JP2009301791A - 燃料電池システムの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な回路構成で単セルの故障診断装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、複数枚の単セル２２を重ね合わせた燃料電池スタック２を有する燃料電池システムの故障診断装置５であって、１枚以上の単セル２２で構成される単セル群のそれぞれに対応して設けられ、その単セル群の電圧を所定の増幅率で増幅して出力する差動増幅器５２と、単セル群と差動増幅器５２とを接続する接続線５１と、各差動増幅器５２の出力電圧のうちの最小電圧及び最大電圧と、各差動増幅器５２の出力電圧の平均電圧と、を出力する最小・最大・平均電圧出力部５３と、最小電圧に応じて、単セル群の異常を検出する異常検出部５４，５５と、最大電圧と平均電圧とに応じて、接続線５１の断線を検出する断線検出部５６と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は燃料電池システムの故障診断装置に関する。

従来の燃料電池システムの故障診断装置は、単セルのそれぞれに対応して設けられた比較器で、各単セルの電圧と所定電圧とを比較して、単セルの異常を個別に検出していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２９７４０７号公報

しかしながら、従来の燃料電池システムの故障診断装置は、比較器を単セルのそれぞれに対応して設けていたので、故障診断装置内の回路構成が複雑化するという問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、簡易な回路構成の故障診断装置を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。

本発明は、１枚以上の単セルで構成される単セル群のそれぞれに対応して設けられ、その単セル群の電圧を所定の増幅率で増幅して出力する差動増幅器と、前記単セル群と前記差動増幅器とを接続する接続線と、各前記差動増幅器の出力電圧のうちの最小電圧及び最大電圧と、各前記差動増幅器の出力電圧の平均電圧と、を出力する最小・最大・平均電圧出力部と、前記最小電圧に応じて、前記単セル群の異常を検出する異常検出部と、前記最大電圧と前記平均電圧とに応じて、前記接続線の断線を検出する断線検出部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、各差動増幅器の出力電圧のうちの最小電圧及び最大電圧と、各前記差動増幅器の出力電圧の平均電圧と、を出力する最小・最大・平均電圧出力部を備え、最小電圧に応じて、単セル群の異常を検出することとしたので、単セルの異常を検出するための比較器の数を少なくすることができる。そのため、配線等の煩雑化を防止でき、故障診断装置の回路構成を簡易なものとすることができる。

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
燃料電池は電解質膜をアノード電極（燃料極）とカソード電極（酸化剤極）とによって挟み、アノード電極に水素を含有するアノードガス（燃料ガス）、カソード電極に酸素を含有するカソードガス（酸化剤ガス）を供給することによって発電する。アノード電極及びカソード電極の両電極において進行する電極反応は以下の通りである。

アノード電極 ： ２Ｈ₂ →４Ｈ⁺ ＋４ｅ^- …(１)
カソード電極 ： ４Ｈ⁺ ＋４ｅ^- ＋Ｏ₂ →２Ｈ₂Ｏ …(２)
この（１）（２）の電極反応によって燃料電池は１ボルト程度の起電力を生じる。

このような燃料電池を自動車用動力源として使用する場合には、要求される電力が大きいため、数百枚の燃料電池を積層した燃料電池スタックとして使用する。そして、燃料電池スタックにアノードガス及びカソードガスを供給する燃料電池システムを構成して、車両駆動用の電力を取り出す。

図１は、本発明の第１実施形態による燃料電池システム１の概略図である。

燃料電池システム１は、燃料電池スタック２と、アノードガス供給機構３と、カソードガス供給機構４と、故障診断装置５と、コントローラ６と、を備える。

燃料電池スタック２は、積層された複数枚の燃料電池（以下「単セル」という）を含み、車両の駆動に必要な電力を発電する。燃料電池スタック２は、スタックケース２１の内部に収容される。

アノードガス供給機構３は、高圧水素タンク３１と、減圧弁３２と、エゼクタ３３と、パージ弁３４と、を備える。

高圧水素タンク３１は、燃料電池スタック２に供給する水素（アノードガス）を高圧状態に保って貯蔵する。

減圧弁３２は、高圧水素タンク３１から燃料ガス配管３５へと流れ出した水素の圧力を一定の圧力まで減圧する。

エゼクタ３３には、燃料ガス配管３５と還流ガス配管３６とが接続される。エゼクタ３３は、高圧水素タンク３１から供給された水素に還流ガス配管３６を介して戻された水素を混合して、燃料電池スタック２に供給する。

パージ弁３４は、燃料電池システム１の運転中は通常閉じられる。これにより、燃料電池スタック２から排出された未反応の水素が、還流ガス配管３６を介してエゼクタ３３に戻される。

カソードガス供給機構４は、コンプレッサ４１と、シャットオフ弁４２と、を備える。

コンプレッサ４１は、空気を燃料電池スタック２に供給する。

シャットオフ弁４２は、燃料電池システム１の停止時に閉じて、燃料電池システム１の停止時に燃料電池スタック２に空気が供給されるのを抑制する。

故障診断装置５は、スタックケース２１の内部に収容されて、単セルの異常を検出する。故障診断装置５には、接続線５１を介して燃料電池スタック２の各単セルの電圧が入力される。なお、故障診断装置５の詳細については図２を参照して後述する。

コントローラ６は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ６には、故障診断装置５からの異常検出信号が入力されるほか、種々のセンサ類からの信号が入力される。コントローラ６は、これら入力信号に基づいて燃料電池システム１を制御する。

図２は、本発明の第１実施形態による燃料電池システム１の故障診断装置５の詳細図である。

故障診断装置５は、接続線５１と、差動増幅器５２と、最小・最大・平均セル電圧検出部５３と、第１異常検出部５４と、第２異常検出部５５と、断線検出部５６と、を備える。

接続線５１は、燃料電池スタック２の単セル２２と故障診断装置５とを、電気的に接続する。

差動増幅器５２は、２つの入力信号の差分を一定の増幅率で増幅して出力する。

差動増幅器５２ａには、エンドセル２２ａの電圧が入力される。差動増幅器５２aの増幅率は２に設定される。差動増幅器５２ｂには、エンドセル２２ａの間に挟まれた単セル２２ｂの２枚分の電圧が入力される。差動増幅器５２bの増幅率は１に設定される。

このように増幅率を設定することで、差動増幅器５２に入力される単セル２２の枚数が異なっていても、すべての差動増幅器５２からの出力を、単セル２枚分の電圧値にすることができる。なお、増幅率の設定は上記の設定に限らず、例えば、差動増幅器５２ａの増幅率を１に、動増幅器５２ｂの増幅率を０．５に、設定してもよい。すなわち、差動増幅器５２に入力する単セル２２の枚数に反比例するように、増幅率が設定されていればよい。

また、このような構成としたので、単セル２２の全枚数をｎとすると、差動増幅器５２の数は（ｎ＋２）／２個でよい。

最小・最大・平均セル電圧検出部５３は、入力信号の最小値、最大値及び平均値を出力する。最小・最大・平均セル電圧検出部５３には、各差動増幅器５２から出力された単セル２枚分に相当する電圧値が入力される。

最小・最大・平均セル電圧検出部５３は、第１ダイオード５３１と、第２ダイオード５３２と、抵抗５３３と、を備える。

第１ダイオード５３１のカソードは、対応する差動増幅器５２の出力側と接続される。第１ダイオード５３１のアノードは、他の第１ダイオード５３１のアノードと接続される。これが、各差動増幅器５２から出力されて最小・最大・平均セル電圧検出部５３に入力された複数の電圧値のうちの最小電圧値を出力する回路となる。

第２ダイオード５３２のアノードは、対応する差動増幅器５２の出力側と接続される。第２ダイオード５３２のカソードは、他のダイオードのカソードを接続される。これが、各差動増幅器５２から出力されて最小・最大・平均セル電圧検出部５３に入力された複数の電圧値のうちの最大電圧値を出力する回路となる。

抵抗５３３の一方の端子は、対応する差動増幅器５２の出力側と接続される。抵抗５３３の他方の端子は、他の抵抗５３３の他方の端子と接続される。これが、各差動増幅器５２から出力されて最小・最大・平均セル電圧検出部５３に入力された複数の電圧値の平均電圧を出力する回路となる。なお、各抵抗５３３の抵抗値は同じである。

第１異常検出部５４には、最小電圧Ｖ_minが入力される。第１異常検出部５４は、最小電圧Ｖ_minに応じて、いずれかの単セル２２でフラッディングが発生しているか否かを検出する。ここでフラッディングとは、前述した（２）式の反応によって生じる生成水によってガス拡散性が阻害されて、単セル２２の出力が低下することをいう。

第１異常検出部５４は、第１電圧発生器５４１と、第１比較器５４２と、を備える。

第１電圧発生器５４１は、所定のフラッディング判定電圧Ｖ₁を発生する。フラッディング判定電圧Ｖ₁は、その判定電圧よりも電圧が低下していれば単セル２２でフラッディングが発生していると判定できる電圧値であり、予め実験等で求めた電圧値である。

第１比較器５４２は、プラス端子の入力値とマイナス端子の入力値との大小を比較する。第１比較器５４２のマイナス端子には最小電圧Ｖ_minが入力され、プラス端子にはフラッディング判定電圧Ｖ₁が入力される。第１比較器５４２は、最小電圧Ｖ_minがフラッディング判定電圧Ｖ₁を下回ると、異常信号を出力する。異常信号が出力されるとトランジスタ５４３が導通し、フォトカプラ５４４を介して、その異常信号が制御コントローラ６に入力される。

第２異常検出部５５には、最小電圧Ｖ_minが入力される。第２異常検出部５５は、最小電圧Ｖ_minに応じて、いずれかの単セル２２でドライアウトが発生しているか否かを検出する。ここでドライアウトとは、単セル２２を構成する電解質膜の乾燥によってプロトン伝導性が低下し、単セル２２の出力が低下することをいう。

第２異常検出部５５は、第２電圧発生器５５１と、第２比較器５５２と、を備える。

第２電圧発生器５５１は、所定のドライアウト判定電圧Ｖ₂を発生する。ドライアウト判定電圧Ｖ₂は、その判定電圧よりも電圧が低下していれば単セル２２でドライアウトが発生していると判定できる電圧値であり、予め実験等で求めた電圧値である。

第２比較器５５２は、プラス端子の入力値とマイナス端子の入力値との大小を比較する。第２比較器５５２のマイナス端子には最小電圧Ｖ_minが入力され、プラス端子にはドライアウト判定電圧Ｖ₂が入力される。第２比較器５５２は、最小電圧Ｖ_minがドライアウト判定電圧Ｖ₂よりも小さくなると、異常信号を出力する。異常信号が出力されるとトランジスタ５５３が導通し、フォトカプラ５５４を介して、その異常信号が制御コントローラ６に入力される。

断線検出部５６には、平均電圧Ｖ_aveと最大電圧Ｖ_maxとが入力される。接続線５１が断線したときは、最大電圧Ｖ_maxが平均電圧Ｖ_aveに比較して大きな値となる。そこで、断線検出部５６は、平均電圧Ｖ_aveと最大電圧Ｖ_maxとに応じて、接続線５１が断線（接触不良を含む）を起こしているか否かを検出する。

断線検出部５６は、分圧抵抗５６１ａ，５６１ｂと、第３比較器５６２と、を備える。

第３比較器５６２は、プラス端子の入力値とマイナス端子の入力値との大小を比較する。第３比較器５６２のマイナス端子には平均電圧Ｖ_aveが入力され、プラス端子には分圧抵抗５６１ａ，５６１ｂによって最大電圧Ｖ_maxを所定の電圧に分圧した分圧電圧Ｖ₃が入力される。第３比較器５６２は、平均電圧Ｖ_aveが分圧電圧Ｖ₃よりも小さくなると、断線信号を出力する。断線信号が出力されるとトランジスタ５６３が導通し、フォトカプラ５６４を介して、その異常信号が制御コントローラ６に入力される。

なお、分圧抵抗５６１ａ，５６１ｂの抵抗値をそれぞれＲａ、Ｒｂとすると分圧電圧Ｖ₃は以下の（３）式で表される。分圧電圧Ｖ₃は、その分圧電圧Ｖ₃よりも平均電圧Ｖ_aveが低下していれば、接続線５１が断線していると判定できる電圧である。

以上説明した本実施形態によれば、複数の差動増幅器５２から出力された電圧値を最小・最大・平均セル電圧検出部５３に入力して、複数の単セル２２の最小電圧、最大電圧及び平均電圧を出力する。そして、出力された最小電圧、最大電圧及び平均電圧を比較器５４２，５５２，５６２に入力して燃料電池システム１の故障診断を実施する。

具体的には、最小電圧とフラッディング判定電圧とを第１比較器５４２に入力し、両電圧の大小を比較していずれかの単セル２２でフラッディングが発生しているか否かを判定する。また、最小電圧とドライアウト判定電圧とを第２比較器５５２に入力し、両電圧の大小を比較していずれかの単セル２２でドライアウトが発生しているか否かを判定する。さらに、平均電圧と最大電圧を分圧した分圧電圧とを第３比較器５６３に入力し、両電圧の大小を比較していずれかの接続線５１が断線しているか否かを判定する。

このような構成とすることで、各単セル２２の電圧をそれぞれ対応する比較器に入力して異常検出する場合と比較して、比較器の数を少なくすることができる。そのため、簡易な回路構成で、単セル２２の故障検出を実施することができる。また、故障診断装置自体を小型化することができる。

また、エンドセル２２ａを含む単セル群の単セル枚数（本実施形態では１枚）を、エンドセル２２ａを含まない単セル群の単セル枚数（本実施形態では２枚）よりも少なくした。これにより、電圧の低下しやすいエンドセル２２ａの電圧変動の影響が異常検出に反映されやすくなる。そのため、異常検出の精度を向上させることができる。

また、差動増幅器５２に入力する単セル２２の枚数に反比例するように、各差動増幅器５２の増幅率を設定した。これにより、各差動増幅器５２に入力する単セル２２の枚数が異なっていても、各差動増幅器５２からの出力を、同数枚の単セル２２の出力電圧とすることができる。

（第２実施形態）
次に、図３を参照して本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、第１異常検出部５４及び第２異常検出部５５の構成が第１実施形態と相異する。以下、その相違点について説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。

図３は、本発明の第２実施形態による第１異常検出部５４及び第２異常検出部５５を示す図である。なお、第１比較器５４２及び第２比較器５５２以降の構成は第１実施形態と同様であるので、発明の理解を容易にするため図示を省略した。

第１異常検出部５４には、最小電圧Ｖ_minと平均電圧Ｖ_aveとが入力される。第１異常検出部５４は、最小電圧Ｖ_minと平均電圧Ｖ_aveとに応じて、いずれかの単セル２２でフラッディングが発生しているか否かを検出する。

第１異常検出部５４は、演算器５４５を備える。

演算器５４５は、平均電圧Ｖ_aveに所定の係数Ｋ１を乗算したものをフラッディング判定電圧Ｖ１として出力する。

第２異常検出部５５には、最小電圧Ｖ_minと平均電圧Ｖ_aveとが入力される。第２異常検出部５５は、最小電圧Ｖ_minと平均電圧Ｖ_aveとに応じて、いずれかの単セル２２でドライアウトが発生しているか否かを検出する。

第２異常検出部５５は、逆電圧発生器５５５と、演算器５５６と、を備える。

逆電圧発生器５５５は、所定のオフセット電圧を発生する。

演算器５５６は、平均電圧Ｖ_aveに所定の係数Ｋ２を乗算したものから、所定のオフセット電圧を減算した電圧をドライアウト判定電圧Ｖ₂として出力する。

以上説明した本実施形態によれば、燃料電池スタック２からの取り出し電流の変化、すなわち、平均電圧Ｖ_aveの変化に応じてフラッディング判定電圧Ｖ₁及びドライアウト判定電圧Ｖ₂が変化する構成とした。これにより、燃料電池スタック２の発電状態に応じて、単セル２２でフラッディング又はドライアウトは発生しているか否かを判定できる。

（第３実施形態）
次に、図４を参照して本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態は、断線検出部５６の構成が第１実施形態と相異する。以下、その相違点について説明する。

図４は、本発明の第３実施形態による断線検出部５６を示す図である。なお、第３比較器５６２以降の構成は第１実施形態と同様であるので、発明の理解を容易にするため図示を省略した。

断線検出部５６は、第３電圧発生器５６５と、演算器５６６と、を備える。

第３電圧発生器５６５は、所定のオフセット電圧を発生する。

演算器５６６は、平均電圧Ｖ_aveに１よりも大きい所定の係数Ｋ３を乗算したものに、所定のオフセット電圧を加算した電圧を断線判定電圧Ｖ₄として出力する。

第３比較器５６２のマイナス端子には断線判定電圧Ｖ₄が入力され、プラス端子には最大電圧Ｖ_maxが入力される。第３比較器５６２は、断線判定電圧Ｖ₄が最大電圧Ｖ_maxよりも小さくなると断線信号を出力する。

以上説明した本実施形態によれば、燃料電池スタック２からの取り出し電流の変化、すなわち、平均電圧Ｖ_aveの変化に応じて断線判定電圧Ｖ₄が変化する構成とした。これにより、燃料電池スタック２の発電状態に応じて、接続線５１が断線しているか否かを判定できる。

また、所定のオフセット電圧を加算した電圧を断線判定電圧Ｖ₄とした。これにより、平均電圧Ｖ_aveが低い発電初期などにおいて、断線判定電圧Ｖ₄が最大電圧Ｖ_maxよりも小さくなるのを抑制できる。よって、平均電圧Ｖ_aveが低い発電初期などにおける誤判定を抑制することができる。

（第４実施形態）
次に、図５を参照して本発明の第４実施形態について説明する。第１実施形態では、単セル２２の枚数をｎとすると、作動増幅器５２が（ｎ＋２）／２個必要であった。これに対して本実施形態では作動増幅器５２がｎ／２個で済む点で第１実施形態と相異する。以下、その相違点について説明する。

図５は、本発明の第４実施形態による燃料電池システム１の故障診断装置５の詳細図である。なお、図５において、差動増幅器５２以降の構成は第１実施形態と同様なので、発明の理解を容易にするため図示を省略した。

故障診断装置５は、分圧抵抗５７ａ，５７ｂと、スイッチ５８と、を備える。

分圧抵抗５７ａ，５７ｂは、単セル２２の電圧を分圧する。分圧抵抗５７ａ，５７ｂは、対応する単セル２２の電圧を所定の電圧に分圧する。本実施形態では、分圧抵抗５７ａ，５７ｂの抵抗値をそれぞれ同じ値にしている。そのため、単セル電圧の半分の電圧値がスイッチ５８を介して差動増幅器５２に入力される。

スイッチ５８は、２つの接点ｓｃ１とｓｃ２とを有する。スイッチ５８は、自由に接点をｓｃ１からｓｃ２へ、又はｓｃ２からｓｃ１へと切り替えることができる。

単セル２２の全枚数をｎとして、図５のように図中上方の一方のエンドセル２２ａの番号を１とすると、各スイッチの接点がｓｃ１に設定されるときは、１番目からｎ／２番目までの単セル２２の電圧値が差動増幅器５２に入力される。一方で、各スイッチ５８の接点がｓｃ２に設定されるときは、（ｎ／２）＋１番目からｎ番目までの単セル２２の電圧値が差動増幅器５２に入力される。

つまり、スイッチ５８の接点がｓｃ１のときは、１番目からｎ／２番目までの単セル２２についての異常検出が実施され、スイッチ５８の接点がｓｃ２のときは、（ｎ／２）＋１番目からｎ番目までの単セル２２についての異常検出が実施される。

以上説明した本実施形態によれば、２つの接点を有するスイッチ５８を備えることによって、差動増幅器５２が全セル枚数の半分で済む構成とすることができる。

（第５実施形態）
次に、図６を参照して本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、断線検出部５６のあとに誤診断抑制器を備えた点で第４実施形態と相異する。以下、その相違点について説明する。

図６は、本発明の第５実施形態による燃料電池システム１１の故障診断装置５の詳細図である。なお、図６において、スイッチ５８以前の構成は図５と同様なので、発明の理解を容易にするため、図示は省略した。

故障診断装置５は、スイッチ切替信号発生器５９と、誤診断抑制部６０と、を備える。

スイッチ切替信号発生器５９は、各スイッチ５８の接点を切り替えるための信号を発生する。

ここで、各スイッチ５８の接点の切り替え時において、各スイッチ５８の切り替えタイミングに微小なズレが生じるため、過渡的にセル電圧が変動することがある。そうすると、接続線５１が正常に接続されているにも関わらず、断線と判定してしまうことがある。そこで、本実施形態では、誤診断抑制部６０を備えた。

誤診断抑制部６０は、断線検出の誤診断を抑制する。誤診断抑制部６０には、スイッチ切替信号発生器５９からのスイッチ切替信号が入力される。

誤診断抑制部６０にスイッチ切替信号が入力されている間は、トランジスタ６１が導通するため、平均電圧Ｖ_aveが分圧電圧Ｖ₃を下回って、第３比較器５６２から異常信号が出力されても、トランジスタ５６３は導通しない。そのため、スイッチ切替時における断線誤診断を抑制することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

第１実施形態による燃料電池システムの概略図である。 第１実施形態による燃料電池システムの故障診断装置の詳細図である。 第２実施形態による第１異常検出部及び第２異常検出部を示す図である。 第３実施形態による断線検出部を示す図である。 第４実施形態による燃料電池システムの故障診断装置の詳細図である。 第５実施形態による燃料電池システムの故障診断装置の詳細図である。

符号の説明

１ 燃料電池システム
２ 燃料電池スタック
２２ 単セル
２２ａ エンドセル
５１ 接続線
５２ 差動増幅器
５３ 最小・最大・平均セル電圧検出部
５４ 第１異常検出部（異常検出部）
５５ 第２異常検出部（異常検出部）
５６ 断線検出部
５３１ 第１ダイオード
５３２ 第２ダイオード
５３３ 抵抗
５４１ 第１電圧発生器（電圧出力手段）
５４２ 第１比較器（比較器）
５４５ 演算器（電圧出力手段）
５５１ 第２電圧発生器（電圧出力手段）
５５２ 第２比較器（比較器）
５５６ 演算器（電圧出力手段）
５６１ａ 分圧抵抗（分圧回路）
５６１ｂ 分圧抵抗（分圧回路）
５６２ 第３比較器（断線用比較器）
５６６ 演算器（断線用比較器）

Claims (12)

1. 複数枚の単セルを重ね合わせた燃料電池スタックを有する燃料電池システムの故障診断装置であって、
   １枚以上の前記単セルで構成される単セル群のそれぞれに対応して設けられ、その単セル群の電圧を所定の増幅率で増幅して出力する差動増幅器と、
   前記単セル群と前記差動増幅器とを接続する接続線と、
   各前記差動増幅器の出力電圧のうちの最小電圧及び最大電圧と、各前記差動増幅器の出力電圧の平均電圧と、を出力する最小・最大・平均電圧出力部と、
   前記最小電圧に応じて、前記単セル群の異常を検出する異常検出部と、
   前記最大電圧と前記平均電圧とに応じて、前記接続線の断線を検出する断線検出部と、
   を備えることを特徴とする燃料電池システムの故障診断装置。
2. 前記異常検出部は、
   異常判定電圧を出力する電圧出力手段と、
   前記異常判定電圧と前記最小電圧とを比較する比較器と、
   を含み、
   前記最小電圧が異常判定電圧を下回ったときに、前記単セル群に異常が発生していると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムの故障診断装置。
3. 前記電圧出力手段は、所定電圧を発生する電圧発生器である
   ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システムの故障診断装置。
4. 前記電圧出力手段は、前記平均電圧に所定係数を乗じる演算器である
   ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システムの故障診断装置。
5. 前記異常判定電圧は、前記単セル群の電圧がその所定電圧を下回れば、その単セル群内の単セルでフラッディングが発生していると判定できる電圧である
   ことを特徴とする請求項２から４までのいずれか１つに記載の燃料電池システムの故障診断装置。
6. 前記電圧出力手段は、前記平均電圧に所定係数を乗じた値から所定のオフセット電圧を減算する演算器である
   ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システムの故障診断装置。
7. 前記異常判定電圧は、前記単セル群の電圧がその所定電圧を下回れば、その単セル群内の単セルでドライアウトが発生していると判定できる電圧である
   ことを特徴とする請求項２、３又は６に記載の燃料電池システムの故障診断装置。
8. 前記断線検出部は、
   前記最大電圧を分圧する分圧回路と、
   前記分圧回路から出力される断線判定電圧と前記平均電圧とを比較する断線用比較器と、
   を含み、
   前記平均電圧が前記断線判定電圧を下回ったときに、前記接続線に断線が発生していると判定する
   ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１つに記載の燃料電池システムの故障診断装置。
9. 前記断線検出部は、
   前記平均電圧に１より大きい所定係数を乗じた値に所定のオフセット電圧を加算する演算器と、
   前記演算から出力される断線判定電圧と前記最大電圧とを比較する断線用比較器と、
   を含み、
   前記断線判定電圧が前記最大電圧を下回ったときに、前記接続線に断線が発生していると判定する
   ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１つに記載の燃料電池システムの故障診断装置。
10. 前記最小・最大・平均電圧出力部は、
    前記差動増幅器の出力を、その差動増幅器のそれぞれに対応して設けられた第１ダイオードのカソードに接続し、その各第１ダイオードのアノードを共通に接続して最小電圧を出力する回路と、
    前記差動増幅器の出力を、その差動増幅器のそれぞれに対応して設けられた第１ダイオードのアノードに接続し、その各第１ダイオードのカソードを共通に接続して最大電圧を出力する回路と、
    前記差動増幅器の出力を、その差動増幅器のそれぞれに対応して設けられた同一抵抗値の抵抗の一方の端子に接続し、その各抵抗の他方の端子を共通に接続して平均電圧を出力する回路と、
    を含むことを特徴とする請求項１から９までのいずれか１つに記載の燃料電池システムの故障診断装置。
11. 前記単セル群内の単セルの枚数に反比例して前記差動増幅器の増幅率を設定する
    ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１つに記載の燃料電池システムの故障診断装置。
12. エンドセルを含む前記単セル群内の単セルの枚数は、エンドセルを含まない前記単セル群内の単セルの枚数よりも少ない
    ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１つに記載の燃料電池システムの故障診断装置。