CN101199074A - 燃料电池***中的燃料电池的绝缘电阻的测定 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池***，具有燃料电池(100)、测定燃料电池(100)和外部导体之间的绝缘电阻的绝缘电阻测定部(340)、及控制燃料电池(100)的发电状态的控制部(400)。该绝缘电阻测定部(340)，在控制部将燃料电池(100)维持在燃料电池(100)的输出电压变动位于规定容许范围内的稳定状态下的条件下，进行绝缘电阻的测定。

Description

燃料电池***中的燃料电池的绝缘电阻的测定
技术领域
本发明涉及测定燃料电池***中的燃料电池的绝缘电阻的技术。
背景技术
在通过循环的冷却水冷却燃料电池的水冷式燃料电池***中，由于析出到冷却水中的离子，冷却水的导电率随着时间上升。当冷却水的导电率变高时，燃料电池中产生的电流在冷却水中流动，从而存在不能有效地导出产生的电力的担忧。而且，当流经冷却水的电流使冷却水电解时，会存在下述担忧，即，在冷却水流路中产生气泡，产生的气泡妨碍从电池单元到冷却水的热传递，从而燃料电池的冷却变得不充分。因此，以前为了抑制伴随冷却水的导电率上升而产生的各种故障，将冷却水的导电率的上升作为燃料电池的绝缘电阻进行检测，根据需要进行除去冷却水中的离子的离子除去过滤器或冷却水等的更换。
但是，如果在测定燃料电池的绝缘电阻时，燃料电池的输出电压发生变动，那么绝缘电阻的测定结果会产生误差，而且会产生导电率上升的误检，例如应该检测出而未检测出冷却水的导电率上升的情况，或者将实际上导电率未上升的冷却水的导电率检测为上升的情况。虽然这种问题在通过绝缘电阻检测冷却水的导电率上升的水冷式燃料电池***中比较显著，但是一般地，在测定绝缘电阻以检测漏电等燃料电池***故障的燃料电池***中也是普遍存在的。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术问题而提出的，其目的在于提高燃料电池的绝缘电阻的测定精度。
为了实现上述目的的至少一部分，本发明的燃料电池***为一种将电力供给负载的燃料电池***，其中，具有：燃料电池；测定所述燃料电池和外部导体之间的绝缘电阻的绝缘电阻测定部；和控制所述燃料电池的发电状态的控制部，所述绝缘电阻测定部，在所述控制部将所述燃料电池维持在所述燃料电池输出电压的变动处于规定容许范围内的稳定状态的条件下，进行所述绝缘电阻的测定。
根据这种结构，绝缘电阻的测定在作为绝缘电阻测定误差的产生原因的输出电压变动处于规定容许范围内的稳定状态下进行。因此，能进一步提高燃料电池的绝缘电阻测定精度。
另外，本发明能以各种形式实现，例如能以下述形式实现，即，燃料电池***的绝缘电阻的测定装置和测定方法、该测定装置的控制装置及控制方法、利用这些装置及方法的燃料电池***、利用该燃料电池***的发电装置及搭载该燃料电池的电动汽车等。
附图说明
图1为表示作为本发明的一实施例的电动汽车10的结构的说明图。
图2为表示由绝缘电阻测定部340进行的燃料电池100的绝缘电阻测定的情况的说明图。
图3为表示第一实施例的燃料电池100的绝缘电阻测定程序的流程图。
图4为表示第一实施例的燃料电池100的运转状态的时间变化的说明图。
图5为表示第二实施例的燃料电池100的绝缘电阻测定程序的流程图。
图6为表示存在交叉泄漏的燃料电池在输出停止模式下的运转状况的说明图。
图7为表示充电控制开始前后的燃料电池100的输出电流IFC和输出电压VFC之间的关系的说明图。
图8为表示第三实施例的燃料电池100的绝缘电阻测定程序的流程图。
具体实施方式
接着，基于实施例以下面的顺序对实施本发明的最佳方式进行说明。
A.第一实施例
B.第二实施例
C.第三实施例
D.变形例
A.第一实施例
图1为作为本发明的一实施例的电动汽车10的简略结构图。该电动汽车10具有燃料电池100、流体单元200、电力单元300和控制单元400。燃料电池100通过层叠多个电池单元102而构成。上述燃料电池100、流体单元200、电力单元300和控制单元400搭载在作为外部导体的电动汽车10的车体12上。
流体单元200具有氧化剂气体供给部210、阴极废气排出部220、燃料气体供给部230、循环泵240、阳极废气排出部250和冷却水循环部260。
氧化剂气体供给部210具有空气泵212。该空气泵212从外部气体产生压缩空气。所产生的压缩空气作为包含供燃料电池100使用的氧的氧化剂气体，通过氧化剂气体供给配管214供给燃料电池100。供给燃料电池100的氧化剂气体被供给构成燃料电池100的电池单元102内的阴极。氧化剂气体中的氧在阴极通过燃料电池反应消耗掉。因燃料电池反应导致氧浓度降低的氧化剂气体(一般，称作“阴极废气”)从燃料电池100经阴极废气排出配管222排到阴极废气排出部220。阴极废气排出部220将从燃料电池100排出的阴极废气排到大气中。
燃料气体供给部230具有燃料气体罐232。在该燃料气体罐232中填充有用作燃料气体的氢气。填充到燃料气体罐232中的氢气通过设置在燃料气体供给部230中的减压装置(图中未示出)调整压力。调整压力后的氢气经第一燃料气体供给配管234供给第二燃料气体供给配管236。将阳极废气(后面描述)供给第二燃料气体供给配管236，将混合了氢气与阳极废气的燃料气体供给燃料电池100。
供给燃料电池100的燃料气体被供给电池单元102内的阳极。燃料气体中的氢在阳极通过燃料电池反应消耗掉。因燃料电池反应导致氢浓度降低的燃料气体(一般，称作“阳极废气”)通过第一阳极废气排出配管242和第一回流配管244供给循环泵240。循环泵240通过第二回流配管246使阳极废气回流到第二燃料气体供给配管236。通过由该循环泵240进行的阳极废气的回流，燃料气体在第二燃料气体供给配管236、燃料电池100、第一阳极废气排出配管242、第一回流配管244、循环泵240和第二回流配管246之间循环。
阳极废气排出部250通过第二阳极废气排出配管252连接到第一阳极废气排出配管242上。在循环的燃料气体中的杂质浓度变高等情况下，阳极废气排出部250根据需要将阳极废气排放到大气中。这时，阳极废气排出部250进行使包含在阳极废气中的氢燃烧的非活性处理。
冷却水循环部260具有散热器262和冷却水泵264。冷却水泵264将冷却水供给燃料电池100。供给燃料电池100的冷却水在通过设置在燃料电池100内的冷却水流路时，从电池单元102接收由燃料电池反应产生的热。接收热后温度上升的冷却水被供给散热器262。供给散热器262的冷却水通过将热排放到大气中而温度降低。将通过散热器262放热后的冷却水被供给冷却水泵264，由此冷却水在冷却水循环部260和燃料电池100之间循环。
另外，离子从冷却水的流路壁面析出到循环的冷却水中。因此，冷却水的离子浓度随时间增加，冷却水的导电率变高。冷却水在流经燃料电池100内的冷却水流路时，与构成燃料电池100的电池单元102接触。当接触到电池单元102的冷却水的导电率变高时，在各电池单元102中产生的电流在冷却水中流过，所以不能有效地导出产生的电力。而且，当在冷却水中流过的电流使冷却水电解时，在燃料电池100内的冷却水流路中产生气泡，产生的气泡会妨碍电池单元102中产生的热向冷却水的传递，从而会存在燃料电池100的冷却不充分的担忧。
冷却水与燃料电池100的电池单元102和散热器262都接触。散热器262通常与车体12电连接，所以当冷却水的导电率上升时，燃料电池100和车体12之间的绝缘电阻降低。因此，在第一实施例中，通过检测出燃料电池100和车体12之间的绝缘电阻(以下仅称作“绝缘电阻”)的降低，可以检测出冷却水的导电率的上升。
电力单元300具有直流电压表312、输出开关314、二次电池320、高电压负载330和绝缘电阻测定部340。高电压负载330具有转换器332、高压辅机334和换流器336。
燃料电池100与电力单元300具有的两条配线20、22连接。在两条配线20、22之间连接用于测定燃料电池100的输出电压的直流电压表312。连接到燃料电池100的配线22通过输出开关314与配线24连接。在配线20和配线24之间相互并列地连接与二次电池320相连的转换器332、高压辅机334和换流器336。
在二次电池320上设置用于检测二次电池320的残存容量的残存容量监视器322。作为残存容量监视器322，能利用累计二次电池320的充电·放电的电流值与时间的SOC测量器、或电压传感器。
转换器332变换二次电池320的电压，以将配线22与配线24之间的电压Vt设定到目标电压。在与输出开关314连接的状态(ON状态)下，通过转换器332设定的两条配线22、24之间的设定电压Vt调节燃料电池100的输出电流。另外，在后面描述输出开关314的连接状态及燃料电池100的输出电流的控制。
高压辅机334直接利用通过两条配线22、24供给的电力，而不对其进行电压变换。在高压辅机334中例如包括分别驱动空气泵212、循环泵240和冷却水泵264的马达(图中未示出)、或电动汽车10具有的空调装置。
换流器336将经两条配线22、24供给的直流电变换成三相交流电并将其供给马达(图中未示出)。马达通过由换流器336供给的电力产生电动汽车10的推进力。
另外，高压辅机334和换流器336成为由燃料电池100、流体单元200、电力单元300和控制单元400构成的燃料电池***的负载。
在电力单元300的配线20上连接绝缘电阻测定部340。绝缘电阻测定部340测定燃料电池100与车体12之间的绝缘电阻。另外，在后面描述由绝缘电阻测定部340进行的绝缘电阻的测定。
控制单元400构成具有CPU、ROM、RAM和计时器等的微型计算机。控制单元400取得直流电压表312和残存容量监视器322的输出信号、电动汽车10的起动开关的ON·OFF信号、电动汽车的档位和油门开度之类的操作信号等各种信号。根据上述各种信号实行各种控制处理，并将驱动信号输出到构成流体单元200和电力单元300的各个器件。
而且，控制单元400取得绝缘电阻测定部340输出的绝缘电阻测定值。在取得的绝缘电阻测定值变得小于规定绝缘电阻下限值的情况下，判断为冷却水的导电率上升。在判断出冷却水的导电率上升的情况下，控制单元400例如在电动汽车100的显示面板(图中未示出)上显示促使更换冷却水的警告。
图2为表示由绝缘电阻测定部340进行的燃料电池100的绝缘电阻测定的情况的说明图。图2所示的电路与由图1所示的燃料电池100和电力单元300构成的电路等效。另外，在图2中，将燃料电池100和电动汽车10(图1)的车体12之间的绝缘电阻图示为单个的绝缘电阻Rx。
绝缘电阻测定部340具有交流电源342、检测电阻Rs、电容器Cs、带通滤波器(BPF)344和交流电压表346。带通滤波器344为将交流电源342的发射频率fs作为中心频率的带通滤波器。通过该带通滤波器344降低到达交流电压表346的噪声。
从图2可以清楚地看到，在交流电源342的发射频率fs下的电容器Cs的阻抗非常小、燃料电池100的输出电压不变动的情况下，绝缘电阻的电阻值Rx使用交流电源342的测定信号电压Vs、交流电压表346处的检测电压Vm、检测电阻的电阻值Rs，通过以下的公式(1)求出。
Rx＝Rs×Vm/(Vs-Vm)    …(1)
检测电阻的电阻值Rs和交流电源342的测定信号电压Vs为预先设定的值。因此，可以利用交流电压表346的检测电压Vm算出绝缘电阻的电阻值Rx。
当燃料电池100的输出电压变动时，配线20的电压与输出电压的变动对应地变化。在配线20的电压变动包含接近交流电源342的发射频率fs的频率的交流成分(以下仅称作“交流成分”)的情况下，配线20的电压的交流成分通过带通滤波器344到达交流电压表346。这样，当配线20的电压的交流成分施加到交流电压表346上时，检测电压Vm变动，计算出的绝缘电阻的电阻值成为与实际的电阻值Rx不同的值。因此，在第一实施例中，在将燃料电池100保持在燃料电池100的输出电压VFC的变动处于规定容许范围内的稳定状态下进行绝缘电阻的测定。另外，可对应绝缘电阻测定部340的结构和检测出的绝缘电阻的值算出输出电压VFC的变动的规定容许范围，以便抑制由输出电压VFC的交流成分引起的绝缘电阻的测定误差。
图3为表示第一实施例的燃料电池100的绝缘电阻测定程序的流程图。例如在电动汽车10的运转过程中，以规定的时间间隔执行该绝缘电阻测定程序。
图4为表示第一实施例的燃料电池100的运转状态的时间变化的说明图。图4所示的各曲线图的横轴分别表示时间。图4(a)的曲线图的纵轴表示燃料电池100的运转模式。图4(b)的曲线图的纵轴表示氧化剂气体和燃料气体(以下，将它们合起来称作“反应气体”)向燃料电池100的供给状态。而且，图4(c)的曲线图的纵轴表示输出开关314(图1)的连接状态。图4(d)的曲线图的实线表示燃料电池100的输出电压VFC的时间变化的情况，图4(d)的虚线表示转换器332(图1)设定的两条配线22、24(图1)之间的设定电压Vt。图4(e)的曲线图的纵轴表示燃料电池100的输出电流IFC。
在图3的步骤S100中，控制单元400判断燃料电池100是否在输出电压稳定的输出停止模式(后面描述)下运转。在判断为燃料电池100的运转模式不是输出停止模式的情况下，控制返回到步骤S100。而且，在燃料电池100的运转模式成为输出停止模式之前，反复实行步骤S100。
在图4的例子中，在时刻t0以前，燃料电池100在通常运转模式下运转。如图4(b)所示，在通常运转模式下，反应气体被供给燃料电池100。这时，如图4(b)所示，输出开关314保持在用于将燃料电池100产生的电力供给高电压负载330(图1)的ON状态。由于输出开关314成为ON状态，所以燃料电池100的输出电压VFC与转换器332设定的设定电压Vt相等。对应高电压负载330要求的电力调整该设定电压Vt。如图4(d)及图4(e)所示，当输出电压VFC变高时，燃料电池100的输出电流IFC减小；当输出电压VFC降低时，燃料电池100的输出电流IFC增加。
这样，在燃料电池100处于通常运转模式的情况下，会存在由于燃料电池100的输出电压VFC的变动而使绝缘电阻测定结果产生误差的担忧。因此，在第一实施例中，在燃料电池100成为输出停止模式之前，反复实行图3的步骤S100，不实行燃料电池100的绝缘电阻的测定。
接着，在图4的例子中，燃料电池100的运转状态在时刻t0从通常运转模式切换到输出停止模式。而且，从时刻t0到时刻t1的期间，燃料电池100的运转状态保持为输出停止模式。另外，例如在二次电池320(图1)的残存容量多、高电压负载330的需求电力少的情况下，燃料电池100以输出停止模式运转。
如后所述，输出停止模式为，在燃料电池***工作的状态下使燃料电池100暂时停止发电的燃料电池100的运转模式。在输出停止模式下的运转过程中，控制单元400及高电压负载330通过由二次电池320供给的电力维持在工作状态。该输出停止模式下的燃料电池100的运转一般称作间歇运转。
在输出停止模式下，如图4(b)所示，停止反应气体向燃料电池100的供给。具体地说，控制单元400，在停止空气泵212(图1)和循环泵240(图1)的驱动的同时，停止从燃料气体供给部230供给氢气和从阳极废气排出部250向外部排出阳极废气。而且，控制单元400，在停止供给反应气体的同时，将输出开关314设定为OFF状态。当输出开关314成为OFF状态时，燃料电池100的输出电流IFC变为0，因此燃料电池的输出电压VFC成为开路电压OCV。另外，在燃料电池100以输出停止模式运转的情况下，转换器332将设定电压Vt设定为例如二次电池320的两端电压，以抑制电力单元300的损失。
如图3的流程图所示，当燃料电池100成为输出停止模式时，控制从步骤S100移至步骤S110。在步骤S110中，控制单元400向绝缘电阻测定部340发出开始测定绝缘电阻的指示。而且，当绝缘电阻的测定结束时，图3的绝缘电阻测定程序终止。
在图4的例子中，在时刻tS开始绝缘电阻的测定。为了抑制因噪声等产生误差，绝缘电阻的测定持续规定的时间TM(例如30秒)。在从时刻tS到时刻tE(tS+TM)的期间，输出开关314为OFF状态，所以燃料电池100的输出电压VFC大致维持在开路电压OCV。因此，能抑制由于燃料电池100的输出电压VFC的变动而使绝缘电阻的测定值产生误差的情况。
在图4的例子中，在时刻t1，燃料电池100的运转状态从输出停止模式切换到通常运转模式。这时，如图4(b)所示，控制单元400再次开始向燃料电池100供给反应气体。随着再次开始供给反应气体，控制单元400将输出开关314设定为ON状态。当输出开关314成为ON状态时，燃料电池100的输出电压VFC变为转换器332设定的设定电压Vt。在时刻t1以后，和时刻t0以前一样，燃料电池100的输出电流IFC对应输出电压VFC的变化进行变化。
这样，在第一实施例中，在燃料电池100的运转状态为输出停止模式的期间实行燃料电池的绝缘电阻的测定。在输出停止模式期间，燃料电池100的输出电压VFC基本为开路电压OCV。因此，能抑制由于燃料电池100的输出电压VFC的变动而使绝缘电阻测定值产生误差的情况。
B.第二实施例
图5为表示第二实施例的燃料电池100的绝缘电阻测定程序的流程图。图5所示的第二实施例的绝缘电阻测定程序与图3所示的第一实施例的绝缘电阻测定程序的不同点在于，增加了判断燃料电池100是否可在输出停止模式下运转的步骤S200和在与输出模式不同的运转状态下测定绝缘电阻的步骤S210～S250。
在步骤S200中，控制单元400判断燃料电池100是否可在输出停止模式下运转。在燃料电池100可在输出停止模式下运转的情况下，控制移至步骤S100。而且，与第一实施例相同，在输出停止模式下测定绝缘电阻。另一方面，在判断燃料电池100不可在输出停止模式下运转的情况下，控制移至步骤S210。
通过判断使燃料电池100以与实行输出停止模式期间相同的条件运转规定时间时的、燃料电池100的输出电压VFC的降低量是否超过临界值，进行燃料电池100是否可在输出停止模式下运转的判断。在输出电压VFC的降低量超过临界值的情况下，在从输出停止模式向通常运转模式切换的期间，燃料电池100、流体单元200和电力单元300中的某一个部件有可能产生故障，所以判断为不能在输出停止模式下运转。作为不能在输出停止模式下运转的燃料电池，例如有燃料电池100的电解质膜劣化而出现氢从阳极向阴极泄漏(交叉泄漏)的燃料电池。
图6为说明存在交叉泄漏的燃料电池在输出停止模式下运转的情况的说明图。图6与图4的不同点在于，图6(d)的实线表示的输出电压VFC的时间变化与图4(d)的实线表示的输出电压VFC的时间变化不同。其他与图4相同。
如上所述，在输出停止模式下，停止空气泵212(图1)，停止氧化剂气体向燃料电池100的供给。当氧化剂气体的供给停止时，由于交叉泄漏而从阳极泄漏到阴极的氢滞留在电解质膜的阴极侧。当氢滞留在电解质膜的阴极侧时，电解质膜的阴极侧的氧浓度降低，燃料电池输出电压VFC从开路电压OCV降低。
在图6的例子中，燃料电池输出电压VFC从由通常运转模式切换到输出停止模式的时刻t0开始慢慢地降低。而且，在由输出停止模式切换到通常运转模式的时刻t1，输出电压VFC成为比转换器332设定的设定电压Vt低的电压。这样，当在输出电压VFC比设定电压Vt低的状态下将输出开关314切换为ON时，在燃料电池中会产生逆电流，从而有可能因逆电流损坏燃料电池。
因此，在第二实施例中，与向输出停止模式的切换相同地实行停止反应气体的供给并将输出开关314设定为OFF的检查模式。而且，使用直流电压表312(图1)，测定从检查模式开始经过规定时间T后的时刻的输出电压VFC。在从检查模式开始后的输出电压VFC的降低量、即输出电压VFC与开路电压OCV之间的差比规定临界值δV大的情况下，判断为燃料电池不能在输出停止模式下运转。在从检查模式开始经过规定时间T后，燃料电池从检查模式切换到通常运转模式。另外，规定时间T和规定临界值δV可通过实验求出而适当地设定，所述规定时间T和规定临界值δV的值为能够判断可否实行输出停止模式、进而可通过判断可否实行输出停止模式来防止给燃料电池等带来损害的值。
在图5的步骤S210中，控制单元400分别取得二次电池320(图1)的残存容量和高电压负载330(图1)的需求电力。通过读取残存容量监视器322的输出信号而取得二次电池320的残存容量。而且，根据电动汽车10的档位、油门开度等操作信号等算出需求电力。
在步骤S220中，控制单元400根据取得的二次电池320的残存容量和高电压负载330的需求电力，判断电动汽车10的状态是否可以进行二次电池320的充电。具体地说，在二次电池320的残存容量比规定的残存容量阈值小、且高电压负载330的需求电力比规定的电力阈值小的情况下，判断为可充电。在判断为二次电池320不可充电的情况下，控制返回步骤S210，并在二次电池320可充电之前反复实行步骤S210和S220。另一方面，在判断为二次电池320可充电的情况下，控制移至步骤S230。
在步骤S230中，控制单元400开始向二次电池320充电的控制(充电控制)。具体地说，通过使转换器332(图1)设定的设定电压Vt比对应高电压负载330的需求电力设定的目标电压低，来增大燃料电池100的输出电流IFC。通过如此降低设定电压Vt，从燃料电池100输出超过高电压负载300所需电力的电力，并将该超出部分用于对二次电池320充电。
图7为说明充电控制开始前后的燃料电池100的输出电流IFC与输出电压VFC之间的关系的说明图。由于可充电状态为高电压负载330的需求电力比规定的电力阈值小的状态，所以在充电控制开始前的状态下，输出电流IFC为低电流I1。这时，当高电压负载330的需求电力变动并且输出电流IFC变动ΔI时，输出电压VFC的变动量为ΔV1。
这里，当实行充电控制并导出用于给二次电池320充电的电流时，输出电流IFC变大并达到电流值I2。当在该状态下输出电流IFC变动ΔI时，输出电压VFC的变动为比充电控制前的变动量ΔV1小的ΔV2。这样，当通过实行充电控制而增大输出电流IFC时，相对相同的输出电流变动量ΔI的输出电压的变动量从ΔV1减小到ΔV2。
在图5的步骤S240中，控制单元400开始绝缘电阻的测定。如上所述，相对输出电流IFC的变动的输出电压VFC的变动减小。因此，步骤S230中的绝缘电阻测定值的误差比未进行充电控制的状态下的误差小。另外，在步骤S240中，由于在绝缘电阻测定结束之前持续进行充电控制，所以优选的是，用于停止对二次电池320充电的残存容量上限值比通常状态的高。而且，为了降低输出电流的变动量ΔI，最好使高压辅机334(图1)所包含的各器件中可停止的器件停止工作。
在步骤S250中，控制单元400实行充电控制结束。充电控制的实行通过将由转换器332设定的设定电压Vt设为对应高电压负载330的需求电力设定的值而结束。而且，在步骤S250后，结束绝缘电阻测定程序。
这样，在第二实施例中，抑制了伴随燃料电池100的输出电流IFC的变动而引起的输出电压VFC的变动。因此，能抑制由于输出电压VFC的变动而使绝缘电阻测定值产生误差的情况。
对于第二实施例，即使在不优选燃料电池100在输出停止模式下运转的情况下，在能降低绝缘电阻测定值的误差这点上，也优于第一实施例。另一方面，第一实施例中的用于测定绝缘电阻的控制更加容易，在这点上优于第二实施例。
另外，在第二实施例中，虽然同时根据二次电池320的残存容量与高电压负载330的需求电力来判断可否实行充电控制，但是，可否实行充电控制的判断也可以例如仅根据二次电池320的残存容量进行。在这种情况下，通过进行充电控制，能降低伴随输出电流IFC的变动而引起的输出电压VFC的变动，所以能抑制绝缘电阻测定值产生误差。
而且，在第二实施例中，虽然在燃料电池100可在输出停止模式下运转的情况下，在输出停止模式下的运转过程中测定绝缘电阻，但是也可以始终进行充电控制并测定绝缘电阻，而不判断燃料电池100是否可在输出停止模式下运转。这样，由于抑制了伴随输出电流IFC的变动而引起的输出电压VFC的变动，所以能抑制由于输出电压VFC的变动而使绝缘电阻测定值产生误差的情况。
在第二实施例中，虽然为了将输出电流IFC设定到相对输出电流变化量的输出电压变化量较小的电流范围，通过实行充电控制使燃料电池100的输出电流IFC增加，但是也可以通过其他方法使输出电流IFC增加。例如，可以通过使高压辅机334(图1)所包含的各器件工作来增大高压辅机334的消耗电力，使输出电流IFC增加。这样，能使输出电流IFC增加，并将输出电流IFC设定到相对输出电流IFC的变化量的输出电压VFC的变化量较小的电流范围。
另外，在第二实施例中，虽然执行判断可否实行输出停止模式的检查模式，但是也可省略检查模式。这种情况下，在实行输出停止模式的期间测定输出电压VFC，而且在输出电压VFC和开路电压OCV的差变得大于规定临界值的情况下，中断输出停止模式的实行。而且，在输出停止模式的实行中断后，实行充电控制并进行绝缘电阻的测定。
C.第三实施例
图8为表示第三实施例的燃料电池100的绝缘电阻测定程序的流程图。图8所示的第三实施例的绝缘电阻测定程序与图5所示的第二实施例的绝缘电阻测定程序的不同点在于，在步骤S200前增加步骤S300。其他方面与第二实施例的绝缘电阻测定程序相同。
在步骤S300中，控制单元400在燃料电池100起动后判断是否测定了绝缘电阻。在绝缘电阻尚未测定结束的情况下，控制移至步骤S200，与第二实施例的绝缘电阻测定程序相同地进行绝缘电阻的测定。另一方面，在绝缘电阻测定结束的情况下，如图8所示的绝缘电阻测定程序结束。
具体地说，控制单元400在电动汽车10的起动开关从ON切换到OFF时，将绝缘电阻测定结束的特征位复位。而且，在测定绝缘电阻时设定绝缘电阻测定结束的特征位。在步骤S300中，在设定绝缘电阻测定结束的特征位的情况下，判断为绝缘电阻测定结束，而且绝缘电阻测定程序结束。
在第三实施例中，在从电动汽车10起动到停止的期间(trip：里程)仅进行一次绝缘电阻的测定。一般，由于冷却水的导电率随时间逐渐上升，所以每一个里程进行一次绝缘电阻测定就能抑制由冷却水的导电率上升引起的故障的产生。
另外，在第三实施例中，虽然在电动汽车10的起动开关从ON切换到OFF时，将绝缘电阻测定结束的特征位复位，但是，也可以例如每隔规定的时间、规定的行驶距离或规定的发电量时将绝缘电阻测定结束的特征位复位。这样，能抑制由冷却水的导电率上升引起的故障的产生。
D.变形例
另外，本发明不限于上述实施例或实施形式，在不脱离其要旨的范围下可以在各种形式下实施，例如，可以有如下的变形。
D1.变形例1
在上述各实施例中，虽然通过实行输出停止模式和充电控制中的任一个来将燃料电池维持在稳定状态，以进行绝缘电阻的测定，但是一般而言，只要输出电压VFC的变动在规定的允许范围内，就能在任意的状态下进行绝缘电阻的测定。例如，通过用来自二次电池320的电力补偿需求电力的变动，抑制燃料电池100的输出电流IFC的变动，也能实现稳定状态。另外，从上面的说明可知，所谓输出电压VFC的变动在允许的范围内的稳定状态包含输出电压VFC的没有变动的状态，例如燃料电池100在输出停止模式下运转的状态。
D2.变形例2
在上述各实施例中，虽然将二次电池320用作与燃料电池100一起使用的二次电力源，但是作为二次电力源，还能使用可充·放电的任意蓄电装置。作为蓄电装置，例如可以使用电容器。
D3.变形例3
在上述各实施例中，虽然利用本发明的绝缘电阻测定技术测定燃料电池100与电动汽车10的车体12之间的绝缘电阻，但是一般而言，本发明能适用于设置在燃料电池100的外部的导体(外部导体)与燃料电池100之间的绝缘电阻的测定。例如，本发明也可以用在散热器262(图1)的金属部分与燃料电池100之间的绝缘电阻的测定。
D4.变形例4
在上述各实施例中，虽然将本发明的绝缘电阻测定技术用在水冷式的燃料电池***中，但是本发明的绝缘电阻测定技术也能适用于不使用冷却水的燃料电池***。在这种情况下，通过检测出燃料电池的绝缘电阻的降低，能够检测出从燃料电池漏电。
工业实用性
本发明可适用于使用各种燃料电池的燃料电池***中的绝缘电阻的测定。

Claims (10)

1.一种将电力供给负载的燃料电池***，其中，具有：
燃料电池；
测定所述燃料电池和外部导体之间的绝缘电阻的绝缘电阻测定部；和
控制所述燃料电池的发电状态的控制部，
所述绝缘电阻测定部，在所述控制部将所述燃料电池维持在所述燃料电池输出电压的变动处于规定容许范围内的稳定状态的条件下，进行所述绝缘电阻的测定。
2.如权利要求1所述的燃料电池***，其中，
所述控制部具有停止所述燃料电池的电流输出的输出停止模式，
所述绝缘电阻测定部在所述控制部执行所述输出停止模式期间测定所述绝缘电阻。
3.如权利要求1或2所述的燃料电池***，其中，
所述燃料电池***还具有蓄电装置，
所述控制部具有负载变动补偿模式，该负载变动补偿模式通过所述蓄电装置的充放电对供给所述负载的电力的变动进行补偿，以使所述燃料电池处于所述稳定状态，
所述绝缘电阻测定部在所述控制部执行所述负载变动补偿模式期间测定所述绝缘电阻。
4.如权利要求1或2所述的燃料电池***，其中，
所述控制部具有输出电流设定模式，该输出电流设定模式将所述燃料电池的输出电流范围控制为如下所述的电流范围：所述燃料电池的可输出电流范围中、所述燃料电池与输出电流的变化量相对的输出电压的变化量为小的规定电流范围，
所述绝缘电阻测定部在所述控制部执行所述输出电流设定模式期间测定所述绝缘电阻。
5.如权利要求2所述的燃料电池***，其中，
所述控制部具有：
检查模式，仅在比维持执行所述输出停止模式的时间短的规定时间内、使所述燃料电池处于与执行所述输出停止模式时相同的状态；和
测定控制模式，在执行所述检查模式时的所述燃料电池输出电压的降低量超过规定临界值的情况下、为将所述燃料电池维持在所述稳定状态而执行，且与所述输出停止模式不同，
所述绝缘电阻测定部，在执行所述检查模式时的所述燃料电池输出电压的降低量超过所述规定临界值的情况下，在执行所述测定控制模式，而不是所述输出停止模式期间测定所述绝缘电阻。
6.如权利要求2所述的燃料电池***，其中，
所述控制部，在执行所述输出停止模式时的所述燃料电池输出电压的降低量超过规定临界值的情况下中断所述输出停止模式的执行，并为了将所述燃料电池维持在所述稳定状态而执行与所述输出停止模式不同的测定控制模式，
所述绝缘电阻测定部在执行所述测定控制模式，而不是所述输出停止模式期间测定所述绝缘电阻。
7.如权利要求5或6所述的燃料电池***，其中，
所述燃料电池***还具有蓄电装置，
所述测定控制模式为负载变动补偿模式，其通过所述蓄电装置的充放电对供给所述负载的电力的变动进行补偿，以使所述燃料电池处于所述稳定状态。
8.如权利要求5或6所述的燃料电池***，其中，
所述测定控制模式为输出电流设定模式，其将所述燃料电池的输出电流范围控制为如下所述的电流范围：所述燃料电池的可输出电流范围中、所述燃料电池与输出电流的变化量相对的输出电压的变化量为小的规定电流范围。
9.如权利要求1至8所述的燃料电池***，其中，
所述绝缘电阻为通过所述燃料电池的冷却水的、所述燃料电池与所述外部导体之间的电阻。
10.一种测定燃料电池与外部导体之间的绝缘电阻的绝缘电阻测定方法，其包括以下工序：
(a)通过控制所述燃料电池的发电状态，将所述燃料电池维持在所述燃料电池输出电压的变动处于规定容许范围内的稳定状态；和
(b)在所述工序(a)中所述燃料电池被维持在所述稳定状态的期间，测定所述燃料电池与所述外部导体之间的绝缘电阻。
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