燃料电池的检查方法_2

文档序号:9890182阅读:来源:国知局
(总正极部)41和总负极端子(总负极部)42分别提供在燃料电池堆110的正极端子和负极端子上。总正极端子41经由总正极中继51电连接到端子板53。同时,总负极端子42经由总负极中继52电连接到端子板53。
[0032]本实施例的燃料电池100包括可拆卸方式的DC稳定电源70,其是用于在检查期间将电荷供应(施加电压)到燃料电池堆110的外部电源。DC稳定电源70的连接电缆71在检查期间电连接到端子板53。此外,用于发送信号的通信电缆22电连接到单元监视器20。通信电缆22电连接到未示出的检查设施。单元监视器20对测量值数字化且将值发送到检查设施。
[0033]应该注意:在燃料电池100中,包括燃料供应管90和燃料排放管91作为燃料气体供应设备(未示出)的一部分的燃料供应/排放部分60在制造过程的后半段中或在装运之后连接到燃料电池100的末端(参见图3)。燃料分布末端板61插入在燃料供应/排放部分60和总负极端子42之间。应该注意:燃料供应管和燃料排放管在燃料气体供应设备的连接之前在制造过程中没有被连接。
[0034]接下来,将结合图1到图5来对根据本发明第一实施例的燃料电池的检查方法进行描述。图2A和图2B是第一实施例的燃料电池堆的激励状态的示意性视图。图3是用于解释作为比较示例的燃料电池的检查方法的将燃料气体从燃料气体供应设备向燃料电池供应的情形的示意性视图。图4是通过将燃料气体从燃料气体供应设备供应到燃料电池而进行的作为比较示例的作为燃料电池的检查方法的燃料电池的单元监视器连接检查方法的示例性视图。图5是提供以解释在将燃料气体从燃料气体供应设备供应到燃料电池时出现的问题的示意性视图。
[0035]在第一实施例中,单元监视器连接检查方法将被描述为燃料电池的检查方法。第一实施例的单元监视器连接检查方法包括:将电荷从外部电源供应到燃料电池堆的过程;以及在电荷供应过程之后基于单元监视器的值确定每个燃料电池单元和单元监视器之间的连接的过程。
[0036]如图1中所示,在将电荷从外部电源供应到燃料电池堆的过程中,作为外部电源的DC稳定电源70的连接电缆71电连接到端子板53。然后,将电荷从DC稳定电源70供应(施加电压)到燃料电池堆110,从而使得电流流动通过燃料电池堆110。
[0037]如图2A和图2B中所示,在燃料电池100中,燃料电池单元10包括接触电阻81和电双层电容82作为电等价电路。电双层电容82是在用于在其间保持电解质膜的一对气体扩散电极之间形成的电容器。开关84示意性示出通过总正极中继51和总负极中继52的电连接装置。在DC稳定电源70连接到端子板53的情况下,总正极中继51和总负极中继52短路,也就是,开关84进入连接状态,并且在不将气体供应到燃料电池堆110的状态中电流流动通过燃料电池堆110,电流通过接触电阻81和电双层电容82,并因此每个燃料电池单元10不形成电池。通常,只有离子(在聚合物电解质燃料电池(PEFC)的情况下中是质子)通过燃料电池单元10中的电解质膜。但是,此时,燃料气体或电子的交叉总是发生。因此,电荷传输电阻83与燃料电池单元10中的电双层电容82并行地等价生成。因此,在将电压施加到燃料电池堆110的情况下,由接触电阻81和电荷传输电阻8 3确定的恒定电流流动通过每个燃料电池单元10。由该恒定电阻81、电荷传输电阻83确定的在燃料电池单元10的两端处的电压和电流由单元监视器20来检测。这样,单元监视器的连接状态可以被检查。
[0038]应该注意:在燃料气体G实际供应到燃料电池100的情况下,如图3和图4中所示作为比较示例,每个燃料电池单元10形成电池且存储电荷。在通过供应燃料气体而生成的比较示例的单元监视器连接检查方法中,在燃料气体G被供应的状态下,单元监视器20检测由每个燃料电池单元10中的电力生成所生成的输出电压。但是,在燃料气体供应设备需要稍后断开连接的情况下,在检查以用氮替换燃料气体之后需要进行氮(N2)消除。因此,设施复杂且产量可能特别低。此外,在具有存储电荷的状态中,人无法触摸燃料电池堆110。因此,电荷需要通过自放电来消耗,这导致等待时间的发生。而且,即使电力生成检查工作台被使用时,工作台被用于检查稍后将可组装的组件。因此,连接检查的过程有可能复杂。
[0039]接下来,将再次结合图1、图2A和图2B对确定单元监视器的连接状态的过程进行描述。在确定单元监视器的连接状态的过程中,单元监视器20在电荷供应过程之后,测量燃料电池堆110中每个燃料电池单元10的电压。单元监视器20将测量的电压数字化,并且发送信号到未示出的检查设施。检查设施评估已经被数字化的数值。当燃料电池单元10和单元监视器20之间的连接不好时,电压不施加到单元监视器20,且因此要由单元监视器20检测的电压不被检测。另一方面,当燃料电池单元10和单元监视器20之间的连接正常时,由来自DC稳定电源70和用于构成燃料电池堆110的多个燃料电池单元10的堆的施加电压所确定的每个燃料电池单元10的分压应该被施加到单元监视器20。在上面的环境中,例如,当由单元监视器20检测的电压为OV时,可以确定用于连接燃料电池单元10和单元监视器20的连接器电缆30没有连接。此外,当由单元监视器20检测到的电压是上述分压,例如,是作为示例确定标准的I OOmV 40mV时,可以确定连接器电缆30的连接良好。
[0040]相反,在图3和图4中所示的比较示例的单元监视器连接检查方法中,需要通过实际使得每个燃料电池单元产生电力来进行检查,从而确定燃料电池堆或每个燃料电池单元作为单个单元是否是良好的产品。因此,发生下面的问题。也就是,如图3和图5中所示,燃料气体G不太可能被运送到远离燃料电池堆110的燃料供应管90的燃料电池单元10。即使在进行通过氮(N2)清除而去除燃料气体G的过程时,燃料气体G可能保留在燃料电池堆110中。此夕卜,由于一些燃料电池单元10在较早阶段存储电荷,有可能甚至在不连接的状态下确定连接良好。
[0041]这里,将对在通过从燃料气体供应设备供应燃料气体而进行的电力生成检查之后进行这个实施例的单元监视器连接检查方法的情况进行描述。如上所述,这个实施例的单元监视器连接检查方法是使用燃料电池的电解质膜的交叉的检查方法。因此,电子移动的可能性根据电解质膜的湿态而变化,因此,电荷传输电阻83变化。此外,如上所述,电荷传输电阻83还根据进行电力生成检查等之后的不运转时间而变化。出于这个原因,上面的确定标准不能在单元监视器连接检查方法在电力生成检查的进行之前进行的情况中被提供。因此,在单元监视器连接检查方法在电力生成检查的进行之后进行的情况下,每个燃料电池单元10的初始电压值首先由单元监视器20在不从外装部施加电压的状态下,也就是在DC稳定电源70连接或开关84阻断之前的状态下,来测量。然后,每个燃料电池单元10的电压值由单元监视器20在从外装部施加电压的状态下,也就是在DC稳定电源70连接或开关84处于连接状态的状态下,来测量。此后,由单元监视器20所检测到的电压值和初始电压值之间的差被计算,且单元监视器的连接状态被基于所述差是否匹配上述确定标准值而确定。外部干扰的影响通过计算在不施加电压的状态下的初始电压值和施加电压的状态下的检查电压值之间的差来补偿,且可以进行对单元监视器的连接状态的适当检查。
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