(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の負荷に電力を供給する電源装置であって、
前記負荷に電力を供給する配線に対して並列に接続されて、前記負荷の大きさに応じた量の電力を発電する燃料電池およびキャパシタと、
前記燃料電池と前記配線との間の接続を入り切りするスイッチと、
前記電源装置の出力の変動に伴って変動する第１の値を取得する第１の値取得部と、
前記第１の値取得部が取得した前記第１の値の変化率を算出する変化率算出部と、
前記第１の値取得部が取得した前記第１の値に加えて、さらに前記第１の値の変化率に基づいて、前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御する制御部と、
を備える電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置であって、
前記配線に対して、前記燃料電池および前記キャパシタと並列に接続され、前記燃料電池の出力電圧を制御するコンバータと
前記コンバータを介して前記配線に接続される２次電池と、
をさらに備える電源装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電源装置であって、
前記制御部が前記スイッチを開状態から閉状態へと制御する際に基準として用いる第１の基準値を、前記第１の値の変化率が小さいときほどその値が大きくなるように設定する第１の基準値設定部をさらに備え、
前記第１の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を前記第１の値として取得し、
前記制御部は、前記スイッチが開状態であって前記第１の値の変化率が負の値のときには、前記第１の値が前記第１の基準値より小さくなると前記スイッチを閉状態とする制御を行なう
電源装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の電源装置であって、
前記制御部が前記スイッチを開状態から閉状態へと制御する際に基準として用いる第１の基準値を、前記第１の値の変化率が小さいときほどその値が大きくなるように設定する第１の基準値設定部をさらに備え、
前記第１の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を前記第１の値として取得し、
前記制御部は、前記スイッチが開状態であって前記第１の値の変化率が正の値のときには、前記第１の値が前記第１の基準値より大きくなると前記スイッチを閉状態とする制御を行なう
電源装置。
【請求項５】
請求項３記載の電源装置であって、
前記制御部が前記スイッチを閉状態から開状態へと制御する際に基準として用いる第２の基準値を、前記第１の基準値よりも高い値に設定する第２の基準値設定部をさらに備え、
前記制御部は、前記スイッチが閉状態のときに、前記第１の値が前記第２の基準値よりも大きくなると前記スイッチを開状態とする制御を行なう
電源装置。
【請求項６】
所定の負荷に電力を供給する電源装置であって、
前記負荷に電力を供給する配線に対して並列に接続されて、前記負荷の大きさに応じた量の電力を発電する燃料電池およびキャパシタと、
前記燃料電池と前記配線との間の接続を入り切りするスイッチと、
前記電源装置の出力の変動に伴って変動する第１の値を取得する第１の値取得部と、
前記電源装置の出力の変動に伴って変動すると共に前記第１の値とは異なる変化を示す第２の値を取得する第２の値取得部と、
前記第２の値取得部が取得した前記第２の値の変化率を算出する変化率算出部と、
前記第１の値取得部が取得した前記第１の値に加えて、さらに前記第２の値の変化率に基づいて、前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御する制御部と
を備える電源装置。
【請求項７】
請求項６記載の電源装置であって、
前記配線に対して、前記燃料電池および前記キャパシタと並列に接続され、前記燃料電池の出力電圧を制御するコンバータと
前記コンバータを介して前記配線に接続される２次電池と、
をさらに備える電源装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の電源装置であって、
前記制御部は、前記第２の値の変化率に基づいて基準値を設定すると共に、前記第１の値と前記基準値とを比較することによって、前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御する
電源装置。
【請求項９】
所定の負荷に電力を供給する配線に対して並列に接続される燃料電池およびキャパシタを備える電源装置の運転方法であって、
（ａ）前記電源装置の出力の変動に伴って変動する第１の値を取得する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程で取得した前記第１の値の変化率を算出する工程と、
（ｃ）前記（ａ）工程で取得した前記第１の値に加えて、前記（ｂ）工程で算出した前記変化率に基づいて、前記負荷に電力を供給すると共に前記燃料電池およびキャパシタが並列に接続される配線に対する、前記燃料電池の接続状態を制御して、前記燃料電池を備える燃料電池システムの発電効率が低下するのを抑制する工程と
を備える電源装置の運転方法。
【請求項１０】
請求項９記載の電源装置の運転方法であって、
（ｄ）前記（ｃ）工程で前記接続を開状態から閉状態へと変更する際に基準として用いる第１の基準値を、前記第１の値の変化率が小さいときほどその値が大きくなるように設定する工程をさらに備え、
前記（ａ）工程で取得する前記第１の値は、前記電源装置の出力電圧であり、
前記（ｃ）工程は、前記接続が開状態であって前記第１の値の変化率が負の時に、前記第１の値が前記第１の基準値よりも小さくなると、前記接続を開状態から閉状態へと変更する
電源装置の運転方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の電源装置の運転方法であって、
（ｅ）前記（ｃ）工程で前記接続を閉状態から開状態へと変更する際に基準として用いる第２の基準値を、前記第１の基準値よりも高い値に設定する工程をさらに備え、
前記（ｃ）工程は、前記接続が閉状態のときに、前記第１の値が前記第２の基準値よりも大きくなると、前記接続を閉状態から開状態へと変更する
電源装置の運転方法。
【請求項１２】
請求項９ないし１１いずれか記載の電源装置の運転方法であって、
（ｆ）前記電源装置の外部から前記配線に対して電力が供給されるときに、前記第１の値に応じて前記接続を開状態から閉状態へと変更し、前記燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、前記供給された電力の少なくとも一部を消費させることによって、前記キャパシタの電圧が上昇するのを抑制する工程をさらに備える
電源装置の運転方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の電源装置の運転方法であって、
（ｇ）前記（ｆ）工程で前記接続を開状態から閉状態へと変更する際に基準として用いる第３の基準値を、前記第１の値の変化率が小さいときほどその値が大きくなるように設定する工程をさらに備え、
前記（ａ）工程で取得する前記第１の値は、前記電源装置の出力電圧であり、
前記（ｆ）工程は、前記第１の値の変化率が正の時に、前記第１の値が前記第３の基準値よりも大きくなると、前記接続を開状態から閉状態へと変更する
電源装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料電池とキャパシタとを備える電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池を備える電源装置の利用方法としては、例えば、電気自動車の駆動用電源として用いる方法が提案されている。燃料電池が発電する電力を、電気自動車の駆動モータに供給することで、車両の駆動力を得ることができる。特開平９−２９８８０６号公報では、このような電源装置として、燃料電池に加えてキャパシタを備えるものが開示されている。キャパシタは、通常の２次電池に比べてパワー密度の高い蓄電手段であり、充放電効率も高い蓄電手段である。したがって、キャパシタを備える電源装置を用いると、上記電気自動車の制動時にモータを回生させることで得られるエネルギを効率よく回収することによって、システム全体のエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【０００３】
キャパシタは、これに残存する電荷量と出力電圧とが１対１に対応しており、残存する電荷量が減少するに従って出力電圧が低くなる。そのため、キャパシタの残存容量が少ないときに上記モータが回生するときには、生じた電力を速やかに吸収して、キャパシタにおける電圧は、残存容量の上昇に伴って上昇する。その後、モータが電力を消費するようになると、上記のように電圧が上昇しているキャパシタが、燃料電池に優先してモータに対して電力を供給する。これによって、キャパシタの残存容量が低下すると共に電圧が低下し、次の回生時に備えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料電池を備える燃料電池システムは、燃料電池の出力特性によって、低出力時には燃料電池システム全体のエネルギ効率が大きく低下するという性質を有している。すなわち、燃料電池を運転する際には、燃料供給に関わる各種ポンプなどが所定の電力を消費するが、発電量が小さいときほど、発電量に対するこのような電力消費量の割合が大きくなる。そのため、低出力時には燃料電池システムのエネルギ効率が低下する。そこで、上記のようにキャパシタを備える電源装置においては、回生による電力を有効に利用してエネルギ効率を向上させるだけでなく、燃料電池システムの効率が低下する低出力時においても、システム全体のエネルギ効率を充分に確保する構成が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池とキャパシタとを備える電源装置において、燃料電池システムのエネルギ効率が低下するのに起因して電源装置全体のエネルギ効率が低下するのを防止する技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明は、所定の負荷に電力を供給する電源装置であって、
前記負荷に電力を供給する配線に対して並列に接続される燃料電池およびキャパシタと、
前記燃料電池と前記配線との間の接続を入り切りするスイッチと
を備えることを要旨とする。
【０００７】
このような電源装置によれば、負荷側から電源装置側に電力が供給される場合には、キャパシタによって速やかに、上記電力を蓄積することができる。また、その後負荷側に電力を供給する際には、キャパシタから負荷に対して電力を供給することができ、電源装置におけるエネルギ効率を向上させることができる。さらに、燃料電池およびこれを駆動するために働く装置から成る燃料電池システム全体のエネルギ効率が望ましくない程度に低下するときには、上記スイッチを開状態として、燃料電池から負荷への電力供給を停止することができる。これによって、電源装置全体のエネルギ効率をさらに向上させることができる。
【０００８】
本発明の電源装置において、
前記配線に対して、前記燃料電池および前記キャパシタと並列に接続され、前記燃料電池の出力電圧を制御するコンバータと
前記コンバータを介して前記配線に接続される２次電池と、
をさらに備えることとしても良い。
【０００９】
また、本発明の電源装置において、前記燃料電池は、前記負荷の大きさに応じた量の電力を発電することとしても良い。
【００１０】
このような電源装置において、
前記燃料電池が出力する電力の大きさを反映する第１の値を取得する第１の値取得部と、
前記第１の値取得部が取得した前記第１の値に応じて、前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御する第１の制御部と
をさらに備えることとしても良い。
【００１１】
燃料電池システムは、燃料電池からの出力が所定の値以下のときには、システム全体のエネルギ効率が大きく低下するという性質を有する。そのため、燃料電池が出力する電力の大きさに基づいて、燃料電池システム全体のエネルギ効率が望ましくない程度に低下する状態を判断することができる。出力電力の大きさに基づいて、エネルギ効率が低下すると判断されるときに、上記スイッチを開状態とすることで、燃料電池システム全体のエネルギ効率の低下を防止することができる。
【００１２】
また、このような本発明の電源装置において、
前記第１の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を前記第１の値として取得し、
前記第１の制御部は、前記出力電圧が所定の値を超えるときに、前記接続を切るよう前記スイッチを制御することとしても良い。
【００１３】
あるいは、本発明の電源装置において、
前記第１の値取得部は、前記燃料電池からの出力電流を検出する電流計を備え、該電流計が検出する前記出力電流を前記第１の値として取得し、
前記第１の制御部は、前記出力電流が所定の値よりも小さくなるときに、前記接続を切るよう前記スイッチを制御することとしても良い。
【００１４】
また、本発明の電源装置において、
前記第１の値取得部は、前記負荷の大きさを前記第１の値として取得し、
前記第１の制御部は、前記負荷の大きさが所定の値よりも小さくなるときに、前記接続を切るよう前記スイッチを制御することとしても良い。
【００１５】
また、本発明の電源装置において、
該電源装置の出力の変動に伴って変動する第２の値を取得する第２の値取得部と、
前記第２の値取得部が取得した前記第２の値に応じて、前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御する第２の制御部と
をさらに備えることとしても良い。
【００１６】
上記電源装置では、燃料電池が負荷の大きさに応じた量の電力を発電するため、電源装置からの出力が所定の値以下のときには、燃料電池システムのエネルギ効率が大きく低下し、これによって電源装置のエネルギ効率も低下するという性質を有する。そのため、電源装置の出力に基づいて、電源装置全体のエネルギ効率が望ましくない程度に低下する状態を判断することができる。電源装置の出力に基づいて、上記スイッチを開状態として、燃料電池システムを停止することで、電源装置全体のエネルギ効率の低下を防止することができる。また、電源装置の出力に基づいて、上記スイッチを閉状態として燃料電池システムを起動することで、電源装置のエネルギ効率を確保しつつ、燃料電池を用いて所望の電力を得ることが可能となる。
【００１７】
このような電源装置において、
前記第２の値取得部が取得した前記第２の値の変化率を算出する変化率算出部をさらに備え、
前記第２の制御部は、前記第２の値に加えて、さらに前記第２の値の変化率に基づいて、前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御することとしても良い。
【００１８】
このように、電源装置の出力の変化率をさらに考慮することで、上記第２の値に応じてスイッチの入り切りの動作を制御する際に、スイッチの入り切りのタイミングをより適正化することができる。
【００１９】
また、上記電源装置において、
前記第２の制御部が前記スイッチを開状態から閉状態へと制御する際に基準として用いる第１の基準値を、前記第２の値の変化率が小さいときほどその値が大きくなるように設定する第１の基準値設定部をさらに備え、
前記第２の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を前記第２の値として取得し、
前記第２の制御部は、前記スイッチが開状態であって前記第２の値の変化率が負の値のときには、前記第２の値が前記第１の基準値より小さくなると前記スイッチを閉状態とする制御を行なうこととしても良い。
【００２０】
前記スイッチが開状態であって、前記第２の値（すなわち電源装置の出力電圧）の変化率が負の値となるときには、燃料電池は負荷に電力を供給しておらず、キャパシタから負荷に対して電力供給が行なわれている状態となる。上記出力電圧はキャパシタ電圧に対応する値であり、上記出力電圧が低くなるということは、キャパシタに蓄積される電荷量が減少していることを意味する。そのため、ここでは、キャパシタに蓄積される電荷量の減少の程度が大きいほど、第１の基準値が大きく設定され、この第１の基準値よりも上記出力電圧が小さくなると、上記スイッチが閉状態となり、燃料電池から負荷に対して電力が供給可能となる。これにより、負荷要求の増加の程度が大きいほど、より早く、燃料電池から負荷に対して電力が供給可能となり、燃料電池から電力供給を開始するときに、燃料電池でガス不足が生じて電圧が望ましくない程度に低下してしまうのを防止することができる。
【００２１】
あるいは、上記電源装置において、
前記第２の制御部が前記スイッチを開状態から閉状態へと制御する際に基準としている第１の基準値を、前記第２の値の変化率が小さいときほどその値が大きくなるように設定する第１の基準値設定部をさらに備え、
前記第２の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を前記第２の値として取得し、
前記第２の制御部は、前記スイッチが開状態であって前記第２の値の変化率が正の値のときには、前記第２の値が前記第１の基準値より大きくなると前記スイッチを閉状態とする制御を行なうこととしても良い。
【００２２】
前記スイッチが開状態であって、前記第２の値（すなわち電源装置の出力電圧）の変化率が正の値となるときには、燃料電池は負荷に電力を供給しておらず、キャパシタに対して電力供給が行なわれている状態となる。上記出力電圧はキャパシタ電圧に対応する値であり、上記出力電圧が高くなるということは、キャパシタに蓄積される電荷量が増加していることを意味する。そのため、ここでは、キャパシタに蓄積される電荷量の増加の程度が大きいほど、第１の基準値が小さく設定され、この第１の基準値よりも上記出力電圧が大きくなると、上記スイッチが閉状態となり、燃料電池における発電が可能となる。なお、燃料電池における発電が開始されることで、燃料電池補機における電力消費も開始される。これにより、キャパシタに電荷が蓄積される程度が大きいほど、より早く、燃料電池補機における電力消費が開始され、キャパシタ電圧が望ましくない程度に上昇してしまうのを防止可能となる。
【００２３】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、電源装置の運転方法や、電源装置を備える電気自動車などの形態で実現することが可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．装置の全体構成：
Ｂ．定常運転モードにおける動作：
Ｃ．回生運転モードにおける動作：
Ｄ．間欠運転モードにおける動作：
Ｅ．第２実施例の電気自動車１１０：
Ｆ．第３実施例：
Ｇ．第４実施例：
Ｈ．変形例：
【００２５】
Ａ．装置の全体構成：
図１は、本発明の第１実施例である電気自動車１０の構成の概略を表わすブロック図である。電気自動車１０は、電源装置１５を備えており、電源装置１５から電力を供給される負荷として、高圧補機４０と、駆動インバータ３０を介して電源装置１５に接続される駆動モータ３２とを備えている。これら電源装置１５と負荷との間には、配線５０が設けられており、この配線５０を介して、電源装置１５と負荷との間で電力がやり取りされる。
【００２６】
電源装置１５は、燃料電池システム２２と、キャパシタ２４と、２次電池２６とを備えている。燃料電池システム２２は、後述するように発電の本体である燃料電池を備えている。この燃料電池システム２２が備える燃料電池とキャパシタ２４とは、上記配線５０に対して並列に接続されている。この配線５０には、燃料電池へ電流が逆流するのを防止するためのダイオード４２がさらに設けられている。さらに、配線５０には、この配線５０に対する燃料電池の接続状態を入り切りするスイッチ２０が設けられている。また、配線５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に接続しており、このＤＣ／ＤＣコンバータ２８を介して、２次電池２６は配線５０に接続している。また、このような電源装置１５における電圧を測定するために、配線５０には、電圧計５２がさらに設けられている。
【００２７】
図２は、燃料電池システム２２の構成の概略を表わす説明図である。燃料電池システム２２は、燃料電池６０と、燃料ガス供給部６１と、ブロワ６４とを備えている。本実施例では、燃料電池６０として、固体高分子型燃料電池を用いた。燃料ガス供給部６１は、内部に水素を貯蔵し、水素ガスを燃料ガスとして燃料電池６０に供給する装置である。燃料ガス供給部６１は、例えば、水素ボンベを備えることとすればよい。あるいは、水素吸蔵合金を内部に有する水素タンクを備えることとし、上記水素吸蔵合金に水素を吸蔵させることによって水素を貯蔵することとしても良い。このような燃料ガス供給部６１が貯蔵する水素ガスは、水素ガス供給路６２を介して燃料電池６０のアノードに供給され、電気化学反応に供される。電気化学反応で利用されなかった残りの水素ガスは、水素ガス排出路６３に排出される。水素ガス排出路６３は、水素ガス供給路６２に接続しており、残余の水素ガスは再び電気化学反応に供される。また、ブロワ６４が取り込んだ圧縮空気は、酸化ガス供給路６５によって、酸化ガスとして燃料電池６０のカソードに供給される。燃料電池６０から排出されるカソード排ガスは、カソード排ガス路６６に導かれて外部に排出される。なお、燃料電池システム２２において、水素ガスあるいは空気を加湿する加湿器を、水素ガス供給路６２や酸化ガス供給路６５にさらに設けることとしても良い。
【００２８】
２次電池２６としては、鉛蓄電池や、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウム２次電池など種々の２次電池を用いることができる。この２次電池２６は、燃料電池システム２２の始動時に、燃料電池システム２２の各部を駆動するための電力を供給したり、燃料電池システム２２の暖機運転が完了するまでの間、各負荷に対して電力を供給する。また、燃料電池６０が定常状態で発電を行なうときにも、負荷が所定の値よりも大きくなる場合には、２次電池２６によって電力を補う。
【００２９】
また、２次電池２６には、２次電池２６の残存容量（ＳＯＣ）を検出するための残存容量モニタ２７が併設されている。本実施例では、残存容量モニタ２７は、２次電池２６における充電・放電の電流値と時間とを積算するＳＯＣメータとして構成されている。あるいは、残存容量モニタ２７は、ＳＯＣメータの代わりに電圧センサによって構成することとしてもよい。２次電池２６は、その残存容量が少なくなるにつれて電圧値が低下するという性質を有しているため、電圧を測定することによって２次電池２６の残存容量を検出することができる。
【００３０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、目標電圧値を設定することによって、燃料電池６０からの出力電圧を調節し、燃料電池６０の発電量を制御する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、２次電池２６と配線５０との接続状態を制御するスイッチとしての役割も果たしており、２次電池２６において充放電を行なう必要のないときには、２次電池２６と配線５０との接続を切断する。
【００３１】
電源装置１５から電力の供給を受ける負荷の一つである駆動モータ３２は、同期モータであって、回転磁界を形成するための三相コイルを備えている。この駆動モータ３２は、駆動インバータ３０を介して配線５０に接続し、電源装置１５から電力の供給を受ける。駆動インバータ３０は、上記モータの各相に対応してスイッチング素子としてのトランジスタを備えるトランジスタインバータである。駆動モータ３２の出力軸３６は、減速ギヤ３４を介して車両駆動軸３８に接続している。減速ギヤ３４は、駆動モータ３２が出力する動力を、その回転数を調節した上で車両駆動軸３８に伝える。
【００３２】
また、他の負荷である高圧補機４０は、電源装置１５から供給される電力を、３００Ｖ以上の電圧のまま利用する装置である。高圧補機４０としては、例えば、燃料電池６０に空気を供給するためのブロワ６４（図２参照）や、水素ガス排出路６３と水素ガス供給路６２との間で水素ガスを循環させるための水素ポンプ（図示せず）が挙げられる。さらに、燃料電池６０を冷却するために、燃料電池６０内部に冷却水を循環させるための冷却ポンプ（図示せず）も、高圧補機４０に含まれる。これらの装置は、燃料電池システム２２に含まれる装置であるが、図１においては、電源装置１５の外側に、高圧補機４０として示した。さらに、高圧補機４０としては、燃料電池システム２２に含まれるものの他に、例えば電気自動車１０が備える空調装置（エアコン）が含まれる。
【００３３】
また、電気自動車１０は、制御部４８をさらに備えている。制御部４８は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵと、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭと、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭと、各種の信号を入出力する入出力ポート等を備える。この制御部４８は、既述した電圧計５２による検出信号や、残存容量モニタ２７が出力する信号、あるいは、車両の運転に関して入力される指示信号を取得する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８，スイッチ２０，燃料電池システム２２、駆動インバータ３０、高圧補機４０などに駆動信号を出力する。
【００３４】
Ｂ．定常運転モードにおける動作：
本実施例の電気自動車１０では、車両の駆動に要するエネルギは主として燃料電池システム２２によって供給される。ここでは、燃料電池システム２２の暖機運転が完了した後に、燃料電池６０が、負荷の大きさに応じた電力を発電するような運転状態を、定常運転モードと呼ぶこととする。電気自動車１０の運転時には、制御部４８が、車両における車速やアクセル開度に基づいて、所望の走行状態を実現するために必要な電力を算出する。電気自動車１０が定常運転モードとなっているときには、制御部４８は、上記必要な電力に加えて、高圧補機４０が要求する電力や、２次電池２６の残存容量にさらに基づいて、燃料電池６０が出力すべき電力を算出する。図３に、燃料電池６０における出力電流と、出力電圧あるいは出力電力との関係を示す。図３に示すように、燃料電池６０から出力すべき電力ＰFCが定まれば、そのときの燃料電池６０の出力電流の大きさＩFCが定まる。燃料電池６０の出力特性より、出力電流ＩFCが定まれば、そのときの燃料電池６０の出力電圧ＶFCが定まる。制御部４８が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に対して、このようにして求めた出力電圧ＶFCを目標電圧として指令することによって、燃料電池６０の発電量が所望量となるように制御する。なお、図３に示したような、燃料電池６０の出力電流に対する出力電圧の値、あるいは出力電力の値は、燃料電池６０の内部温度によって変化する。したがって、上記のように燃料電池６０の出力電圧（目標電圧）ＶFCを定めるときには、燃料電池６０の内部温度をさらに考慮することが望ましい。
【００３５】
本実施例の電気自動車１０では、負荷の大きさが所定の値以上であって、２次電池２６の残存容量が充分に大きい場合には、２次電池２６からも負荷に対して電力が供給される。このような場合には、制御部４８は、２次電池２６からも電力が供給されることを考慮して、燃料電池６０が出力すべき電力を決定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８における目標電圧を設定する。図３に示すように、燃料電池６０の出力電圧は、負荷が大きく出力電流が大きいほど低くなる。また、２次電池２６は、残存容量が大きいほど、その出力電圧が高くなるという性質を有している。そのため、このような場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８における目標電圧は、２次電池２６の出力電圧よりも低い値となる。これによって、２次電池２６からも、高圧補機４０あるいは駆動モータ３２に対して電力が供給されるようになる。
【００３６】
これに対して、２次電池２６の残存容量が所定の値以下になると、２次電池２６を充電する必要が生じる。このとき、負荷の大きさがある程度小さく、燃料電池６０の出力に余裕がある場合には、燃料電池６０によって２次電池２６の充電が行なわれる。２次電池２６の充電を行なう場合には、負荷に対して供給すべき電力に加えて、この２次電池２６を充電するための電力が得られるように、燃料電池６０が出力すべき電力が決定される。２次電池２６は、残存容量が少ないほど、その出力電圧が低くなるという性質を有している。そのため、このような場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８において設定される目標電圧は、２次電池２６の出力電圧よりも高い値となる。これによって、燃料電池６０は、高圧補機４０あるいは駆動モータ３２に対して電力が供給するほかに、２次電池２６の充電を行なうようになる。
【００３７】
また、本実施例の電気自動車１０では、定常運転モードとなっているときには、キャパシタ２４も充放電を繰り返す。既述したように、キャパシタ２４は、これに残存する電荷量と出力電圧とが１対１に対応しており、残存する電荷量が多いときほど出力電圧が高く、少ないときほど出力電圧が低くなる。このようなキャパシタ２４は、図１に示すように、配線５０に対して燃料電池６０と並列に接続されている。そのため、燃料電池６０の発電時に負荷の大きさが変動して配線５０における電圧が変動すると、キャパシタ電圧は、配線５０の電圧と等しくなろうとして充放電を行なう。すなわち、配線５０の電圧が上昇するときには、キャパシタ２４は、燃料電池６０から電力の供給を受け、キャパシタ電圧が配線５０の電圧に等しくなるまで残存電荷量を増す。また、配線５０の電圧が低下するときには、キャパシタ２４は、燃料電池６０と共に負荷に対して電力を供給し、キャパシタ電圧が配線５０の電圧に等しくなるまで残存電荷量を減らす。
【００３８】
Ｃ．回生運転モードにおける動作：
電気自動車１０では、制動時（車両の走行時に運転者がブレーキを踏み込む動作を行なったとき）には、駆動モータ３２を発電機として用いることによって、車軸の有する運動エネルギを電気エネルギに変換し、これを回収する。このように、制動時にエネルギを回収する運転状態を、回生運転モードと呼ぶ。本実施例では、このような回生運転モードにおいて電力として回収されるエネルギは、キャパシタ２４によって吸収する。キャパシタ２４は、上記２次電池２６に比べてパワー密度の高い蓄電手段であり、充放電効率も高い蓄電手段である。すなわち、短時間のうちに充放電可能な電力量が多い。したがって、車両の運転者がブレーキを踏み込むような短い制動時間に回生運転モードを実行する際に、キャパシタ２４を用いることで、回生によって生じた電力を効率よく回収することができる。
【００３９】
電気自動車１０において、回生運転モードとなって駆動モータ３２が発電する際には、駆動モータ３２側から駆動インバータ３０を介して配線５０に対して電力が供給される。本実施例では、このような回生運転モード時に駆動モータ３２から配線５０に対して電力が供給されるときの電圧は、定常運転モード時に燃料電池６０から電力が供給される際の配線５０の電圧の上限よりも高くなるように設定されている。そのため、回生運転モード時には、駆動モータ３２側から配線５０に電力が供給される際の電圧は、キャパシタ２４の電圧よりも高くなるため、上記電力が供給されることで、キャパシタ２４に電荷が蓄積される。このように電荷が蓄積されることによって、キャパシタ２４の電圧は上昇する。
【００４０】
上記回生運転モードが終了して、電気自動車１０において、加速の指示が入力されると、再び燃料電池６０から駆動モータ３２への電力の供給が行なわれる。このときには、回生時に電荷が蓄積されて定常運転モード時における配線５０の電圧以上に昇圧しているキャパシタ２４からも、駆動モータ３２に対して電力が供給される。パワー密度が高いキャパシタ２４を用いることによって、加速時における要求の負荷の増加率が高いときにも、駆動モータ３２への供給電力量の増加の反応性を充分に高く確保することができる。このように、キャパシタ２４が放電することでその残存電荷量が低下し、これによってキャパシタ２４の電圧が低下して、キャパシタ２４は、次の回生運転モード時には再び電荷を蓄積可能な状態に戻る。
【００４１】
Ｄ．間欠運転モードにおける動作：
本実施例の電気自動車１０では、電源装置１５から電力を供給される負荷が所定の値よりも小さくなるときには、燃料電池６０による発電を停止する制御を行なう。このような、低負荷時に燃料電池６０の発電を停止している運転状態を、以下、間欠運転モードと呼ぶ。
【００４２】
図４は、燃料電池６０の出力の大きさと、エネルギ効率との関係を表わす説明図である。図４（Ａ）は、燃料電池６０の効率および燃料電池補機が要する動力と、燃料電池６０の出力との関係を示す。燃料電池補機とは、燃料電池６０による発電を行なうために用いる補機類のことである。例えば、既述したブロワ６４や水素ポンプあるいは冷却水ポンプなどがこれに相当する。図４（Ｂ）は、燃料電池６０の出力と、燃料電池システム２２全体の効率との関係を示す。図４（Ａ）に示すように、燃料電池６０の出力が大きくなるほど、燃料電池６０の効率は次第に低下する。また、燃料電池６０の出力が大きくなるほど、補機動力、すなわち補機を駆動するために消費するエネルギが大きくなる。図４（Ａ）に示した燃料電池６０の効率と補機動力に基づいて、燃料電池システム２２全体の効率を求めると、図４（Ｂ）に示すように、システム効率は、燃料電池６０の出力が所定の値のときに最も高くなる。
【００４３】
燃料電池補機の消費電力の大きさは、駆動モータ３２の消費電力の大きさに比べてはるかに小さい。しかしながら、燃料電池６０の出力が小さいときには、発電によって得られる電力量に比べて、発電のために燃料電池補機が消費する電力量の割合が大きくなる。そのため、図４（Ｂ）に示すように、燃料電池６０の出力が小さいときには、燃料電池システム２２全体のエネルギ効率が低くなる。本実施例の電気自動車１０では、燃料電池システム２２全体の効率が悪くなる低負荷時には燃料電池６０を停止するという間欠運転モードを採用することによって、エネルギ効率が低下するのを防止している。
【００４４】
図５は、電気自動車１０が定常運転モードとなっているときに制御部４８で実行される間欠運転判断処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンが実行されると、制御部４８は、まず、電圧計５２が検出する配線５０の電圧値ＶC を読み込む（ステップＳ１００）。次に、この電圧値ＶC と、予め定めた所定の基準電圧値Ｖ0 とを比較する（ステップＳ１１０）。
【００４５】
ここで、基準電圧値Ｖ0 とは、上記間欠運転モードに切り替えるか否かの判断を行なうための基準として、予め制御部４８内に記憶したものである。例えば、燃料電池システム２２全体のエネルギ効率が、所定の値であるＥ0 よりも低下するときには、間欠運転モードに切り替えるように、この基準電圧値Ｖ0 を定める。燃料電池システム２２全体のエネルギ効率がＥ0 となるときの、燃料電池６０の出力Ｐ0 は、図４（Ｂ）に基づいて求めることができる。また、燃料電池６０の出力Ｐ0 が決まれば、そのときの燃料電池６０の出力電流Ｉ0 は、図３に示した燃料電池の出力電流と出力電力との関係により求めることができる。さらに、出力電流Ｉ0 が決まれば、そのときの燃料電池６０の出力電圧Ｖ0 は、図３に示した燃料電池の出力電流と出力電圧との関係に基づいて求めることができる。ステップＳ１１０では、このようにして求めた基準電圧値Ｖ0 と、ステップＳ１００で読み込んだ電圧値ＶC とを比較する。
【００４６】
ステップＳ１１０において、配線５０の電圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 よりも小さいときには、燃料電池システム２２全体のエネルギ効率が許容できる程度であると判断され、ステップＳ１００に戻る。その後、配線５０の電圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 以上となるまで、ステップＳ１００およびステップＳ１１０の動作を繰り返す。このとき、電気自動車１０は、定常運転モードを維持する。
【００４７】
ステップＳ１１０において、配線５０の電圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 以上であると判断されると、制御部４８は、スイッチ２０に駆動信号を出力してこれを開状態とする（ステップＳ１２０）。このようにスイッチ２０を開状態とすると、燃料電池６０の負荷に対する接続が切断されるため、燃料電池６０は、発電を停止する。また、このとき、負荷に対しては、キャパシタ２４から電力が供給されるようになり、間欠運転モードが開始される。キャパシタ２４は、既述したようにパワー密度が高く、充放電効率も高いため、スイッチ２０が切断されたときには、速やかに負荷が要求する電力を出力することができる。
【００４８】
図６は、定常運転モードと間欠運転モードとが交互に切り替わるときの、燃料電池６０の出力電圧およびキャパシタ２４の電圧を示す説明図である。燃料電池６０とキャパシタ２４とは、配線５０に対して並列に接続されているため、定常運転モードにおいては、両者の電圧は一致する。ステップＳ１２０においてスイッチ２０を切断し、定常運転モードから間欠運転モードに切り替わるときを、図６に「ＯＦＦ」と記載して示す。図６に示すように、間欠運転モード時には燃料電池６０の出力電圧は、定常運転モード時に比べて高い一定値となるが、この値は、燃料電池６０の開放電圧である。間欠運転モードにおいては、キャパシタ２４は、放電と共にその電圧が低下する。
【００４９】
間欠運転モードになると、再び、電圧計５２が検出する配線５０の電圧値ＶC の読み込みを行なう（ステップＳ１３０）。次に、ステップＳ１３０で読み込んだ電圧値ＶC と、基準電圧値Ｖ0 とを比較する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０において、配線５０の電圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 以上であるときには、ステップＳ１３０に戻る。そして、配線５０の電圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 よりも小さくなるまで、ステップＳ１３０およびステップＳ１４０の動作を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ１４０において、配線５０の電圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 よりも小さいと判断されると、制御部４８は、スイッチ２０に駆動信号を出力してこれを閉状態とし（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。このようにスイッチ２０を閉状態とすると、燃料電池６０は負荷に対して再び接続され、燃料電池６０は、発電を再開する。これによって、電気自動車１０は、間欠運転モードから定常運転モードに切り替わる。なお、このような切り替えが行なわれるときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８において、目標電圧が上記基準電圧値Ｖ0 に設定される。そのため、上記切り替え時には、燃料電池６０の出力電圧値はＶ0 となり、その後、負荷要求に応じた電力を出力するように、通常の電圧制御が行なわれる。図６では、間欠運転モードから定常運転モードに切り替わるときを、「ＯＮ」と記載して示した。定常運転モードに切り替わると、燃料電池６０の出力電圧とキャパシタ２４の電圧とは、再び一致するようになる。
【００５１】
図６において、間欠運転モード時にキャパシタ２４の電圧が上昇するときがあるが、これは、電気自動車１０がさらに回生運転モードとなって、キャパシタ２４が充電されていることを表わす。また、定常運転モードにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８によって、負荷要求に応じて燃料電池６０の出力電圧が制御されるため、負荷が増大するに従って、燃料電池６０およびキャパシタ２４の電圧は低下する。
【００５２】
なお、間欠運転モード時には、上記のようにキャパシタ２４から負荷に対して電力を供給するだけでなく、さらに２次電池からも負荷に対して電力を供給することとしても良い。間欠運転モードとすべき低負荷状態が長く続くときや、２次電池２６の残存容量が充分に多いときには、キャパシタ２４に加えて、さらに２次電池２６を用いることとしてもよい。
【００５３】
以上のように構成された本実施例の電源装置１５によれば、キャパシタ２４を備えることにより、回生電力を効率よく回収すると共に、燃料電池システム２２の効率が望ましくない程度に低下する低負荷時には、スイッチ２０を切断して燃料電池６０の運転を停止する。これによって、電源装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００５４】
キャパシタ２４は、回生運転モードでは、駆動モータ３２が発生した電力を速やかに回収し、定常運転モードに切り替わると、キャパシタ２４の電圧が、燃料電池６０の出力に対応した電圧に降圧するまで、負荷に電力供給を行なう。したがって、キャパシタ２４は、配線５０に対して燃料電池６０と並列に接続するだけで、特別な制御を要することなく、回生電力を効率よく利用することができる。
【００５５】
このように、配線５０に対してキャパシタ２４と燃料電池６０とを並列に接続する電源装置においては、スイッチ２０を設け、燃料電池６０の配線５０に対する接続を切断可能とすることで、間欠運転モードを効果的に実行することが可能となる。電源装置１５においては、低負荷時には、燃料電池６０に代えて２次電池２６によって負荷に電力供給することが可能である。しかしながら、燃料電池６０とキャパシタ２４とが並列に接続されていると、燃料電池６０は、キャパシタ２４を充電するために出力を続けてしまう。燃料電池６０によってキャパシタ２４を充電する動作は、出力電力が少なく、出力電圧が高く、燃料電池システム２２のエネルギ効率が低い状態で行なわれる。そのため、電気自動車１０が低負荷となるときに、燃料電池６０から負荷への電力供給をやめようとしても、燃料電池６０はキャパシタ２４を充電し続けるために、電源装置１５全体のエネルギ効率を充分に向上させることができない。スイッチ２０を設けて、低負荷時には燃料電池６０と配線５０との接続を切断することで、燃料電池システム２２のエネルギ効率が低下する状態で燃料電池６０が発電を行なうことがなくなる。
【００５６】
Ｅ．第２実施例の電気自動車１１０：
上記第１実施例の電気自動車１０は、２次電池２６を備えることとしたが、燃料電池とキャパシタを備えるが２次電池を備えない電源装置においても、本発明を適用することができる。図７は、第２実施例の電気自動車１１０の構成を表わす説明図である。図７において、図１の電気自動車１０と共通する部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。
【００５７】
電気自動車１１０は、電源装置１１５を備えている。電源装置１１５は、燃料電池システム２２と、キャパシタ２４とを備え、２次電池は備えない。また、電気自動車１１０は、電源装置１１５から電力供給を受ける負荷として、駆動モータ３２と、高圧補機４０と、低圧補機４６を備える。低圧補機４６とは、例えば、燃料電池６０に燃料ガスや酸化ガスや冷却水を給排する流路に設けた流量調節バルブ等であって、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を介して、配線５０に接続している。このような低圧補機４６は、駆動モータ３２や高圧補機とは異なり駆動電圧が低いため、電源装置１１５から電力を供給する際には、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４が、電圧を１２Ｖ程度に下げる。負荷が変動して配線５０の電圧が変動するときには、電圧計５２の検出信号に基づいて制御部４８が降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を駆動して、低圧補機４６に電力供給する際の電圧は略一定に保たれる。なお、低圧補機４６および降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、既述した第１実施例の電気自動車１０では、記載を省略した。
【００５８】
また、電源装置１１５においては、キャパシタ２４と配線５０との間の接続を入り切りするスイッチ２３が設けられている。このスイッチ２３は、電源装置１１５の停止時に切断され、電源装置１１５の起動時に接続される。これによって、電源装置１１５が停止している間は、キャパシタ２４に所定の電荷が蓄積された状態が保たれる。そして、電源装置１１５の起動時には、スイッチ２３が接続され、燃料電池６０から所望量の電力が得られるようになるまで、キャパシタ２４から各負荷に対して電力が供給される。スイッチ２３は、電源装置１１５の稼働中は、通常は閉状態となっている。
【００５９】
このような電気自動車１１０においても、キャパシタ２４を用いて回生電力を利用可能とすることで、エネルギ効率を向上させることができる。また、図５に示した間欠運転判断処理ルーチンと同様の動作によって、間欠運転モードに運転状態を切り替え、低負荷時にエネルギ効率が低下するのを防止することができる。このように、第１実施例の電気自動車１０と同様に、キャパシタを用いる効果と、間欠運転モードを採用することによる効果の、両方を得ることができる。
【００６０】
既述したように、第１および第２実施例では、定常運転モードと間欠運転モードとの切り替え時期を、電圧計５２が検出する電源装置の出力電圧値に基づいて判断した。この電源装置の出力電圧値は、配線５０に対して、他の電源（燃料電池６０あるいは２次電池２６）と並列に接続され、電源装置の稼働中は、配線５０との接続が維持されるキャパシタ２４の電圧ということができる。また、電源装置の出力電圧値は、スイッチ２０が閉状態になっているときには、燃料電池６０が出力する電力の大きさを反映する値ということもできる。このような電圧値に基づいて、間欠運転モードの切り替え判断を行なうことにより、切り替えの動作を、より望ましいタイミングで正確に行なうことが可能となる。
【００６１】
例えば、第２実施例の電気自動車１１０では、定常運転モードにおける電源装置１１５の出力電力量は、燃料電池６０が出力する電力量と、キャパシタ２４における充放電量との合計であり、これが、負荷が消費する電力量となる。燃料電池６０とキャパシタ２４とは並列に接続されているため、負荷が増大して燃料電池６０の発電量が増加し、出力電圧が低下すると、電圧低下に従ってキャパシタ２４は放電する。また、負荷が減少して燃料電池６０の発電量が減少し、出力電圧が上昇すると、電圧上昇に従ってキャパシタ２４は燃料電池６０から電力供給を受ける。このように、負荷要求の大きさと燃料電池６０の出力電力量とは、キャパシタ２４における充放電量分の差がある。しかしながら、キャパシタ２４における充放電量は、そのときの電圧と負荷変動の状態によって定まり、制御することができない。このような電源装置１１５において、電圧計５２の検出する電圧値は、燃料電池６０の出力状態を直接反映しており、この電圧値に基づくことによって、所望のタイミング（燃料電池６０の出力が、図４（Ｂ）に示すＰ0 に成るタイミング）で正確に、間欠運転モードの切り替えを行なうことが可能となる。
【００６２】
Ｆ．第３実施例：
上記第１および第２実施例では、スイッチ２０の入り切りの判断を行なう際に、電圧計５２が検出する電源装置の出力電圧（キャパシタ電圧）ＶC との比較に用いる基準電圧Ｖ0 を、一定の値としたが、異なる構成とすることも可能である。以下に、第３実施例として、定常運転モードと間欠運転モードとを切り替える判断を行なう際に用いる基準電圧として、異なる値を用い、また、スイッチ２０を接続する動作の判断に用いる基準電圧を変動させる制御の方法を説明する。なお、第３実施例では、第２実施例と同様の電気自動車１１０に基づいて説明を行なう。
【００６３】
まず、定常運転モードから間欠運転モードに切り替えるときと、間欠運転モードから定常運転モードに切り替えるときとで、異なる基準電圧を用いて判断を行なう構成について説明する。本実施例では、間欠運転モードから定常運転モードに切り替えるときの基準電圧Ｖ1 を、定常運転モードから間欠運転モードに切り替えるときの基準電圧Ｖ2 よりも低く設定している。図８は、このように基準電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を設定したときの、キャパシタ電圧ＶC と運転モードとの関係を表わす説明図である。間欠運転モードであるときに、電圧計５２が検出するキャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 よりも小さくなると、定常運転モードに切り替わり、定常運転モードであるときに、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ2 を超えると、間欠運転モードに切り替わる。
【００６４】
また、本実施例では、間欠運転モードから定常運転モードに切り替えるとき（スイッチ２０を開状態から閉状態へ切り替えるとき）の基準電圧Ｖ1 を、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）に応じて設定している。図９は、第３実施例におけるキャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）と基準電圧Ｖ1 との関係を表わす説明図である。図９に示すように、本実施例では、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）が小さくなるほど、基準電圧Ｖ1 が大きな値となるように、基準電圧Ｖ1 を設定している。
【００６５】
図１０は、電気自動車１１０が起動されたときに制御部４８で繰り返し実行されるモード切替判断処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンが実行されると、制御部４８は、まず、電気自動車１１０の運転モードを判断する（ステップＳ２００）。このステップＳ２００において間欠運転モードと判断すると、次に、電圧計５２が検出するキャパシタ電圧ＶC を読み込む（ステップＳ２１０）。そして、ステップＳ２１０で読み込んだキャパシタ電圧ＶC に基づいて、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）を算出する（ステップＳ２２０）。
【００６６】
なお、ステップＳ２１０では、キャパシタ電圧を１点だけ読み込んでいるのではなく、本ルーチンが実行される間隔に比べて充分に短い間隔（ｄｔ）をおいて２回読み込みを行ない、ＶC1，ＶC2の２つの電圧値を取得している。そして、ステップＳ２２０では、これらの値に基づいて、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ、ただしｄＶC ＝ＶC2−ＶC1）を算出している。
【００６７】
キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）を算出すると、次に、基準電圧Ｖ1 を求める（ステップＳ２３０）。基準電圧Ｖ1 は、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）に基づいて、図９に示した関係を参照して求める。既述したように、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）が小さくなるほど、すなわち、負荷要求が大きくキャパシタ２４からの放電の度合いが大きいほど、基準電圧Ｖ1 は大きな値となるように設定される。なお、間欠運転モードとは、燃料電池システム２２を停止してキャパシタ２４から電力を供給する運転モードであるため、このときのキャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）は負の値となる。図９では、キャパシタ電圧上昇率が負の値となるときも正の値となるときも含めて、キャパシタ電圧上昇率が小さいときほど、基準電圧Ｖ1 が大きな値となる様子を示している。キャパシタ電圧上昇率が正の値となるときに求められる基準電圧Ｖ1 を用いる動作は、回生運転モードにおいて燃料電池を起動する際に行なわれるが、これについては後述する。
【００６８】
基準電圧Ｖ1 を求めると、この基準電圧Ｖ1 と、ステップＳ２１０で取得したキャパシタ電圧ＶC （具体的には、上記したＶC2）とを比較する（ステップＳ２４０）。ステップＳ２４０において、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 よりも大きいと判断されるときには、ステップＳ２１０に戻る。その後、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以下となるまで、ステップＳ２１０ないしステップＳ２４０の動作を繰り返す。このとき電気自動車１１０は、間欠運転モードを維持する。
【００６９】
ステップＳ２４０において、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以下であると判断されると、制御部４８は、スイッチ２０に駆動信号を出力してこれを閉状態として、定常運転モードに切り替える動作を行なう（ステップＳ２５０）。このとき、燃料電池システム２２の各部にも駆動信号が出力される。例えば、燃料電池６０にガスを供給するガス供給装置（燃料ガス供給部６１およびブロワ６４）に対して駆動信号が出力され、負荷要求に応じた電力を出力するように、燃料電池６０に対して燃料ガスおよび酸化ガスの供給が開始される。
【００７０】
定常運転モードに切り替わると、再び、キャパシタ電圧ＶC の読み込みを行なう（ステップＳ２６０）。そして、ステップＳ２６０で読み込んだキャパシタ電圧ＶC と、基準電圧Ｖ2 とを比較する（ステップＳ２７０）。ここで、基準電圧Ｖ2 とは、定常運転モードから間欠運転モードに切り替えるか否かの判断を行なうための基準として、予め制御部４８内に記憶したものである。この基準電圧Ｖ2 は、既述したように基準電圧Ｖ1 がキャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）に応じて変動する場合にも、常に基準電圧Ｖ1 よりも大きな値となるように設定されている。
【００７１】
ステップＳ２７０において、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ2 よりも小さいときには、ステップＳ２６０に戻る。そして、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ2 以上となるまで、ステップＳ２６０およびＳ２７０の動作を繰り返す。
【００７２】
ステップＳ２７０において、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ2 以上であると判断されると、制御部４８は、スイッチ２０に駆動信号を出力してこれを開状態をして、間欠運転モードに切り替える動作を行ない（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。このようにスイッチ２０を開状態とすると、燃料電池６０の負荷に対する接続が切断されて燃料電池６０は発電を停止し、負荷に対しては、キャパシタ２４から電力が供給される。なお、ステップＳ２８０で定常運転モードに切り替えられるときには、燃料電池システム２２の各部にも駆動信号が出力され、燃料電池６０へのガスの供給が停止される。
【００７３】
ステップＳ２００において、運転モードが定常運転モードであると判断されたときには、そのままステップＳ２６０に移行し、ステップＳ２６０以下の処理を行なう。
【００７４】
以上のように構成された第３実施例の電源装置１１５では、間欠運転モードから定常運転モードに切り替える判断を行なう際に基準として用いる基準電圧Ｖ1 を、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）が小さくなるときほど大きな値となるように設定している。そのため、間欠運転モードにおいて急激に電力が消費されるときほど、より早く、キャパシタ電圧ＶC がより高いうちに、定常運転モードへの切り替えが行なわれる。これによって、間欠運転モードから定常運転モードへの切り替え時に燃料電池６０の出力電圧が低下しすぎるのを、防止することができる。
【００７５】
定常運転モードへの切り替え時に、スイッチ２０が閉状態となると共に燃料電池６０へのガスの供給が開始されると、負荷要求に応じた電力が燃料電池６０から取り出される。しかしながら、負荷要求が急激に増大する場合には、燃料電池６０において一時的にガス不足の状態となり、燃料電池６０の出力電圧が望ましくない程度に低下してしまうおそれが生じる。燃料電池６０でガス不足が生じる原因の一つとして、燃料電池６０にガスを供給するガス供給装置では、その始動時に、駆動信号に応じた量のガスを供給する状態となるまでに所定の時間を要することが考えられる。また、他の原因として、キャパシタ電圧ＶC が検出されるときと、燃料電池６０が実際に発電を開始するときとの間に、所定の遅れが生じることが考えられる。定常運転モードへの切り替え時には、出力電圧が基準電圧Ｖ1 となる運転ポイントで燃料電池６０が発電するようにガスの供給量が決定されるが、上記遅れが存在するために、実際にスイッチ２０が接続されて燃料電池６０が発電を開始するときには、キャパシタ電圧はさらに低下していることが考えられる。このような場合には、燃料電池６０は、電圧が低下したキャパシタ２４に電力を供給しようとするため発電量が増大し、ガス不足となるおそれがある。本実施例では、キャパシタ電圧上昇率が小さく、電力消費が急激であるほど、基準電圧Ｖ1 を大きく設定し、消費電力がより少ない状態で燃料電池６０を起動するため、このような不都合が生じるのを抑えることができる。
【００７６】
さらに、本実施例によれば、キャパシタ電圧上昇率が小さいときほど、すなわち負荷の増大の程度が大きいときほど、より早く（キャパシタ電圧ＶC がより高い内に）、間欠運転モードから定常運転モードへの切り替えを行なっている。そのため、キャパシタ電圧ＶC と、燃料電池６０の電圧（ＯＣＶ＝open circuit voltage、図３参照）との差がより小さい内に、間欠運転モードから定常運転モードへと切り替えることができる。これにより、上記切り替えを行なう時に、燃料電池６０とキャパシタ２４とを接続する回路において突入電流が生じ、キャパシタ２４やスイッチ２０が損傷を受けるのを防止することができる。同様に、上記電圧差に起因して燃料電池６０が損傷を受けるのを防止することができる。
【００７７】
なお、上記した説明では、ステップＳ２１０において、キャパシタ電圧として、２つの値ＶC1，ＶC2を取得することとしたが、１つの値を取得することとしても良い。このような場合には、本ルーチンを実行する際にはステップＳ２１０で取得したキャパシタ電圧ＶC を、一旦記憶することとすればよい。そして、新たにステップＳ２１０で取得したキャパシタ電圧と、記憶しておいたキャパシタ電圧との差を、キャパシタ電圧の変化量ｄＶC として、キャパシタ電圧変化率の算出を行なえばよい。
【００７８】
また、本実施例では、運転モードの切り替え時に用いる基準電圧の値を、基準電圧Ｖ2 が基準電圧Ｖ1 よりも高くなるように設定しているため、運転モードの切り替えの動作を、効率的に実行することができる。すなわち、運転モードの切り替え時において、いわゆるハンチングが起こるのを防止することができる。なお、基準電圧Ｖ1 とＶ2 との間にこのような差を設けない場合には、図９を参照してキャパシタ電圧上昇率に基づき設定される基準電圧Ｖ1 を、次回、定常運転モードから間欠運転モードへの切り替えを行なう際に用いる基準電圧Ｖ2 としても用いることとすればよい。
【００７９】
また、上記第３実施例では、基準電圧Ｖ2 は一定の値としたが、変動する値としても良い。キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）に応じて基準電圧Ｖ1 が変動しても、常に基準電圧Ｖ1 よりも大きな値として設定されるならば、運転モードの切り替え時にハンチングが起こるのを防止するという効果を得ることができる。
【００８０】
上記第３実施例では、第２実施例と同様に、図７に示した電気自動車１１０に基づいて、運転モード切り替えの動作について説明した。第３実施例のように、キャパシタ電圧上昇率に応じて基準電圧Ｖ1 を設定する制御は、図１に示した第１実施例の電気自動車１０においても、同様に適用可能である。この場合にも、上記第３実施例と同様の効果を得ることができる。実施例１の電源装置１５では、図１０のステップＳ２５０において定常運転モードへの切り替えを行なう際には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の出力電圧が、ステップＳ２３０で求めた基準電圧Ｖ1 となるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に駆動信号を出力すればよい。
【００８１】
Ｇ．第４実施例：
第３実施例では、間欠運転モードから定常運転モードに切り替える際に、燃料電池６０を起動する動作について説明したが、第４実施例では、回生運転モードにおいて燃料電池６０を起動する動作について説明する。回生運転モードとは、既述したように、制動時（車両の走行時に運転者がブレーキを踏み込む動作を行なっているとき）に、駆動モータを発電機として用いることによって、車軸の有する運動エネルギを電気エネルギに変換し、これを回収する運転モードである。第４実施例の制御は、このように回生エネルギをキャパシタに蓄積する際に、キャパシタ電圧が上がりすぎるのを防止するためのものである。以下に示す第４実施例では、第２および第３実施例と同様の電気自動車１１０に基づいて説明を行なう。
【００８２】
図１１は、第４実施例の電気自動車１１０において、制動要求があるとき（車両のブレーキを踏み込む動作が行なわれているとき）に実行される回生運転時判断処理ルーチンを表わすフローチャートである。第４実施例においても、第３実施例と同様に、電気自動車１１０の起動中には、図１０に示したモード切り替え判断処理ルーチンが、制御部４８において繰り返し実行される。ここで、第４実施例では、電気自動車１１０において制動要求があると、この制動要求がある間は、図１０のモード切り替え判断処理ルーチンに代えて、図１１の回生運転時判断処理ルーチンが制御部４８で実行される。
【００８３】
本ルーチンが起動されると、まず、スイッチ２０を開状態として、燃料電池システム２２を停止させ（ステップＳ３００）、回生運転を開始する。なお、制動要求があって本ルーチンが開始される時点で、車両が間欠運転モードであるときには、すでにスイッチ２０は開状態となって燃料電池システム２２は停止状態となっている。そのため、このような場合には、ステップＳ３００を省略してそのまま回生運転を開始する。回生運転が開始されると、電気自動車１１０では、既述したように車軸の有するエネルギが駆動モータ３２を介して回収され、回収された電気エネルギがキャパシタ２４に蓄積されるようになる。このように回生運転が行なわれるときには、駆動モータ３２における電流値波形が所定の位相となるように制御することによって、駆動モータ３２のトルクが制御される。このようにして、配線５０に回生電力が供給される際の電圧が、常にキャパシタ電圧に略等しくなるように制御されて、キャパシタ２４に電荷が蓄積され、キャパシタ電圧が上昇する。
【００８４】
次に、キャパシタ電圧ＶC を読み込み（ステップＳ３１０）、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）を算出する（ステップＳ３２０）。これらの工程は、図１０に示したモード切り替え判断処理ルーチンにおけるステップＳ２１０およびＳ２２０と同様である。ただし、このとき、車両は回生運転モードであり、回生された電力によってキャパシタ２４に電荷を蓄積している状態であるため、キャパシタ電圧上昇率は正の値となる。そして、ステップＳ３２０で算出したキャパシタ電圧上昇率に基づいて、図９に示したキャパシタ電圧上昇率と基準電圧Ｖ1 との関係を参照して、基準電圧Ｖ1 を求める（ステップＳ３３０）。
【００８５】
基準電圧Ｖ1 を求めると、次に、この基準電圧Ｖ1 と、ステップＳ３１０で取得したキャパシタ電圧ＶC とを比較する（ステップＳ３４０）。ステップＳ３４０において、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 よりも小さいと判断されるときには、ステップＳ３１０に戻る。そして、ステップＳ３４０でキャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以上であると判断されるまで、ステップＳ３１０ないしステップＳ３４０の動作を繰り返す。この間、電気自動車１１０は回生運転モードで運転されて、駆動モータ３２が発電した電力によって、キャパシタ２４に電荷が蓄積される。
【００８６】
ステップＳ３４０において、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以上であると判断されると、スイッチ２０を閉状態とすると共に、燃料電池システム２０を起動して（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了する。すなわち、制動要求に伴って駆動モータ３２で発電を行なう回生運転を行ないつつ、燃料電池６０による発電を行なう運転状態にする。このとき、燃料電池システム２０では、ガス供給装置（燃料ガス供給部６１およびブロワ６４）などの燃料電池補機の消費する電力が、燃料電池６０の発電する電力よりも多くなるように、ガス供給装置が制御される。そのため、燃料電池補機の要する電力のうち、燃料電池６０の発電量では不足する分は、回生電力によって賄われるようになる。すなわち、回生運転によって駆動モータ３２で発電された電力は、燃料電池補機によって消費される状態となる。また、このように燃料電池６０の発電量を低く抑えることで、燃料電池の出力電圧およびキャパシタ電圧は、燃料電池６０のＯＣＶ（open circuit voltage）に近い所定の値（の範囲）となり、高いレベルに維持される。
【００８７】
本ルーチンを終了すると、制動要求がなくなるまで（車両のブレーキを踏み込む動作が行なわれなくなるまで）、このような運転状態を維持する。そのため、本ルーチンを実行すると、制動要求がなくなるまでの間、キャパシタ電圧ＶC は、燃料電池６０のＯＣＶに近い上記所定の値（の範囲）に保たれる。なお、図１１に示した回生運転時判断処理ルーチンを実行している途中で、制動要求がなくなると、その時点で回生運転時判断処理ルーチンの実行を中止して、図１０に示したモード切り替え判断処理ルーチンに移行する。
【００８８】
以上のように構成された第４実施例の電源装置によれば、回生運転モードのときに、キャパシタ電圧ＶC が所定の基準電圧Ｖ1 を超えると、燃料電池システム２２を起動して、回生された電力を燃料電池補機によって消費している。そのため、キャパシタ電圧ＶC が、望ましくない程度に上昇してしまうのを防止することができる。その際、上記基準電圧Ｖ1 は、固定の値を用いることとしても、回生運転時にキャパシタ電圧ＶC が上昇しすぎるのを防止する効果を得ることができるが、本実施例では、キャパシタ電圧上昇率が大きいときほど、上記基準電圧Ｖ1 を低い値に設定している。そのため、回生運転によって急激に電力が回収されるときには、より早く燃料電池システム２２を起動することができ、キャパシタ電圧ＶC が上昇しすぎてしまうのを、より確実に防止可能となっている。
【００８９】
なお、このように回生電力を燃料電池補機で消費するために燃料電池６０で発電を行なうと、燃料電池６０で発電する電力は無駄となってしまう。しかしながら、キャパシタ電圧を高いレベルに維持して次の放電に備えることができるため、制動時にエネルギの回収を行なわずに通常のホイールブレーキを用いてエネルギを廃棄する場合に比べると、電気自動車１１０全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００９０】
上記第４実施例では、第２および第３実施例と同様に、図７に示した電気自動車１１０に基づいて、回生運転モードにおいて燃料電池システム２２を起動する動作について説明した。このように、回生運転モードにおいて燃料電池システム２２を起動させる構成は、第１実施例の電気自動車１０においても同様に適用することができる。回生運転によって得られるエネルギを、２次電池を用いずにキャパシタ２４に蓄える動作を行なう場合には、同様の制御を行なうことによって、キャパシタ電圧ＶC が望ましくない程度に上昇してしまうのを防止することができる。
【００９１】
Ｈ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９２】
Ｈ１．変形例１：
図５に示した間欠運転判断処理ルーチンにおいては、運転状態を、定常運転モードから間欠運転モードに変更するかどうかの判断は、配線５０の電圧に基づいて行なったが、異なる値に基づくこととても良い。既述したように、配線５０の電圧に基づくこととすれば、所望のタイミングで正確に切り替えを行なうことができるが、燃料電池６０の出力は、負荷要求に応じて増減するため、負荷の大きさに基づいて判断しても良い。あるいは、燃料電池６０の出力電流値に基づいて、定常運転モードから間欠運転モードへの切り替えの判断をしても良い。燃料電池システム２２のエネルギ効率が望ましくない程度に低下する状態となるときに、間欠運転モードが実行されればよい。
【００９３】
Ｈ２．変形例２：
同様に、図１０に示したモード切り替え判断処理ルーチンにおいても、キャパシタ電圧ＶC （配線５０の電圧）とは異なる値に基づいて、運転モードの切り替えを行なうか否かの判断を行なうこととしても良い。また、図１１に示した回生運転時判断処理ルーチンにおいても、キャパシタ電圧ＶC とは異なる値に基づいて、回生運転時に燃料電池システム２２を起動するか否かの判断を行なうこととしても良い。上記判断を行なう際に用いる値は、電源装置の出力の変動に伴って変動する値であればよい。キャパシタ電圧ＶC 以外に用いることができる値としては、例えば、電源装置１１５から出力されるパワーの大きさを挙げることができる。電源装置１１５からの出力の大きさは、具体的には、駆動モータ３２におけるトルク指令値と、駆動モータ３２の回転数から算出することができる。このような場合には、図９と同様に、出力パワーの変化率と基準出力パワーとの関係を予め設定しておき、これを参照しつつ、算出した出力パワーに基づいて、上記判断を行なえばよい。
【００９４】
あるいは、上記判断を行なう際に、変化率を算出するための値と、基準値との比較を行なうための値とは、異なる値を用いることとしてもよい。例えば、上記判断時には、出力パワーとキャパシタ電圧ＶC との両方を取得することとする。そして、出力パワーの変化率と基準電圧Ｖ1 との関係を予め設定しておく。このような構成とすれば、算出した出力パワーに基づいて、上記設定しておいた関係を参照して、基準電圧Ｖ1 を求め、この基準電圧Ｖ1 と取得したキャパシタ電圧ＶC とを比較することで、上記判断を行なうことができる。
【００９５】
Ｈ３．変形例３：
また、図５に示した間欠運転判断処理ルーチンにおいては、ステップＳ１１０とステップＳ１４０とで、判断に用いる基準電圧値Ｖ0 を、異なる値としても良い。負荷が小さくなって、燃料電池システム２２全体のエネルギ効率が望ましくない程度に低下するときに、間欠運転モードに切り替わればよい。
【００９６】
Ｈ４．変形例４：
第４実施例では、回生運転モードにおいてキャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以上となって、スイッチ２０を閉状態とするときには、燃料電池システム２２を起動したが、燃料電池システム２２の起動は行なわないこととしても良い。この場合には、燃料電池６０による発電を行なうことなく、燃料電池補機（例えばブロワ６４）だけを起動して、この燃料電池補機によって回生電力を消費すればよい。すなわち、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以上となったときには、スイッチ２０は開状態のままで、ブロワ６４を起動する。その際には、ブロワ６４の駆動電圧を制御することによって、回生電力量に合わせて、ブロワ６４における消費電力量を調節すればよい。このとき、スイッチ２３も開状態にすれば、キャパシタ電圧ＶC は、基準電圧Ｖ1 に近い値で保持される。制動要求がなくなったときには、スイッチ２３を閉状態として、図１０のモード切り替え判断処理ルーチンを実行すればよい。
【００９７】
なお、キャパシタ電圧ＶC が、図９を参照して求められる基準電圧Ｖ1 以上となったときには、スイッチ２０は開状態のままで回生運転を中止して、電気自動車では通常のホイールブレーキを用いることとしても良い。このような場合にも、制動要求がある間、キャパシタ電圧ＶC を基準電圧Ｖ1 に近い値で保持することができる。
【００９８】
Ｈ５．変形例５：
図９では、間欠運転モードから定常運転モードに切り替える判断の際に用いる基準電圧Ｖ1 （キャパシタ電圧上昇率が負の時の基準電圧Ｖ1 ）と、回生運転モードにおいて燃料電池システム２２を起動する判断の際に用いる基準電圧Ｖ1 （キャパシタ電圧上昇率が正の時の基準電圧Ｖ1 ）とは、互いに連続する値とした。これに対して、キャパシタ電圧上昇率が負の時の基準電圧Ｖ1 と、キャパシタ電圧上昇率が正の時の基準電圧Ｖ1 とを、不連続な値として設定することとしても良い。その一例を、図１２に示す。図１２に基づくと、キャパシタ電圧上昇率が正であってその絶対値が比較的小さいとき、すなわち、回生される電力量が比較的少ないときには、キャパシタ電圧上昇率に対応する基準電圧Ｖ1 として、より高い値が設定される。このような構成とすれば、回生される電力量の増加の程度が比較的少なく、キャパシタ電圧が上限値を超えるおそれの少ないときに、燃料電池６０を起動する前にキャパシタ２４の電圧をより高くすることができる。
【００９９】
Ｈ６．変形例６：
また、キャパシタ電圧上昇率と基準電圧Ｖ1 との関係は、両者の関係が一定の割合で変化する（図９のように両者の関係を図示したときの傾きが一定となる）状態に限るものではない。図９のように両者の関係を図示したときに、傾きが途中で変化することとしても良く、両者の関係は、キャパシタ２４や燃料電池２２など電気自動車１１０を構成する各部の性能に応じて適宜設定することができる。例えば、キャパシタ電圧上昇率の絶対値が所定の値よりも小さいときには、基準電圧Ｖ1 を一定の値としてもよく、全体として、キャパシタ電圧上昇率が小さいときほど基準電圧Ｖ1 が大きな値に設定されればよい。このような構成の例を、図１３（Ａ），（Ｂ）に示す。このような場合にも、間欠運転モードのときには、消費電力が大きいときほど、より早く定常運転モードへ切り替える判断を行なうことができる。また、回生運転モードのときには、回生電力が大きいときほど、より早く燃料電池システム２２を起動する判断を行なうことができる。
【０１００】
Ｅ７．変形例７：
また、第１ないし第４実施例では、配線５０に対する燃料電池６０の接続を入り切りするスイッチ２０は、燃料電池６０の２つの端子のそれぞれに対して設けたが、どちらか一方だけにスイッチを設けることとしても良い。間欠運転モードにおいて、燃料電池６０からの出力を、停止させることができればよい。
【０１０１】
Ｅ８．変形例８：
既述した実施例では、燃料電池システム２２は、燃料ガスとして水素ガスを用いることとした。これに対して、燃料ガスとして、改質ガスを用いる構成も可能である。このような場合には、図２に示した燃料電池システム２２において、燃料ガス供給部６１として、水素を貯蔵する装置に代えて、改質ガスを生成する装置を備えることとすればよい。具体的には、改質反応に供する改質燃料および水を貯蔵するタンクや、改質触媒を備える改質器、さらに、改質ガス中の一酸化炭素濃度を低減するための反応を促進する触媒を備える反応部などを備えることとすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気自動車１０の構成の概略を表わすブロック図である。
【図２】燃料電池システム２２の構成の概略を表わす説明図である。
【図３】燃料電池６０における出力電流と、出力電圧あるいは出力電力との関係を示す説明図である。
【図４】燃料電池６０の出力の大きさと、エネルギ効率との関係を表わす説明図である。
【図５】間欠運転判断処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図６】定常運転モードと間欠運転モードとが交互に切り替わるときの、燃料電池６０の出力電圧およびキャパシタ２４の電圧を示す説明図である。
【図７】電気自動車１１０の構成の概略を表わすブロック図である。
【図８】キャパシタ電圧ＶC と運転モードとの関係を表わす説明図である。
【図９】キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）と基準電圧Ｖ1 との関係を表わす説明図である。
【図１０】モード切り替え判断処理ルーチンを表わすフローチャートである
【図１１】回生運転時判断処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図１２】キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）と基準電圧Ｖ1 との関係を表わす説明図である。
【図１３】キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）と基準電圧Ｖ1 との関係を表わす説明図である。
【符号の説明】
１０，１１０…電気自動車
１５，１１５…電源装置
２０…スイッチ
２２…燃料電池システム
２３…スイッチ
２４…キャパシタ
２７…残存容量モニタ
２８…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０…駆動インバータ
３２…駆動モータ
３４…減速ギヤ
３６…出力軸
３８…車両駆動軸
４０…高圧補機
４２…ダイオード
４４…降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
４６…低圧補機
４８…制御部
５０…配線
５２…電圧計
６０…燃料電池
６１…燃料ガス供給部
６２…水素ガス供給路
６３…水素ガス排出路
６４…ブロワ
６５…酸化ガス供給路
６６…カソード排ガス路
【図１】
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【図２】
0003719229.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003719229.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003719229.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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