて検査する場合（従来の場合）に比べて、２００〜４００モジュールのどのモジュールの信号を選択するかのリレー盤７（図８）や、検査直後に残る電圧の放電装置５（図８）等が、不要になり、検査の電気設備が大幅に簡素化される。【００４８】
また、不良モジュールを検出した時にその不良モジュールを正常モジュールのラインからエジェクトするようにすれば、不良モジュールの払出しを自動化できる。【００４９】
＜他の実施形態＞
以上この発明の一実施形態について説明したが、上述した構成は一例に過ぎず、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変更を上記実施形態に加えることができる。変形例としては例えば以下のような構成がある。【００５０】
上述した実施形態では、燃料電池モジュール１００のうち一方の面（第１のプレート５２側の面）から水素を含む燃料ガスを供給および排出し、他方の面（第２のプレート５３側の面）から酸素を含む酸化剤ガス（例えば、エア）を供給および排出したが、本発明の実施例はこれに限らない。例えば、燃料電池モジュール１００の一方の面から、燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方の反応ガスの供給および排出を集約しても行っても良いし、各反応ガスの供給を一方の面に集約し、排出を他方面に集約しても良い。【００５１】
また、燃料電池モジュール１００を挟持する第１および第２のプレート５２、５３は必須の構成ではなく、反応ガスを燃料電池モジュール１００に供給する供給ポート（例えば燃料ガス供給ポート５８、エア供給ポート５６）が、燃料電池モジュール１００の反応ガスの供給口（例えば燃料ガスマニホールド３０）に接続できるよう、燃料電池モジュール１００を支持する構成（支持装置）であれば如何なる構成であっても良い。この支持装置としては、燃料電池モジュール１００を重力方向下方から支持する台でも良いし、燃料電池モジュール１００の板面の端部を、クリップ状の部材で挟持する構成でも良いし、燃料電池モジュール１００の重力方向上方から、負圧や磁力にて（ただし、燃料電池モジュール１００が磁性体である場合）支持する構成でも良い。また、燃料電池モジュール１００を搬送する搬送装置（搬送手段）６１、６２と、支持装置とは別体ではなく、支持する機能を搬送装置が担う構成としても良い。【００５２】
くわえて、上記実施形態では、反応ガス（燃料ガスや酸化剤ガス）を燃料電池モジュール１００へ供給する前に積極的に加湿する構成を示したが、実施例はこれに限らない。例えば、加湿されていない反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池モジュール１００の性能を評価する場合や、燃料電池モジュール１００が乾燥気味での使用状況を想定して性能を評価する場合には、性能評価装置５０での加湿は省略しても良い。【００５３】
さらに、上記実施形態では、水素を含む燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの両方を、反応ガスとして燃料電池モジュール１００へ供給するようにしたが、実施例はこれに限らない。例えば、極間の水素濃度差に応じて発電する水素濃淡電池として発電させて評価する場合には、酸化剤ガスを供給することなく燃料ガスのみを供給して評価しても良い。また、評価時に燃料電池モジュール１００のカソード極１７を大気と連通させておけば、酸化剤ガスは積極的に供給することなく燃料ガスのみを供給して評価しても良い。その他、燃料ガスについて供給は行うが排出は行わない、いわゆるデッドエンド型燃料電池としての評価を行う場合には、反応ガスの排出に係る構成を省略しても良い。【００５４】
また、上記実施形態では、燃料電池モジュール１００を搬送する搬送装置（搬送手段）６１、６２として、ローラコンベアを有するコンベアを例示したが、あらかじめ定められた所定の搬送経路に沿って、複数の燃料電池モジュール１００を順次に搬送できる構成であれば、搬送装置は如何なるものであっても良い。ここで、所定の搬送経路とは、燃料電池モジュール１００を検査する検査位置（試験位置）６０を通過するように燃料電池モジュール１００を搬送する経路をいう。上記実施形態においては、検査位置（試験位置）６０は、反応ガスを燃料電池モジュール１００に供給する供給ポート（例えば燃料ガス供給ポート５８、エア供給ポート５６）が、燃料電池モジュール１００の反応ガスの供給口（例えば燃料ガスマニホールド３０、エアマニホールド３１）に接続可能な位置に相当する。なお、複数の燃料電池モジュール１００を連続的に搬送する搬送装置６１、６２としては、例えば、ベルトを動かすことによりそれに載せられた燃料電池モジュール１００を搬送するベルトコンベアや、燃料電池モジュール１００を支持して搬送するロボットアーム、重力を利用して上方から下方に燃料電池モジュール１００を搬送する搬送路の他、以上説明した各搬送装置の組み合わせであっても良い。【００５５】
また、上記実施形態では、燃料電池モジュール１００を検査する検査装置（電位検査装置６３）は、燃料電池モジュール１００の電気的特性の一種である電位に基づき性能を診断したが、燃料電池の発電に寄与する性能であれば、その性能の種類や診断方法は問わない。例えば、電流や、抵抗などの他の電気的特性に基づき評価しても良い。また、ガス流路の圧力損失や、強度、シール性などの発電に係る性能を診断しても良い。ここで、シール性の診断には、反応ガスの供給に変えて、窒素などの他の流体でセル内を加圧して、その圧力変化からシール性を評価しても良い。
また、上記実施形態では、単一のセル毎に性能を評価したが、スタックを構成する一部の、複数のセルを組にした燃料電池モジュール１００の性能を評価しても良い。【００５６】
以上説明したように、本実施形態に係る性能検査装置６３としては、性能の評価対象である複数の燃料電池モジュール１００を順次に検査位置（試験位置）６０まで搬送し、搬送された燃料電池を検査する構成であれば如何なる構成であっても良い。かかる構成によれば、評価対象となる燃料電池モジュール１００の数が多い場合でも、迅速な評価が可能となり、特に、スタック全体ではなく、スタック２３を構成する一部のセル１０毎に評価を行う場合に有効である。【００５７】
上述した実施形態では、検査結果に応じて燃料電池モジュール１００を良品と不良品との２種類に種別したがこの点について説明を補足すると次の通りである。良品か不良品かは、検査した性能が、所定の条件を満たすか否か（例えば、公差内か否か）によって種別される。上記実施形態では、検査対象の性能が電圧であったため、電圧が所定の範囲内（例えば０．６Ｖ以上）であるか否かに基づいて種別されたが、検査対象の性能が、電流や、抵抗、ガス流路の圧損など他の性能であれば種別の条件も異なることは言うまでもない。なお、燃料電池モジュール１００の種別は、良品か不良品とは別の観点から行っても良い。例えば、公差の範囲内にある良品群のうち、互いに特性が似たもの同士をグループ化（例えば電圧やガス流路の圧損が近いもの同士をグループ化）しても良い。このようにしておけば、特性が似た燃料電池モジュール同士を積層してスタック化する事が可能となるので、燃料電池モジュール１００の特性が揃えられていない燃料電池スタックに比べて性能が安定したものとなる。【００５８】
また、上記実施形態では、燃料電池モジュール１００の不良品を種別する構成としてエジェクタ６４を例示したが、この点について説明を補足すると次の通りである。性能があらかじめ定められた条件（公差）を満たさなかった燃料電池モジュール１００は、そのままでは発電装置として利用できないため、条件を満たした燃料電池モジュール１００とは分けておく方が望ましい。このため、検査装置５０より下流の搬送経路には、互いに異なる箇所に接続された複数の搬送経路６２、６５を設定し、検査結果に応じて選択的にいずれかの搬送経路にて、異なる箇所に搬送することが好ましい。なお、上記実施形態では良品と不良品とを互いに異なる搬送経路６２、６５に分けて搬送したが、他の観点からグループ化された燃料電池群をそれぞれ別の搬送経路で搬送する構成としても良い。【００５９】
別の様態として、検査対象となる燃料電池モジュール１００には、個々の燃料電池を識別可能な識別情報が記録されている方が好ましい。より具体的には、互いに異なる識別情報が付与された複数の燃料電池モジュール１００をそれぞれ検査し、検査結果と燃料電池モジュール１００の識別情報とを対応づけて記録する構成としても良い。ここで、燃料電池モジュール１００への識別情報の記録方法としては、燃料電池モジュール１００の表面（セパレータ１８の表面など）に光学的に読み取り可能な文字や図柄（例えば２次元コード）として記録する方法や、燃料電池モジュール１００に一体化された記録媒体（例えばＩＣチップ）に識別情報を記録する方法などがある。この構成の下、性能評価装置５０（例えば電位検査装置６３）は、識別情報を読み出し、当該燃料電池モジュール１００の検査結果と対応づけて、自身の記録媒体（磁気ディスク、ＩＣメモリなど）に記録する構成が好ましい。また、性能評価装置５０は、燃料電池モジュール１００の検査結果を、当該燃料電池モジュール自体に記録する構成としても良い。より具体的には、個々の燃料電池モジュール１００に書き込み可能な記録媒体（ＩＣメモリなど）を設けておき、当該記録媒体に検査結果を書き込む構成としても良いし、燃料電池モジュール１００の表面に文字や図柄（例えば２次元コード）として検査結果を記録する構成としても良い。
かかる構成によれば、検査後に、どの燃料電池モジュール１００が、どのような特性（検査結果）を有するかを容易に取得することができる。【００６０】
別の観点から、セパレータ１８と膜電極アッセンブリ１９を一体化して燃料電池モジュール１００を製造する第１の製造装置（燃料電池モジュール製造装置）２００や、燃料電池モジュール１００を積層しスタック化する第２の製造装置（スタック化装置）３００などの製造装置と、以上説明した性能評価装置５０とを同じライン上に設けてもよい。さらに詳述すると、上述した搬送経路のうち試験位置６０より上流側に第１の製造装置２００を設け、当該第１の製造装置２００で連続的に製造された複数の燃料電池モジュール１００を順次に搬送装置６１にて試験位置６０にある評価装置５０まで搬送し、それらの燃料電池モジュール１００の検査を評価装置５０が実施しても良い。また、搬送経路のうち評価装置５０より下流側に第２の製造装置（スタック化装置）３００を設け、評価装置５０の検査結果に応じて種別された燃料電池モジュール１００を、種別結果に基づいて、当該第２の製造装置３００で積層および締結してスタック化しても良い。ここで、種別結果に基づいてスタック化する場合には、例えば特性の近似する燃料電池モジュール同士を種別し、特性の近似する燃料電池モジュール同士をスタック化しても良い。これとは別に、特性が異なる燃料電池モジュール１００がスタック内の所定の位置（順序）となるようにスタック化しても良い。かかる構成によれば製造から評価までの処理を一貫して速やかに実施することができる。
【図１】
2007034959.tif 000002
【図２】
2007034959.tif 000003
【図３】
2007034959.tif 000004
【図４】
2007034959.tif 000005
【図５】
2007034959.tif 000006
【図６】
2007034959.tif 000007
【図７】
2007034959.tif 000008
【図８】
2007034959.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月11日(2007.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
内部が外部と区画され内部のエアが加温、加湿されたケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、試験される燃料電池モジュールが試験位置にある時に該試験される燃料電池モジュールを挟む第１、第２のプレート、および前記第１、第２のプレートの少なくとも一方を試験位置にある試験される燃料電池モジュールに対して進退させる駆動装置と、
前記第１のプレートに形成され前記ケーシング内のエアを試験される燃料電池モジュールに供給するエア供給ポートおよび燃料電池モジュールからのエアを前記ケーシング内に排出するエア排出ポートと、
前記ケーシング内に設けられ前記エア供給ポートに接続され前記ケーシング内のエアを前記エア供給ポートを介して燃料電池モジュールへそして燃料電池モジュールからのエアを前記エア排出ポートを介してケーシング内へと循環させるコンプレッサと、
前記第２のプレートに形成され前記ケーシングの外部から燃料ガスを試験される燃料電池モジュールに供給する燃料ガス供給ポートおよび燃料電池モジュールからの燃料ガスを前記ケーシングの外部に循環させる燃料ガス排出ポートと、
試験される燃料電池モジュールを単体で前記試験位置に搬入し試験された燃料電池モジュールを前記試験位置から搬出する搬入、搬出装置と、
前記ケーシングの外部に設置され、第１、第２のプレートと電気的に接続された電位検査装置と、を備え、
前記第１、第２のプレートと燃料電池モジュールとの間のガスの供給排出口は前記第１、第２のプレートの燃料電池モジュール対向面にある、燃料電池の性能評価装置。
【請求項８】
前記電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールをエジェクトするエジェクタと払出しのための払出しシュートを、さらに備えた請求項７に記載の燃料電池の性能評価装置。
【請求項９】
試験される燃料電池モジュールを、モジュール単体で、内部が外部から区画され前記内部のエアが加温、加湿されたケーシング内の試験位置に搬入し、
試験位置にある燃料電池モジュールを第１、第２のプレートで挟むとともに、前記第１、第２のプレートに設けたガスの供給排出口を燃料電池モジュールに対向させ、
試験位置にある燃料電池モジュールに燃料ガス供給ポートを通してケーシング外から燃料ガスを供給し該燃料電池モジュールから燃料ガス排出ポートを通して燃料ガスを前記ケーシング外に排出すると共に、前記ケーシング内に設けられ前記エア供給ポートに接続されたコンプレッサにより、試験位置にある燃料電池モジュールにエア供給ポートを通してケーシング内のエアを供給し該燃料電池モジュールからエア排出ポートを通してエアをケーシング内に排出して、発電させ、
試験位置にある燃料電池モジュールが発電している時の、第１、第２のプレートの電位を検出し検出した電位の信号をケーシング外の電位検査装置に送って試験位置にある燃料電池モジュールの電位が正常であるか否かを評価する、
燃料電池の性能評価方法。
【請求項１０】
前記電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールを払出しシュートへエジェクトする、請求項９に記載の燃料電池の性能評価方法。
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月19日(2007.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が外部と区画され内部のエアが加温、加湿されたケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、試験される燃料電池モジュールが試験位置にある時に該試験される燃料電池モジュールを挟む第１、第２のプレート、および前記第１、第２のプレートの少なくとも一方を試験位置にある試験される燃料電池モジュールに対して進退させる駆動装置と、
前記第１のプレートに形成され前記ケーシング内のエアを試験される燃料電池モジュールに供給するエア供給ポートおよび燃料電池モジュールからのエアを前記ケーシング内に排出するエア排出ポートと、
前記ケーシング内に設けられ前記エア供給ポートに接続され前記ケーシング内のエアを前記エア供給ポートを介して燃料電池モジュールへそして燃料電池モジュールからのエアを前記エア排出ポートを介してケーシング内へと循環させるコンプレッサと、
前記第２のプレートに形成され前記ケーシングの外部から燃料ガスを試験される燃料電池モジュールに供給する燃料ガス供給ポートおよび燃料電池モジュールからの燃料ガスを前記ケーシングの外部に循環させる燃料ガス排出ポートと、
試験される燃料電池モジュールを単体で前記試験位置に搬入し試験された燃料電池モジュールを前記試験位置から搬出する搬入、搬出装置と、
前記ケーシングの外部に設置され、第１、第２のプレートと電気的に接続された電位検査装置と、を備え、
前記第１、第２のプレートと燃料電池モジュールとの間のガスの供給排出口は前記第１、第２のプレートの燃料電池モジュール対向面にある、燃料電池の性能評価装置。
【請求項２】
前記電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールをエジェクトするエジェクタと払出しのための払出しシュートを、さらに備えた請求項１に記載の燃料電池の性能評価装置。
【請求項３】
試験される燃料電池モジュールを、モジュール単体で、内部が外部から区画され前記内部のエアが加温、加湿されたケーシング内の試験位置に搬入し、
試験位置にある燃料電池モジュールを第１、第２のプレートで挟むとともに、前記第１、第２のプレートに設けたガスの供給排出口を燃料電池モジュールに対向させ、
試験位置にある燃料電池モジュールに燃料ガス供給ポートを通してケーシング外から燃料ガスを供給し該燃料電池モジュールから燃料ガス排出ポートを通して燃料ガスを前記ケーシング外に排出すると共に、前記ケーシング内に設けられ前記エア供給ポートに接続されたコンプレッサにより、試験位置にある燃料電池モジュールにエア供給ポートを通してケーシング内のエアを供給し該燃料電池モジュールからエア排出ポートを通してエアをケーシング内に排出して、発電させ、
試験位置にある燃料電池モジュールが発電している時の、第１、第２のプレートの電位を検出し検出した電位の信号をケーシング外の電位検査装置に送って試験位置にある燃料電池モジュールの電位が正常であるか否かを評価する、
燃料電池の性能評価方法。
【請求項４】
前記電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールを払出しシュートへエジェクトする、請求項３に記載の燃料電池の性能評価方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の性能評価装置と該性能評価装置を用いて実施する燃料電池の性能評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は燃料電池スタックに組み立てられる前に所望の発電性能を発揮できるか否かを検査され確認される。特開２０００−１６４２３６号公報、または図８は、従来の燃料電池スタックの性能評価装置を開示している。
【０００３】
従来、燃料電池の試験は、試験される燃料電池に供給する水素、エア、冷却水の温度、湿度、圧力、流量を、実際の運転時の水素、エア、冷却水の温度、湿度、圧力、流量に近づけて行う。その場合、燃料電池モジュールを１モジュールづつ発電性能試験すると加温、加湿に時間がかかるため、図８に示すように、２００〜４００モジュール作製された時に、２００〜４００モジュールを重ねてスタックとし、２００〜４００モジュールをまとめて性能評価している。
【０００４】
図８では、２００〜４００モジュールの積層体１にエア、水素の各供給装置２から、加温、加湿されたエア、水素を供給するとともに、温水を供給し、各モジュールの電位を検出しそれをマルチチャンネルリレー盤３を介してデータ処理装置４（パソコン）に入力し、各モジュールの発電性能が正常か否かを判断している。
【０００５】
上記試験装置における、水素、エアの供給装置２は、２００〜４００モジュールに対応する設備となっており、大型の加温、加湿装置となっている。また、モジュール積層体１には検査後電位が残るので、大容量の放電設備５が接続されている。
【特許文献１】特開２０００−１６４２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の燃料電池の性能評価にはつぎの課題があった。
従来は２００〜４００モジュールまとめて試験し性能評価するため、２００〜４００モジュールまとまるまで試験が行われず、各燃料電池モジュールが作製された後、そのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔が長い（たとえば、１２〜３６時間）。
【０００７】
本発明の目的は、燃料電池モジュールの作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔を、従来の２００〜４００モジュールまとめて試験する場合に比べて、短縮できる、燃料電池の性能評価装置と燃料電池の性能評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明は、つぎのとおりである。
（１）  内部が外部と区画され内部のエアが加温、加湿されたケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、試験される燃料電池モジュールが試験位置にある時に該試験される燃料電池モジュールを挟む第１、第２のプレート、および前記第１、第２のプレートの少なくとも一方を試験位置にある試験される燃料電池モジュールに対して進退させる駆動装置と、
前記第１のプレートに形成され前記ケーシング内のエアを試験される燃料電池モジュールに供給するエア供給ポートおよび燃料電池モジュールからのエアを前記ケーシング内に排出するエア排出ポートと、
前記ケーシング内に設けられ前記エア供給ポートに接続され前記ケーシング内のエアを前記エア供給ポートを介して燃料電池モジュールへそして燃料電池モジュールからのエアを前記エア排出ポートを介してケーシング内に循環させるコンプレッサと、
前記第２のプレートに形成され前記ケーシングの外部から燃料ガスを試験される燃料電池モジュールに供給する燃料ガス供給ポートおよび燃料電池モジュールからの燃料ガスを前記ケーシングの外部に循環させる燃料ガス排出ポートと、
試験される燃料電池モジュールを単体で前記試験位置に搬入し試験された燃料電池モジュールを前記試験位置から搬出する搬入、搬出装置と、
前記ケーシングの外部に設置され、第１、第２のプレートと電気的に接続された電位検査装置と、を備え、
前記第１、第２のプレートと燃料電池モジュールとの間のガスの供給排出口は前記第１、第２のプレートの燃料電池モジュール対向面にある、燃料電池の性能評価装置。
【０００９】
（２）  前記電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールをエジェクトするエジェクタと払出しのための払出しシュートを、さらに備えた（１）に記載の燃料電池の性能評価装置。
【００１０】
（３）  試験される燃料電池モジュールを、モジュール単体で、内部が外部から区画され前記内部のエアが加温、加湿されたケーシング内の試験位置に搬入し、
試験位置にある燃料電池モジュールを第１、第２のプレートで挟むとともに、前記第１、第２のプレートに設けたガスの供給排出口を燃料電池モジュールに対向させ、
試験位置にある燃料電池モジュールに燃料ガス供給ポートを通してケーシング外から燃料ガスを供給し該燃料電池モジュールから燃料ガス排出ポートを通して燃料ガスを前記ケーシング外に排出すると共に、前記ケーシング内に設けられ前記エア供給ポートに接続されたコンプレッサにより、試験位置にある燃料電池モジュールにエア供給ポートを通してケーシング内のエアを供給し該燃料電池モジュールからエア排出ポートを通してエアをケーシング内に排出して、発電させ、
試験位置にある燃料電池モジュールが発電している時の、第１、第２のプレートの電位を検出し検出した電位の信号をケーシング外の電位検査装置に送って試験位置にある燃料電池モジュールの電位が正常であるか否かを評価する、
燃料電池の性能評価方法。
【００１１】
（４）  前記電位検査装置が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールを払出しシュートへエジェクトする、（３）に記載の燃料電池の性能評価方法。
【発明の効果】
【００１２】
上記（１）の燃料電池の性能評価装置、または（３）の燃料電池の性能評価方法によれば、つぎの通り、検査時間が短縮される。
燃料電池モジュールを単体で試験位置に搬入し試験し、試験された燃料電池モジュールを搬出するので、燃料電池モジュールは作製された後、モジュール単体毎に検査され合否を判定されていくため、燃料電池モジュールの作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔が、従来の、作製された後２００〜４００モジュールまとまるまで待って２００〜４００モジュールまとめて試験する場合の燃料電池モジュールの作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔に比べて、短縮される。その結果、不具合調査、対策が不良モジュール検出後すぐに実施できる。
また、燃料電池モジュールは単体毎に加温、加湿するので、否検査物の熱容量（モジュール１個分の熱容量）は、２００〜４００モジュールまとめた場合の熱容量に比べて小さくなり、燃料電池モジュール加熱時間が短くなる。
また、エアについては、ケーシング内のエアを燃料電池への供給エアに用い、燃料電池からのエアをケーシング内に排出するので、排出ガスが加温、加湿されている分、供給エアの加温、加湿時間が短くなる。
【００１３】
上記（１）の燃料電池の性能評価装置、または（３）の燃料電池の性能評価方法によれば、つぎの通り、検査装置が小型化、簡素化される。
燃料電池モジュールを単体で試験位置に搬入し試験するので、２００〜４００モジュールまとめて試験する場合に比べて、被検査対象物の熱容量が小さくなり、加温設備は、１つのモジュールを加温できる容量、能力をもてばよい。同様に、加湿設備も、２００〜４００モジュールまとめて試験する場合に比べて、加湿設備は、１つのモジュールを加湿できる容量、能力をもてばよい。これによって、水素、エアの加温設備、加湿設備は小型化、簡素化される。
また、エアについては、ケーシング内のエアを燃料電池への供給エアに用い、燃料電池からのエアをケーシング内に排出するので、外部からのエアを燃料電池に供給し燃料電池からのエアを外部に排出する場合に比べて、エアの加温設備、加湿設備が小容量のもので済む。これによっても、エアの加温設備、加湿設備は小型化、簡素化される。
また、１回の検査で１つのモジュールを検査すればよいので、２００〜４００モジュールまとめて検査する場合に比べて、２００〜４００モジュールのどのモジュールの信号を選択するかのリレー盤や、検査直後に残る電圧の放電装置等が、不要になり、検査の電気設備が大幅に簡素化される。
【００１４】
上記（２）の燃料電池の性能評価装置、または（４）の燃料電池の性能評価方法によれば、不良モジュールを検出した時にその不良モジュールを正常モジュールのラインからエジェクトするようにしたので、不良モジュールの払出しを自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の燃料電池の性能評価装置（本発明の燃料電池の性能評価方法を実施する装置）の斜視図である。
【図２】本発明の燃料電池の性能評価装置の第１、第２のプレートと試験される燃料電池モジュールの斜視図である。
【図３】本発明の燃料電池の性能評価装置の断面図である。
【図４】本発明の燃料電池の性能評価装置の平面図である。
【図５】本発明の燃料電池の性能評価方法で性能検査された燃料電池モジュールが組み込まれた燃料電池スタックの側面図である。
【図６】図５の燃料電池スタックの一部の断面図である。
【図７】図５の燃料電池スタックのセパレータ部位での正面図である。
【図８】従来の燃料電池の性能評価装置の斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の燃料電池の性能評価装置および燃料電池の性能評価方法を図１〜図７を参照して説明する。
本発明の性能評価装置および性能評価方法を用いて検査される燃料電池は、たとえば固体高分子電解質型燃料電池１０である。燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
【００１７】
固体高分子電解質型燃料電池１０は、図５〜図７に示すように、膜電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）１９とセパレータ１８とを重ねて構成される。  膜−電極アッセンブリ１９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からなる電極（アノード、燃料極）１４および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード、空気極）１７とからなる。膜電極アッセンブリ１９とセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層１３、１６が設けられる。
膜電極アッセンブリ１９とセパレータ１８を重ねてセル１０を構成し、セル１９を積層してセル積層体とし、セル積層体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、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート２４）、ボルト・ナット２５にて固定して、セル積層体にセル積層方向にばね荷重をかけ、スタック２３を構成する。
【００１８】
セパレータ１８には、発電領域において、アノード１４に燃料ガス（水素）を供給するための燃料ガス流路２７が形成され、カソード１７に酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための酸化ガス流路２８が形成されている。また、セパレータ１８には冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路２６も形成されている。セパレータ１８には、非発電領域において、燃料ガスマニホールド３０、酸化ガスマニホールド３１、冷媒マニホールド２９が形成されている。燃料ガスマニホールド３０は燃料ガス流路２７と連通しており、酸化ガスマニホールド３１は酸化ガス流路２８と連通しており、冷媒マニホールド２９は冷媒流路２６と連通している。
【００１９】
各種流体は、互いに、かつ外部から、それぞれシールされる。各セル１９のＭＥＡを挟む２つのセパレータ１８間は、第１のシール部材３２によってシールされており、隣接するセル１９同士の間は、第２のシール部材３３によってシールされている。
第１のシール部材３２は、たとえば接着剤シール（シール接着剤）からなり、第２のシール部材３３は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）等のゴムシール材からなる。ただし、第１のシール部材３２、第２のシール部材３３とも、接着剤シール剤、またはゴムシール材から構成されてもよい。
【００２０】
各セル１９の、アノード１４側では、水素を水素イオン（プロトン）と電子に変換する電離反応が行われ、水素イオンは電解質膜１１中をカソード１７側に移動し、カソード１７側では酸素と水素イオンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる）から水が生成され、次式にしたがって発電が行われる。
アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ- 
カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ
【００２１】
図１〜図４に示すように、単セル１０は、製造されると、各単セル１０毎に、燃料電池の性能評価装置５０に送られて、正常な発電性能を発揮するか否かを検査され評価される。
燃料電池の性能評価装置５０は、ケーシング５１と、第１のプレート（第１の押圧板）５２および第２のプレート（第２の押圧板）５３と、第１のプレート５２の駆動装置５４および第２のプレート５３の駆動装置５５と、第１のプレート５２に形成されたエア供給ポート５６およびエア排出ポート５７（エア排出ポート５７から生成水も排出される）と、第２のプレート５３に形成された燃料ガス供給ポート５８および燃料ガス排出ポート５９と、試験される燃料電池モジュールをケーシング５０内の試験位置６０（燃料電池モジュール１００を発電させ発電性能が正常か否かの試験、検査が実施される位置）に搬入する搬入装置６１と、試験された燃料電池モジュールを試験位置６０からケーシング５０外に搬出する搬出装置６２と、第１、第２のプレート５２、５３の電位を評価する電位検査装置６３と、を備えている。第１、第２のプレート５２、５３の電位は、第１、第２のプレート５２、５３が接触するセパレータ１８の電位と同電位である。図１、図２、図４において、Ａは燃料電池モジュール１００の搬入を示し、Ｂは検査合格品の燃料電池モジュール１００の搬出を示し、Ｃは検査不合格品（ＮＧ）の燃料電池モジュール１００のはね出しと搬出を示す。また、図１〜図４は、試験位置６０に燃料電池モジュール１００が１枚ある場合を示す。
【００２２】
燃料電池の性能評価装置５０は、電位検査装置６３が試験された燃料電池モジュールの発電性能が不良であることを検知した時に、その不良燃料電池モジュールをエジェクトする（払出す）エジェクタ（払出具）６４と払出しのための払出しシュート６５を、さらに備えていてもよい。
【００２３】
各構成要素をさらに詳しく説明すると以下のとおりである。
ケーシング５１は、ケーシング内部に、ケーシング外から区画された空間を有し、該空間のエアは、加温、加湿されている。ケーシング内部空間は、完全密閉されていなくてもよく、試験される燃料電池モジュール１００のケーシングへの入口６６、ケーシングからの出口６７は開放していてもよい。あるいは、入口６６、出口６７に扉が設けられていて、試験される燃料電池モジュール１００が通る時に開くようにしてもよい。
【００２４】
第１のプレート５２と第２のプレート５３は、ケーシング５１内に配置されており、試験される燃料電池モジュール１００（１セルで１モジュールを形成する場合は、セル１０とモジュール１００とは同じになる）が試験位置６０にある時に該試験される燃料電池モジュール１００をプレート５２、５３間に挟む。第１のプレート５２は第１のプレート５２の駆動装置５４によって試験される燃料電池モジュール１００に接近、離反され、第２のプレート５３は第２のプレート５３の駆動装置５５によって試験される燃料電池モジュール１００に接近、離反される。駆動装置５４、５５はケーシング５１内に配置されても、またはケーシング外に配置されてもよい。駆動装置５４、５５は、エアシリンダ、またはモータとモータの回転を直進動に転換する機構（ボールスクリュウ等）から構成されてもよい。
ただし、第１のプレート５２と第２のプレート５３の一方は固定であってもよく、その場合は、固定のプレートの駆動装置は不要である。
また、試験される燃料電池モジュール１００の搬送方向が水平方向である場合は、第１のプレート５２と第２のプレート５３の移動方向は、鉛直方向である。
【００２５】
エア供給ポート５６およびエア排出ポート５７は、第１のプレート５２に形成される。エア供給ポート５６は、ケーシング５１内のエアを試験される燃料電池モジュール１００にコンプレッサ７３にて加圧して供給し、供給されたエアは酸化ガス流路２８を流れ、エア排出ポート５７は、燃料電池モジュール１００からのエアをケーシング５１内に排出するとともに燃料電池モジュールで発電の際生成された生成水を排出する。したがって、ケーシング５１内の加温、加湿されているエアが、燃料電池モジュール１００の内部の酸化ガス流路２７を循環し、燃料電池モジュール１００を加温、加湿する。
【００２６】
燃料ガス供給ポート５８および燃料ガス排出ポート５９は、第２のプレート５３に形成される。燃料ガス供給ポート５８は、ケーシング５１の外部の燃料ガス源（水素源）６９からの燃料ガスを試験される燃料電池モジュール１００に供給し、供給された燃料ガスは燃料ガス流路２７を流れ、燃料ガス排出ポート５９は、燃料電池モジュール１００からの燃料ガスをケーシング５１の外部に循環させる。ケーシング５１の外部から燃料ガスは、加温されており、必要に応じて加湿されている。
各燃料電池モジュール１００の試験終了毎に、燃料ガス源６９からの燃料ガスの供給を、窒素源７０からの窒素の供給に、切替え弁７１、７２により切り替えて、切替え、燃料ガスが流れる流路をパージすることが望ましい。これは、ケーシング内での水素とエアの混合を防止するためである。
【００２７】
搬入装置６１と搬出装置６２は、コンベアからなり、たとえばローラコンベアからなる。搬入装置６１は、試験される燃料電池モジュール１００をケーシング外からケーシング内の試験位置６０に搬入し、位置決めストッパ６８が試験される燃料電池モジュール１００を正規の位置に位置決めする。位置決めされた燃料電池モジュール１００は第１のプレート５２と第２のプレート５３とで挟まれ、試験が実行される。試験が終了した時、第１のプレート５２と第２のプレート５３が燃料電池モジュール１００を解放する。搬出装置６２は試験された燃料電池モジュール１００を試験位置６０からケーシング外に搬出する。
【００２８】
電位検査装置６３は、ケーシング５１の外部に設置され、第１、第２のプレート５２、５３と電気的に接続されている。電位検査装置６３は、第１、第２のプレート５２、５３の電位を測定し、発電性能が正常であるか否かを評価する。単位電池が約１ボルトの電圧を示しかつその電圧が所定時間にわたって安定している時には、その単位電池は発電性能が正常であると評価する。電位検査装置６３は、たとえばパソコンからなる。第１、第２のプレート５２、５３と電位検査装置６３とを結ぶ配線には、従来のような２００〜４００チャンネルの大型リレー盤は不要であるため設置されていない。
【００２９】
上記性能評価装置５０を使用して実施される、本発明の燃料電池の性能評価方法は、
（イ）試験される燃料電池モジュール１００を、搬入装置６１により、モジュール単体で、内部のエアが加温、加湿されたケーシング５１内の試験位置６０に搬入する工程と、
（ロ）駆動装置５４、５５を作動させて試験位置６０にある燃料電池モジュール１００を第１、第２のプレート５２、５３で挟む工程と、
（ハ）試験位置６０にある燃料電池モジュール１００に燃料ガス供給ポート５８を通して燃料ガス（水素、または水素含有ガス）を供給し、燃料ガスを燃料電池モジュール１００の燃料ガス流路２７に流し、燃料電池モジュール１００から燃料ガス排出ポート５９を通して燃料ガスを排出すると共に、試験位置６０にある燃料電池モジュール１００にエア供給ポート５６を通してケーシング内のエアを供給し、エアを燃料電池モジュール１００の酸化ガス流路２８に流し、燃料電池モジュール１００からエア排出ポート５７を通してエアをケーシング５１内に排出して、燃料電池モジュール１００に発電を実行させる工程と、
（ニ）試験位置６０にある燃料電池モジュール１００が発電している時の、第１、第２のプレート５２、５３の電位（燃料電池モジュール１００を構成するセル１０のセパレータ１８の電位と同じ）を検出し、検出した電位の信号をケーシング５１の外部の電位検査装置６３に（２００〜４００チャンネルリレータ盤を介さずに直接）送って試験位置にある燃料電池モジュール１００の電位が正常（単セル当たりの電圧が約１ボルト（たとえば、約０．６ボルト以上）で、かつ電圧が安定していること）であるか否かを評価する工程と、そして、
（ホ）評価で正常と判断されると、第１、第２のプレート５２、５３による燃料電池モジュール１００の挟み込みを解除して（第１、第２のプレート５２、５３を燃料電池モジュール１００から後退させて）、搬出装置６２により、正常品燃料電池モジュール１００を試験位置６０からケーシング５１外に搬出する工程と、
を有する。
上記工程は、工程（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）の順で実行される。
【００３０】
各燃料電池モジュール１００の試験終了毎に、燃料ガス源６９からの燃料ガスの供給を、窒素源７０からの窒素の供給に、切替え弁７１、７２により切り替えて、切替え、燃料ガスが流れる流路をパージすることが望ましい。これは、ケーシング内での水素とエアの混合を防止するためである。
【００３１】
本発明の燃料電池の性能評価方法は、工程（ニ）において電位検査装置６３が試験された燃料電池モジュール１００の発電性能が不良であることを検知した時に、
（ホ）’その不良燃料電池モジュール１００を、エジェクタ（払出具）６４により、払出しシュート６５へエジェクトする、工程を、工程（ニ）の後に有する。
この不良品の払出しは自動で行われる。
【００３２】
つぎに、本発明の性能評価装置５０と本発明の性能評価方法の作用、効果を説明する。
【００３３】
〔検査時間の短縮効果〕
燃料電池の性能評価装置５０、または燃料電池の性能評価方法によれば、以下の説明の通り、検査をモジュール作製後すぐに行うことができ、かつ、その検査時間も短縮される。
【００３４】
燃料電池モジュール１００を単体（単モジュール）で試験位置６０に搬入し、試験し、試験された燃料電池モジュール１００を搬出するので、燃料電池モジュール１００は作製された後、モジュール単体毎に、順次、検査され合否を判定されていくため、燃料電池モジュール１００の作製からそのモジュール１００の良否判定が出るまでの時間間隔が、従来の、作製された後２００〜４００モジュールまとまるまで待って２００〜４００モジュールまとめて試験する場合の燃料電池モジュールの作製からそのモジュールの良否判定が出るまでの時間間隔に比べて、短縮される。その結果、不具合調査、対策が不良モジュール検出後すぐに実施できる。
【００３５】
また、燃料電池モジュールは単体毎に加温、加湿するので、否検査物の熱容量（モジュール１個分の熱容量）は、２００〜４００モジュールまとめた場合の熱容量に比べて小さくなり、燃料電池モジュール加熱時間が短くなる。
【００３６】
また、エアについては、ケーシング内のエアを燃料電池への供給エアに用い、燃料電池からのエアをケーシング内に排出するので、排出ガスが加温、加湿されている分、供給エアの加温、加湿時間が短くなる。
【００３７】
以上説明したように、本発明に係る性能評価装置５０によれば、性能の評価対象である複数の燃料電池モジュール１００を、順次、検査位置まで搬送し、搬送された燃料電池を、順次、検査しているため、評価対象となる燃料電池モジュール１００の数が多い場合でも、迅速に評価を行うことが可能となり、特に、スタック全体ではなく、スタック２３を構成する一部のセル毎に評価を行う場合に有効である。
【００３８】
〔検査装置の簡素化効果〕
本発明の燃料電池の性能評価装置５０、または燃料電池の性能評価方法によれば、以下の通り、検査装置５０が小型化、簡素化される。
【００３９】
燃料電池モジュール１００を単体で試験位置６０に搬入し試験するので、２００〜４００モジュールまとめて試験する場合（従来の場合）に比べて、被検査対象物（単モジュール１００）の熱容量が小さくなり、加温設備は、１つのモジュール１００を加温できる容量、能力をもてばよい。同様に、加湿設備も、２００〜４００モジュールまとめて試験する場合（従来の場合）に比べて、加湿設備は、１つのモジュール１００を加湿できる容量、能力をもてばよい。これによって、水素、エアの加温設備、加湿設備は小型化、簡素化される。
【００４０】
また、エアについては、ケーシング５１内のエアを試験される燃料電池モジュール１００への供給エアに用い、燃料電池モジュール１００からのエアをケーシング５１内に排出するので、排出エアの持つ温度、湿度をつぎの供給エアの温度、湿度に利用でき、その結果、外部からのエアを燃料電池に供給し燃料電池からのエアを外部に排出する場合（従来の場合）に比べて、エアの加温設備、加湿設備が小容量のもので済む。これによっても、エアの加温設備、加湿設備は、従来のガス供給装置（図８）の加温設備、加湿設備に比べて、小型化、簡素化される。
【００４１】
また、１回の検査で１つの燃料電池モジュール１００を検査すればよいので、２００〜４００モジュールまとめて検査する場合（従来の場合）に比べて、２００〜４００モジュールのどのモジュールの信号を選択するかのリレー盤７（図８）や、検査直後に残る電圧の放電装置５（図８）等が、不要になり、検査の電気設備が大幅に簡素化される。
【００４２】
また、不良モジュールを検出した時にその不良モジュールを正常モジュールのラインからエジェクトするようにすれば、不良モジュールの払出しを自動化できる。
【００４３】
＜他の実施形態＞
以上この発明の一実施形態について説明したが、上述した構成は一例に過ぎず、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変更を上記実施形態に加えることができる。変形例としては例えば以下のような構成がある。
【００４４】
上述した実施形態では、燃料電池モジュール１００のうち一方の面（第１のプレート５２側の面）から水素を含む燃料ガスを供給および排出し、他方の面（第２のプレート５３側の面）から酸素を含む酸化剤ガス（例えば、エア）を供給および排出したが、本発明の実施例はこれに限らない。例えば、燃料電池モジュール１００の一方の面から、燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方の反応ガスの供給および排出を集約しても行っても良いし、各反応ガスの供給を一方の面に集約し、排出を他方面に集約しても良い。
【００４５】
また、燃料電池モジュール１００を挟持する第１および第２のプレート５２、５３は必須の構成ではなく、反応ガスを燃料電池モジュール１００に供給する供給ポート（例えば燃料ガス供給ポート５８、エア供給ポート５６）が、燃料電池モジュール１００の反応ガスの供給口（例えば燃料ガスマニホールド３０）に接続できるよう、燃料電池モジュール１００を支持する構成（支持装置）であれば如何なる構成であっても良い。この支持装置としては、燃料電池モジュール１００を重力方向下方から支持する台でも良いし、燃料電池モジュール１００の板面の端部を、クリップ状の部材で挟持する構成でも良いし、燃料電池モジュール１００の重力方向上方から、負圧や磁力にて（ただし、燃料電池モジュール１００が磁性体である場合）支持する構成でも良い。また、燃料電池モジュール１００を搬送する搬送装置（搬送手段）６１、６２と、支持装置とは別体ではなく、支持する機能を搬送装置が担う構成としても良い。
【００４６】
くわえて、上記実施形態では、反応ガス（燃料ガスや酸化剤ガス）を燃料電池モジュール１００へ供給する前に積極的に加湿する構成を示したが、実施例はこれに限らない。例えば、加湿されていない反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池モジュール１００の性能を評価する場合や、燃料電池モジュール１００が乾燥気味での使用状況を想定して性能を評価する場合には、性能評価装置５０での加湿は省略しても良い。
【００４７】
さらに、上記実施形態では、水素を含む燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの両方を、反応ガスとして燃料電池モジュール１００へ供給するようにしたが、実施例はこれに限らない。例えば、極間の水素濃度差に応じて発電する水素濃淡電池として発電させて評価する場合には、酸化剤ガスを供給することなく燃料ガスのみを供給して評価しても良い。また、評価時に燃料電池モジュール１００のカソード極１７を大気と連通させておけば、酸化剤ガスは積極的に供給することなく燃料ガスのみを供給して評価しても良い。その他、燃料ガスについて供給は行うが排出は行わない、いわゆるデッドエンド型燃料電池としての評価を行う場合には、反応ガスの排出に係る構成を省略しても良い。
【００４８】
また、上記実施形態では、燃料電池モジュール１００を搬送する搬送装置（搬送手段）６１、６２として、ローラコンベアを有するコンベアを例示したが、あらかじめ定められた所定の搬送経路に沿って、複数の燃料電池モジュール１００を順次に搬送できる構成であれば、搬送装置は如何なるものであっても良い。ここで、所定の搬送経路とは、燃料電池モジュール１００を検査する検査位置（試験位置）６０を通過するように燃料電池モジュール１００を搬送する経路をいう。上記実施形態においては、検査位置（試験位置）６０は、反応ガスを燃料電池モジュール１００に供給する供給ポート（例えば燃料ガス供給ポート５８、エア供給ポート５６）が、燃料電池モジュール１００の反応ガスの供給口（例えば燃料ガスマニホールド３０、エアマニホールド３１）に接続可能な位置に相当する。なお、複数の燃料電池モジュール１００を連続的に搬送する搬送装置６１、６２としては、例えば、ベルトを動かすことによりそれに載せられた燃料電池モジュール１００を搬送するベルトコンベアや、燃料電池モジュール１００を支持して搬送するロボットアーム、重力を利用して上方から下方に燃料電池モジュール１００を搬送する搬送路の他、以上説明した各搬送装置の組み合わせであっても良い。
【００４９】
また、上記実施形態では、燃料電池モジュール１００を検査する検査装置（電位検査装置６３）は、燃料電池モジュール１００の電気的特性の一種である電位に基づき性能を診断したが、燃料電池の発電に寄与する性能であれば、その性能の種類や診断方法は問わない。例えば、電流や、抵抗などの他の電気的特性に基づき評価しても良い。また、ガス流路の圧力損失や、強度、シール性などの発電に係る性能を診断しても良い。ここで、シール性の診断には、反応ガスの供給に変えて、窒素などの他の流体でセル内を加圧して、その圧力変化からシール性を評価しても良い。
また、上記実施形態では、単一のセル毎に性能を評価したが、スタックを構成する一部の、複数のセルを組にした燃料電池モジュール１００の性能を評価しても良い。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係る性能検査装置６３としては、性能の評価対象である複数の燃料電池モジュール１００を順次に検査位置（試験位置）６０まで搬送し、搬送された燃料電池を検査する構成であれば如何なる構成であっても良い。かかる構成によれば、評価対象となる燃料電池モジュール１００の数が多い場合でも、迅速な評価が可能となり、特に、スタック全体ではなく、スタック２３を構成する一部のセル１０毎に評価を行う場合に有効である。
【００５１】
上述した実施形態では、検査結果に応じて燃料電池モジュール１００を良品と不良品との２種類に種別したがこの点について説明を補足すると次の通りである。良品か不良品かは、検査した性能が、所定の条件を満たすか否か（例えば、公差内か否か）によって種別される。上記実施形態では、検査対象の性能が電圧であったため、電圧が所定の範囲内（例えば０．６Ｖ以上）であるか否かに基づいて種別されたが、検査対象の性能が、電流や、抵抗、ガス流路の圧損など他の性能であれば種別の条件も異なることは言うまでもない。なお、燃料電池モジュール１００の種別は、良品か不良品とは別の観点から行っても良い。例えば、公差の範囲内にある良品群のうち、互いに特性が似たもの同士をグループ化（例えば電圧やガス流路の圧損が近いもの同士をグループ化）しても良い。このようにしておけば、特性が似た燃料電池モジュール同士を積層してスタック化する事が可能となるので、燃料電池モジュール１００の特性が揃えられていない燃料電池スタックに比べて性能が安定したものとなる。
【００５２】
また、上記実施形態では、燃料電池モジュール１００の不良品を種別する構成としてエジェクタ６４を例示したが、この点について説明を補足すると次の通りである。性能があらかじめ定められた条件（公差）を満たさなかった燃料電池モジュール１００は、そのままでは発電装置として利用できないため、条件を満たした燃料電池モジュール１００とは分けておく方が望ましい。このため、検査装置５０より下流の搬送経路には、互いに異なる箇所に接続された複数の搬送経路６２、６５を設定し、検査結果に応じて選択的にいずれかの搬送経路にて、異なる箇所に搬送することが好ましい。なお、上記実施形態では良品と不良品とを互いに異なる搬送経路６２、６５に分けて搬送したが、他の観点からグループ化された燃料電池群をそれぞれ別の搬送経路で搬送する構成としても良い。
【００５３】
別の様態として、検査対象となる燃料電池モジュール１００には、個々の燃料電池を識別可能な識別情報が記録されている方が好ましい。より具体的には、互いに異なる識別情報が付与された複数の燃料電池モジュール１００をそれぞれ検査し、検査結果と燃料電池モジュール１００の識別情報とを対応づけて記録する構成としても良い。ここで、燃料電池モジュール１００への識別情報の記録方法としては、燃料電池モジュール１００の表面（セパレータ１８の表面など）に光学的に読み取り可能な文字や図柄（例えば２次元コード）として記録する方法や、燃料電池モジュール１００に一体化された記録媒体（例えばＩＣチップ）に識別情報を記録する方法などがある。この構成の下、性能評価装置５０（例えば電位検査装置６３）は、識別情報を読み出し、当該燃料電池モジュール１００の検査結果と対応づけて、自身の記録媒体（磁気ディスク、ＩＣメモリなど）に記録する構成が好ましい。また、性能評価装置５０は、燃料電池モジュール１００の検査結果を、当該燃料電池モジュール自体に記録する構成としても良い。より具体的には、個々の燃料電池モジュール１００に書き込み可能な記録媒体（ＩＣメモリなど）を設けておき、当該記録媒体に検査結果を書き込む構成としても良いし、燃料電池モジュール１００の表面に文字や図柄（例えば２次元コード）として検査結果を記録する構成としても良い。
かかる構成によれば、検査後に、どの燃料電池モジュール１００が、どのような特性（検査結果）を有するかを容易に取得することができる。
【００５４】
別の観点から、セパレータ１８と膜電極アッセンブリ１９を一体化して燃料電池モジュール１００を製造する第１の製造装置（燃料電池モジュール製造装置）２００や、燃料電池モジュール１００を積層しスタック化する第２の製造装置（スタック化装置）３００などの製造装置と、以上説明した性能評価装置５０とを同じライン上に設けてもよい。さらに詳述すると、上述した搬送経路のうち試験位置６０より上流側に第１の製造装置２００を設け、当該第１の製造装置２００で連続的に製造された複数の燃料電池モジュール１００を順次に搬送装置６１にて試験位置６０にある評価装置５０まで搬送し、それらの燃料電池モジュール１００の検査を評価装置５０が実施しても良い。また、搬送経路のうち評価装置５０より下流側に第２の製造装置（スタック化装置）３００を設け、評価装置５０の検査結果に応じて種別された燃料電池モジュール１００を、種別結果に基づいて、当該第２の製造装置３００で積層および締結してスタック化しても良い。ここで、種別結果に基づいてスタック化する場合には、例えば特性の近似する燃料電池モジュール同士を種別し、特性の近似する燃料電池モジュール同士をスタック化しても良い。これとは別に、特性が異なる燃料電池モジュール１００がスタック内の所定の位置（順序）となるようにスタック化しても良い。かかる構成によれば製造から評価までの処理を一貫して速やかに実施することができる。
【国際調査報告】
2007034959.tif 000010
2007034959.tif 000011
2007034959.tif 000012
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