阻抗测定装置和阻抗测定装置的控制方法

阻抗测定装置和阻抗测定装置的控制方法
【专利摘要】阻抗测定装置对层叠电池的正极端子和负极端子分别输出规定频率的交流电流，检测正极端子与中途点端子之间的交流电位差以及负极端子与中途点端子之间的交流电位差。阻抗测定装置调整交流电流的振幅使得正极端子与中途点端子之间的交流电位差同负极端子与中途点端子之间的交流电位差一致，根据调整后的交流电流和交流电位差来运算阻抗。而且，阻抗测定装置根据在正极端子产生的交流电位与在负极端子产生的交流电位之间的相位差或与相位差有关的参数，来执行诊断测定状态是否不良的诊断处理、将测定结果丢弃的取消处理以及将测定结果固定为规定值的保持处理中的任一处理。
【专利说明】
阻抗测定装置和阻抗测定装置的控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种对层叠电池的阻抗进行测定的阻抗测定装置和阻抗测定装置的 控制方法。
【背景技术】
[0002] 在W02012077450中提出了在从层叠电池向负载供给了电力的状态下对燃料电池 的内部电阻进行测定的装置。
[0003] 该测定装置向层叠电池的正极端子和负极端子输出相同的交流电流，使得电流不 会向与燃料电池连接的负载侧泄漏。而且，调整向各个电极端子输出的交流电流的振幅，使 得从层叠电池的正极端子的电位减去位于正极端子与负极端子之间的中途点端子的电位 得到的正极侧的交流电位差同从负极端子的电位减去上述中途点端子的电位得到的负极 侧的交流电位差一致。而且，根据调整后的交流电流和电位差来测定层叠电池的内部电阻。

【发明内容】

[0004] 层叠电池之中存在如燃料电池那样在内部具有静电电容成分的电池。燃料电池的 静电电容成分有时根据燃料电池系统的运行状态而发生变动。在这样的情况下，正极侧的 静电电容与负极侧的静电电容的差变大，正极侧的交流电位差与负极侧的交流电位差之间 产生相位差。
[0005] 在正极侧和负极侧的交流电位差之间产生了相位偏移的状态下，导致从测定装置 向燃料电池输出的交流电流的一部分向负载这一方漏出，有时无法确保阻抗的测定精度。
[0006] 然而，即使在这样的测定状态下，检测信号的水平也不变，因此存在未探测出测定 状态不良而进行了阻抗的测定的问题。
[0007] 本发明是着眼于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种针对由于层叠电池 的静电电容成分而引起的测定精度的下降来维持、提高关于测定结果的可靠性的阻抗测定 装置。
[0008] 用于解决问题的方案
[0009] 本发明的阻抗测定装置的一个方式具备:第一电源部，其对层叠多个电池单体而 得到的层叠电池的正极端子输出用于测定层叠电池的阻抗的规定频率的交流电流；以及第 二电源部，其对层叠电池的负极端子输出规定频率的交流电流。而且，还具备:第一检测部， 其检测层叠电池的中途点端子与正极端子之间的交流电位差；以及第二检测部，其检测负 极端子与中途点端子之间的交流电位差。还具备:调整部，其对从第一电源部和第二电源部 中的至少一方输出的交流电流的振幅进行调整，使得由第一检测部检测出的交流电位差与 由第二检测部检测出的交流电位差一致；以及运算部，其根据由调整部调整后的交流电流 和交流电位差来运算层叠电池的阻抗。该阻抗测定装置还具备计算部，该计算部计算在正 极端子产生的交流电位与在负极端子产生的交流电位的相位差、或者与相位差有关的参 数。而且，还具备处理部，该处理部根据由计算部计算出的相位差或参数来执行诊断测定状 态是否不良的诊断处理、将测定结果丢弃的取消处理以及将测定结果固定为规定值的保持 处理中的任一处理。
【附图说明】
[0010] 图1A是表示由本发明的第一实施方式中的阻抗测定装置测定的层叠电池的一例 的外观立体图。
[0011] 图1B是表示被层叠为层叠电池的发电单体的构造的分解图。
[0012] 图2是表示阻抗测定装置的基本结构的图。
[0013] 图3是表示直流切断部和电位差检测部的图。
[0014]图4是表示向层叠电池的正极和负极输出交流电流的电源部的图。
[0015] 图5是表示对正极和负极的交流电流进行调整的交流调整部的详细内容和相位差 检测部的图。
[0016] 图6是表示设置于交流调整部的正极侧检波电路的详细内容的图。
[0017] 图7是表示正极侧和负极侧的交流电位差的相位差的图。
[0018] 图8是表示在产生了相位差时向负载这一方泄漏的交流电流的图。
[0019] 图9是表示运算层叠电池的阻抗的运算部的详细内容的图。
[0020] 图10是表示用于确定针对相位差的容许值的方法的一例的图。
[0021] 图11是表示利用交流调整部进行的等电位控制的方法的流程图。
[0022 ]图12是执行等电位控制时的时序图。
[0023]图13是表不未产生相位差时的正极和负极的电位的图。
[0024] 图14是表示根据相位差来探测阻抗测定装置的测定状态是否不良的探测方法的 流程图。
[0025] 图15是表示本发明的第二实施方式中的相位差检测部的图。
[0026] 图16A是表示用于判断正极和负极的针对电源部的电流指令值是否向相反的方向 发生了变化的方法的图。
[0027] 图16B是表示正极侧电流指令值和负极侧电流指令值的各时间变化率的绝对差与 测定状态之间的关系的图。
[0028] 图17是表示用于根据正极和负极的电流指令值的差来诊断测定状态的诊断方法 的流程图。
[0029] 图18是表示本发明的第三实施方式中的相位差检测部的图。
[0030] 图19是表示相位差检测部的详细内容的图。
[0031] 图20是表示本发明的第四实施方式中的相位差检测部的图。
[0032] 图21是表示本发明的第六实施方式中的相位修正部的图。
[0033]图22是表示具备相位可变电源部的阻抗测定装置的图。
[0034]图23是将正极侧交流电流的相位向使其延迟的方向修正时的图。
[0035]图24是表示本发明的第七实施方式中的阻抗测定装置的图。
[0036]图25是用于说明本发明的第八实施方式中的用于对测定误差进行修正的方法的 图。
[0037]图26是表示用于对内部电阻进行校正的校正处理方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038] 以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
[0039] (第一实施方式）
[0040] 图1A是表示由本发明的第一实施方式中的阻抗测定装置测定的层叠电池的一例 的外观立体图。在图1A中，作为层叠电池的一例，示出了层叠多个电池单体而得到的燃料电 池堆1。
[0041 ]如图1A所示，燃料电池堆1具备多个发电单体10、集电板20、绝缘板30、端板40以及 四个拉杆50。
[0042]发电单体10是所谓的电池单体，是指被层叠为燃料电池堆1的燃料电池中的一个。 发电单体10例如产生1伏特(V)左右的电动势电压。参照图1B在后面记述发电单体10的详细 结构。
[0043]集电板20分别配置在被层叠的发电单体10的外侧。集电板20由非透气性的导电性 构件、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与 负极端子212的中间设置有中途点端子213。中途点端子213与从正极端子211向负极端子 212层叠的发电单体10中的位于中间的电池单体10连接。此外，中途点端子213也可以位于 正极端子211与负极端子212的中点之外的位置。从燃料电池堆1的负极端子212取出由发电 单体10产生的电子e_。
[0044]绝缘板30分别配置在集电板20的外侧。绝缘板30由绝缘性的构件、例如橡胶等形 成。
[0045]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。
[0046]在一方的端板40(在图1A中为左近前侧的端板40)上设置有阳极供给口 41a、阳极 排出口 41 b、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 4lb、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 41 a设置在图中左侧。
[0047]拉杆50分别配置在端板40的四角附近。燃料电池堆1在内部形成有贯通的孔(未图 示）。拉杆50穿过该贯通孔。拉杆50由具有刚性的金属材料、例如钢等形成。为了防止发电单 体10之间的电短路而对拉杆50的表面进行了绝缘处理。该拉杆50与螺母（由于位于深处而 未被图示)螺合。拉杆50与螺母将燃料电池堆1在层叠方向上紧固。
[0048]作为向阳极供给口 4 la供给作为阳极气体的氢的方法，例如有从氢储存装置直接 供给氢气的方法、或者供给将含氢的燃料重整得到的含氢气体的方法等。此外，作为氢储存 装置，有高压气罐、液化氢罐、贮氢合金罐等。作为含氢的燃料，有天然气、甲醇、汽油等。另 外，一般将空气用作向阴极供给口 42a供给的阴极气体。
[0049] 图1B是表示被层叠为燃料电池堆1的发电单体的构造的分解图。
[0050] 如图1B所不，发电单体10是在膜电极接合体(Membrane Electrode Assembly; MEA) 11的两面配置有阳极隔板（阳极双极板)12a和阴极隔板（阴极双极板)12b的构造。
[0051] 在MEA 11中，在由离子交换膜构成的电解质膜111的两面形成有电极催化剂层 112。在该电极催化剂层112之上形成有气体扩散层(Gas Diffusion Layer;⑶L)113。
[0052]电极催化剂层112例如由承载有铂的碳黑粒子形成。
[0053] GDL 113由具有充分的气体扩散性和导电性的构件、例如碳纤维形成。
[0054]从阳极供给口 41a供给的阳极气体流过该GDL 113a并与阳极电极催化剂层112 (112a)发生反应，进而从阳极排出口 41b排出。
[0055]从阴极供给口 42a供给的阴极气体流过该GDL 113b并与阴极电极催化剂层112 (112b)发生反应，进而从阴极排出口 42b排出。
[0056]阳极隔板12a隔着⑶L 113a和密封层14a而与MEA 11的单面（图1B的背面)重叠。阴 极隔板12b隔着GDL 113b和密封层14b而与MEA 11的单面（图1B的表面）重叠。密封层14 (14a、14b)例如是娃橡胶、乙丙橡胶（ethylene propylene diene monomer;ΕΗ)Μ)、氟橡胶 等橡胶状弹性材料。关于阳极隔板12a和阴极隔板12b，例如由不锈钢等金属制的隔板基体 加压成型，在其中一个面上形成反应气体流路，在其相反面以与反应气体流路交错排列的 方式形成冷却水流路。如图1B所示，阳极隔板12a和阴极隔板12b重叠而形成冷却水流路。 [0057] 在MEA 11、阳极隔板12a以及阴极隔板12b上均形成有孔41a、41b、42a、42b、43a、 43b，这些孔重叠而形成阳极供给口 4 la、阳极排出口 4 lb、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。
[0058] 图2是表示本实施方式中的阻抗测定装置5的基本结构的图。
[0059] 阻抗测定装置5对例如搭载于车辆的燃料电池堆1的内部阻抗进行测定。燃料电池 堆1与搭载于车辆的负载3连接。负载3是电动马达、为了使燃料电池堆1发电而使用的辅机 等。控制单元(C/U)6根据由阻抗测定装置5测定出的测定结果来控制负载3的工作状态以及 燃料电池堆1的发电状态、湿润状态等运转状态。
[0060] 阻抗测定装置5包括正极侧直流切断部511、负极侧直流切断部512、中途点直流切 断部513、正极侧电位差检测部521、负极侧电位差检测部522、正极侧电源部531、负极侧电 源部532、交流调整部540以及运算部550。
[0061 ] 参照图3来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、正极侧电位差检测部521以及负极侧电位差检测部522的详细内容。
[0062]正极侧直流切断部511与燃料电池堆1的正极端子211连接。负极侧直流切断部512 与燃料电池堆1的负极端子212连接。中途点直流切断部513与燃料电池堆1的中途点端子 213连接。直流切断部511~513将直流信号截断但使交流信号流过。直流切断部511~513例 如是电容器、变压器。此外，也可以不设置用波浪线表示的中途点直流切断部513。
[0063]正极侧电位差检测部521检测在正极端子211产生的交流电位Va与在中途点端子 213产生的交流电位Vc之间的电位差（以下称为"交流电位差VI"。）。正极侧电位差检测部 521向运算部550输出信号水平根据交流电位差VI发生变化的检测信号。
[0064]负极侧电位差检测部522检测在负极端子212产生的交流电位Vb与在中途点端子 213产生的交流电位Vc之间的电位差（以下称为"交流电位差V2"。）。负极侧电位差检测部 522向运算部550输出信号水平根据交流电位差V2发生变化的检测信号。正极侧电位差检测 部521和负极侧电位差检测部522例如由差分放大器(仪表放大器)来实现。
[0065]参照图4来说明正极侧电源部531和负极侧电源部532的详细内容。
[0066] 正极侧电源部531是输出基准频率fb的交流电流的第一电源部。正极侧电源部531 例如由运算放大器(0P放大器)等电压电流转换电路来实现。通过该电压电流转换电路来输 出与输入电压Vi成比例的电流1〇。此外，Io = Vi/Rs，Rs为电流感应电阻。该电压电流转换电 路是能够根据输入电压Vi来调整输出电流Ιο的可变交流电流源。
[0067]通过使用电压电流转换电路来作为正极侧电源部531，即使不实际地测量输出电 流1〇,也能够通过输入电压Vi +比例常数Rs来运算输出电流Ιο，因此只要检测出输入电压 Vi就能够求出输出电流1〇。另外，由于电压电流转换电路的输出是电流，因此即使在电流路 径上存在如电容器那样的产生相位角的元件，流过层叠单体群的交流电流的相位与正极侧 电源部531的输出电流的相位也相同。并且，输入电压Vi之间的相位也相同。因而，在下一级 的电阻计算中不需要考虑交流电流的相位偏移，电路是简单的。并且，即使电流路径中的电 容器的阻抗产生偏差，也不会受到交流电流的相位变化的影响。从该点出发，优选使用如图 4所示的电路来作为正极侧电源部531。负极侧电源部532也是同样的结构。即，负极侧电源 部532是输出基准频率fb的交流电流的第二电源部。
[0068]参照图5来说明交流调整部540的详细内容。
[0069] 交流调整部540对从正极侧电源部531和负极侧电源部532中的至少一方输出的交 流电流的振幅进行调整，使得正极侧的交流电位Va与负极侧的交流电位Vb-致。
[0070] 在本实施方式中，交流调整部540使从正极侧电源部531输出的交流电流的振幅和 从负极侧电源部532输出的交流电流的振幅这双方增加或减少，使得正极侧的交流电位差 VI与负极侧的交流电位差V2均成为规定的值。交流调整部540例如由PI (Proportional Integral:比例积分)控制电路来实现。
[0071] 另外，交流调整部540将针对正极侧电源部531和负极侧电源部532的指令信号作 为从正极侧电源部531和负极侧电源部532输出的交流电流II和12分别输出到运算部550。 [0072] 交流调整部540包括正极侧检波电路5411、正极侧减法器5421、正极侧积分电路 5431、正极侧乘法器5441、负极侧检波电路5412、负极侧减法器5422、负极侧积分电路5432 以及负极侧乘法器5442。
[0073] 并且，交流调整部540具备基准电源545和交流信号源546。基准电源545输出以零 (〇)V为基准而决定的电位差（以下称为"基准电压Vs"。）。基准电压Vs是为了使正极侧的交 流电位差VI与正极侧的交流电位差V2-致而预先决定的值。交流信号源546是使基准频率 fb的交流信号发生振荡的振荡源。基准频率fb被设定为适于测定燃料电池堆1的内部阻抗 的规定的频率。
[0074]正极侧检波电路5411从在将直流切断部511与正极侧电源部531之间连接的信号 线中产生的交流电位Va中去除无用信号，并且将交流电位Va转换为与交流电位Va的振幅成 比例的直流信号。例如，正极侧检波电路5411输出交流电位差VI的平均值或有效值来作为 直流信号。
[0075]在本实施方式中，正极侧检波电路5411由同步检波电路来实现。正极侧检波电路 5411从在正极侧电源部531的输出端子产生的交流电位Va提取交流电位差VI的实轴分量 Vlr和虚轴分量Vlx。而且，正极侧检波电路5411将交流电位差VI的实轴分量Vlr输出到正极 侧减法器5421。实轴分量Vlr是与交流电位差VI的平均值、有效值相当的值，交流电位差VI 的相位相对于交流电流II的延迟越大，则实轴分量Vlr的值越小。参照图6在后面记述正极 侧检波电路5411的详细内容。
[0076]正极侧减法器5421通过从自正极侧检波电路5411输出的交流电位差VI的实轴分 量V1 r减去基准电压Vs，来计算表示实轴分量V1 r从基准电压Vs偏移的偏移幅度的差信号。 例如，从基准电压Vs的偏移幅度越大，则差信号的信号水平越大。
[0077] 正极侧积分电路5431通过对从正极侧减法器5421输出的差信号进行积分，来对差 信号进行平均化或灵敏度调节。而且，正极侧积分电路5431将积分后的差信号作为正极侧 电流指令值11 c输出到正极侧乘法器5451。
[0078]正极侧乘法器5441通过将正极侧电流指令值lie与从交流信号源546输出的基准 频率fb的交流信号相乘来输出使交流电位差VI收敛为基准电压Vs的交流电流11的指令信 号。正极侧电流指令值lie越大，则指令信号的振幅通过正极侧乘法器5441而被变得越大。 正极侧乘法器5451将该交流电流II的指令信号输出到正极侧电源部531。作为交流电流II 的指令信号被输入到正极侧电源部531的交流电压信号Vi通过正极侧电源部531被转换为 交流电流信号1〇并被输出到燃料电池堆1的正极端子211。
[0079]此外，负极侧检波电路5412、负极侧减法器5422、负极侧积分电路5432以及负极侧 乘法器5442各自的结构分别与正极侧检波电路5411、正极侧减法器5421、正极侧积分电路 5431以及正极侧乘法器5441基本相同。
[0080]图6是表示正极侧检波电路5411的结构的一例的图。
[0081]正极侧检波电路5411具备同相成分提取部710和正交成分提取部720。
[0082]同相成分提取部710通过对用于检测与从正极侧电源部531输出的交流电流II相 同的频率成分的同相信号Sin(0)乘以来自正极侧电源部531的交流电位Va，来提取交流电 位差VI的实轴分量Vlr。
[0083] 同相信号Sin(0)是基准频率fb的交流信号，是相位与从正极侧电源部531输出的 交流电流的相位相同的交流信号。同相信号Sin(0)例如从交流信号源546被输入到同相成 分提取部710。
[0084] 同相成分提取部710具备同相乘法部711和同相低通滤波器712。
[0085] 同相乘法部711对正极侧的交流电位Va乘以同相信号Sin(0)。由此，从同相乘法部 711输出同交流电位Va的波形与同相信号Sin(0)的波形的一致程度相应的同相交流信号。 例如，在交流电位Va的相位与同相信号Sin(0)的相位完全一致的情况下，输出全波整流波 形的同相交流信号。另外，交流电位Va的波形与同相信号Sin(0)的波形的一致程度越大，则 实轴分量Vlr越大。
[0086] 同相低通滤波器712检测同相交流信号的直流成分来作为实轴分量Vlr。在本实施 方式中，同相低通滤波器712由去除同相交流信号的交流成分、即高频区域成分而使同相交 流信号的直流成分通过的低通滤波器(LPF)来实现。通过同相低通滤波器712而被平滑化后 的同相交流信号被输入到正极侧减法器5421和相位差检测部561。
[0087] 这样，同相成分提取部710通过对交流电位Va乘以相位与正极侧电源部531的输出 电流11的相位相同的同相信号S in (0)来对交流电位差Va进行整流。由此，能够从交流电位 Va仅提取频率及相位与正极侧电源部531的输出电流II的频率及相位相同的交流信号来作 为实轴分量Vlr。因此，即使交流电位Va噪声所掩埋，也能够可靠地检测出实轴分量Vlr。 [0088]正交成分提取部720被设置为用以检测交流电位Va与交流电位Vb的相位差。
[0089] 正交成分提取部720通过对交流电位Va乘以用于检测频率与正极侧电源部531的 输出电流II的频率相同、且相位与该输出电流II的相位正交的成分的正交信号Sin(90)，来 提取交流电位差VI的虚轴分量Vlx。
[0090] 正交信号Sin(90)是基准频率fb的交流信号，是相位相对于正极侧电源部531的输 出电流的相位超前90度且振幅与同相信号Sin(0)的振幅相同的交流信号。关于正交信号 Sin(90)，例如使交流信号源546的相位旋转90度后将其输入到正交成分提取部720。
[0091] 正交成分提取部720具备正交乘法部721和正交低通滤波器722。
[0092] 正交乘法部721对交流电位Va乘以正交信号Sin(90)。由此，从正交乘法部721输出 同交流电位Va的波形与正交信号Sin(90)的波形的一致程度相应的正交交流信号。
[0093]正交低通滤波器722检测正交交流信号的直流成分来作为虚轴分量Vlx。在本实施 方式中，正交低通滤波器722由去除正交交流信号的交流成分、即高频区域成分而使正交交 流信号的直流成分通过的低通滤波器来实现。通过正交低通滤波器722而被平滑化后的正 交交流信号作为检测信号的虚轴分量Vlx被输入到相位差检测部561。
[0094] 这样，正交成分提取部720对交流电位Va乘以正交信号Sin(90)来进行整流。由此， 能够从交流电位Va仅提取频率与正极侧电源部531的输出电流的频率相同、且相位比该输 出电流的相位超前90度的交流信号来作为虚轴分量Vlx。因此，即使交流电位Va被噪声所掩 埋，也能够可靠地检测出虚轴分量Vlx。
[0095]如以上那样，正极侧检波电路5411根据交流电位Va来检测交流电位差VI的实轴分 量Vlr和虚轴分量Vlx。而且，正极侧检波电路5411将实轴分量Vlr输出到正极侧减法器5421 以对从正极侧电源部531输出的交流电流的振幅进行反馈。另外，正极侧检波电路5411向相 位差检测部561输出交流电位差VI的虚轴分量Vlx，以检测在燃料电池堆1的正极端子211和 负极端子212产生的交流电位的相位差。
[0096]此外，在本实施方式中，关于将交流电位差VI的实轴分量Vlr输出到正极侧减法器 5421的例子进行了说明，但是也可以基于交流电位Va求出交流电位差VI的向量值Vlp并将 该向量值Vlp输出到正极侧减法器5421。具体地说，如下式那样运算实轴分量Vlr的平方值 与虚轴分量Vlx的平方值之和的平方根来求出向量值Vpl。
[0097][数式 1]
[0099] 另外，在本实施方式中，关于从在正极侧电源部531的输出端子产生的交流电位Va 提取交流电位差VI的实轴分量Vlr和虚轴分量Vlx的例子进行了说明。但是，也可以代替交 流电位Va而从正极侧电位差检测部521的输出信号提取交流电位差VI的实轴分量Vlr和虚 轴分量Vlx。例如，通过对从正极侧电位差检测部521输出的表示交流电位差VI的检测信号 乘以同相信号Sin(0)，能够检测交流电位差VI的实轴分量Vlr。
[0100] 如上所述，交流调整部540对从正极侧电源部531输出的交流电流的振幅进行调整 使得从交流电位Va提取出的交流电位差VI的实轴分量Vlr成为基准电压Vs。同样地，交流调 整部540对从负极侧电源部532输出的交流电流的振幅进行调整，使得从交流电位Vb提取出 的交流电位差V2的实轴分量V2r成为基准电压Vs。
[0101] 因此，交流电位Va和交流电位Vb被控制为彼此相同的水平，因此叠加于正极端子 211的交流电位的振幅与叠加于负极端子212的交流电位的振幅彼此相等。由此，能够防止 交流电流从阻抗测定装置5经由燃料电池堆1向负载3泄漏。此外，以下，将控制正极侧电源 部531和负极侧电源部532使得交流电位Va与交流电位Vb成为相等电位的情形称为"等电位 控制"。
[0102] 然而，发电单体10除了具有电阻成分以外，还等效地具有静电电容(容量)成分，因 此由于在燃料电池堆1的内部合成的静电电容成分而存在等电位控制不能正确地发挥功能 的情况。以下说明等电位控制不能正确地发挥功能的情况。
[0103] 关于燃料电池堆1的等效电路，能够如图2所示那样表现为正极侧的内部电阻R1和 负极侧的内部电阻R2与正极侧的静电电容C1和负极侧的静电电容C2并联连接的电路。而 且，发明人发现，该静电电容C1和静电电容C2根据燃料电池堆1的运转状态、负载3的运转状 态等的不同而大幅地发生变化。
[0104] 例如，在燃料电池堆1的发电过程中从负载3要求的电力急剧增加从而从燃料电池 堆1取出的输出电流增大时，燃料电池堆1内的阳极气体和阴极气体的气体浓度上升。伴随 于此，静电电容C1和静电电容C2发生变化，从而表示交流电位差VI的检测信号与表示交流 电位差V2的检测信号之间的相位差Φ变大。
[0105] 图7是用于说明表示交流电位差VI和V2的检测信号之间的相位偏移的图。
[0106] 图7中示出了表示交流电位差VI的向量611、表示交流电位差V2的向量612以及表 示从向量611减去向量612得到的电位差Ve的差向量613。另外，由点划线表示检测信号的振 幅。
[0107] 此外，横轴表示以交流电流II和12为基准的交流电位差VI和V2的实轴分量，纵轴 表示交流电位差VI和V2的虚轴分量。
[0108] 在图7中，向量611和向量612的大小被调整为基准电压Vs，根据燃料电池堆1或负 载3的运转状态示出了静电电容C2的电抗小于静电电容C1的电抗时的向量611和向量612。
[0109] 向量611由于静电电容C1而相对于交流电流II延迟了相位角01。向量611的实轴分 量Vlr是将交流电流II与内部电阻R1相乘得到的值。虚轴分量Vlx是将交流电流II与容抗 Xlc相乘得到的值。此外，容抗Xlc是将交流电流II的角速度ω与静电电容C1相乘得到的值 的倒数。
[0110]向量612由于静电电容C2而相对于交流电流12延迟了相位角Θ2。向量612的实轴分 量V2r是将交流电流12与内部电阻R2相乘得到的值。虚轴分量V2x是将交流电流12与容抗 X2c相乘得到的值。此外，容抗Xlc是将交流电流12的角速度ω与静电电容C2相乘得到的值 的倒数。
[0111 ]在此，说明向量611的相位角θ 1比向量612的相位角Θ 2小的情况。
[0112] 在燃料电池堆1中，如图1所示那样，阳极排出口41b被设置在正极端子211侧。例 如，在设置有用于从阳极排出口41b排出氮气等杂质气体的排气阀的燃料电池系统中，在阳 极排出口 41b的附近、即正极端子211侧容易蓄积杂质气体。因此，存在从正极端子211起层 叠到中途点端子213为止的发电单体群的氢浓度低于从中途点端子213起层叠到负极端子 212为止的发电单体群的氢浓度的情况。
[0113] 在这样的状况中，燃料电池堆1内的氢浓度越低，针对交流电流的、发电单体10所 具有的静电电容成分越小，因此静电电容C1小于静电电容C2。其结果，如图7所示，向量611 的相位角θ 1小于向量612的相位角Θ 2，在表示交流电位差V1的检测信号与表示交流电位差 V2的检测信号之间产生相位差Φ。
[01 Μ]图8是表不在表不交流电位差VI和V2的检测彳目号之间广生了相位差Φ时向负载3 泄漏的交流电流的概念图。
[0115] 图8的(a)是表示图7所示的向量611的交流电位差VI和向量612的交流电位差V2的 波形的图。图8的(b)是表示差向量613的交流电位差Ve的波形的图。在图8的(a)和图8的(b) 中，纵轴均表示振幅，横轴是彼此共通的时间轴。
[0116] 如图8的(a)所示，在交流电位差VI与交流电位差V2之间产生了向量611的相位角Θ 1与向量612的相位角Θ2的相位差Φ。在这样的情况下，如图8的(b)所示，在燃料电池堆1的 正极端子211与负极端子212之间产生交流电位差Ve。
[0117] 由于交流电位差Ve，从正极侧电源部531和负极侧电源部532向燃料电池堆1输出 的交流电流II或12的一部分不流过燃料电池堆1而泄漏到负载3这一方。在此，从负极侧电 源部532输出的交流电流12的一部分从燃料电池堆1的负极端子212泄漏到负载3这一方。
[0118] 当交流电流12的一部分泄漏到负载3时，例如在运算内部电阻R2时使用的电流指 令值12与实际流过电阻成分R2的电流的实际值之间产生误差，因此导致计算出的内部电阻 R2的误差变大。相位差Φ越大，则泄漏到负载3的电流量也越多，因此内部电阻R2的测定精 度下降。
[0119] 因此，在静电电容C1或静电电容C2根据燃料电池堆1的运转状态而发生变动、从而 在交流电位差VI和V2的检测信号之间产生了相位差Φ的状态下，内部电阻R1和R2的测定结 果中所包含的误差有时会超出容许范围。
[0120]即使在这样的测定状态下，从正极侧检波电路5411和负极侧检波电路5412输出的 检测信号的信号水平也均通过等电位控制而表示固定的值。因此，探测不到阻抗测定装置5 的测定状态不良而进行了阻抗的测定。
[0121] 因此，在本发明的实施方式中，检测由于燃料电池堆1的静电电容成分而引起的被 供给到正极端子211和负极端子212这双方的交流电位之间的相位差，根据该相位差来诊断 正在对阻抗进行测定的测定状态是否不良。
[0122] 在第一实施方式中，利用图5所示的相位差检测部561和判定电路562来实现上述 诊断。
[0123] 相位差检测部561是检测在燃料电池堆1的正极端子211产生的交流电位与在负极 端子212产生的交流电位之间的相位差的电路。相位差检测部561根据从正极侧检波电路 5411输出的交流电位差V1的检测信号和从负极侧检波电路5412输出的交流电位差V2的检 测信号，来计算交流电位差VI与交流电位差V2之间的相位差。
[0124] 具体地说，相位差检测部561按照下式，使用从正极侧检波电路5411输出的交流电 位差VI的实轴分量Vlr和虚轴分量Vlx来运算交流电位差VI的相位角Θ1。
[0125] [数式 2]
[0127] 并且，相位差检测部561按照下式，使用从负极侧检波电路5412输出的交流电位差 V2的实轴分量V2r和虚轴分量V2x来运算交流电位差V2的相位角Θ 2。
[0128] [数式 3]
[0130] 而且，相位差检测部561如下式那样计算从交流电位差VI的相位角Θ1减去交流电 位差V2的相位角Θ2得到的值来作为在正极端子211产生的交流电位与在负极端子产生的交 流电位之间的相位差Φ，并将该相位差Φ输出到判定电路562。
[0131] [数式 4]
[0132] φ=θ1-θ2···(4)
[0133] 判定电路562将从相位差检测部561输出的相位差Φ与预先决定的容许值Thl进行 比较，来诊断正在对内部电阻R1和R2进行测定的测定状态是否不良。
[0134] 相位差Φ的容许值Thl是能够容许测定误差的范围内的上限值、即阈值，根据实验 数据等来设定。此外，参照图10在后面记述容许值Thl的决定方法。
[0135] 在本实施方式中，判定电路562在相位差Φ大于容许值Thl的情况下、或者相位差 Φ等于容许值Thl的情况下，判断为由于相位差Φ而引起等电位控制不良，生成表示测定状 态不良这种意思的高(High)水平的判定信号。
[0136] 另一方面，判定电路562在相位差Φ小于容许值Thl的情况下，生成表示测定状态 良好这种意思的低(Low)水平的判定信号。而且，判定电路562将所生成的判定信号输出到 控制器单元6或运算部550。
[0137] 参照图9来说明运算部550的详细内容。
[0138] 从正极侧电位差检测部521和负极侧电位差检测部522输出的表示交流电位差VI 和V2的检测信号以及针对正极侧电源部531和负极侧电源部532的交流电流II和12的指令 信号被输入到运算部550。即，运算部550获取交流电流II和12的检测值以及交流电位差VI 和V2的检测值。
[0139] 运算部550根据交流电位差VI和V2以及交流电流II和12来运算燃料电池堆1的内 部阻抗。
[0140] 例如，运算部550根据来自正极侧电位差检测部521的检测信号来运算交流电位差 VI的实轴分量和虚轴分量，并且根据来自负极侧电位差检测部522的检测信号来运算交流 电位差V2的实轴分量和虚轴分量。
[0141] 在本实施方式中，运算部550通过对交流电位差VI的实轴分量除以交流电流II来 计算内部电阻R1，通过对交流电位差V2的实轴分量除以交流电流12来计算内部电阻R2。此 外，运算部550也可以使用交流电位差VI和V2的虚轴分量来计算静电电容C1和C2。
[0142] 此外，也可以是，运算部550根据来自正极侧电位差检测部521和负极侧电位差检 测部522的检测信号求出交流电位差VI和V2的平均值或有效值，根据来自交流调整部540的 指令信号求出交流电流II和12的平均值或有效值。而且，运算部550通过对交流电位差VI的 平均值或有效值除以交流电流II的平均值或有效值来计算内部电阻R1，通过对交流电位差 V2的平均值或有效值除以交流电流12的平均值或有效值来计算内部电阻R1。
[0143] 运算部550具备AD(Analog Digital:模拟数字)转换器551和微型计算机芯片552。
[0144] AD转换器551将作为模拟信号的交流电流的指令信号（II、12)和交流电位差的检 测信号(VI、V2)转换为数字数值信号，并将该数字数值信号传输到微型计算机芯片552。
[0145] 微型计算机芯片552中预先存储有用于计算内部电阻Rn和燃料电池堆1整体的内 部电阻R的程序。微型计算机芯片552以规定的微小时间为间隔依次进行运算，或者根据控 制器单元6的要求来输出运算结果。此外，关于内部电阻Rn和燃料电池堆1整体的内部电阻 R，通过下式来运算。
[0146][数式 5]
[0148] 整体的电阻值R=ERn…（5-2)
[0149] 运算部550也可以由使用模拟运算1C的模拟运算电路来实现。根据模拟运算电路， 能够将在时间上连续的电阻值的变化输出到控制器单元6。
[0150]控制器单元6获取从运算部550输出的内部电阻R来作为阻抗的测定结果，并且获 取从判定电路562输出的判定信号来作为测定状态的判定结果。判定信号例如经由运算部 550被输入到控制器单元6。
[0151] 控制器单元6根据内部电阻R的测定结果来控制燃料电池堆1的运转状态。例如，在 内部电阻R高的情况下，控制器单元6判断为燃料电池堆1的电解质膜干燥的状态，减少向燃 料电池堆1供给的阴极气体的流量。由此，能够减少从燃料电池堆1带出的水分量。
[0152] 在本实施方式中，当静电电容C1与静电电容C2失去平衡而使交流电位差VI与V2的 相位差Φ变大从而判定信号变为高水平时，控制器单元6判定为测定状态不良，将内部电阻 R的测定结果丢弃。
[0153] 然后，控制器单元6将在判定信号从低水平被切换为高水平之前由运算部550运算 出的内部电阻R设定为测定结果，将测定结果固定，直到判定信号恢复成低水平。
[0154] 具体地说，控制器单元6每当以规定的采样周期来获取内部电阻R时，都将该电阻 值按时间序列记录到未图示的存储器中，仅以特定的期间保持于存储器。而且，控制器单元 6根据在判定信号从低水平被切换为高水平的时点存储器中保持的多个电阻值，来计算被 用作测定结果的固定值。作为固定值，例如使用将存储器中保持的多个电阻值进行平均得 到的平均值、多个电阻值中的最后被记录到存储器中的最新的值等。
[0155] 此外，在此，关于在判定为阻抗测定装置5的测定状态不良的情况下将内部电阻R 的测定结果丢弃的例子进行了说明，但是也可以不丢弃测定结果而生成对测定结果附加表 示测定不良的符号、由相位差检测部561检测出的相位差Φ等后的测定数据。在控制器单元 6中存在多个用于控制燃料电池堆1的阴极气体供给流量、阳极气体供给流量、冷却水温度 等的控制块，在假设每个控制块所要求的内部电阻R的测定精度不同的情况下，能够根据对 测定数据附加的符号来改变对测定结果的处理。
[0156] 另外，在本实施方式中，关于在交流调整部540中设置判定电路562的例子进行了 说明，但是不限于此。
[0157] 例如，也可以是，将由相位差检测部561检测出的相位差Φ直接输入到控制器单元 6,由控制器单元6来诊断阻抗测定装置5的测定状态是否不良。或者，也可以是，将相位差Φ 输入到运算部550,由运算部550来进行测定状态的诊断，在判定为测定不良的情况下，将运 算结果丢弃，而将判定为测定不良之前的测定结果输出到控制器单元6。
[0158] 并且，在本实施方式中，关于在相位差检测部561中运算交流电位差VI与交流电位 差V2的相位差Φ的例子进行了说明，但是也可以在运算部550中求出相位差Φ。
[0159] 具体地说，将从正极侧检波电路5411输出的实轴分量Vlr和虚轴分量Vlx以及从负 极侧检波电路5412输出的实轴分量V2r和虚轴分量V2x输入到运算部550,在运算部550中使 用式(2)~式(4)进行计算来求出相位差Φ。
[0160] 另外，在本实施方式中，关于为了探测测定状态是否不良而使用交流电位差VI与 交流电位差V2的相位差Φ的例子进行了说明，但是也可以使用正极侧的虚轴分量Vlx与负 极侧的虚轴分量V2x之差Δ Vx。
[0161] 如下式所示，交流电位差VI与交流电位差V2的相位差Φ同从正极侧的虚轴分量 Vlx减去负极侧的虚轴分量V2x得到的差AVx之间存在比例关系。例如，检测信号的相位差 Φ越大，贝1J虚轴分量的差△ Vx越大。
[0162] [数式 6]
[0163] Φ^(ν?χ-ν2χ) ...(6)
[0164] 因而，通过利用式(6)的关系，能够在虚轴分量的差AVx超过规定的容许值的情况 下判定为测定状态不良。此外，容许值为能够容许阻抗的测定误差的范围内的上限值，基于 实验数据等，根据系统设计来设定。
[0165] 接着，说明针对交流电位Va与交流电位Vb之间的相位差Φ设定容许值Thl的设定 方法。
[0166] 图10是用于说明针对判定电路562中所使用的相位差Φ设定容许值的设定方法的 一例的图。
[0167] 在图10中，假定振幅值根据相位差Φ的大小而发生变化的漏电流IU Φ )与阻抗的 测定误差E之间的关系具有线性特性。在这样的情况下，将阻抗测定装置5的电路结构模型 化来求出传递函数G。
[0168] 作为传递函数G的电路模型，正极侧和负极侧的交流电流II和12被输入到燃料电 池堆1。而且，交流电位差VI和V2、交流电流11和12、以及漏电流I L ( Φ )从燃料电池堆1被输 入到阻抗测定装置5,该漏电流IU Φ )是交流电流II或12的一部分从燃料电池堆1的一方的 电极端子泄漏到负载3并流向另一方的电极端子的电流。由此，将内部电阻R与同漏电流U (Φ )相应的测定误差Ε( Φ )相加得到的加法运算值作为测定结果从阻抗测定装置5被输出。
[0169] 该传递函数G的输入为被调整为基准电压Vs时的正极侧和负极侧的交流电位差VI 和V2、从交流电流II减去漏电流IL得到的正极侧的交流电流(ΙΙ-Il)、以及将漏电流IL与交 流电流12相加得到的负极侧的交流电流（I2+Il)。针对这些输入，传递函数G的输出为对内 部电阻R(Vs、Il、I2)加上测定误差Ε( Φ )得到的值。
[0170] 针对这样的传递函数G的逆函数0-1，通过将根据测定结果的用途决定的测定误差 的容许值Ε( Φ )代入到逆传递函数0-1中，来计算漏电流U( Φ )，该计算值被用作用于判定测 定状态是否不良的判定值。相位差Φ的容许值Thl根据该判定值来决定。
[0171]此外，在此，关于对传递函数G求解来设定容许值Thl的例子进行了说明，但是并不 限于此。例如，也可以是，预先通过实验等求出由相位差检测部561检测出的相位差Φ与阻 抗测定装置5的测定误差Ε( Φ )之间的关系，基于其结果将与容许的测定误差Ε( Φ )对应的 相位差Φ设定为容许值Thl。
[0172] 另外，在本实施方式中，关于将容许值Thl固定为预先决定的值的例子进行了说 明，但是构成燃料电池堆1的物质的特性随着燃料电池堆1的使用时间变长而劣化，因此也 可以将这样的劣化要因考虑在内地适当地变更容许值Thl。
[0173] 例如，将表示燃料电池堆1被使用的时间的累计值与相位差Φ的容许值之间的关 系的数据表、函数式等预先存储于阻抗测定装置5,在阻抗测定装置5启动等时使用该数据 表等来变更容许值Thl。另外，也可以是，除了燃料电池堆1的使用累计时间以外，还考虑由 于设置于阻抗测定装置5的正极侧电源部531和负极侧电源部532的交流电流的振荡精度的 下降等而引起的变动要素来设定或校正容许值Thl。
[0174] 由此，能够适当地设定用以判定阻抗的测定状态是否不良的容许值。因此，能够适 当地诊断测定状态是否不良，能够提高针对测定结果的可靠性。
[0175] 图11是表示通过控制器来实现由交流调整部540进行的控制时的控制方法的一例 的流程图。
[0176] 在步骤S1中，控制器判定正极交流电位Va是否大于规定值。如果判定结果为否，贝lj 控制器将处理转移到步骤S2,如果判定结果为是，则控制器将处理转移到步骤S3。
[0177] 在步骤S2中，控制器判定正极交流电位Va是否小于规定值。如果判定结果为否，则 控制器将处理转移到步骤S4,如果判定结果为是，则控制器将处理转移到步骤S5。
[0178] 在步骤S3中，控制器降低正极侧电源部531的输出。即，控制器使交流电流II的振 幅减小。由此，正极交流电位Va下降。
[0179] 在步骤S4中，控制器维持正极侧电源部531的输出。由此，正极交流电位Va被维持。
[0180] 在步骤S5中，控制器提高正极侧电源部531的输出。由此，正极交流电位Va上升。
[0181] 在步骤S6中，控制器判定负极的交流电位Vb是否大于规定值。如果判定结果为否， 则控制器将处理转移到步骤S7,如果判定结果为是，则控制器将处理转移到步骤S8。
[0182] 在步骤S7中，控制器判定负极的交流电位Vb是否小于规定值。如果判定结果为否， 则控制器将处理转移到步骤S9,如果判定结果为是，则控制器将处理转移到步骤S10。
[0183] 在步骤S8中，控制器降低负极侧电源部532的输出。由此，负极交流电位Vb下降。
[0184] 在步骤S9中，控制器维持负极侧电源部532的输出。由此，负极交流电位Vb被维持。
[0185] 在步骤S10中，控制器提高负极侧电源部532的输出。由此，负极交流电位Vb上升。
[0186] 在步骤S11中，控制器判定交流电位Va和交流电位Vb是否为规定值。如果判定结果 为是，则控制器将处理转移到步骤S12,如果判定结果为否，则退出处理。
[0187] 在步骤S12中，控制器根据上述的式(5-1)和式(5-2)来运算内部电阻值。
[0188] 图12是表示控制器执行阻抗测定装置5的控制时的时间图。此外，为了易于判明与 流程图之间的对应关系而一并记载了步骤编号。
[0189] 图12的初期是正极侧的内部电阻值R1比负极侧的内部电阻值R2高的状态（图12的 (A))。在这样的状态下，控制器开始进行控制。
[0190] 在时刻t0,正极交流电位Va和负极交流电位Vb均未达到控制水平（图12的（C))。在 该状态下，控制器重复进彳丁步骤314324354 364 374310-311。由此，正极侧的交流电流 II和负极侧的交流电流12增大(图12的(B))。
[0191] 如果在时刻tl正极的交流电位Va达到了控制水平（图12的（C))，则控制器重复进 行步骤S14S24S4-S64S74S104S11。由此，正极侧交流电流II被维持，并且负极侧的交 流电流12增大(图12的(B))。
[0192] 如果在时刻t2负极交流电位Vb也达到控制水平而成为与正极的交流电位Va相同 的水平（图12的（C))，则控制器进行步骤SI -S2-S4-S6-S7-S9-Sll-S12的处理。由 此，正极侧的交流电流II和负极侧的交流电流12被维持。然后，根据式（1-1)来运算正极侧 的内部电阻值R1和负极侧的内部电阻值R2。然后，将正极侧的内部电阻值R1与负极侧的内 部电阻值R2相加来求出整体的内部电阻R。
[0193] 在时刻t3以后，由于燃料电池堆的湿润状态发生变化等而负极侧的内部电阻值R2 上升（图12的(A))。在该情况下，控制器重复进行步骤SI-S2-S4-S6-S8-Sll-S12。通 过这样进行处理，使负极侧的交流电流12相应于负极侧的内部电阻值R2的上升而下降，因 此负极的交流电位Vb被维持为与正极的交流电位Va相同的水平。因而，在该状态下也能够 运算内部电阻R。
[0194] 在时刻14以后，负极侧的内部电阻值R2与正极侧的内部电阻值R1 -致（图12的 (A))。在该情况下，控制器重复进彳丁步骤SI-S2-S4-S6-S7-S9-Sll-S12。通过这样进 行处理，将正极侧的交流电位Va与负极侧的交流电位Vb维持为相同的水平（图12的(C))，并 运算内部电阻R。
[0195] 接着，说明通过阻抗测定装置5的等电位控制而使测定状态良好时的作用效果。
[0196] 图13是例示在阻抗测定装置5的测定状态良好的情况下在燃料电池堆1的正极端 子211产生的正极电位以及在负极端子212产生的负极电位的状态的图。
[0197] 在燃料电池堆1的输出过程中，在正极端子211与负极端子212之间产生电位差V3。 在阻抗测定装置5启动(0N)之前，正极电位和负极电位是固定的，直流电压被供给到负载3。 之后，阻抗测定装置5启动，当从正极侧电源部531和负极侧电源部532输出交流电流II和12 时，交流电位Va被叠加于正极电位，交流电位Vb被叠加于负极电位。
[0198] 而且，正极侧电源部531和负极侧电源部532按照交流调整部540的指令信号来调 整交流电流II和12的振幅并输出。
[0199] 从正极侧电源部531输出的交流电流II经由正极侧直流切断部511被输出到燃料 电池堆1的正极端子211，经由中途点端子213和中途点直流切断部513流向正极侧电位差检 测部521。此时，在正极端子211与中途点端子213之间，由于根据内部电阻R1和静电电容C1 所决定的阻抗以及交流电流II而产生交流电位差Vl(Vl=Va-Vc)。该交流电位差VI由正极 侧电位差检测部521来检测。
[0200] 另一方面，从负极侧电源部532输出的交流电流12经由负极侧直流切断部512被输 出到燃料电池堆1的负极端子212,经由中途点端子213和中途点直流切断部513流向负极侧 电位差检测部522。此时，在负极端子212与中途点端子213之间，由于根据内部电阻R2和静 电电容C2所决定的阻抗以及交流电流12而产生交流电位差V2(V2 = Vb-Vc)。该交流电位差 V2由负极侧电位差检测部522来检测。
[0201] 交流调整部540对正极侧电源部531和负极侧电源部532进行调节，使得燃料电池 堆1的正极侧的交流电位差V1与负极侧的交流电位差V2之间的差(V1-V2 )、即交流电位Va与 交流电位Vb的差(Va-Vb)始终小。
[0202] 因此，被调整成正极电位的交流成分Va的振幅与负极电位的交流成分Vb的振幅相 同，因此在交流电位Va与交流电位Vb之间未产生相位差Φ的状态下，电位差V3不发生变动， 而是固定的。
[0203]而且，运算部550使用从正极侧电位差检测部521和负极侧电位差检测部522输出 的交流电位差VI和V2、以及从正极侧电源部531和负极侧电源部532输出的交流电流II和12 来应用欧姆定律。由此，在运算部550中计算出燃料电池堆1的正极侧的内部电阻R1和负极 侧的内部电阻R2。
[0204] 在此，正极端子211和负极端子212的交流电位相同，因此即使在正极端子211和负 极端子212上连接有行驶用马达等负载装置3,也能够抑制交流电流向负载装置3泄漏。 [0205]由此，流过作为测定内部电阻的对象的燃料电池堆1的交流电流值11和12与从正 极侧电源部531和负极侧电源部532输出的交流电流值大致一致。因此，能够根据从正极侧 电源部531和负极侧电源部532输出的交流电流值准确地求出燃料电池堆1的内部电阻值R1 和内部电阻值R2。并且，不论负载装置3的状态如何，都能够根据正在工作中的燃料电池堆1 的内部电阻值R1和内部电阻值R2来准确地测定燃料电池堆1整体的内部电阻值R。另外，由 于使用正极侧电源部531和负极侧电源部532,因此即使燃料电池堆1处于停止状态也能够 测定内部电阻R。
[0206]图14是表示用于探测阻抗测定装置5的测定状态是否不良的不良探测方法的处理 过程例的流程图。
[0207]在步骤S101中，正极侧检波电路5411将正极侧的交流电位差VI分解为实轴分量 Vlr和虚轴分量Vlx，并将实轴分量Vlr和虚轴分量Vlx输出到相位差检测部561。
[0208] 在步骤S102中，相位差检测部561按照式(2)，根据交流电位差VI的实轴分量Vlr和 虚轴分量Vlx来运算交流电位差VI相对于交流电流II的相位角Θ1。
[0209] 在步骤S103中，负极侧检波电路5412将负极侧的交流电位差V2分解为实轴分量 V2r和虚轴分量V2x，并将实轴分量Vlr和虚轴分量Vic输出到相位差检测部561。
[0210] 在步骤S104中，相位差检测部561按照式(3)，根据交流电位差V2的实轴分量V2r和 虚轴分量V2x来运算交流电位差V2相对于交流电流12的相位角Θ2。
[0211] 在步骤S105中，相位差检测部561按照式(4)，将从交流电位差VI的相位角Θ1减去 交流电位差V2的相位角Θ2得到的值作为交流电位差VI与交流电位差V2之间的相位差Φ输 出到判定电路562。
[0212] 在步骤S106中，判定电路562判断相位差Φ是否小于容许值Thl。然后，判定电路 562在相位差Φ小于容许值Thl的情况下，判定为内部电阻R的测定状态良好。另一方面，在 相位差Φ为容许值Thl以上的情况下，判定电路562判定为测定状态不良。判定电路562将该 判定的结果输出到运算部550。
[0213] 在步骤S107中，在判定为内部电阻R的测定状态良好的情况下，运算部550将在图 11所示的步骤S12中运算出的电阻值作为测定结果输出到控制器单元6。此外，运算部550也 可以生成表示在步骤S12中运算出的电阻值、判定结果以及相位差Φ的测定数据并输出该 测定数据。
[0214] 另一方面，在步骤S108中，在判定为内部电阻R的测定状态不良的情况下，运算部 550执行伴随着测定不良的测定结果处理。
[0215] 在测定结果处理中，运算部550将在步骤S12中运算出的电阻值丢弃，将判定为测 定不良之前的电阻值作为测定结果并在例如规定时间输出到控制器单元6。或者，也可以 是，运算部550生成表示在步骤S12中运算出的电阻值和判定结果的测定数据并输出该测定 数据。
[0216] 当在步骤S107或S108中处理结束时，基于相位差Φ的不良探测方法的一系列的处 理过程结束。
[0217] 根据本发明的第一实施方式，对作为层叠电池的一例的燃料电池堆1的阻抗进行 测定。该阻抗测定装置5具备:正极侧电源部531，其对燃料电池堆1的正极端子211输出规定 的基准频率fb的交流电流；以及负极侧电源部532,其对燃料电池堆1的负极端子212输出基 准频率fb的交流电流。还具备:正极侧电位差检测部521，其检测正极端子211与中途点端子 213之间的交流电位差VI;以及负极侧电位差检测部522,其检测负极端子212与中途点端子 213之间的交流电位差V2。而且，具备:交流调整部540,其对从正极侧电源部531和负极侧电 源部532中的至少一方输出的交流电流的振幅进行调整，使得交流电位差VI与交流电位差 V2-致;以及运算部550,其根据调整后的交流电流和交流电位差来运算阻抗。
[0218] 阻抗测定装置5还具备相位差检测部561，该相位差检测部561求出在正极端子211 产生的交流电位与在负极端子212产生的交流电位之间的相位差Φ、或者与相位差Φ存在 相关关系的参数。而且，根据相位差Φ或与相位差Φ有关的参数，来执行诊断测定状态是否 不良的诊断处理、将测定结果丢弃的取消处理以及将测定结果固定为可靠性高的规定的值 的保持处理中的任一处理。
[0219] 这样，通过检测在正极端子211产生的交流电位与在负极端子212产生的交流电位 之间的相位差Φ，来执行测定状态的诊断处理、测定结果的取消处理、保持处理，因此能够 确保关于测定结果的可靠性。因而，能够实现维持、提高针对在由于层叠电池的静电电容成 分的偏差而引起阻抗测定装置5的测定精度下降时的测定结果的可靠性。
[0220] 例如，存在以下情况:针对基准频率fb的交流信号的燃料电池堆1的静电电容成分 根据燃料电池堆1的运转状态而发生变化，正极侧的静电电容C1与负极侧的静电电容C2的 差变大。在这样的情况下，在燃料电池堆1的正极端子211产生的交流电位与在负极端子212 产生的交流电位之间的相位差Φ变大，向与燃料电池堆1连接的负载3泄漏的交流电流变 多。
[0221] 其结果，正极侧电源部531的输出电流II与流过内部电阻R1的实际的电流之间的 误差以及负极侧电源部532的输出电流12与流过内部电阻R2的实际的电流之间的误差均变 大，因此导致内部电阻R的测定精度下降。
[0222] 另外，关于由阻抗测定装置5测定出的内部电阻R，在燃料电池系统中例如为了控 制燃料电池堆1的湿润度而使用。因此，如果是在内部电阻R的测定精度下降了的状态、即阻 抗测定装置5的测定状态不良的状态下测定出的内部电阻R，则难以适当地控制燃料电池堆 1的湿润度。
[0223] 作为其对策，在本实施方式中，阻抗测定装置5检测相位差Φ或与相位差Φ有关的 参数来探测阻抗的测定精度由于静电电容C1与静电电容C2的偏差而下降了的情形。
[0224] 例如，阻抗测定装置5在根据相位差Φ判断为测定状态不良的情况下，与测定结果 一并输出表示测定状态不良这种意思的诊断结果。由此，在使用测定结果的系统中，在测定 结果的用途、系统所要求的测定精度等不同的情况下，能够根据测定状态的诊断结果来判 断是否使用内部电阻R。
[0225] 或者，也可以是，阻抗测定装置5在判定为测定状态不良的情况下，将测定结果丢 弃。由此，不会输出测定精度低且可靠性低的测定结果，因此能够仅将可靠性高的测定结果 可靠地向控制器单元6等输出。
[0226] 并且，即使在测定状态不良时，也可以输出在判定为不良之前测定出的过去的测 定结果。由此，相对于无论阻抗测定装置5的测定状态如何都必须利用其测定结果来继续进 行控制的系统而言，能够输出测定状态良好时的测定结果、即测定精度高的测定结果。
[0227] 通常，在燃料电池堆1中，内部电阻R主要根据发电单体10的湿润程度而发生变化， 与此相对，静电电容C1或C2根据燃料电池堆1内的气体状态、负载3的工作状态等而发生变 化。因此，可以说内部电阻R的变化与静电电容C的变化的相关性低。
[0228] 因而，即使在伴随着静电电容C1或C2的变动而相位差Φ变大从而判定为测定状态 不良那样的状况中，电阻成分R也有很高的可能性表示固定的值。因此，在根据相位差Φ判 定为测定状态不良的情况下，通过将判定为不良之前的内部电阻值作为测定结果输出，能 够提高针对输出结果的可靠性。
[0229] 这样，根据第一实施方式，对于由于层叠电池的静电电容成分而引起的阻抗测定 装置5的测定精度的下降，能够维持、提高关于测定结果的可靠性。
[0230]另外，在本实施方式中，相位差检测部561根据表示从正极侧检波电路5411输出的 交流电位差VI的检测信号以及表示从负极侧检波电路5412输出的交流电位差V2的检测信 号来运算相位差Φ。
[0231] 而且，阻抗测定装置5在相位差Φ为规定的阈值Thl以上的情况下，判定为测定状 态不良，在相位差Φ小于阈值Thl的情况下，判定为测定状态良好。阈值Thl根据系统所要求 的测定精度的容许范围等来设定。
[0232] 因此，关于阻抗测定装置5,即使在交流电位差VI与交流电位差V2之间产生相位差 Φ，只要相位差Φ在测定误差的容许范围内，就判断为测定状态良好，仅在相位差Φ超出容 许范围的情况下判定为测定不良。由此，能够根据使用测定结果的系统的要求来简单且适 当地诊断测定状态。
[0233] 此外，在本实施方式中，关于使用从正极侧检波电路5411和负极侧检波电路5412 输出的检测信号来作为交流电位差VI和V2的各检测信号的例子进行了说明。但是，也可以 代替从正极侧检波电路5411和负极侧检波电路5412输出的检测信号而使用从正极侧电位 差检测部521和负极侧电位差检测部522输出的检测信号来求出相位差Φ。
[0234] (第二实施方式）
[0235] 图15是表示本发明的第二实施方式中的交流调整部540和相位差检测部571的结 构的图。
[0236] 在第二实施方式中，代替图5所示的相位差检测部561和判定电路562而具备相位 差检测部571和判定电路572。此外，除相位差检测部571和判定电路572以外的结构与图5所 示的交流调整部540的结构相同，因此在此省略说明。
[0237] 从正极侧积分电路5431输出的正极侧电流指令值lie和从负极侧积分电路5432输 出的负极侧电流指令值12c被输入到相位差检测部571。
[0238] 相位差检测部571计算正极侧电流指令值lie的时间变化量△ lie与负极侧电流指 令值I2c的时间变化量△ I2c的差。时间变化量△ lie和△ I2c是指时间变化率，表示正极侧 电流指令值lie和负极侧电流指令值I2c在同一时间段内增加或减少的量。
[0239] -般地，在燃料电池堆1的内部电阻R发生变化时，正极侧电流指令值11 c和负极侧 电流指令值I2c以正极侧电流指令值lie与负极侧电流指令值I2c的差大致固定的状态向相 同的方向发生变化。例如，在内部电阻R下降时，正极侧电流指令值lie和负极侧电流指令值 I2c均增加，在内部电阻R上升时，正极侧电流指令值lie和负极侧电流指令值I2c均减少。 [0240]与此相对，在燃料电池堆1的正极端子211与负极端子212之间的输出电压急剧地 发生了变动时，正极侧电流指令值Icl和负极侧电流指令值I2c容易向相反的方向发生变 化。像这样变化的理由是，由于燃料电池堆1的输出电压的变动，而电压变动被传递至正极 侧电源部531，导致交流电位Va的相位角等发生了改变。其结果，相位差Φ变大，从而向负载 3泄漏的电流量变大。
[0241] 因此，相位差检测部571使用从时间变化量Δ lie减去时间变化量Δ I2c得到的差 的绝对值作为与相位差Φ相关联的参数，来判断正极侧电流指令值Icl和负极侧电流指令 值I2c是否向相反的方向发生了变化。
[0242] 图16A是表示用于判断正极侧电流指令值Icl和负极侧电流指令值I2c是否向相反 的方向发生了变化的判断方法的图。图16B是表示正极侧电流指令值lie与负极侧电流指令 值I2c的绝对差同测定状态之间的关系的图。
[0243] 在图16A中，相位差检测部571以规定的判定周期（S秒)来一并获取正极侧电流指 令值lie和负极侧电流指令值I2c，并将该正极侧电流指令值lie和负极侧电流指令值I2c均 记录到存储器5711中。与此同时，相位差检测部571从存储器5711读出前次记录的正极侧电 流指令值11 c和负极侧电流指令值I2c。
[0244] 在时刻n，相位差检测部571获取正极侧电流指令值Ilc(n)，从存储器5711读出在 在时刻η的S秒之前时获取到的前次的正极侧电流指令值11 c (n-s)。此外，在此，电流指令值 的获取时刻用括号示出。
[0245] 而且，相位差检测部571如下式那样通过从本次获取到的正极侧电流指令值lie (η)减去前次获取到的正极侧电流指令值11 c (n-s )，来计算正极侧电流指令值11 c的时间变 化量AIlc〇
[0246] [数式 7]
[0247] Δ Ilc = Ilc(n)-Ilc(n_s)…（7)
[0248] 在此，正极侧电流指令值11 c减少，因此时间变化量Δ 11 c为负(minus)的值。
[0249] 另外，相位差检测部571在时刻η获取负极侧电流指令值I2c(n)，从存储器5711读 出前次获取到的负极侧电流指令值I2c(n-s)。而且，相位差检测部571如下式那样通过从本 次获取到的负极侧电流指令值12c (η)减去前次获取到的负极侧电流指令值12c (n-s )，来计 算负极侧电流指令值I2c的时间变化量△ I2c。
[0250] [数式 8]
[0251] Δ I2c = I2c(n)-I2c(n_s)…（8)
[0252] 在此，负极侧电流指令值12c增加，因此时间变化量Δ 12c为正(plus)的值。
[0253] 接着，相位差检测部571如下式那样计算从正极侧电流指令值lie的时间变化量Δ lie减去负极侧电流指令值I2c的时间变化量△ I2c得到的减法运算的值的绝对值。
[0254] 在时刻η，时间变化量Δ lie为负的值，时间变化量Δ I2c为正的值，因此时间变化 量Δ 11 c与时间变化量△ 12c的差的绝对值为最大的值。这样，在正极侧电流指令值Ic 1和负 极侧电流指令值12c向相反的方向发生了变化时，正极侧电流指令值11 c的时间变化量△ 11 c与负极侧电流指令值12c的时间变化量△ 12c的差的绝对值(绝对差)变大。
[0255] 因此，如图16B所示，在时间变化量Δ lie与时间变化量Δ I2c的差的绝对值（| Δ lie-△ I2c I)大于预先决定的容许值Th2时，判定为测定状态不良。
[0256] 因而，在本实施方式中，判定电路572如下式那样判断正极侧电流指令值lie的时 间变化量A lie与负极侧电流指令值I2c的时间变化量△ I2c的差的绝对值是否大于容许值 Th2〇
[0257] [数式9]
[0258] Δ Ilc-Δ I2c| <Th2---(9)
[0259] 而且，如图16A所示，在时刻η，判定电路572判断为时间变化量Δ Ilc与时间变化量 A I2c的差的绝对值大于容许值Th2,从而判定为阻抗的测定状态不良。
[0260] 在这样的状况中，在被供给到燃料电池堆1的交流电流11和12的一部分泄漏到负 载3的状态下，等电位控制为平衡状态，因此关于时刻η以后，也从阻抗测定装置5输出测定 状态不良的判定结果。
[0261 ]此外，在本实施方式中，关于使用时间变化量Δ 11 c与时间变化量Δ 12c的差的绝 对值来判定测定状态的例子进行了说明，但是判定电路572也可以原样使用时间变化量△ lie与时间变化量△ I2c的差来判定测定状态。在该情况下，在判定电路572中同时设定正 (plus)和负(minus)的容许值，判定电路572在超出从正的容许值到负的容许值为止的容许 范围时，判定为测定状态不良。
[0262] 图17是表示根据正极侧电流指令值lie的时间变化量△ lie与负极侧电流指令值 I2c的时间变化量△ I2c的差来诊断测定状态的诊断方法的处理过程的流程图。该运算方法 每隔规定的判定周期S秒被执行。
[0263] 在步骤S201中，相位差检测部571待机，直到经过判定周期的S秒为止。
[0264] 在步骤S202中，相位差检测部571-并获取时刻η的正极侧电流指令值Ilc(n)和负 极侧电流指令值I2c(n)。
[0265] 在步骤S203中，相位差检测部571将本次获取到的正极侧电流指令值Ilc(n)和负 极侧电流指令值I2c(n)均记录到存储器5711中，并从存储器5711读取在S秒之前获取到的 前次的正极侧电流指令值11 c (n-s)和负极侧电流指令值12c (n-s)。
[0266] 在步骤S204中，相位差检测部571按照式(7)，从本次获取到的正极侧电流指令值 I lc (η)减去前次获取到的正极侧电流指令值11 c (n-s)来计算正极侧电流指令值11 c的时间 变化量AIlc〇
[0267] 在步骤S205中，相位差检测部571按照式(8)，从本次获取到的负极侧电流指令值 I2c (η)减去前次获取到的负极侧电流指令值I2c (n-s)来计算负极侧电流指令值I2c的时间 变化量AI2c〇
[0268] 然后，在步骤S206中，相位差检测部571将时间变化量Δ lie与时间变化量Δ I2c的 差的绝对值设定为与相位差Φ有关的参数并输出到判定电路572。
[0269] 在步骤S207中，判定电路572按照式(9)来判断时间变化量Δ 11 c与时间变化量Δ 12c的差的绝对值是否超过容许值Th2。
[0270] 在步骤S208中，判定电路572在时间变化量Δ lie与时间变化量Δ I2c的差的绝对 值为容许值Th2以下的情况下，判定为测定状态良好。之后，例如与图13所示的步骤S107的 处理同样地，运算部550将运算出的电阻值输出到控制器单元6。
[0271] 在步骤S209中，判定电路572在时间变化量Δ lie与时间变化量Δ I2c的差的绝对 值大于容许值Th2的情况下，判定为测定状态不良。然后，与图13所示的步骤S107的处理同 样地，运算部550将运算出的电阻值输出到控制器单元6。之后，例如与图13所示的步骤S108 的处理同样地，运算部550执行测定结果处理。
[0272] 当步骤S208或S209的处理结束时，基于时间变化量Δ lie与时间变化量Δ I2c的差 的诊断方法的一系列的处理过程结束。
[0273]根据本发明的第二实施方式，交流调整部540通过正极侧检波电路5411提取交流 电位差VI的实轴分量Vlr来计算针对正极侧电源部531的正极侧电流指令值lie。与此同时， 交流调整部540通过负极侧检波电路5412提取交流电位差V2的实轴分量V2r来计算针对负 极侧电源部532的负极侧电流指令值12c。
[0274] 而且，在正极侧电流指令值lie和负极侧电流指令值I2c中的一方的值减少时另一 方的值增加的情况下，判定电路572判定为阻抗测定装置5的测定状态不良。
[0275] 由此，能够检测出由于燃料电池堆1的输出电压瞬间变化而引起相位角Φ变大从 而导致阻抗测定装置5的测定不良。
[0276] 作为燃料电池堆1的输出电力瞬间变化的状况，例如相当于在燃料电池堆1的启动 处理完成之后将连接在燃料电池堆1与负载3之间的切断器从切断状态切换为连接状态时。 在这样的状况中，由于从燃料电池堆1流向负载3的电流量瞬间大幅地变化，因此燃料电池 堆1所消耗的阳极气体和阴极气体的消耗量瞬间增大而气体浓度发生变化，并且燃料电池 堆1的输出电压发生变动。其结果，从正极侧电源部531供给的交流电流的相位容易发生偏 移，正极侧的静电电容C1与负极侧的静电电容C2失去平衡而导致交流电流II或12的一部分 向负载3泄漏。
[0277] 或者，在发电电流从燃料电池堆1被供给到负载3的状态下，在为了使车辆突然加 速而使加速器操作量变大时，从燃料电池堆1向负载3供给的发电电流的变化量也瞬间变 大。在这样的状况中，在燃料电池堆1内气体浓度也发生变化，并且燃料电池堆1的输出电压 也急剧地发生变动。
[0278] 特别地，在不使阳极气体循环而将其储存在燃料电池堆1内来进行发电那样的燃 料电池系统中，在燃料电池堆1内的阳极气体流路中，相比于上流侧而言，杂质滞留在下游 侦L因此，由于从燃料电池堆1输出的发电电流的瞬间变化，在燃料电池堆1的正极侧和负极 侦L气体浓度的偏差变大，从而导致正极侧的静电电容C1与负极侧的静电电容C2大幅度地 失去平衡。
[0279] 这样，在燃料电池堆1的输出电压发生了瞬时变化时，正极侧电流指令值11 c与负 极侧电流指令值I2c向相反的方向发生变化。在本实施方式中利用该特性来检测相位差Φ 变大的情形。由此，阻抗测定装置5能够探测出测定状态不良的情形。
[0280] 在本实施方式中，相位差检测部571计算从正极侧电流指令值lie的时间变化量Δ lie减去负极侧电流指令值I2c的时间变化量AI2c得到的差来作为与相位差Φ有关的参 数。判定电路572在该差超出规定的容许范围的情况下、或者时间变化量△ 11 c与时间变化 量Δ I2c的差的绝对值超过容许值Th2的情况下，判定为测定不良。通过使用时间变化量Δ lie与时间变化量A I2c的差的绝对值，仅设定一个容许值就能够进行测定状态的判定，因 此能够将判定电路572设为简单的结构。
[0281] 正极侧电流指令值lie根据交流电位差VI的相位角Θ1的变化而改变，负极侧电流 指令值12c根据交流电位差V2的相位角θ 2的变化而改变。因此，当静电电容Cl和静电电容C2 中的任一个的大小改变了时，正极侧电流指令值lie与负极侧电流指令值I2c的差发生变 化。其中，正极侧电流指令值11 c与负极侧电流指令值12c的差也根据燃料电池堆1的内部电 阻R的变化而发生变化。因此，为了更准确地进行诊断，需要区分内部电阻R的变化与相位差 Φ的变化。
[0282] 在由于负载3侧的状态发生变化而相位差Φ发生变化时，正极侧电流指令值lie与 负极侧电流指令值I2c暂时性地向相反方向发生变化。与此相对，在内部电阻R的大小发生 变化时，正极侧电流指令值lie与负极侧电流指令值I2c共同向同一方向平缓地变化。因而， 通过计算每单位时间的时间变化量△ 11 c和△ 12c的差，能够根据正极侧电流指令值11 c和 负极侧电流指令值I2c来高精度地检测相位差Φ的变动。
[0283] 此外，在本实施方式中，关于相位差检测部571分别运算正极侧电流指令值lie和 负极侧电流指令值I2c的时间变化量来计算它们的差的绝对值的例子进行了说明。但是，也 可以是，将正极侧电流指令值lie和负极侧电流指令值I2c输入到运算部550,在运算部550 中求出时间变化量的差的绝对值。
[0284](第三实施方式）
[0285] 图18是表示本发明的第三实施方式中的交流调整部540和相位差检测部581的结 构的图。
[0286] 在第三实施方式中，代替图5所示的相位差检测部561和判定电路562而具备相位 差检测部581和判定电路582。此外，除相位差检测部581和判定电路582以外的结构与图5所 示的交流调整部540的结构相同，因此附加相同的附图标记并在此省略说明。
[0287] 在相位差检测部581上分别连接正极侧电源部531的输出端子和负极侧电源部532 的输出端子。而且，在正极侧电源部531的输出端子产生的交流电位Va和在负极侧电源部 532的输出端子产生的交流电位Vb被输入到相位差检测部581。
[0288] 相位差检测部581检测交流电位Va与交流电位Vb的电位差(Va-Vb)的交流成分。 即，相位差检测部581检测燃料电池堆1的正极端子211与负极端子212之间的电位差V3的交 流成分。
[0289] 通常，设计成在燃料电池堆1的正极端子211产生的交流电位与在负极端子212产 生的交流电位之间的相位差Φ同在正极侧电源部531的输出端子产生的交流电位Va与在负 极侧电源部532的输出端子产生的交流电位Vb之间的相位差相等。因此，在交流电位Va与交 流电位Vb之间未产生相位差的状态下，表示作为燃料电池堆1的输出电压的电位差V3的检 测信号通过等电位控制而表示固定的值。与此相对，在交流电位Va与交流电位Vb之间产生 了相位差Φ的状态下，在表示电位差V3的检测信号中包含交流成分。
[0290]相位差Φ越大，则交流电位Va与交流电位Vb的电位差(Va-Vb)的交流成分的振幅 越大，因此能够将电位差(Va-Vb)用作与相位差Φ存在相关关系的参数。
[0291] 因此，相位差检测部581将交流电位Va与交流电位Vb的电位差(Va-Vb)的交流成分 检测为与相位差Φ有关的参数。
[0292] 图19是表示相位差检测部581的详细结构的电路图。
[0293] 相位差检测部581具备差分放大器5811、乘法部5812以及低通滤波器5813。
[0294] 差分放大器5811检测从交流电位Va减去交流电位Vb得到的电位差(Va-Vb)，并将 该电位差作为表示电位差V3的检测信号输出到乘法部5812。差分放大器5811的结构与图3 所示的正极侧电位差检测部521和负极侧电位差检测部522的结构相同。
[0295]乘法部5812对从差分放大器5811输出的检测信号乘以同相信号Sin(O)。由此，从 乘法部5812输出从检测信号去除无用信号而表示电位差V3中所包含的交流成分的信号。
[0296] 此外，同相信号Sin(0)是相位与从正极侧电源部531和负极侧电源部532输出的基 准频率fb的交流电流的相位相同的交流信号。同相信号Sin(0)例如从交流信号源546被输 入到乘法部5812。
[0297] 低通滤波器5813是将从乘法部5812输出的信号平滑化来使输出信号的直流成分 通过的LPF。通过低通滤波器5813来检测输出信号的振幅成分。因此，通过低通滤波器5813 进行平滑化得到的直流信号作为电位差V3中所包含的交流成分的振幅值被输入到判定电 路 582。
[0298] 这样，相位差检测部581检测燃料电池堆1的正极端子211与负极端子212之间的电 位差V3中所包含的交流成分的振幅值，并将该振幅值作为与相位差Φ有关的参数输出到判 定电路582。
[0299] 判定电路582在电位差V3中所包含的交流成分的振幅值超过预先决定的容许值 Th3的情况下，判定为测定状态不良，输出高水平的判定信号。此外，与电位差V3的交流成分 有关的容许值Th3例如与相位差Φ的容许值Thl同样地，根据实验数据等来设定。
[0300] 根据本发明的第三实施方式，将正极侧直流切断部511与正极侧电源部531之间连 接的信号线以及将负极侧直流切断部512与负极侧电源部532之间连接的信号线均与相位 差检测部581连接。
[0301] 相位差检测部581检测交流电位Va与交流电位Vb的电位差(Va-Vb)来作为在燃料 电池堆1的正极端子211产生的交流电位与在负极端子212产生的交流电位的电位差V3。而 且，阻抗测定装置5计算电位差(Va-Vb)中所包含的交流成分来作为与相位差Φ有关的参 数，在该交流成分超过规定的阈值的情况下，判定为测定状态不良。
[0302]这样，从在正极侧电源部531的输出端子产生的交流电位Va减去在负极侧电源部 532的输出端子产生的交流电位Vb得到的电位差(Va-Vb)被检测为燃料电池堆1的正极端子 211与负极端子212之间的交流电位差Ve。
[0303] 由此，与第一实施方式和第二实施方式相比，能够更直接地检测在燃料电池堆1的 正极端子211产生的交流电位与在负极端子212产生的交流电位的电位差V3中所产生的交 流成分。因此，能够高精度地求出在燃料电池堆1的正极端子211产生的交流电位与在负极 端子212产生的交流电位之间的相位差Φ。因而，能够更可靠地判定由于相位差Φ而引起的 测定状态的不良。
[0304] 另外，由于能够更直接地检测电位差V3中所产生的交流成分，因此不容易受到燃 料电池堆1的内部状态的变化、负载3的工作状态的变化等的影响，能够提高判定精度。 [0305]并且，在本实施方式中，不需要如第一实施方式那样对正极侧和负极侧这双方设 置正交乘法部721和正交低通滤波器722,因此能够削减在单个电压测定装置5中使用的乘 法器、LPF等的个数。
[0306](第四实施方式）
[0307]图20是表示本发明的第四实施方式中的相位差检测部591的结构的图。
[0308]在第四实施方式中，代替图5所示的相位差检测部561和判定电路562而具备电流 传感器590、相位差检测部591以及判定电路592。此外，其它的结构与图5所示的交流调整部 540的结构相同，因此附加相同的附图标记并在此省略说明。
[0309]电流传感器590连接在燃料电池堆1与负载3之间。在本实施方式中，电流传感器 590连接在燃料电池堆1的正极端子211与负载3的正极端子之间。
[0310] 电流传感器590检测从燃料电池堆1向负载3泄漏的漏电流IL。例如，电流传感器 590从自燃料电池堆1流向负载3的电流提取交流成分，检测所提取的交流成分的振幅值来 作为漏电流II。电流传感器590将所检测出的该漏电流I L输出到相位差检测部591。
[0311] 交流电位Va与交流电位Vb的相位差Φ越大，则从燃料电池堆1流向负载3的交流电 流的振幅值、即漏电流II越大。因此，能够将漏电流用作与相位差Φ相关联的参数。
[0312]相位差检测部591根据漏电流IL来向判定电路592输出与相位差Φ相关联的检测 信号。在本实施方式中，漏电流II越大，则相位差检测部591使检测信号的信号水平越高。 [0313]判定电路592在从相位差检测部591输出的检测信号大于预先决定的容许值Th4的 情况下，判定为测定状态不良，输出高水平的判定信号。此外，容许值Th4与相位差Φ的容许 值Thl同样地，根据实验数据等来设定。
[0314]根据本发明的第四实施方式，利用由连接在燃料电池堆1与负载3之间的电流传感 器590检测出的交流的漏电流IL来作为与在正极端子211和负极端子212产生的交流电位之 间的相位差Φ具有相关关系的参数。而且，阻抗测定装置5在由电流传感器590检测出的漏 电流超过规定的阈值的情况下，判定为测定状态不良。
[0315] 因此，在由于相位差Φ而引起由正极侧电源部531和负极侧电源部532输入到燃料 电池堆1的交流电流向负载3泄漏了的情况下，能够更可靠地检测该漏电流U。因而，根据漏 电流U的大小能够准确地估计阻抗的测定误差，因此能够更高精度地进行测定不良的检 测。因此，能够维持、提高针对测定结果的可靠性。
[0316] (第五实施方式）
[0317] 关于本发明的第五实施方式中的阻抗测定装置进行说明。此外，关于本实施方式 的阻抗测定装置，结构与图5所示的阻抗测定装置5的结构基本相同，附加与图5相同的附图 标记进行说明。
[0318] 在本实施方式中，对执行根据相位差Φ来探测测定状态是否不良的不良探测处理 的期间进行限定。由此，能够削减无用的诊断处理，因此能够减轻阻抗测定装置5的运算负 荷。
[0319] 具体地说，阻抗测定装置5按照从控制器单元6发送的指令来执行测定状态的诊断 处理。
[0320] 控制器单元6对向燃料电池堆1供给阳极气体和阴极气体来使燃料电池堆1发电的 燃料电池系统的运转状态进行控制。具体地说，控制器单元6管理负载3对燃料电池堆1要求 的电力、燃料电池堆1的发电状态等，对向燃料电池堆1供给的阳极气体和阴极气体的供给 量等进行控制。
[0321] 阻抗测定装置5在燃料电池堆1的静电电容C1和C2容易变动的规定的诊断条件成 立时，执行测定状态的诊断处理。
[0322] 作为上述的诊断条件，优选的是在启动燃料电池堆1时进行的启动处理、在燃料电 池堆1的停止处理中进行的清除处理、在车辆从怠速停止状态中复原时进行的再启动处理 等的开始时。在执行这样的处理的期间，静电电容C1与静电电容C2的差容易变大。此外，在 停止处理中进行的清除处理是指打开设置于阳极气体排出通路的排气阀直到燃料电池堆1 内存在的阳极气体的压力下降至规定的值为止的处理。
[0323] 在开始上述的处理的情况下，控制器单元6对阻抗测定装置5发送诊断执行指令。 而且，阻抗测定装置5当接收到诊断执行指令时，判断为诊断条件成立，执行测定状态的诊 断处理。
[0324] 另外，在内部电阻R的测定值超过系统预测值而判定为燃料电池系统处于异常状 态之后，即使逃离异常状态而恢复为通常的处理，也存在恢复之后内部电阻R的测定状态未 立即恢复为良好状态的可能性。
[0325] 因此，也可以将使燃料电池堆1的异常状态恢复的恢复处理追加到诊断条件中。在 该情况下，控制器单元6在开始恢复处理时向阻抗测定装置5发送诊断执行指令。此外，作为 恢复处理，例如能够列举在发生了溢流的情况下使阴极气体的供给量、清除量等增加的处 理。
[0326] 另外，在交流电位差VI或V2的检测信号水平、交流电流II或12的检测信号水平、内 部电阻R的测定值等的平均变化率变得极大而超过规定的阈值时，也可以执行诊断处理。这 是由于在这样的情况时存在相位差Φ变大的可能性。
[0327] 作为其它的诊断条件，考虑到执行对内部电阻R的测定结果要求高的可靠性的处 理时等。
[0328]此外，在本实施方式中，说明了将执行诊断处理的期间仅限定为进行特定的处理 时的例子，但是也可以是，在诊断条件不成立时延长判定周期S来进行诊断处理，在诊断条 件成立时缩短判定周期S。由此，能够抑制针对测定结果的可靠性的下降，并且能够减轻阻 抗测定装置5的处理负荷。
[0329] 接着，说明在交流电位差VI与交流电位差V2之间产生了相位差Φ的情况下抑制由 阻抗测定装置5测定内部电阻R的测定精度下降的方法。
[0330] (第六实施方式）
[0331] 图21是表示本发明的第六实施方式中的交流调整部540的详细内容的图。在交流 调整部540中，代替图5所示的判定电路562而具备相位修正部600。
[0332] 相位修正部600根据从相位差检测部561输出的相位差Φ，对从正极侧电源部531 输出的交流电流II与从负极侧电源部532输出的交流电流12之间的相位差(相位偏移)进行 修正。
[0333] 相位修正部600计算用于使交流电流II的相位或交流电流12的相位偏移以使从相 位差检测部561输出的相位差Φ变小的偏移量，来作为进行相位偏移的修正所需要的修正 量M〇
[0334] 图22是表示本实施方式中的阻抗测定装置5的结构的图。
[0335] 在此，代替图2所示的正极侧电源部531而设置有相位可变电源部5311。
[0336]相位可变电源部5311是输出基准频率fb的交流电流11且能够变更交流电流11的 相位的交流源。
[0337] 相位可变电源部5311与正极侧电源部531同样地，根据从交流调整部540输出的指 令信号来输出基准频率fb的交流电流II。并且，相位可变电源部5311根据从相位修正部600 输出的修正量Μ来使交流电流11的相位偏移。
[0338] 关于相位可变电源部5311，例如通过除图4所示的电压电流转换电路以外还具备 公知的移相电路来实现。作为该移相电路，使用构成全通滤波器的状态变量型滤波器等。在 本实施方式中，移相电路连接在电压电流转换电路的输入端子与正极侧乘法器5441的输出 端子之间。
[0339] 在这样的移相电路中，通过使滤波器的中心频率变化来使向电压电流转换电路输 出的交流电流11的相位偏移。因此，在相位修正部600中设置有电压控制型振荡电路(VC0: Voltage-controlled oscillator)等，通过电压控制型振荡器电路将修正量Μ转换为频率， 将该频率作为滤波器的中心频率输入到移相电路。
[0340]图23是用于说明根据从相位修正部600输出的修正量Μ来使从相位可变电源部 5311输出的交流电流I的相位偏移的方向的图。在该例中，在修正量Μ为零时，交流电位11的 相位与交流电流12的相位一致。
[0341] 在本实施方式中，交流电位差VI的相位相对于交流电位差V2的相位向超前的方向 的偏移越大，则从相位修正部600输出的修正量Μ成为比零大得越多的正(plus)的值。
[0342] 因而，如图23所示，修正量Μ比零大得越多，则从相位可变电源部5311输出的交流 电流II的相位相对于交流电流12的相位向延迟的方向的迀移越大。
[0343] 另一方面，交流电位差V2的相位相对于交流电位差VI的相位向超前的方向的偏移 越大，则修正量Μ成为比零小得越多的的负(minus)的值，因此从相位可变电源部5311输出 的交流电流11的相位向超前的方向偏移。
[0344] 此外，在本实施方式中，说明了代替正极侧电源部531而设置有相位可变电源部 5311的例子，但是也可以是，将负极侧电源部532替换为相位可变电源部5311，使交流电流 12的相位偏移以使相位差Φ变小。
[0345] 在这样的情况下，为了减小相位差Φ，需要使交流电流12的相位向与使交流电流 11的相位偏移时的方向相反的方向偏移，因此在相位修正部600中设置有例如使相位差Φ 的符号反转的反转电路。例如，相位差Φ比零大得越多，则修正量Μ比零小得越多，因此从相 位可变电源部5311输出的交流电流12的相位相对于交流电流II向超前的方向的偏移越大。
[0346] 根据本发明的第六实施方式，由相位修正部600根据交流电位差VI与交流电位差 V2之间的相位差Φ来修正交流电流II的相位或交流电流12的相位。由此，相位差Φ变小，因 此在内部电阻R1的运算中使用的交流电流II与实际流过内部电阻R1的实际电流之间的误 差以及在内部电阻R2的运算中使用的交流电流12与实际流过内部电阻R2的实际电流之间 的误差变小。因此，能够抑制根据交流电流11和交流电流12计算出的内部电阻R的测定精度 的下降。
[0347] 因而，在测定燃料电池堆1的内部阻抗的阻抗测定装置5中，能够抑制由于燃料电 池堆1内的静电电容成分的偏差而引起的测定精度的下降。
[0348] 另外，在本实施方式中，相位修正部600使从设置于相位可变电源部5311的移相电 路输出的交流电流11的相位偏移，以使交流电位差VI与交流电位差V2之间的相位差Φ变 小。
[0349] 由此，即使在伴随着燃料电池堆1的内部状态、负载3的状态发生了变化而静电电 容Cl与静电电容C2失去平衡时，也能够使交流电位差VI的相位接近交流电位差V2。因此，即 使静电电容C1与静电电容C2的差变大，也能够抑制相位差Φ的扩大，因此能够抑制内部电 阻R的测定精度的下降。
[0350]此外，在本实施方式中，说明了在正极侧电源部531与交流信号源546之间设置有 移相电路的例子，但是也可以在正极侧电源部531与燃料电池堆1的正极端子211之间设置 相位电路。
[0351]此外，在本实施方式中，作为使交流电流II的相位偏移的方法，说明了使用相位可 变电源部5311的例子，但是并不限于此。因此，作为其它的例子，参照图24来说明以不使用 相位可变电源部5311的方式使交流电流11的相位偏移的方法。
[0352](第七实施方式）
[0353]图24是表示本发明的第七实施方式中的相位修正部600的结构例的图。
[0354]在此，代替图5所示的向正极侧乘法器5441输出基准频率fb的交流信号的交流信 号源546,而设置有相位可变交流信号源5461。
[0355] 相位可变交流信号源5461是输出基准频率fb的交流信号且能够变更交流信号的 相位的交流源。
[0356] 相位修正部600具备积分电路601以通过PI控制来修正交流电流II的相位。
[0357] 积分电路601对从相位差检测部561输出的相位差Φ进行积分，将积分得到的值作 为修正量Μ输出到相位可变交流信号源5461。由于通过积分电路601来抑制从相位差检测部 561输出的检测信号中所包含的噪声成分，因此能够准确地使交流电流II的相位偏移。
[0358] 例如，从积分电路601输出的修正量Μ比零大得越多，则从相位可变交流信号源 5461输出的交流信号的相位向延迟的方向的偏移越大。伴随于此，从正极侧电源部531输出 的交流电流II的相位也向延迟的方向偏移。
[0359] 另一方面，修正量Μ比零小得越多，则从相位可变交流信号源5461输出的交流信号 的相位向超前的方向的偏移越大，因此从正极侧电源部531输出的交流电流II的相位也同 样地向超前的方向偏移。
[0360] 通过这样设置相位可变交流信号源5461来使基准频率fb的交流信号的相位偏移， 能够使交流电流II的相位偏移以使交流电位差VI与交流电位差V2之间的相位差Φ变小。
[0361] 此外，在本实施方式中，代替正极侧电源部531的交流信号源546而设置有相位可 变交流信号源5461，但是也可以代替负极侧电源部532的交流信号源546而设置相位可变交 流信号源5461。
[0362] 在这样的情况下，如第六实施方式所记述的那样，在相位修正部600中设置用于使 相位差Φ的符号反转的反转电路。例如，相位差Φ比零大得越多，则修正量Μ比零小得越多， 因此从相位可变电源部5311输出的交流电流12的相位向超前的方向偏移。
[0363] 根据本发明的第七实施方式，代替交流信号源546而使用相位可变交流信号源 5461，根据从积分电路601输出的修正量Μ来对从相位可变交流信号源5461输出的交流信号 的相位进行修正。由此，交流电位差VI的相位接近交流电位差V2的相位，相位差Φ变小，因 此能够减少从燃料电池堆1向负载3泄漏的漏电流L·。因而，能够提高关于燃料电池堆1的内 部电阻R的测定精度。
[0364] 另外，通过使用相位可变交流信号源5461，与在正极侧电源部531设置移相电路来 追加移相调整功能的情况相比，能够实现电路结构的简化，并且能够以廉价的方式变更交 流电流II的相位。即，能够抑制成本的增加并且使电路结构简化。
[0365] (第八实施方式）
[0366] 此外，在第六实施方式和第七实施方式中，说明了对交流电流II或交流电流12的 相位进行修正的例子，但是也可以对由阻抗测定装置5测定出的测定结果的误差(偏差)进 行修正。以下，说明对由图5所示的运算部550运算出的内部电阻R进行校正的例子。
[0367] 图25是用于说明用于对由于交流电位差VI与交流电位差V2之间的相位差Φ而引 起的交流电流II和交流电流12的误差进行修正的方法的图。
[0368] 图25中示出了燃料电池堆1的等效电路以及流向负载3的阻抗ZL的交流电流11和 交流电流12的路径。在此，假定如图7所示那样的交流电位差VI的相位相比于交流电位差V2 的相位超前了相位差Φ的状态。
[0369] 在燃料电池堆1的正极端子211产生的交流电位与在负极端子212产生的交流电位 之间的交流电位差Ve的振幅能够由下式表示。
[0370] [数式 10]
[0372] 此外，关于基准电压Vs，如图5所记述的那样，是为了使交流电位差VI和交流电位 差V2的振幅一致而预先决定的值。
[0373] 如式（10)所示的那样，交流电位差Ve的振幅与交流电位差VI及交流电位差V2的振 幅、即基准电压Vs成比例，根据相位差Φ在从0度到90度的范围内变大而变大。
[0374] 由于交流电位差VI与交流电位差V2之间的相位差Φ，从负极侧电源部532向燃料 电池堆1的负极端子212输出的交流电流12的一部分向负载3这一方泄漏。该漏电流U能够 由下式表示。
[0375][数式11]
[0377] 此外，负载3的阻抗ZL是预先通过实验等求出的值，例如被记录于图5所示的相位 修正部600。
[0378] 漏电流IL从燃料电池堆1的负极端子212经由负载3流向正极端子211。在正极端子 211中，漏电流II与交流电流II合流，向交流电流II加入漏电流U得到的电流(ΙΙ+Il)经过内 部电阻R1并被输出到中途点端子213。
[0379] 另一方面，在负极端子212中，从交流电流12减去漏电流IL得到的电流(I2-U)经过 内部电阻R2并被输出到中途点端子213。
[0380]因此，关于由于漏电流II而产生的内部电阻R1和R2的测定误差，能够如下式那样 通过由运算部550运算出的内部电阻R1和R2的测定值Rim和R2m与内部电阻R1和R2的实际值 Rlr和R2r的比来表示。
[0381][数式 12]
[0384] 也就是说，漏电流IL相对于交流电流II和12的检测值的比为内部电阻R1和R2的测 定误差。而且，通过对检测信号中所示的交流电位差VI和V2以及根据交流电流II和12求出 的测定值Rim和R2m实施下式的校正处理，能够对基于漏电流I L的测定误差进行修正。
[0385] [数式 13]
[0388] 式（13)所示的校正处理例如在图21所示的相位修正部600中被执行。
[0389]图26是表示本实施方式中的用于对伴随着相位差Φ的测定误差进行修正的修正 方法的一例的流程图。在该例中，由相位修正部600执行内部电阻R1和R2的校正处理。
[0390]首先，在步骤S301中，相位修正部600获取从相位差检测部561输出的相位差Φ。
[0391] 在步骤S302中，相位修正部600按照式（10)，根据从相位差检测部561获取到的相 位差Φ和预先决定的基准电位Vs来运算交流电位差Ve的振幅值。
[0392] 在步骤S303中，相位修正部600按照式（11)，根据交流电位差Ve和负载3的阻抗Zl 来运算向负载3泄漏的漏电流II。
[0393] 在步骤S304中，相位修正部600执行对内部电阻R1和R2进行校正的校正处理。
[0394] 具体地说，相位修正部600按照式（13-1 )，根据漏电流IL和由运算部550运算出的 内部电阻值Rim来将内部电阻值Rim校正为实际值Rlr。相位修正部600按照式（13-2)，根据 漏电流II和由运算部550运算出的内部电阻值R2m来将内部电阻值R2m校正为实际值R2r。
[0395] 而且，相位修正部600将校正后的内部电阻R1和内部电阻R2输出到运算部550,用 于对伴随着相位差Φ的测定误差进行修正的修正方法的一系列的处理结束。之后，在图11 所示的步骤S12中运算燃料电池堆1整体的内部电阻R。
[0396] 这样，在阻抗测定装置5中，由于交流电位差VI与交流电位差V2之间的相位差Φ而 引起的内部电阻R的测定误差被修正。
[0397] 根据本发明的第八实施方式，由相位修正部600根据交流电位差VI与交流电位差 V2之间的相位差Φ来运算漏电流U，根据漏电流U来对伴随着相位差Φ的交流电流II和交 流电流12的误差、即相位偏移进行修正。
[0398] 即，相位修正部600根据基于相位差Φ运算出的漏电流IL，对从正极侧电源部531 输出的交流电流II的检测值和从负极侧电源部532输出的交流电流12的检测值进行校正来 修正交流电流II与交流电流12的相位差。由此，能够对由阻抗测定装置5测定出的内部电阻 R的测定误差进行修正。因而，能够抑制在阻抗测定装置5中由于燃料电池堆1的静电电容成 分而引起的阻抗的测定精度的下降。
[0399] 因此，即使在燃料电池堆1的阻抗发生了变化时、静电电容C1与静电电容C2失去平 衡时等交流电位差VI与交流电位差V2之间的相位差Φ变大，也能够通过运算处理来修正内 部电阻R的测定误差。因而，与第七实施方式相比，能够将阻抗测定装置5设为简单的电路结 构。
[0400] 根据以上的本发明的第六实施方式至第八实施方式，由相位修正部600检测在燃 料电池堆1的正极端子211产生的交流电位与在负极端子212产生的交流电位之间的相位差 Φ。而且，根据相位差Φ来修正从正极侧电源部531和负极侧电源部532中的至少一方输出 的交流电流的相位差。由此，能够抑制由于从阻抗测定装置5向负载3的漏电流而引起的阻 抗的测定精度的下降。
[0401] 此外，在第六实施方式和第七实施方式中，关于根据相位差Φ校正从正极侧电源 部531或负极侧电源部532输出的交流信号12来对交流信号11或12的相位进行修正的例子 进行了说明，但是并不限于此。例如，也可以是，相位修正部600按照式（11)，根据相位差Φ 来运算漏电流II，根据漏电流II对交流电流11和交流电流12进行校正来修正交流电流11与 交流电流12之间的相位差。在该情况下，将针对交流信号11和12的相位的偏移量与各漏电 流II对应起来得到的对应图被预先设定在相位修正部600中。
[0402] 以上说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式只是示出了本发明的应用例的 一部分，主旨并不是将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。
[0403] 例如，在上述实施方式中，关于由阻抗测定装置5测定燃料电池堆1的内部阻抗的 例子进行了说明，但是测定对象只要是层叠多个电池单体而得到的层叠电池即可，例如也 可以是层叠型的锂电池。即使是锂电池，由于电池单体的个体差异，正极侧的静电电容C1与 负极侧的静电电容C2之间有时也会产生差异，从而产生相位差Φ。在这样的情况下，也能够 与上述实施方式同样地获得本申请发明的效果。
[0404] 此外，上述实施方式能够适当地进行组合。
【主权项】
1. 一种阻抗测定装置，具备： 层叠多个电池单体而得到的层叠电池； 第一电源部，其对所述层叠电池的正极端子输出用于测定所述层叠电池的阻抗的规定 频率的交流电流； 第二电源部，其对所述层叠电池的负极端子输出所述规定频率的交流电流； 第一检测部，其检测所述层叠电池的中途点端子与所述正极端子之间的交流电位差； 第二检测部，其检测所述负极端子与所述中途点端子之间的交流电位差； 调整部，其对从所述第一电源部和所述第二电源部中的至少一方输出的交流电流的振 幅进行调整，使得由所述第一检测部检测出的交流电位差与由所述第二检测部检测出的交 流电位差一致； 运算部，其根据由所述调整部调整后的交流电流和交流电位差，来运算所述层叠电池 的阻抗； 计算部，其计算在所述正极端子产生的交流电位与在所述负极端子产生的交流电位之 间的相位差、或者与所述相位差有关的参数;以及 处理部，其根据由所述计算部计算出的所述相位差或所述参数来执行诊断测定状态是 否不良的诊断处理、将测定结果丢弃的取消处理以及将测定结果固定为规定值的保持处理 中的任一处理。2. 根据权利要求1所述的阻抗测定装置，其特征在于， 所述计算部计算表示所述正极端子与所述中途点端子之间的交流电位差的检测信号 同表示所述正极端子与所述中途点端子之间的交流电位差的检测信号之间的相位差来作 为所述相位差， 所述处理部在由所述计算部计算出的相位差大于规定的阈值的情况下，判定为测定状 态不良，在所述相位差小于所述规定的阈值的情况下，判定为测定状态良好。3. 根据权利要求2所述的阻抗测定装置，其特征在于， 所述调整部提取由所述第一检测部检测出的交流电位差的实轴分量来计算针对所述 第一电源部的第一电流指令值，并且提取由所述第二检测部检测出的交流电位差的实轴分 量来计算针对所述第二电源部的第二电流指令值， 在所述第一电流指令值和所述第二电流指令值中的一方的值减少时另一方的值增加 的情况下，所述处理部判定为测定状态不良。4. 根据权利要求3所述的阻抗测定装置，其特征在于， 所述计算部计算所述第一电流指令值的时间变化率与所述第二电流指令值的时间变 化率的差来作为与所述相位差有关的参数， 在由所述计算部计算出的差超过规定的阈值的情况下，所述处理部判定为测定状态不 良。5. 根据权利要求1所述的阻抗测定装置，其特征在于， 还具备第三检测部，该第三检测部检测所述层叠电池的所述正极端子与所述负极端子 之间的电位差来作为与所述相位差有关的参数， 在由所述第三检测部检测出的电位差超过规定的阈值的情况下，所述处理部判定为测 定状态不良。6. 根据权利要求1所述的阻抗测定装置，其特征在于， 还具备第四检测部，该第四检测部连接在所述层叠电池与同所述层叠电池连接的负载 之间，检测从所述层叠电池流向所述负载的漏电流来作为与所述相位差有关的参数， 在由所述第四检测部检测出的所述漏电流超过规定的阈值的情况下，所述处理部判定 为测定状态不良。7. 根据权利要求2所述的阻抗测定装置，其特征在于， 所述处理部在判定为测定状态不良的情况下，作为所述取消处理，将由所述运算部运 算出的阻抗丢弃。8. 根据权利要求2所述的阻抗测定装置，其特征在于， 所述处理部在判定为测定状态不良的情况下，作为所述保持处理，将判定为测定状态 不良之前的测定值作为所述固定值输出。9. 根据权利要求1所述的阻抗测定装置，其特征在于， 在所述静电电容成分变动的规定的条件成立时，所述处理部执行所述诊断处理。10. 根据权利要求9所述的阻抗测定装置，其特征在于， 在作为所述层叠电池的燃料电池的启动处理、所述燃料电池的停止处理中的清除处 理、以及搭载有所述燃料电池的车辆从怠速停止状态复原时的再启动处理中的任一处理开 始了的情况下，所述处理部判断为所述规定的条件成立。11. 根据权利要求9所述的阻抗测定装置，其特征在于， 在使燃料电池系统的异常状态恢复的恢复处理开始了的情况下，所述处理部判断为所 述规定的条件成立。12. -种阻抗测定装置的控制方法，该阻抗测定装置具备:层叠多个电池单体而得到的 层叠电池;第一电源部，其对所述层叠电池的正极端子输出用于测定所述层叠电池的阻抗 的规定频率的交流电流；以及第二电源部，其对所述层叠电池的负极端子输出所述规定频 率的交流电流，该阻抗测定装置的控制方法包括： 第一检测工序，检测所述层叠电池的中途点端子与所述正极端子之间的交流电位差； 第二检测工序，检测所述负极端子与所述中途点端子之间的交流电位差； 调整工序，对从所述第一电源部和所述第二电源部中的至少一方输出的交流电流的振 幅进行调整，使得通过所述第一检测工序检测出的交流电位差与通过所述第二检测工序检 测出的交流电位差一致； 运算工序，根据通过所述调整工序调整后的交流电流和交流电位差来运算所述层叠电 池的阻抗； 计算工序，计算在所述正极端子产生的交流电位与在所述负极端子产生的交流电位之 间的相位差、或者与所述相位差有关的参数;以及 处理工序，根据通过所述计算工序计算出的所述相位差或所述参数来执行诊断测定状 态是否不良的诊断处理、将测定结果丢弃的取消处理以及将测定结果固定为规定值的保持 处理中的任一处理。
【文档编号】G01R31/36GK106030324SQ201480075700
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年2月19日
【发明人】酒井政信, 青木哲也, 西村英高, 佐藤雅士, 松本充彦
【申请人】日产自动车株式会社