(57)【要約】【課題】複数の単位電池が積層された燃料電池において、積層された単位電池間のズレ（積層ズレ）を検査することのできる燃料電池の検査装置を提供する。【解決手段】複数の単位電池１２が積層されてなる燃料電池１０において、隣接する単位電池１２間のズレ（積層ズレ）の発生有無を検査する燃料電池の検査装置であって、燃料電池１０と、外部との接触を検知するための接触検知部材１８と、を備える。接触検知部材１８は、燃料電池１０の積層方向に沿った側面から所定の隙間を設けて配置する。好ましくは、小さな積層ズレを検知する場合ほど、当該隙間が小さくなるように配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位電池が積層されてなる燃料電池において、隣接する前記単位電池間のズレ（以下、積層ズレ）の発生有無を検査する燃料電池の検査装置であって、
前記燃料電池と、
物体との接触を検知するための接触検知部材と、を備え、
前記接触検知部材は、前記燃料電池の積層方向に沿った側面から所定の隙間を設けて配置されていることを特徴とする燃料電池の検査装置。
【請求項２】
前記接触検知部材は、前記側面における積層方向の中央部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池の検査装置。
【請求項３】
前記接触検知部材は、物体との接触により形状が変化する部材であることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池の検査装置。
【請求項４】
前記接触検知部材は、物体との接触により色彩が変化する部材であることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池の検査装置。
【請求項５】
前記接触検知部材は、小さな積層ズレを検知する場合ほど、前記隙間が小さくなるように配置されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の燃料電池の検査装置。
【請求項６】
前記燃料電池を収納するためのケースを備え、
前記接触検知部材は、前記ケースの内面に配置されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の燃料電池の検査装置。
【請求項７】
前記燃料電池は、積層方向が車両の進行方向に直交するように搭載されており、
前記接触検知部材は、前記車両の進行方向と直交する前記側面に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の燃料電池の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池の検査装置に関し、特に、複数の単位電池が積層された燃料電池において、積層された単位電池間のズレ（以下、「積層ズレ」と称する）を検査することのできる燃料電池の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００３−７７５０３号公報に開示されるように、燃料電池に衝撃が加わった場合に、該燃料電池の一部のモジュールが故障しているかを検出することのできる燃料電池用異常検出装置が知られている。この異常検出装置では、燃料電池の支持プレートに燃料電池全体の運動状態を検出するための第１の運動センサが取り付けられ、また、該支持プレート近傍の燃料電池モジュールには、該燃料電池モジュールの運動状態を
検出するための第２の運動センサが取り付けられている。そして、これらの運動センサにより検出される運動状態の差が所定のしきい値を超えた時点で燃料電池に異常が発生したことを検出する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７７５０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２０３６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池に対して衝撃が加えられた場合に発生する異常として、積層ズレによる異常が考えられる。積層ズレが発生すると、反応ガス漏れや短絡等が発生して燃料電池の性能が低下するおそれがある。このため、積層ズレによる異常が発生した場合には、早期に発見されることが好ましい。
【０００５】
しかしながら、上記従来の異常検出装置では、運動センサが設けられた単位電池については、積層ズレを確実に検出することができるが、当該運動センサが設けられていない単位電池については、積層ズレを確実に検出することができない。この対策として、運動センサを複数の単位電池に取り付けることも考えられるが、この場合複数の運動センサの検出信号を処理しなければならないため、制御が複雑となってしまう。このため、簡易な構成で燃料電池に発生した積層ズレを検出するための装置が望まれていた。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の単位電池が積層された燃料電池において、簡易な構成で積層ズレの発生有無を検査することのできる燃料電池の検査装置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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、複数の単位電池が積層されてなる燃料電池において、隣接する前記単位電池間のズレ（以下、積層ズレ）の発生有無を検査する燃料電池の検査装置であって、
前記燃料電池と、
物体との接触を検知するための接触検知部材と、を備え、
前記接触検知部材は、前記燃料電池の積層方向に沿った側面から所定の隙間を設けて配置されていることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記接触検知部材は、前記側面における積層方向の中央部に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記接触検知部材は、物体との接触により形状が変化する部材であることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第１または第２の発明において、
前記接触検知部材は、物体との接触により色彩が変化する部材であることを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記接触検知部材は、小さな積層ズレを検知する場合ほど、前記隙間が小さくなるように配置されることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記燃料電池を収納するためのケースを備え、
前記接触検知部材は、前記ケースの内面に配置されることを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第１乃至第６の何れか１つの発明において、
前記燃料電池は、積層方向が車両の進行方向に直交するように搭載されており、
前記接触検知部材は、前記車両の進行方向と直交する前記側面に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、接触検知部材は、燃料電池の積層方向に沿った側面から所定の隙間を設けて配置されている。燃料電池に慣性力が入力されて積層ズレが発生すると、該燃料電池が該接触検知部材に接触する。接触検知部材は、この接触を検知する。このため、本発明によれば、燃料電池に積層ズレが発生しているか否かを容易に検査することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、接触検知部材は、積層方向の中心部に配置される。燃料電池に慣性力が入力された場合、該燃料電池の積層中心部に最も大きなたわみが発生する。このため、本発明によれば、接触検知部材による積層ズレの検知精度を効果的に高めることができる。
【００１６】
第３の発明によれば、接触検知部材は、物体との接触により形状が変化する。このため、本発明によれば、燃料電池が該接触検知部材に接触した場合に、その履歴を精度よく記憶することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、接触検知部材は、物体との接触により色彩が変化する。このため、本発明によれば、燃料電池が該接触検知部材に接触した場合に、その履歴を精度よく記憶することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、小さな積層ズレを検知する場合ほど、接触検知部材と燃料電池の側面との隙間が小さくされる。このため、本発明によれば、当該隙間を調整することにより、検知しうる積層ズレの大きさを調整することができる。
【００１９】
第６の発明によれば、接触検知部材は、燃料電池の側面と対向するケース内面に配置される。このため、本発明によれば、所定の隙間を設けて、接触検知部材を確実に配置することができる。
【００２０】
第７の発明によれば、接触検知部材は、車両の進行方向に直交する側面に配置される。車両の進行方向は、加減速による慣性力が発生するため、積層ズレが発生しやすい。このため、本発明によれば、当該燃料電池を車両に搭載した場合の積層ズレの発生を精度よく検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２２】
実施の形態．
［実施の形態の構成］
図１は、本実施の形態における燃料電池の検査装置の構成を模式的に示す図である。燃料電池１０は、発電反応により発生した電力をモータ等の負荷装置に供給する燃料電池システムとして使用される。燃料電池１０は、複数の単位電池１２を積層し、その積層方向の両端を一対のエンドプレート１４で挟んで構成されている。単位電池１２は、図示は省略するが、膜電極接合体（ＭＥＡ）を一対の集電板で挟んだ構成になっている。ＭＥＡは、固体高分子電解質膜の両面に触媒が一体化されたものであり、さらにその各面には、カーボンシート等で作られたガス拡散層が一体化されている。集電板は、隣接するＭＥＡの間を仕切るセパレータとしても機能している。各単位電池１２は、アノードに燃料ガス(例えば、水素ガス)の供給を受け、カソードに空気の供給を受けて発電する。尚、本実施の形態において、燃料ガスの供給／排気系の構成、および空気の供給／排気系の構成に限定はないので、それについての説明は省略する。
【００２３】
図１に示すとおり、燃料電池１０は、ケース１６に収納されている。また、燃料電池１０の積層方向に沿った側面に対向するケース１６の内面（４面）には、接触検知部材１８が配置されている。接触検知部材１８は、当該接触検知部材１８への接触の履歴を残す部材であり、例えば、接触により形状が変化する粘土や、接触により色彩が変化する感圧シート等が使用される。尚、燃料電池１０は、単位電池１２が複数積層されている構造上、中央部が最も歪みやすい。このため、接触検知部材１８は、燃料電池１０の中央部と対向する位置に配置される。
【００２４】
[燃料電池の積層ズレ検査方法]
次に、図２を参照して、燃料電池１０の積層ズレを検査するための方法について説明する。上述したとおり、燃料電池１０は、複数の単位電池１２が積層された構造を有している。このため、燃料電池１０を搭載した車両が衝突等を起こした場合、該燃料電池１０に慣性力が働き、積層された単位電池１２間で滑り（積層ズレ）が起こるおそれがある。積層ズレは反応ガス漏れや短絡等の性能不良の原因となる。このため、積層ズレによる異常は、逸早く発見することが好ましい。
【００２５】
そこで、本実施の形態では、燃料電池１０の積層ズレが発生する程度の衝撃（慣性力）が該燃料電池に加えられたか否かを簡易な構成で検査することのできる検査装置を提案する。図２は、慣性力が加えられた燃料電池１０の様子を示す図である。この図に示すとおり、燃料電池１０に慣性力が加えられると、該燃料電池１０に歪みが発生する。そして、この歪み量が燃料電池１０と接触検知部材１８との隙間Ｘよりも大きくなると、該燃料電池１０の中央部が接触検知部材１８に接触する。接触検知部材１８は、接触履歴を自身の色や形状等の状態変化という形で記憶する。このため、接触検知部材１８の状態変化の有無に基づいて、当該燃料電池１０の積層ズレの発生有無を検査することができる。
【００２６】
図３は、燃料電池１０に入力される慣性力と歪み量との関係を示す図である。この図に示すとおり、燃料電池１０に生じる歪み量は、入力される慣性力が大きいほど大きくなる。このため、隙間Ｘを小さくするほど、燃料電池１０に生じた小さな歪みを検知することができる。また、この図に示すとおり、燃料電池１０に保証しうる限界の慣性力が入力された場合の歪み量を隙間Ｘに設定することで、該燃料電池１０に保証範囲外の慣性力が加えられたか否かを検査することができる。
【００２７】
ところで、本実施の形態では、燃料電池１０の積層方向に沿った側面に対向するケース１６の内面（４面すべて）に接触検知部材１８が配置されているが、当該接触検知部材の配置はこれに限られない。すなわち、燃料電池１０が、積層方向が車両の進行方向と直交するように搭載されている場合において、接触検知部材１８が、少なくとも車両の進行方向と直交する側面に対向する面に配置されていれば、車両の加減速に起因する積層ズレを精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態の燃料電池の検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】慣性力が加えられた燃料電池１０の様子を示す図である。
【図３】燃料電池１０に入力される慣性力と歪み量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  燃料電池
１２  単位電池
１４  エンドプレート
１６  ケース
１８  接触検知部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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