层叠电池的内阻测量装置制造方法及图纸

层叠电池的内阻测量装置包括：交流电源部，其与至少包括层叠多个发电元件而成的层叠电池的内阻测量对象连接，向内阻测量对象输出交流电流；交流调整部，其调整交流电流以使正极侧交流电位差与负极侧交流电位差相一致，该正极侧交流电位差是从内阻测量对象的与正极侧的负载装置连接的部分的电位减去中途部分的电位而求出的电位差，该负极侧交流电位差是从内阻测量对象的与负极侧的负载装置连接的部分的电位减去中途部分的电位而求出的电位差；以及电阻运算部，其根据调整后的交流电流和交流电位差来运算层叠电池的电阻。

【技术实现步骤摘要】
层叠电池的内阻测量装置本申请是申请日为2011年11月9日、申请号为201180060003.9、专利技术名称为“层叠电池的内阻测量装置”的申请的分案申请。
本专利技术涉及对层叠多个发电元件而成的层叠电池的内阻进行测量的装置以及方法。
技术介绍
在层叠多个发电元件而成的层叠电池中，期望尽可能准确地检测内阻。例如在燃料电池中，如果获知内阻，则获知电解质膜的湿度。如果内阻高，则电解质膜的湿度低，有点干燥。如果内阻低，则电解质膜的湿度高。在燃料电池中，运转效率根据电解质膜的湿度而改变。因此，通过与根据内阻估计出的电解质膜的湿度相应地控制运转，能够始终最佳地维持电解质膜的湿润状态。在JP-2009-109375-A中公开了测量燃料电池的内阻的装置。
技术实现思路
然而，JP-2009-109375-A的装置需要从电池流出的负荷电流(直流)，如果电池未运转则无法进行测量。另外，由于在控制直流的大电流的电子负载装置中也控制(通电限制)微小交流电流，因此要求非常大的动态范围。因此，所使用的部件、电路设计价格较高。本专利技术是着眼于这样的现有的问题点而完成的。本专利技术的目的在于提供一种即使电池未运转也能够测量内阻且廉价的内阻测量装置以及内阻测量方法。本专利技术的某个方式的层叠电池的内阻测量装置包括交流电源部，该交流电源部与至少包括层叠多个发电元件而成的层叠电池的内阻测量对象连接，向内阻测量对象输出交流电流。并且，还包括：交流调整部，其调整交流电流以使正极侧交流电位差与负极侧交流电位差相一致，该正极侧交流电位差是从上述内阻测量对象的与正极侧的负载装置连接的部分的电位减去中途部分的电位而求出的电位差，该负极侧交流电位差是从上述内阻测量对象的与负极侧的负载装置连接的部分的电位减去上述中途部分的电位而求出的电位差；以及电阻运算部，其根据上述调整后的交流电流和交流电位差来运算上述层叠电池的电阻。下面与添附的附图一起详细说明本专利技术的实施方式、本专利技术的优点。附图说明图1A是说明作为应用本专利技术的内阻测量装置的层叠电池的一例的燃料电池的外观立体图。图1B是表示作为应用本专利技术的内阻测量装置的层叠电池的一例的燃料电池的发电单元的结构的分解图。图2是表示本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第一实施方式的电路图。图3是详细说明正极侧直流切断部511、负极侧直流切断部512、中途点直流切断部513、正极侧交流电位差检测部521以及负极侧交流电位差检测部522的图。图4是详细说明正极侧电源部531以及负极侧电源部532的图。图5是详细说明交流调整部540的图。图6是详细说明电阻运算部550的图。图7是本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第一实施方式中的控制器所执行的控制流程图。图8是控制器执行本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的控制时的时序图。图9是用于说明第一实施方式的作用效果的图。图10A是说明通过本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第二实施方式得到的作用效果的机理的图。图10B是说明通过本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第二实施方式得到的作用效果的机理的图。图11是表示第二实施方式的具体结构的图。图12是表示本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第二实施方式的电路图。图13是表示本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第三实施方式的电路图。图14是本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第三实施方式中的控制器所执行的控制流程图。图15是表示本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第四实施方式的电路图。图16是表示本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第五实施方式的图。图17是表示本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第六实施方式的图。图18是第六实施方式的具体电路图。图19是表示本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第七实施方式的电路图。图20是表示本专利技术的层叠电池的内阻测量装置的第八实施方式的电路图。图21A是表示第一变形方式的图。图21B是表示第二变形方式的图。具体实施方式(第一实施方式)图1A是说明作为应用本专利技术的内阻测量装置的层叠电池的一例的燃料电池的外观立体图。图1B是表示作为应用本专利技术的内阻测量装置的层叠电池的一例的燃料电池的发电单元的结构的分解图。如图1A所示，燃料电池堆栈1具备层叠的多个发电单元10、集电板20、绝缘板30、端板40、以及四个拉杆50。发电单元10是燃料电池的单位单元。各发电单元10产生1伏特(V)左右的电动势电压。稍后详细记述各发电单元10的结构。集电板20分别配置在层叠的多个发电单元10的外侧。集电板20由不透气体性的导电性部件、例如致密碳形成。集电板20具备正极端子211和负极端子212。另外，在正极端子211和负极端子212之间设置有中途端子213。燃料电池堆栈1通过正极端子211和负极端子212取出各发电单元10所产生的电子e-而进行输出。绝缘板30分别配置在集电板20的外侧。绝缘板30由绝缘性的部件、例如橡胶等形成。端板40分别配置在绝缘板30的外侧。端板40由具有刚性的金属材料、例如钢等形成。在一方的端板40(在图1A中左侧的端板40)上设置有阳极供给口41a、阳极排出口41b、阴极供给口42a、阴极排出口42b、冷却水供给口43a、以及冷却水排出口43b。在本实施方式中，阳极排出口41b、冷却水排出口43b以及阴极供给口42a设置在图中右侧。另外，阴极排出口42b、冷却水供给口43a以及阳极供给口41a设置在图中左侧。拉杆50分别配置在端板40的四角附近。燃料电池堆栈1形成有贯通于内部的孔(未图示)。在该贯通孔中贯通插入拉杆50。拉杆50由具有刚性的金属材料、例如钢等形成。拉杆50在表面进行了绝缘处理以防止发电单元10之间的电短路。螺母(由于在里面，因此未图示)螺纹接合于该拉杆50。拉杆50和螺母将燃料电池堆栈1在层叠方向上拧紧。作为向阳极供给口41a供给作为阳极气体的氢气的方法，例如有从氢气储藏装置直接供给氢气的方法、或者将含氢的燃料改性而供给改性后的含氢气体的方法等。此外，作为氢气储藏装置，有高压气罐、液化氢气罐、氢吸附合金罐等。作为含氢的燃料，有天然气、甲醇、汽油等。另外，作为向阴极供给口42a供给的阴极气体，一般利用空气。如图1B所示，发电单元10是在膜电极接合体(MembraneElectrodeAssembly；MEA)11的两面配置阳极隔板(阳极双极板)12a以及阴极隔板(阴极双极板)12b的结构。MEA11在由离子交换膜构成的电解质膜111的两面形成电极催化剂层112。在该电极催化剂层112之上形成气体扩散层(GasDiffusionLayer；GDL)113。电极催化剂层112例如由承载有铂的炭黑粒子形成。GDL113由具有充足的气体扩散性以及导电性的部件、例如碳纤维形成。从阳极供给口41a供给的阳极气体流经该GDL113a而与阳极电极催化剂层112(112a)发生反应，并从阳极排出口41b排出。从阴极供给口42a供给的阴极气体流经该GDL113b而与阴极电极催化剂层112(112b)发生反应，并从阴极排出口42b排出。阳极隔板12a隔着GDL113a以及密封层14a叠加于MEA11的一面(图1B的背面)。阴极隔板12b隔着GDL113b以及密封层14b叠加于MEA11的一面(图1B的表面)。密封层14(14a、14b)例如是硅橡胶、乙丙橡胶(et本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠电池的内阻测量装置，其包括：交流电源部，其与由层叠多个发电元件而成的层叠电池构成的内阻测量对象连接，向内阻测量对象输出交流电流；正极侧部分，其与上述内阻测量对象的正极连接；负极侧部分，其与上述内阻测量对象的负极连接；中途部分，其与上述内阻测量对象的中途连接；交流调整部，其调整向上述内阻测量对象的正极和负极输出的交流电流；以及电阻运算部，其根据调整后的交流电流和交流电位差来运算上述层叠电池的电阻。

【技术特征摘要】
2010.12.10 JP 2010-2756381.一种层叠电池的内阻测量装置，其包括：交流电源部，其与由层叠多个发电元件而成的层叠电池构成的内阻测量对象连接，向内阻测量对象输出交流电流；正极侧部分，其与上述内阻测量对象的正极连接；负极侧部分，其与上述内阻测量对象的负极连接；中途部分，其与上述内阻测量对象的中途连接；交流调整部，其调整向上述内阻测量对象的正极和负极输出的交流电流，以使上述正极侧部分的交流电位与上述负极侧部分的交流电位之差变小；以及电阻运算部，其根据调整后的交流电流和交流电位差来运算上述层叠电池的电阻。2.一种层叠电池的内阻测量装置，其包括：交流电源部，其与由层叠多个发电元件而成的层叠电池构成的内阻测量对象连接，向内阻测量对象输出交流电流；正极侧部分，其与上述内阻测量对象的正极连接；负极侧部分，其与上述内阻测量对象的负极连接；中途部分，其与上述内阻测量对象的中途连接；交流调整部，其调整向上述内阻测量对象的正极和负极输出的交流电流，以使从上述正极侧部分的电位减去上述中途部分的电位而求出的电位差即正极侧交流电位差与从上述负极侧部分的电位减去上述中途部分的电位而求出的电位差即负极侧交流电位差之差变小；以及电阻运算部，其根据调整后的交流电流、上述正极侧交流电位差以及上述负极侧交流电位差来运算上述层叠电池的电阻。3.根据权利要求2所述的层叠电池的内阻测量装置，其特征在于，上述交流电源部包括：正极侧电源部，其通过直流切断部与上述内阻测量对象的正极侧连接部分连接，向内阻测量对象输出交流电流；以及负极侧电源部，其通过直流切断部与上述内阻测量对象的负极侧连接部分连接，向内阻测量对象输出交流电流，其中，上述交流调整部调整上述正极侧电源部和上述负极侧电源部以使上述正极侧交流电位差与上述负极侧交流电位差相一致。4.根据权利要求3所述的层叠电池的内阻测量装置，其特征在于，在上述正极侧连接部分上，以与上述正极侧电源部连接的路径不同的路径通过直流切断部连接检测上述正极侧交流电位差的正极侧交流电位差检测器，在上述负极侧连接部分上，以与上述负极侧电源部连接的路径不同的路径通过直流切断部连接检测上述负极侧交流电位差的负极侧交流电位差检测器，在上述中途部分上，通过直流切断部连接接地线，并且以与其连接路径不同的路径通过直流切断部连接上述正极侧交流电位差检测器和上述负极侧交流电位差检测器。5.根据权利要求3所述的层叠电池的内阻测量装置，其特征在于，在相对于上述正极侧连接部分隔开至少一个发电元件的部分上，通过直流切断部连接检测上述正极侧交流电位差的正极侧交流电位差检测器，在相对于上述负极侧连接部分隔开至少一个发电元件的部分上，通过直流切断部连接检测上述负极侧交流电位差的负极侧交流电位差检测器，在上述中途部分上通过直流切断部连接接地线，在相对于上述中途部分隔开至少一个发电元件的正极侧的部分上，通过直流切断部连接上述正极侧交流电位差检测器，在相对于上述中途部分隔开至少一个发电元件的负极侧的部分上，通过直流切断部连接上述负极侧交流电位差检测器。6.根据权利要求2所述的层叠电池的内阻测量装置，其特征在于，还包括：可变电阻及可变电容器，通过直流切断部与上述内阻测量对象的正极侧连接部分及负极侧连接部分中的一方连接；固定电阻，其通过直流切断...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井政信，上原哲也，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP