(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、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方法を提供する。【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間に生じるズレ（積層ズレ）の発生有無を検査する燃料電池の検査方法であって、燃料電池１０の側面に、積層方向に沿って一直線に付された目印１８を有する燃料電池１０を準備する。燃料電池１０を収納するためのケース２０であって、内部に収納された燃料電池１０の目印１８に沿って、外部から内部を視認可能なスリット２４を設けたケース２０を準備する。スリット２４から視認された目印１８が断続的であるか否かに基づいて、積層ズレの発生有無を検査する。【選択図】図３
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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に生じるズレ（以下、積層ズレ）の発生有無を検査する燃料電池の検査方法であって、
前記燃料電池の側面に、積層方向に沿って一直線に付された目印を有する燃料電池を準備する第１の準備ステップと、
前記燃料電池を収納するためのケースであって、内部に収納された前記燃料電池の前記目印に沿って、外部から内部を視認可能なスリットを設けたケースを準備する第２の準備ステップと、
前記スリットから視認された前記目印の形状に基づいて、前記積層ズレの発生有無を検査する検査ステップと、
を備えることを特徴とする燃料電池の検査方法。
【請求項２】
前記検査ステップは、前記スリットから視認された前記目印が断続的である場合に、前記積層ズレの発生を判定することを特徴とする請求項１記載の燃料電池の検査方法。
【請求項３】
前記第２の準備ステップは、小さな積層ズレの発生を判定する場合ほど、スリット幅の小さな前記ケースを準備す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方法。
【請求項４】
複数の単位電池が積層されてなる燃料電池と、
前記燃料電池を収納するためのケースと、を備え、
前記燃料電池の側面には、積層方向に沿って一直線に付された目印が設けられ、
前記ケースには、内部に収納された前記燃料電池の前記目印に沿って、外部から内部を視認可能なスリットが設けられていることを特徴とする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、燃料電池の検査方法に関し、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）を検査するための燃料電池の検査方法に関する。
【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２００７−１５７４１９号公報
【特許文献３】特開２００７−１４９４１３号公報
【特許文献４】特開２００６−１７９４３３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方法が望まれていた。
【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方法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方法であって、
前記燃料電池の側面に、積層方向に沿って一直線に付された目印を有する燃料電池を準備する第１の準備ステップと、
前記燃料電池を収納するためのケースであって、内部に収納された前記燃料電池の前記目印に沿って、外部から内部を視認可能なスリットを設けたケースを準備する第２の準備ステップと、
前記スリットから視認された前記目印の形状に基づいて、前記積層ズレの発生有無を検査する検査ステップと、
を備え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、
前記検査ステップは、前記スリットから視認された前記目印が断続的である場合に、前記積層ズレの発生を判定す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、
前記第２の準備ステップは、小さな積層ズレの発生を判定する場合ほど、スリット幅の小さな前記ケースを準備することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、上記の目的を達成するため、燃料電池の検査装置であって、
複数の単位電池が積層されてなる燃料電池と、
前記燃料電池を収納するためのケースと、を備え、
前記燃料電池の側面には、積層方向に沿って一直線に付された目印が設けられ、
前記ケースには、内部に収納された前記燃料電池の前記目印に沿って、外部から内部を視認可能なスリットが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、燃料電池の側面には、目印が積層方向に沿って一直線に付されている。また、燃料電池は、ケースに収納されており、当該ケースには、内部に収納された燃料電池に付された目印に沿って、外部から該ケース内を視認可能なスリットが設けられている。このような燃料電池において、積層ズレの検査を行う場合には、当該スリットから燃料電池の目印が視認される。燃料電池に積層ズレが発生していると、当該ズレの発生した単位電池の目印が、正常な単位電池の目印からなる直線からずれてしまう。このため、本発明によれば、スリットから視認された目印の形状に基づいて、燃料電池に積層ズレが発生しているか否かを検査することができる。
【００１２】
燃料電池に積層ズレが発生していると、当該ズレの発生した単位電池の目印が視認できなくなる。このため、第２の発明によれば、スリットから視認された目印が断続的な場合に、燃料電池の積層ズレの発生を判定することができる。
【００１３】
第３の発明によれば、スリット幅を小さくするほど、当該スリットから視認可能な範囲が狭くなる。このため、本発明によれば、スリット幅を小さくするほど、積層ズレが判定されるためのズレ量の閾値を小さくすることができる。
【００１４】
第４の発明によれば、燃料電池の側面には、目印が積層方向に沿って一直線に付されている。また、燃料電池は、ケースに収納されており、当該ケースには、内部に収納された燃料電池に付された目印に沿って、外部から該ケース内を視認可能なスリットが設けられている。このような燃料電池において積層ズレが発生していると、当該ズレの発生した単位電池の目印が、正常な単位電池の目印からなる直線からずれてしまう。このため、本発明によれば、スリットから視認された目印の形状に基づいて、燃料電池に積層ズレが発生しているか否かを検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
実施の形態．
［実施の形態の構成］
図１は、本実施の形態の燃料電池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。
【００１７】
図１に示すとおり、燃料電池１０の側面部１６ａ，１６ｂ（以下、これらを特に区別しないときは、単に「側面部１６」と称する）は、各単位電池１２の厚み方向の端面が集合して形成されている。側面部１６ａ，１６ｂには、積層方向に平行に、それぞれけがき線１８ａ，１８ｂ（以下、これらを特に区別しないときは、単に「けがき線１８」と称する）が設けられている。尚、けがき線１８は、積層方向に平行な方向に付された視認可能な目印であれば、マーカ等で引いたラインでもよいし、また、視認可能な段差等でもよい。
【００１８】
図２は、燃料電池１０の検査装置の構成を模式的に示す図である。図２に示すとおり、燃料電池１０は、ケース２０に収納されて使用される。ケース２０における、側面部１６ａに対向する対向面２２ａには、スリット２４ａが設けられている。スリット２４ａは、より具体的には、スリット２４ａを対向面２２ａに垂直な方向から視認した場合に、側面部１６ａに付されたけがき線１８ａが、当該スリット２４ａの中央に見える位置に形成されている。同様に、ケース２０における、側面部１６ｂに対向する対向面２２ｂには、スリット２４ｂが設けられている。尚、対向面２２ａ，２２ｂ、およびスリット２４ａ，２４ｂを特に区別しないときは、それぞれ単に「対向面２２」、および「スリット２４」と称する。また、スリット２４は溝のままでもよいし、また、ケース２０の内部が視認可能であれば、当該スリット部が透明な材料で覆われていてもよい。
【００１９】
[燃料電池の積層ズレ検査方法]
次に、図３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。
【００２０】
そこで、本実施の形態では、燃料電池１０の積層ズレにより異常が発生しているか否かを簡易な構成で検査する方法を提案する。図３は、本実施の形態の検査方法を説明するための図である。この図に示すとおり、燃料電池１０が積層ズレを起こしているかを判断するために、スリット２４ａを対向面２２ａに垂直な方向から視認することとする。
【００２１】
図３（Ａ）は、正常な燃料電池１０において、スリット２４ａを対向面２２ａに垂直な方向から視認した場合の様子を示す図である。この図に示すとおり、積層ズレを起こしていない正常な燃料電池１０では、けがき線１８ａがスリット２４ａの中央に位置している。
【００２２】
一方、図３（Ｂ）は、積層ズレが発生している燃料電池１０において、スリット２４ａを対向面２２ａに垂直な方向から視認した場合の様子を示す図である。この図に示すとおり、単位電池１２の一部に積層ズレが発生していると、当該積層ズレを起こしている単位セル１２において、けがき線１８ａ位置がずれてしまう。このため、積層ズレを起こしている単位セル１２のけがき線１８ａを視認できないこととなる。したがって、けがき線１８ａをスリット２４ａから視認できない状態となった場合に積層ズレを判定することで、燃料電池１０に対向面２２ａに沿った方向の積層ズレが発生しているか否かを簡易に検査することができる。また同様に、スリット２４ｂを対向面２２ｂに垂直な方向から視認することにより、燃料電池１０に対向面２２ｂに沿った方向の積層ズレが発生しているか否かを簡易に検査することができる。
【００２３】
尚、積層ズレを判定するためのズレ量は、けがき線１８の幅とスリット２４の幅との関係を変更することにより調整することができる。つまり、スリット２４の幅を小さくすると、視認可能な範囲が狭くなる。したがって、積層ズレの判定の閾値となるズレ量をより小さな値にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態の燃料電池の構成を模式的に示す図である。
【図２】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３】本実施の形態の検査方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  燃料電池
１２  単位電池
１４  エンドプレート
１６  側面部
１８  けがき線
２０  ケース
２２  対向面
２４  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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