(57)【要約】【課題】電力損失を抑制する。【解決手段】複数の燃料電池ＦＣ〜ＦＣ１２が直列接続された燃料電池スタックＦＣの電圧監視装置１０である。電圧監視装置１０は、複数の燃料電池を２以上に区分したグループごとに設けられ、正負両電源電圧により駆動されることで、グループに属する燃料電池の各々の電圧を検出し、これら電圧から定まる情報を出力する電圧測定回路２１〜２３と、燃料電池スタックの少なくとも一部である燃料電池群と検出回路との間を接続し、燃料電池群の出力を正負両電源電圧として検出回路に供給するための接続路Ｓ３，Ｓ４と、正負両電源電圧を検出回路に供給するためのＤＣ−ＤＣコンバータ４１〜４３およびバッテリー７０と、所定の条件に応じて、検出回路への電圧供給を、接続路を介したものと電源部を用いたものとの間で切り替える電源切替スイッチ６０および制御回路８０とを備えている。【選択図】図１
2011253721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料電池が直列接続された燃料電池スタックの電圧監視装置であって、
前記複数の燃料電池を２以上に区分したグループごとに設けられ、正負両電源電圧により駆動されることで、前記グループに属する燃料電池の各々の電圧を検出し、これら電圧から定まる情報を出力する検出回路と、
前記燃料電池スタックの少なくとも一部である燃料電池群と前記検出回路との間を接続し、前記燃料電池群の出力を前記正負両電源電圧として前記検出回路に供給するための接続路と、
前記正負両電源電圧を前記検出回路に供給するための電源部と、
所定の条件に応じて、前記検出回路への電圧供給を、前記接続路を介したものと前記電源部を用いたものとの間で切り替える制御部と
を備える電圧監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧監視装置であって、
前記制御部は、
前記燃料電池スタックの全ての前記グループから適正な出力があるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により適正な出力があると判定されたときに、前記接続路を介して前記電圧供給を行い、前記判定部により適正な出力がないと判定されたときに、前記電源部を用いて前記電圧供給を行う切替実行部と
を備える、電圧監視装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電圧監視装置であって、
前記接続路は、
前記燃料電池群として、前記正負両電源電圧を供給する検出回路に対応したグループに属する燃料電池の集合に対して接続を行う構成である、電圧監視装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電圧監視装置であって、
前記接続路は、
前記複数のグループのうちの最もプラス側と最もマイナス側の２グループを除いた残りのグループに対応する検出回路のそれぞれにおけるプラス側の電源供給端子を、当該検出回路に対応するグループよりもプラス側に位置するグループに属する燃料電池群に接続する接続線と、
前記残りのグループに対応する検出回路のそれぞれにおけるマイナス側の電源供給端子を、当該検出回路に対応するグループよりもマイナス側に位置するグループに属する燃料電池群に接続する接続線と
を備える、電圧監視装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧監視装置であって、
前記電源部は、
二次電池と、
前記検出回路ごとに設けられ、前記二次電池の出力電圧を前記正負両電源電圧に変換する複数の電圧コンバータと
を備える、電圧監視装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧監視装置であって、
前記電源部は、
前記検出回路ごとに設けられ、所定の電源電圧を分圧する複数の抵抗器と
を備える、電圧監視装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電圧監視装置であって、
前記所定の電源電圧は、前記燃料電池スタックの総電圧とした、電圧監視装置。
【請求項８】
請求項６に記載の電圧監視装置であって、
前記電源部は、さらに、
二次電池と、
前記二次電池の出力電圧を前記所定の電源電圧に変換する電圧コンバータと
を備える、電圧監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の燃料電池が直列接続された燃料電池スタックの電圧監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、単セルでは実際の出力が１Ｖにも満たないため、一般的には、複数の単セルを直列接続した燃料電池スタックとして構成し、全体として必要な高電圧を確保する。かかる燃料電池スタックでは、単セル１つにでも異常が発生すると、スタック全体に対して出力制限を行うか、運転を停止する必要が生じる場合がある。こうしたことから、燃料電池スタックの制御を好適に行うために、燃料電池スタックを構成する単セルの電圧を監視する電圧監視装置が提案されている（例えば、下記特許文献１）。
【０００３】
前記電圧監視装置では、複数の燃料電池を２以上に区分したグループごとに電圧監視を行うように構成されている。すなわち、前記グループごとにセル電圧測定回路を設け、各セル電圧測定回路で、グループに属する単セルの各々の電圧を測定することで、監視を行っている。なお、各セル電圧測定回路への電力供給は、二次電池を用いて行うのが一般的である。詳しくは、セル電圧測定回路ごとにＤＣ／ＤＣコンバータを設け、二次電池からの電圧を、各ＤＣ／ＤＣコンバータにより正負両電圧にそれぞれ変換し、各正負両電圧を各セル電圧測定回路に供給する（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、前記従来の電圧監視装置では、燃料電池スタック等から二次電池への充電が行われることになるが、その充電に伴う電力損失は小さくなく、電力効率が悪いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８４１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の問題の少なくとも一部を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、電力損失を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］  複数の燃料電池が直列接続された燃料電池スタックの電圧監視装置であって、前記複数の燃料電池を２以上に区分したグループごとに設けられ、正負両電源電圧により駆動されることで、前記グループに属する燃料電池の各々の電圧を検出し、これら電圧から定まる情報を出力する検出回路と、前記燃料電池スタックの少なくとも一部である燃料電池群と前記検出回路との間を接続し、前記燃料電池群の出力を前記正負両電源電圧として前記検出回路に供給するための接続路と、前記正負両電源電圧を前記検出回路に供給するための電源部と、所定の条件に応じて、前記検出回路への電圧供給を、前記接続路を介したものと前記電源部を用いたものとの間で切り替える制御部とを備える電圧監視装置。
【０００９】
かかる構成の電圧監視装置では、電源部を用いることで、正負両電源電圧を検出回路に供給することができる。また、接続路を介して燃料電池スタックの少なくとも一部である燃料電池群を用いることで、正負両電源電圧を検出回路に供給することもできる。さらに、検出回路への電圧供給を、制御部により、前者のもの（電源部を用いたもの）と後者のもの（燃料電池群を用いたもの）との間で切り替えることができる。電源部を用いて正負両電源電圧を検出回路に供給しようとすると損失は大きなものとなるが、上述したように、制御部により電圧供給の切り替えを行うことで、電源部を用いた電圧供給の機会を減らすことが可能となる。したがって、電圧監視装置は、電力損失を抑制することができるという効果を奏する。
【００１０】
［適用例２］  適用例１に記載の電圧監視装置であって、前記制御部は、前記燃料電池スタックの全ての前記グループから適正な出力があるか否かを判定する判定部と、前記判定部により適正な出力があると判定されたときに、前記接続路を介して前記電圧供給を行い、前記判定部により適正な出力がないと判定されたときに、前記電源部を用いて前記電圧供給を行う切替実行部とを備える、電圧監視装置。
【００１１】
かかる構成の電圧監視装置では、燃料電池スタックの全てのグループから適正な出力があるときに限り、燃料電池群を用いた電圧供給がなされ、グループの１つでも適正な出力がないときには、電源部を用いることになる。このため、適正な出力がなされない燃料電池群からの出力で検出回路への電圧供給がなされることを防止することができる。
【００１２】
［適用例３］  適用例１または２に記載の電圧監視装置であって、前記接続路は、前記燃料電池群として、前記正負両電源電圧を供給する検出回路に対応したグループに属する燃料電池の集合に対して接続を行う構成である、電圧監視装置。
【００１３】
かかる構成の電圧監視装置では、検出回路は、対応するグループに属する燃料電池から電源供給を受けることができる。
【００１４】
［適用例４］  適用例１または２に記載の電圧監視装置であって、前記接続路は、前記複数のグループのうちの最もプラス側と最もマイナス側の２グループを除いた残りのグループに対応する検出回路のそれぞれにおけるプラス側の電源供給端子を、当該検出回路に対応するグループよりもプラス側に位置するグループに属する燃料電池群に接続する接続線と、前記残りのグループに対応する検出回路のそれぞれにおけるマイナス側の電源供給端子を、当該検出回路に対応するグループよりもマイナス側に位置するグループに属する燃料電池群に接続する接続線とを備える、電圧監視装置。
【００１５】
かかる構成の電圧監視装置では、対応するグループよりも外側に位置するグループに属する燃料電池から電源供給を受けることができる。このために、プラス側とマイナス側に広がりを持った正負両電源電圧を、検出回路に供給することができる。
【００１６】
［適用例５］  適用例１ないし４のいずれかに記載の電圧監視装置であって、前記電源部は、二次電池と、前記検出回路ごとに設けられ、前記二次電池の出力電圧を前記正負両電源電圧に変換する複数の電圧コンバータとを備える、電圧監視装置。
【００１７】
かかる構成の電圧監視装置は、各電圧コンバータにより電圧調整された正負両電源電圧を、検出回路に供給することができる。
【００１８】
［適用例６］  適用例１ないし４のいずれかに記載の電圧監視装置であって、前記電源部は、前記検出回路ごとに設けられ、所定の電源電圧を分圧する複数の抵抗器とを備える、電圧監視装置。
【００１９】
かかる構成の電圧監視装置は、分圧抵抗により分圧されることで電圧調整された正負両電源電圧を、検出回路に供給することができる。
【００２０】
［適用例７］  適用例６に記載の電圧監視装置であって、前記所定の電源電圧は、前記燃料電池スタックの総電圧とした、電圧監視装置。
【００２１】
かかる構成の電圧監視装置では、グループの１つに電圧低下が例え見られたとしても、通常、燃料電池スタックの総電圧が大きく低下することがないことから、燃料電池スタックの総電圧を利用して、正負両電源電圧の供給が可能となる。
【００２２】
［適用例８］  適用例６に記載の電圧監視装置であって、前記電源部は、さらに、二次電池と、前記二次電池の出力電圧を前記所定の電源電圧に変換する電圧コンバータとを備える、電圧監視装置。
【００２３】
かかる構成の電圧監視装置では、二次電池と電圧コンバータを利用して、正負両電源電圧の供給が可能となる。
【００２４】
さらに、本発明は、上記適用例１ないし８以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、次の電圧監視方法の態様で実現することができる。すなわち、燃料電池スタックの備える複数の燃料電池を２以上に区分したグループごとに設けられ、正負両電源電圧により駆動されることで、前記グループに属する燃料電池の各々の電圧を検出し、これら電圧から定まる情報を出力する検出回路と、前記燃料電池スタックの少なくとも一部である燃料電池群と前記検出回路との間を接続し、前記燃料電池群の出力を前記正負両電源電圧として前記検出回路に供給するための接続路と、前記正負両電源電圧を前記検出回路に供給するための電源部とを備える燃料電池システムにおける電圧監視方法において、所定の条件に応じて、前記検出回路への電圧供給を、前記接続路を介したものと前記電源部を用いたものとの間で切り替える工程を備える、電圧監視方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施例としての電圧監視装置１０の構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例における制御回路８０にて実行される切替処理を示すフローチャートである。
【図３】第２実施例としての電圧監視装置１１０の構成を示す説明図である。
【図４】第４実施例としての電圧監視装置２１０の構成を示す説明図である。
【図５】第４実施例の変形例としての電圧監視装置４１０の構成を示す説明図である。
【図６】第５実施例としての電圧監視装置３１０の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．電圧監視装置の構成：
本発明の第１実施例としての電圧監視装置１０の概略構成を図１に示す。電圧監視装置１０は、複数の燃料電池を積層した燃料電池スタックＦＣの電圧を監視する装置である。ここでの燃料電池とは、発電の最小単位である、いわゆる単セルである。
【００２７】
本実施例における燃料電池は、固体高分子形の燃料電池であり、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子材料の薄膜である電解質膜の表面上にカソード電極とアノード電極とを備える電解質膜・電極接合体の両面に、ガス拡散層、流路部材、セパレータが積層されて構成される（図示せず）。燃料電池スタックＦＣは、積層方向の両端に配置したターミナル、インシュレータ、エンドプレートで挟持されると共に、燃料ガス、酸化ガス及び冷却水の給排システムが接続されている（図示せず）。燃料電池スタックＦＣの定格出力は、本実施例では３００Ｖである。ただし、定格出力は、適宜設定すればよく、燃料電池スタックＦＣを構成する燃料電池の数も２つ以上であればよい。なお、以下では、説明の便を考慮して、燃料電池スタックＦＣは、１２個の燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ１２で構成されるものとして説明する。
【００２８】
図１に示すように、燃料電池スタックＦＣを構成する燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ１２は、３つのグループ（以下、「ブロック」と呼ぶ）Ｂ１〜Ｂ３に区分されている。なお、本実施例では、３つのブロックに区分しているが、ブロックの数は２以上であればよい。また、各ブロックＢ１〜Ｂ３に属する燃料電池は、いずれも同数の４個であるが、ブロックごとに異なる個数であってもよい。また、各ブロックを構成する燃料電池の数は、説明の便を考慮して４個としているが、実際には、例えば２０個程度で設定することができる。ただし、各ブロックを構成する燃料電池の数は、特に制限するものではない。
【００２９】
かかる燃料電池スタックＦＣに接続される電圧監視装置１０は、電圧測定回路２１，２２，２３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ（以下、単に「コンバータ」と呼ぶ）４１，４２，４３と、電源切替スイッチ６０と、バッテリー７０と、制御回路８０とを備えている。
【００３０】
電圧測定回路２１，２２，２３は、ブロックＢ１〜Ｂ３と同一の数だけ設けられており、ブロックＢ１〜Ｂ３にそれぞれ対応している。各電圧測定回路２１，２２，２３は、各ブロックＢ１〜Ｂ３に属する燃料電池と接続される。すなわち、第１の電圧測定回路２１は第１のブロックＢ１に属する燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４に、第２の電圧測定回路２２は第２のブロックＢ２に属する燃料電池ＦＣ５〜ＦＣ８に、第３の電圧測定回路２３は第３のブロックＢ３に属する燃料電池ＦＣ９〜ＦＣ１２に、それぞれ接続される。
【００３１】
電圧測定回路２１，２２，２３は、正電源電圧Ｖｃと負電源電圧Ｖｓにより駆動される。電圧測定回路２１，２２，２３は、接続される燃料電池の各々の電圧（出力電圧）を測定し、これら電圧から定まる情報を出力する「検出回路」として機能する。本実施例では、接続される燃料電池の各々の出力電圧の最小値を出力する。なお、最小値に限る必要はなく、最大値や平均値等の別の値を出力する構成としてもよい。要は、燃料電池の各々の出力電圧から定まる情報であればどのような情報であってもよく、例えば、前記最小値が所定電圧（例えば、０Ｖ）を下回ったことを示す情報、等とすることもできる。また、測定した燃料電池の各々の電圧をそのまま、前記情報として出力する構成とすることもできる。各電圧測定回路２１，２２，２３から出力された情報Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、制御回路８０等に送られ、適宜利用される。
【００３２】
例えば、各電圧測定回路２１，２２，２３は、オペアンプをそれぞれ備えており、オペアンプを用いて、各燃料電池の電圧を燃料電池から取り出している。このオペアンプが、正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓで駆動されることになる。なお、電圧測定回路２１，２２，２３は、オペアンプを備えた構成に限る必要もなく、ＩＣにより構成されたもの等、種々の構成を取り得る。要は、電圧測定回路２１，２２，２３は、正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓで駆動されるものであれば、どのような構成であってもよい。
【００３３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３は、電圧測定回路２１，２２，２３にそれぞれ正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓを供給する回路である。ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３は、本実施例では、入力と出力が絶縁された絶縁型のものである。各ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３の第１の入力端子は、結線されて、電源切替スイッチ６０を介してバッテリー（二次電池）７０と接続されている。各ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３の第２の入力端子は、グラウンドと接続されている。各ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３のプラス側の出力端子Ｔ１は、電圧測定回路２１，２２，２３のプラス側の電源供給端子Ｐ１に第１接続線Ｓ１を介して接続されている。各ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３のマイナス側の出力端子Ｔ２は、電圧測定回路２１，２２，２３のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に第２接続線Ｓ２を介して接続されている。
【００３４】
電源切替スイッチ６０がオン状態に切り替えられると、バッテリー７０からの直流電圧が各ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３に供給され、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３は、前記直流電圧を前述した正電源電圧Ｖｃと負電源電圧Ｖｓとに変換し、両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓを電圧測定回路２１，２２，２３にそれぞれ供給する。すなわち、バッテリー７０およびＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３は、正負両電源電圧Ｖｃ、ＶｓをＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３に供給する「電源部」として機能する。
【００３５】
本実施例では、電圧測定回路２１，２２，２３の電源には、前記バッテリー７０およびＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３を用いた構成の他に、燃料電池スタックＦＣの出力を用いた構成となっている。詳しくは、各ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３に属する燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４，ＦＣ５〜ＦＣ８，ＦＣ９〜ＦＣ１２の集合の正極端子Ｑ１は、電圧測定回路２１，２２，２３のプラス側の電源供給端子Ｐ１に第３接続線Ｓ３を介して接続されており、各ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３に属する燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４，ＦＣ５〜ＦＣ８，ＦＣ９〜ＦＣ１２の集合の負極端子Ｑ２は、電圧測定回路２１，２２，２３のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に第４接続線Ｓ４を介して接続されている。なお、第３接続線Ｓ３および第４接続線Ｓ４が、燃料電池スタックＦＣの出力を正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓとして電圧測定回路２１，２２，２３に供給する「接続路」として機能する。
【００３６】
第３接続線Ｓ３および第４接続線Ｓ４には、逆流（Ｐ１，Ｐ２側からＱ１，Ｑ２側への流れ）を防ぐためのダイオードＤ３，Ｄ４が設けられている。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３との間を接続する前述した第１接続線Ｓ１および第２接続線Ｓ２には、逆流（Ｐ１，Ｐ２側からＴ１，Ｔ２側への流れ）を防ぐためのダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ設けられている。
【００３７】
電源切替スイッチ６０は、制御回路８０からの制御指令ＳＧを受けてオンオフを切り替えることで、バッテリー７０からＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３への電源供給の有無、すなわち、バッテリー７０を用いた電圧測定回路２１，２２，２３への正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給の有無を切り替える。なお、バッテリー７０を用いた正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給が無いときは、燃料電池スタックＦＣの出力を用いた第３接続線Ｓ３および第４接続線Ｓ４からの正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給がなされることになる。したがって、電源切替スイッチ６０は、電圧測定回路２１，２２，２３への正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給を、バッテリー７０を用いたものと燃料電池スタックＦＣの出力を用いたものとの間で切り替えるように機能する。本実施例では、電源切替スイッチ６０として、ＭＯＳＦＥＴを採用している。
【００３８】
制御回路８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（図示せず）等を備えた周知のマイクロコンピュータによって構成される。制御回路８０は、燃料電池スタックＦＣの出力電圧（総電圧）を検出する電圧センサ９０からの出力信号を受け取ると共に、電源切替スイッチ６０に制御指令ＳＧを出力する。なお、本実施例では、電圧センサ９０は、燃料電池システムに一般的に設けられているものを用いており、電圧監視装置１０の一部を構成しない。
【００３９】
ＲＯＭには、各種のコンピュータプログラムが格納されている。ＣＰＵによりコンピュータプログラムが実行されることで、制御回路８０は、電圧センサ９０からの出力信号に応じて電源切替スイッチ６０のオンオフを切り替える切替機能を実現する。この切替機能を実現するための切替処理について、以下詳細に説明する。
【００４０】
Ａ−２．制御処理：
図２は、制御回路８０にて実行される切替処理を示すフローチャートである。切替処理は、制御回路８０のＲＯＭに格納された切替処理用のコンピュータプログラムに従って、制御回路８０のＣＰＵによって実行される。
【００４１】
図示するように、処理が開始されると、ＣＰＵは、まず、燃料電池スタックＦＣを備える燃料電池システムがオン状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１００）。
【００４２】
ステップＳ１００で、燃料電池システムがオン状態にあると判定されると、ＣＰＵは、電圧センサ９０から燃料電池スタックＦＣの出力電圧Ｖｆｓを取り込み（ステップＳ１１０）、出力電圧Ｖｆｓが所定電圧Ｖ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。所定電圧Ｖ０は、燃料電池スタックＦＣの燃料電池の数が３００であれば、例えば１２０［Ｖ］である。この判定は、燃料電池スタックＦＣの全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力があるか否かを判定するためのもので、所定電圧Ｖ０以上あれば前記適正な出力があると推定する。ここで、適正な出力とは、各ブロックＢ１〜Ｂ３が対応する電圧測定回路２１，２２，２３に電源を供給するに十分に高い電圧をいう。出力電圧Ｖｆｓが所定電圧Ｖ０を下回ったときには、全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力がある状態でないものと判定する。
【００４３】
ステップＳ１２０で、出力電圧ＶｆｓがＶ０を下回っている、すなわち、全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力がある状態でないと判定された場合には、ＣＰＵは、電源切替スイッチ６０をオン状態に切り替える旨（例えば“１”）の制御指令ＳＧを、電源切替スイッチ６０へ出力する（ステップＳ１３０）。この結果、バッテリー７０からの直流電圧が各ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３に供給され、バッテリー７０を用いた電圧測定回路２１，２２，２３への正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給がなされる。ステップＳ１３０の実行後、ＣＰＵは、ステップＳ１００に処理を戻し、ステップＳ１００以後の処理を繰り返し実行する。
【００４４】
一方、ステップＳ１２０で、出力電圧ＶｆｓがＶ０以上である、すなわち、全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力があると判定された場合には、ＣＰＵは、電源切替スイッチ６０をオフ状態に切り替える旨（例えば“０”）の制御指令ＳＧ（例えば、値０のデジタル信号）を、電源切替スイッチ６０へ出力する（ステップＳ１４０）。この結果、各電圧測定回路２１，２２，２３への正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３側からではなく、燃料電池スタックＦＣ側からなされる。ステップＳ１４０の実行後、ＣＰＵは、ステップＳ１００に処理を戻し、ステップＳ１００以後の処理を繰り返し実行する。
【００４５】
なお、ステップＳ１００で、燃料電池システムがオン状態にない、すなわちオフ状態にあると判定されると、ＣＰＵは、この切替処理を終了する。上記切替処理を実行する制御回路８０と電源切替スイッチ６０とが、本発明における「制御部」に相当する。
【００４６】
Ａ−３．効果：
以上のように構成された電圧監視装置１０によれば、燃料電池スタックＦＣの起動時に、燃料電池スタックＦＣの出力電圧（総電圧）が各ブロックＢ１〜Ｂ３の電圧測定回路２１，２２，２３を駆動するに十分でない場合に、バッテリー７０を用いて電圧測定回路２１，２２，２３への正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給がなされ、その後、燃料電池スタックＦＣの総電圧が各ブロックＢ１〜Ｂ３の電圧測定回路２１，２２，２３を駆動するに十分となった場合に、燃料電池スタックＦＣを用いて前記正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給がなされる。このため、低温起動時等で燃料電池スタックＦＣの総電圧が十分でない場合に、燃料電池スタックＦＣとは別電源であるバッテリー７０を利用することができ、通常運転時等の燃料電池スタックＦＣの総電圧が十分である場合には、燃料電池スタックＦＣの出力を利用することができる。
【００４７】
一般に、バッテリー７０を利用した電源供給の場合、燃料電池スタックＦＣ等の電源からのバッテリー７０への充電が必要となり、燃料電池スタックＦＣを利用した電源供給の場合に比べて電力損失が大きい。しかしながら、本実施例では、バッテリー７０を利用した電源供給は、低温起動時等の燃料電池スタックＦＣの総電圧が低い場合（低温起動時であっても起動時から１、２分と短い時間）に限られることから、バッテリー７０を利用した、電力損失の大きい電圧供給の機会を減らすことができる。したがって、本実施例の電圧監視装置１０は、全体として電力損失を抑制することができるという効果を奏する。
【００４８】
Ｂ．第２実施例：
本発明の第２実施例について説明する。第２実施例としての電圧監視装置１１０の構成を図３に示す。図３では、第１実施例と同一の構成については、図１と同一の符号を付している。電圧監視装置１１０について、第１実施例と異なる点についてのみ、以下に説明する。
【００４９】
第１実施例の電圧監視装置１０では、所定の電源電圧（第１実施例では、バッテリー７０）をＤＣ−ＤＣコンバータ４１，４２，４３により正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓに変換する構成としたが、第２実施例の電圧監視装置１１０では、所定の電源電圧を燃料電池スタックＦＣの総電圧とし、その総電圧を分圧抵抗回路により正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓに変換する構成とした。
【００５０】
図３に示すように、第２実施例の電圧監視装置１１０では、分圧抵抗回路は、正電源電圧Ｖｃを受け持つ第１の分圧抵抗回路ＲＣ１と、負電源電圧Ｖｓを受け持つ第２の分圧抵抗回路ＲＣ２とから構成されている。
【００５１】
第１の分圧抵抗回路ＲＣ１は、直列接続された４つの抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を備える。抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の直列接続の図中上側の端子Ｔ１１が、電源切替スイッチ６０の一方側（電圧測定回路２１側）の端子ＳＴ１と接続されている。また、端子Ｔ１１は、第１の電圧測定回路２１のプラス側の電源供給端子Ｐ１に接続される第１接続線Ｓ１（他の第１接続線Ｓ１と区別するために、図面ではＳ１ａと記した）と接続されている。一方、抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の直列接続の図中下側の端子Ｔ１２は、燃料電池スタックＦＣのマイナス側の出力端子と接続されている。電源切替スイッチ６０の他方側の端子ＳＴ２は、燃料電池スタックＦＣ全体の正極端子Ｑ１（第１ブロックＢ１の燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４の集合の正極端子Ｑ１と一致）と接続されている。
【００５２】
抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、図中上から下に向かって順に配置されており、以下、順に、第１．第２、第３、第４の抵抗器と呼ぶ。第１の抵抗器Ｒ１と第２の抵抗器Ｒ２とを結ぶ結線部は、第２の電圧測定回路２２のプラス側の電源供給端子Ｐ１に接続される第１接続線Ｓ１（図面ではＳ１ｂと記した）と接続されている。第２の抵抗器Ｒ２と第３の抵抗器Ｒ３とを結ぶ結線部は、第３の電圧測定回路２３のプラス側の電源供給端子Ｐ１に接続される第１接続線Ｓ１（図面ではＳ１ｃと記した）と接続されている。
【００５３】
本実施例では、燃料電池スタックＦＣは３つのブロックＢ１〜Ｂ３に区分していることから、第１の分圧抵抗回路ＲＣ１は、３つの抵抗器があれば済む。しかしながら、各ブロックＢ１〜Ｂ３の出力電圧にばらつきが生じたときに対応するには、分圧する電圧はマージンを持つ必要があることから、本実施例では、上述したように、４つの抵抗器Ｒ１〜Ｒ４で４分圧し、プラス側であるため電圧の高い側３分圧分の電圧を、電圧測定回路２１，２２，２３に供給する構成とした。
【００５４】
また、第２の分圧抵抗回路ＲＣ２は、直列接続された４つの抵抗器Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８を備える。抵抗器Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８の直列接続の図中上側の端子Ｔ２１が、燃料電池スタックＦＣのプラス側の出力端子と接続され、図中下側の端子Ｔ２２が、燃料電池スタックＦＣのマイナス側の出力端子と接続されている。なお、図中下側の端子Ｔ２２の直前に、第２の電源切替スイッチ１６０が設けられている。第２の電源切替スイッチ１６０は、電源切替スイッチ（以下、「第１の電源切替スイッチ」と呼ぶ）６０と同様に、制御回路８０に接続される。
【００５５】
抵抗器Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８は、図中上から下に向かって順に配置されており、以下、順に、第５．第６、第７、第８の抵抗器と呼ぶ。第６の抵抗器Ｒ６と第７の抵抗器Ｒ７とを結ぶ結線部は、第１の電圧測定回路２１のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に接続される第２接続線Ｓ２（図面ではＳ２ａと記した）と接続されている。また、第７の抵抗器Ｒ７と第８の抵抗器Ｒ８とを結ぶ結線部は、第２の電圧測定回路２２のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に接続される第２接続線Ｓ２（図面ではＳ２ｂと記した）と接続されている。第８の抵抗器Ｒ８と前記端子Ｔ２２とを結ぶ結線部は、第３の電圧測定回路２３のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に接続される第２接続線Ｓ２（図面ではＳ２ｃと記した）と接続されている。
【００５６】
本実施例では、第２の分圧抵抗回路ＲＣ２も、第１の分圧抵抗回路ＲＣ１と同様、４つの抵抗器Ｒ５〜Ｒ８で４分圧している。そして、マイナス側であることから、前述したように、電圧の低い側３分圧分の電圧を電圧測定回路２１，２２，２３に供給する構成とした。
【００５７】
前述した分圧抵抗を用いて電力を供給する構成では、分圧抵抗に流される電流値が、電圧測定回路２１，２２，２３の消費電力の変動によって異なるため、出力電圧値が安定しない虞があった。しかしながら、第１の分圧抵抗回路ＲＣ１の全体に流れる電流Ｉ０を、第１ないし第３接続線Ｓ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａに流れる各電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に比べて非常に小さくし、第２の分圧抵抗回路ＲＣ２の全体に流れる電流（図示せず）を、第１ないし第３接続線Ｓ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａに流れる各電流（図示せず）に比べて非常に小さすることで、分圧された出力電圧は安定する。通常は、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を極端に小さく（入力抵抗を極端に大きく）するが、電力線であるため小さくすることは簡単ではない。そこで、本実施例では、分圧抵抗回路全体に流れる電流Ｉ０が極端に大きくなるように構成している。なお、この分圧抵抗回路を利用する時間は、第１実施例でバッテリー７０を利用する場合と同様に、極端に短いことから、電流Ｉ０を大きくしても、電力損失の点では問題とならない。
【００５８】
制御回路８０は、第１実施例と同様の切替処理（図２参照）を実行する。第２実施例では、ステップＳ１３０で第１の電源切替スイッチ６０と第２の電源切替スイッチ１６０との双方をオン状態とし、ステップＳ１４０で第１の電源切替スイッチ６０と第２の電源切替スイッチ１６０との双方をオフ状態とする。
【００５９】
以上のように構成された電圧監視装置１１０によれば、電圧測定回路２１，２２，２３への正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給を、燃料電池スタックＦＣの総電圧を用いた場合と、各電圧測定回路２１，２２，２３に対応するブロックＢ１〜Ｂ３に属する燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４，ＦＣ５〜ＦＣ８，ＦＣ９〜ＦＣ１２のそれぞれを用いた場合とに切り替えることができる。一般に、ブロックＢ１〜Ｂ３の１つに電圧低下が例え見られたとしても、燃料電池スタックＦＣの総電圧が大きく低下することがない（図２のステップＳ１１０における所定電圧Ｖ０よりも更に低い電圧ではあるが、例えば、数十［Ｖ］はある）ことから、燃料電池スタックＦＣの総電圧が所定電圧Ｖ０を下回る場合にも、燃料電池スタックＦＣの総電圧を利用して、正負両電源電圧Ｖｃ、Ｖｓの供給が可能となる。
【００６０】
したがって、電圧監視装置１１０は、バッテリーを用いることがないことから、電力損失を抑制することができるという効果を奏する。また、この電圧監視装置１１０では、分圧抵抗回路を用いて電圧測定回路２１，２２，２３に電力を供給する構成であることから、装置をコンパクト化することができるという効果も奏する。電圧コンバータは、トランスを内蔵することから大型化するが、分圧抵抗回路は抵抗器で構成されることから、装置が小さくて済む。
【００６１】
Ｃ．第３実施例：
本発明の第３実施例について説明する。第３実施例は、第２実施例と似通った構成であり、第２実施例の変形例に相当する。前記第２実施例では、上述したように、燃料電池スタックＦＣのブロック数よりも一つ多い数である４つの抵抗器Ｒ１〜Ｒ４で４分圧し、電圧の高い側（マイナス側では低い側）の３分圧分の電圧を、電圧測定回路２１，２２，２３に供給する構成としていた。これは、前述したように分圧する電圧にマージンを持たせる必要があるためである。
【００６２】
これに対して、この第３実施例では、燃料電池スタックＦＣのブロック数と同一の数に相当する３つの抵抗器Ｒ１〜Ｒ４で３分圧する構成とし（すなわち、分圧抵抗回路側では、前記マージンを持たせる機能を有しない構成とし）、それ以外の構成は第２実施例とほぼ同一とした。違う点は、電圧測定回路２１，２２，２３に、コンバータを内蔵している点である。各電圧測定回路２１，２２，２３のプラス側の電源供給端子Ｐ１に供給された正電源電圧をコンバータにより昇圧し（プラス側に更に高くなる向きに変更し）、各電圧測定回路２１，２２，２３のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に供給された負電源電圧をコンバータによりマイナス側に更に低くなる向きに変更することで、プラス側とマイナス側に広がりを持った正負両電源電圧を、電圧測定回路２１，２２，２３中の本体回路に供給することができる。
【００６３】
以上のように構成された第３実施例の電圧監視装置は、第２実施例の電圧監視装置１１０と同一の動作をする。このため、第３実施例の電圧監視装置は、第２実施例の電圧監視装置１１０と同一の効果を奏する。
【００６４】
Ｄ．第４実施例：
本発明の第４実施例について説明する。第４実施例は、第２実施例と同様に、分圧抵抗回路で正負両電源電圧の供給を行い、かつ、燃料電池スタックＦＣのブロック数よりも一つ多い数である４つの抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を用いる構成として、前述したように分圧する電圧にマージンを持たせたものである。
【００６５】
図４は、第４実施例としての電圧監視装置２１０の構成を示す説明図である。第４実施例としての電圧監視装置２１０は、第２実施例の電圧監視装置１１０（図３）と比較して、分圧抵抗回路へ供給する所定の電源電圧を燃料電池スタックＦＣの総電圧から、バッテリーを昇圧された電圧に変更した点が相違する。詳しくは、図４に示すように、バッテリー２７０と、バッテリー２７０が接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ２８０とを設け、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８０のプラス側の出力端子に、電源切替スイッチ６０の他方側（ＳＴ１と反対側）の端子ＳＴ２を接続し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８０のマイナス側の出力端子に、第８の抵抗器Ｒ８と第２接続線Ｓ２との間の結線部Ｔ２３を接続している。なお、ここでは、第２実施例において存在していた、第８の抵抗器Ｒ８と燃料電池スタックＦＣのマイナス側の出力端子とを結ぶ接続線は、不要である。
【００６６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２８０は、バッテリー２７０の供給電圧を、プラス側とマイナス側とにそれぞれ広げた正負両電源電圧に変換する。本実施例では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８０は、例えば１２Ｖを１００Ｖに変換するといった昇圧率の高いコンバータを用いた。これは、１つのＤＣ−ＤＣコンバータ２８０で、全ての電圧測定回路電解質膜２１〜２３への電源電圧の供給を実現するためである。
【００６７】
以上のように構成された第４実施例の電圧監視装置２１０は、第２実施例の電圧監視装置１１０と同一の動作をする。このため、第４実施例の電圧監視装置２１０は、第２実施例の電圧監視装置１１０と同一の効果を奏する。
【００６８】
なお、第４実施例では、燃料電池スタックＦＣに属する全てのブロックＢＬ１〜ＢＬ３に対応した全ての電圧測定回路２１，２２，２３を、１つのＤＣ−ＤＣコンバータ２８０と１つの分圧抵抗回路（第１分圧抵抗回路ＲＣ１＋第２分圧抵抗回路ＲＣ２）でサポートする構成としていたが、これに換えて、電圧測定回路２１，２２，２３の数が多数となった場合には、多数の電圧測定回路を複数のグループに区分し、各グループを、１つのＤＣ−ＤＣコンバータ２８０と１つの分圧抵抗回路（第１分圧抵抗回路ＲＣ１＋第２分圧抵抗回路ＲＣ２）でそれぞれサポートする構成としてもよい。
【００６９】
また、第４実施例の変形例として、第４実施例の構成と、第２実施例における燃料電池スタックＦＣの総電圧を利用する構成とを組み合わせた構成とすることができる。図５は、この変形例としての電圧監視装置４１０の構成を示す説明図である。この変形例の電圧監視装置４１０は、第４実施例の電圧監視装置２１０と同一の構成を備え、その上でさらに以下の構成を備える。なお、図５中、第４実施例と同一の構成については、図４と同一の符号を付している。
【００７０】
図５に示すように、電源切替スイッチ６０の他方側（電圧測定回路２１とは反対側）の端子ＳＴ２とＤＣ−ＤＣコンバータ２８０のプラス側の出力端子とを接続する接続線の途中に、接続方向を２方向の間で切り替え可能な方向切替スイッチ６２が設けられている。向切替スイッチ６２の他方のポートは、燃料電池スタックＦＣ全体の正極端子Ｑ１（第１ブロックＢ１の燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４の集合の正極端子Ｑ１と一致）と接続されている。方向切替スイッチ６２は、上記の端子ＳＴ２とＤＣ−ＤＣコンバータ２８０とを導通する第１の状態と、上記の端子ＳＴ２と燃料電池スタックＦＣ全体の正極端子Ｑ１とを導通する第２の状態との間で切り替えを行うことができる。
【００７１】
方向切替スイッチ６２は、制御回路４８０により制御される。制御回路４８０は、第２実施例の制御回路８０と同様の切替処理を実行し、さらに、燃料電池スタックＦＣの総電圧に基づいて、方向切替スイッチ６２を制御する処理を行う。この処理は、燃料電池スタックＦＣの総電圧が極端に低下した場合（例えば十数［Ｖ］といった、第２実施例で例示した数十［Ｖ］よりも更に低い電圧値の場合）に、前記第１の状態への切り替えを行い、燃料電池スタックＦＣの総電圧が極端に低下していない場合に、前記第２の状態への切り替えを行うものである。
【００７２】
以上のように構成された第４実施例の変形例によれば、第２実施例や第４実施例と同様の効果を奏する。特にこの変形例では、低温起動時に、あえて燃料電池スタックＦＣの総電圧を用いることで、燃料電池スタックＦＣ自体が暖まることを助けることができ、一方では、燃料電池スタックＦＣの総電圧が極端に低下した場合にはバッテリーを用いることができ、制御性に優れている。
【００７３】
Ｅ．第５実施例：
本発明の第５実施例について説明する。第５実施例は、第２ないし第４実施例と同様に、分圧抵抗回路で正負両電源電圧の供給を行い、かつ、その正負両電源電圧に広がりを持たせたものである。
【００７４】
図５は、第５実施例としての電圧監視装置３１０の構成を示す説明図である。第５実施例としての電圧監視装置３１０は、第２実施例の電圧監視装置１１０（図３）に対して、次の（１）〜（９）の点で相違する。
【００７５】
（１）第２実施例は、第１の電圧測定回路２１付近に第３接続線Ｓ３とダイオードＤ３とダイオードＤ１とを備えるが、第５実施例の電圧監視装置３１０は、これらを備えない。
【００７６】
（２）第２実施例では、第２の電圧測定回路２２付近における第３接続線Ｓ３は第２のブロックＢ２に属する燃料電池ＦＣ５〜ＦＣ８の集合の正極端子Ｑ１と接続されていたが、第５実施例の電圧監視装置３１０では、前記第３接続線Ｓ３は第１のブロックＢＬ１に属する４つの燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４の直列接続のうちの所定点と接続されている。ここで、「所定点」は、下から２つ目の燃料電池の正極端子とした。なお、下から２つ目に限る必要はなく、いくつ目であってもよく、第２のブロックＢ２よりもプラス側の電圧を取り出すことができれば、いずれの燃料電池の正極端子であってもよい。
（３）第２実施例では、第３の電圧測定回路２３付近における第３接続線Ｓ３は第３のブロックＢ３に属する燃料電池ＦＣ９〜ＦＣ１２の集合の正極端子Ｑ１と接続されていたが、第５実施例の電圧監視装置３１０では、前記第３接続線Ｓ３は第２のブロックＢＬ２に属する４つの燃料電池ＦＣ５〜ＦＣ８の直列接続のうちの所定点と接続されている。ここで、「所定点」は、下から２つ目の燃料電池の正極端子とした。なお、下から２つ目に限る必要はなく、いくつ目であってもよく、第３のブロックＢ３よりもプラス側の電圧を取り出すことができれば、いずれの燃料電池の正極端子であってもよい。
【００７７】
（４）第２実施例では、第１の電圧測定回路２１付近における第４接続線Ｓ４は第１のブロックＢ１に属する燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４の集合の負極端子Ｑ２と接続されていたが、第５実施例の電圧監視装置３１０では、前記第４接続線Ｓ４は第２のブロックＢＬ２に属する４つの燃料電池ＦＣ５〜ＦＣ８の直列接続のうちの所定点と接続されている。ここで、「所定点」は、上から２つ目の燃料電池の正極端子とした。なお、上から２つ目に限る必要はなく、いくつ目であってもよく、第１のブロックＢ１よりもマイナス側の電圧を取り出すことができれば、いずれの燃料電池の正極端子であってもよい。
（５）第２実施例では、第２の電圧測定回路２２付近における第４接続線Ｓ４は第２のブロックＢ２に属する燃料電池ＦＣ５〜ＦＣ８の集合の負極端子Ｑ２と接続されていたが、第５実施例の電圧監視装置３１０では、前記第４接続線Ｓ４は第３のブロックＢＬ３に属する４つの燃料電池ＦＣ９〜ＦＣ１２の直列接続のうちの所定点と接続されている。ここで、「所定点」は、上から２つ目の燃料電池の正極端子とした。なお、上から２つ目に限る必要はなく、いくつ目であってもよく、第２のブロックＢ２よりもマイナス側の電圧を取り出すことができれば、いずれの燃料電池の正極端子であってもよい。
【００７８】
（６）第２実施例は、第３の電圧測定回路２３付近に第４接続線Ｓ４とダイオードＤ４とダイオードＤ２とを備えるが、第５実施例の電圧監視装置３１０は、これらを備えない。
【００７９】
（７）第２実施例では、第１の分圧抵抗回路ＲＣ１のプラス側の端子Ｔ１１が、電源切替スイッチ６０を介してバッテリー７０と接続されていたが、第５実施例の電圧監視装置３１０では、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３２１を備え、前記端子Ｔ１１が第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３２１のプラス側の出力端子と接続されている。なお、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３２１のマイナス側の出力端子は、燃料電池スタックＦＣのプラス側の出力端子と接続されている。
【００８０】
（８）第２実施例では、第２の分圧抵抗回路ＲＣ１と燃料電池スタックＦＣのマイナス側の出力端子とは接続されており、この接続線に、第３の電圧測定回路２３のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に接続される第２接続線Ｓ２ｃが連結されていた。これに対して、第５実施例の電圧監視装置３１０では、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ３２２を備え、第３の電圧測定回路２３のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に接続される第２接続線Ｓ２ｃと第２の分圧抵抗回路ＲＣ２とを結ぶ連結部分が第２のＤＣ−ＤＣコンバータ３２２のマイナス側の出力端子と接続されている。なお、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ３２２のプラス側の出力端子Ｔ２２は、燃料電池スタックＦＣのマイナス側の出力端子と接続されている。なお、第１および第２のＤＣ−ＤＣコンバータ３２１，３２２には、バッテリー３７０が接続されている。
【００８１】
（９）さらに、本実施例の電圧監視装置３１０では、第１の分圧抵抗回路ＲＣ１と図中の接続端Ｔ１１との間に、第１の電源切替スイッチ３６１が設けられ、第２の分圧抵抗回路ＲＣ２と第２接続線Ｓ２との間に、第２の電源切替スイッチ３６２が設けられている。第１および第２の電源切替スイッチ３６１，３６２は、制御回路８０からの制御指令を受けてオンオフが切り替えられる。制御回路８０は、第１実施例における制御回路と同様のものであり、低温起動時等において燃料電池スタックＦＣの全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力がある状態でない場合に、燃料電池スタックＦＣとは別電源であるバッテリー３７０を利用し、通常運転時等の全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力がある場合には、燃料電池スタックＦＣの出力を利用するように制御処理を行う。
【００８２】
以上のように構成された第５実施例の電圧監視装置２１０によれば、第１の電圧測定回路２１のプラス側の電源供給端子Ｐ１に対しては、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３２１によりプラス側に広げられた正電源電圧Ｖｃが供給され、第１の電圧測定回路２１のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に対しては、第２のブロックＢ２に属する燃料電池ＦＣ５〜ＦＣ８の中間点のマイナス側に広げられた負電源電圧Ｖｓが供給される。また、第２の電圧測定回路２２のプラス側の電源供給端子Ｐ１に対しては、第１のブロックＢ１に属する燃料電池ＦＣ１〜ＦＣ４の中間点のプラス側に広げられた正電源電圧Ｖｃが供給され、第２の電圧測定回路２２のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に対しては、第３のブロックＢ３に属する燃料電池ＦＣ９〜ＦＣ１２の中間点のマイナス側に広げられた負電源電圧Ｖｓが供給される。第３の電圧測定回路２３のプラス側の電源供給端子Ｐ１に対しては、第２のブロックＢ１に属する燃料電池ＦＣ５〜ＦＣ８の中間点のプラス側に広げられた正電源電圧Ｖｃが供給され、第３の電圧測定回路２３のマイナス側の電源供給端子Ｐ２に対しては、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ３２２によりマイナス側に広げられた負電源電圧Ｖｓが供給される。
【００８３】
したがって、第５実施例の電圧監視装置３１０は、第２実施例の電圧監視装置１１０と同一の動作をする。このため、第５実施例の電圧監視装置３１０は、第２実施例の電圧監視装置１１０と同一の効果を奏する。
【００８４】
なお、第５実施例の電圧監視装置３１０では、燃料電池スタックＦＣが３つのブロックＢ１〜Ｂ３に区分されているとして説明したが、例えば、４つのブロックである場合には、最もプラス側から２番目のブロックと３番目のブロックに対応する第２および第３の電圧測定回路が、電圧監視装置３１０における第２の電圧測定回路２２と同様に、プラス側に位置するブロックに属する燃料電池群に対して、各プラス側の電源供給端子を接続するように構成すればよい。また、マイナス側の電源供給端子については、マイナス側に位置するブロックに属する燃料電池群に接続するように構成すればよい。
【００８５】
Ｆ.変形例：
上述した実施形態としての実施例の変形例について説明する。
Ｆ−１．変形例１：
上述の各実施例においては、燃料電池スタックＦＣの全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力があるか否かを、燃料電池スタックＦＣの出力電圧（総電圧）Ｖｆｓから判定しているが、これに換えて、燃料電池スタックＦＣの温度から判定するように構成してもよい。詳しくは、燃料電池スタックＦＣに設けた温度センサ、例えば、反応部の温度を検出する温度センサの検出値を読み取り、その検出値が所定温度を下回るときに、燃料電池スタックＦＣの全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力がある状態でないと判定する。この構成によっても、各実施例と同様な効果を奏することができる。また、燃料電池スタックＦＣの各ブロックＢ１〜Ｂ３の出力電圧を常時記憶し、出力電圧の上昇が一番遅いブロックが予想できる場合には、総電圧ではなく、その一番上昇の遅いブロックの出力電圧に基づいて、燃料電池スタックＦＣの全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力があるか否かを判定する構成としてもよい。
【００８６】
また、上述の各実施例では、検出回路としての電圧測定回路への電圧供給の切り替えを、燃料電池スタックＦＣの全てのブロックＢ１〜Ｂ３から適正な出力があるか否かにより定めていたが、必ずしもこれに限る必要はなく、燃料電池システム全体として電力効率が向上する切り替えのタイミングを実現するための条件であれば、どのような条件であってもよい。
【００８７】
Ｆ−２．変形例２：
上述の第１，４，５実施例においては、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えているが、電圧コンバータの形式は、なんら限定するものではなく、ＡＣ−ＤＣコンバータであってもよい。この場合には、外部電源として交流電圧を供給する。
【００８８】
Ｆ−３．変形例３：
本発明の電圧監視装置における回路の構成は、上述した実施例や変形例に限られるものではなく、同等の機能を有する等価回路などに置換しても実現可能である。例えば、ダイオードＤ１〜Ｄ４（図１参照）に代えて、トランジスタを用いてもよい。
【００８９】
Ｆ−４．変形例４：
また、前記実施例および変形例とは異なる種類の燃料電池に本発明を適用することとしてもよい。例えば、ダイレクトメタノール型燃料電池、リン酸形燃料電池など種々の燃料電池に適用することができる。
【００９０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態における本発明の構成要素のうち、独立クレームに記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略、または、組み合わせが可能である。また、本発明はこうした実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。また、本発明は、電圧監視装置としての構成のほか、電圧監視方法、電圧監視用プログラム、当該プログラムを記録した記憶媒体などとしても実現することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１０…電圧監視装置
２１〜２３…電圧測定回路
４１〜４３…ＤＣ−ＤＣコンバータ
６０…電源切替スイッチ
７０…バッテリー
８０…制御回路
９０…電圧センサ
１１０，２１０，３１０，４１０…電圧監視装置
【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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