(57)【要約】【課題】本発明の目的は、従来の制御とは異なる方法で、燃料電池の発電量を制御し、燃料電池の発熱による劣化を抑制することができる燃料電池システムを提供することにある。【解決手段】本発明の燃料電池システムは、蓄電装置の許容残電力量上限値及び許容残電力量下限値を設定する充電状態制御手段と、燃料電池及び蓄電装置から負荷へ供給される電力の分配制御を行う電力分配制御手段と、を備え、発電により発熱する前記燃料電池の温度が、燃料電池の劣化温度以上となる場合、前記充電状態制御手段は、前記許容残電力量上限値と前記許容残電力量下限値との差が大きくなるように、前記許容残電力量上限値及び前記許容残電力量下限値のうち少なくともいずれか一方を補正し、前記電力分配制御手段は、前記燃料電池から負荷へ供給される電力を下げ、下げた分の電力だけ前記蓄電装置から負荷へ供給される電力を増大させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、蓄電装置とを備え、前記燃料電池は、反応ガスの供給を受けて発電した電力の少なくとも一部を負荷に供給し、残った電力を前記蓄電装置に充電し、前記蓄電装置は、充電した電力を負荷に供給する燃料電池システムであって、
前記蓄電装置の許容残電力量上限値及び許容残電力量下限値を設定する充電状態制御手段と、前記燃料電池及び前記蓄電装置から負荷へ供給される電力の分配制御を行う電力分配制御手段と、をさらに備え、
発電により発熱する前記燃料電池の温度が、燃料電池の劣化温度以上となる場合、前記充電状態制御手段は、前記許容残電力量上限値と前記許容残電力量下限値との差が大きくなるように、前記許容残電力量上限値及び前記許容残電力量下限値のうち少なくともいずれか一方を補正し、前記電力分配制御手段は、前記燃料電池から負荷へ供給される電力を下げ、下げた分の電力だけ前記蓄電装置から負荷へ供給される電力を増大させることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムであって、発電により発熱する前記燃料電池の温度が、燃料電池の劣化温度以上となる場合、前記電力分配制御手段は、前記燃料電池から負荷へ供給される電力より、前記蓄電装置から負荷へ供給される電力の比率を高くすることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
燃料電池と、蓄電装置とを備え、前記燃料電池は、反応ガスの供給を受けて発電した電力の少なくとも一部を負荷に供給し、残った電力を前記蓄電装置に充電し、前記蓄電装置は、充電した電力を負荷に供給する燃料電池システムであって、
前記蓄電装置の許容残電力量上限値及び許容残電力量下限値を設定する充電状態制御手段と、前記燃料電池及び前記蓄電装置から負荷へ供給される電力の分配制御を行う電力分配制御手段と、をさらに備え、
発電により発熱する前記燃料電池の温度に応じて、前記制御手段は、前記許容残電力量上限値と前記許容残電力量下限との差を調整し、前記電力分配制御手段は、前記燃料電池及び前記蓄電装置から負荷へ供給される電力分配の比率を調整することを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置の残電力量を制御する燃料電池システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池は発電効率が高く、有害物質を排出しないので、産業用、家庭用の発電装置として、又は人工衛星や宇宙船等の動力源、乗用車、バス、トラック等の車両等の動力源としての開発が進んでいる。そして、燃料電池を車両用の動力源として使用する場合、動力源に要求される出力範囲が極めて広いため、燃料電池と蓄電装置とを併用したハイブリッドの燃料電池システムとして用いられることが一般的である。
【０００３】
燃料電池と蓄電装置とを併用した燃料電池システムでは、通常、車両が坂道を走行する等の高負荷運転時、すなわちモータの駆動に必要とされる負荷要求パワーが高い場合、負荷要求パワーに対して燃料電池からの電力（出力）だけでは不足する分の電力が、蓄電装置によって補われる。これにより、安定したモータの駆動が可能となる。
【０００４】
燃料電池は、水素を含むアノードガスと空気を含むカソードガスが、燃料電池を構成する電極に供給されるのに応じて、電気化学反応によって発電する。しかし、この電気化学反応は発熱反応であるために、燃料電池は発電に伴い発熱する。したがって、燃料電池の発電量が大きくなるほど発熱し、温度が上昇する。そして、燃料電池が所定の温度以上となると（例えば、６０℃以上）、燃料電池の劣化が起こり易くなる。
【０００５】
一般的に、燃料電池システムでは、燃料電池の劣化を抑制するために、燃料電池から供給される電力量（すなわち、燃料電池の発電量）が制限される。例えば、特許文献１には、燃料電池の劣化を抑制するために、燃料電池に供給される冷却水の温度が所定の許容温度を超えないように燃料電池の発電量を制御し、不足する発電量を蓄電装置からの電力で補えるように蓄電装置の目標充電量を設定する燃料電池システムが提案されている。
【０００６】
また、例えば、特許文献２には、燃料電池の発電状態を検出し、燃料電池の発電状態に応じて、蓄電装置の目標蓄電量を可変することにより、燃料電池の発電量を制限する燃料電池システムが提案されている。
【０００７】
また、例えば、特許文献３には、車両の走行状態に応じて蓄電装置の残電力量の基準値を設定する燃料電池システムが提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−５３０５１号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４１７９号公報
【特許文献３】特開２００２−１３４１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、従来の制御とは異なる方法で、燃料電池の発電量を制御し、燃料電池の発熱による劣化を抑制することができる燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、燃料電池と、蓄電装置とを備え、前記燃料電池は、反応ガスの供給を受けて発電した電力の少なくとも一部を負荷に供給し、残った電力を前記蓄電装置に充電し、前記蓄電装置は、充電した電力を負荷に供給する燃料電池システムであって、前記蓄電装置の許容残電力量上限値及び許容残電力量下限値を設定する充電状態制御手段と、前記燃料電池及び前記蓄電装置から負荷へ供給される電力の分配制御を行う電力分配制御手段と、をさらに備え、発電により発熱する前記燃料電池の温度が、燃料電池の劣化温度以上となる場合、前記充電状態制御手段は、前記許容残電力量上限値と前記許容残電力量下限値との差が大きくなるように、前記許容残電力量上限値及び前記許容残電力量下限値のうち少なくともいずれか一方を補正し、前記電力分配制御手段は、前記燃料電池から負荷へ供給される電力を下げ、下げた分の電力だけ前記蓄電装置から負荷へ供給される電力を増大させる。
【００１１】
また、前記燃料電池システムにおいて、発電により発熱する前記燃料電池の温度が、燃料電池の劣化温度以上となる場合、前記電力分配制御手段は、前記燃料電池から負荷へ供給される電力より、前記蓄電装置から負荷へ供給される電力の比率を高くすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、燃料電池と、蓄電装置とを備え、前記燃料電池は、反応ガスの供給を受けて発電した電力の少なくとも一部を負荷に供給し、残った電力を前記蓄電装置に充電し、前記蓄電装置は、充電した電力を負荷に供給する燃料電池システムであって、前記蓄電装置の許容残電力量上限値及び許容残電力量下限値を設定する充電状態制御手段と、前記燃料電池及び前記蓄電装置から負荷へ供給される電力の分配制御を行う電力分配制御手段と、をさらに備え、発電により発熱する前記燃料電池の温度に応じて、前記制御手段は、前記許容残電力量上限値と前記許容残電力量下限との差を調整し、前記電力分配制御手段は、前記燃料電池及び前記蓄電装置から負荷へ供給される電力分配の比率を調整する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料電池の発電量を制御し、燃料電池の発熱による劣化を抑制する燃料電池システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、燃料電池システム１は、燃料電池１０と、蓄電装置１２と、コンバータ１４と、インバータ１６と、電子制御ユニット１８と、温度センサ２０と、を有するものである。燃料電池１０は、インバータ１６を介して負荷２２に接続されている。蓄電装置１２は、コンバータ１４を介して燃料電池１０と並列に接続されている。
【００１６】
燃料電池１０は、反応ガス（アノードガス、カソードガス）の供給を受けて発電するものであり、発電した電力は、通常、負荷２２に供給されるとともに、余剰分が蓄電装置１２に供給される。燃料電池１０は、図示はしないが、電解質膜と、電解質膜を挟持するアノード極及びカソード極とを有する膜−電極アッセンブリと、膜−電極アッセンブリの両外側を挟持する一対のセパレータとを有する。また、本実施形態の燃料電池１０は、上記説明した構成を単位セルとして、複数積層したものであってもよい。また、燃料電池１０には、アノードガス導入管２４、アノードガス排出管２６、カソードガス導入管２８、カソードガス排出管３０、冷却水導入管３２、冷却水排出管３４が接続されている。
【００１７】
アノードガス導入管２４には、水素を含むアノードガスが導入され、燃料電池１０に供給される。燃料電池１０に供給されたアノードガスは、アノード極に供給され、燃料電池１０の発電に利用される。発電に利用されたアノードガスは、燃料電池１０から排出され、アノードガス排出管２６を通り、燃料電池システム１外へ排出される。カソードガス導入管２８には、空気等を含むカソードガスが導入され、燃料電池１０に供給される。燃料電池１０に供給されたカソードガスは、カソード極に供給され、燃料電池１０の発電に利用される。発電に利用されたカソードガスは、燃料電池１０から排出され、カソードガス排出管３０を通り、燃料電池システム１外へ排出される。冷却水導入管３２には、冷却水が導入され、導入された冷却水は燃料電池１０に供給される。そして、燃料電池１０に供給された冷却水と燃料電池１０との間で熱交換が行われ、燃料電池１０が冷却される。燃料電池１０と熱交換した冷却水は、冷却水排出管３４から排出される。
【００１８】
燃料電池１０を構成するアノード極、カソード極は、触媒層及び拡散層を有する。触媒層は、例えば、白金、ルテニウム等の金属触媒を担持したカーボンとパーフルオロスルホン酸系の電解質等とを混合して拡散層又は電解質膜上に成膜することにより形成される。拡散層は、カーボンクロス等の多孔質材料等が用いられる。燃料電池１０を構成する電解質膜は、プロトン伝導性を有する膜であり、例えば、パーフルオロスルホン酸系の樹脂膜等が用いられる。セパレータは、アノード極又はカソード極に反応ガスを供給するものであり、金属板、カーボン板等が用いられる。
【００１９】
蓄電装置１２としては、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、鉛二次電池等の各種二次電池や、電気二重層キャパシタ、レドックスキャパシタ等の各種キャパシタ等を用いることができる。この蓄電装置１２は、燃料電池１０で発電した電力の余剰分（例えば、燃料電池１０で発電した電力から負荷２２に供給する電力を差し引いた分）を充電し、充電した電力を放電して、燃料電池１０と共に負荷２２に電力を供給するものである。
【００２０】
負荷２２は、燃料電池１０、蓄電装置１２と電力のやり取りを行うものであり、例えば、電動機として駆動する駆動用モータ等が挙げられる。燃料電池１０又は蓄電装置１２からの直流電力が、インバータ１６により交流電力に変換されて、負荷２２（駆動用モータ）に供給される。なお、駆動用モータが直流モータ等である場合には、燃料電池１０又は蓄電装置１２からの直流電力は、インバータ１６を介さずに、駆動用モータに直接供給される。また、コンバータ１４により、燃料電池１０の端子間電圧が調整されるとともに、蓄電装置１２の充放電が行われる。なお、電動機として駆動する駆動用モータは、発電機として駆動するものであってもよい。これにより、例えば、車両の減速時には、駆動用モータが回生エネルギを発生し、発生した回生エネルギにより蓄電装置１２を充電させることが可能となる。
【００２１】
温度センサ２０は、燃料電池１０の温度を検出し電子制御ユニット１８に温度データを送るものであり、電子制御ユニット１８と電気的に接続されている。燃料電池１０の温度は、燃料電池１０自体の温度であってもよいが、図１に示すように、冷却水排出管３４に設けた温度センサ２０により、冷却水排出管３４を通る冷却水の温度（燃料電池から排出された冷却水の温度）を検出し、当該検出された冷却水温度を燃料電池１０の温度としてもよい。
【００２２】
電子制御ユニット１８は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、その他に、処理プログラム等が記録されたＲＯＭ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ、入出力ポートを備えるものである。電子制御ユニット１８は、負荷２２に要求されるパワー（負荷要求パワー）に見合う電力が燃料電池１０、蓄電装置１２から出力されるように電力の分配制御を行う電力分配制御手段、負荷要求パワーと蓄電装置の充電に必要な電力との和に見合う電力が燃料電池１０から出力されるように燃料電池１０を制御する手段等を備える。例えば、電気自動車等の車両における負荷要求パワーは、電子制御ユニット１８により、車両のアクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量、シフトポジション、車速等の各種情報から算出される。
【００２３】
電子制御ユニット１８は、蓄電装置１２の許容残電力量（ＳＯＣ）上限値及び下限値を設定する充電状態制御手段も備えている。蓄電装置１２は、設定された許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値との間（許容ＳＯＣ上限値−許容ＳＯＣ下限値）で、充放電が繰り返される。そして、蓄電装置１２のＳＯＣが、この上限値を超えると蓄電装置１２への充電を停止され、蓄電装置１２のＳＯＣが、この下限値を下回ると蓄電装置１２への充電が開始される。
【００２４】
電子制御ユニットによる許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値の設定について説明する。通常、負荷２２に要求されるパワー（負荷要求パワー）に見合う電力は、燃料電池１０から出力されることを基本とし、負荷要求パワーに対して燃料電池１０から出力される電力だけでは不足する場合、蓄電装置１２から出力される電力によって補われる。したがって、通常、許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値は、燃料電池１０の出力を制限することなく、燃料電池１０から出力される電力と蓄電装置１２から出力される電力とで、負荷要求パワーに見合った電力を確保することができる範囲であり、且つ蓄電装置１２が過充電、過放電とならない範囲で設定される。例えば、蓄電装置の許容ＳＯＣ上限値は６０％、許容ＳＯＣ下限値は４０％等に設定される。
【００２５】
さらに、本実施形態では、温度センサ２０により検出された燃料電池１０の温度が、燃料電池１０の劣化温度を超える場合、電子制御ユニット１８により、上記許容ＳＯＣ上限値（例えば６０％）と上記許容ＳＯＣ下限値（例えば４０％）との差が大きくなるように、許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値のうち少なくともいずれか一方が補正される。例えば、許容ＳＯＣ上限値が６０％から８０％に、許容ＳＯＣ下限値が４０％から２０％に補正される。本実施形態では、設定した許容ＳＯＣ上限値と許容ＳＯＣ下限値との差が、大きくなればよいので、例えば、許容ＳＯＣ下限値が４０％に維持され、許容ＳＯＣ上限値が６０％から８０％に補正（上方補正）されてもよいし、許容ＳＯＣ上限値が６０％に維持され、許容ＳＯＣ下限値が４０％から２０％に補正（下方補正）されるものであってもよい。さらに、例えば、許容ＳＯＣ上限値が６０％から８０％に補正（上方補正）され、許容ＳＯＣ下限値が４０％から５０％に補正（上方補正）されてもよいし、許容ＳＯＣ上限値が６０％から５０％に補正（下方補正）され、許容ＳＯＣ下限値が４０％から２０％に補正（下方補正）されてもよい。なお、上記補正値は、例示であってこれに制限されるものではない。
【００２６】
図２は、蓄電装置の許容ＳＯＣ上限値と許容ＳＯＣ下限値との間での蓄電装置のＳＯＣ経時変化を示す図である。図２に示すように、許容ＳＯＣ上限値と許容ＳＯＣ下限値との差（図２の許容ＳＯＣ上限値Ａ−許容ＳＯＣ下限値Ｂ）を大きくすることにより、蓄電装置１２の出力変動（電力変動）を大きくすることができる。その結果、燃料電池１０から出力される電力量を小さく（すなわち、燃料電池の出力変動（電力変動）を小さく）しても、負荷要求パワーに見合う分の電力量は、蓄電装置１２によって確保される。燃料電池１０の電力変動を小さくすることによって、燃料電池１０の発電による温度上昇が抑制されるため、燃料電池１０の劣化も抑制される。燃料電池の劣化温度とは、燃料電池１０を構成する電解質膜の破損、触媒の劣化、溶出等によって、燃料電池１０の発電性能の低下を引き起こす温度であり、燃料電池１０の大きさ、使用する材料等によって適宜設定されるものである（例えば、６０℃）。また、本実施形態では、燃料電池１０の温度が燃料電池の劣化温度に達した時にだけ、許容ＳＯＣ上限値、許容ＳＯＣ下限値が上記のように補正されるため、蓄電装置１２の無駄な過充電、過放電が抑制されて、蓄電装置１２の劣化も抑制される。
【００２７】
次に、燃料電池システムの動作について説明する。燃料電池システムの動作については、電気自動車等の車両に図１に示す燃料電池システムを搭載した場合を例として説明する。
【００２８】
図３は、燃料電池システムの動作の一例を示すフロー図である。ステップＳ１０では、電子制御ユニット１８に入力されるアクセルペダルポジションセンサからのアクセルペダルの踏み込み量、シフトポジションセンサからのシフトポジション、ブレーキペダルポジションセンサからのブレーキペダルの踏み込み量、車速センサからの車速等のデータから、車両の走行に要求される負荷要求パワーが算出される。
【００２９】
ステップＳ１２では、電子制御ユニット１８により、蓄電装置１２の許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値が設定される。上記でも説明したように、許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値は、燃料電池１０の出力を制限することなく、燃料電池１０から出力される電力と蓄電装置１２から出力される電力とで、負荷要求パワーに見合った電力を確保することができる範囲であり、且つ蓄電装置１２が過充電、過放電とならない範囲で設定される。例えば、許容ＳＯＣ上限値が６０％、許容ＳＯＣ下限値が４０％に設定される。
【００３０】
ステップＳ１４では、温度センサ２０により、燃料電池１０の温度が検出され、電子制御ユニット１８に入力される。そして、電子制御ユニット１８により、検出された燃料電池温度が予め記録された所定の燃料電池温度（燃料電池の劣化温度）以上であるか否かが判定される。
【００３１】
電子制御ユニット１８により、検出された燃料電池１０の温度が、予め記録された所定の燃料電池温度以上である場合には、ステップＳ１６に進み、電子制御ユニット１８により、上記許容ＳＯＣ上限値と許容ＳＯＣ下限値との差が大きくなるように、許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値が補正される。例えば、許容ＳＯＣ上限値が６０％から８０％に、許容ＳＯＣ下限値が４０％から２０％に補正される。これにより、蓄電装置１２の出力変動を大きくすることができ、蓄電装置１２から出力可能な電力量も大きくすることが可能となる。
【００３２】
次に、ステップＳ１８で、電子制御ユニット１８により、負荷要求パワーが燃料電池１０から出力される電力と蓄電装置１２から出力される電力とで分配される。燃料電池１０の温度が所定値未満であって、蓄電装置１２の許容ＳＯＣ上限値、許容ＳＯＣ下限値が補正されていない場合、負荷要求パワーは、燃料電池１０から出力されることを基本とし、負荷要求パワーが、燃料電池１０から出力される電力では不足する場合、蓄電装置１２から出力される電力により補足されるように電力分配される。一方、燃料電池１０の温度が所定値以上であって、上記のように許容ＳＯＣ上限値、許容ＳＯＣ下限値が補正されている場合、蓄電装置１２は、大きな出力変動が可能となるため、燃料電池１０から出力される電力を下げ（燃料電池の出力変動を小さくし）、下げた分の電力だけ蓄電装置１２から出力される電力を増大（蓄電装置の出力変動を大きく）させることが可能となる。好ましくは、燃料電池１０から出力される電力より、蓄電装置１２から出力される電力の比率が高くなるように電力分配される。具体的には、負荷要求パワーが、蓄電装置１２から出力されることを基本とし、蓄電装置１２から出力される電力では不足する場合、燃料電池１０から出力される電力により補足されるように電力分配される。このように、燃料電池１０の出力変動を小さくすることによって、燃料電池１０の発電による温度上昇が抑制され、燃料電池１０の劣化も抑制される。また、燃料電池１０の温度が所定温度以上の時だけ、蓄電装置１２の出力変動を大きくするため、蓄電装置１２に過度の負担を掛けることにもならない。
【００３３】
なお、蓄電装置１２のＳＯＣ（残電力量）は、蓄電装置１２の出力端子に取り付けられた電流センサ（不図示）からの出力電流、蓄電装置１２の出力端子に取り付けられた電圧センサ（不図示）からの電池電圧等を用いて、電子制御ユニット１８により算出される。算出されたＳＯＣが、許容ＳＯＣ下限値に達すれば、電子制御ユニット１８により、燃料電池１０から出力される電力の一部が蓄電装置１２に供給され、蓄電装置１２の充電が開始される。また、許容ＳＯＣ上限値に達すれば、電子制御ユニット１８により、蓄電装置１２の充電が停止される。
【００３４】
ステップＳ２０で、分配された燃料電池１０の電力、蓄電装置１２の電力により、駆動モータが駆動する。そして、電子制御ユニット１８により、駆動モータの停止信号が入力されているか否かが判定され、駆動モータの停止信号が入力されていれば、燃料電池システム１の運転が停止され、駆動モータの停止信号が入力されていなければ、再度ステップＳ１０の処理に戻される。
【００３５】
また、本実施形態では、上記のように、燃料電池１０の温度に閾値を設けず、電子制御ユニット１８により、燃料電池１０の温度に応じて、許容ＳＯＣ上限値と許容ＳＯＣ下限値との差が調整されてもよい。図４は、燃料電池システムの動作の他の一例を示すフロー図である。ステップＳ３０では、電子制御ユニット１８により、入力されたアクセルペダルの踏み込み量等のデータから、車両の走行に要求される負荷要求パワーが算出される。ステップＳ３２では、温度センサ２０により、燃料電池１０の温度が検出され、電子制御ユニット１８に入力される。ステップＳ３４では、電子制御ユニット１８に予め記録しておいた燃料電池１０の温度と許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値との関係を示す制御マップを用いて、温度センサ２０により検出された燃料電池１０の温度を当該制御マップに当てはめることにより、許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値が設定され、許容ＳＯＣ上限値と許容ＳＯＣ下限値との差が決定される。図５は、燃料電池の温度と許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値との関係を表す制御マップの一例を示す図である。図５に示すように、制御マップは、燃料電池１０の温度上昇に応じて、許容ＳＯＣ上限値（図５に示すＡ）と許容ＳＯＣ下限値（図５に示すＢ）との幅が広げられている（すなわち、燃料電池の温度低下に応じて、許容ＳＯＣ上限値と許容ＳＯＣ下限値との幅が狭められている）。これにより、燃料電池１０から出力される電力量を小さく（すなわち、燃料電池の出力変動を小さく）しても、負荷要求パワーに見合う分の電力量は、蓄電装置１２によって確保されるため、燃料電池１０の温度が燃料電池の劣化温度に達しないように制御される。
【００３６】
ステップＳ３６で、電子制御ユニット１８により、負荷要求パワーが燃料電池１０から出力される電力と蓄電装置１２から出力される電力とで分配される。電力の分配については、例えば、電子制御ユニット１８に予め記録された燃料電池１０の温度と燃料電池１０及び蓄電装置１２の電力の分配比との関係を示す制御マップを用いて、温度センサ２０により検出された燃料電池１０の温度を当該制御マップに当てはめることにより、燃料電池１０から出力される電力と蓄電装置１２から出力される電力との分配比率が算出される。制御マップは、燃料電池１０の温度が上昇するにつれて、燃料電池１０から出力される電力の比率が小さくなり、蓄電装置１２から出力される電力の比率が大きくなるようなプロファイルを示すものである。これにより、燃料電池１０の温度が高い場合には、燃料電池１０の出力変動を小さくし、大きな出力変動が可能である蓄電装置１２から出力させることができるため、燃料電池１０の劣化を抑制することができる。
【００３７】
ステップＳ３８で、分配された燃料電池１０の電力、蓄電装置１２の電力により、駆動モータが駆動する。そして、電子制御ユニット１８により、駆動モータの停止信号が入力されているか否かが判定され、駆動モータの停止信号が入力されていれば、燃料電池システム１の運転が停止され、駆動モータの停止信号が入力されていなければ、再度ステップＳ３０の処理に戻される。
【００３８】
上記本実施形態に係る燃料電池システムは、電気自動車に搭載されたものを例としたが、これに制限されるものではなく、例えば、その他の動力源、発電装置等として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】蓄電装置の許容ＳＯＣ上限値と許容ＳＯＣ下限値との間での蓄電装置のＳＯＣ経時変化を示す図である。
【図３】燃料電池システムの動作の一例を示すフロー図である。
【図４】燃料電池システムの動作の他の一例を示すフロー図である。
【図５】燃料電池の温度と許容ＳＯＣ上限値及び許容ＳＯＣ下限値との関係を表す制御マップの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  燃料電池システム、１０  燃料電池、１２  蓄電装置、１４  コンバータ、１６  インバータ、１８  電子制御ユニット、２０  温度センサ、２２  負荷、２４  アノードガス導入管、２６  アノードガス排出管、２８  カソードガス導入管、３０  カソードガス排出管、３２  冷却水導入管、３４  冷却水排出管。
【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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