[发明专利]燃料电池的状态估计装置、状态估计方法、以及燃料电池系统

权利要求书

1.一种燃料电池的状态估计装置，该燃料电池接受阳极气体以及阴极气体的供给进行发电，

燃料电池的等效电路由作为燃料电池的电解质膜的电阻成分即电解质膜电阻、阴极电极的反应电阻以及双电层电容所构成，

所述燃料电池的状态估计装置包括：

内部阻抗测量单元，根据从所述燃料电池输出的规定频率的交流信号，测量该燃料电池的内部阻抗；

状态量预备估计值计算单元，从所述内部阻抗的测量值的虚数分量计算反应电阻值的第1预备估计值以及双电层电容的第1预备估计值、和从该内部阻抗的测量值的实数分量计算反应电阻值的第2预备估计值以及双电层电容的第2预备估计值；以及

状态量最终估计值决定单元，根据算出的反应电阻的第1预备估计值R_act1以及第2预备估计值R_act2、以及双电层电容的第1预备估计值C_dl1以及第2预备估计值C_dl2，计算反应电阻的最终估计值R_actf以及双电层电容的最终估计值C_dlf，将反应电阻的最终估计值R_actf决定为Max{R_act1，R_act2}，将双电层电容的最终估计值C_dlf决定为Min{C_dl1，C_dl2}。

2.如权利要求1所述的燃料电池的状态估计装置，

所述状态量预备估计值计算单元，

根据由所述燃料电池的等效电路模型确定的内部阻抗的虚数分量Z_im的算式

，

使用各频率ω₁以及ω₂、以及与这些各频率ω1以及ω2对应的内部阻抗的虚数分量的测量值Z_im1以及Z_im2，求所述反应电阻值的第1预备估计值R_act1，其中，Z_im意味燃料电池的内部阻抗的虚数分量，ω意味交流信号的角频率，C_dl1意味双电层电容的第1预备估计值，C_dl2意味双电层电容的第2预备估计值，

根据由所述燃料电池的等效电路模型确定的内部阻抗的实数分量Z_re的算式

，

使用各频率ω₁以及ω₂、与这些各频率ω1以及ω2对应的内部阻抗的实数分量的测量值Z_re1以及Z_re2、以及预先算出的电解质膜电阻R_m，求所述反应电阻值的第2预备估计值R_act2。

3.如权利要求2所述的燃料电池的状态估计装置，

所述反应电阻值的第1预备估计值R_act1

根据在将横轴设为1/ω²、将纵轴设为－1/(ω·Z_im)的坐标上，使用所述各频率ω₁以及ω₂、以及所述内部阻抗的虚数分量的测量值Z_im1以及Z_im2，连接绘制在所述坐标上的2点所得到的直线的斜率以及截距来求，

所述反应电阻值的第2预备估计值R_act2

根据在将横轴设为ω²、将纵轴设为1/(Z_re－R_m)的坐标上，使用所述各频率ω₁以及ω₂、所述内部阻抗的实数分量的测量值Z_re1以及Z_re2、以及预先算出的电解质膜电阻R_m，连接绘制在所述坐标上的2点所得到的直线的截距来求。