JP2013125604A - 燃料電池診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池の反応ガスの供給状態を的確に診断可能な燃料電池診断装置を提供する。
【解決手段】燃料電池１に異なる周波数領域の交流信号を印加する信号印加部４３１と、診断対象となる単位セル１０の局所部位に流れる局所電流を検出する局所電流センサ４１と、燃料電池１の電圧を検出する電圧センサ４２と、局所電流センサ４１の検出値、および電圧センサ４２の検出値に基づいて、高周波数領域の交流信号に対応する第１のインピーダンスＺ_Ｈ、および低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンスＺ_Ｌを測定するインピーダンス測定部４３２と、第１のインピーダンスＺ_Ｈを用いて、第２のインピーダンスＺ_Ｌから単位セル１０における乾湿状態の影響を除いた補正値Ｚ_αを算出する補正値算出部４３３と、補正値算出部４３３にて算出された補正値Ｚ_αを用いて、燃料電池１の反応ガスの供給状態を診断する診断部４３４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池の状態を診断する燃料電池診断装置に関する。

従来、交流インピーダンス法により燃料電池のインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスに基づいて、燃料電池の状態を診断する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、高周波数領域および低周波数領域といった異なる周波数領域のインピーダンスを測定し、測定した高周波数領域のインピーダンスに基づいて燃料電池の乾湿状態を診断すると共に、低周波数領域のインピーダンスに基づいて燃料電池に供給される燃料ガス（水素）の供給状態等を診断するようにしている。

特開２００７−１２４１９号公報

ところで、燃料電池における低周波数領域のインピーダンスは、燃料電池の湿潤や乾燥といった乾湿状態の影響によって大きく変化する傾向がある。このため、従来の技術の如く、単に低周波数領域のインピーダンスに基づいて燃料電池に供給される燃料ガスの供給状態を診断しようとしても、燃料電池における燃料ガスの供給状態を的確に診断することができないという問題があった。このような問題は、燃料電池における酸化剤ガスの供給状態を診断する際にも同様に生ずる。なお、酸化剤ガスは、燃料ガスと共に燃料電池における反応ガスを構成する。

本発明は上記点に鑑みて、燃料電池における反応ガスの供給状態を的確に診断可能な燃料電池診断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、燃料電池（１）に対して、異なる周波数領域の交流信号を印加する信号印加手段（４３１）と、診断対象となる単位セル（１０）の局所部位に流れる局所電流を検出する局所電流検出手段（４１）と、燃料電池（１）の電圧を検出する電圧検出手段（４２）と、局所電流検出手段（４１）の検出値、および電圧検出手段（４２）の検出値に基づいて、異なる周波数領域のうち、高周波数領域の交流信号に対応する第１のインピーダンス（Ｚ_Ｈ）、および低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンス（Ｚ_Ｌ）を測定するインピーダンス測定手段（４３２）と、第１のインピーダンス（Ｚ_Ｈ）を用いて、第２のインピーダンス（Ｚ_Ｌ）から単位セル（１０）における乾湿状態の影響を除いた補正値（Ｚ_α）を算出する補正値算出部（４３３）と、補正値算出部（４３３）にて算出された補正値（Ｚ_α）を用いて、燃料電池（１）の燃料ガスおよび酸化剤ガスの少なくとも一方の供給状態を診断するガス診断手段（４３４）と、を備える燃料電池診断装置を特徴とする。

これによれば、低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンス（Ｚ_Ｌ）から単位セル（１０）における乾湿状態の影響を除去して算出した補正値（Ｚ_α）に基づいて、燃料電池（１）の燃料ガスおよび酸化剤ガスといった反応ガスの供給状態を診断する構成としているので、燃料電池（１）における反応ガスの供給状態を的確に診断することが可能となる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料電池診断装置において、補正値算出部（４３３）は、予め定めた補正基準値に対する第１のインピーダンス（Ｚ_Ｈ）の比に応じて第２のインピーダンス（Ｚ_Ｌ）を比例補正して補正値（Ｚ_α）を算出することを特徴とする。これによれば、第２のインピーダンス（Ｚ_Ｌ）から単位セル（１０）における乾湿状態の影響を除去して補正値（Ｚ_α）を正確に算出することができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の燃料電池診断装置において、局所電流検出手段（４１）は、単位セル（１０）における燃料ガス流れ下流側に対応する局所部位を流れる局所電流を検出するように構成され、ガス診断手段（４３４）は、補正値（Ｚ_α）が予め定めた第１判定基準値より大きいか否かを判定し、補正値（Ｚ_α）が第１判定基準値より大きい場合に燃料ガスの供給状態を欠乏状態と診断することを特徴とする。これにより、燃料ガスの欠乏状態を的確に把握することが可能となる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の燃料電池診断装置において、ガス診断手段（４３４）は、補正値（Ｚ_α）が第１判定基準値以下、かつ、予め第１判定基準値よりも小さい値に定められた第２判定基準値より大きいか否かを判定し、補正値（Ｚ_α）が第１判定基準値以下、かつ、第２判定基準値より大きい場合に、燃料ガスの供給状態を適正状態と診断し、補正値（Ｚ_α）が第２判定基準値以下である場合に、燃料ガスの供給状態を過剰状態と診断することを特徴とする。これにより、燃料ガスの適正状態および過剰状態を的確に把握することが可能となる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載の燃料電池診断装置において、診断対象となる単位セル（１０）における燃料ガスのガス濃度を算出するガス濃度算出手段（４３５）と、予め補正値（Ｚ_α）と燃料ガスのガス濃度との相関関係を規定した制御マップが記憶された記憶手段（４３５ａ）と、を備え、ガス濃度算出手段（４３５）は、記憶手段（４３５ａ）に記憶された制御マップを参照して、補正値（Ｚ_α）から燃料ガスのガス濃度を算出することを特徴とする。これにより、燃料ガスのガス濃度を精度よく算出することが可能となる。

また、請求項６に記載の発明では、請求項１または２に記載の燃料電池診断装置において、局所電流検出手段（４１）は、単位セル（１０）における酸化剤ガス流れ下流側に対応する局所部位を流れる局所電流を検出するように構成され、ガス診断手段（４３４）は、補正値（Ｚ_α）が予め定めた第３判定基準値より大きいか否かを判定し、補正値（Ｚ_α）が第３判定基準値より大きい場合に酸化剤ガスの供給状態を欠乏状態と診断することを特徴とする。これにより、酸化剤ガスの欠乏状態を的確に把握することが可能となる。

また、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の燃料電池診断装置において、ガス診断手段（４３４）は、補正値（Ｚ_α）が第３判定基準値以下、かつ、予め第３判定基準値よりも小さい値に定められた第４判定基準値より大きいか否かを判定し、補正値（Ｚ_α）が第３判定基準値以下、かつ、第４判定基準値より大きい場合に、酸化剤ガスの供給状態を適正状態と診断し、補正値（Ｚ_α）が第４判定基準値以下である場合に、酸化剤ガスの供給状態を過剰状態と診断することを特徴とする。これにより、酸化剤ガスの適正状態および過剰状態を的確に把握することが可能となる。

また、請求項８に記載の発明では、請求項６または７に記載の燃料電池診断装置において、診断対象となる単位セル（１０）における酸化剤ガスのガス濃度を算出するガス濃度算出手段（４３５）と、予め補正値（Ｚ_α）と酸化剤ガスのガス濃度との相関関係を規定した制御マップが記憶された記憶手段（４３５ａ）と、を備え、ガス濃度算出手段（４３５）は、記憶手段（４３５ａ）に記憶された制御マップを参照して、補正値（Ｚ_α）から酸化剤ガスのガス濃度を算出することを特徴とする。これにより、酸化剤ガスのガス濃度を精度よく算出することが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態に係る燃料電池診断装置を含む燃料電池システムの全体構成図である。 第１実施形態に係る燃料電池診断装置を含む燃料電池システムの要部構成図である。 単位セルの一般的な等価回路図である。 単位セルへの水素の供給状態が欠乏状態となる際の等価回路図である。 単位セルへの水素の供給状態を変化させた場合の理想的なコールコールプロットを示す図表である。 単位セルにおける乾湿状態を変化させた場合の理想的なコールコールプロットを示す図表である。 第１実施形態に係る信号処理装置が実行する燃料電池への水素の供給状態を診断する診断処理の流れを示すフローチャートである。 単位セルへの水素の供給状態が適正状態から欠乏状態に変化し、さらに、単位セルが乾燥している場合のコールコールプロットと、乾湿状態を補正した後のコールコールプロットを示す図表である。 単位セルへの水素の供給状態が適正状態から過剰状態に変化し、さらに、単位セルが湿潤している場合のコールコールプロットと、乾湿状態を補正した後のコールコールプロットを示す図表である。 第１実施形態に係る補正値算出部にて行う単位セルにおける乾湿状態の影響の除去を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る燃料電池診断装置を含む燃料電池システムの要部構成図である。 単位セルにおける水素のガス濃度とインピーダンスの絶対値との相関関係を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る燃料電池診断装置を含む燃料電池システムの要部構成図である。 第３実施形態に係る信号処理装置が実行する燃料電池への水素の供給状態を診断する診断処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態に係る燃料電池診断装置を含む燃料電池システムの要部構成図である。 単位セルにおける酸素のガス濃度とインピーダンスの絶対値との相関関係を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図１０に基づいて説明する。本実施形態の燃料電池システムは、電気自動車の一種である、いわゆる燃料電池車両に適用されており、図示しない車両走行用電動モータ等の電気負荷に電力を供給するものである。

図１の全体構成図に示すように、燃料電池システムは、水素と酸素との電気化学反応を利用して電気エネルギを発生する燃料電池１を備えている。燃料電池１は、車両走行用電動モータや二次電池といった各種電気負荷に供給される電気エネルギを出力するもので、本実施形態では、固体高分子電解質型の燃料電池１を採用している。

燃料電池１は、基本単位となる単位セル１０（以下、セル１０と略称する。）が複数積層され、各セル１０を電気的に直列に接続した直列接続体として構成されている。

具体的には、図２の要部構成図に示すように、各セル１０は、固体高分子からなる電解質膜１００ａの両側面に一対の電極１００ｂ、１００ｃが配置された膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）１００と、膜電極接合体１００を狭持する一対のセパレータ１０１、１０２で構成されている。

一対のセパレータ１０１、１０２のうち、アノード電極１００ｂに対向するセパレータ１０１には、水素を導入する水素入口部１０１ａ、アノード電極１００ｂに水素を供給する水素流路１０１ｃ、水素流路１０１ｃから水素を導出する水素出口部１０１ｂが形成されている。

また、一対のセパレータ１０１、１０２のうち、カソード電極１００ｃに対向するセパレータ１０２には、空気を導入する空気入口部１０２ａ、カソード電極１００ｃに酸素を供給する空気流路１０２ｃ、空気流路１０２ｃから空気を導出する空気出口部１０２ｂが形成されている。各セパレータ１０１、１０２は、水素流路１０１ｃを流通する水素の流れ方向と空気流路１０２ｃを流通する空気の流れ方向とが互いに対向流となるように、各入口部１０１ａ、１０２ａ、および各出口部１０１ｂ、１０２ｂが形成される。

各セル１０は、水素および空気が供給されることで、以下に示すように、水素と酸素とを電気化学反応させて、電気エネルギを出力する。
（アノード電極）Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻
（カソード電極）２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ
図１に戻り、燃料電池１および各種電気負荷は、双方向に電力を伝達可能なＤＣ−ＤＣコンバータ２を介して電気的に接続されている。このＤＣ−ＤＣコンバータ２は、燃料電池１から各種電気負荷、あるいは、各種電気負荷から燃料電池１への電力の流れを制御するものである。

また、各セル１０のうち、診断対象となるセル１０（以下、診断対象セル１０と称する。）には、燃料電池診断装置４が接続されている。この燃料電池診断装置４は、診断対象セル１０における水素流れ下流側（燃料ガス流れ下流側）の局所部位である水素出口部１０１ｂ（空気入口部１０２ａ）付近への燃料ガスの供給状態を診断するものである。水素流れ下流側の局所部位は、水素入口部１０１ａよりも水素出口部１０１ｂに近い部位である。なお、燃料電池診断装置４の詳細については後述する。

燃料電池１には、酸素を主成分とする酸化剤ガス（空気）を燃料電池１に供給する空気供給配管２０、および燃料電池１にて電気化学反応を終えた余剰空気やカソード電極１００ｃ側に溜まった生成水を燃料電池１から外気へ排出する空気排出配管２１が接続されている。なお、空気供給配管２０は、燃料電池１の内部に形成された空気供給マニホールド（図示略）を介して各セル１０の空気入口部１０２ａに連通し、空気排出配管２１は、燃料電池１の内部に形成された空気排出マニホールド（図示略）を介して、各セル１０の空気出口部１０２ｂに連通している。

空気供給配管２０の最上流部には、大気中から吸入した空気を燃料電池１に圧送するための空気ポンプ２２が設けられ、空気排出配管２１には、燃料電池１内の空気の圧力を調整するための空気調圧弁２３が設けられている。なお、本実施形態では、空気ポンプ２２および空気調圧弁２３によって、所定の流量および圧力の空気を燃料電池１に供給する空気供給手段が構成される。

また、燃料電池１には、水素を主成分とする燃料ガスを燃料電池１に供給する水素供給配管３０、および燃料電池１にて電気化学反応を終えた微量な水素やアノード電極１００ｂ側に溜まった生成水を燃料電池１から外気へ排出する水素排出配管３１が接続されている。なお、水素供給配管３０は、燃料電池１の内部に形成された水素供給マニホールド（図示略）を介して各セル１０の水素入口部１０１ａに連通し、水素排出配管３１は、燃料電池１の内部に形成された水素排出マニホールド（図示略）を介して、各セル１０の水素出口部１０１ｂに連通している。

水素供給配管３０の最上流部には、高圧水素が充填された高圧水素タンク３２が設けられ、水素供給配管３０における高圧水素タンク３２と燃料電池１との間には、燃料電池１に供給される水素の圧力を調整する水素調圧弁３３が設けられている。なお、本実施形態では、この水素調圧弁３３によって、所望の圧力の水素を燃料電池１に供給する燃料ガス側のガス供給手段が構成される。

水素排出配管３１には、生成水を微量な水素とともに外気へ排出するために所定の時間間隔で開閉する電磁弁３４が設けられている。なお、上述の電気化学反応では、アノード電極１００ｂ側において生成水は発生しないものの、アノード電極１００ｂ側には、カソード電極１００ｃ側から電解質膜１００ａを透過した生成水が溜まるおそれがある。このため、本実施形態では、水素排出配管３１および電磁弁３４を設けている。

燃料電池システムには、各種制御を行う発電制御手段としての制御装置５が設けられている。この制御装置５は、各種入力信号に基づいて、燃料電池システムを構成する各種電気式アクチュエータの作動を制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されている。

本実施形態の制御装置５の入力側には、燃料電池診断装置４、制御装置５に対して燃料電池１の運転開始を指示する車両起動スイッチ（図示略）等が接続されており、燃料電池診断装置４、車両起動スイッチ等からの出力信号が入力される。

一方、制御装置５の出力側には、上述の空気ポンプ２２、空気調圧弁２３、水素調圧弁３３、電磁弁３４といった各種電気式アクチュエータ等が接続されており、これら制御機器が制御装置５からの制御信号により制御される。

次に、本実施形態の燃料電池診断装置４について説明する。図２の要部構成図に示すように、燃料電池診断装置４は、局所電流センサ４１、電圧センサ４２、信号処理装置４３を備えている。

局所電流センサ４１は、診断対象セル１０の水素流れ下流側の局所部位（本実施形態では、水素出口部１０１ｂおよび空気入口部１０２ａ付近）に隣接配置されて、水素流れ下流側に対応する局所部位に流れる電流（局所電流）を検出する局所電流検出手段である。なお、局所電流センサ４１は、シャント抵抗やホール素子等を利用した周知の電流センサを用いることができる。

また、電圧センサ４２は、診断対象セル１０の電圧を検出する電圧検出手段である。なお、局所電流センサ４１および電圧センサ４２は、信号処理装置４３に接続されており、各センサ４１、４２からの各出力信号が信号処理装置４３に入力される。

信号処理装置４３は、各種入力信号に基づいて、制御処理や演算処理を実行するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されている。

信号処理装置４３は、燃料電池１の出力電流に対して交流信号（交流電流）を印加する信号印加部４３１、診断対象セル１０のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部４３２、インピーダンス測定部４３２の測定結果を補正した補正値を算出する補正値算出部４３３、燃料電池１への水素の供給状態を診断する診断部４３４が設けられている。

信号印加部４３１は、燃料電池１の出力電流に対して、異なる周波数領域の信号を合成した交流信号を印加する信号印加手段を構成している。なお、本実施形態では、０．５ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの範囲（高周波数領域）の信号と０．１Ｈｚ〜数十Ｈｚの範囲（低周波数領域）の信号とを合成した交流信号を信号印加部４３１にて印加するようにしている。なお、信号印加部４３１にて印加する交流信号は、燃料電池１の発電状態に影響しないように燃料電池１の出力電流の１０％以内とすることが望ましい。

インピーダンス測定部４３２は、信号印加部４３１にて燃料電池１の出力電流に交流信号を印加した際に、局所電流センサ４１、および電圧センサ４２の検出値に基づいて、診断対象セル１０の局所部位におけるインピーダンスＺを測定するインピーダンス測定手段を構成している。

本実施形態のインピーダンス測定部４３２は、高速フーリエ変換処理等によって、高周波数領域の信号に対応する交流成分と低周波数領域の信号に対応する交流成分とを個別に抽出し、高周波数領域の交流信号に対応する第１のインピーダンスＺ_Ｈ、および低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンスＺ_Ｌそれぞれを測定可能に構成されている。

補正値算出部４３３は、インピーダンス測定部４３２にて測定した第１のインピーダンスＺ_Ｈを用いて、第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除いた補正値Ｚ_αを算出するものである。なお、補正値算出部４３３における第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除去する方法については後述する。

診断部４３４は、補正値算出部４３３にて算出された補正値Ｚ_αを用いて、燃料電池１の水素の供給状態が欠乏状態、過剰状態、および適正状態のいずれの状態であるかを診断するガス診断手段を構成している。

ここで、第１のインピーダンスＺ_Ｈを用いて、第２のインピーダンスＺ_Ｌからセル１０の乾湿状態の影響を除去する方法について説明する。図３は、セル１０の一般的な等価回路図を示しており、図３に示すように、一般的なセル１０の等価回路は、電解質膜１００ａの膜抵抗Ｒｐｅｍ、各セパレータ１０１、１０２の抵抗Ｒａｎ、Ｒｃａ、各電極１００ｂ、１００ｃの反応抵抗Ｚａｎ、Ｚｃａ、各電極１００ｂ、１００ｃの電気二重層（コンデンサ成分）Ｃａｎ、Ｃｃａで表現することができる。

これに対して、セル１０への水素の供給状態が欠乏状態であって、セル１０の空気の供給状態が適正状態である場合には、カソード電極１００ｃの反応抵抗Ｚｃａおよび電気二重層Ｃｃａがアノード電極１００ｂの反応抵抗Ｚａｎおよび電気二重層Ｃａｎに比べて小さくなるため、セル１０を図４に示す等価回路図で表現することができる。

図５は、セル１０への水素の供給状態を変化させた場合の理想的なコールコールプロットを示す図表であり、この図表は、図４に示すセル１０の等価回路を用いて、高周波数領域から低周波数領域までの交流信号を印加した際のインピーダンスＺの変化を複素平面上に示した特性図である。

空気の供給状態が適正状態、およびセル１０における乾湿状態が適正状態である場合に、セル１０への水素の供給状態が適正状態から欠乏状態へ変化すると、アノード電極１００ｂ側の水素濃度の変化に応じて、図５に示すように、セル１０のインピーダンスＺが増大する傾向がある。例えば、セル１０への水素の供給状態が欠乏状態となる際の低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンスＺ_Ｌは、セル１０への水素の供給状態が適正状態となる際よりも大きくなる。

従って、低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンスＺ_Ｌの変化に基づいて、セル１０への水素の供給状態を診断することが考えられる。

しかし、実際のセル１０では、水素の供給状態が適正状態から欠乏状態へ変化する際に、セル１０内の生成水の減少等によってセル１０における乾湿状態が変化してしまう。このため、セル１０への水素の供給状態を正確に診断する場合には、第２のインピーダンスＺ_Ｌからセル１０の乾湿状態の影響を除去する必要がある。

図６は、セル１０の乾湿状態を変化させた場合の理想的なコールコールプロットを示す図表であり、この図表は、図３に示すセル１０の等価回路を用いて、高周波数領域から低周波数領域までの交流信号を印加した際のインピーダンスＺの変化を複素平面上に示した特性図である。

空気の供給状態が適正状態、およびセル１０への水素の供給状態が適正状態である場合に、診断対象セル１０における乾湿状態が適正状態から乾燥状態（低湿度状態）へ変化すると、膜抵抗Ｒｐｅｍ等の増加によって、図６に示すように、高周波数領域から低周波数領域の全領域にて診断対象セル１０のインピーダンスＺが相似的に増大する傾向がある。換言すれば、空気の供給状態が適正状態、およびセル１０への水素の供給状態が適正状態である場合には、高周波数領域から低周波数領域の全領域において、セル１０の乾湿状態が変化する前のインピーダンスＺに対する変化後のインピーダンスＺの比が殆ど一定となる。

ここで、高周波数領域の交流信号に対応する第１のインピーダンスＺ_Ｈは、電解質膜１００ａの膜抵抗Ｒｐｅｍに相関性を有し、セル１０への水素の供給状態に殆ど影響を受けない。このため、セル１０の乾湿状態が変化する前の第１のインピーダンスＺ_Ｈに対する変化後の第１のインピーダンスＺ_Ｈの比は、セル１０への水素の供給状態によらず、セル１０の乾湿状態による影響（相似的な変化分）と捉えることができる。

従って、セル１０の乾湿状態が変化する前の第１のインピーダンスＺ_Ｈに対する変化後の第１のインピーダンスＺ_Ｈの比に応じて、第２のインピーダンスＺ_Ｌを比例補正すれば、第２のインピーダンスＺ_Ｌからセル１０の乾湿状態の影響を除去することが可能となる。

次に、上記構成に係る燃料電池システムにおいて、燃料電池診断装置４で実行する診断対象セル１０への水素の供給状態を診断する処理について図７のフローチャートを用いて説明する。なお、図７に示す制御ルーチンは、車両起動スイッチが投入されて、燃料電池１が発電状態となるとスタートする。

燃料電池１が発電状態となると、信号処理装置４３の信号印加部４３１にて燃料電池１の出力電流に対して、高周波数領域の信号と低周波数領域の信号とを合成した交流信号を印加する（Ｓ１０）。

続いて、局所電流センサ４１および電圧センサ４２からの出力信号を読み込む（Ｓ２０）。そして、局所電流センサ４１、および電圧センサ４２の検出値に基づいて、信号処理装置４３のインピーダンス測定部４３２にて診断対象セル１０の局所部位におけるインピーダンスを測定する（Ｓ３０）。このステップＳ３０の処理では、高周波数領域の交流信号に対応する第１のインピーダンスＺ_Ｈ、および低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンスＺ_Ｌそれぞれを測定する。

続いて、信号処理装置４３の補正値算出部４３３にて、第１のインピーダンスＺ_Ｈを用いて、第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除いた補正値Ｚ_αを算出する（Ｓ４０）。

例えば、補正値Ｚ_αは、以下の数式Ｆ１を用いて算出することができる。
Ｚ_α＝Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）×｛Ｒｅ（Ｚ_Ｈｒｅｆ）／Ｒｅ（Ｚ_Ｈ）｝・・・Ｆ１
但し、Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）が第２のインピーダンスの絶対値、Ｚ_Ｈｒｅｆが予め診断対象セル１０の乾湿状態および水素の供給状態が共に適正状態となっている際に測定した第１のインピーダンス（基準インピーダンス）、Ｒｅ（Ｚ_Ｈｒｅｆ）が基準インピーダンスにおける実数成分（補正基準値）、Ｒｅ（Ｚ_Ｈ）が第１のインピーダンスＺ_Ｈの実数成分を示している。

ここで、図８は、セル１０への水素の供給状態が適正状態から欠乏状態に変化し、さらに、セル１０が乾燥している場合のコールコールプロットと、乾湿状態を補正した後のコールコールプロットを示す図表である。また、図９は、セル１０への水素の供給状態が適正状態から過剰状態に変化し、さらに、セル１０が湿潤している場合のコールコールプロットと、乾湿状態を補正した後のコールコールプロットを示す図表である。

ステップＳ４０の処理によれば、水素の供給状態が適正状態から欠乏状態に変化した場合、図８に示すように、第２のインピーダンスＺ_Ｌから乾湿状態の影響を除去した補正値Ｚ_αを算出することができる。なお、水素の供給状態が欠乏状態となる際には、セル１０内の乾湿状態が低湿度状態となり、第２のインピーダンスＺ_Ｌが増大するため、補正値算出部４３３では、補正値Ｚ_αが第２のインピーダンスＺ_Ｌよりも小さくなるように補正する。

また、水素の供給状態が適正状態から過剰状態に変化した場合、図９に示すように、第２のインピーダンスＺ_Ｌから乾湿状態の影響を除去した補正値Ｚ_αを算出することができる。なお、水素の供給状態が過剰状態となる際には、セル１０内の乾湿状態が高湿度状態（水分過剰状態）となり、第２のインピーダンスＺ_Ｌが減少するため、補正値算出部４３３では、補正値Ｚ_αが第２のインピーダンスＺ_Ｌよりも大きくなるように補正する。

続いて、信号処理装置４３の診断部４３４にて、ステップＳ４０の処理で算出した補正値Ｚ_αが予め定めた第１判定基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ５０）。この第１判定基準値は、水素の供給状態が欠乏状態となった際の第２のインピーダンスＺ_Ｌの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）を基準に定められている。

ステップＳ５０の判定処理にて、補正値Ｚ_αが第１判定基準値よりも大きいと判定された場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）には、水素の供給状態が欠乏状態であると診断し（Ｓ６０）、診断処理を終了する。この場合、例えば、水素調圧弁３３の開度を増大させ、高圧水素タンク３２からの水素の供給量を増大させることで、水素の欠乏状態を解消することができる。

一方、ステップＳ５０の判定処理にて、補正値Ｚ_αが第１判定基準値以下と判定された場合（Ｓ５０：ＮＯ）には、さらに、補正値Ｚ_αが予め第１判定基準値よりも小さい値に定められた第２判定基準値以下であるか否かを判定する（Ｓ７０）。なお、第２判定基準値は、水素の供給状態が過剰状態となった際の第２のインピーダンスＺ_Ｌの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）を基準に定められている。

ステップＳ７０の判定処理にて、補正値Ｚ_αが第２判定基準値以下と判定された場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）には、水素の供給状態が過剰状態であると診断し（Ｓ８０）、診断処理を終了する。この場合、例えば、水素調圧弁３３の開度を減少させ、高圧水素タンク３２からの水素の供給量を減少させることで、水素の過剰状態を解消することができる。

一方、ステップＳ７０の判定処理にて、補正値Ｚ_αが第２判定基準値よりも大きいと判定された場合（Ｓ７０：ＮＯ）には、水素の供給状態が適正状態であると診断し（Ｓ９０）、診断処理を終了する。

以上説明した本実施形態によれば、低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除去して算出した補正値Ｚ_αを算出し、当該補正値Ｚ_αに基づいて、燃料電池１の水素の供給状態を診断する構成としているので、燃料電池１の水素の欠乏状態、過剰状態、適正状態を的確に診断することができる。

また、セル１０の乾湿状態が適正状態となる際の第１のインピーダンスＺ_Ｈを補正基準値とし、当該補正基準値に対する第１のインピーダンスＺ_Ｈの実数部の比に応じて第２のインピーダンスＺ_Ｌの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）を比例補正して補正値Ｚ_αを算出している。これによれば、第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除去した補正値Ｚ_αを正確に算出することができる。

なお、信号処理装置４３の補正値算出部４３３にて行うセル１０における乾湿状態の影響の除去についての有効性を確認するために、水素の供給状態が適正状態において、診断対象セル１０の温度を高温から低温まで変化させた際に測定したインピーダンスＺと、当該インピーダンスＺの補正値Ｚ_αを比較した。なお、診断対象セル１０の温度が高くなるに伴い、診断対象セル１０の乾湿状態が乾燥状態（低湿度状態）となる。

図１０（ａ）は、水素の供給状態が適正状態において、セル１０の温度を変化させることで、セル１０の乾湿状態を変化させた場合のインピーダンスＺの変化を示し、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のインピーダンスＺの補正値Ｚ_αの変化を示している。

図１０に示すように、セル１０のインピーダンスＺは、セル１０の温度が高くなる、すなわちセル１０の湿度が高くなる（乾燥状態となる）に従って増加する傾向があるのに対して、インピーダンスＺの補正値Ｚ_αは、セル１０の温度変化（乾湿状態の変化）によらず、殆ど変化しない結果となった。つまり、信号処理装置４３の補正値算出部４３３にて行うセル１０における乾湿状態の影響の除去が有効に機能している結果となった。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。このことは、以降の実施形態においても同様である。

図１１の要部構成図に示すように、本実施形態では、燃料電池診断装置４の信号処理装置４３に水素のガス濃度を算出するガス濃度算出部４３５を設けている点が第１実施形態と相違している。

このガス濃度算出部４３５は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部（記憶手段）４３５ａを有し、予め記憶部４３５ａに記憶された補正値Ｚ_αと水素のガス濃度との相関関係を規定したマップ（制御マップ）を参照して、補正値算出部４３３にて算出した補正値Ｚ_αから水素のガス濃度を算出するガス濃度算出手段である。

ここで、水素のガス濃度は、図１２に示すように、セル１０のインピーダンスＺの絶対値Ａｂｓ（Ｚ）の増加に伴って低下する傾向がある。このため、記憶部４３５ａに記憶するマップは、補正値Ｚ_αの増大に伴って、水素のガス濃度が低下するように規定されている。

本実施形態によれば、第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除去した補正値Ｚ_αに基づいて、水素のガス濃度を算出する構成としているので、専用のガス濃度センサを別途用意することなく、水素のガス濃度を精度よく算出することができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、燃料電池診断装置４を用いて、診断対象セル１０における空気流れ下流側（酸化剤ガス流れ下流側）の局所部位である空気出口部１０２ｂ（水素入口部１０１ａ）付近への空気（酸化剤ガス）の供給状態を診断する例について説明する。なお、空気流れ下流側の局所部位は、空気入口部１０２ａよりも空気出口部１０２ｂに近い部位である。

本実施形態の燃料電池診断装置４は、図１３の要部構成図に示すように、局所電流検出手段を構成する局所電流センサ４１を、診断対象セル１０の空気流れ下流側の局所部位（本実施形態では、空気出口部１０２ｂおよび水素入口部１０１ａ付近）に隣接配置し、水素流れ下流側に対応する局所部位に流れる電流（局所電流）を検出するようにしている。なお、セル１０への空気の供給状態を診断する場合、セル１０における空気の供給状態の変化により、セル１０内の生成水の減少等によってセル１０における乾湿状態が変化するため、第２のインピーダンスＺ_Ｌからセル１０の乾湿状態の影響を除去する必要がある。

本実施形態の信号処理装置４３では、インピーダンス測定部４３２にて測定した診断対象セル１０の局所部位（空気流れ下流側）における第１、第２のインピーダンスＺ_Ｈ、Ｚ_Ｌを用いて、補正値算出部４３３にて、補正値Ｚ_αを算出する。そして、診断部４３４において、補正値算出部４３３にて算出された補正値Ｚ_αを用いて、燃料電池１の空気の供給状態が欠乏状態、過剰状態、および適正状態のいずれの状態であるかを診断する。なお、本実施形態においても、信号処理装置４３の診断部４３４がガス診断手段を構成している。

次に、本実施形態の燃料電池診断装置４が行う診断対象セル１０への空気の供給状態を診断する処理について図１４のフローチャートを用いて説明する。

燃料電池１が発電状態となると、図１４に示すように、信号印加部４３１にて所定の交流信号を印加し（Ｓ１０）、局所電流センサ４１および電圧センサ４２からの出力信号を読み込む（Ｓ２０）。そして、信号処理装置４３のインピーダンス測定部４３２にて診断対象セル１０の局所部位におけるインピーダンスを測定する（Ｓ３０）。なお、ステップＳ３０の処理では、診断対象セル１０の空気流れ下流側の局所部位における第１のインピーダンスＺ_Ｈ、および第２のインピーダンスＺ_Ｌを測定する。

続いて、信号処理装置４３の補正値算出部４３３にて、第１のインピーダンスＺ_Ｈを用いて、第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除いた補正値Ｚ_αを算出する（Ｓ４０）。

続いて、信号処理装置４３の診断部４３４にて、ステップＳ４０の処理で算出した補正値Ｚ_αが予め定めた第３判定基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ１００）。この第３判定基準値は、空気の供給状態が欠乏状態となった際の第２のインピーダンスＺ_Ｌの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）を基準に定められている。

ステップＳ１００の判定処理にて、補正値Ｚ_αが第３判定基準値よりも大きいと判定された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、空気の供給状態が欠乏状態であると診断し（Ｓ１１０）、診断処理を終了する。この場合、例えば、空気ポンプ２２の回転数を増大させ、空気の供給量を増大させることで、空気の欠乏状態を解消することができる。なお、空気の欠乏状態とは、単に空気の供給量が不足している状態だけでなく、例えば、フラッディング等によってセル１０内における発電に寄与する空気量が不足している状態を含む意味である。

一方、ステップＳ１００の判定処理にて、補正値Ｚ_αが第３判定基準値以下と判定された場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、さらに、補正値Ｚ_αが予め第３判定基準値よりも小さい値に定められた第４判定基準値以下であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。なお、第４判定基準値は、空気の供給状態が過剰状態となった際の第２のインピーダンスＺ_Ｌの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）を基準に定められている。

ステップＳ１２０の判定処理にて、補正値Ｚ_αが第４判定基準値以下と判定された場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）には、空気の供給状態が過剰状態であると診断し（Ｓ１３０）、診断処理を終了する。この場合、例えば、空気ポンプ２２の回転数を減少させ、空気の供給量を減少させることで、空気の過剰状態を解消することができる。

一方、ステップＳ１２０の判定処理にて、補正値Ｚ_αが第４判定基準値よりも大きいと判定された場合（Ｓ１２０：ＮＯ）には、空気の供給状態が適正状態であると診断し（Ｓ１４０）、診断処理を終了する。

以上説明した本実施形態によれば、低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除去して算出した補正値Ｚ_αを算出し、当該補正値Ｚ_αに基づいて、燃料電池１の空気の供給状態を診断する構成としているので、燃料電池１の空気の欠乏状態、過剰状態、適正状態を的確に診断することができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、図１５の要部構成図に示すように、燃料電池診断装置４の信号処理装置４３に酸素のガス濃度を算出するガス濃度算出部４３５を設けている点が第３実施形態と相違している。

ガス濃度算出部４３５は、第２実施形態と同様に、記憶部（記憶手段）４３５ａを有し、予め記憶部４３５ａに記憶された補正値Ｚ_αと空気のガス濃度との相関関係を規定したマップを参照して、補正値算出部４３３にて算出した補正値Ｚ_αから空気のガス濃度を算出するガス濃度算出手段である。

ここで、酸素のガス濃度は、図１６に示すように、セル１０のインピーダンスＺの絶対値Ａｂｓ（Ｚ）の増加に伴って低下する傾向がある。このため、記憶部４３５ａに記憶するマップは、補正値Ｚ_αの増大に伴って、酸素のガス濃度が低下するように規定されている。

本実施形態によれば、第２のインピーダンスＺ_Ｌから診断対象セル１０における乾湿状態の影響を除去した補正値Ｚ_αに基づいて、酸素のガス濃度を算出する構成としているので、専用のガス濃度センサを別途用意することなく、酸素のガス濃度を精度よく算出することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、補正基準値Ｒｅ（Ｚ_Ｈｒｅｆ）に対する第１のインピーダンスＺ_Ｈの実数部Ｒｅ（Ｚ_Ｈ）の比に応じて、第２のインピーダンスＺ_Ｌの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）を比例補正することで、補正値Ｚ_αを算出する例を説明したが、これに限定されない。

例えば、補正基準値を基準インピーダンスＺ_Ｈｒｅｆの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｈｒｅｆ）とし、補正基準値Ａｂｓ（Ｚ_Ｈｒｅｆ）に対する第１のインピーダンスＺ_Ｈの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｈ）の比に応じて、第２のインピーダンスＺ_Ｌの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）を比例補正することで、補正値Ｚ_αを算出するようにしてもよい。

（２）上述の各実施形態では、第２のインピーダンスＺ_Ｌの絶対値Ａｂｓ（Ｚ_Ｌ）を比例補正した補正値Ｚ_αを用いて、セル１０への反応ガス（水素、空気）の供給状態の診断を行う例について説明したが、これに限定されない。

例えば、第２のインピーダンスＺ_Ｌの位相差θ（Ｚ_Ｌ）や周波数特性を比例補正した補正値Ｚ_αを用いて、セル１０への反応ガスの供給状態の診断を行うようにしてもよい。この場合には、各判定基準値を、反応ガスの供給状態が欠乏状態となった際の第２のインピーダンスＺ_Ｌの位相差θ（Ｚ_Ｌ）や周波数特性、および反応ガスの供給状態が過剰状態となった際の第２のインピーダンスＺ_Ｌの位相差θ（Ｚ_Ｌ）や周波数特性を基準に定めればよい。

（３）上述の各実施形態では、信号処理装置４３の信号印加部４３１にて燃料電池１の出力電流に対して、高周波数領域の信号と低周波数領域の信号とを合成した交流信号を印加する例について説明したが、これに限定されない。例えば、信号処理装置４３の信号印加部４３１にて燃料電池１の出力電流に対して、高周波数領域の信号と低周波数領域の信号とを異なるタイミングで印加するようにしてもよい。

（４）上述の各実施形態のように、燃料電池診断装置４にて診断対象セル１０への反応ガスの供給状態が、欠乏状態、適正状態、過剰状態のいずれの状態であるかを診断することが望ましいが、少なくとも反応ガスの供給状態が欠乏状態であるか否かを診断するようにしてもよい。

（５）上述の第１、第２実施形態では、単一の局所電流センサ４１を診断対象セル１０の水素出口部１０１ｂ付近に隣接配置し、インピーダンス測定部４３２にて水素出口部１０１ｂ付近のインピーダンスＺを測定する例について説明したが、これに限定されない。

例えば、複数の局所電流センサ４１を用い、これらを診断対象セル１０の複数の局所部位に隣接配置し、インピーダンス測定部４３２にて複数の局所部位のインピーダンスＺを測定するようにしてもよい。この場合、診断対象セル１０の複数の局所部位における水素の供給状態を診断することが可能となる。

同様に、上述の第３、第４実施形態において、複数の局所電流センサ４１を用い、これらを診断対象セル１０の複数の局所部位に隣接配置し、インピーダンス測定部４３２にて複数の局所部位のインピーダンスＺを測定するようにしてもよい。この場合、診断対象セル１０の複数の局所部位における空気の供給状態を診断することが可能となる。

さらに、局所電流センサ４１を診断対象セル１０の水素出口部１０１ｂ付近および空気出口部１０２ｂ付近それぞれに隣接配置し、インピーダンス測定部４３２にて水素出口部１０１ｂ付近および空気出口部１０２ｂ付近それぞれのインピーダンスＺを測定するようにしてもよい。これによれば、診断対象セル１０における水素および空気それぞれの供給状態を診断することが可能となる。

（６）上述の各実施形態のように、電圧センサ４２にて診断対象セル１０の電圧を検出する構成が望ましいが、例えば、電圧センサ４２にて燃料電池１全体の電圧を検出するようにしてもよい。

（７）上述の第２実施形態では、ガス濃度算出部４３５に記憶部４３５ａを設ける例について説明したが、これに限らず、例えば、記憶部４３５ａとガス濃度算出部４３５とを別体で構成するようにしてもよい。

（８）上述の各実施形態では、信号処理装置４３の信号印加部４３１にて燃料電池１の出力電流に対して２つの異なる周波数領域の交流信号を印加する例を説明したが、これに限らず、例えば、３つ以上の異なる周波数領域の交流信号を印加するようにしてもよい。

（９）上述の各実施形態では、信号処理装置４３の信号印加部４３１にて燃料電池１の出力電流に対して交流信号を印加する例について説明したが、これに限らず、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２にて燃料電池１の出力電流に対して交流信号を印加するようにしてもよい。この場合、燃料電池診断装置４の部品点数の低減を図ることができる。

（１０）上述の各実施形態では、本発明の燃料電池診断装置４を燃料電池車両に搭載された燃料電池１の状態を診断する装置に適用する例を説明したが、これに限らず、船舶およびポータブル発電機等の移動体や設置型の燃料電池１の状態を診断する装置に適用してもよい。

１ 燃料電池
１０ セル（単位セル）
４１ 局所電流センサ（局所電流検出手段）
４２ 電圧センサ（電圧検出手段）
４３１ 信号印加部（信号印加手段）
４３２ インピーダンス測定部（インピーダンス測定手段）
４３３ 補正値算出部
４３４ 診断部（ガス診断手段）

Claims (8)

1. 酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて電気エネルギを発生させる単位セル（１０）が複数積層された燃料電池（１）の状態を診断する燃料電池診断装置であって、
   前記燃料電池（１）に対して、異なる周波数領域の交流信号を印加する信号印加手段（４３１）と、
   診断対象となる前記単位セル（１０）の局所部位に流れる局所電流を検出する局所電流検出手段（４１）と、
   前記燃料電池（１）の電圧を検出する電圧検出手段（４２）と、
   前記局所電流検出手段（４１）の検出値、および前記電圧検出手段（４２）の検出値に基づいて、前記異なる周波数領域のうち、高周波数領域の交流信号に対応する第１のインピーダンス（Ｚ_Ｈ）、および低周波数領域の交流信号に対応する第２のインピーダンス（Ｚ_Ｌ）を測定するインピーダンス測定手段（４３２）と、
   前記第１のインピーダンス（Ｚ_Ｈ）を用いて、前記第２のインピーダンス（Ｚ_Ｌ）から前記単位セル（１０）における乾湿状態の影響を除いた補正値（Ｚ_α）を算出する補正値算出部（４３３）と、
   前記補正値算出部（４３３）にて算出された補正値（Ｚ_α）を用いて、前記燃料電池（１）の前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスの少なくとも一方の供給状態を診断するガス診断手段（４３４）と、
   を備えることを特徴とする燃料電池診断装置。
2. 前記補正値算出部（４３３）は、予め定めた補正基準値に対する前記第１のインピーダンス（Ｚ_Ｈ）の比に応じて前記第２のインピーダンス（Ｚ_Ｌ）を比例補正して前記補正値（Ｚ_α）を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池診断装置。
3. 前記局所電流検出手段（４１）は、前記単位セル（１０）における燃料ガス流れ下流側に対応する局所部位を流れる前記局所電流を検出するように構成され、
   前記ガス診断手段（４３４）は、
   前記補正値（Ｚ_α）が予め定めた第１判定基準値より大きいか否かを判定し、
   前記補正値（Ｚ_α）が前記第１判定基準値より大きい場合に前記燃料ガスの供給状態を欠乏状態と診断することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池診断装置。
4. 前記ガス診断手段（４３４）は、
   前記補正値（Ｚ_α）が前記第１判定基準値以下、かつ、予め前記第１判定基準値よりも小さい値に定められた第２判定基準値より大きいか否かを判定し、
   前記補正値（Ｚ_α）が前記第１判定基準値以下、かつ、前記第２判定基準値より大きい場合に、前記燃料ガスの供給状態を適正状態と診断し、
   前記補正値（Ｚ_α）が前記第２判定基準値以下である場合に、前記燃料ガスの供給状態を過剰状態と診断することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池診断装置。
5. 診断対象となる前記単位セル（１０）における前記燃料ガスのガス濃度を算出するガス濃度算出手段（４３５）と、
   予め前記補正値（Ｚ_α）と前記燃料ガスのガス濃度との相関関係を規定した制御マップが記憶された記憶手段（４３５ａ）と、を備え、
   前記ガス濃度算出手段（４３５）は、前記記憶手段（４３５ａ）に記憶された前記制御マップを参照して、前記補正値（Ｚ_α）から前記燃料ガスのガス濃度を算出することを特徴とする請求項３または４に記載の燃料電池診断装置。
6. 前記局所電流検出手段（４１）は、前記単位セル（１０）における酸化剤ガス流れ下流側に対応する局所部位を流れる前記局所電流を検出するように構成され、
   前記ガス診断手段（４３４）は、
   前記補正値（Ｚ_α）が予め定めた第３判定基準値より大きいか否かを判定し、
   前記補正値（Ｚ_α）が前記第３判定基準値より大きい場合に前記酸化剤ガスの供給状態を欠乏状態と診断することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池診断装置。
7. 前記ガス診断手段（４３４）は、
   前記補正値（Ｚ_α）が前記第３判定基準値以下、かつ、予め前記第３判定基準値よりも小さい値に定められた第４判定基準値より大きいか否かを判定し、
   前記補正値（Ｚ_α）が前記第３判定基準値以下、かつ、前記第４判定基準値より大きい場合に、前記酸化剤ガスの供給状態を適正状態と診断し、
   前記補正値（Ｚ_α）が前記第４判定基準値以下である場合に、前記酸化剤ガスの供給状態を過剰状態と診断することを特徴とする請求項６に記載の燃料電池診断装置。
8. 診断対象となる前記単位セル（１０）における前記酸化剤ガスのガス濃度を算出するガス濃度算出手段（４３５）と、
   予め前記補正値（Ｚ_α）と前記酸化剤ガスのガス濃度との相関関係を規定した制御マップが記憶された記憶手段（４３５ａ）と、を備え、
   前記ガス濃度算出手段（４３５）は、前記記憶手段（４３５ａ）に記憶された前記制御マップを参照して、前記補正値（Ｚ_α）から前記酸化剤ガスのガス濃度を算出することを特徴とする請求項６または７に記載の燃料電池診断装置。

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