【手続補正書】
【提出日】平成17年5月31日(2005.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの供給を受けて電力を発生する燃料電池を備え、発生された電力を負荷に与える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に供給される前記ガスの流量に関連したガス流量関連量を検出するガス流量関連量検出手段と、
検出された前記ガス流量関連量に対応して、前記燃料電池における出力電流−出力電圧特性に関連した動作ポイントを導き出し、該動作ポイントで前記燃料電池を動作させるように、前記燃料電池から取り出すべき電力を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記出力電流−出力電圧特性において、エネルギ変換効率が最も高いポイントを前記動作ポイントとして導き出すことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
ガスの供給を受けて電力を発生する燃料電池と、電力を蓄積すると共に、蓄積された電力を出力することが可能な二次電池と、を備え、前記燃料電池で発生された電力または前記二次電池から出力された電力を負荷に与える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に供給される前記ガスの流量に関連したガス流量関連量を検出するガス流量関連量検出手段と、
検出された前記ガス流量関連量に対応して、前記燃料電池における出力電流−出力電圧特性に関連した動作ポイントを導き出し、該動作ポイントで前記燃料電池を動作させるために必要な、前記燃料電池から取り出すべき電力を求めると共に、前記負荷に与えるべき電力を求め、求めた２つの電力に基づいて前記二次電池から出力すべき電力または該二次電池に蓄積すべき電力を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記出力電流−出力電圧特性において、エネルギ変換効率が最も高いポイントを前記動作ポイントとして導き出すことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記二次電池の充電量を検出する二次電池充電量センサをさらに備えると共に、
前記制御手段は、求めた前記２つの電力の他、検出された前記充電量にも基づいて、前記二次電池から出力すべき電力または該二次電池に蓄積すべき電力を制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
燃料電池システムであって、
燃料ガスと酸化ガスの供給を受け、該燃料ガスと酸化ガスを用いて電気化学反応を生じさせることにより、電力を発生する燃料電池と、
該燃料電池に供給される前記燃料ガスまたは酸化ガスの流量を検出する流量センサと、
電力を蓄積すると共に、蓄積された電力を出力する二次電池と、
該二次電池の充電量を検出する二次電池充電量センサと、
前記燃料電池または前記二次電池からの電力の供給を受けて、モータを駆動するインバータと、
前記燃料電池から出力された電圧を昇圧または減圧して、前記二次電池及びインバータに並列に印加するコンバータと、
検出された前記流量に対応して、前記燃料電池における出力電流−出力電圧特性に関連した動作ポイントを導き出し、該動作ポイントで前記燃料電池を動作させるために必要な、前記燃料電池から取り出すべき電力を求めると共に、外部からの情報に基づいて前記インバータに供給すべき電力を求め、求めた２つの電力と検出された前記充電量に基づいて、前記コンバータから出力される電圧を調整する制御部と、
を備え、
前記制御手段は、前記出力電流−出力電圧特性において、エネルギ変換効率が最も高いポイントを前記動作ポイントとして導き出すことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
ガスの供給を受けて電力を発生する燃料電池を制御するための燃料電池制御方法であって、
（ａ）前記燃料電池に供給される前記ガスの流量に関連したガス流量関連量を検出する工程と、
（ｂ）検出された前記ガス流量関連量に対応して、前記燃料電池における出力電流−出力電圧特性に関連した動作ポイントを導き出す工程と、
（ｃ）導き出した前記動作ポイントで前記燃料電池を動作させるように、前記燃料電池から取り出すべき電力を制御する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）では、前記出力電流−出力電圧特性において、エネルギ変換効率が最も高いポイントを前記動作ポイントとして導き出すことを特徴とする燃料電池制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本実施例においては、燃料電池３６は固体高分子型燃料電池で構成されており、電解質膜，アノード，カソード，セパレータなどから成る単セル（図示せず）を複数積層したスタック構造を成している。導入された水素リッチガスは燃料ガス流路（図示せず）を介して各単セルのアノードに供給され、式（２）に示す反応に供され、空気は酸化ガス流路（図示せず）を介して各単セルのカソードに供給され、式（３）に示す反応に供される。なお、式（４）は燃料電池全体で起きる反応である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
そこで、制御部２０は、取り込んだＳＯＣに基づいて、そのＳＯＣに対応した出力電流−出力電圧特性を制御部２０内のＲＯＭ２０ｂから読み出す。そして、制御部２０は、その読み出した出力電流−出力電圧特性に基づいて、ステップＳ２２で得られたインバータ４４の要求出力と燃料電池３６の出力電力との差から、バッテリ４０に要求される出力電圧を決定する（ステップＳ２６）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
具体的には、例えば、検出されたＳＯＣに対応した出力電流−出力電圧特性として、図４における特性Ｇ３が読み出された場合、制御部２０は、その読み出された出力電流−出力電圧特性Ｇ３において、出力電圧と出力電流との積（即ち、バッテリ４０の出力電力）が、インバータ４４の要求出力と燃料電池３６の出力電力との差にほぼ等しくなるポイントを算出する。今、そのポイントが図４にＰｎであるとすると、そのポイントＰｎでのバッテリ４０の出力電圧Ｖｎを、バッテリ４０に要求される出力電圧として決定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
具体的には、例えば、前述したのと同様に、検出されたＳＯＣに対応した出力電流−出力電圧特性として特性Ｇ３が読み出された場合、制御部２０は、その読み出された出力電流−出力電圧特性Ｇ３において、出力電圧と出力電流との積が、インバータ４４の要求出力と燃料電池３６の出力電力との差にほぼ等しくなるポイントを算出する。この際、ステップＳ２６の場合と異なり、インバータ４４の要求出力と燃料電池３６の出力電力との差は０未満（即ち、負）であるので、出力電圧と出力電流との積（即ち、バッテリ４０の出力電力）が負となるポイントを算出することになる。ここで、バッテリ４０から出力される電力が負となるということは、バッテリ４０に電力が蓄積されるということ意味している。また、図４に示すように、バッテリ４０の出力電圧は負となることがないので、出力電流が負となるポイントを算出することになる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
即ち、例えば、図４の場合は、ＳＯＣ＝１００％に対応した出力電流−出力電圧特性は特性Ｇ５であるので、この特性Ｇ５が読み出される。制御部２０は、その読み出された出力電流−出力電圧特性Ｇ５において、バッテリ４０の出力電力（即ち、出力電圧と出力電流との積）が０となるポイントを算出する。図４に示すように、バッテリ４０の出力電圧は負となることはないので、出力電流が０となるポイントを算出することになる。