JP6747906B2 - 情報処理システム、情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、情報処理システム、情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
に関する。

近年、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）に水素ガスを供給する水素ステーションの普及が試みられている。

ＦＣＶに搭載されている燃料電池（セルスタック）の耐久性は、充填される水素ガス中の不純物の量に大きく依存する。水素ガス中の不純物の量は、セルスタック中の触媒被毒量や、セルスタックの発電力低下に影響を与える硫黄成分等の累積量に関係し、セルスタックの寿命を決定する主要な因子である。

そのため、水素ステーションでは、定期的（例えば１年毎）に貯蔵用タンクから水素ガスを採取し、水素ガス中の各種不純物の含有量が規定値以下であるか検査をしている。

この検査は、従来、水素ステーションの貯蔵用タンクからサンプリング用の水素ガスを採取し、採取した水素ガスを分析センターに持ち込み、分析センターの分析装置にて、水素ガス中の各種不純物の含有量を分析することにより行われていた（図１４参照）。

非特許文献１には、国際標準化機構による国際規格に定められている管理項目についての分析方法が開示されている。

Arul Murugan，Andrew S．Brown，Review of purity analysis methods for performing quality assurance of fuel cell hydrogen，International Journal of Hydrogen Energy 40（2015），4219‐4233

しかし、従来技術では、各ＦＣＶに実際に充填された水素ガス中の不純物の量を把握することができないため、不純物を含む水素ガスがどの程度使用された場合に、ＦＣＶのセルスタックに異常が発生するのかを把握することができない。

そこで、実際に充填された不純物を含む水素ガスがどの程度使用された場合に、ＦＣＶのセルスタックに異常が発生するのかを把握できる技術を提供することを目的とする。

オンライン分析装置、及び情報処理装置を有する情報処理システムであって、前記オンライン分析装置は、燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量を供給ライン上で分析するオンライン分析計と、前記燃料電池自動車に供給された燃料の量を計測するメータと、前記オンライン分析計により分析された不純物の含有量と、前記メータにより計測された燃料の量を含む供給情報を、前記情報処理装置に通知する通知部と、を備え、前記情報処理装置は、前記燃料電池自動車の燃料電池に関する部品の交換または補修を行ったタイミングを示す情報と、前記供給情報とに基づいて、前記部品の次回の交換または補修のタイミングを推定する、ことを特徴とする情報処理システム。

開示の技術によれば、実際に充填された不純物を含む水素ガスがどの程度使用された場合に、ＦＣＶのセルスタックに異常が発生するのかを把握することが可能となる。

実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。 実施の形態における燃料管理サーバのハードウェア構成例を示す図である。 実施の形態におけるオンライン分析装置のハードウェア構成例を示す図である。 実施の形態におけるＦＣＶのハードウェア構成例を示す図である 情報処理システムにおける各装置の機能ブロックの一例を示す図である。 情報処理システムの処理の一例を示すシーケンス図である。 供給情報の一例を示す図である。 充填情報の一例を示す図である。 走行情報の一例を示す図である。 燃料電池情報の一例を示す図である。 メンテナンス情報の一例を示す図である。 解析処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態におけるオンライン分析計の構成の一例を示す図である。 従来の水素ガス中の各種不純物の含有量を分析する方法を説明する図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

＜システム構成＞
図１は、実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。図１において、情報処理システム１は、燃料管理サーバ１０、複数のオンライン分析装置２０−１、２０−２、・・・（以下、それぞれを区別しない場合、単に、「オンライン分析装置２０」という。）、複数のＦＣＶ（燃料電池自動車）３０−１、３０−２・・・（以下、それぞれを区別しない場合、単に、「ＦＣＶ３０」という。）、及びＦＣＶ管理サーバ４０を有する。

なお、以下では、燃料の一例として、水素ガスを用いた場合を例として説明するが、水素ガスに限らず、アルコールやバイオ燃料を用いてもよい。

燃料管理サーバ１０とオンライン分析装置２０とは、例えば、インターネットやＬＴＥ等のモバイル通信網等の通信網によって通信可能に接続される。

また、燃料管理サーバ１０と、ＦＣＶ管理サーバ４０との間は、例えば、インターネットやＬＴＥ等のモバイル通信網等の通信網によって通信可能に接続される。

また、ＦＣＶ３０とＦＣＶ管理サーバ４０との間は、例えば、無線ＬＡＮ、インターネット、ＬＴＥ等のモバイル通信網等の通信網によって通信可能に接続される。

燃料管理サーバ１０は、例えば、水素ガスステーションに水素ガスを供給する事業者が運用するサーバであり、各種の分析を行う。

オンライン分析装置２０は、例えば、水素ガスステーションに設置され、ＦＣＶ３０に供給（充填）した水素ガス中の各種不純物の含有量をオンラインで分析する。なお、オンラインで分析するとは、貯蔵用タンクからＦＣＶ３０に流れる水素ガスを、貯蔵用タンクからＦＣＶ３０への供給ライン上で随時分析することをいう。

また、オンライン分析装置２０は、ＦＣＶ３０に供給（充填）した水素ガスの量と、ＦＣＶ３０に供給（充填）した水素ガス中の各種不純物の含有量を、燃料管理サーバ１０に通知する。

ＦＣＶ３０は、燃料電池車であり、水素ガスの充填情報や、走行情報を記録し、ＦＣＶ管理サーバ４０に通知する。

ＦＣＶ管理サーバ４０は、例えばＦＣＶ３０のディーラ等が運用するサーバであり、ＦＣＶ３０から取得した情報や、ＦＣＶ３０のメンテナンス情報を、燃料管理サーバ１０に通知する。

＜ハードウェア構成＞
図２は、実施の形態における燃料管理サーバ１０のハードウェア構成例を示す図である。図２の燃料管理サーバ１０は、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１００、補助記憶装置１０２、メモリ装置１０３、ＣＰＵ１０４、インタフェース装置１０５等を有する。

燃料管理サーバ１０での処理を実現する情報処理プログラムは、記録媒体１０１によって提供される。情報処理プログラムを記録した記録媒体１０１がドライブ装置１００にセットされると、情報処理プログラムが記録媒体１０１からドライブ装置１００を介して補助記憶装置１０２にインストールされる。但し、情報処理プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１０１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１０２は、インストールされた情報処理プログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
メモリ装置１０３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１０２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１０４は、メモリ装置１０３に格納されたプログラムに従って燃料管理サーバ１０に係る機能を実現する。インタフェース装置１０５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。

なお、記録媒体１０１の一例としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、又はＵＳＢメモリ等の可搬型の記録媒体が挙げられる。また、補助記憶装置１０２の一例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はフラッシュメモリ等が挙げられる。記録媒体１０１及び補助記憶装置１０２のいずれについても、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に相当する。

ＦＣＶ管理サーバ４０のハードウェア構成は、図２に示す燃料管理サーバ１０のハードウェア構成例と同様でもよい。

図３は、実施の形態におけるオンライン分析装置２０のハードウェア構成例を示す図である。

オンライン分析装置２０は、顧客情報取得部２１、オンライン分析計２２、メータ２３、記録部２４、通信部２５を有する。

顧客情報取得部２１は、例えばカードリーダであり、水素ガスの料金支払いに使用されたクレジットカードの番号や、水素ステーションが発行した会員カードの会員番号等の顧客を識別する情報（顧客ＩＤ）を取得する。

オンライン分析計２２は、ＦＣＶ３０へと流れる水素ガス中の各種不純物の含有量をオンラインで分析する。なお、オンライン分析計２２の詳細は後述する。

メータ２３は、ＦＣＶ３０に供給（充填）した水素ガスの量（充填量）を計測する。

記録部２４は、顧客情報取得部２１により取得された顧客ＩＤ、オンライン分析計２２により分析された各種不純物の含有量、メータ２３により計測された充填量等を含む供給情報２４１を記憶する。

通信部２５は、供給情報２４１を、燃料管理サーバ１０に通知する。

図４は、実施の形態におけるＦＣＶ３０のハードウェア構成例を示す図である
ＦＣＶ３０は、充填情報記録部３１、走行情報記録部３２、燃料電池情報記録部３３、通信部３４を有する。

充填情報記録部３１は、例えばＥＣＵ（engine control unit）から取得した充填情報３１１を記録する。

走行情報記録部３２は、例えばＥＣＵから取得した走行情報３２１を記録する。

燃料電池情報記録部３３は、例えばＥＣＵから取得した燃料電池情報３３１を記録する。

通信部３４は、充填情報３１１、走行情報３２１、及び燃料電池情報３３１を、ＦＣＶ管理サーバ４０に通知する。

＜機能構成＞
次に、図５を参照し、情報処理システム１における各装置の機能構成について説明する。図５は、情報処理システム１における各装置の機能ブロックの一例を示す図である。

燃料管理サーバ１０は、取得部１２、解析部１３、及び通知部１４を有する。これら各部は、燃料管理サーバ１０にインストールされた１以上のプログラムが、燃料管理サーバ１０のＣＰＵ１０４に実行させる処理により実現される。

また、燃料管理サーバ１０は、記憶部１１を有する。記憶部１１は、例えば、補助記憶装置１０２等を用いて実現される。

取得部１２は、オンライン分析装置２０、ＦＣＶ管理サーバ４０等から、各種の情報を取得する。

記憶部１１は、取得部１２により取得された情報を格納する。

解析部１３は、記憶部１１に記憶された情報に基づき、各種の解析を行う。例えば、解析部１３は、ＦＣＶ３０の走行データ及び燃料電池の発電データと、オンライン分析装置２０からＦＣＶ３０に供給された水素ガスの量及び品質データに基づいて、燃料電池に供給された不純物の量に応じた、ＦＣＶ３０のセルスタックにおける発電能力の低下度を解析する。

通知部１４は、ＦＣＶ３０のセルスタックに供給された不純物の量が、ＦＣＶ３０の車種、またはＦＣＶ３０の燃料電池の型式に応じた所定の閾値以上である場合に、その旨をＦＣＶ３０、ＦＣＶ管理サーバ４０、またはオンライン分析装置２０に通知する。

ＦＣＶ管理サーバ４０は、処理部４２、通信部４３を有する。これら各部は、ＦＣＶ管理サーバ４０にインストールされた１以上のプログラムが、ＦＣＶ管理サーバ４０のＣＰＵに実行させる処理により実現される。

また、ＦＣＶ管理サーバ４０は、メンテナンス情報記憶部４１を有する。メンテナンス情報記憶部４１は、例えば、補助記憶装置等を用いて実現される。

メンテナンス情報記憶部４１は、後述するメンテナンス情報４１１を記憶する。

処理部４２は、ＦＣＶ３０から取得した情報や、メンテナンス情報４１１を、通信部４３を介して燃料管理サーバ１０に通知する処理を行う。

通信部４３は、ＦＣＶ３０や、燃料管理サーバ１０との通信を行う。

＜処理＞
次に、図６を参照し、情報処理システム１の処理について説明する。図６は、情報処理システム１の処理の一例を示すシーケンス図である。

ステップＳ１において、オンライン分析装置２０の記録部２４は、ＦＣＶ３０に水素ガスを充填させると、供給情報２４１を記録する。

図７は、供給情報２４１の一例を示す図である。供給情報２４１には、水素ステーションＩＤ、オンライン分析装置ＩＤ、顧客ＩＤ、日時、充填量、各種不純物の含有量の項目が含まれる。水素ステーションＩＤは、オンライン分析装置２０が設置されている水素ステーションの識別情報である。オンライン分析装置ＩＤは、オンライン分析装置２０の識別情報である。顧客ＩＤは、ＦＣＶ３０のユーザの識別情報である。なお、顧客ＩＤは、例えば、水素ガスの料金支払いに使用されたクレジットカードの番号や、水素ステーションが発行した会員カードの会員番号等でもよい。日時は、ＦＣＶ３０に水素ガスを充填した日時である。充填量は、ＦＣＶ３０に充填した水素ガスの量である。各種不純物の含有量は、ＦＣＶ３０に充填した水素ガス中の各種不純物の含有量である。

ＦＣＶ３０の充填情報記録部３１は、水素ステーションにて水素ガスを充填すると、充填情報３１１を記録する（ステップＳ２）。

図８は、充填情報３１１の一例を示す図である。充填情報３１１には、日時、充填量の項目が含まれる。日時は、ＦＣＶ３０に水素ガスを充填した日時である。充填量は、ＦＣＶ３０に充填した水素ガスの量である。

続いて、オンライン分析装置２０の通信部２５は、燃料管理サーバ１０に、供給情報２４１を通知する（ステップＳ３）。

続いて、燃料管理サーバ１０の記憶部１１は、通知された供給情報２４１を記憶する（ステップＳ４）。

続いて、ＦＣＶ３０の走行情報記録部３２は、車両を走行している等の間、走行情報３２１及び、燃料電池情報３３１を記録する（ステップＳ５）。

図９は、走行情報３２１の一例を示す図である。走行情報３２１には、走行日、走行距離、走行時間の項目が含まれる。走行日は、ＦＣＶ３０が走行した月日である。走行距離は、ＦＣＶ３０が走行した距離である。走行時間は、ＦＣＶ３０が走行した時間の長さである。図９の例では、２０１６／６／２０に、３５ｋｍ、１．５時間走行したことが記録されている。

図１０は、燃料電池情報３３１の一例を示す図である。燃料電池情報３３１には、走行日、発電時間、発電量、発電効率、発電電圧の項目が含まれる。発電時間は、ＦＣＶ３０のセルスタックが発電した時間長である。発電量、発電効率、発電電圧は、それぞれ、ＦＣＶ３０のセルスタックの発電量、発電効率、発電電圧である。なお、発電量、発電効率、発電電圧は、ＦＣＶ３０のセルスタックの発電能力を示す指標の一例である。

その後、例えばＦＣＶ３０の車両点検の際において、ＦＣＶ３０の通信部３４は、ＦＣＶ管理サーバ４０に、顧客ＩＤ、充填情報３１１、走行情報３２１、燃料電池情報３３１を通知する（ステップＳ６）。なお、顧客ＩＤは、ＦＣＶ３０に予め設定されているものとする。

続いて、ＦＣＶ管理サーバ４０は、ＦＣＶ３０から通知された顧客ＩＤ、充填情報３１１、走行情報３２１、燃料電池情報３３１と、ＦＣＶ３０の車両点検時のメンテナンス情報４１１を、燃料管理サーバ１０に通知する（ステップＳ７）。

図１１は、メンテナンス情報４１１の一例を示す図である。メンテナンス情報４１１には、顧客ＩＤ、車種ＩＤ、部品ＩＤ、交換日時の項目が含まれる。車種ＩＤは、顧客ＩＤに係るユーザが所有するＦＣＶ３０の車種の識別情報である。部品ＩＤは、ＦＣＶ３０のセルスタックに関連する部品の識別情報である。交換日時は、部品ＩＤに係る部品を交換または補修した月日である。

続いて、燃料管理サーバ１０の取得部１２は、通知された顧客ＩＤに対応付けて、充填情報３１１、走行情報３２１、燃料電池情報３３１、メンテナンス情報４１１を記憶部１１に記憶する（ステップＳ８）。

続いて、燃料管理サーバ１０の解析部１３は、オンライン分析装置２０からの供給情報２４１と、ＦＣＶ３０からの充填情報３１１、走行情報３２１、燃料電池情報３３１、メンテナンス情報に基づいて、ＦＣＶ３０のセルスタックの故障原因の推定や、故障時期の予測等の解析処理を行う（ステップＳ９）。

続いて、燃料管理サーバ１０の解析部１３は、解析処理の結果に応じて、ＦＣＶ３０の車両点検時期や、メンテナンスすべき部品等の情報を含む点検情報を、ＦＣＶ管理サーバ４０またはＦＣＶ３０のユーザに通知する（ステップＳ１０）。なお、燃料管理サーバ１０の解析部１３は、点検情報として、例えば、ＦＣＶ３０のセルスタックに関連する各部品の次回の交換または補修時期（タイミング）を通知してもよい。

続いて、燃料管理サーバ１０の通知部１４は、解析処理の結果に応じて、ＦＣＶ３０の車種、各種不純物の量、及び低下度の情報を含む原因情報をオンライン分析装置２０に通知する（ステップＳ１１）。なお、原因情報は、オンライン分析装置２０を介してＦＣＶ３０にも通知されてもよい。

続いて、オンライン分析装置２０の課金部２６は、オンライン分析計２２により分析された各種不純物の含有量と、原因情報に基づき、オンラインで測定した水素ガスの品質に応じた単価を設定する（ステップＳ１２）。これにより、例えばレギュラー、ハイオクのような、燃料の品質に応じた単価を設定できる。

続いて、オンライン分析装置２０の課金部２６は、ＦＣＶ３０に水素ガスを充填させると、充填させた品質に応じた料金をＦＣＶ３０のユーザに課金する（ステップＳ１３）。

≪解析処理≫
次に、図１２を参照し、解析部１３によるステップＳ９の解析処理について説明する。図１２は、解析処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、解析部１３は、充填情報３１１及び走行情報３２１に基づいて、ＦＣＶ３０のセルスタックにて消費された水素ガスの量を推定する。

例えば、走行情報３２１の所定期間における走行距離を、充填情報３１１の所定期間の充填量で除算することにより、ＦＣＶ３０の燃費（ｋｍ／ｋｇ）を算出する。続いて、各走行日の走行距離を、算出した燃費で除算することにより、各走行日に消費された水素ガスの量が推定される。

続いて、解析部１３は、供給情報２４１と、ステップＳ１０１で推定された水素ガスの量に基づいて、ＦＣＶ３０のセルスタックに供給された各種不純物の量を推定する（ステップＳ１０２）。

例えば、推定された水素ガスの量に、供給情報２４１における各種不純物の含有量を乗算することにより、ＦＣＶ３０のセルスタックに供給された各種不純物の量が推定される。

続いて、解析部１３は、ＦＣＶ３０のセルスタックに供給された各種不純物の量と、燃料電池情報３３１に基づいて、各種不純物の量と、発電量または発電電圧との変化を算出する（ステップＳ１０３）。

例えば、各走行日にＦＣＶ３０のセルスタックに供給された各種不純物の量の差分と、当該各走行日の前日と当日の発電量または発電電圧の差分（低下度）とを対応付ける。これにより、ＦＣＶ３０の車種に応じた、セルスタックに供給された各種不純物の量と、発電量または発電電圧の変化の因果関係を解析できる。

なお、上記では、ＦＣＶ３０の車種に応じた因果関係を解析する例について説明したが、車種に加えて、または車種に変えて、ＦＣＶ３０の燃料電池の型式に応じて因果関係を解析してもよい。

続いて、解析部１３は、ＦＣＶ３０の車種に応じた、セルスタックに供給された各種不純物の量の変化と、発電量または発電電圧の変化の因果関係に応じて、セルスタックの故障原因を推定する（ステップＳ１０４）。

例えば、発電量または発電電圧の変動幅が、所定の閾値以上の低下である場合に、セルスタックに供給された各種不純物のうち、供給量の変動幅が所定の閾値以上増加している不純物を、故障原因と推定する。

続いて、解析部１３は、ＦＣＶ３０のセルスタックに供給された各種不純物の量と、メンテナンス情報４１１に基づいて、ＦＣＶ３０のセルスタックに関連する各部品を交換するまでの間に、ＦＣＶ３０のセルスタックに供給された各種不純物の量を算出する（ステップＳ１０５）。

例えば、フィルターを交換するまでにセルスタックに供給された硫黄分及びアルゴンがそれぞれＸグラム、Ｙグラムであると算出する。

続いて、ＦＣＶ３０のセルスタックに関連する各部品について、部品を交換してから現在までにＦＣＶ３０のセルスタックに供給された各種不純物の累積量を算出する（ステップＳ１０６）。

続いて、解析部１３は、走行情報３２１に基づいて、ＦＣＶ３０のセルスタックに関連する各部品の次回の交換または補修時期（タイミング）を推定する（ステップＳ１０７）。

例えば、フィルターを交換するまでにセルスタックに供給された硫黄分及びアルゴンがそれぞれＸグラム、Ｙグラムであり、現在までにセルスタックに供給された硫黄分及びアルゴンがそれぞれＸ／２グラム、Ｙ／２グラムであるとする。そして、フィルターを交換してから現在まで１年経過している場合、フィルターの交換時期は現在から１年後と推定される。

続いて、解析部１３は、ＦＣＶ３０のセルスタックに供給された不純物の量に応じた、ＦＣＶ３０のセルスタックにおける発電能力の低下度と、充填情報３１１に含まれる充填量、及び充填された日時に基づき、ＦＣＶ３０のセルスタックにおける発電能力を所定の閾値以上低下させた、充填日時を推定する（ステップＳ１０８）。これにより、いつ充填した水素ガスの品質に問題があったか推定できるため、例えば、オンライン分析装置２０により供給された水素ガスと、オンライン分析装置２０を介さずに供給された他の事業者の水素ガスとのどちらに問題があったかを推定できる。

なお、解析処理において算出ないし推定される各項目は、例えば、機械学習を用いて算出ないし推定されてもよい。

＜オンライン分析計について＞
次に、図１３を参照し、オンライン分析計２２について説明する。なお、オンライン分析計２２は、従来において公知ではないが、燃料中の各種不純物の含有量を供給ライン上で随時（連続的に）分析できればよく、下記の例に限定されない。

図１３は、実施形態におけるオンライン分析計２２の構成の一例を示す図である。オンライン分析計２２は、例えば水素ステーションに設けられ、水素製造装置によって製造された水素や輸送されてきた水素に含まれている複数の不純物の分析を行う。また、オンライン分析計２２は、例えばアルゴンや窒素等の不純物分析を行うことも可能である。

水素中の不純物を分析する場合には、例えば、国際標準化機構による国際規格（ISO14687-2）に定められている複数の不純物の分析を行う。以下に示す表１は、国際規格（ISO14687-2）に定められている水素中の不純物及び基準値である。水素を燃料として用いるためには、例えば国際規格（ISO14687-2）に定められているように各不純物が基準値以下となっている必要がある。

本実施形態におけるオンライン分析計２２は、図１３に示されるように、減圧部としての減圧弁２２１、水分計２２２、質量分析計２２３を有する。

減圧弁２２１は、オンライン分析計２２のガス導入口に設けられ、例えば水素製造装置等からオンライン分析計２２に分析対象ガスとして供給される水素を減圧する。減圧弁２２１は、例えば、水素製造装置により製造されて約０．７〜８２ＭＰａに圧縮された水素を、約０．１ＭＰａ程度まで減圧する。減圧弁２２１により減圧された分析対象ガスは、配管を通じて水分計２２２及び質量分析計２２３に導かれる。なお、本実施形態では、減圧部としてダイヤフラム方式の減圧弁２２１が設けられているが、分析対象ガスを減圧可能であればこれに限られるものではない。

水分計２２２は、減圧弁２２１によって減圧された分析対象ガスに含まれている水分量を計測する。水分計２２２は、分析対象ガス中の水分量を計測可能であれば計測方式は限定されない。

質量分析計２２３は、減圧弁２２１によって減圧された分析対象ガスに含まれている複数の不純物の分析を行う。質量分析計２２３は、例えば水素中の不純物を分析する場合には、表１に示される不純物のうち、水分計２２２によって計測される水Ｈ_２Ｏ以外の不純物についての分析を行う。

質量分析計２２３は、図１３に示されるように、イオン化部２２３１、質量分離部２２３２、検出部２２３３、解析部２２３４を有する。

イオン化部２２３１は、電子イオン化法又はソフトイオン化法により、分析対象ガスに含まれている複数の不純物をそれぞれイオン化させる。電子イオン化法（Electron Ionization，EI）は、数１０ｅＶ（通常７０ｅＶ）のエネルギーを持つ電子を分析する不純物分子に衝突させることで、不純物分子のイオン化を行う方法である。ソフトイオン化法は、電子イオン化法よりも低いエネルギーでイオン化を行う方法であり、分析する不純物分子と予めイオン化したガス分子との間でイオン分子反応を生じさせてイオン化する化学イオン化法（Chemical Ionization，CI）や、光イオン化法（Photo‐Ionization，PI）等を含む。

質量分離部２２３２は、イオン化部２２３１によって生成されたイオンを質量電荷比に応じて分離する。質量分離部２２３２としては、例えば、磁場偏向型、四重極型、イオントラップ型等を用いることができる。検出部２２３３は、例えば電子増倍管やマイクロチャンネルプレート等を備え、質量分離部２２３２により分離されたイオンを検出する。解析部２２３４は、検出部２２３３から送信される検出信号に基づいて、横軸が質量数、縦軸が検出強度で表される質量スペクトルを得る。

水素中の不純物を分析する場合における質量分析計２２３の各不純物の分析方法を以下の表２に例示する。

本実施形態におけるイオン化部２２３１は、例えば７０ｅＶのエネルギーを有する電子を衝突させる電子イオン化法により、水素中の不純物であるヘリウムＨｅ、窒素Ｎ_２、及びアルゴンＡｒのイオン化を行う。

また、イオン化部２２３１は、表２に示すようにイオン源としてキセノンＸｅ、クリプトンＫｒ、及び水銀Ｈｇを用いたソフトイオン化法（イオン分子反応法）により、水素中の不純物である全炭化水素（例えばＣＨ_４）、酸素Ｏ_２、二酸化炭素ＣＯ_２、一酸化炭素ＣＯ、全硫黄（例えばＨ_２Ｓ）、ホルムアルデヒドＨＣＨＯ、ギ酸ＨＣＯＯＨ、アンモニアＮＨ_３、及び全ハロゲン（例えばＣｌ_２）のイオン化を行う。

ソフトイオン化法では、イオン化効率が高いため低濃度の不純物でも検出することができる。また、ソフトイオン化法では、低エネルギーでイオン化を行うため不純物分子が破壊されることによるフラグメントの生成が抑えられるため、複数の不純物間での互いへの影響を抑えて高精度な分析が可能になる。さらに、ソフトイオン化法では、同じ質量数の不純物がある場合であっても、各不純物のイオン化エネルギーに応じて異なるイオン源を選択することで分離して分析することができる。

このように、例えば水素中の複数の不純物は、それぞれイオン化部２２３１において上記した条件でイオン化される。イオン化部２２３１により生成されたイオンは、質量分離部２２３２において質量電荷比に応じて分離された後に検出部２２３３によって検出される。

不純物が検出された場合には、解析部２２３４によって得られる質量スペクトルにおいて検出された不純物に対応する質量数に検出強度のピークが表れる。表２に示される不純物は、それぞれ質量数が異なるため質量スペクトルにおいて検出強度のピークが重なることなく分離して分析できる。

ただし、電子イオン化法によりヘリウムＨｅ、窒素Ｎ_２、及びアルゴンＡｒをイオン化する場合に、イオン化エネルギーが低い他の不純物が破壊されることにより生じたフラグメントが分析結果に影響を及ぼす可能性がある。そこで、この場合には、電子イオン化法を用いて得られた各不純物の定量値（分析結果）から、ソフトイオン化法を用いて得られた各不純物の定量値（分析結果）を減算してキャンセルすることで、電子イオン化法における分析対象の不純物の分析結果から他の不純物のフラグメントの影響を排除する。なお、ヘリウムＨｅ、窒素Ｎ_２、及びアルゴンＡｒは、電子イオン化法を用いても互いに影響を与えることなく分析できる。

水素中の複数の不純物をイオン化する方法は、表２に例示される条件に限られるものではなく、不純物をイオン化して検出可能であれば表２とは異なる方法で各不純物をイオン化してもよい。また、例えばアルゴンＡｒや窒素Ｎ_２等に含まれている不純物を分析する場合には、複数の不純物において相互の影響を最小限に抑え、且つ各不純物を分離して分析可能なイオン化方法及びイオン源を選択する。

＜まとめ＞
従来、水素ガス等の燃料中の各種不純物の含有量を、ＦＣＶ３０への供給ライン上で随時分析する技術は公知ではなかった。

上述したように、本実施の形態によれば、燃料管理サーバ１０は、ＦＣＶ３０に供給された燃料中の各種不純物の含有量と、ＦＣＶ３０に供給された燃料の量とをオンライン分析装置２０から取得する。また、燃料管理サーバ１０は、例えばＦＣＶ３０から、またはＦＣＶ管理サーバ４０から、ＦＣＶ３０の走行に関する情報、及びＦＣＶ３０の燃料電池の発電能力に関する情報を取得する。そして、燃料管理サーバ１０は、取得した各情報に基づいて、ＦＣＶ３０の燃料電池に供給された各種不純物の量に応じた、当該燃料電池における発電能力の低下度を解析する。

例えば各ステーションにおいて、ガス導管等の原料ラインを通じて供給された原料から水素ガス製造装置等により燃料を生成する場合は、生成された燃料の品質に変動がある場合であるとする。このような場合に、本実施形態によれば、供給ラインを流れる燃料の品質を測定するため、比較的精度の高い解析を行うことができる。

以上、本発明の例示的な実施の形態について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１ 情報処理システム
１０ 燃料管理サーバ（「情報処理装置」の一例）
１１ 記憶部
１２ 取得部
１３ 解析部
１４ 通知部
２０ オンライン分析装置
２１ 顧客情報取得部
２２ オンライン分析計
２３ メータ
２４ 記録部
２４１ 供給情報
２５ 通信部
２６ 課金部
３０ ＦＣＶ
３１ 充填情報記録部
３１１ 充填情報
３２ 走行情報記録部
３２１ 走行情報
３３ 燃料電池情報記録部
３３１ 燃料電池情報
３４ 通信部
４０ ＦＣＶ管理サーバ
４１ メンテナンス情報記憶部
４１１ メンテナンス情報
４２ 処理部
４３ 通信部

Claims (10)

1. オンライン分析装置、及び情報処理装置を有する情報処理システムであって、
   前記オンライン分析装置は、
   燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量を供給ライン上で分析するオンライン分析計と、
   前記燃料電池自動車に供給された燃料の量を計測するメータと、
   前記オンライン分析計により分析された不純物の含有量と、前記メータにより計測された燃料の量を含む供給情報を、前記情報処理装置に通知する通知部と、
   を備え、
   前記情報処理装置は、
   前記燃料電池自動車の燃料電池に関する部品の交換または補修を行ったタイミングを示す情報と、前記供給情報とに基づいて、前記部品の次回の交換または補修のタイミングを推定する、
   ことを特徴とする情報処理システム。
2. 前記情報処理装置は、
   前記タイミングまでに前記燃料電池に供給された不純物の量と、前記タイミングから現在までの間に前記燃料電池に供給された不純物の量とに基づいて、前記部品の次回の交換または補修のタイミングを推定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の情報処理システム。
3. 前記情報処理装置は、
   前記推定した前記部品の次回の交換または補修のタイミングを、外部に通知する
   ことを特徴とする請求項２記載の情報処理システム。
4. 前記情報処理装置は、
   前記燃料電池自動車の車種、または前記燃料電池自動車の燃料電池の型式を取得し、
   前記車種または前記型式に応じて、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度を解析する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の情報処理システム。
5. 前記情報処理装置は、
   前記燃料電池に供給された不純物の量が、前記車種または前記型式に応じた所定の閾値以上である場合に、外部に通知する通知部
   を備えることを特徴とする請求項４記載の情報処理システム。
6. 前記情報処理装置は、
   前記燃料電池自動車にて測定された、前記燃料電池自動車に充填された燃料の量、及び充填された日時を取得し、
   前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度と、前記燃料電池自動車にて測定された、前記燃料電池自動車に充填された燃料の量、及び充填された日時に基づき、前記燃料電池における発電能力を所定の閾値以上低下させた、充填の日時を推定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の情報処理システム。
7. 前記オンライン分析装置は、
   前記情報処理装置により解析された、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度と、前記オンライン分析計により計測された、燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量に応じて、前記燃料の単価を決定し、課金を行う課金部と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の情報処理システム。
8. 燃料電池自動車の燃料電池に関する部品の交換または補修を行ったタイミングを示す情報と、前記燃料電池自動車に供給された燃料中の不純物の含有量、及び前記燃料電池自動車に供給される燃料の量とに基づいて、前記部品の次回の交換または補修のタイミングを推定する解析部を備えることを特徴とする情報処理装置。
9. コンピュータが、
   燃料電池自動車の燃料電池に関する部品の交換または補修を行ったタイミングを示す情報と、前記燃料電池自動車に供給された燃料中の不純物の含有量、及び前記燃料電池自動車に供給される燃料の量とに基づいて、前記部品の次回の交換または補修のタイミングを推定する処理を実行する情報処理方法。
10. コンピュータに、
    燃料電池自動車の燃料電池に関する部品の交換または補修を行ったタイミングを示す情報と、前記燃料電池自動車に供給された燃料中の不純物の含有量、及び前記燃料電池自動車に供給される燃料の量とに基づいて、前記部品の次回の交換または補修のタイミングを推定する処理を実行させるプログラム。

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