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JP2005332702A - Fuel cell diagnosis device and fuel cell diagnosis method - Google Patents

Fuel cell diagnosis device and fuel cell diagnosis method Download PDF

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JP2005332702A JP2004150265A JP2004150265A JP2005332702A JP 2005332702 A JP2005332702 A JP 2005332702A JP 2004150265 A JP2004150265 A JP 2004150265A JP 2004150265 A JP2004150265 A JP 2004150265A JP 2005332702 A JP2005332702 A JP 2005332702A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell diagnosis device and a fuel cell diagnosis method allowing a fuel cell system to be miniaturized as a whole. <P>SOLUTION: This fuel cell diagnosis device is used for a fuel cell system having a DC/DC converter 2 for raising and lowering the voltage of a fuel cell stack 1 provided with a plurality of cells and the like. The fuel cell diagnosis device includes: a means 2 for applying an alternating current having a predetermined frequency to the fuel cell stack 1 by using the DC/DC converter 2; a means 3 for measuring voltage variation of every cell or the like in applying the alternating current having the predetermined frequency to measure internal resistance of every cell or the like; and a means 4 for detecting the abnormality of every cell or the like from the internal resistance and reactance. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は燃料電池診断装置及び燃料電池診断方法に関し、特に、燃料電池スタックの電圧を昇降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを有する燃料電池システムに対する燃料電池診断装置及び燃料電池診断方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell diagnostic device and a fuel cell diagnostic method, and more particularly, to a fuel cell diagnostic device and a fuel cell diagnostic method for a fuel cell system having a DC / DC converter that raises and lowers the voltage of a fuel cell stack.

従来から、燃料電池の内部抵抗装置として、分散型電力供給装置などの据置き型燃料電池システムのセルモジュール毎又はセル毎に交流インピーダンス測定装置を設け、特定周波数の交流を印加した時の交流インピーダンス（内部抵抗）を測定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３６７６５０号公報 Conventionally, as an internal resistance device of a fuel cell, an AC impedance measurement device has been provided for each cell module or cell of a stationary fuel cell system such as a distributed power supply device, and an AC impedance when an alternating current of a specific frequency is applied. A technique for measuring (internal resistance) is known (for example, see Patent Document 1).
JP 2002-367650 A

しかしながら、上記の従来技術は、据置き型燃料電池システムへの適用を前提としたものであり、車両用のような省スペース型の燃料電池システムへの適用を考慮したものではない。したがって、省スペース型の燃料電池システムに対して特許文献１の技術を適用した場合、セルモジュール毎又はセル毎に内部抵抗測定装置を設けることになり、システム全体を小型化する必要があるにも関わらず、システムが大型化してしまい、レイアウト的に非常に不利である。   However, the above-described conventional technology is premised on application to a stationary fuel cell system, and is not considered to be applied to a space-saving fuel cell system such as for a vehicle. Therefore, when the technique of Patent Document 1 is applied to a space-saving fuel cell system, an internal resistance measuring device is provided for each cell module or for each cell, and the entire system needs to be downsized. Regardless, the system becomes large, which is very disadvantageous in terms of layout.

本発明の第１の特徴は、複数のセル等を備える燃料電池スタックの電圧を昇降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを有する燃料電池システムに対する燃料電池診断装置であって、ＤＣ／ＤＣコンバータを使用して燃料電池スタックに所定の周波数の交流を印加する手段と、所定の周波数の交流を印加した時のセル等毎の電圧変化を測定してセル等毎の内部抵抗を測定する手段と、内部抵抗及びそれにリアクタンスからセル等毎の異常を検知する手段とを有することを要旨とする。   A first feature of the present invention is a fuel cell diagnostic apparatus for a fuel cell system having a DC / DC converter that raises and lowers the voltage of a fuel cell stack including a plurality of cells, etc., and uses the DC / DC converter as a fuel. Means for applying an alternating current of a predetermined frequency to the battery stack, means for measuring a voltage change of each cell, etc. when an alternating current of a predetermined frequency is applied, and measuring an internal resistance of each cell, etc. The gist of the invention is to have means for detecting an abnormality of each cell or the like from the reactance.

本発明の第２の特徴は、複数のセル等を備える燃料電池スタックの電圧を昇降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを有する燃料電池システムに対する燃料電池診断方法であって、ＤＣ／ＤＣコンバータを使用して燃料電池スタックに所定の周波数の交流を印加する段階と、所定の周波数の交流を印加した時のセル等毎の電圧変化を測定してセル等毎の内部抵抗を測定する段階と、内部抵抗及びそれに含まれるリアクタンスからセル等毎の異常を検知する段階とを有する燃料電池診断方法であることを要旨とする。   A second feature of the present invention is a fuel cell diagnostic method for a fuel cell system having a DC / DC converter that steps up and down a voltage of a fuel cell stack including a plurality of cells, etc., and uses the DC / DC converter as a fuel. A step of applying an alternating current of a predetermined frequency to the battery stack, a step of measuring a voltage change of each cell, etc. when an alternating current of a predetermined frequency is applied, and measuring an internal resistance of each cell, etc. The gist of the present invention is a fuel cell diagnostic method including a step of detecting an abnormality for each cell or the like from reactance included therein.

本発明によれば、燃料電池システム全体の小型化が可能な燃料電池診断装置及び燃料電池診断方法を提供することが出来る。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell diagnostic apparatus and fuel cell diagnostic method which can miniaturize the whole fuel cell system can be provided.

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

図１に示すように、本発明の実施の形態に係わる燃料電池診断装置は、複数のセル又はセルモジュールを備える燃料電池スタック１と、燃料電池スタック１の電圧を昇降圧する電流制御器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）２とを少なくとも有する車両用燃料電池システムに対して適用される。ＤＣ／ＣＤコンバータ２は、燃料電池スタック１の電圧を昇降圧し、補助電源（高電圧バッテリ）８等への供給電圧を調節する。   As shown in FIG. 1, a fuel cell diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell stack 1 including a plurality of cells or cell modules, and a current controller (DC / DC) that steps up and down the voltage of the fuel cell stack 1. The present invention is applied to a vehicle fuel cell system having at least a DC converter 2. The DC / CD converter 2 steps up and down the voltage of the fuel cell stack 1 and adjusts the supply voltage to the auxiliary power source (high voltage battery) 8 and the like.

燃料電池診断装置は、このような車両用燃料電池システムが有するＤＣ／ＤＣコンバータ２を使用して燃料電池スタック１に所定の周波数で交流を印加し、その時のセル毎又はセルモジュール毎に生じる電圧変化を測定して内部抵抗を測定し、得られた内部抵抗（交流インピーダンス）及びリアクタンスから燃料電池スタック１の異常を検知する。   The fuel cell diagnostic device applies an alternating current to the fuel cell stack 1 at a predetermined frequency using the DC / DC converter 2 of such a vehicle fuel cell system, and generates a voltage generated for each cell or each cell module at that time. The change is measured to measure the internal resistance, and the abnormality of the fuel cell stack 1 is detected from the obtained internal resistance (AC impedance) and reactance.

具体的には、燃料電池診断装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を使用して燃料電池スタック１に所定の周波数の交流を印加する交流印加手段と、所定の周波数の交流を印加した時のセル毎またはセルモジュール毎の電圧変化を測定してセル毎またはセルモジュール毎の内部抵抗を測定するセル電圧検出手段３（以後、「セル電圧検出装置」という）と、内部抵抗及び内部抵抗に含まれるリアクタンスからセル毎またはセルモジュール毎の異常を検知する異常検知手段とを有する。ここで、「異常検知手段」は、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）４の一部分を成している。また、車両用燃料電池システムが備えるＤＣ／ＤＣコンバータ２は、燃料電池診断装置の「交流印加手段」として燃料電池スタック１に所定の周波数の交流を印加する。   Specifically, the fuel cell diagnostic apparatus uses an AC applying unit that applies an alternating current of a predetermined frequency to the fuel cell stack 1 using the DC / DC converter 2 and each cell when an alternating current of a predetermined frequency is applied. Alternatively, cell voltage detection means 3 (hereinafter referred to as “cell voltage detection device”) that measures a voltage change for each cell module and measures an internal resistance for each cell or each cell module, and reactance included in the internal resistance and the internal resistance. To an abnormality detecting means for detecting an abnormality for each cell or each cell module. Here, the “abnormality detection means” constitutes a part of an electronic control unit (ECU) 4 described later. The DC / DC converter 2 included in the vehicular fuel cell system applies an alternating current of a predetermined frequency to the fuel cell stack 1 as an “alternating current applying means” of the fuel cell diagnostic device.

燃料電池スタック１は、アノード極に供給される燃料ガスとカソード極に供給される酸化剤ガスを反応させて電力を発生させる燃料電池セル（以後、「セル」という）又はセルモジュールを積層してなる。燃料電池スタック１へ供給される酸化剤ガス（空気）は、フィルタによりゴミやオイルミスト等の不純物が取り去れた後、エアーコンプレッサ１４により所望の圧力まで昇圧される。そして、エアーコンプレッサ１４の下流で冷却器１５により燃料電池スタック１の運転適正温度まで冷却される。その後、酸化剤ガスは、冷却器１５の下流でカソード加湿器１６により加湿されて、燃料電池スタック１のカソード極へ供給される。カソード加湿器１６と燃料電池スタック１間の酸化剤ガスの圧力は圧力センサ１７により測定される。なお、エアーコンプレッサ１４は、所定のモータ１８の動作により酸化剤ガスを昇圧する。   The fuel cell stack 1 is formed by stacking fuel cells (hereinafter referred to as “cells”) or cell modules that generate electric power by reacting a fuel gas supplied to an anode electrode and an oxidant gas supplied to a cathode electrode. Become. The oxidant gas (air) supplied to the fuel cell stack 1 is pressurized to a desired pressure by the air compressor 14 after impurities such as dust and oil mist are removed by the filter. And it cools to the driving | running | working appropriate temperature of the fuel cell stack 1 with the cooler 15 downstream of the air compressor 14. FIG. Thereafter, the oxidant gas is humidified by the cathode humidifier 16 downstream of the cooler 15 and supplied to the cathode electrode of the fuel cell stack 1. The pressure of the oxidant gas between the cathode humidifier 16 and the fuel cell stack 1 is measured by a pressure sensor 17. The air compressor 14 pressurizes the oxidant gas by the operation of a predetermined motor 18.

燃料電池スタック１へ供給される燃料ガス（水素ガス）は、水素タンク９から供給され、熱交換器１０で所定の温度へ調整され、エゼクタ１１により燃料電池スタック１から排出された燃料ガスと混合される。その後、燃料ガスは、アノード加湿器７により加湿されて、燃料電池スタック１のアノード極へ供給される。燃料電池スタック１から排出された燃料ガスは、背圧制御弁により所定の圧力に調整され、エゼクタ１１又は装置外部へ導かれる。酸素センサ１３は、装置外部へ排出される燃料ガス内の酸素濃度を検出する。   The fuel gas (hydrogen gas) supplied to the fuel cell stack 1 is supplied from the hydrogen tank 9, adjusted to a predetermined temperature by the heat exchanger 10, and mixed with the fuel gas discharged from the fuel cell stack 1 by the ejector 11. Is done. Thereafter, the fuel gas is humidified by the anode humidifier 7 and supplied to the anode electrode of the fuel cell stack 1. The fuel gas discharged from the fuel cell stack 1 is adjusted to a predetermined pressure by the back pressure control valve and guided to the ejector 11 or the outside of the apparatus. The oxygen sensor 13 detects the oxygen concentration in the fuel gas discharged to the outside of the apparatus.

燃料電池スタック１には、温度センサ２１、セル電圧検出装置３、貯留タンク１２及びＤＣ／ＤＣコンバータ２が接続されている。温度センサ２１は、燃料電池スタック１内の温度を測定する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は補助電源８に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２、補助電源８、大気圧センサ２０、背圧制御弁６、圧力センサ１７、セル電圧検出装置３及び出力制御器１９は、それぞれ電子制御装置（ＥＣＵ）４に接続され、ＥＣＵ４は、各構成要素の動作を制御している。ＥＣＵ４の一部分は、上述した「異常検知手段」をなしている。燃料電池スタック１は、ＥＣＵ４の制御の元、車両に搭載された主負荷の一例としての駆動用モータ５へ電力を供給する。   A temperature sensor 21, a cell voltage detection device 3, a storage tank 12 and a DC / DC converter 2 are connected to the fuel cell stack 1. The temperature sensor 21 measures the temperature in the fuel cell stack 1. The DC / DC converter 2 is connected to the auxiliary power supply 8. The DC / DC converter 2, auxiliary power supply 8, atmospheric pressure sensor 20, back pressure control valve 6, pressure sensor 17, cell voltage detection device 3 and output controller 19 are each connected to an electronic control unit (ECU) 4, and the ECU 4 Controls the operation of each component. A part of the ECU 4 constitutes the “abnormality detection means” described above. The fuel cell stack 1 supplies electric power to a drive motor 5 as an example of a main load mounted on the vehicle under the control of the ECU 4.

図２は、図１の燃料電池システムのうち燃料電池診断装置にかかわる部分を示す。燃料電池スタック１はｎ個のセル又はセルモジュールＣ１〜Ｃｎを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、燃料電池スタック１の電圧を昇降圧し、補助電源（高電圧バッテリ）８への供給電圧を調節する。補助電源８は、直列に接続された複数の電源からなる。実施の形態においてＤＣ／ＤＣコンバータ２は、燃料電池スタック１に所定の周波数の交流を印加する。そして、セル電圧検出装置３は、その時のセル毎又はセルモジュール毎に生じる電圧変化を測定して内部抵抗を測定する。具体的には、次に示すように、燃料電池スタック１へ印加する交流の周波数を変化させ、その時のセル毎又はセルモジュール毎に生じる応答電流と応答電圧の変化から内部抵抗（交流インピーダンス）を求める。   FIG. 2 shows a portion related to the fuel cell diagnostic apparatus in the fuel cell system of FIG. The fuel cell stack 1 includes n cells or cell modules C1 to Cn. The DC / DC converter 2 steps up and down the voltage of the fuel cell stack 1 and adjusts the supply voltage to the auxiliary power source (high voltage battery) 8. The auxiliary power supply 8 includes a plurality of power supplies connected in series. In the embodiment, the DC / DC converter 2 applies an alternating current with a predetermined frequency to the fuel cell stack 1. And the cell voltage detection apparatus 3 measures the voltage change which arises for every cell or every cell module at that time, and measures internal resistance. Specifically, as shown below, the AC frequency applied to the fuel cell stack 1 is changed, and the internal resistance (AC impedance) is determined from the change in response current and response voltage generated for each cell or cell module at that time. Ask.

一般的に、燃料電池スタック１を含む燃料電池に交流電流または交流電圧を印加した際の燃料電池スタック１の応答電圧Ｅ、応答電流Ｉ、インピーダンスＺはそれぞれ（１）式〜（３）式で表せる。   In general, the response voltage E, the response current I, and the impedance Z of the fuel cell stack 1 when an alternating current or an alternating voltage is applied to the fuel cell including the fuel cell stack 1 are expressed by Equations (1) to (3), respectively. I can express.


Ｅ＝Ｅ0 expｊ(ωｔ＋Φ) ・・・（１）
Ｉ＝Ｉ0 expｊωｔ ・・・（２）
Ｚ＝Ｅ／Ｉ＝(Ｅ0／Ｉ0) expｊΦ ・・・（３）

ここで、ωは角周波数[Ｈｚ]を示し（ω＝２πν）、Φは初期位相を示す。また（３）式は、Ｒ、Ｌ、Ｃ直列回路におけるインピーダンスＺとして（４）式で示される。
E = E 0 expj (ωt + Φ) (1)
I = I 0 expjωt (2)
Z = E / I = (E 0 / I 0 ) expjΦ (3)

Here, ω represents an angular frequency [Hz] (ω = 2πν), and Φ represents an initial phase. Moreover, (3) Formula is shown by (4) Formula as the impedance Z in a R, L, C series circuit.


Ｚ＝Ｒ＋ｊχ ・・・（４）

ここで、Ｚはインピーダンス[Ω]を示し、Ｒは抵抗[Ω]（実数部分）を示し、χはリアクタンス（虚数部分）を示し、χ＝(ωＬ−１／ωＣ)である。Ｌは、インダクタンス成分[Ｈ]を示し、インダクタンス成分Ｌが存在すると応答電流Ｉと応答電圧Ｅの位相差が生じる。したがって、周波数の変化により応答電流Ｉと応答電圧Ｅの位相にずれが生じ、リアクタンス成分χが変化する。応答電流Ｉと応答電圧Ｅの位相差がない時、リアクタンス成分χが０となる。
Z = R + jχ (4)

Here, Z represents impedance [Ω], R represents resistance [Ω] (real part), χ represents reactance (imaginary part), and χ = (ωL−1 / ωC). L represents an inductance component [H]. When the inductance component L exists, a phase difference between the response current I and the response voltage E occurs. Therefore, a phase shift occurs between the response current I and the response voltage E due to a change in frequency, and the reactance component χ changes. When there is no phase difference between the response current I and the response voltage E, the reactance component χ is zero.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、内部抵抗を測定している時に、印加する交流の周波数を複数の特定周波数帯で定期的に切り替える。例えば、図３（ａ）に示すように、燃料電池スタック１へ、周波数が１０ｋＨｚの交流電圧又は交流電流を印加する。この時、応答電流Ｉ及び応答電圧Ｅに位相差はない。その後、図３（ｂ）に示すように、燃料電池スタック１へ印加する交流電圧又は交流電流の周波数を、例えば、１Ｈｚに変更する。この時、応答電流Ｉに位相差はないが、応答電圧Ｅには位相差（位相遅れ）が生じる。   The DC / DC converter 2 periodically switches the applied AC frequency in a plurality of specific frequency bands when measuring the internal resistance. For example, as shown in FIG. 3A, an alternating voltage or alternating current having a frequency of 10 kHz is applied to the fuel cell stack 1. At this time, there is no phase difference between the response current I and the response voltage E. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the frequency of the alternating voltage or alternating current applied to the fuel cell stack 1 is changed to, for example, 1 Hz. At this time, the response current I has no phase difference, but the response voltage E has a phase difference (phase lag).

ある特定周波数帯において内部抵抗（交流インピーダンス）が所定の許容範囲から外れた場合、故障が発生したものとして、そのセル番号、故障が発生した周波数帯を検知する。「所定の許容範囲」は、実験的に求めても理論的に求めても構わない。   When the internal resistance (alternating current impedance) deviates from a predetermined allowable range in a specific frequency band, the cell number and the frequency band where the failure has occurred are detected as a failure has occurred. The “predetermined allowable range” may be obtained experimentally or theoretically.

図４に示すように、燃料電池スタック１を構成するｋ番目のセルＣｋの等価回路は、並列に接続された容量成分ＣD及びセルの導体部分の抵抗成分Ｚctkと、これに直列に接続された抵抗成分ＺΩkとを有する。ｋは１〜ｎの任意の自然数を示す。 As shown in FIG. 4, the equivalent circuit of the k-th cell Ck constituting the fuel cell stack 1 includes a resistance component Zctk conductive part of the connected capacitive component C D and cells in parallel, to which are connected in series And a resistance component ZΩk. k represents an arbitrary natural number of 1 to n.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２が切り替える交流の周波数は、図５に示すような特定周波数帯に属することが望ましい。即ち、交流の周波数は、５〜１０ｋＨｚ、２０〜４０Ｈｚ、０．０１〜１Ｈｚの各周波数帯に属する任意の周波数であることが望ましい。５〜１０ｋＨｚの周波数帯においては、セルの導体部分の抵抗成分ＺΩkを測定できる。２０〜４０Ｈｚの周波数帯においては、電気化学的反応に伴う抵抗成分Ｚctkを測定できる。０．０１〜１Ｈｚの周波数帯においては、拡散抵抗物質の移動に伴う抵抗成分ＺDkを測定できる。抵抗成分ＺΩkが増加した場合、燃料電池スタック１が備える電解質膜又はバスバ電極などの故障が推定される。抵抗成分Ｚctkが増加した場合、燃料電池スタック１が備えるアノード電極又はカソード電極或いは触媒等の電極反応促進材の故障が推定される。抵抗成分ＺDkが増加した場合、燃料電池スタック１の導入部分の故障が推定される。抵抗成分ＺDは、図１の背圧制御弁６の操作により生成水を排水する操作（パージ）により改善可能であり、抵抗成分ＺDの故障を検知した場合、パージするなどの解決策が必要である。 The AC frequency switched by the DC / DC converter 2 desirably belongs to a specific frequency band as shown in FIG. In other words, the AC frequency is desirably an arbitrary frequency belonging to each frequency band of 5 to 10 kHz, 20 to 40 Hz, and 0.01 to 1 Hz. In the frequency band of 5 to 10 kHz, the resistance component ZΩk of the conductor portion of the cell can be measured. In the frequency band of 20 to 40 Hz, the resistance component Zctk accompanying the electrochemical reaction can be measured. In the frequency band of 0.01 to 1 Hz, the resistance component Z D k accompanying the movement of the diffused resistance material can be measured. When the resistance component ZΩk increases, a failure such as an electrolyte membrane or a bus bar electrode provided in the fuel cell stack 1 is estimated. When the resistance component Zctk increases, a failure of an electrode reaction promoting material such as an anode electrode, a cathode electrode, or a catalyst included in the fuel cell stack 1 is estimated. When the resistance component Z D k increases, a failure in the introduction portion of the fuel cell stack 1 is estimated. The resistance component Z D can be improved by an operation (purge) of draining the generated water by operating the back pressure control valve 6 in FIG. 1. If a failure of the resistance component Z D is detected, there is a solution such as a purge. is necessary.

図６を参照して、図１の燃料電池システム及び燃料電池診断装置の動作を説明する。   With reference to FIG. 6, the operation of the fuel cell system and the fuel cell diagnostic apparatus of FIG. 1 will be described.

（イ）Ｓ０１段階において、イグニッションスイッチをオン状態とする。Ｓ０２段階において、燃料電池スタック１が発電を開始する。Ｓ０３段階においてＥＣＵ４は、空気流量ＱＮが所定の基準値ＱＮ１と実質的に同じであることを確認する。   (A) In step S01, the ignition switch is turned on. In step S02, the fuel cell stack 1 starts power generation. In step S03, the ECU 4 confirms that the air flow rate QN is substantially the same as the predetermined reference value QN1.

（ロ）その後、Ｓ０４段階において、燃料電池スタック１の温度Ｔが所定の基準範囲（Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２）であるか否かを確認する。Ｓ０５段階において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を交流インピーダンス測定モードに切り替える。即ち、上述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を、燃料電池スタック１に所定の周波数の交流を印加し、また印加する交流の周波数を複数の特定周波数帯で定期的に切り替えることができる動作モードに切り替える。   (B) Thereafter, in step S04, it is confirmed whether or not the temperature T of the fuel cell stack 1 is within a predetermined reference range (T1 <T <T2). In step S05, the DC / DC converter 2 is switched to the AC impedance measurement mode. That is, as described above, the DC / DC converter 2 can apply an alternating current of a predetermined frequency to the fuel cell stack 1 and can periodically switch the applied alternating frequency in a plurality of specific frequency bands. Switch to.

（ハ）Ｓ０６段階において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、燃料電池スタック１へ、周波数が１０ｋＨｚの交流電圧又は交流電流を印加し、セル電圧検出装置３は、応答電流Ｉ及び応答電圧Ｅを測定し、交流インピーダンスを測定する。Ｓ０７段階において、セル電圧検出装置３は、セル毎のインピーダンスＺΩ1、・・・、ＺΩnを算出する。   (C) In step S06, the DC / DC converter 2 applies an AC voltage or an AC current having a frequency of 10 kHz to the fuel cell stack 1, and the cell voltage detector 3 measures the response current I and the response voltage E. Measure AC impedance. In step S07, the cell voltage detection device 3 calculates impedances ZΩ1,..., ZΩn for each cell.

（ニ）Ｓ０８段階において、ＥＣＵ４は、ＺΩ1、・・・、ＺΩnのそれぞれが異常検出値ＺΩ0よりも小さいか否か判断する。Ｓ０９段階において、異常検出値ＺΩ0以上である抵抗成分ＺΩkは、対応するセルの電解質膜に異常があると判定され、セル番号ｋが検出される。   (D) In step S08, the ECU 4 determines whether each of ZΩ1,..., ZΩn is smaller than the abnormality detection value ZΩ0. In step S09, the resistance component ZΩk having an abnormality detection value ZΩ0 or more is determined to be abnormal in the electrolyte membrane of the corresponding cell, and the cell number k is detected.

（ホ）Ｓ１０段階において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、燃料電池スタック１へ、周波数が２０Ｈｚの交流電圧又は交流電流を印加し、セル電圧検出装置３は、応答電流Ｉ及び応答電圧Ｅを測定し、交流インピーダンスを測定する。Ｓ１１段階において、セル電圧検出装置３は、セル毎のインピーダンスＺct1、・・・、Ｚctnを算出する。   (E) In step S10, the DC / DC converter 2 applies an AC voltage or an AC current having a frequency of 20 Hz to the fuel cell stack 1, and the cell voltage detector 3 measures the response current I and the response voltage E. Measure AC impedance. In step S11, the cell voltage detection device 3 calculates impedances Zct1,..., Zctn for each cell.

（ヘ）Ｓ１２段階において、ＥＣＵ４は、Ｚct1、・・・、Ｚctnのそれぞれが異常検出値Ｚct0よりも小さいか否か判断する。Ｓ１３段階において、異常検出値Ｚct0以上である抵抗成分Ｚctkは、対応するセルのアノード電極又はカソード電極に異常があると判定され、セル番号ｋが検出される。   (F) In step S12, the ECU 4 determines whether each of Zct1,..., Zctn is smaller than the abnormality detection value Zct0. In step S13, it is determined that the resistance component Zctk having an abnormality detection value Zct0 or more is abnormal in the anode electrode or cathode electrode of the corresponding cell, and the cell number k is detected.

（ト）Ｓ１４段階において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、燃料電池スタック１へ、周波数が１Ｈｚの交流電圧又は交流電流を印加し、セル電圧検出装置３は、応答電流Ｉ及び応答電圧Ｅを測定し、交流インピーダンスを測定する。Ｓ１５段階において、セル電圧検出装置３は、セル毎のインピーダンスＺD1、・・・、ＺDnを算出する。 (G) In step S14, the DC / DC converter 2 applies an AC voltage or an AC current having a frequency of 1 Hz to the fuel cell stack 1, and the cell voltage detector 3 measures the response current I and the response voltage E. Measure AC impedance. In step S15, the cell voltage detection device 3 calculates impedances Z D 1,..., Z D n for each cell.

（チ）Ｓ１６段階において、ＥＣＵ４は、ＺD1、・・・、ＺDnのそれぞれが異常検出値ＺD0よりも小さいか否か判断する。Ｓ１７段階において、異常検出値ＺD0以上である抵抗成分ＺDkは、対応するセルのアノード電極又はカソード電極に異常があると判定され、セル番号ｋが検出される。 (H) In step S16, the ECU 4 determines whether each of Z D 1,..., Z D n is smaller than the abnormality detection value Z D 0. In step S17, it is determined that the resistance component Z D k that is equal to or greater than the abnormality detection value Z D 0 is abnormal in the anode electrode or cathode electrode of the corresponding cell, and the cell number k is detected.

（リ）Ｓ１８段階において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を交流インピーダンス測定モードとは異なる通常制御モードに切り替えて、燃料電池診断装置の動作は終了する。   (L) In step S18, the DC / DC converter 2 is switched to the normal control mode different from the AC impedance measurement mode, and the operation of the fuel cell diagnostic device is completed.

以上説明したように、車両用燃料電池システムが備えるＤＣ／ＤＣコンバータ２を使用して、燃料電池スタック１に所定の周波数で交流を重畳し、その時のセル毎、またはセルモジュール毎に電圧変化を測定して内部抵抗を測定し、得られたインピーダンス及びリアクタンスから燃料電池の異常検知を行う。これにより、セル毎またはセルモジュール毎に、別途、交流インピーダンス（内部抵抗）測定装置を設ける必要がなくなり、システム全体を小型化することができる。   As described above, the DC / DC converter 2 provided in the vehicle fuel cell system is used to superimpose an alternating current on the fuel cell stack 1 at a predetermined frequency, and a voltage change is performed for each cell or each cell module at that time. The internal resistance is measured and the abnormality of the fuel cell is detected from the obtained impedance and reactance. Thereby, it is not necessary to separately provide an AC impedance (internal resistance) measuring device for each cell or each cell module, and the entire system can be reduced in size.

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、内部抵抗測定時に、幾つかの特定周波数帯に属する任意の周波数で定期的にスイッチング周波数を変更することにより、幾つかの特定周波数帯で内部抵抗を測定することにより、抵抗増加の要因を推定することが可能となる。   Further, the DC / DC converter 2 measures the internal resistance in some specific frequency bands by periodically changing the switching frequency at any frequency belonging to some specific frequency bands when measuring the internal resistance. Thus, it is possible to estimate the cause of the increase in resistance.

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は、１つの実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 (Other embodiments)
As described above, the present invention has been described by one embodiment. However, it should not be understood that the description and the drawings, which form a part of this disclosure, limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、セル電圧検出装置３は、車両用燃料電池システムを搭載する車両のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がオンされた後から燃料電池スタック１が車両に搭載された主負荷（駆動用モータ５など）へ電力を供給し始める状態（Ｒｅａｄｙ状態）までの間、又はイグニッションスイッチがオフされた後から燃料電池スタック１が発電を停止するまでの間に、内部抵抗を測定することが望ましい。燃料電池スタック１は、走行時においてＤＣ／ＤＣコンバータ２を介して駆動用モータ５などの主負荷へ電力を供給する。そのため、内部抵抗測定時の電流を任意に変化させることができないからである。   For example, the cell voltage detection device 3 is connected to a main load (such as the drive motor 5) on which the fuel cell stack 1 is mounted after the ignition switch (IGN) of the vehicle on which the vehicle fuel cell system is mounted is turned on. It is desirable to measure the internal resistance until a state where power supply is started (Ready state) or after the ignition switch is turned off until the fuel cell stack 1 stops generating power. The fuel cell stack 1 supplies electric power to a main load such as a drive motor 5 via the DC / DC converter 2 during traveling. Therefore, the current at the time of measuring the internal resistance cannot be changed arbitrarily.

また、イグニッションスイッチがオンされた後の内部抵抗測定による診断結果に基づいて、燃料電池スタック１への燃料ガス及び酸化剤ガスの供給流量、燃料電池スタック１内での燃料ガス及び酸化剤ガスの圧力を制御する背圧制御弁の開度、及び燃料電池スタックが備える電解質膜を加湿する加湿水の水圧が補正されることが望ましい。即ち、ＩＧＮオン時の交流インピーダンス測定による診断結果に基づいて、燃料ガス又は酸化剤ガスの供給流量、燃料ガスの燃料電池スタック１内の圧力を制御する背圧制御弁６、及び電解質膜の湿潤に用いる水圧などを補正する。これにより、アノード電極、カソード電極や電解質膜の劣化による燃料電池性能の低下を抑制することができる。   Further, based on the diagnosis result by the internal resistance measurement after the ignition switch is turned on, the supply flow rate of the fuel gas and the oxidant gas to the fuel cell stack 1, the fuel gas and the oxidant gas in the fuel cell stack 1 It is desirable to correct the opening of the back pressure control valve that controls the pressure and the water pressure of the humidifying water that humidifies the electrolyte membrane included in the fuel cell stack. That is, the back pressure control valve 6 for controlling the supply flow rate of the fuel gas or the oxidant gas, the pressure of the fuel gas in the fuel cell stack 1 and the wetness of the electrolyte membrane based on the diagnosis result by the AC impedance measurement when the IGN is on. Correct the water pressure used for the operation. Thereby, it is possible to suppress a decrease in fuel cell performance due to deterioration of the anode electrode, the cathode electrode and the electrolyte membrane.

更に、セル電圧検出装置３は、燃料電池スタック１への燃料ガス及び酸化剤ガスの供給流量が所定流量と実質的に一致した時に、内部抵抗を測定する。即ち、燃料ガスまたは酸化剤ガスの流量がそれぞれ所定流量と略一致した時に交流を測定する。これにより、燃料電池スタック１の発電状態を制御し、異常判断基準値との比較が可能となり、その精度を向上させることができる。   Further, the cell voltage detection device 3 measures the internal resistance when the supply flow rates of the fuel gas and the oxidant gas to the fuel cell stack 1 substantially coincide with the predetermined flow rates. That is, the alternating current is measured when the flow rate of the fuel gas or the oxidant gas substantially matches the predetermined flow rate. Thereby, the power generation state of the fuel cell stack 1 can be controlled and compared with the abnormality determination reference value, and the accuracy can be improved.

更に、セル電圧検出装置３は、燃料電池スタック１の温度が所定範囲内にある時に、内部抵抗を測定する。即ち、燃料電池スタック１の温度が所定範囲にある時に内部抵抗を測定する。これにより、燃料電池スタック１の発電状態を制御し、異常判断基準値との比較が可能となり、その精度を向上させる。   Furthermore, the cell voltage detection device 3 measures the internal resistance when the temperature of the fuel cell stack 1 is within a predetermined range. That is, the internal resistance is measured when the temperature of the fuel cell stack 1 is within a predetermined range. Thereby, the power generation state of the fuel cell stack 1 can be controlled and compared with the abnormality determination reference value, and the accuracy is improved.

更に、本発明に係わる燃料電池診断装置及び方法は、車両用の燃料電池システムに限らず、その他の省スペース型の燃料電池システムに適用することができ、顕著な効果を奏する。   Furthermore, the fuel cell diagnostic apparatus and method according to the present invention can be applied not only to a vehicle fuel cell system but also to other space-saving fuel cell systems, and have a remarkable effect.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。   Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from this disclosure.

本発明の実施の形態に係わる燃料電池システム及びその燃料電池診断装置を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a fuel cell system and a fuel cell diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１の燃料電池システムのうち燃料電池診断装置にかかわる部分を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the part in connection with a fuel cell diagnostic apparatus among the fuel cell systems of FIG. 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、燃料電池スタック１へ交流を印加した時のセル毎又はセルモジュール毎に生じる応答電流と応答電圧の例を示すグラフである。FIGS. 3A and 3B are graphs showing examples of response current and response voltage generated for each cell or each cell module when alternating current is applied to the fuel cell stack 1. 燃料電池スタックを構成するセルの等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of the cell which comprises a fuel cell stack. ＤＣ／ＤＣコンバータが切り替える交流の周波数が属する特定周波数帯の例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of the specific frequency band to which the alternating frequency switched by a DC / DC converter belongs. 図１の燃料電池システム及び燃料電池診断装置の動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the fuel cell system of FIG. 1, and a fuel cell diagnostic apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１…燃料電池スタック
２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３…セル電圧検出手段（セル電圧検出装置）
４…ＥＣＵ（電子制御装置）
５…駆動用モータ
６…背圧制御弁
７…アノード加湿器
８…補助電源
９…水素タンク
１０…熱交換器
１１…エゼクタ
１２…貯留タンク
１３…酸素センサ
１４…エアーコンプレッサ
１５…冷却器
１６…カソード加湿器
１７…圧力センサ
１８…モータ
１９…出力制御器
２０…大気圧センサ
２１…温度センサ
χ…リアクタンス成分
ＣD…容量成分
Ｃ１〜Ｃｎ…セル又はセルモジュール
Ｅ…応答電圧
Ｉ…応答電流
Ｌ…インダクタンス成分
Ｔ…温度
ＺDk、Ｚctk、ＺΩk…抵抗成分
Ｚ…インピーダンス
ｋ…セル番号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell stack 2 ... DC / DC converter 3 ... Cell voltage detection means (cell voltage detection apparatus)
4 ... ECU (electronic control unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Drive motor 6 ... Back pressure control valve 7 ... Anode humidifier 8 ... Auxiliary power supply 9 ... Hydrogen tank 10 ... Heat exchanger 11 ... Ejector 12 ... Storage tank 13 ... Oxygen sensor 14 ... Air compressor 15 ... Cooler 16 ... Cathode humidifier 17 ... Pressure sensor 18 ... Motor 19 ... Output controller 20 ... Atmospheric pressure sensor 21 ... Temperature sensor χ ... Reactance component C D ... Capacitance component C1-Cn ... Cell or cell module E ... Response voltage I ... Response current L ... Inductance component T ... Temperature Z D k, Zctk, ZΩk ... Resistance component Z ... Impedance k ... Cell number

Claims (7)

複数のセル又はセルモジュールを備える燃料電池スタックの電圧を昇降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを有する燃料電池システムに対する燃料電池診断装置であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを使用して前記燃料電池スタックに所定の周波数の交流を印加する交流印加手段と、
前記所定の周波数の交流を印加した時のセル毎またはセルモジュール毎の電圧変化を測定して前記セル毎またはセルモジュール毎の内部抵抗を測定するセル電圧検出手段と、
前記内部抵抗及び前記内部抵抗に含まれるリアクタンスから前記セル毎またはセルモジュール毎の異常を検知する異常検知手段
とを有することを特徴とする燃料電池診断装置。 A fuel cell diagnostic apparatus for a fuel cell system having a DC / DC converter for stepping up and down a voltage of a fuel cell stack including a plurality of cells or cell modules,
AC applying means for applying an alternating current of a predetermined frequency to the fuel cell stack using the DC / DC converter;
A cell voltage detecting means for measuring a voltage change for each cell or cell module when an alternating current of the predetermined frequency is applied and measuring an internal resistance for each cell or each cell module;
An abnormality detection means for detecting an abnormality for each cell or each cell module from the internal resistance and reactance included in the internal resistance. 前記内部抵抗を測定している時に、前記交流印加手段は、印加する交流の周波数を複数の特定周波数帯で切り替えることを特徴とする請求項１記載の燃料電池診断装置。   2. The fuel cell diagnostic apparatus according to claim 1, wherein when measuring the internal resistance, the AC applying unit switches the frequency of the AC to be applied in a plurality of specific frequency bands. 前記セル電圧検出手段は、前記車両用燃料電池システムを搭載する車両のイグニッションスイッチがオンされた後から前記燃料電池スタックが前記車両に搭載された主負荷へ電力を供給し始めるまでの間、又は前記イグニッションスイッチがオフされた後から前記燃料電池スタックが発電を停止するまでの間に、前記内部抵抗を測定することを特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池診断装置。   The cell voltage detecting means is a period from when an ignition switch of a vehicle on which the vehicle fuel cell system is mounted is turned on until the fuel cell stack starts to supply power to a main load mounted on the vehicle, or The fuel cell diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, wherein the internal resistance is measured after the ignition switch is turned off until the fuel cell stack stops generating power. 前記イグニッションスイッチがオンされた後の内部抵抗測定による診断結果に基づいて、前記燃料電池スタックへの燃料ガス及び酸化剤ガスの供給流量、前記燃料電池スタック内での前記燃料ガス及び酸化剤ガスの圧力を制御する背圧制御弁の開度、及び前記燃料電池スタックが備える電解質膜を加湿する加湿水の水圧が補正されることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の燃料電池診断装置。   Based on the diagnosis result of the internal resistance measurement after the ignition switch is turned on, the supply flow rate of the fuel gas and the oxidant gas to the fuel cell stack, the fuel gas and the oxidant gas in the fuel cell stack 4. The fuel cell according to claim 1, wherein an opening of a back pressure control valve for controlling pressure and a water pressure of humidified water for humidifying an electrolyte membrane included in the fuel cell stack are corrected. 5. Diagnostic device. 前記セル電圧検出手段は、前記燃料電池スタックへの前記燃料ガス及び酸化剤ガスの供給流量が所定流量と実質的に一致した時に、前記内部抵抗を測定することを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載の燃料電池診断装置。   5. The cell voltage detection means measures the internal resistance when the supply flow rates of the fuel gas and oxidant gas to the fuel cell stack substantially coincide with a predetermined flow rate. The fuel cell diagnostic device according to any one of the preceding claims. 前記セル電圧検出手段は、前記燃料電池スタックの温度が所定範囲内にある時に、前記内部抵抗を測定することを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載の燃料電池診断装置。   6. The fuel cell diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the cell voltage detection unit measures the internal resistance when the temperature of the fuel cell stack is within a predetermined range. 複数のセル又はセルモジュールを備える燃料電池スタックの電圧を昇降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを有する燃料電池システムに対する燃料電池診断方法であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを使用して前記燃料電池スタックに所定の周波数の交流を印加し、
前記所定の周波数の交流を印加した時のセル毎またはセルモジュール毎の電圧変化を測定して前記セル毎またはセルモジュール毎の内部抵抗を測定し、
前記内部抵抗及び前記内部抵抗に含まれるリアクタンスから前記セル毎またはセルモジュール毎の異常を検知する
ことを特徴とする燃料電池診断方法。 A fuel cell diagnostic method for a fuel cell system having a DC / DC converter for stepping up and down a voltage of a fuel cell stack including a plurality of cells or cell modules,
Applying an alternating current of a predetermined frequency to the fuel cell stack using the DC / DC converter;
Measure the voltage change for each cell or cell module when applying alternating current of the predetermined frequency to measure the internal resistance for each cell or cell module,
An abnormality for each cell or each cell module is detected from the internal resistance and reactance included in the internal resistance.
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Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007020882A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and fuel cell system operating method
JP2007250461A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Fujitsu Ltd Fuel cell system, and control method thereof
JP2007294319A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2008010176A (en) * 2006-06-27 2008-01-17 Hitachi Ltd Abnormality diagnostic system and abnormality diagnostic method of fuel cell power generation system, fuel cell power generation system, and its operation method
WO2008032537A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2008226592A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Toyota Motor Corp Fuel cell system
WO2009028637A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2009051252A1 (en) * 2007-10-17 2009-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2009084448A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2009210314A (en) * 2008-03-03 2009-09-17 Denso Corp Fuel cell system
DE112007002656T5 (en) 2006-12-15 2009-10-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Fuel cell system and fuel cell system startup method
DE112008001355T5 (en) 2007-05-31 2010-04-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi The fuel cell system
DE112008002742T5 (en) 2007-10-17 2010-11-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi The fuel cell system
WO2010143250A1 (en) * 2009-06-08 2010-12-16 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP2011014284A (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell internal state detecting device
JP2011258567A (en) * 2011-08-04 2011-12-22 Toyota Motor Corp Fuel cell system
EP2416422A1 (en) * 2009-03-31 2012-02-08 Toto Ltd. Solid electrolyte fuel cell
US8129998B2 (en) 2005-08-09 2012-03-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Performance degradation analyzer and method of the same
JP2012518781A (en) * 2009-02-24 2012-08-16 エリオン Method for measuring condition of electrochemical device
WO2013018641A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 アルプス・グリーンデバイス株式会社 Battery device temperature measurement method
US8432168B2 (en) 2007-11-08 2013-04-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
KR101438959B1 (en) 2012-12-20 2014-09-11 현대오트론 주식회사 Fuel cell stack diagnosis device having isulating circuit and method for the same
JP2014235780A (en) * 2013-05-30 2014-12-15 日産自動車株式会社 Fuel cell system
JP2014235781A (en) * 2013-05-30 2014-12-15 日産自動車株式会社 Fuel cell system
CN106486684A (en) * 2015-08-27 2017-03-08 丰田自动车株式会社 Diagnostic device
WO2017125310A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Audi Ag Method for determining performance information of a battery of a motor vehicle on-board power system that is connected to a direct current converter, and motor vehicle
KR101866072B1 (en) * 2016-10-18 2018-06-08 현대자동차주식회사 Apparatus for diagnosing state of fuel cell stack and method thereof
KR101879647B1 (en) * 2016-09-20 2018-07-18 주식회사 한컴유니맥스 Management system for fuel cell
JP2019079631A (en) * 2017-10-20 2019-05-23 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
CN109921068A (en) * 2017-11-17 2019-06-21 奥迪股份公司 Diagnostic system, the fuel cell system with diagnostic system and the method for determining cathode gas dirt
KR102379914B1 (en) * 2021-06-29 2022-03-29 지엘홀딩스 주식회사 Fuel cell failure diagnosis system using bi-metal switch and the method using it
KR102379920B1 (en) * 2021-06-29 2022-03-29 지엘홀딩스 주식회사 Fuel cell failure diagnosis system using bi-metal switch and parallel circuit and the method using it

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367650A (en) * 2001-06-06 2002-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Abnormality detecting method for solid polymer fuel cell
JP2003086220A (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Denso Corp Fuel cell system
JP2003223918A (en) * 2002-01-31 2003-08-08 Hioki Ee Corp Resistance measurement equipment and diagnostic equipment

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367650A (en) * 2001-06-06 2002-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Abnormality detecting method for solid polymer fuel cell
JP2003086220A (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Denso Corp Fuel cell system
JP2003223918A (en) * 2002-01-31 2003-08-08 Hioki Ee Corp Resistance measurement equipment and diagnostic equipment

Cited By (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8129998B2 (en) 2005-08-09 2012-03-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Performance degradation analyzer and method of the same
WO2007020882A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and fuel cell system operating method
JP2007250461A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Fujitsu Ltd Fuel cell system, and control method thereof
JP2007294319A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2008010176A (en) * 2006-06-27 2008-01-17 Hitachi Ltd Abnormality diagnostic system and abnormality diagnostic method of fuel cell power generation system, fuel cell power generation system, and its operation method
DE112007002072B4 (en) * 2006-09-11 2016-10-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha The fuel cell system
WO2008032537A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2008098134A (en) * 2006-09-11 2008-04-24 Toyota Motor Corp Fuel cell system
US8268495B2 (en) 2006-09-11 2012-09-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller in a fuel cell system that controls the measurement of AC impedance and drives the DC/DC converter
KR101006217B1 (en) 2006-09-11 2011-01-07 도요타 지도샤（주） Fuel cell system
DE112007002072T5 (en) 2006-09-11 2009-06-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi The fuel cell system
US9048500B2 (en) 2006-12-15 2015-06-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system with controlled standby power
DE112007002656T5 (en) 2006-12-15 2009-10-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Fuel cell system and fuel cell system startup method
DE112007002656B4 (en) 2006-12-15 2020-08-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and fuel cell system starting procedure
WO2008114759A1 (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
US8048580B2 (en) 2007-03-12 2011-11-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system with an oxidation gas flow controller
KR101126663B1 (en) * 2007-03-12 2012-03-29 도요타 지도샤（주） Fuel cell system
CN101569045B (en) * 2007-03-12 2012-05-16 丰田自动车株式会社 Fuel cell system
JP2008226592A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Toyota Motor Corp Fuel cell system
DE112008001355T5 (en) 2007-05-31 2010-04-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi The fuel cell system
US8451006B2 (en) 2007-05-31 2013-05-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
DE112008001355B4 (en) * 2007-05-31 2015-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha AC impedance measurement method for a fuel cell system
US8460835B2 (en) 2007-08-28 2013-06-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2009028637A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
KR101099739B1 (en) 2007-08-28 2011-12-28 도요타 지도샤（주） Fuel cell system
US8309262B2 (en) 2007-10-17 2012-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2009051252A1 (en) * 2007-10-17 2009-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
DE112008002742T5 (en) 2007-10-17 2010-11-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi The fuel cell system
US8432168B2 (en) 2007-11-08 2013-04-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2009158398A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Toyota Motor Corp Fuel cell system
US8795915B2 (en) 2007-12-27 2014-08-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
WO2009084448A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2009210314A (en) * 2008-03-03 2009-09-17 Denso Corp Fuel cell system
JP2012518781A (en) * 2009-02-24 2012-08-16 エリオン Method for measuring condition of electrochemical device
EP2416422A4 (en) * 2009-03-31 2014-04-23 Toto Ltd Solid electrolyte fuel cell
EP2416422A1 (en) * 2009-03-31 2012-02-08 Toto Ltd. Solid electrolyte fuel cell
CN102460921A (en) * 2009-06-08 2012-05-16 丰田自动车株式会社 Fuel cell system
DE112009004881B4 (en) * 2009-06-08 2017-10-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha The fuel cell system
WO2010143250A1 (en) * 2009-06-08 2010-12-16 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP5029978B2 (en) * 2009-06-08 2012-09-19 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
US8906567B2 (en) 2009-06-08 2014-12-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2011014284A (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell internal state detecting device
JP5261622B1 (en) * 2011-08-01 2013-08-14 アルプス・グリーンデバイス株式会社 Power storage device temperature measurement method
US9229061B2 (en) 2011-08-01 2016-01-05 Alps Green Devices Co., Ltd. Electrical storage device temperature measuring method
KR101609076B1 (en) 2011-08-01 2016-04-04 알프스 그린 디바이스 가부시키가이샤 Battery device temperature measurement method
WO2013018641A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 アルプス・グリーンデバイス株式会社 Battery device temperature measurement method
JP2011258567A (en) * 2011-08-04 2011-12-22 Toyota Motor Corp Fuel cell system
KR101438959B1 (en) 2012-12-20 2014-09-11 현대오트론 주식회사 Fuel cell stack diagnosis device having isulating circuit and method for the same
JP2014235780A (en) * 2013-05-30 2014-12-15 日産自動車株式会社 Fuel cell system
JP2014235781A (en) * 2013-05-30 2014-12-15 日産自動車株式会社 Fuel cell system
CN106486684B (en) * 2015-08-27 2019-11-08 丰田自动车株式会社 Diagnostic device
US10180462B2 (en) 2015-08-27 2019-01-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Diagnostic device
CN106486684A (en) * 2015-08-27 2017-03-08 丰田自动车株式会社 Diagnostic device
CN108474825A (en) * 2016-01-22 2018-08-31 奥迪股份公司 The method and motor vehicle of the effective power information of battery for onboard power system determining motor vehicle, being connected on commutator transformer
US10391885B2 (en) 2016-01-22 2019-08-27 Audi Ag Method for determining performance information of a battery of a motor vehicle on-board power system that is connected to a direct current converter, and motor vehicle
WO2017125310A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Audi Ag Method for determining performance information of a battery of a motor vehicle on-board power system that is connected to a direct current converter, and motor vehicle
KR101879647B1 (en) * 2016-09-20 2018-07-18 주식회사 한컴유니맥스 Management system for fuel cell
KR101866072B1 (en) * 2016-10-18 2018-06-08 현대자동차주식회사 Apparatus for diagnosing state of fuel cell stack and method thereof
JP2019079631A (en) * 2017-10-20 2019-05-23 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
CN109921068A (en) * 2017-11-17 2019-06-21 奥迪股份公司 Diagnostic system, the fuel cell system with diagnostic system and the method for determining cathode gas dirt
US11245124B2 (en) * 2017-11-17 2022-02-08 Volkswagen Ag Diagnostic system, fuel cell system having a diagnostic system, and method for determining cathode gas contamination
KR102379914B1 (en) * 2021-06-29 2022-03-29 지엘홀딩스 주식회사 Fuel cell failure diagnosis system using bi-metal switch and the method using it
KR102379920B1 (en) * 2021-06-29 2022-03-29 지엘홀딩스 주식회사 Fuel cell failure diagnosis system using bi-metal switch and parallel circuit and the method using it

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