JP6653284B2 - 電気化学特性測定システム - Google Patents

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Description

本発明は、測定対象物の電気化学特性を複数の測定方法で測定する電気化学特性測定システムに関する。
従来から、車両に搭載する燃料電池や二次電池等の測定対象物の電気化学特性を、測定対象物の出力電圧及び出力電流の計測結果に基づき測定する複数の測定方法が知られている。例えば、交流電流に対する測定対象物のインピーダンス（電圧応答）特性を測定するインピーダンス測定方法や、測定対象物に印加する交流負荷を一定範囲で往復変化させて、測定対象物の出力電圧及び出力電流特性を測定するＣＶ測定方法等が知られている。
これら複数の測定方法で測定対象物の電気化学特性を測定する場合、測定方法毎に異なる測定装置が使用される。例えば、インピーダンス測定方法では、測定対象物に所定の直流負荷を印加する直流負荷装置と、測定対象物に所定の交流負荷を印加する交流負荷装置とが使用される。また、測定対象物の出力電圧を計測する絶縁アンプと、測定対象物の出力電流を計測するインピーダンスアナライザーとが使用される。また、絶縁アンプ及びインピーダンスアナライザーによる計測結果の出力電圧及び出力電流に基づき、測定対象物のインピーダンス特性を測定し、且つ、測定結果を管理するソフトウェアがインストールされた、パーソナルコンピューター等のインピーダンス測定方法専用の情報処理装置が使用される。
一方、ＣＶ測定方法では、測定対象物に印加する交流負荷を一定範囲で往復変化させ、且つ、測定対象物の出力電圧及び出力電流を計測するポテンショスタットが使用される。また、ポテンショスタットによる計測結果の出力電圧及び出力電流に基づき、測定対象物の出力電圧及び出力電流特性を測定し、且つ、測定結果を管理するソフトウェアがインストールされたＣＶ測定方法専用の情報処理装置が使用される。
また、下記特許文献１及び２等に記載のように、パーソナルコンピューター等の一台の管理装置において、複数の測定方法の其々で使用される測定装置を一括制御し、各測定方法による測定結果を一括管理することが知られている。
特開平１０−９０３３６号公報 特開２００３−９９２７９号公報
しかし、上記特許文献１及び２等に記載の技術（以降、従来技術）では、インピーダンスアナライザー、ポテンショスタット、及び各測定方法専用の情報処理装置等の、複数の測定方法で使用され得る全ての測定装置を設けるために十分なコスト及び配置スペースが必要となる。
また、上記管理装置には、各測定装置の一括制御や測定方法毎に固有のフォーマットで表された測定結果を表すデータを一括管理するため、各測定方法に対応する専用ソフトウェアを個別にインストールする必要がある。ユーザーは、上記管理装置を用いて複数の測定方法による測定結果を評価及び分析する場合、各測定方法に対応する専用のソフトウェアを個別に起動し、各ソフトウェア固有のフォーマットで表された測定結果を表すデータから、評価及び分析に必要な所望のデータを取得するのに時間を要する虞がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされた発明であり、測定対象物の電気化学特性を複数の測定方法で測定可能であり、且つ、複数の測定方法による測定結果を効率よく評価及び分析可能な、安価且つ省スペースな構成の電気化学特性測定システムを提供することを目的とする。
本発明による電気化学特性測定システムの第一構成は、測定対象物に所定の直流負荷を印加する直流負荷装置と、前記測定対象物に所定の交流負荷を印加する交流負荷装置と、前記測定対象物と前記直流負荷装置との間に接続された第一スイッチと、前記測定対象物と前記交流負荷装置との間に接続された第二スイッチと、前記測定対象物の出力電圧を表す電圧信号を出力する第一アンプと、前記測定対象物の出力電流を表す電流信号を出力する第二アンプと、を備えた計測回路と、前記測定対象物の電気化学特性を測定する複数の測定方法のうち、何れか一の測定方法の選択を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた前記測定方法に応じて前記第一スイッチ及び前記第二スイッチのオンオフを切り替える切替部と、前記電圧信号及び前記電流信号が其々表す前記出力電圧及び前記出力電流に基づき、前記電気化学特性を測定する測定部と、を備え、前記複数の測定方法には、インピーダンス測定方法とＣＶ測定方法とが含まれ、前記切替部は、前記受付部が前記インピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合、前記第一スイッチ及び前記第二スイッチをオンに切り替え、前記受付部が前記ＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合、前記第一スイッチをオフに切り替え、前記第二スイッチをオンに切り替える。
本発明による電気化学特性測定システムの第二構成は、測定対象物に所定の直流負荷を印加する直流負荷装置と、前記測定対象物に所定の交流負荷を印加する交流負荷装置と、前記測定対象物と前記直流負荷装置との間に接続された第一スイッチと、前記測定対象物と前記交流負荷装置との間に接続された第二スイッチと、前記測定対象物の出力電圧を表す電圧信号を出力する第一アンプと、前記測定対象物の出力電流を表す電流信号を出力する第二アンプと、を備えた計測回路と、前記測定対象物の電気化学特性を測定する複数の測定方法のうち、何れか一の測定方法の選択を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた前記測定方法に応じて前記第一スイッチ及び前記第二スイッチのオンオフを切り替える切替部と、前記電圧信号及び前記電流信号が其々表す前記出力電圧及び前記出力電流に基づき、前記電気化学特性を測定する測定部と、を備え、前記測定対象物は、燃料電池であり、前記燃料電池に所定の燃料ガスを供給するガス供給装置を更に備える。
本発明による電気化学特性測定システムの第三構成は、測定対象物に所定の直流負荷を印加する直流負荷装置と、前記測定対象物に所定の交流負荷を印加する交流負荷装置と、前記測定対象物と前記直流負荷装置との間に接続された第一スイッチと、前記測定対象物と前記交流負荷装置との間に接続された第二スイッチと、前記測定対象物の出力電圧を表す電圧信号を出力する第一アンプと、前記測定対象物の出力電流を表す電流信号を出力する第二アンプと、を備えた計測回路と、前記測定対象物の電気化学特性を測定する複数の測定方法のうち、何れか一の測定方法の選択を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた前記測定方法に応じて前記第一スイッチ及び前記第二スイッチのオンオフを切り替える切替部と、前記電圧信号及び前記電流信号が其々表す前記出力電圧及び前記出力電流に基づき、前記電気化学特性を測定する測定部と、を備え、前記測定対象物は、二次電池であり、前記二次電池に所定の直流電圧を供給する直流電源装置を更に備える。
第一乃至第三構成によれば、受付部が受け付けた測定方法に応じて第一スイッチ及び第二スイッチのオンオフを切り替えて、選択された測定方法に応じた負荷を測定対象物に印加することができる。また、複数の測定方法のうちの何れが選択された場合でも、計測回路が出力した電圧信号及び電流信号が其々表す出力電圧及び出力電流に基づき、測定対象物の電気化学特性を測定することができる。
このため、従来技術とは異なり、測定対象物の出力電圧及び出力電流を計測するための測定装置を測定方法に応じて個別に設けることなく、安価且つ省スペースな構成で、測定対象物の電気化学特性を複数の測定方法で測定することができる。
また、第一乃至第三構成によれば、従来技術とは異なり、複数の測定方法のうちの何れが選択された場合でも、同じ測定部によって測定対象物の電気化学特性が測定される。このため、従来技術とは異なり、各測定方法専用の情報処理装置にインストールされた各測定方法に対応する専用のソフトウェアを個別に起動して各測定方法による測定結果を参照する手間をかけずに、測定部が測定した測定結果のみを参照して、複数の測定方法による測定結果を効率よく評価及び分析することができる。
また、前記第一アンプ及び前記第二アンプは、同一構成であり、前記測定部には、前記電圧信号及び前記電流信号が其々表す前記出力電圧及び前記出力電流が直接的に入力されることが好ましい。
本構成によれば、電圧信号及び電流信号が同一構成のアンプから出力される。また、測定部には、電圧信号及び電流信号が其々表す出力電圧及び出力電流を表すデータが直接的に入力される。このため、測定部は、互いに異なる構成の二個のアンプから出力され、且つ、ノイズ除去等の信号処理が施された二個の信号が其々表す電圧及び電流よりも、位相差が維持された出力電圧及び出力電流に基づき、精度良く電気化学特性を測定することができる。
また、前記測定部による前記電気化学特性の測定結果を表す所定フォーマットのデータを出力する出力部を更に備えてもよい。
本構成によれば、複数の測定方法で測定した電気化学特性の測定結果を表すデータのフォーマットが同一になる。このため、従来技術のように、複数の測定方法で測定した電気化学特性の測定結果が、測定方法に対応する専用のソフトウェア固有のフォーマットのデータとして出力される場合よりも、電気化学特性の複数の測定結果を表すデータの評価や分析の効率を向上することができる。
また、第一構成によれば、受付部がインピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合、直流負荷装置及び交流負荷装置は測定対象物と接続された状態になる。これにより、直流負荷及び交流負荷を測定対象物に印加して、測定対象物の電気化学特性をインピーダンス測定方法によって適切に測定することができる。
一方、受付部がＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合、直流負荷装置は測定対象物に接続されず、交流負荷装置は測定対象物と接続された状態になる。これにより、直流負荷を測定対象物に印加せず、交流負荷のみを測定対象物に印加して、測定対象物の電気化学特性をＣＶ測定方法によって適切に測定することができる。
また、第一構成において、前記測定対象物と前記第二アンプとの間に接続された第三スイッチと、前記測定対象物と前記第二アンプとの間に前記第三スイッチと並列に接続された第四スイッチと、前記第四スイッチに直列に接続された抵抗素子と、を更に備え、前記切替部は、前記受付部が前記インピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合、更に、前記第三スイッチをオンに切り替え、前記第四スイッチをオフに切り替え、前記受付部が前記ＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合、更に、前記第三スイッチをオフに切り替え、前記第四スイッチをオンに切り替えてもよい。
本構成によれば、受付部がインピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合、抵抗素子には電流が流れず、受付部がＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合、抵抗素子に電流が流れる。これにより、当該抵抗素子の抵抗値を適宜調整することで、ＣＶ測定方法による測定対象物の電気化学特性の測定時に、第二アンプが出力する電流信号が表す出力電流のレンジを、インピーダンス測定方法による測定時よりも小さいレンジに調整することができる。その結果、ＣＶ測定方法による測定対象物の電気化学特性の測定時に、測定対象物の出力電流が微小電流であったとしても、適切に当該出力電流を計測することができる。
また、第二構成によれば、安価且つ省スペースな構成で、燃料電池に所定の燃料ガスを供給し、燃料電池の電気化学特性を複数の測定方法で測定することができる。
また、第三構成によれば、安価且つ省スペースな構成で、二次電池に所定の直流電圧を供給し、二次電池の電気化学特性を複数の測定方法で測定することができる。
本発明によれば、測定対象物の電気化学特性を複数の測定方法で測定可能であり、且つ、複数の測定方法による測定結果を効率よく評価及び分析可能な、安価且つ省スペースな構成の電気化学特性測定システムを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る電気化学特性測定システムの電気的構成の一例を示すブロック図である。 燃料電池の電気化学特性をインピーダンス測定方法で測定する動作を示すフローチャートである。 ＣＶ測定方法選択時の電気化学特性測定システムの電気的構成を示すブロック図である。 燃料電池の電気化学特性をＣＶ測定方法で測定する動作を示すフローチャートである。 従来の電気化学特性測定システムの電気的構成の一例を示すブロック図である。
以下、本発明に係る電気化学特性測定システムの一実施形態として、燃料電池Ｐ（測定対象物）の電気化学特性を、インピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法で測定する電気化学特性測定システムについて説明する。
インピーダンス測定方法とは、交流電流に対する燃料電池Ｐのインピーダンス（電圧応答）特性を測定する測定方法である。ＣＶ測定方法とは、燃料電池Ｐに印加する交流負荷を一定範囲で往復変化させて、燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流特性を測定する測定方法である。図１は、本発明の一実施形態に係る電気化学特性測定システム１００の電気的構成の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、電気化学特性測定システム１００は、直流負荷装置２、交流負荷装置３、計測回路４、ガス供給装置６、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（切替部）５、第一スイッチＳＷ１、第二スイッチＳＷ２、第三スイッチＳＷ３、第四スイッチＳＷ４、変流器ＣＴ、抵抗素子Ｒ、及びパーソナルコンピューター（以降、ＰＣ）１を備えている。
直流負荷装置２は、所謂直流電子負荷装置等で構成され、所定の直流負荷を燃料電池Ｐに印加する。所定の直流負荷を燃料電池Ｐに印加するとは、燃料電池Ｐから直流負荷装置２へ所定の電流値の直流電流を所定時間流させる（引き出す）ことを示す。
所定の電流値及び所定時間を表すデータは、後述するように、ＬＡＮを介してＰＣ１から入力される。または、所定時間の間、所定の電流値を示す直流電流の波形を表すアナログ信号が、後述するように、第一信号線ＣＨ１を介してＰＣ１から入力される。つまり、直流負荷装置２は、ＰＣ１から入力されたデータが示す所定の電流値の直流電流を所定時間燃料電池Ｐから引き出す。又は、直流負荷装置２は、ＰＣ１から入力されたアナログ信号が示す波形の直流電流を燃料電池Ｐから引き出す。
交流負荷装置３は、所謂バイポーラ電源等で構成され、所定の交流負荷を燃料電池Ｐに印加する。所定の交流負荷を燃料電池Ｐに印加するとは、燃料電池Ｐから交流負荷装置３へ所定の振幅及び周波数で変動する交流電流を所定時間流させる（引き出す）ことを示す。
所定の振幅及び周波数と所定時間を表すデータは、後述するように、ＬＡＮを介してＰＣ１から入力される。または、所定時間の間、所定の振幅及び周波数で変動する交流電流の波形を表すアナログ信号が、後述するように、第二信号線ＣＨ２を介してＰＣ１から入力される。つまり、交流負荷装置３は、ＰＣ１から入力されたデータが示す所定の振幅及び周波数の交流電流を所定時間燃料電池Ｐから引き出す。又は、交流負荷装置３は、ＰＣ１から入力されたアナログ信号が示す波形の交流電流を燃料電池Ｐから引き出す。
計測回路４は、燃料電池Ｐの出力電圧を表す電圧信号Ｓｖを出力する第一アンプ４１と、第一アンプ４１と同一構成の第二アンプ４２と、を備えている。第二アンプ４２は、燃料電池Ｐの出力電流を表す電流信号Ｓｉを出力する。
具体的には、第一アンプ４１及び第二アンプ４２は、同一のオペアンプ等を備えて構成され、ゲインが同一となっている。これにより、第一アンプ４１が出力する電圧信号Ｓｖによって表される電圧と、第二アンプ４２が出力する電流信号Ｓｉによって表される電流の位相差を、燃料電池Ｐの出力電圧と出力電流の位相差と等しくなるようにしている。
ガス供給装置６は、ＰＬＣ５による制御の下、所定の燃料ガスを燃料電池Ｐの所定の電極に供給する。また、ガス供給装置６は、不図示の異常検出センサーを備えている。当該異常検出センサーは、燃料電池Ｐに供給する燃料ガスや燃料電池Ｐの状態に関する所定の異常を検出した場合に、異常検出信号をＰＬＣ５へ出力する。所定の異常には、燃料ガスの温度及び湿度が所定範囲を超える異常や、燃料電池Ｐの温度が所定範囲を超える異常等が含まれる。
ＰＬＣ５は、ガス供給装置６を制御して、所定の種類、温度及び湿度の燃料ガスを、所定期間、所定の燃料電池Ｐの電極に供給させる。燃料ガスの種類には、水素、空気及び窒素等が含まれる。また、ＰＬＣ５は、ガス供給装置６から前記異常検出信号を受信した場合に、直流負荷装置２及び交流負荷装置３へ強制終了信号を送信する。直流負荷装置２及び交流負荷装置３は、ＰＬＣ５から前記強制終了信号を受信した場合、直流負荷及び交流負荷を燃料電池Ｐに印加する動作を強制的に終了する。
また、ＰＬＣ５は、燃料電池Ｐの電気化学特性の測定方法に応じて、第一スイッチＳＷ１、第二スイッチＳＷ２、第三スイッチＳＷ３及び第四スイッチＳＷ４のオンオフを切り替える。
第一スイッチＳＷ１は、燃料電池Ｐと直流負荷装置２との間に接続されている。第一スイッチＳＷ１がオンに切り替えられると、燃料電池Ｐと直流負荷装置２とが電気的に接続される。これにより、燃料電池Ｐに直流負荷が印加されるようになる。第一スイッチＳＷ１がオフに切り替えられると、燃料電池Ｐと直流負荷装置２とが電気的に遮断される。これにより、燃料電池Ｐに直流負荷が印加されなくなる。
第二スイッチＳＷ２は、燃料電池Ｐと交流負荷装置３との間に接続されている。第二スイッチＳＷ２がオンに切り替えられると、燃料電池Ｐと交流負荷装置３とが電気的に接続される。これにより、燃料電池Ｐに交流負荷が印加されるようになる。第二スイッチＳＷ２がオフに切り替えられると、燃料電池Ｐと交流負荷装置３とが電気的に遮断される。これにより、燃料電池Ｐに交流負荷が印加されなくなる。
第三スイッチＳＷ３は、燃料電池Ｐと第二アンプ４２との間に接続されている。第三スイッチＳＷ３がオンに切り替えられると、燃料電池Ｐと第二アンプ４２とが変流器ＣＴを介して電気的に接続される。変流器ＣＴは、燃料電池Ｐの出力電流を所定の変流比で変流し、第二アンプ４２に出力する。
第四スイッチＳＷ４は、燃料電池Ｐと第二アンプ４２との間において、第三スイッチＳＷ３と並列に接続されている。尚、第四スイッチＳＷ４には、抵抗素子Ｒが直列に接続されている。第四スイッチＳＷ４がオンに切り替えられると、燃料電池Ｐと第二アンプ４２とが抵抗素子Ｒを介して電気的に接続される。
尚、ＰＬＣ５は、第三スイッチＳＷ３及び第四スイッチＳＷ４のうち、何れか一のスイッチのみをオンに切り替える。ＰＬＣ５が、測定方法に応じて第一スイッチＳＷ１、第二スイッチＳＷ２、第三スイッチＳＷ３及び第四スイッチＳＷ４のオンオフを切り替える制御の詳細については後述する。
ＰＣ１は、操作表示部１４、ＤＡ変換器１５、ＡＤ変換器１６及び制御部１０を備えている。また、ＰＣ１は、ＰＬＣ５、直流負荷装置２及び交流負荷装置３の其々とＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して通信を行うための不図示の通信インターフェイス回路を備えている。また、ＰＣ１は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の不図示の記憶装置を備えている。
操作表示部１４は、燃料電池Ｐの電気化学特性の測定に関する操作画面（以降、測定操作画面）等の各種操作画面を表示して、当該操作画面をユーザーに操作させる。具体的には、操作表示部１４は、液晶ディスプレイ等の各種操作画面を表示する不図示の表示装置と、各種操作画面をユーザーに操作させるためのタッチパネル装置、マウス及びキーボード等の不図示の操作装置と、によって構成されている。
測定操作画面には、インピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法のうち、何れか一の測定方法の選択操作を行うための操作画面が含まれる。
測定操作画面には、燃料電池Ｐに印加する直流負荷及び交流負荷の設定操作を行うための操作画面が含まれる。燃料電池Ｐに印加する直流負荷の設定操作では、燃料電池Ｐから引き出す直流電流の電流値と当該直流電流を引き出す時間（燃料電池Ｐに直流負荷を印加する時間）を設定する。交流負荷の設定操作では、燃料電池Ｐから引き出す交流電流の振幅及び周波数と当該交流電流を流させる時間（燃料電池Ｐに交流負荷を印加する時間）を設定する。
測定操作画面には、ガス供給装置６に供給させる燃料ガスに関する情報の設定操作を行うための操作画面が含まれる。燃料ガスに関する情報には、燃料ガスの種類、温度及び湿度と、当該燃料ガスを供給する時間と、当該燃料ガスの供給先となる燃料電池Ｐの電極と、が含まれる。
測定操作画面には、燃料電池Ｐの電気化学特性の測定を開始する指示の入力操作を行うための操作画面が含まれる。
測定操作画面には、電気化学特性の測定結果を表すデータを出力する指示の入力操作と、当該データのフォーマット及び当該データの出力先の装置の設定操作とを行うための操作画面が含まれる。データのフォーマットには、ＣＳＶやＰＤＦ等が含まれる。出力先の装置には、操作表示部１４を構成する前記表示装置や、ＬＡＮに接続されたパーソナルコンピューターやプリンター等の外部装置が含まれる。
ＤＡ変換器１５は、制御部１０から入力された直流負荷を表すデータをアナログ信号に変換し、変換後のアナログ信号を第一信号線ＣＨ１を介して直流負荷装置２へ出力する。直流負荷を表すデータとは、燃料電池Ｐから引き出す直流電流の電流値や当該直流電流を引き出す時間（燃料電池Ｐに直流負荷を印加する時間）を表すデータである。つまり、ＤＡ変換器１５は、直流負荷を表すデータを、燃料電池Ｐから引き出す直流電流の波形を表すアナログ信号に変換して、直流負荷装置２へ出力する。
また、ＤＡ変換器１５は、制御部１０から入力された交流負荷を表すデータをアナログ信号に変換し、変換後のアナログ信号を第二信号線ＣＨ２を介して交流負荷装置３へ出力する。交流負荷を表すデータとは、燃料電池Ｐから引き出す交流電流の振幅及び周波数や当該交流電流を引き出す時間（燃料電池Ｐに交流負荷を印加する時間）を表すデータである。つまり、ＤＡ変換器１５は、交流負荷を表すデータを、燃料電池Ｐから引き出す交流電流の波形を表すアナログ信号に変換して、交流負荷装置３へ出力する。
ＡＤ変換器１６は、何ら信号処理回路を介さずに、第一アンプ４１及び第二アンプ４２と直接的に接続されている。ＡＤ変換器１６は、第一アンプ４１が出力した電圧信号Ｓｖをデジタル信号（以降、データ）に変換し、変換後のデータを燃料電池Ｐの出力電圧を表すデータとして制御部１０へ出力する。また、ＡＤ変換器１６は、第二アンプ４２が出力した電流信号Ｓｉをデータに変換し、変換後のデータを燃料電池Ｐの出力電流を表すデータとして制御部１０へ出力する。これにより、第一アンプ４１及び第二アンプ４２から出力された後、何ら信号処理が施されていない電圧信号Ｓｖ及び電流信号Ｓｉによって表される燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流を表すデータが、直接的に制御部１０に入力される。
制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、現在時刻を計時するタイマー回路等を備えたマイクロコンピューターによって構成されている。制御部１０は、ＲＯＭや前記記憶装置に記憶されている一のソフトウェアをＣＰＵに実行させることにより、受付部１１、測定部１２及び出力部１３として機能する。
受付部１１は、ユーザーによる測定操作画面を用いた操作によって入力、選択及び設定された各種情報を受け付ける。
具体的には、受付部１１は、インピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法のうち、ユーザーが選択した何れか一の測定方法を受け付ける。また、受付部１１は、ユーザーが設定した、燃料電池Ｐに印加する直流負荷及び交流負荷を受け付ける。また、受付部１１は、ユーザーが設定した、ガス供給装置６に供給させる燃料ガスに関する情報を受け付ける。
尚、一般的には、燃料電池Ｐの電気化学特性をインピーダンス測定方法で測定する場合、燃料電池Ｐのアノード（マイナス極、燃料極）には水素が供給され、燃料電池Ｐのカソード（プラス極、空気極）には空気が供給される。一方、燃料電池Ｐの電気化学特性をＣＶ測定方法で測定する場合、燃料電池Ｐのアノードには水素が供給され、燃料電池Ｐのカソードには窒素が供給される。
このため、測定操作画面において設定可能な燃料ガスに関する情報に、燃料ガスの種類と燃料ガスの供給先（燃料電池Ｐの電極）とを含めないようにしてもよい。これに合わせて、受付部１１が、インピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合に、水素を燃料電池Ｐのアノードに供給し、空気を燃料電池Ｐのカソードに供給する設定を自動的に受け付けるようにしてもよい。また、受付部１１が、ＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合に、水素を燃料電池Ｐのアノードに供給し、窒素を燃料電池Ｐのカソードに供給する設定を自動的に受け付けるようにしてもよい。
また、受付部１１は、ユーザーによって入力された燃料電池Ｐの電気化学特性の測定を開始する指示を受け付ける。また、受付部１１は、ユーザーによって入力された電気化学特性の測定結果を表すデータを出力する指示と、ユーザーによって設定された当該データのフォーマット及び当該データの出力先の装置を受け付ける。
測定部１２は、受付部１１が受け付けた各種情報に基づき、燃料電池Ｐの電気化学特性を測定する。
具体的には、測定部１２は、受付部１１が受け付けた測定方法及び燃料ガスに関する情報を表すデータを、ＬＡＮを介してＰＬＣ５に出力する。これにより、測定部１２は、ＰＬＣ５に、ガス供給装置６の制御及び第一スイッチＳＷ１等のオンオフの切り替え制御を行わせる。
また、測定部１２は、受付部１１が受け付けた直流負荷及び交流負荷を表すデータをＤＡ変換器１５に出力し、燃料電池Ｐから引き出す直流電流及び交流電流の波形を表すアナログ信号を、直流負荷装置２及び交流負荷装置３に出力させる。
尚、測定部１２は、受付部１１が受け付けた直流負荷を表すデータに含まれる、直流電流を引き出す時間（燃料電池Ｐに直流負荷を印加する時間）が所定の基準時間よりも長い場合、ＬＡＮを介して、当該直流負荷を表すデータを直流負荷装置２に出力してもよい。つまり、測定部１２は、燃料電池Ｐから、電流値が略変化しない直流電流を引き出す場合、ＬＡＮを介して、当該直流負荷を表すデータを直流負荷装置２に出力してもよい。
これと同様に、測定部１２は、受付部１１が受け付けた交流負荷を表すデータに含まれる、交流電流を引き出す時間（燃料電池Ｐに交流負荷を印加する時間）が所定の基準時間よりも長い場合、ＬＡＮを介して、当該交流負荷を表すデータを交流負荷装置３に出力してもよい。つまり、測定部１２は、燃料電池Ｐから、振幅及び周波数が略一定の交流電流を引き出す場合、ＬＡＮを介して、当該交流負荷を表すデータを交流負荷装置３に出力してもよい。
そして、測定部１２は、ＡＤ変換器１６から入力されたデータが表す出力電圧及び出力電流に基づき、燃料電池Ｐの電気化学特性を測定する。
具体的には、受付部１１がインピーダンス測定方法を受け付けた場合、測定部１２は、ＡＤ変換器１６から入力されたデータが表す出力電圧及び出力電流を所定の演算式に代入して、燃料電池Ｐのインピーダンスを算出する。そして、測定部１２は、当該算出を行った時刻と当該算出したインピーダンスとを対応付けたデータを生成し、当該生成したデータを測定結果を表すデータとして前記記憶装置に記憶する。
一方、受付部１１がＣＶ測定方法を受け付けた場合、測定部１２は、ＡＤ変換器１６から入力されたデータが表す出力電圧と出力電流とを対応付けたデータを生成し、当該生成したデータを測定結果を表すデータとして前記記憶装置に記憶する。
出力部１３は、測定部１２による燃料電池Ｐの電気化学特性の測定結果を表す所定フォーマットのデータを出力する。
具体的には、受付部１１が、ユーザーによって入力された電気化学特性の測定結果を表すデータを出力する指示と、ユーザーによって設定された当該データのフォーマット及び当該データの出力先の装置を受け付けたとする。この場合、出力部１３は、受付部１１が受け付けた測定結果を表すデータを前記記憶装置から取得する。そして、出力部１３は、当該取得したデータを、受付部１１が受け付けたフォーマットで、受付部１１が受け付けた出力先の装置に出力する。
次に、燃料電池Ｐの電気化学特性をインピーダンス測定方法で測定する動作について説明する。図２は、燃料電池Ｐの電気化学特性をインピーダンス測定方法で測定する動作を示すフローチャートである。
受付部１１が、ユーザーによる測定操作画面を用いた操作によって入力、選択及び設定された、インピーダンス測定方法、燃料電池Ｐに印加する直流負荷及び交流負荷、燃料ガスに関する情報を受け付け、燃料電池Ｐの電気化学特性の測定を開始する指示を受け付けると、図２に示す動作が開始される。
図２に示す動作が開始されると、先ず、燃料電池Ｐへの燃料ガスの供給が開始される（Ｓ１１）。具体的には、Ｓ１１において、測定部１２は、受付部１１が受け付けた燃料ガスに関する情報をＰＬＣ５に出力する。これにより、ＰＬＣ５は、ガス供給装置６を制御し、受付部１１から入力された燃料ガスに関する情報が示す、種類、温度及び湿度の燃料ガスを、当該データが表す時間、当該データが表す燃料電池Ｐの電極に供給させる。
次に、ＰＬＣ５による第一スイッチＳＷ１、第二スイッチＳＷ２、第三スイッチＳＷ３及び第四スイッチＳＷ４のオンオフの切り替え制御が行われる（Ｓ１２〜Ｓ１５）。具体的には、Ｓ１１の後、測定部１２は、受付部１１が受け付けたインピーダンス測定方法を表すデータをＰＬＣ５に出力する。ＰＬＣ５は、インピーダンス測定方法を表すデータを受信した場合、図１に示すように、第三スイッチＳＷ３をオンに切り替え（Ｓ１２）、第四スイッチＳＷ４をオフに切り替える（Ｓ１３）。更に、ＰＬＣ５は、図１に示すように、第一スイッチＳＷ１をオンに切り替え（Ｓ１４）、第二スイッチＳＷ２をオンに切り替える（Ｓ１５）。これにより、受付部１１がインピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合に、直流負荷及び交流負荷を燃料電池Ｐに印加することができる。
次に、燃料電池Ｐへの直流負荷及び交流負荷の印加が開始される（Ｓ１６）。具体的には、Ｓ１６において、測定部１２は、上述のように、受付部１１が受け付けた直流負荷及び交流負荷を表すデータをＤＡ変換器１５に出力して、燃料電池Ｐから引き出す直流電流及び交流電流の波形を表すアナログ信号を直流負荷装置２及び交流負荷装置３に出力させる。又は、測定部１２は、受付部１１が受け付けた直流負荷及び交流負荷を表すデータをＬＡＮを介して直流負荷装置２及び交流負荷装置３に出力する。その結果、直流負荷装置２及び交流負荷装置３は、測定部１２から入力されたアナログ信号又はデータを用いて、直流負荷及び交流負荷の燃料電池Ｐへの印加を開始する。
そして、計測回路４によって、燃料電池Ｐの出力電圧を表す電圧信号Ｓｖ及び燃料電池Ｐの出力電流を表す電流信号ＳｉがＡＤ変換器１６へ出力されると（Ｓ１７）、測定部１２は、ＡＤ変換器１６から入力されたデータが表す燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流に基づき、燃料電池Ｐのインピーダンス特性を測定する（Ｓ１８）。
具体的には、Ｓ１８において、測定部１２は、上述のように、ＡＤ変換器１６から入力されたデータが表す燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流を所定の演算式に代入して、燃料電池Ｐのインピーダンスを算出する。そして、測定部１２は、当該算出を行った時刻と当該算出したインピーダンスとを対応付けたデータを生成し、当該生成したデータを測定結果を表すデータとして前記記憶装置に記憶する。
次に、燃料電池Ｐの電気化学特性をＣＶ測定方法で測定する動作について説明する。図３は、ＣＶ測定方法選択時の電気化学特性測定システム１００の電気的構成を示すブロック図である。図４は、燃料電池Ｐの電気化学特性をＣＶ測定方法で測定する動作を示すフローチャートである。
受付部１１が、ユーザーによる測定操作画面を用いた操作によって入力、選択及び設定された、ＣＶ測定方法、燃料電池Ｐに印加する交流負荷、燃料ガスに関する情報を受け付け、燃料電池Ｐの電気化学特性の測定を開始する指示を受け付けると、図４に示す動作が開始される。
図４に示す動作が開始されると、先ず、Ｓ１１（図２）と同様に、燃料電池Ｐへの燃料ガスの供給が開始される（Ｓ２１）。
次に、ＰＬＣ５による第一スイッチＳＷ１、第二スイッチＳＷ２、第三スイッチＳＷ３及び第四スイッチＳＷ４のオンオフの切り替え制御が行われる（Ｓ２２〜Ｓ２５）。具体的には、Ｓ２１の後、測定部１２は、受付部１１が受け付けたＣＶ測定方法を表すデータをＰＬＣ５に出力する。ＰＬＣ５は、ＣＶ測定方法を表すデータを受信した場合、図３に示すように、第三スイッチＳＷ３をオフに切り替え（Ｓ２２）、第四スイッチＳＷ４をオンに切り替える（Ｓ２３）。更に、ＰＬＣ５は、図３に示すように、第一スイッチＳＷ１をオフに切り替え（Ｓ２４）、第二スイッチＳＷ２をオンに切り替える（Ｓ２５）。これにより、受付部１１がＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合に、直流負荷を燃料電池Ｐに印加せず、交流負荷のみを燃料電池Ｐに印加することができる。
次に、燃料電池Ｐへの交流負荷の印加が開始される（Ｓ２６）。具体的には、Ｓ２６において、測定部１２は、受付部１１が受け付けた交流負荷を表すデータをＤＡ変換器１５に出力し、燃料電池Ｐから引き出す交流電流の波形を表すアナログ信号を交流負荷装置３に出力させる。又は、測定部１２は、受付部１１が受け付けた交流負荷を表すデータをＬＡＮを介して交流負荷装置３に出力する。その結果、交流負荷装置３は、測定部１２から入力されたアナログ信号又はデータを用いて、交流負荷の燃料電池Ｐへの印加を開始する。
そして、計測回路４によって、燃料電池Ｐの出力電圧を表す電圧信号Ｓｖ及び燃料電池Ｐの出力電流を表す電流信号ＳｉがＡＤ変換器１６へ出力されると（Ｓ２７）、測定部１２は、ＡＤ変換器１６から入力されたデータが表す燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流に基づき、燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流特性を測定する（Ｓ２８）。
具体的には、Ｓ２８において、測定部１２は、上述のように、ＡＤ変換器１６から入力されたデータが表す出力電圧と出力電流とを対応付けたデータを生成し、当該生成したデータを測定結果を表すデータとして前記記憶装置に記憶する。
以下、上記実施形態の構成が奏する効果について説明する。図５は、従来の電気化学特性測定システム１００ａの電気的構成の一例を示すブロック図である。従来は、燃料電池Ｐの電気化学特性をインピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法の二つの測定方法で測定する場合、上記従来技術を採用した、図５に示す電気化学特性測定システム１００ａを用いていた。
図５に示すように、電気化学特性測定システム１００ａは、上述のＰＬＣ５、直流負荷装置２、交流負荷装置３、ガス供給装置６及びＰＣ１（図１、図３）と略同様の構成の、ＰＬＣ５ａ、直流負荷装置２ａ、交流負荷装置３ａ、ガス供給装置６ａ及び統括ＰＣ１ａを備えている。
また、電気化学特性測定システム１００ａは、電気化学特性測定システム１００（図１、図３）と異なり、絶縁アンプ４ａ、インピーダンスアナライザー９１、ポテンショスタット９２、インピーダンス測定専用ＰＣ１ｂ及びＣＶ測定専用ＰＣ１ｃを備えている。
絶縁アンプ４ａは、燃料電池Ｐの出力電圧を示す電圧信号Ｓｖａを統括ＰＣ１ａに出力する。インピーダンスアナライザー９１は、インピーダンス測定専用ＰＣ１ｂによる制御の下、燃料電池Ｐの出力電流を計測し、計測した出力電流を表すデータをＵＳＢを介してインピーダンス測定専用ＰＣ１ｂに出力する。ポテンショスタット９２は、ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃによる制御の下、燃料電池Ｐに印加する交流負荷を一定範囲で往復変化させながら、燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流を計測し、計測した出力電圧及び出力電流を表すデータをＵＳＢを介してＣＶ測定専用ＰＣ１ｃに出力する。
インピーダンス測定専用ＰＣ１ｂ及びＣＶ測定専用ＰＣ１ｃは、操作表示部１４（図１、図３）と同様の操作表示部、通信インターフェイス回路、マイクロコンピューター、記憶装置、及びＵＳＢインターフェイス回路等を備えたパーソナルコンピューター等の情報処理装置によって構成されている。
インピーダンス測定専用ＰＣ１ｂには、インピーダンスアナライザー９１を制御するための専用ソフトウェア（以降、第一専用ソフトウェア）がインストールされている。インピーダンス測定用ＰＣ１ｂにおいて、ユーザーが前記操作表示部を用いて第一専用ソフトウェアの起動操作を行った場合、前記マイクロコンピューターは、第一専用ソフトウェアをＣＰＵに実行させることで、インピーダンスアナライザー９１の制御を開始する。
ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃには、ポテンショスタット９２を制御するための専用ソフトウェア（以降、第二専用ソフトウェア）がインストールされている。ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃにおいて、ユーザーが前記操作表示部を用いて第二専用ソフトウェアの起動操作を行った場合、前記マイクロコンピューターは、第二専用ソフトウェアをＣＰＵに実行させることで、ポテンショスタット９２の制御を開始する。
尚、ＰＬＣ５ａは、第一スイッチＳＷ１（図１、図３）等のオンオフを切り替える制御を行わない点がＰＬＣ５と異なっている。直流負荷装置２ａは、統括ＰＣ１ａからＲＳ２３２Ｃを介して直流負荷を表すデータが入力される点が直流負荷装置２と異なっている。交流負荷装置３ａは、燃料電池Ｐに印加する交流負荷の設定操作が可能に構成され、当該設定操作によって設定された交流負荷を燃料電池Ｐに印加する点が、交流負荷装置３と異なっている。
統括ＰＣ１ａは、操作表示部１４（図１、図３）と同様の不図示の操作表示部を備えている。統括ＰＣ１ａは、当該操作表示部を用いたユーザーの操作によって入力及び設定された、インピーダンス測定方法による測定に必要な各種情報を受け付ける。当該各種情報には、上述した燃料ガスに関する情報、燃料電池Ｐに印加する直流負荷及びインピーダンス測定方法による測定を開始する指示が含まれる。
また、統括ＰＣ１ａは、ＡＤ変換器１６（図１、図３）と同様の不図示のＡＤ変換器を備えている。当該ＡＤ変換器は、絶縁アンプ４ａから入力された電圧信号Ｓｖａを燃料電池Ｐの出力電圧を表すデータに変換し、ＬＡＮを介してインピーダンス測定専用ＰＣ１ｂに出力する。
また、統括ＰＣ１ａは、ＰＣ１（図１、図３）と同様に、不図示の記憶装置を備え、インピーダンス測定専用ＰＣ１ｂからＬＡＮを介して入力されたインピーダンス測定方法による測定結果を表すデータと、ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃからＬＡＮを介して入力されたＣＶ測定方法による測定結果を表すデータと、を前記記憶装置に記憶する。つまり、統括ＰＣ１ａは、インピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法による測定結果を表すデータを統括して管理する。
統括ＰＣ１ａは、インピーダンス測定方法による測定を開始する指示を受け付けると、ＰＬＣ５ａ及び直流負荷装置２ａをＰＬＣ５及び直流負荷装置２と同様に動作させる。その後、ユーザーは、交流負荷装置３ａを操作して、燃料電池Ｐから交流電流を引き出させる。また、ユーザーは、、インピーダンス測定専用ＰＣ１ｂの前記操作表示部を用いて第一専用ソフトウェアを起動操作する。
これにより、インピーダンス測定専用ＰＣ１ｂは、インピーダンスアナライザー９１の制御を開始し、Ｓ１８（図２）と同様に、インピーダンスアナライザー９１から入力されたデータが表す燃料電池Ｐの出力電流と、当該データと同時刻に統括ＰＣ１ａから入力されたデータが表す燃料電池Ｐの出力電圧とに基づき、燃料電池Ｐのインピーダンスを算出する。そして、インピーダンス測定専用ＰＣ１ｂは、当該算出を行った時刻と当該算出したインピーダンスとを対応付けた第一専用ソフトウェア固有のフォーマットのデータを生成し、当該生成したデータを測定結果を表すデータとして、ＬＡＮを介して統括ＰＣ１ａに出力する。統括ＰＣ１ａは、当該入力された測定結果を表すデータを前記記憶装置に記憶する。
一方、統括ＰＣ１ａは、前記不図示の操作表示部を用いたユーザーの操作によって入力及び設定された、ＣＶ測定方法による測定に必要な各種情報を受け付ける。各種情報には、燃料ガスに関する情報、燃料電池Ｐに印加する交流負荷及びＣＶ測定方法による測定を開始する指示が含まれる。
統括ＰＣ１ａは、ＣＶ測定方法による測定を開始する指示を受け付けると、ＰＬＣ５ａをＰＬＣ５と同様に動作させる。また、ユーザーは、ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃの前記操作表示部を用いて第二専用ソフトウェアを起動操作することで、ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃによるポテンショスタット９２の制御を開始させる。ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃは、ポテンショスタット９２の制御を開始すると、統括ＰＣ１ａが受け付けた燃料電池Ｐに印加する交流負荷を示すデータの送信を要求する。統括ＰＣ１ａは、これに応答して、燃料電池Ｐに印加する交流負荷を示すデータを、ＬＡＮを介してＣＶ測定専用ＰＣ１ｃに出力する。
これにより、ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃは、統括ＰＣ１ａから入力された当該データが表す交流負荷の燃料電池Ｐへの印加をポテンショスタット９２に開始させる。その結果、交流負荷が印加されているときの燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流を表すデータがＣＶ測定専用ＰＣ１ｃに入力されるようになると、ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃは、Ｓ２８（図４）と同様に、当該入力されたデータが表す出力電圧及び出力電流とを対応付けた第二専用ソフトウェア固有のフォーマットのデータを生成する。そして、ＣＶ測定専用ＰＣ１ｃは、当該生成したデータを測定結果を表すデータとして、ＬＡＮを介して統括ＰＣ１ａに出力する。統括ＰＣ１ａは、当該入力された測定結果を表すデータを前記記憶装置に記憶する。
尚、統括ＰＣ１ａは、前記不図示の操作表示部を用いたユーザーの操作によって、インピーダンス測定方法による測定結果を表すデータを出力する指示が入力され、当該データの出力先の装置が設定されると、当該測定結果を表すデータを前記記憶装置から取得する。そして、統括ＰＣ１ａは、当該取得したデータを、ユーザーにより設定された出力先の装置に出力する。
同様に、統括ＰＣ１ａは、前記不図示の操作表示部を用いたユーザーの操作によって、ＣＶ測定方法による測定結果を表すデータを出力する指示が入力され、当該データの出力先の装置が設定されると、当該測定結果を表すデータを前記記憶装置から取得する。そして、統括ＰＣ１ａは、当該取得したデータを、ユーザーにより設定された出力先の装置に出力する。
このように、従来は、インピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法で使用され得る全ての測定装置を設けるために十分なコスト及び配置スペースが必要であった。また、各測定方法による測定結果を表すデータを一括管理するため、各測定方法に対応する専用ソフトウェアが個別にインストールされた各測定方法専用の情報処理装置（１ｂ、１ｃ）を設置し、各測定方法専用の情報処理装置（１ｂ、１ｃ）から入力された測定結果を表すデータを一括して記憶するためのデータ統括用の情報処理装置（１ａ）を設ける必要があった。
また、ユーザーが、インピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法による測定結果を評価及び分析するとする。この場合、ユーザーは、各測定方法専用の情報処理装置（１ｂ、１ｃ）にインストールされた各測定方法に対応する専用のソフトウェアを個別に起動する操作を行い、前記データ統括用の情報処理装置から各ソフトウェア固有のフォーマットで表された測定結果を表すデータを取得後、当該取得したデータから評価及び分析に必要な所望のデータを取得するのに時間を要する虞があった。
しかし、上記実施形態の構成によれば、燃料電池Ｐに所定の燃料ガスを供給し、受付部１１が受け付けた測定方法に応じて第一スイッチＳＷ１及び第二スイッチＳＷ２のオンオフを切り替えて、選択された測定方法に応じた負荷を燃料電池Ｐに印加することができる。また、複数の測定方法のうちの何れが選択された場合でも、計測回路４が出力した電圧信号Ｓｖ及び電流信号Ｓｉが其々表す出力電圧及び出力電流に基づき、燃料電池Ｐの電気化学特性を測定することができる。
このため、従来とは異なり、インピーダンスアナライザー９１、絶縁アンプ４ａ及びポテンショスタット９２等の、燃料電池Ｐの出力電圧及び出力電流を計測するための装置を測定方法に応じて個別に設けることなく、安価且つ省スペースな構成で、燃料電池Ｐの電気化学特性を複数の測定方法で測定することができる。
また、上記実施形態の構成によれば、従来とは異なり、複数の測定方法のうちの何れが選択された場合でも、同じ測定部１２によって燃料電池Ｐの電気化学特性が測定される。このため、従来とは異なり、各測定方法専用の情報処理装置において、各測定方法に対応する専用のソフトウェアを個別に起動して各測定方法による測定結果を参照する手間をかけずに、測定部１２が測定した測定結果のみを参照して、複数の測定方法による測定結果を効率よく評価及び分析することができる。
また、上記実施形態の構成によれば、電圧信号Ｓｖ及び電流信号Ｓｉが同一構成のアンプから出力される。また、測定部１２には、電圧信号Ｓｖ及び電流信号Ｓｉが其々表す出力電圧及び出力電流を表すデータが直接的に入力される。このため、測定部１２は、互いに異なる構成の二個のアンプから出力され、且つ、ノイズ除去等の信号処理が施された二個の信号が其々表す電圧及び電流よりも、位相差が維持された出力電圧及び出力電流に基づき、精度良く電気化学特性を測定することができる。
また、上記実施形態の構成によれば、複数の測定方法で測定した電気化学特性の測定結果を表すデータのフォーマットが同一になる。このため、従来のように、複数の測定方法で測定した電気化学特性の測定結果が、測定方法に対応する専用のソフトウェア固有のフォーマットのデータとして出力される場合よりも、電気化学特性の複数の測定結果を表すデータの評価や分析の効率を向上することができる。
また、上記実施形態の構成によれば、受付部１１がインピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合、Ｓ１２及びＳ１３（図２）が行われ、抵抗素子Ｒには電流が流れない。一方、受付部１１がＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合、Ｓ２２及びＳ２３（図４）が行われ、抵抗素子Ｒに電流が流れる。これにより、当該抵抗素子Ｒの抵抗値を適宜調整することで、ＣＶ測定方法による燃料電池Ｐの電気化学特性の測定時に、第二アンプ４２（図１、図３）が出力する電流信号Ｓｉが表す出力電流のレンジを、インピーダンス測定方法による測定時よりも小さいレンジに調整することができる。その結果、ＣＶ測定方法による測定対象物の電気化学特性の測定時に、燃料電池Ｐの出力電流が微小電流であったとしても、適切に当該出力電流を計測することができる。
(変形実施形態）
尚、上記実施形態は、本発明に係る実施形態の例示に過ぎず、本発明を上記実施形態に限定する趣旨ではない。例えば、以下に示す変形実施形態であってもよい。
（１）ガス供給装置６（図１、図３）に代えて、ＰＬＣ５による制御の下、二次電池に所定の直流電圧を供給する直流電源装置を備えるようにしてもよい。これにより、二次電池に所定の直流電圧を供給し、二次電池の電気化学特性をインピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法で測定できるようにしてもよい。
（２）第三スイッチＳＷ３、第四スイッチＳＷ４及び抵抗素子Ｒ（図１、図３）を備えないようにし、第二アンプ４２と燃料電池Ｐとを、変流器ＣＴを介して接続してもよい。これに合わせて、Ｓ１２及びＳ１３（図２）とＳ２２及びＳ２３（図２）とを省略してもよい。
（３）測定対象物の電気化学特性の測定方法は、インピーダンス測定方法及びＣＶ測定方法に限らず、測定対象物の出力電圧及び出力電流に基づき、測定対象物の電気化学特性を測定する他の測定方法であってもよい。これに合わせて、受付部１１が当該他の測定方法を受け付けたときに、ＰＬＣ５（図１、図３）が当該他の測定方法に応じて、直流負荷及び交流負荷のうち少なくとも一の負荷を測定対象物に印加するように、又は、何れの負荷も印加しないように、第一スイッチＳＷ１及び第二スイッチＳＷ２（図１、図３）のオンオフを適宜切り替えるようにしてもよい。
ただし、燃料電池Ｐに水素ガスが供給され、燃料電池Ｐが発電状態となっている場合に、燃料電池Ｐに何れの負荷も印加しなかったとする。この場合、燃料電池Ｐが壊れる虞がある。このため、測定対象物が燃料電池Ｐである場合には、ＰＬＣ５（図１、図３）が、測定方法によらず、直流負荷及び交流負荷のうち少なくとも一の負荷を燃料電池Ｐに印加するように、第一スイッチＳＷ１及び第二スイッチＳＷ２（図１、図３）のオンオフを適宜切り替えるようにしてもよい。
（４）制御部１０（図１、図３）が出力部１３として機能しない構成であってもよい。
（５）第一アンプ４１と第二アンプ４２とが互いに異なる構成であってもよい。これに合わせて、第一アンプ４１によって出力される電圧信号Ｓｖが表す出力電圧と第二アンプ４２によって出力される電流信号Ｓｉが表す出力電流との位相差を、第一アンプ４１及び第二アンプ４２に入力される前と同じ位相差に維持するための信号処理回路を、第一アンプ４１及び第二アンプ４２のうち少なくとも一方に接続してもよい。
（６）ＰＬＣ５（図１、図３）を備えないようにし、制御部１０が、ＰＬＣ５と同機能の機能部として、機能するようにしてもよい。
１１ 受付部
１２ 測定部
１３ 出力部
２ 直流負荷装置
３ 交流負荷装置
４ 計測回路
４１ 第一アンプ
４２ 第二アンプ
６ ガス供給装置
１００ 電気化学特性測定システム
Ｐ 燃料電池（測定対象物）
Ｒ 抵抗素子
ＳＷ１ 第一スイッチ
ＳＷ２ 第二スイッチ
ＳＷ３ 第三スイッチ
ＳＷ４ 第四スイッチ
Ｓｉ 電流信号
Ｓｖ 電圧信号

Claims (6)

  1. 測定対象物に所定の直流負荷を印加する直流負荷装置と、
    前記測定対象物に所定の交流負荷を印加する交流負荷装置と、
    前記測定対象物と前記直流負荷装置との間に接続された第一スイッチと、
    前記測定対象物と前記交流負荷装置との間に接続された第二スイッチと、
    前記測定対象物の出力電圧を表す電圧信号を出力する第一アンプと、前記測定対象物の出力電流を表す電流信号を出力する第二アンプと、を備えた計測回路と、
    前記測定対象物の電気化学特性を測定する複数の測定方法のうち、何れか一の測定方法の選択を受け付ける受付部と、
    前記受付部が受け付けた前記測定方法に応じて前記第一スイッチ及び前記第二スイッチのオンオフを切り替える切替部と、
    前記電圧信号及び前記電流信号が其々表す前記出力電圧及び前記出力電流に基づき、前記電気化学特性を測定する測定部と、
    を備え、
    前記複数の測定方法には、インピーダンス測定方法とＣＶ測定方法とが含まれ、
    前記切替部は、
    前記受付部が前記インピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合、前記第一スイッチ及び前記第二スイッチをオンに切り替え、
    前記受付部が前記ＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合、前記第一スイッチをオフに切り替え、前記第二スイッチをオンに切り替える電気化学特性測定システム。
  2. 測定対象物に所定の直流負荷を印加する直流負荷装置と、
    前記測定対象物に所定の交流負荷を印加する交流負荷装置と、
    前記測定対象物と前記直流負荷装置との間に接続された第一スイッチと、
    前記測定対象物と前記交流負荷装置との間に接続された第二スイッチと、
    前記測定対象物の出力電圧を表す電圧信号を出力する第一アンプと、前記測定対象物の出力電流を表す電流信号を出力する第二アンプと、を備えた計測回路と、
    前記測定対象物の電気化学特性を測定する複数の測定方法のうち、何れか一の測定方法の選択を受け付ける受付部と、
    前記受付部が受け付けた前記測定方法に応じて前記第一スイッチ及び前記第二スイッチのオンオフを切り替える切替部と、
    前記電圧信号及び前記電流信号が其々表す前記出力電圧及び前記出力電流に基づき、前記電気化学特性を測定する測定部と、
    を備え、
    前記測定対象物は、燃料電池であり、
    前記燃料電池に所定の燃料ガスを供給するガス供給装置を更に備える電気化学特性測定システム。
  3. 測定対象物に所定の直流負荷を印加する直流負荷装置と、
    前記測定対象物に所定の交流負荷を印加する交流負荷装置と、
    前記測定対象物と前記直流負荷装置との間に接続された第一スイッチと、
    前記測定対象物と前記交流負荷装置との間に接続された第二スイッチと、
    前記測定対象物の出力電圧を表す電圧信号を出力する第一アンプと、前記測定対象物の出力電流を表す電流信号を出力する第二アンプと、を備えた計測回路と、
    前記測定対象物の電気化学特性を測定する複数の測定方法のうち、何れか一の測定方法の選択を受け付ける受付部と、
    前記受付部が受け付けた前記測定方法に応じて前記第一スイッチ及び前記第二スイッチのオンオフを切り替える切替部と、
    前記電圧信号及び前記電流信号が其々表す前記出力電圧及び前記出力電流に基づき、前記電気化学特性を測定する測定部と、
    を備え、
    前記測定対象物は、二次電池であり、
    前記二次電池に所定の直流電圧を供給する直流電源装置を更に備える電気化学特性測定システム。
  4. 前記第一アンプ及び前記第二アンプは、同一構成であり、
    前記測定部には、前記電圧信号及び前記電流信号が其々表す前記出力電圧及び前記出力電流が直接的に入力される
    請求項１から３の何れか一項に記載の電気化学特性測定システム。
  5. 前記測定部による前記電気化学特性の測定結果を表す所定フォーマットのデータを出力する出力部を更に備える
    請求項１から４の何れか一項に記載の電気化学特性測定システム。
  6. 前記測定対象物と前記第二アンプとの間に接続された第三スイッチと、
    前記測定対象物と前記第二アンプとの間に前記第三スイッチと並列に接続された第四スイッチと、
    前記第四スイッチに直列に接続された抵抗素子と、
    を更に備え、
    前記切替部は、
    前記受付部が前記インピーダンス測定方法の選択を受け付けた場合、更に、前記第三スイッチをオンに切り替え、前記第四スイッチをオフに切り替え、
    前記受付部が前記ＣＶ測定方法の選択を受け付けた場合、更に、前記第三スイッチをオフに切り替え、前記第四スイッチをオンに切り替える
    請求項１に記載の電気化学特性測定システム。
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