(57)【要約】【課題】検出対象の検出面における複数の領域から部分電流値を検出する検出装置において、その装置構成を簡易にする技術を提供すること。【解決手段】検出対象の検出面において、複数に分割される各領域をそれぞれ貫く方向に流れる電流を、それぞれ検出するための電流検出装置であって、検出対象の検出面の各領域に対向して設けられると共に、検出対象との間の接触抵抗値がそれぞれ同程度となるように検出対象に押圧される複数のプローブと、複数のプローブに流れる電流を合流させて同一電位とする合流部と、検出面の各領域と、その領域に対応する各プローブの所定点との間の電位差を検出する電位差検出部と、を備える。【選択図】図１
2009014387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の検出面において、複数に分割される各領域をそれぞれ貫く方向に流れる電流を、それぞれ検出するための電流検出装置であって、
前記検出対象の前記検出面の各領域に対向して設けられると共に、前記検出対象との間の接触抵抗値がそれぞれ同程度となるように前記検出対象に押圧される複数のプローブと、
前記複数のプローブに流れる電流を合流させて同一電位とする合流部と、
前記検出面の各領域と、その領域に対応する各プローブの所定点との間の電位差を検出する電位差検出部と、
を備えることを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電流検出装置において、
前記電位差検出部が、検出した前記電位差に基づいて、各領域をそれぞれ貫く方向に流れる前記電流の電流値を検出する制御部を備えることを特徴とする電流検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電流検出装置において、
前記制御部は、
前記検出対象の前記検出面と前記プローブとの接触界面の電位差に基づいて、前記電流値を検出することを特徴とする電流検出装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電流検出装置において、
前記制御部は、
前記検出対象において、前記プローブとの接触部同士の間の抵抗値である接触部間抵抗値と、前記電位差と、に基づいて、前記電流値を検出することを特徴とする電流検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電流検出装置において、
各プローブは、立方体であることを特徴とする電流検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電流検出装置において、
前記検出対象は、少なくとも１つ以上の燃料電池のセルアセンブリであることを特徴とする電流検出装置。
【請求項７】
検出対象の検出面において、複数に分割される各領域をそれぞれ貫く方向に流れる電流を、それぞれ検出するための電流検出装置であって、
前記検出対象の前記検出面の各領域に対向して設けられ複数のプローブと、
前記複数のプローブに流れる電流を合流させて同一電位とする合流部と、を備え、
前記複数のプローブは、前記合流部との間の接触抵抗値がそれぞれ同程度となるように前記合流部から押圧され、さらに、
前記合流部と、各プローブの所定点との間の電位差を検出する電位差検出部と、
を備えることを特徴とする電流検出装置。
【請求項８】
燃料電池であって、
触媒電極と、
前記触媒電極の外側に設けられるセパレータと、
前記セパレータの外側面において、複数に分割される各領域に対向して設けられると共に、前記セパレータとの間の接触抵抗がそれぞれ同程度となるように前記セパレータに押圧される複数のプローブと、
前記複数のプローブに流れる電流を合流させて同一電位とする合流部と、
前記セパレータの各領域と、その領域に対応する各プローブの所定点との間の電位差を検出する電位差検出部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象の検出面において、複数に分割される各領域をそれぞれ貫く方向に流れる電流を、それぞれ検出するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料電池の流路設計評価や故障検知、品質保証といった種々の目的のために、燃料電池の電流密度分布を知りたいという要望があった。この電流密度分布を知るためには、燃料電池のセパレータにおいて、複数に分割される各領域をそれぞれ貫く方向に流れる電流の電流値（以下では、部分電流値とも呼ぶ）を検出する必要がある。このような部分電流値を検出する方法として、例えば、燃料電池のセパレータの各領域に、それぞれプローブを配置し、各プローブを通る電流値をセンサで検出することにより部分電流値を求める検出装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３４５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の検出装置は、各プローブを通る電流値を検出するためにそれぞれ電流センサを配置する必要があり、装置が複雑になるという問題があった。なお、このような問題は、燃料電池に限られず、その他の電流を発生させる装置に共通する問題である。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、検出対象の検出面における複数の領域から部分電流値を検出する検出装置において、その装置構成を簡易にする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】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
[適用例１]  検出対象の検出面において、複数に分割される各領域をそれぞれ貫く方向に流れる電流を、それぞれ検出するための電流検出装置であって、前記検出対象の前記検出面の各領域に対向して設けられると共に、前記検出対象との間の接触抵抗値がそれぞれ同程度となるように前記検出対象に押圧される複数のプローブと、前記複数のプローブに流れる電流を合流させて同一電位とする合流部と、前記検出面の各領域と、その領域に対応する各プローブの所定点との間の電位差を検出する電位差検出部と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成の電流検出装置によれば、電流センサ等を用いることなく部分電流値を検出することができるので、装置構成を簡易にすることができる。
【０００９】
［適用例２］適用例１に記載の電流検出装置において、前記電位差検出部が、検出した前記電位差に基づいて、各領域をそれぞれ貫く方向に流れる前記電流の電流値を検出する制御部を備えることを特徴とする電流検出装置。
【００１０】
このようにすれば、各領域の上記電流値を検出し、検出面の電流密度分布を求めることができる。
【００１１】
［適用例３］適用例２に記載の電流検出装置において、前記制御部は、前記検出対象の前記検出面と前記プローブとの接触界面の電位差に基づいて、前記電流値を検出することを特徴とする電流検出装置。
【００１２】
このようにすれば、各領域の上記電流値を検出し、検出面の電流密度分布を求めることができる。
【００１３】
［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載の電流検出装置において、前記制御部は、前記検出対象において、前記プローブとの接触部同士の間の抵抗値である接触部間抵抗値と、前記電位差と、に基づいて、前記電流値を検出することを特徴とする電流検出装置。
【００１４】
このようにすれば、各領域の上記電流値を正確に検出することができ、検出面の電流密度分布を求めることができる。
【００１５】
［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の電流検出装置において、各プローブは、立方体であることを特徴とする電流検出装置。
【００１６】
このようにすれば、各プローブと検出対象との接触抵抗を、それぞれ略均一にすることができる。
【００１７】
［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかに記載の電流検出装置において、前記検出対象は、少なくとも１つ以上の燃料電池のセルアセンブリであることを特徴とする電流検出装置。このようにすれば、燃料電池のセルアセンブリの電流密度分布を求めることができる。
【００１８】
［適用例７］検出対象の検出面において、複数に分割される各領域をそれぞれ貫く方向に流れる電流を、それぞれ検出するための電流検出装置であって、前記検出対象の前記検出面の各領域に対向して設けられ複数のプローブと、前記複数のプローブに流れる電流を合流させて同一電位とする合流部と、を備え、前記複数のプローブは、前記合流部との間の接触抵抗値がそれぞれ同程度となるように前記合流部から押圧され、さらに、前記合流部と、各プローブの所定点との間の電位差を検出する電位差検出部と、を備えることを要旨とする。
【００１９】
上記構成の電流検出装置によれば、電流センサ等を用いることなく部分電流値を検出することができるので、装置構成を簡易にすることができる。
【００２０】
［適用例８］燃料電池であって、触媒電極と、前記触媒電極の外側に設けられるセパレータと、前記セパレータの外側面において、複数に分割される各領域に対向して設けられると共に、前記セパレータとの間の接触抵抗がそれぞれ同程度となるように前記セパレータに押圧される複数のプローブと、前記複数のプローブに流れる電流を合流させて同一電位とする合流部と、
前記セパレータの各領域と、その領域に対応する各プローブの所定点との間の電位差を検出する電位差検出部と、を備えることを要旨とする。
【００２１】
上記構成の燃料電池によれば、電流センサ等を用いることなく部分電流値を検出することができるので、装置構成を簡易にすることができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記した電流検出装置や燃料電池だけでなく、例えば、燃料電池のセルアセンブリやこれらを搭載した移動体（例えば、自動車など）の他の装置発明の態様として実現することができる。また、装置発明としての態様だけでなく、部分電流値を検出するための検出方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。さらには、それら方法や装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての態様や、そのようなコンピュータプログラムを記録した記録媒体としての態様や、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現することも可能である。
【００２３】
また、本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、上記装置の動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．電流検出装置：
図１は、本発明の第１実施例における電流検出装置１００と検出対象としてのセルアセンブリ２００の概略構成図である。電流検出装置１００は、複数のプローブ１２０と、電流集合板１１１，１１２と、電流集合板１１１と電流集合板１１２との間に電気的に接続された抵抗である負荷１１０と、電圧センサ１４０と、電位検出プローブ１３０と、制御回路４００と、を備えている。
【００２５】
セルアセンブリ２００は、固体高分子型燃料電池であり、膜電極接合体２０２と、膜電極接合体２０２を両側から挟むカーボン製の２つのセパレータ２０３、２０４と、を備える。２つのセパレータ２０３、２０４には、膜電極接合体２０２側に反応ガスが流れるガス流路（図示せず）が形成されている。膜電極接合体２０２は、電解質膜（図示せず）と、その電解質膜を挟持する触媒電極（図示せず）から成る。電解質膜は、例えば、パーフルオロフルホン酸（ナフィオン（登録商標））から成り、触媒電極は、例えば、白金を担持したカーボンと電解質とから成る。セルアセンブリ２００は、触媒電極において、電気化学反応によって電力を生成し、２つのセパレータ２０３、２０４を介して外部に出力する。なお、膜電極接合体２０２、電流集合板１１１，１１２などを積層する方向を積層方向とも呼び、これらの部材の接合面に沿った方向を面方向とも呼ぶ。
【００２６】
本実施例の電流検出装置１００は、上述したように、セルアセンブリ２００を検出対象としている。具体的には、電流検出装置１００は、セルアセンブリ２００におけるセパレータ２０４の各領域に対応する部分電流値を検出する。この部分電流値は、セルアセンブリ２００において、セパレータ２０４と対向する膜電極接合体２０２における触媒電極面の各領域における電気化学反応の反応状態を表していると言える。部分電流値についての詳細は後述する。
【００２７】
図２は、セルアセンブリ２００におけるセパレータ２０４の各領域から出力される電流値を検出するための複数のプローブ１２０の拡大図である。各プローブ１２０は、それぞれ略立方体形状であり、真鋳で形成されている。また、各プローブ１２０は、触媒電極面に対向する位置であって、セルアセンブリ２００のセパレータ２０４に、格子状に配置されている。各プローブ１２０の間隔は、約３ｍｍに設定されている。なお、各プローブ１２０には、セパレータ２０４との当接面に、後述する凹部が形成されている。
【００２８】
本実施例の電流検出装置１００は、各プローブ１２０を通る電流値（以下では、電流値ΔＩａと呼ぶ）を、そのプローブ１２０に対向するセルアセンブリ２００におけるセパレータ２０４の各領域における部分電流値として検出する。
【００２９】
電流検出装置１００の電流集合板１１１，１１２は、所定の締結部材（図示せず）によって、セルアセンブリ２００を、面方向に均一な所定の押圧力（以下では、押圧力Ｆｋと呼ぶ）で積層方向に押圧している。それに伴い、各プローブ１２０は、同程度な所定の押圧力（以下では、押圧力Ｆｃと呼ぶ）で、セパレータ２０４を押圧している。従って、各プローブ１２０とセパレータ２０４との接触に起因して生じる接触抵抗（以下では、接触抵抗値Ｒｃ１と呼ぶ）は、同程度となっている。なお、この接触抵抗値Ｒｃ１は、押圧力Ｆｋの値によって決まる。本実施例では、検定により、接触抵抗値Ｒｃ１と、押圧力Ｆｋとの関係式（以下では、検定式Ｐ１と呼ぶ）を予め求めておく。
【００３０】
図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。プローブ１２０は、図３に示すように、セパレータ２０４との当接面において、略中央に凹部１２０ａを有している。電位検出プローブ１３０は、セパレータ２０４（表面）の電位Ｖ１を検出するための装置であり、図３に示すように、導電性突起部１３１と、筒部１３２と、筒部１３２内に挿入されるスプリング部１３３と、を備え、凹部１２０ａ内に配置される。導電性突起部１３１は、真鋳で形成され、一方の端部が、丸みを帯びた凸部となっており、セパレータ２０４と接触している。それに伴い、導電性突起部１３１は、セパレータ２０４の接触部分と同電位とみなすことができる。また、導電性突起部１３１は、他方の端部が、平面部となっており、スプリング部１３３により所定の押圧力で押圧される。なお、セパレータ２０４の厚さ方向の電位勾配は、ほとんどないものとする。
【００３１】
また、導電性突起部１３１の平面部は、図３に示すように、リード線１０と接続されている。このリード線１０は、スプリング部１３３の中空部、プローブ１２０内部を通り、電圧センサ１４０と接続されている。さらに、プローブ１２０において、セパレータ２０４との当接面と凹部１２０ａとの交差部分が、図３に示すように、リード線１１と接続されている。以下では、この交差部分（プローブ１２０における当接面）の電位を電位Ｖ２とする。リード線１１は、プローブ１２０内部を通り、電圧センサ１４０と接続されている。各リード線１０，１１は、接続部以外の部分は、エナメル等で絶縁被覆されている。なお、スプリング部１３３とプローブ１２０とは、絶縁されている。
【００３２】
電圧センサ１４０は、上述のように、各リード線１０，１１と接続され、各プローブ１２０が配置された領域に対応するセパレータ２０４の電位Ｖ１と、各プローブ１２０において、セパレータ２０４との当接面における電位Ｖ２と、の電位差、すなわち、各プローブ１２０とセパレータ２０４との接触界面の電位差をそれぞれ検出するセンサである。この電位差を以下では、電位差ΔＶａと呼ぶ。
【００３３】
制御回路４００は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（図示せず）と、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（図示せず）と、各種信号を入出力する入出力ポート（図示せず）等を備える。そして、この制御回路４００は、電圧センサ１４０と接続され、電位差ΔＶａを検出し、それに基づいて、部分電流値としての電流値ΔＩａを検出する。
【００３４】
Ａ２．部分電流値の検出：
図４は、電流検出装置１００とセルアセンブリ２００とで構成される電気回路の等価回路を示している。この等価回路は、主に、接触部間抵抗値Ｒｂと、上述の接触抵抗値Ｒｃ１と、プローブ抵抗値Ｒｃ２と、接触抵抗値Ｒｃ３と、負荷抵抗値ＲＬと、で構成されている。接触部間抵抗値Ｒｂは、隣接するプローブ１２０同士の間におけるセパレータ２０４の内部抵抗値である。プローブ抵抗値Ｒｃ２は、プローブ１２０の内部抵抗値である。接触抵抗値Ｒｃ３は、プローブ１２０とセパレータ２０４との接触に起因して生ずる接触抵抗値である。負荷抵抗値ＲＬは、負荷１１０の内部抵抗値である。
【００３５】
本実施例の電流検出装置１００において、制御回路４００は、検定式Ｐ１から接触抵抗値Ｒｃ１を算出し、電圧センサ１４０から、各プローブ１２０とセパレータ２０４との接触境界面の電位差ΔＶａを検出し、そして、下記の式（１）から、各プローブ１２０を通る電流値ΔＩａを部分電流値として検出する。
ΔＩａ＝ΔＶａ／Ｒｃ１・・・（１）
【００３６】
以上のように、本実施例の電流検出装置１００では、プローブ１２０とセパレータ２０４との間の接触抵抗値Ｒｃ１に起因する電位差ΔＶａに基づいて、電流値ΔＩａを検出するようにしている。このようにすれば、各プローブ１２０に電流センサを取り付けることなく、各プローブ１２０を通る電流値を検出することができる。電圧センサ１４０は、電流センサに比べて、比較的小型化が可能であるので、装置が複雑になることを抑制することができる。そして、装置全体を小型化することができる。
【００３７】
なお、上記接触抵抗値Ｒｃ１は、接触部間抵抗値Ｒｂの３割以下が好ましく、接触部間抵抗値Ｒｂの２割以下がさらに好ましく、接触部間抵抗値Ｒｂの１割以下が特に好ましい。このようにすれば、セパレータ２０４において、面方向に流れる電流を抑制することができる。そうすると、各電流値ΔＩａは、そのプローブ１２０が対向するセルアセンブリ２００（触媒電極面）の各領域における電流値を精度よく示すことが可能となる。従って、各電流値ΔＩａを精度が高い部分電流値として用いることができる。
【００３８】
また、各プローブ１２０は、略立方体形状である。従って、電流集合板１１１によって、セパレータ２０４に押圧した場合に、各プローブ１２０とセパレータ２０４との接触抵抗を、それぞれ略均一にすることができる。
【００３９】
セルアセンブリ２００は、請求項における検出対象に該当し、プローブ１２０は、請求項におけるプローブに該当し、電流集合板１１１は、請求項における合流部に該当し、制御回路４００は、請求項における電位差検出部または制御部に該当する。
【００４０】
Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．電流検出装置：
図５は、第２実施例における電流検出装置１００ａの一部を示す断面図である。この図５は、図３に対応している。本実施例の電流検出装置１００ａは、基本的に、第１実施例の電流検出装置１００と同様の構成であるが、電流検出装置１００ａは、以下の点で、電流検出装置１００と相違する。すなわち、電流検出装置１００ａは、図５に示すように、電圧センサ１４０と接続されるリード線１１ａの他端が、プローブ１２０において、電流集合板１１１との当接面（以下では、当接面Ｇとも呼ぶ）の略中央部に接続されている。以下では、このプローブ１２０において、当接面Ｇにおける略中央部の電位を電位Ｖ３とする。なお、電流検出装置１００ａにおいて、電流検出装置１００と同様の部分は、同じ符号を用いる。
【００４１】
Ｂ２．部分電流値の検出：
図６は、本実施例の電流検出装置１００ａとセルアセンブリ２００とで構成される電気回路の等価回路を示している。本実施例の電流検出装置１００ａにおいて、制御回路４００は、検定式Ｐ１から接触抵抗値Ｒｃ１を算出し、電圧センサ１４０から、セパレータ２０４と、プローブ１２０の当接面Ｇとの間の電位差ΔＶｂを検出し、既知のプローブ抵抗値Ｒｃ２を用いて、下記の式（２）から、各プローブ１２０を通る電流値ΔＩｂを部分電流値として検出する。
ΔＩｂ＝ΔＶｂ／（Ｒｃ１＋Ｒｃ２）・・・（２）
【００４２】
以上のように、本実施例の電流検出装置１００ａでは、プローブ１２０とセパレータ２０４との間の接触抵抗値Ｒｃ１、および、プローブ１２０のプローブ抵抗値Ｒｃ２に起因する電位差ΔＶｂに基づいて、電流値ΔＩｂを検出するようにしている。このようにすれば、各プローブ１２０に電流センサを取り付けることなく、各プローブ１２０を通る電流値を検出することができるので、装置が複雑になることを抑制することができる。また、装置を小型化することができる。
【００４３】
なお、上記接触抵抗値Ｒｃ１とプローブ抵抗値Ｒｃ２との合成抵抗値は、接触部間抵抗値Ｒｂの３割以下が好ましく、接触部間抵抗値Ｒｂの２割以下がさらに好ましく、接触部間抵抗値Ｒｂの１割以下が特に好ましい。このようにすれば、セパレータ２０４において、面方向に流れる電流を抑制することができる。そうすると、各電流値ΔＩｂは、そのプローブ１２０が対向するセルアセンブリ２００（触媒電極面）の各領域における電流値を精度よく示すことが可能となる。従って、各電流値ΔＩｂを精度が高い部分電流値として用いることができる。
【００４４】
Ｃ．第３実施例：
Ｃ１．電流検出装置：
第３実施例の電流検出装置１００ｂは、第１実施例の電流検出装置１００と同様の構成である。しかし、本実施例の電流検出装置１００ｂは、部分電流値を検出する場合において、セルアセンブリ２００のセパレータ２０４の面方向に流れる電流（または、セパレータ２０４において、各プローブ１２０との接触部間の電位差）を考慮している点で、第１実施例の電流検出装置１００と相違する。以下に具体的に説明する。電流検出装置１００ｂにおいて、各部の符号は、電流検出装置１００と同様の符号を用いる。
【００４５】
図７は、本実施例の電流検出装置１００ｂにおいて、等価回路の一部を抜き出して示した説明図である。この図は、説明をわかり易くするために、ある２つのプローブ１２０を対象にした等価回路である。本実施例の電流検出装置１００ｂでは、上述のように、セパレータ２０４の面方向に流れる電流を考慮するため、膜電極接合体２０２（触媒電飾層）の各領域から生じる電流値を部分電流値として検出する。この電流値をｉ１，ｉ２とする。また、セパレータ２０４における電位をＶ１ａ，Ｖ１ｂとし、電流集合板１１１の電位をＶ４とする。さらに、接触抵抗値Ｒｃ１とプローブ抵抗値Ｒｃ２と接触抵抗値Ｒｃ３とを合わせた抵抗を合成抵抗値Ｒｃとする。また、プローブ１２０を流れる電流値をｉ３，ｉ４とする。なお、Ｖ１ｂ＞Ｖ１ａと仮定する。
【００４６】
図７の等価回路において、キルヒホッフの法則により以下の式が導出される。
ｉ１＋ｉ２＝ｉ３＋ｉ４・・・（３）
ｉ３＝ｉ１＋ｉ５・・・（４）
ｉ４＝ｉ２−ｉ５・・・（５）
【００４７】
さらに、各部分の電位に着目すると以下の式が導出される。
ｖ１ａ＝ｖ１ｂ−Ｒｂ×ｉ５・・・（６）
Ｖ４＝Ｖ１ａ−Ｒｃ×ｉ３・・・（７）
Ｖ４＝Ｖ１ｂ−Ｒｃ×ｉ４・・・（８）
【００４８】
式（３）〜式（８）の連立方程式を解くと以下の式が導出される。
ｉ１＝ｉ３＋Ｒｃ／Ｒｂ（ｉ３−ｉ４）・・・（９）
ｉ２＝ｉ４＋Ｒｃ／Ｒｂ（−ｉ３＋ｉ４）・・・（１０）
【００４９】
ところで、プローブ１２０が接触する部分を含む各等価回路を検出対象の各要素として捉えると、各等価回路間の関係を確定系として２次元的にモデル化することができる。そして、制御回路４００は、このようにして構成されたモデルを、有限要素法等を用いた解析ツールによって解くことで、膜電極接合体２０２（触媒電飾層）の各領域から生じる電流値（例えば、ｉ１，ｉ２）を部分電流値として検出する。なお、制御回路４００は、電流値ｉ３，ｉ４は、例えば、上記式（１）より検出する。
【００５０】
以上のように、本実施例の電流検出装置１００ｂでは、セルアセンブリ２００のセパレータ２０４の面方向に流れる電流（例えば、ｉ５）を考慮して、膜電極接合体２０２（触媒電飾層）の各領域から生じる電流値を部分電流値として検出しているので、部分電流値の検出精度を向上させることができる。
【００５１】
Ｄ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
【００５２】
Ｄ１．変形例１：
図８は、検出対象としての燃料電池を表す図である。
上記実施例の電流検出装置は、セルアセンブリ２００を検出対象としているが、本発明はこれに限られるものではなく、種々の装置を検出対象とすることができる。例えば、電流検出装置は、図８に示すように、複数のセルアセンブリ２００を備えた燃料電池を検出対象とし、この燃料電池が出力する部分電流値を検出するようにしてもよい。このようにしても上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【００５３】
Ｄ２．変形例２：
本発明を、上記実施例の電流検出装置と、上記セルアセンブリ２００とからなる一つの燃料電池に適用してもよい。また、本発明を、上記実施例の電流検出装置を搭載した移動体に適用してもよい。この場合、移動体としては、自動車、電車、リニアモーターカ、飛行機、船等を含む概念である。
【００５４】
Ｄ３．変形例３：
上記実施例の電流検出装置では、プローブ１２０は、真鋳で形成されているが、本発明はこれに限られるものではない。プローブ１２０は、剛性が比較的高く、プローブ抵抗値Ｒｃ２が比較的低い材料で形成されることが好ましい。例えば、プローブ１２０を、金、銀、白金、銅、ステンレス、アルミ、鉄等で形成するようにしてもよい。
【００５５】
Ｄ４．変形例４：
上記第１実施例の電流検出装置１００は、接触抵抗値Ｒｃ１に起因する電位差ΔＶａに基づいて、プローブ１２０に流れる電流値を検出するようにしているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、電流検出装置１００は、接触抵抗値Ｒｃ３に起因する電位差ΔＶｃに基づいて、プローブ１２０に流れる電流値ΔＩｃを検出するようにしてもよい（下記（１１）式参照）。なお、この場合、各プローブ１２０は、電流集合板１１１から、同程度な所定の押圧力で押圧されている。このようにすれば、各プローブ１２０に電流センサを取り付けることなく、各プローブ１２０を通る電流値を検出することができるので、装置が複雑になることを抑制することができる。また、装置を小型化することができる。
ΔＩｃ＝ΔＶｃ／Ｒｃ３・・・（１１）
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施例における電流検出装置１００と検出対象としてのセルアセンブリ２００の概略構成図である。
【図２】セルアセンブリ２００におけるセパレータ２０４の各領域から出力される電流値を検出するための複数のプローブ１２０の拡大図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】電流検出装置１００とセルアセンブリ２００とで構成される電気回路の等価回路を示している。
【図５】第２実施例における電流検出装置１００ａの一部を示す断面図である。
【図６】第２実施例の電流検出装置１００ａとセルアセンブリ２００とで構成される電気回路の等価回路を示している。
【図７】第３実施例の電流検出装置１００ｂにおいて等価回路の一部を抜き出して示した説明図である。
【図８】検出対象としての燃料電池を表す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００，１００ａ，１００ｂ...電流検出装置
１１０...負荷
１１１...電流集合板
１１２...電流集合板
１２０...プローブ
１３０...電位検出プローブ
１４０...電圧センサ
２００...セルアセンブリ
２０２...膜電極接合体
２０３...セパレータ
２０４...セパレータ
４００...制御回路
ΔＩａ，ΔＩｂ，ΔＩｃ...部分電流値
Ｒｂ...接触部間抵抗値
Ｒｃ１...接触抵抗値
Ｒｃ２...プローブ抵抗値
Ｒｃ３...接触抵抗値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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