(57)【要約】    【課題】  バッテリー等を必要とせず、負荷変動に影響されることなく、燃料電池のインピーダンス測定に基づく診断を可能とする。    【解決手段】  家庭用の燃料電池システムの診断を行う際に、燃料電池システム内の余剰電力ヒータを強制的に作動させて、燃料電池から取り出す電流を前記ヒータにて消費させるように設定する（Ｓ３）。燃料電池から取り出す電流を所定の定格電流とする一方、この電流に所定周波数の振幅を与え、このときの燃料電池の出力電圧の変化を測定することにより、燃料電池のインピーダンスを算出する（Ｓ４）。そして、前記インピーダンスに基づいて燃料電池を診断する（Ｓ５）。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素との電気化学反応により直流電力を発生する燃料電池と、燃料電池で発生した直流電力を取り出すと共に交流電力に変換して家庭内の電気機器に供給するパワーコンディショナーと、燃料電池で発生する熱を回収して温水を得る熱交換器と、余剰電力で作動して前記温水を更に加熱する余剰電力ヒータと、を含んで構成される家庭用の燃料電池システムにおいて、
診断モードにて、燃料電池から取り出す電流を所定の定格電流とする一方、この電流に所定周波数の振幅を与える電流制御手段と、
前記電流に所定周波数の振幅を与えた時の燃料電池の出力電圧の変化を測定することにより燃料電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記インピーダンスに基づいて燃料電池を診断する診断手段と、を備え、
更に、前記診断モードにて、前記余剰電力ヒータを強制的に作動させて、燃料電池から取り出す電流を前記余剰電力ヒータにて消費させる診断モード設定手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記診断モード設定手段は、前記診断モードにて、燃料電池システムと家庭内の電気機器とを切り離して、家庭内の電気機器に系統電源より電力を供給する一方、前記余剰電力ヒータを強制的に作動させて、燃料電池から取り出す電流を前記余剰電力ヒータにて消費させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記診断手段は、前記インピーダンスに基づいて、燃料電池の膜抵抗、反応抵抗、及び、拡散抵抗の増大の程度をそれぞれ診断することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料電池システムの診断装置。
【請求項４】
水素と酸素との電気化学反応により直流電力を発生する燃料電池と、燃料電池で発生した直流電力を取り出すと共に交流電力に変換して家庭内の電気機器に供給するパワーコンディショナーと、燃料電池で発生する熱を回収して温水を得る熱交換器と、余剰電力で作動して前記温水を更に加熱する余剰電力ヒータと、を含んで構成される家庭用の燃料電池システムにおいて、該システムの診断を行う際に、
前記余剰電力ヒータを強制的に作動させて、燃料電池から取り出す電流を前記余剰電力ヒータにて消費させるように設定し、
燃料電池から取り出す電流を所定の定格電流とする一方、この電流に所定周波数の振幅を与え、
前記電流に所定周波数の振幅を与えた時の燃料電池の出力電圧の変化を測定することにより燃料電池のインピーダンスを測定し、
前記インピーダンスに基づいて燃料電池を診断することを特徴とする燃料電池システムの診断方法。
【請求項５】
水素と酸素との電気化学反応により直流電力を発生する燃料電池と、燃料電池で発生した直流電力を取り出すと共に交流電力に変換して家庭内の電気機器に供給するパワーコンディショナーと、燃料電池で発生する熱を回収して温水を得る熱交換器と、余剰電力で作動して前記温水を更に加熱する余剰電力ヒータと、を含んで構成される家庭用の燃料電池システムにおいて、該システムの診断を行う際に、
燃料電池システムと家庭内の電気機器とを切り離して、家庭内の電気機器に系統電源より電力を供給する一方、前記余剰電力ヒータを強制的に作動させて、燃料電池から取り出す電流を前記余剰電力ヒータにて消費させるように設定し、
燃料電池から取り出す電流を所定の定格電流とする一方、この電流に所定周波数の振幅を与え、
前記電流に所定周波数の振幅を与えた時の燃料電池の出力電圧の変化を測定することにより燃料電池のインピーダンスを測定し、
前記インピーダンスに基づいて燃料電池を診断することを特徴とする燃料電池システムの診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用の燃料電池システムに関し、特に燃料電池システムを診断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用の燃料電池システム（発電ユニット）は、一般に、炭化水素系の燃料（例えば都市ガス、ＬＰＧ、灯油など）を改質して水素を生成する改質器を含む水素製造装置と、生成した水素と空気中の酸素とから電気化学反応により直流電力を発生させる燃料電池（スタック）と、燃料電池で発生した直流電力を取り出すと共に交流電力に変換して家庭内の電気機器に供給するパワーコンディショナーと、燃料電池などで発生する熱を回収して給湯ユニット側からの貯湯用水と熱交換し温水を得る熱交換器とを含んで構成される。
【０００３】
また、家庭用の燃料電池システムでは、発電電力が需要電力を上回って、余剰電力が発生した場合に、逆潮流防止のため、余剰電力を消費することが必要であり、余剰電力ヒータにより、余剰電力を熱に変換し、前記熱交換器から給湯ユニット側（貯湯槽）へ戻る温水を更に加熱できるようにしている。
ところで、このような燃料電池システムでは、システムを長期間安定して運転できるようにするため、燃料電池の劣化状態を診断して、適切に対処することが必要である。
【０００４】
このため、特許文献１では、車両用の燃料電池システムを前提とするものであるが、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し、前記所定の周波数の交流を印加した時のセル毎又はセルモジュール毎の電圧変化を測定して前記セル毎又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又はセルモジュール毎の異常を検知するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３２７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、燃料電池の診断のためには、燃料電池から取り出す電流を安定させることが必要であり、負荷変動が大きい場合は、負荷に応じて掃引電流が大きく変化するため、診断条件の設定が困難である。
特許文献１を見ても、車両走行時（主負荷への電力供給時）には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ので、イグニッションスイッチのオン直後やオフ直後などの限られた条件で測定を行うようにしており、診断は極めて限定的な条件でのみ可能であり、燃料電池スタックにおいて真に必要なタイミングで確実に診断を実施することが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑み、家庭用の燃料電池システムの特徴を活かして、燃料電池の診断のための安定的な電流掃引を可能にし、かつ診断条件の設定を容易にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、診断モードにて、燃料電池から取り出す電流を所定の定格電流とする一方、この電流に所定周波数の振幅を与える電流制御手段と、前記電流に所定周波数の振幅を与えた時の燃料電池の出力電圧の変化を測定することにより燃料電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、前記インピーダンスに基づいて燃料電池を診断する診断手段と、を備え、更に、前記診断モードにて、前記余剰電力ヒータを強制的に作動させて、燃料電池から取り出す電流を前記余剰電力ヒータにて消費させる診断モード設定手段を備える構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、診断モードでは、余剰電力ヒータを強制的に作動させて、燃料電池から取り出す電流を余剰電力ヒータにて消費させることにより、掃引電流を安定的に制御可能となる。従って、ほとんど制約なく任意のタイミングで診断モードに切替え可能であり、診断条件の設定が容易となる。また、燃料電池から取り出す電流を測定に適した所定の定格電流とした上で、これに所定周波数の振幅を与えて、インピーダンスの測定を実施するので、インピーダンスの測定精度、ひいては診断精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料電池システムの概略構成図
【図２】診断部及びその関連部のブロック図
【図３】診断ルーチンのフローチャート
【図４】インピーダンス測定中の電流制御の説明図
【図５】インピーダンス測定中の電流及び電圧の状況を示す図
【図６】インピーダンス測定結果の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す燃料電池システム（発電ユニット）の概略構成図である。
家庭用の燃料電池システム（発電ユニット）は、システム筐体１内に、水素製造装置２と、燃料電池３と、パワーコンディショナー（ＰＣＳ）４と、熱交換器５とを備えて構成される。
【００１２】
水素製造装置２は、炭化水素系の燃料（例えば都市ガス、ＬＰＧ、灯油など）を改質触媒を用いて水蒸気供給下で改質により水素（Ｈ２、ＣＯ２を含む水素リッチな燃料ガス）を生成する改質器を主体として構成される。また、改質反応（吸熱反応）のための改質器加熱用の燃焼器（バーナー）６を備え、燃焼器６では、燃料電池３の燃料極側のオフガス（オフガス発生前は改質前の燃料）を燃焼させる。
【００１３】
図示は省略するが、水素製造装置２は、この他、改質器の上流側に設けられて、改質前の炭化水素系の燃料に含まれる硫黄化合物を吸着剤を用いて吸着除去又は脱硫触媒を用いて変換除去する脱硫器と、改質器の下流側に設けられて、改質ガス中の副生ＣＯをシフト触媒により残留水蒸気と反応させてＣＯ２とＨ２に変えるＣＯシフト反応器とを備える。
また、必要に応じ、シフト反応後のガス中にわずかながら残存するＣＯを選択酸化触媒を用いて空気供給下で選択的に酸化してＣＯ２に変えるＣＯ選択酸化器を更に備えてもよい。
【００１４】
燃料電池３は、例えば固体高分子形（ＰＥＦＣ）の燃料電池スタックであり、複数の電池セルが積み重ねられて構成される。電池セルは、燃料極（アノード）と、空気極（カソード）と、これらの間に配置された電解質層（高分子のイオン交換膜）とを有している。従って、燃料電池３は、電解質層の一端側の燃料極に水素（水素リッチな燃料ガス）が供給され、電解質層の他端側の空気極に空気中の酸素が供給されることで、水素と酸素との電気化学反応（発熱反応）により、直流電力を発生する。尚、燃料電池３としては、固体高分子形（ＰＥＦＣ）のものに限らず、リン酸形（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩形（ＭＣＦＣ）、固体酸化物形（ＳＯＦＣ）、あるいはアルカリ電解質形（ＡＦＣ）などの他の形式の燃料電池であってもよい。
【００１５】
パワーコンディショナー（ＰＣＳ）４は、燃料電池３で発生した直流電力を取り出すものであり、また、インバータを備え、直流電力を交流電力に変換して、家庭内の電気機器（負荷）ＥＩに供給する。また、パワーコンディショナー４には余剰電力ヒータ７が付設されており、燃料電池３の発電電力が電気機器ＥＩの需要電力を超える場合、逆潮流防止のため、インバータによる変換前の直流電力又は変換後の交流電力の一部が余剰電力ヒータ７に供給されて、余剰電力が消費される。尚、燃料電池３の発電電力が電気機器ＥＩの需要電力に満たない場合は、系統電源（商用電力系統）ＣＥからの補助電力が電気機器ＥＩに供給される。
【００１６】
熱交換器５は、その一次側が燃料電池３冷却用の冷却水循環通路８の一部を構成し、その二次側が給湯ユニット（貯湯ユニット）側の貯湯用水通路１２の一部を構成し、燃料電池３にて発生する熱を回収して給湯ユニット側からの貯湯用水と熱交換し温水（湯）を得る。
熱交換器５の一次側の冷却水循環通路８では、水タンク９内の水を水ポンプ１０により燃料電池３の冷却器１１に送り、ここで昇温した水を熱交換器５の一次側に流して、給湯ユニット側からの水と熱交換した後、水タンク９内に戻している。図示は省略するが、この冷却水は水素製造装置２内のＣＯシフト反応器及びＣＯ選択酸化器での発熱反応の冷却にも用いられる。
【００１７】
また、熱交換器５の二次側の貯湯用水通路１２には、熱交換器５下流に、前記余剰電力ヒータ７を配置して、余剰電力を消費する際に、熱回収を行っている。すなわち、余剰電力ヒータ７により、熱交換器５から給湯ユニット側の貯湯槽へ戻る温水を更に加熱できるようにしている。
燃料電池システム（発電ユニット）はまた、家庭内の電気機器ＥＩの熱需要に応じて、燃料電池３の発電電力を制御する制御装置１３を備えて構成される。制御装置１３は、マイクロコンピュータにより構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイスなどを備えている。
【００１８】
制御装置１３には、計測器１４、１５から信号が入力される。計測器１４は、燃料電池３から電気機器ＥＩへ供給される供給電力を測定し、供給電力の測定値を制御装置１３へ出力する。計測器１５は、商用電力系統ＣＥから電気機器ＥＩへ供給される補助電力を測定し、補助電力の測定値を制御装置１３へ出力し、商用電力系統ＣＥへの逆潮流の発生を防止する。
【００１９】
制御装置１３による発電電力の制御は、燃料供給制御手段（ポンプ及び／又は制御弁）１６を介して水素製造装置２への燃料供給量を制御して、燃料電池３への改質燃料の供給量を制御し、また、空気供給制御手段（ポンプ及び／又は制御弁）１７を介して燃料電池３への空気の供給量を制御することによって、行う。実際には、この他、水素製造装置（改質器）２への改質用水の供給、燃焼器６への燃料供給、ＣＯ選択酸化器への空気供給、各部への冷却水の供給などを協調制御する。
【００２０】
従って、制御装置１３は、電気機器ＥＩの需要電力に応じて、燃料電池３の発電電力目標値を設定し、これに従って（発電電力目標値を得るように）、燃料供給量や空気供給量などを制御することにより、燃料電池３の発電電力を制御する。
制御装置１３はまた、パワーコンディショナー４を制御する。具体的には、燃料電池３の発電電力目標値に基づいて、燃料電池３から取り出す電流を設定・制御する。より詳しくは、燃料電池３の発電電力目標値を燃料電池３の出力電圧で除算して、電流目標値を設定し、この電流目標値に従って、燃料電池３から取り出す電流を制御する。
【００２１】
尚、燃料電池３には、燃料電池３の出力電圧を検出する燃料電池電圧計１８と、燃料電池３の出力電流を検出する燃料電池電流計１９とが付設され、これらの信号は制御装置１３に入力されている。
制御装置１３は更にまた、パワーコンディショナー４を制御して、燃料電池３の発電電力が電気機器ＥＩの需要電力を超える場合に、余剰電力を余剰電力ヒータ７に供給する。これにより、余剰電力は給湯エネルギーとして利用される。
【００２２】
次に、上記の燃料電池システムでの燃料電池（スタック）３の診断について説明する。
ここで、この燃料電池システムは、熱需要に応じて発電する「熱主電従」であり、「熱主電従」の場合は、燃料電池システムの運転時（診断モードを実施したい時を含む）に当然に熱需要があるため、安定した電力でインピーダンス測定するための安定した負荷需要として余剰電力ヒータ７を動作させてもエネルギーロスが少なく、燃料電池システムにとってより良いタイミングで診断を実施できる。
【００２３】
図２は診断部及びその関連部のブロック図である。
燃料電池（スタック）３の出力側に接続されるパワーコンディショナー４は、燃料電池３で発生した直流電力を取り出すＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２２とを含んで構成される。
余剰電力ヒータ７は、ＤＣヒータ又はＡＣヒータのいずれでもよく、ＤＣヒータの場合はＤＣ／ＡＣインバータ２２の入力側に接続され、ＡＣヒータの場合はＤＣ／ＡＣインバータ２２の出力側に接続される。尚、接続は図示しないスイッチング手段を介してなされる。
【００２４】
制御装置１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を用いて、燃料電池３から取り出す電流を制御する制御部３１を備え、この制御部３１には、燃料電池３に付設の電圧計及び電流計から電圧及び電流のデータが入力される。
制御装置１３はまた、診断モードにて燃料電池３の診断を行う診断部３２を備える。診断部３２は、制御部３１を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を含む各種機器の操作や、燃料電池３の電圧及び電流を含む各種データの読込みを行うことができる。
【００２５】
図３は診断部３２による診断ルーチンのフローチャートである。
Ｓ１では、所定の診断モード条件が成立しているか否かを判定する。診断モード条件とは、例えば、（１）燃料電池システムの運転時間が所定時間（例えば前回診断時からの時間で５００時間）に達した場合、（２）定格運転時の燃料電池の電圧が所定電圧より低下した場合、（３）エラーが所定回数以上発生した場合、のいずれかとする。診断モード条件が成立した場合はＳ２へ進む。
【００２６】
Ｓ２では、診断時に外部起因のノイズの影響を低減するために、燃料電池システムから家庭内の電気機器ＥＩを切り離して、家庭内の電気機器ＥＩの電源を全て系統電源ＣＥに切り替える。但し、ノイズの影響が問題とならない場合は、このＳ２の処理を省略してもよい。
Ｓ３では、燃料電池３から取り出す電流を余剰電力ヒータ７で消費するように、ＤＣ／ＡＣインバータ２２に余剰電力ヒータ７を電気的に接続する。ここで、余剰電力ヒータ７がＤＣヒータである場合は、ＤＣ／ＡＣインバータ２２の入力側に、ＡＣヒータである場合は、ＤＣ／ＡＣインバータ２２の出力側に接続する。
【００２７】
尚、診断時の燃料電池出力が例えば５００Ｗの場合、余剰電力ヒータは５００Ｗ以上で出力させ、ヒータ出力≧診断時の燃料電池出力とする。より好ましくは、ヒータは、診断時の燃料電池出力×１１０％程度の出力で動作させるとよい。燃料電池システムから取り出す電流を安定させるためには、燃料電池出力を全てヒータで消費することが必要であり、燃料電池出力で賄いきれないヒータ電力については系統電源から供給を受けるようにしてもよい。
【００２８】
Ｓ４では、診断のため、制御部３１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を操作し、燃料電池３から取り出す電流を所定の定格電流とする一方、この電流に所定周波数（例えば１ｋＨｚ〜１ｍＨｚ）の振幅を与える。
すなわち、図４及び図５に示すように、燃料電池のＩ−Ｖ特性において、掃引電流を所定の定格電流として、これに所定周波数の振幅を与えることにより、電流を所定周波数で変化させ、これにより、電圧を変化させる。
【００２９】
そして、このときの電圧変化を所定のサンプリング周期（印加周波数の倍以上の例えば２ｋＨｚ）で測定し（制御部３１を介して読込み）、これに基づいてインピーダンスを算出する。
すなわち、印加電流Ｉ＝Ｉ0 expｊωｔに対する、応答電圧Ｅ＝Ｅ0 expｊ(ωｔ＋Φ)を測定し、インピーダンスＺ＝Ｅ／Ｉ＝Ｒ＋ｊχを算出する。ここで、インピーダンスＺは、実部抵抗Ｒと、虚部抵抗（リアクタンス）χとに分けて算出する。
【００３０】
Ｓ５では、インピーダンス測定結果を解析する。
インピーダンス（実部抵抗及び虚部抵抗）については、図６に示すように、実部抵抗を縦軸、虚部抵抗を横軸とするプロット線図（コールコールプロット）を作成することにより、以下のような解析が可能である。
図６（ａ）は、一般的な初期特性であり、燃料電池の膜抵抗、反応抵抗、及び、拡散抵抗が正常な場合のコールコールプロットである。
【００３１】
これに対し、図６（ｂ）は、燃料電池の膜抵抗が増大した場合のコールコールプロットであり、膜抵抗が増大すると、円弧が右側に移動することが知られている。
図６（ｃ）は、燃料電池の反応抵抗が増大した場合のコールコールプロットであり、反応抵抗に対応する円弧が大きくなることが知られている。
図６（ｄ）は、燃料電池の拡散抵抗が増大した場合のコールコールプロットであり、拡散抵抗に対応する円弧が大きくなることが知られている。
【００３２】
従って、インピーダンス測定結果を解析することで、燃料電池の膜抵抗の増大の程度、反応抵抗の増大の程度、及び、拡散抵抗の増大の程度を判定することができる。
Ｓ６では、上記のようなインピーダンス測定結果の解析に基づき、膜抵抗の増大の有無を判定し、膜抵抗増大の場合は、Ｓ７へ進み、膜抵抗減少モードでの運転に切り替える。具体的には、膜抵抗増大は一般に加湿状態が悪化することによって起こるので、膜抵抗減少モードでは、空気を絞る、バブリングを行う等の加湿処理を行う。
【００３３】
また、Ｓ８では、上記のようなインピーダンス測定結果の解析に基づき、反応抵抗の増大の有無を判定し、反応抵抗増大の場合は、Ｓ９へ進み、反応抵抗減少モードでの運転に切り替える。具体的には、反応抵抗増大も多くは加湿状態が悪化することによって起こるので、反応抵抗減少モードでは、加湿を促進するように、膜抵抗減少モードと同様な処理を行う。但し、状況によっては、後述するドライ処理を行うのが適当な場合もある。
【００３４】
また、Ｓ１０では、上記のようなインピーダンス測定結果の解析に基づき、拡散抵抗の増大の有無を判定し、拡散抵抗増大の場合は、Ｓ１１へ進み、拡散抵抗減少モードでの運転に切り替える。具体的には、拡散抵抗増大は一般に水が詰まって抵抗が増えるので、拡散抵抗減少モードでは、空気を多くする、或いは、ドライ空気を流通させて、水を飛ばすようなドライ処理を行う。
【００３５】
このような処理の他、インピーダンス測定結果に基づいて、燃料電池の劣化の程度を判定し、判定結果に従って、発電電力の上限値を低下させる発電電力抑制モードでの運転に切り替えるようにしてもよい。
また、インピーダンス測定結果に基づいて、燃料電池の劣化の程度を判定し、判定結果に従って、警告灯を点灯させるなどして、異常を警告するようにしてもよい。
【００３６】
更に、燃料電池３の診断（インピーダンスの測定）は、燃料電池３全体について実施する他、セル毎、あるいはセルモジュール毎に実施するようにしてもよい。
本実施形態によれば、家庭用の燃料電池システムの診断に際し、余剰電力ヒータ７を強制的に作動させて、燃料電池３から取り出す電流を余剰電力ヒータ７にて消費させるように設定することにより、掃引電流を任意に制御可能となる。従って、運転時（診断モードを実施したいときを含む）に熱需要がある「熱主電従」の発電方式の燃料電池システムにおいては、診断モードを実施したいときにも当然に熱需要があるため、診断モードを実施したいとき、或いは診断モード実施中に、貯湯槽が満蓄になり燃料電池システムが停止することを防ぐことができ、ほとんど制約なく任意のタイミングで診断モードに切替え可能となり、診断条件の設定が容易となる。
【００３７】
また、燃料電池３から取り出す電流を測定に適した所定の定格電流とした上で、これに所定周波数の振幅を与えて、インピーダンス測定を実施するので、インピーダンス測定精度、ひいては診断精度を大幅に向上させることができる。
また、本実施形態によれば、家庭用の燃料電池システムの診断に際し、燃料電池システムから家庭内の電気機器ＥＩを切り離して、家庭内の電気機器ＥＩに系統電源ＣＥより電力を供給することにより、外部起因のノイズの影響を低減することができる。但し、外部起因のノイズの影響が問題とならない場合は、この切り離しを行わなくてもよい。
【００３８】
また、本実施形態によれば、インピーダンス測定結果に基づいて、燃料電池３の膜抵抗、反応抵抗、及び、拡散抵抗の増大の程度をそれぞれ診断することにより、不具合要因を的確に把握して、膜抵抗減少モード、反応抵抗減少モード、及び、拡散抵抗減少モードの運転に切り替えるなど、不具合に的確に対処することができる。
以上により、安定した電力でインピーダンス測定するための安定した負荷需要として余剰電力ヒータ７を動作させても、貯湯槽の満蓄を避けるために、余剰電力ヒータの発熱をラジエータにて放熱させたり、熱需要（温水需要）を無視して貯湯槽内の温水を強制的に外部に排出させることなく、確実に給湯エネルギーとして活用することができるため、診断中のエネルギーロスを低く抑えつつ、燃料電池スタックにとって真に必要なタイミングで診断を実施することができ、燃料電池システムの長寿命化を図ることができる。
【００３９】
尚、以上の説明では、水素製造装置を備える燃料電池システムについて説明したが、水素製造装置の代わりに、水素ボンベ等を使用する、いわゆる純水素型の燃料電池システムにも、本発明を適用可能である。
また、以上の図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
１  システム筐体
２  水素製造装置（改質器）
３  燃料電池（スタック）
４  パワーコンディショナー
５  熱交換器
６  燃焼器
７  余剰電力ヒータ
８  冷却水循環通路
９  水タンク
１０  水ポンプ
１１  冷却器
１２  貯湯用水通路
１３  制御装置
１４  計測器
１５  計測器
１６  燃料供給制御手段
１７  空気供給制御手段
１８  燃料電池電圧計
１９  燃料電池電流計
２１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２  ＤＣ／ＡＣインバータ
３１  制御部
３２  診断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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