(57)【要約】【課題】車両外部の機器への給電時において燃料電池スタックの所望の発電効率および給電可能時間を確保する。【解決手段】ＥＣＵは、燃料電池スタックの非被毒状態での出力特性劣化情報に応じた出力特性に基づいて、燃料電池スタックの実ＦＣ電流ＩＦに対応する出力電圧を推定する電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａと、燃料電池スタックの実ＦＣ電圧ＶＦと電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａによって推定されたＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０とに基づき、燃料電池スタックの被毒状態を検知する回復処理要否判定部６１Ｄと、を備える。ＥＣＵは、回復処理要否判定部６１Ｄによって検知された被毒状態を解消する回復動作を制御する。【選択図】図３
2014068437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードに供給された燃料およびカソードに供給された空気によって発電する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに前記燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃料電池スタックに前記空気を供給するエアポンプと、
前記燃料電池スタックの出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
前記燃料電池スタックとエネルギーの授受が可能な蓄電装置と、
前記燃料電池スタックおよび前記蓄電装置の電力により駆動する走行用モータと、
前記燃料電池スタックおよび前記蓄電装置の電力を車両外部の機器に供給可能な給電回路と、
制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記燃料電池スタックの非被毒状態での出力特性劣化情報に応じた出力特性に基づいて、前記燃料電池スタックの実際の出力状態に対応する出力電圧を推定する出力電圧推定手段と、
前記出力電圧検出手段によって検出された前記出力電圧の検出値と、前記出力電圧推定手段によって推定された前記出力電圧の推定値と、に基づき、前記燃料電池スタックの被毒状態を検知する被毒状態検知手段と、
前記被毒状態検知手段によって検知された前記被毒状態を解消する回復動作を制御する回復制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池車両の外部給電制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記出力特性劣化情報として前記燃料電池スタックのインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記燃料電池スタックの劣化の無い状態での出力特性を、前記インピーダンス取得手段によって取得された前記インピーダンスに基づき補正することによって、前記燃料電池スタックの非被毒状態での前記インピーダンスに応じた出力特性を取得する出力特性取得手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両の外部給電制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記給電回路から前記機器への給電時に要求される負荷を取得する要求負荷取得手段と、
前記要求負荷取得手段によって取得された前記負荷に基づき、前記給電回路から前記機器への給電が実行される時間に応じた前記被毒状態の変化を予測し、該被毒状態の変化に応じた前記出力電圧の低下量に対する閾値を取得する閾値取得手段と、を備え、
前記被毒状態検知手段は、前記出力電圧の検出値と前記出力電圧の推定値との差が、前記閾値取得手段によって取得された前記閾値を超えたか否かを判定することによって、前記回復動作の制御が必要とされる前記被毒状態の有無を検知する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池車両の外部給電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池車両の外部給電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、燃料電池と蓄電池とを備える燃料電池車両に対して、インバータを備える定置電源システム（外部給電システム）を着脱可能とし、燃料電池と蓄電池とからインバータへと電力を供給する電力供給システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２５３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る電力供給システムによれば、燃料電池車両の運転中における走行用モータなどへの電力供給時に比べて、燃料電池車両の停止中における外部給電システムへの電力供給時には、より長時間に亘って燃料電池の被毒が進行し易い負荷領域で発電状態が維持される場合がある。また、燃料電池車両の運転中の電力供給時に比べて、燃料電池車両の停止中の外部給電システムへの電力供給時には、走行風による燃料電池の冷却ができずに燃料電池の温度が上昇し易くなり、この温度上昇に起因して燃料電池の劣化が進行する場合がある。
これらの問題が生じることに対して、燃料電池の被毒による劣化と温度上昇による劣化とを区別して、各劣化に対して適切な対応を適用することによって、燃料電池の所望の発電効率および給電可能時間を確保することが望まれている。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両外部の機器への給電時において燃料電池スタックの所望の発電効率および給電可能時間を確保することが可能な燃料電池車両の外部給電制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１の発明に係る燃料電池車両の外部給電制御装置（例えば、実施に形態における外部給電制御装置１）は、アノード（例えば、実施に形態におけるアノード２１Ａ）に供給された燃料（例えば、実施に形態における水素）およびカソード（例えば、実施に形態におけるカソード２１Ｃ）に供給された空気によって発電する燃料電池スタック（例えば、実施に形態における燃料電池スタック２１）と、前記燃料電池スタックに前記燃料を供給する燃料供給手段（例えば、実施に形態における水素タンク１０７および第１水素供給弁１０９および第２水素供給弁１１１）と、前記燃料電池スタックに前記空気を供給するエアポンプ（例えば、実施に形態におけるエアポンプ２６）と、前記燃料電池スタックの出力電圧を検出する出力電圧検出手段（例えば、実施に形態におけるＦＣ電圧センサ８０Ａ）と、前記燃料電池スタックとエネルギーの授受が可能な蓄電装置（例えば、実施に形態におけるバッテリ２２）と、前記燃料電池スタックおよび前記蓄電装置の電力により駆動する走行用モータ（例えば、実施に形態における走行用モータ２４）と、前記燃料電池スタックおよび前記蓄電装置の電力を車両外部の機器（例えば、実施に形態における外部給電装置１２および外部負荷１３）に供給可能な給電回路（例えば、実施に形態における給電口１１ａ）と、制御手段（例えば、実施に形態におけるＥＣＵ６１）と、を備え、前記制御手段は、前記燃料電池スタックの非被毒状態での出力特性劣化情報に応じた出力特性に基づいて、前記燃料電池スタックの実際の出力状態（例えば、実施に形態における実ＦＣ電流ＩＦ）に対応する出力電圧を推定する出力電圧推定手段（例えば、実施に形態における電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａ）と、前記出力電圧検出手段によって検出された前記出力電圧の検出値（例えば、実施に形態における実ＦＣ電圧ＶＦ）と、前記出力電圧推定手段によって推定された前記出力電圧の推定値（例えば、実施に形態におけるＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０）と、に基づき、前記燃料電池スタックの被毒状態を検知する被毒状態検知手段（例えば、実施に形態における回復処理要否判定部６１Ｄ）と、前記被毒状態検知手段によって検知された前記被毒状態を解消する回復動作を制御する回復制御手段（例えば、実施に形態におけるステップＳ１７）と、を備える。
【０００７】
さらに、本発明の第２の発明に係る燃料電池車両の外部給電制御装置では、前記制御手段は、前記出力特性劣化情報として前記燃料電池スタックのインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段（例えば、実施に形態におけるステップＳ０３）と、前記燃料電池スタックの劣化の無い状態での出力特性を、前記インピーダンス取得手段によって取得された前記インピーダンスに基づき補正することによって、前記燃料電池スタックの非被毒状態での前記インピーダンスに応じた出力特性を取得する出力特性取得手段（例えば、実施に形態における電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａが兼ねる）と、を備える。
【０００８】
さらに、本発明の第３の発明に係る燃料電池車両の外部給電制御装置では、前記制御手段は、前記給電回路から前記機器への給電時に要求される負荷を取得する要求負荷取得手段（例えば、実施に形態における回復処理要求閾値出力部６１Ｃ）と、前記要求負荷取得手段によって取得された前記負荷に基づき、前記給電回路から前記機器への給電が実行される時間に応じた前記被毒状態の変化を予測し、該被毒状態の変化に応じた前記出力電圧の低下量に対する閾値（例えば、実施に形態における回復処理要求閾値ＤＴＨ）を取得する閾値取得手段（例えば、実施に形態における回復処理要求閾値出力部６１Ｃが兼ねる）と、を備え、前記被毒状態検知手段は、前記出力電圧の検出値と前記出力電圧の推定値との差が、前記閾値取得手段によって取得された前記閾値を超えたか否かを判定することによって、前記回復動作の制御が必要とされる前記被毒状態の有無を検知する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の発明に係る燃料電池車両の外部給電制御装置によれば、燃料電池スタックの出力特性の劣化を、非被毒状態での出力特性劣化情報に応じた劣化と被毒状態に応じた劣化とに適切に区別して、被毒状態を精度よく検知することができる。これにより、燃料電池スタックの劣化のうち、被毒状態に応じた劣化に対して、被毒状態を解消するための回復動作を適切に制御することができ、燃料電池スタックの被毒による劣化を回復させて、所望の発電効率および給電可能時間を確保することができる。
【００１０】
本発明の第２の発明に係る燃料電池車両の外部給電制御装置によれば、例えば燃料電池スタックの温度状態などに応じて増大するインピーダンスに起因する燃料電池スタックの出力特性の劣化を適切に把握することができる。これにより、燃料電池スタックの劣化のうち、非被毒状態でのインピーダンスに応じて劣化した出力特性を精度よく取得することができる。
【００１１】
本発明の第３の発明に係る燃料電池車両の外部給電制御装置によれば、給電回路から機器への給電が実行される時間に応じた被毒状態の変化を予測することによって、被毒状態の変化に応じた出力電圧の低下量に対して所望の適切な閾値を設定することができる。
これにより、例えば被毒状態が所定の程度を超えた状態に至るよりも前のタイミングなどの所望のタイミングで回復動作を適切に制御することができ、燃料電池スタックの被毒による劣化を的確に回復させて、所望の発電効率および給電可能時間を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る給電システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る燃料電池車両のＥＣＵの構成の一部を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る燃料電池スタックの出力特性（電流電圧特性）を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る燃料電池スタックの外部要求負荷に応じた触媒被毒電流電圧特性低下量の変化の例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る燃料電池スタックの外部要求負荷に応じた回復処理要求閾値の変化の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る燃料電池スタックのサイクリックボルタンメトリー図およびセル電圧に応じた劣化量の変化の例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る燃料電池車両の外部給電制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係る給電システムの外部給電中および走行中における燃料電池スタックの外部要求負荷とインピーダンスと出力電圧との対応の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の外部給電制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
【００１４】
本実施の形態による燃料電池車両の外部給電制御装置１は、例えば図１に示すように、給電システム１０を構成する燃料電池車両１１に搭載され、この給電システム１０は、例えば、燃料電池車両１１と、この燃料電池車両１１とは別体に設けられた外部給電装置１２と、を備えて構成され、外部の交流機器などの外部負荷１３に対して電力を供給する。
【００１５】
燃料電池車両の外部給電制御装置１は、例えば、燃料電池車両１１の車両後部のトランクルーム内などに、燃料電池車両１１の電源に接続された給電口１１ａを備え、外部給電装置１２をトランクルーム内などに搭載可能である。
外部給電装置１２は、例えば、燃料電池車両１１に設けられた給電口１１ａに着脱可能に嵌合される給電コネクタ１２ａを備えている。
給電コネクタ１２ａは、例えば、給電口１１ａに設けられた複数の端子に電気的に接続可能な複数のコネクタピンを備えている。
【００１６】
燃料電池車両１１と外部給電装置１２とは、燃料電池車両１１の給電口１１ａに外部給電装置１２の給電コネクタ１２ａが嵌合され、この嵌合に伴って給電口１１ａの複数の端子に給電コネクタ１２ａの複数のコネクタピンが接続されることによって、電気的に接続される。
【００１７】
また、外部給電装置１２は、例えば、外部負荷１３を電気的に接続可能な電力出力部１２ｂを備え、給電コネクタ１２ａから入力された燃料電池車両１１の直流電力を交流電力に変換して、この変換後の交流電力を電力出力部１２ｂから外部負荷１３に供給可能である。
【００１８】
燃料電池車両の外部給電制御装置１は、例えば、燃料電池スタック２１と、バッテリ２２と、電圧調整器（ＶＣＵ）２３と、走行用モータ２４と、パワードライブユニット（ＰＤＵ）２５と、エアポンプ２６と、エアポンプ用インバータ（ＡＰＩＮＶ）２７と、ダウンバータ（ＤＶ）２８と、１２Ｖバッテリ２９と、バッテリプリチャージ部３０およびバッテリコンタクタ部３１と、外部給電プリチャージ部３２および外部給電コンタクタ部３３と、制御装置３４と、を備えて構成されている。
【００１９】
燃料電池スタック２１は、例えば、陽イオン交換膜などからなる固体高分子電解質膜を、アノード触媒およびガス拡散層からなる燃料極（アノード）２１Ａと、カソード触媒およびガス拡散層からなる酸素極（カソード）２１Ｃとで挟持してなる電解質電極構造体を、更に一対のセパレータで挟持してなる燃料電池セルを多数組積層して構成されている。そして、燃料電池セルの積層体は一対のエンドプレートによって積層方向の両側から挟み込まれている。
【００２０】
燃料電池スタック２１のカソード２１Ｃには酸素を含む酸化剤ガス（反応ガス）である空気がエアポンプ２６から供給可能であり、アノード２１Ａには水素を含む燃料ガス（反応ガス）が高圧の水素タンク（図示略）などから供給可能である。
そして、反応ガスの供給時に、アノード２１Ａのアノード触媒上で触媒反応によりイオン化された水素は、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソード２１Ｃへと移動し、この移動に伴って発生する電子が外部回路に取り出され、直流電力を発生する。このときカソード２１Ｃにおいては、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。
【００２１】
バッテリ２２は、例えば、高圧系のリチウムイオン型などの２次電池であり、電圧調整器２３を介して燃料電池スタック２１に接続されている。
【００２２】
電圧調整器２３は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータなどを備え、燃料電池スタック２１とバッテリ２２との間での電力の授受に対して電圧調整を行なう。
なお、電圧調整器２３は、例えば、バッテリ２２側に平滑コンデンサ２３ａを備えている。
【００２３】
走行用モータ２４は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のＤＣブラシレスモータであって、パワードライブユニット２５による制御に応じて力行運転および発電運転可能である。
例えば、走行用モータ２４は、各相のコイルに交流の相電流が通電されることで力行運転を行ない、変速機（Ｔ／Ｍ）２４ａを介して駆動輪Ｗを駆動する。また、燃料電池車両１１の減速時などにおいて駆動輪側から駆動力が伝達されることで発電運転（回生運転）を行ない、発電電力（回生電力）を出力する。
【００２４】
パワードライブユニット２５は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路および平滑コンデンサなどを具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるインバータを備えて構成されている。
【００２５】
このインバータは、例えば走行用モータ２４の力行運転時において、制御装置３４から出力されるＰＷＭ信号に基づき、各相毎に対をなす各スイッチング素子のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。これによって、バッテリ２２から電圧調整器２３を介して供給される直流電力あるいは燃料電池スタック２１から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、走行用モータ２４の各相のコイルへの通電を順次転流させることで交流の各相電流を通電する。
【００２６】
一方、例えば走行用モータ２４の発電運転時において、インバータは、走行用モータ２４のロータの回転角に基づいて同期がとられたゲート信号に応じて各スイッチング素子をオン（導通）／オフ（遮断）させ、走行用モータ２４から出力される交流の発電電力を直流電力に変換する。
【００２７】
エアポンプ２６は、例えば、エアポンプ用インバータ２７から出力される交流電力によって回転駆動されるポンプ駆動用モータ（図示略）を備える電動コンプレッサであって、外部から空気を取り込んで圧縮し、圧縮後の空気を反応ガスとして燃料電池スタック２１のカソードに供給する。
【００２８】
エアポンプ用インバータ２７は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータなどであり、制御装置３４から出力される制御信号に基づき、バッテリ２２から電圧調整器２３を介して供給される直流電力あるいは燃料電池スタック２１から供給される直流電力によって、エアポンプ２６のポンプ駆動用モータを回転駆動し、ポンプ駆動用モータの回転数を制御する。
【００２９】
ダウンバータ２８は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータなどを備え、バッテリ２２の高圧の端子間電圧あるいは燃料電池スタック２１から電圧調整器２３を介して印加される高圧の電圧を低圧の所定電圧（１２Ｖ）まで降圧して、降圧後の所定電圧の電力によって１２Ｖバッテリ２９を充電する。
【００３０】
１２Ｖバッテリ２９は、例えば、制御装置３４および各種補機類からなる電気負荷を駆動するための低圧の所定電圧の電力を出力する。
【００３１】
バッテリプリチャージ部３０およびバッテリコンタクタ部３１は、例えば、バッテリ２２と、電圧調整器２３およびダウンバータ２８との間に設けられている。
バッテリプリチャージ部３０は、例えば、直列に接続されたプリチャージコンタクタ４１およびプリチャージ抵抗４２により構成されている。
【００３２】
バッテリコンタクタ部３１は、例えば、燃料電池車両１１の正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）においてバッテリ２２の正極端子に接続された正極側バッテリコンタクタ４３と、負極側の高圧ライン（ＨＶ−）においてバッテリ２２の負極端子に接続された負極側バッテリコンタクタ４４と、により構成されている。
そして、バッテリプリチャージ部３０は、正極側バッテリコンタクタ４３の両端に（つまり、正極側バッテリコンタクタ４３に並列に）接続されている。
【００３３】
外部給電プリチャージ部３２および外部給電コンタクタ部３３は、例えば、バッテリプリチャージ部３０およびバッテリコンタクタ部３１と、給電口１１ａとの間に設けられている。
外部給電プリチャージ部３２は、例えば、直列に接続されたプリチャージコンタクタ５１およびプリチャージ抵抗５２により構成されている。
【００３４】
外部給電コンタクタ部３３は、例えば、燃料電池車両１１の正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）において正極側バッテリコンタクタ４３に接続された正極側外部給電コンタクタ５３と、負極側の高圧ライン（ＨＶ−）において負極側バッテリコンタクタ４４に接続された負極側外部給電コンタクタ５４と、により構成されている。
そして、外部給電プリチャージ部３２は、正極側外部給電コンタクタ５３の両端に（つまり、正極側外部給電コンタクタ５３に並列に接続されている。
【００３５】
そして、各コンタクタ４１，４３，４４，５１，５３，５４は、例えば、制御装置３４から出力される制御信号に基づき、導通および遮断を切り替え可能である。
【００３６】
制御装置３４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの電子回路により構成されるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）６１を備えている。
【００３７】
ＥＣＵ６１は、例えば、パワードライブユニット２５の電力変換動作を制御することによって走行用モータ２４の力行運転および発電運転を制御する。
例えば、ＥＣＵ６１は、各種のセンサやスイッチなどから出力される信号に基づき、走行用モータ２４の目標トルクを算出し、実際に走行用モータ２４から出力されるトルクを目標トルクに一致させるようにして、走行用モータ２４に通電される電流に対するフィードバック制御などを実行する。
【００３８】
ＥＣＵ６１は、例えば、エアポンプ用インバータ２７の電力変換動作や反応ガスの流路に設けられた各種バルブの開閉や電圧調整器２３の電圧調整動作などを制御することによって、燃料電池スタック２１への反応ガスの供給および燃料電池スタック２１の発電量（発電電力）を制御する。
【００３９】
ＥＣＵ６１は、例えば、各種のセンサやスイッチなどから出力される信号、さらに、インバータ制御装置８２から出力される信号などに基づき、バッテリ２２を含む高圧電装系の監視および保護などの制御を行なう。
【００４０】
例えば、ＥＣＵ６１は、イグニッションスイッチ７１およびパワースイッチ７２などの各指令信号と、速度センサ７３およびアクセルペダル開度センサ７４およびブレーキペダルスイッチ（図示略）などの各検出信号とに基づき、燃料電池車両１１の運転状態を制御する。
【００４１】
なお、イグニッションスイッチ７１は、運転者の操作に応じて燃料電池車両１１の起動および停止を指示する指令信号（ＩＧＳＷ）を出力する。
また、パワースイッチ７２は、運転者の操作に応じて燃料電池スタック２１の起動（例えば、エアポンプ２６の起動など）を指示する指令信号（ＰＳＷ）を出力する。
【００４２】
また、速度センサ７３は、燃料電池車両１１の速度を検出する。
また、アクセルペダル開度センサ７４は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みに応じたアクセルペダルのストローク量（アクセル開度）を検出する。
また、ブレーキペダルスイッチは、運転者によるブレーキペダルの操作有無を検出する。
【００４３】
また、例えば、ＥＣＵ６１は、バッテリ２２の端子間電圧（バッテリ電圧）ＶＢを検出するバッテリ電圧センサ７５および電流ＩＢを検出するバッテリ電流センサ７６および温度ＴＢを検出するバッテリ温度センサ７７の各検出信号に基づき、残容量ＳＯＣ（State Of Charge）などの各種の状態量を算出する。
そして、算出した各種の状態量に基づいて、バッテリプリチャージ部３０およびバッテリコンタクタ部３１の導通および遮断を制御することによって、バッテリ２２の充電および放電を制御する。
【００４４】
さらに、ＥＣＵ６１は、燃料電池車両１１に接続された外部給電装置１２への給電および外部給電装置１２の電力変換動作を制御するとともに、外部給電装置１２の異常有無を検知する。
例えば、ＥＣＵ６１は、外部給電プリチャージ部３２および外部給電コンタクタ部３３の導通および遮断を制御することによって、外部給電装置１２への給電を制御する。
【００４５】
なお、ＥＣＵ６１には、各種のセンサやスイッチなどとともに、燃料電池車両１１の各種の状態を表示する計器類からなるメータ７８が接続されている。
【００４６】
また、例えば、ＥＣＵ６１は、燃料電池スタック２１の出力電圧（実ＦＣ電圧）ＶＦを検出するＦＣ電圧センサ８０Ａおよび出力電流（実ＦＣ電流）ＩＦを検出するＦＣ電流センサ８０ＢおよびインピーダンスＩＭを検出するインピーダンスセンサ８０Ｃおよび後述する第５温度センサ１２２ｅの各検出信号に基づき、燃料電池スタック２１の状態（例えば、劣化状態など）を検知する。そして、検知した状態に基づいて、燃料電池スタック２１の動作を制御する。
【００４７】
なお、インピーダンスセンサ８０Ｃは、例えば、燃料電池スタック２１に一定周波数の電流を通電したときの電圧挙動からインピーダンスＩＭを検出する。
【００４８】
外部給電装置１２は、例えば、少なくとも１つ以上のインバータ８１と、インバータ制御装置８２と、を備えて構成されている。
【００４９】
インバータ８１は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路および平滑コンデンサなどを備え、インバータ制御装置８２から出力されるスイッチング指令信号に基づき、各スイッチング素子のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。これによって、燃料電池車両１１に設けられた給電口１１ａに嵌合された給電コネクタ１２ａを介して燃料電池車両１１の電源（例えば、燃料電池スタック２１と、バッテリ２２となど）から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を外部負荷１３に供給可能である。
なお、インバータ８１は、例えば、平滑コンデンサ８１ａを介して外部給電コンタクタ部３３に接続されている。
【００５０】
インバータ制御装置８２は、例えば、燃料電池車両１１のＥＣＵ６１から供給される制御用電力によって作動し、ＥＣＵ６１から出力される各種の指令信号に応じて、インバータ８１の電力変換動作および給電コネクタ１２ａの電磁ロック８３の動作を制御することによって外部負荷１３への給電を制御する。
【００５１】
なお、インバータ８１の正極側および負極側の入力端子は、燃料電池車両１１の給電口１１ａに外部給電装置１２の給電コネクタ１２ａが嵌合されることによって、電磁ロック８３を介して、燃料電池車両１１の正極側および負極側の高圧ライン（ＨＶ＋），（ＨＶ−）に接続可能となる。
電磁ロック８３は、インバータ制御装置８２の制御によって、インバータ８１の正極側および負極側の入力端子と、燃料電池車両１１の正極側および負極側の高圧ライン（ＨＶ＋），（ＨＶ−）との間の電気的な接続と遮断とを切り替える。
【００５２】
また、インバータ制御装置８２は、例えば、インバータ８１の入力電圧（インバータ電圧ＶＩ）を検出するインバータ電圧センサ８４の検出信号に基づき、外部給電装置１２の状態に係る情報の信号を出力する。
【００５３】
インバータ制御装置８２は、例えば、給電コネクタ１２ａに備えられた各コネクタピンに接続されている。
また、燃料電池車両１１の給電口１１ａは、給電コネクタ１２ａの各コネクタピンに接続される各端子を備え、制御装置３４のＥＣＵ６１は、適宜の信号線によって給電口１１ａの各端子に接続されている。
これらにより、燃料電池車両１１のＥＣＵ６１と、インバータ制御装置８２とは、燃料電池車両１１の給電口１１ａに外部給電装置１２の給電コネクタ１２ａが嵌合され、この嵌合に伴って給電口１１ａの複数の端子に給電コネクタ１２ａの複数のコネクタピンが接続された状態において、相互に各種の信号を送受信可能である。
【００５４】
なお、燃料電池車両１１のＥＣＵ６１とインバータ制御装置８２との間で送受信される信号は、例えば、外部給電装置１２から外部負荷１３への電力の出力要求（外部給電要求）を指示する信号と、外部給電装置１２から外部負荷１３への電力の出力許可を指示する信号と、燃料電池車両１１から外部給電装置１２への給電の許可および禁止を指示する信号と、給電口１１ａと給電コネクタ１２ａとの嵌合有無を示す信号（例えば、嵌合信号など）と、ＥＣＵ６１からインバータ制御装置８２へと供給される制御用電圧の信号と、インバータ電圧センサ８４により検出されたインバータ電圧（検出値）ＶＩの検出結果の信号と、外部給電装置１２が外部負荷１３への給電時に要求する負荷（外部要求負荷）ＲＬを指示する信号と、などである。
【００５５】
燃料電池スタック２１は、例えば図２に示すように、燃料電池システム１００を構成している。
そして、燃料電池車両の外部給電制御装置１は、例えば、燃料電池システム１００を備えている。
燃料電池システム１００は、例えば、燃料電池スタック（ＦＣ）２１と、ガス供給系１００ａと、冷却系１００ｂと、を備えている。
【００５６】
ガス供給系１００ａは、例えば、インテイク１０１と、エアポンプ（ＡＰ）２６と、空冷式インタークーラ（ＩＣ）１０３と、加湿器１０４と、圧力制御弁１０５と、インジェクション１０６と、水素タンク１０７と、タンク内水素遮断弁１０８と、第１水素供給弁１０９と、水素遮断弁１１０と、第２水素供給弁１１１と、エゼクタ１１２と、気液分離器１１３と、循環弁１１４と、空気取入弁１１５と、パージ弁１１６と、排気弁１１７と、ドレイン弁１１８と、希釈器１２０と、希釈補助弁１２１と、第１〜第５温度センサ１２２ａ〜１２２ｅと、流量センサ１２３と、第１〜第４圧力センサ１２４ａ〜１２４ｄと、を備えている。
【００５７】
インテイク１０１は、例えば、燃料電池スタック２１のカソード供給口２１ａに一端が接続されたカソードガス流路１００Ａの他端（つまり、ガス流通方向の上流端）に設けられている。
エアポンプ２６は、例えば、カソードガス流路１００Ａにおいてインテイク１０１よりも下流側に設けられ、制御装置３４により駆動制御されるエアーコンプレッサーなどを備えている。
エアポンプ２６は、例えば、インテイク１０１を介して外部から空気を取り込んで圧縮し、圧縮後の空気をカソードガス流路１００Ａに排出する。
【００５８】
なお、例えば、インテイク１０１とエアポンプ２６との間のカソードガス流路１００Ａには第１温度センサ１２２ａおよび流量センサ１２３が備えられ、第１温度センサ１２２ａおよび流量センサ１２３は、エアポンプ２６によって外部から取り込まれる空気の温度Ｔ１および流量Ｇ１を検出し、検出結果の信号を出力する。
【００５９】
空冷式インタークーラ１０３は、例えば、カソードガス流路１００Ａにおいてエアポンプ２６よりも下流側に設けられ、エアポンプ２６から排出された空気を冷却し、冷却後の空気をカソードガス流路１００Ａに排出する。
【００６０】
加湿器１０４は、例えば、空冷式インタークーラ１０３とカソード供給口２１ａとの間でカソードガス流路１００Ａに接続されるとともに、燃料電池スタック２１のカソード排出口２１ｂに一端（つまり、排出ガス流通方向の上流端）が接続されたカソードガス排出流路１００Ｂに接続され、中空糸膜などの水透過膜を備えて構成されている。
【００６１】
加湿器１０４は、例えば、燃料電池スタック２１のカソード２１Ｃから排出された空気などの排出ガス（カソードオフガス）を加湿用のガスとして用いて、カソードガス流路１００Ａの空気（カソードガス）を加湿する。
加湿器１０４は、例えば、エアポンプ２６から供給された空気と燃料電池スタック２１のカソード２１Ｃから排出された湿潤状態の排出ガスとを水透過膜を介して接触させることで、排出ガスに含まれる水分（特に、水蒸気）のうち水透過膜の膜穴を透過した水分を空気（カソードガス）に添加する。
【００６２】
なお、加湿器１０４を迂回するようにしてカソードガス流路１００Ａに接続されたカソードガス迂回流路１００Ｃには第１圧力センサ１２４ａが備えられ、第１圧力センサ１２４ａはカソードガス迂回流路１００Ｃ内の空気の圧力を検出し、検出結果の信号を出力する。
また、カソード排出口２１ｂと加湿器１０４との間のカソードガス排出流路１００Ｂには第２温度センサ１２２ｂが備えられ、第２温度センサ１２２ｂは、カソード排出口２１ｂから排出されたカソードオフガスの温度Ｔ２を検出し、検出結果の信号を出力する。
【００６３】
圧力制御弁１０５は、例えば、カソードガス排出流路１００Ｂにおいて加湿器１０４の下流側と希釈器１２０との間に設けられ、制御装置３４の制御によって、カソードガス排出流路１００Ｂ内のカソードオフガスの圧力を制御する。
【００６４】
インジェクション１０６は、例えば、カソードガス流路１００Ａにおいて空冷式インタークーラ１０３と加湿器１０４との間から分岐する信号ガス流路１００Ｄに設けられ、信号ガス流路１００Ｄ内の空気の圧力を信号圧として第２水素供給弁１１１に供給する。
【００６５】
水素タンク１０７は、例えば、燃料電池スタック２１のアノード供給口２１ｃに一端が接続されたアノードガス流路１００Ｅの他端（つまり、ガス流通方向の上流端）に設けられ、圧縮された水素を貯留し、水素を排出可能である。
タンク内水素遮断弁１０８は、例えば、水素タンク１０７に設けられ、水素タンク１０７からの水素の排出を遮断可能である。
【００６６】
なお、水素タンク１０７とタンク内水素遮断弁１０８との間のアノードガス流路１００Ｅには第３温度センサ１２２ｃが備えられ、第３温度センサ１２２ｃは、水素タンク１０７から排出される水素の温度Ｔ３を検出し、検出結果の信号を出力する。
【００６７】
第１水素供給弁１０９は、例えば、アノードガス流路１００Ｅにおいてタンク内水素遮断弁１０８よりも下流側に設けられ、制御装置３４の制御などによって、水素タンク１０７から排出された水素の圧力を減圧し、減圧後の水素をアノードガス流路１００Ｅに排出する。
なお、タンク内水素遮断弁１０８と第１水素供給弁１０９との間のアノードガス流路１００Ｅには第２圧力センサ１２４ｂが備えられ、第２圧力センサ１２４ｂは、第１水素供給弁１０９よりも上流側におけるアノードガス流路１００Ｅ内の水素の圧力Ｐ２を検出し、検出結果の信号を出力する。
【００６８】
水素遮断弁１１０は、例えば、アノードガス流路１００Ｅにおいて第１水素供給弁１０９よりも下流側に設けられ、制御装置３４の制御などによって、アノードガス流路１００Ｅ内の水素の流通を遮断可能である。
なお、第１水素供給弁１０９と水素遮断弁１１０との間のアノードガス流路１００Ｅには第３圧力センサ１２４ｃが備えられ、第３圧力センサ１２４ｃは、第１水素供給弁１０９よりも下流側におけるアノードガス流路１００Ｅ内の水素の圧力Ｐ３を検出し、検出結果の信号を出力する。
【００６９】
第２水素供給弁１１１は、例えば、アノードガス流路１００Ｅにおいて水素遮断弁１１０の下流側に設けられ、インジェクション１０６から供給される信号圧に応じた圧力の水素を、アノードガス流路１００Ｅに排出し、燃料電池スタック２１のアノード２１Ａとカソード２１Ｃとの間の極間差圧を所定圧に保持する。
【００７０】
エゼクタ１１２は、例えば、アノードガス流路１００Ｅにおいて第２水素供給弁１１１よりも下流側に設けられている。
エゼクタ１１２は、例えば、アノードガス流路１００Ｅの上流側に接続されたノズル１１２ａと、アノードガス流路１００Ｅの下流側に接続された排出管１１２ｂと、燃料電池スタック２１のアノード排出口２１ｄに一端（つまり、排出ガス流通方向の上流端）が接続されたアノードガス排出流路１００Ｆから分岐するアノードガス循環流路１００Ｇに接続された副流導入管１１２ｃと、を備えている。
【００７１】
エゼクタ１１２は、例えば、燃料電池スタック２１のアノード２１Ａを通過してアノード排出口２１ｄから排出された未反応の水素を含む排出ガス（アノードオフガス）の一部を、第２水素供給弁１１１からアノードガス流路１００Ｅに供給された水素に混合して、燃料電池スタック２１のアノード２１Ａに再び供給する。
【００７２】
気液分離器１１３は、例えば、アノードガス排出流路１００Ｆに設けられ、アノードガス排出流路１００Ｆ内の排出ガス（アノードオフガス）に含まれる水分を分離し、分離後の排出ガスをガス排出口１１３ａから排出し、分離後の水分を水分排出口１１３ｂから排出する。
なお、気液分離器１１３には第４温度センサ１２２ｄが備えられ、第４温度センサ１２２ｄは、気液分離器１１３内の排出ガスの温度Ｔ４を検出し、検出結果の信号を出力する。
【００７３】
循環弁１１４は、例えば、気液分離器１１３のガス排出口１１３ａとエゼクタ１１２の副流導入管１１２ｃとを接続するアノードガス循環流路１００Ｇに設けられた逆止弁などである。
循環弁１１４は、例えば、気液分離器１１３からエゼクタ１１２へと向かう方向とされる順方向のガス流通を許容し、エゼクタ１１２から気液分離器１１３へと向かう方向とされる逆方向のガス流通を遮断する。
【００７４】
空気取入弁１１５は、例えば、カソードガス流路１００Ａにおいて空冷式インタークーラ１０３と加湿器１０４との間から分岐してアノードガス流路１００Ｅにおいてエゼクタ１１２とアノード供給口２１ｃとの間に接続される空気取入流路１００Ｈに設けられている。
空気取入弁１１５は、例えば、制御装置３４の制御によって、掃気用などの空気をカソードガス流路１００Ａからアノードガス流路１００Ｅに供給可能である。
【００７５】
なお、空気取入弁１１５とアノードガス流路１００Ｅとの間の空気取入流路１００Ｈには第４圧力センサ１２４ｄが備えられ、第４圧力センサ１２４ｄは、空気取入弁１１５よりも下流側における空気取入流路１００Ｈ内の空気の圧力Ｐ４を検出し、検出結果の信号を出力する。
【００７６】
パージ弁１１６は、例えば、アノードガス排出流路１００Ｆにおいて気液分離器１１３のガス排出口１１３ａと希釈器１２０との間に設けられ、制御装置３４の制御によって、気液分離器１１３のガス排出口１１３ａから排出された排出ガスを希釈器１２０に供給可能である。
【００７７】
排気弁１１７は、例えば、アノードガス排出流路１００Ｆにおいて気液分離器１１３のガス排出口１１３ａとカソードガス排出流路１００Ｂにおいて圧力制御弁１０５と希釈器１２０との間とを接続するガス排出流路１００Ｊに設けられている。
排気弁１１７は、例えば、制御装置３４の制御によって、空気取入弁１１５を介してアノードガス流路１００Ｅに導入された後に気液分離器１１３から排出された掃気用などの空気を、ガス排出流路１００Ｊおよびカソードガス排出流路１００Ｂを介して希釈器１２０に供給可能である。
【００７８】
ドレイン弁１１８は、例えば、気液分離器１１３の水分排出口１１３ｂとアノードガス排出流路１００Ｆにおいてパージ弁１１６と希釈器１２０との間とを接続する水分排出流路１００Ｋに設けられ、制御装置３４の制御によって、気液分離器１１３の水分排出口１１３ｂから排出された水分を希釈器１２０に供給可能である。
【００７９】
希釈器１２０は、例えば、パージ弁１１６から排出された排出ガスの水素濃度を、圧力制御弁１０５から排出された空気と希釈補助弁１２１から排出された空気とにより希釈し、希釈後の水素濃度が所定濃度以下に低減された排出ガスを外部（例えば、大気中など）に排出可能である。
【００８０】
希釈補助弁１２１は、例えば、カソードガス流路１００Ａにおいて空冷式インタークーラ１０３と加湿器１０４との間から分岐する希釈補助流路１００Ｌに設けられ、制御装置３４の制御によって、希釈補助流路１００Ｌ内の空気を希釈器１２０に供給可能である。
【００８１】
冷却系１００ｂは、例えば、ウォーターポンプ（ＷＰ）１３１と、ラジエータ１３２と、ラジエータファン１３３と、サーモスタットバルブ１３４と、熱交換器１３５と、イオン交換器１３６と、を備えている。
【００８２】
ウォーターポンプ１３１は、例えば、エアポンプ２６と同軸であって、エアポンプ２６と同調して回転可能とされ、燃料電池スタック２１内に設けられた冷媒流路を経由する冷媒循環流路１００Ｍにおいて冷媒供給口２１ｅ側に設けられ、冷媒循環流路１００Ｍ内の冷却媒体である冷却水を取り込んで昇圧し、昇圧後の冷却水を冷媒供給口２１ｅへと排出する。
【００８３】
ラジエータ１３２は、例えば、冷媒循環流路１００Ｍにおいて冷媒排出口２１ｆ側に設けられ、冷媒排出口２１ｆから排出された冷却水を、自然送風あるいはラジエータファン１３３による強制送風によって冷却し、冷却後の冷却水を冷媒循環流路１００Ｍに排出する。
【００８４】
なお、例えば、冷媒循環流路１００Ｍにおいて冷媒排出口２１ｆよりも下流側には第５温度センサ１２２ｅが備えられ、第５温度センサ１２２ｅは、冷媒排出口２１ｆから排出される冷却水の温度Ｔ５を検出し、検出結果の信号を出力する。
【００８５】
サーモスタットバルブ１３４は、例えば、内部を流通する冷却水の温度に応じて、燃料電池スタック２１の冷媒排出口２１ｆから排出された冷却水と、ラジエータ１３２から排出された冷却水と、を切り替えてウォーターポンプ１３１に供給可能である。
サーモスタットバルブ１３４は、例えば、冷却水が所定温度以下の場合には、燃料電池スタック２１の冷媒排出口２１ｆから排出された冷却水を、ラジエータ１３２を迂回してウォーターポンプ１３１に供給する。一方、例えば、冷却水が所定温度よりも高い場合には、燃料電池スタック２１の冷媒排出口２１ｆから排出された後にラジエータ１３２を経由した冷却水をウォーターポンプ１３１に供給する。
【００８６】
熱交換器１３５は、例えば、冷媒循環流路１００Ｍにおいてウォーターポンプ１３１と燃料電池スタック２１の冷媒供給口２１ｅとの間から分岐する分岐冷媒流路１００Ｎに設けられ、冷媒循環流路１００Ｍから分岐冷媒流路１００Ｎに流通した一部の冷却水によって、アノードガス流路１００Ｅにおける第２水素供給弁１１１とエゼクタ１１２との間で水素を冷却する。
【００８７】
なお、分岐冷媒流路１００Ｎにおける冷媒流通方向で熱交換器１３５よりも下流側には気液分離器１１３が設けられ、気液分離器１１３は、分岐冷媒流路１００Ｎ内の冷却水によって冷却される。
【００８８】
イオン交換器１３６は、例えば、分岐冷媒流路１００Ｎにおいて気液分離器１１３よりも下流側に設けられ、冷却液中に存在するイオンを除去し、冷却液の導電率を低下させ、イオン除去後の冷却水を、冷媒循環流路１００Ｍにおける燃料電池スタック２１の冷媒排出口２１ｆとラジエータ１３２およびサーモスタットバルブ１３４との間へと排出する。
【００８９】
本実施の形態による給電システム１０は上記構成を備えており、次に、燃料電池車両の外部給電制御装置１の動作、特に、ＥＣＵ６１の動作について説明する。
【００９０】
ＥＣＵ６１は、例えば図３に示すように、電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａと、出力電圧低下量算出部６１Ｂと、回復処理要求閾値出力部６１Ｃと、回復処理要否判定部６１Ｄと、を備えている。
【００９１】
電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａは、例えば図４に示すように、燃料電池スタック２１の劣化の無い状態（例えば、初期状態など）での出力特性（例えば、電流電圧特性（劣化無し））のデータ（例えば、マップデータなど）を記憶している。
また、電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａは、例えば、燃料電池スタック２１のインピーダンスＩＭに応じて燃料電池スタック２１の劣化の無い状態の出力特性を補正するためのデータ（例えば、テーブルデータなど）を記憶している。
【００９２】
電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａは、例えば、インピーダンスセンサ８０Ｃによって検出された燃料電池スタック２１のインピーダンスＩＭに基づき、劣化の無い状態の出力特性を補正することによって、燃料電池スタック２１の非被毒状態でのインピーダンスＩＭに応じた出力特性（例えば、インピーダンス増大時電流電圧特性（非被毒））のデータ（例えば、マップデータなど）を生成する。
【００９３】
なお、燃料電池スタック２１の非被毒状態とは、例えば、アノード触媒およびカソード触媒の酸化被毒の程度が無視できる状態などである。
そして、電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａは、例えば、ＦＣ電流センサ８０Ｂによって検出された燃料電池スタック２１の実ＦＣ電流ＩＦに基づき、非被毒状態でのインピーダンスＩＭに応じた出力特性から燃料電池スタック２１の実際の出力状態（例えば、実ＦＣ電流ＩＦなど）に対応する出力電圧の推定値（ＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０）を取得する。
【００９４】
出力電圧低下量算出部６１Ｂは、例えば、ＦＣ電圧センサ８０Ａによって検出された燃料電池スタック２１の実ＦＣ電圧ＶＦから、電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａによって推定されたＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０を減算することによって、燃料電池スタック２１の被毒状態に応じた出力電圧の低下量（ＶＦ−ＶＦ０）を算出する。
【００９５】
回復処理要求閾値出力部６１Ｃは、例えば図５に示すように、外部給電装置１２から取得される外部要求負荷ＲＬと、燃料電池スタック２１から外部給電装置１２への電力の供給時（外部給電時）における燃料電池スタック２１の被毒状態の変化に応じた出力特性（例えば、出力電圧など）の低下量（触媒被毒電流電圧特性低下量）の変化と、の対応関係を示すデータ（例えば、テーブルデータなど）を記憶している。
【００９６】
例えば図５に示すデータは予め実施された試験などによって作成され、外部給電時の外部要求負荷ＲＬは不変であると仮定されて、外部給電が実行される時間の増大に伴い、燃料電池スタック２１の出力特性（例えば、出力電圧など）が低下傾向に変化すること（つまり、低下量の絶対値が増大すること）を示している。
さらに、例えば図５に示すデータは、外部要求負荷ＲＬが小さいほど、燃料電池スタック２１の出力特性（例えば、出力電圧など）の単位時間当たりの低下度合が大きいことを示している。
【００９７】
回復処理要求閾値出力部６１Ｃは、例えば図６に示すように、外部給電装置１２から出力される外部要求負荷ＲＬと、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作の実行要否を判定するための出力電圧の低下量に対する閾値（回復処理要求閾値ＤＴＨ）と、の対応関係を示すデータ（例えば、所定テーブルデータなど）を記憶している。
【００９８】
例えば図６に示すデータは、外部要求負荷ＲＬの増大に伴い、出力電圧の低下量に対する閾値（回復処理要求閾値ＤＴＨ）の絶対値が増大傾向に変化することを示している。
回復処理要求閾値ＤＴＨは、例えば、図５に示すデータにおいて、燃料電池スタック２１の出力特性（例えば、出力電圧など）の低下量が所定閾値ＤＴＨＬに到達するタイミングよりも所定時間ΔＴだけ前のタイミングにおける低下量の値とされている。
【００９９】
例えば、第１外部要求負荷ＲＬ１に対する回復処理要求閾値ＤＴＨは、出力特性の低下量が所定閾値ＤＴＨＬに到達する時刻ｔ１ｂよりも所定時間ΔＴだけ前の時刻ｔ１ａにおける低下量の値ＤＴＨ１である。
例えば、第２外部要求負荷ＲＬ２（＞ＲＬ１）に対する回復処理要求閾値ＤＴＨは、出力特性の低下量が所定閾値ＤＴＨＬに到達する時刻ｔ２ｂよりも所定時間ΔＴだけ前の時刻ｔ２ａにおける低下量の値ＤＴＨ２（＜ＤＴＨ１）である。
例えば、第３外部要求負荷ＲＬ３（＞ＲＬ２）に対する回復処理要求閾値ＤＴＨは、出力特性の低下量が所定閾値ＤＴＨＬに到達する時刻ｔ３ｂよりも所定時間ΔＴだけ前の時刻ｔ３ａにおける低下量の値ＤＴＨ３（＜ＤＴＨ２）である。
【０１００】
なお、回復処理要求閾値ＤＴＨは、例えば、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作の実行に伴って発生する騒音および振動の程度が所定の許容範囲内であるように、かつ、回復動作の実行によって燃料電池スタック２１の発電効率を所定の程度以上に改善可能であるようにして、設定されている。
【０１０１】
回復処理要求閾値出力部６１Ｃは、例えば、外部給電装置１２から取得した外部要求負荷ＲＬに基づき、外部給電が実行される時間に応じた燃料電池スタック２１の被毒状態の変化および該被毒状態の変化に応じた出力電圧の低下量の変化を予測し、出力電圧の低下量に対する閾値（回復処理要求閾値ＤＴＨ）を取得する。
【０１０２】
回復処理要否判定部６１Ｄは、例えば、出力電圧低下量算出部６１Ｂによって算出された燃料電池スタック２１の被毒状態に応じた出力電圧の低下量（ＶＦ−ＶＦ０）は、回復処理要求閾値出力部６１Ｃによって取得された回復処理要求閾値ＤＴＨ以下であるか否かを判定する。つまり、実ＦＣ電圧ＶＦがＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０から低下した低下量の絶対値が回復処理要求閾値ＤＴＨの絶対値以上になったか否かを判定する。そして、この判定結果に応じて、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作の実行要否を示す回復処理要求フラグＦ＿Ｒｅｓを出力する。
【０１０３】
回復処理要否判定部６１Ｄは、例えば、低下量（ＶＦ−ＶＦ０）が回復処理要求閾値ＤＴＨ以下であれば（つまり、実ＦＣ電圧ＶＦの低下が大きい場合）、回復処理要求フラグＦ＿Ｒｅｓのフラグ値に回復動作の実行を示す「１」を設定する。
一方、低下量（ＶＦ−ＶＦ０）が回復処理要求閾値ＤＴＨよりも大きければ（つまり、実ＦＣ電圧ＶＦの低下が小さい場合）、回復処理要求フラグＦ＿Ｒｅｓのフラグ値に回復動作の実行不要を示す「０」を設定する。
【０１０４】
ＥＣＵ６１は、例えば、回復処理要否判定部６１Ｄによって設定された回復処理要求フラグＦ＿Ｒｅｓのフラグ値に応じて、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作を制御する。
【０１０５】
ＥＣＵ６１は、例えば、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作として、バッテリ２２の残容量ＳＯＣが所定値以上である場合などにおいて、燃料電池車両１１から外部給電装置１２に供給される電力を不変に維持しつつ、かつ、燃料電池スタック２１の出力電力を低下させつつ、実ＦＣ電圧ＶＦを所定電圧ＶＦＴＨ以下に制御する。
【０１０６】
ＥＣＵ６１は、例えば、電流制御、低ストイキ制御、ディスチャージ制御などによって、実ＦＣ電圧ＶＦを所定電圧ＶＦＴＨ以下に制御する。
【０１０７】
ＥＣＵ６１は、電流制御では、例えば、電圧調整器２３の電圧調整動作などを制御することによって、燃料電池スタック２１の出力特性（例えば、電流電圧特性など）に応じて実ＦＣ電圧ＶＦが所定電圧ＶＦＴＨ以下になるようにして、燃料電池スタック２１の実ＦＣ電流ＩＦを所定電流以上に制御する。
【０１０８】
ＥＣＵ６１は、低ストイキ制御では、例えば、ストイキ（例えば、カソードに供給される空気に対して設定されるエアストイキなど）を制御する際に、燃料電池スタック２１の発電効率を優先させるようになどして設定されたストイキ（通常ストイキ）に比べて、より小さな値のストイキ（低ストイキ）を維持することによって、実ＦＣ電圧ＶＦを所定電圧ＶＦＴＨ以下にする。
なお、ストイキは、例えば、燃料電池スタック２１に供給される反応ガスの理論消費量に対する供給量の比率を示す。
【０１０９】
ＥＣＵ６１は、ディスチャージ制御では、例えば、燃料電池スタック２１に対する反応ガスの供給を停止（例えば、エアポンプ２６の駆動停止など）した状態で燃料電池スタック２１から放電させることによって、実ＦＣ電圧ＶＦを所定電圧ＶＦＴＨ以下にする。
【０１１０】
なお、燃料電池システム１００は、例えば、燃料電池スタック２１から電力が供給される電気機器として、各種の補機類やバッテリ２２などに加えて、制御装置３４の制御によって燃料電池スタック２１に対する接続および遮断が切り替え可能かつ負荷電流が変更可能とされた電気負荷（例えば、ディスチャージ抵抗や電子負荷など）などを備えていてもよい。
【０１１１】
ＥＣＵ６１は、例えば、燃料電池スタック２１を構成する複数の燃料電池セルのそれぞれのセル電位が面内でばらつくことに対応したうえで、すべての燃料電池セルの各セル電位が所定セル電位以下になるようにして、実ＦＣ電圧ＶＦを所定電圧ＶＦＴＨ以下にする。
ＥＣＵ６１は、例えば図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、カーボン系触媒担体上に白金あるいは白金合金の触媒が担持された燃料電池セルのセル電位に対するロー側閾セル電位ＶＬおよびハイ側閾セル電位ＶＨによって規定される各領域のうち、白金酸化還元進行領域および白金酸化安定領域を避けるようにしつつ、燃料電池セルの劣化量が所定値以下になるようにして、白金還元領域あるいは白金還元領域よりも低い電位側の領域において所定セル電位（例えば、０．６Ｖなど）を設定している。
【０１１２】
なお、ロー側閾セル電位ＶＬおよびハイ側閾セル電位ＶＨは、例えば、給電システム１０および燃料電池車両１１などの状態と、燃料電池システム１００の環境と、燃料電池スタック２１の各触媒の状態と、セル電位の変動速度となどに応じて変化する。
ＥＣＵ６１は、例えば図７（Ａ）に示すように、セル電位の変動速度（例えば、第１および第２変動速度など）に応じて変化する触媒のサイクリックボルタメントリー図などに基づいてロー側閾セル電位ＶＬおよびハイ側閾セル電位ＶＨを取得する。
【０１１３】
なお、白金酸化還元進行領域は、例えば、酸化と還元との繰り返しによって触媒の白金が溶けることによって劣化が進行する領域である。
また、白金酸化安定領域は、例えば、安定的に触媒の白金が酸化される領域であり、触媒担体のカーボンが酸化される領域を含む。
また、白金還元領域は、例えば、触媒の白金が還元される領域であり、還元された白金の凝集が増加する領域を含む。
【０１１４】
また、ＥＣＵ６１は、例えば、燃料電池スタック２１のインピーダンスＩＭに応じて、インピーダンスＩＭに応じて劣化した出力特性を回復するための回復動作を制御する。
例えば、ＥＣＵ６１は、燃料電池スタック２１の温度状態などに応じて増大するインピーダンスＩＭを低下させるとともに、燃料電池スタック２１の高温および乾燥に起因して低下した出力特性を回復するために、燃料電池スタック２１の加湿あるいは冷却を制御する。
なお、ＥＣＵ６１は、燃料電池スタック２１の加湿では、例えば、バッテリ２２による充電が可能な範囲内において燃料電池スタック２１の発電電力を増大させるなどの制御を行なう。
また、ＥＣＵ６１は、燃料電池スタック２１の冷却では、例えば、ラジエータファン１３３の駆動や、外部給電装置１２のインバータ８１の出力抑制などを制御する。
【０１１５】
以下に、ＥＣＵ６１の動作の一例について説明する。なお、以下に示す一連の処理は、例えば、所定周期などで繰り返し実行される。
先ず、例えば図８に示すステップＳ０１においては、外部給電装置１２から外部負荷１３への電力の出力要求（外部給電要求）によって外部給電の実施が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０３に進む。
そして、ステップＳ０２においては、走行用モータ２４の駆動による燃料電池車両１１の走行中などの運転状態であると判断して、走行用モータ２４の駆動などに要する要求電力に応じたエネルギーマネジメントの制御（例えば、燃料電池スタック２１の発電と、バッテリ２２の充電および放電と、などの制御）を実行し、エンドに進む。
【０１１６】
また、ステップＳ０３においては、燃料電池スタック２１のインピーダンスＩＭを計測する。
次に、ステップＳ０４においては、インピーダンスＩＭは所定値ＩＭＴＨ以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０５に進み、このステップＳ０５においては、燃料電池スタック２１の高温および乾燥を解消するための動作の実行中か否かを示す乾燥解消回復処理中フラグのフラグ値に「０」を設定して、後述するステップＳ１０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。
【０１１７】
次に、ステップＳ０６においては、乾燥解消回復処理中フラグのフラグ値に、燃料電池スタック２１の高温および乾燥を解消するための動作の実行中を示す「１」を設定する。
次に、ステップＳ０７においては、第５温度センサ１２２ｅによって検出される冷却水の温度Ｔ５は所定温度以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０８に進み、このステップＳ０８においては、燃料電池スタック２１の加湿を制御し、後述するステップＳ１０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進み、このステップＳ０９においては、燃料電池スタック２１の冷却を制御し、ステップＳ１０に進む。
【０１１８】
次に、ステップＳ１０においては、乾燥解消回復処理中フラグのフラグ値に「０」が設定されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１１に進む。
【０１１９】
そして、ステップＳ１１においては、インピーダンスＩＭに基づき、劣化の無い状態の出力特性を補正することによって、燃料電池スタック２１の非被毒状態でのインピーダンスＩＭに応じた出力特性（例えば、インピーダンス増大時電流電圧特性（非被毒））のデータ（例えば、マップデータなど）を生成する。
そして、燃料電池スタック２１の実ＦＣ電流ＩＦに基づき、非被毒状態でのインピーダンスＩＭに応じた出力特性から燃料電池スタック２１の実際の出力状態（例えば、実ＦＣ電流ＩＦなど）に対応する出力電圧の推定値（ＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０）を取得する。
【０１２０】
次に、ステップＳ１２においては、実ＦＣ電圧ＶＦから、ＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０を減算することによって、燃料電池スタック２１の被毒状態に応じた出力電圧の低下量（触媒被毒ＦＣ電圧低下量＝ＶＦ−ＶＦ０）を算出する。
【０１２１】
次に、ステップＳ１３においては、外部要求負荷ＲＬに応じた所定テーブルデータに対するテーブル検索などによって、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作の実行要否を判定するための出力電圧の低下量に対する閾値回復処理要求閾値ＤＴＨを取得する。
【０１２２】
次に、ステップＳ１４においては、触媒被毒ＦＣ電圧低下量（＝ＶＦ−ＶＦ０）は、回復処理要求閾値ＤＴＨ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１５に進み、このステップＳ１５においては、回復処理要求フラグＦ＿Ｒｅｓのフラグ値に回復動作の実行不要を示す「０」を設定し、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１６に進み、このステップＳ１６にいては、回復処理要求フラグＦ＿Ｒｅｓのフラグ値に回復動作の実行を示す「１を設定する。
そして、ステップＳ１７においては、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作を実行し、エンドに進む。
【０１２３】
例えば図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、燃料電池車両１１の停止中における外部給電中においては、燃料電池車両１１の走行中に比べて、より長時間に亘って一定の負荷が燃料電池スタック２１に要求される場合がある。
また、燃料電池車両１１の停止中における外部給電中においては、燃料電池車両１１の走行中に比べて、走行風による燃料電池スタック２１の冷却ができずに燃料電池スタック２１の温度が上昇し易くなり、この温度上昇に起因して燃料電池スタック２１のインピーダンスＩＭが上昇し易くなる場合がある。
【０１２４】
例えば図９（Ｂ）に示す燃料電池車両１１の走行中において、例えば時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間のように、燃料電池スタック２１に要求される負荷が低い場合には、燃料電池スタック２１の被毒が進行し易い負荷領域で発電が行なわれることに起因して、実ＦＣ電圧ＶＦがＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０よりも低下する場合がある。
しかしながら、燃料電池スタック２１に要求される負荷は変動することから、燃料電池スタック２１の被毒が進行し易い負荷領域で発電が継続されることは少なく、実ＦＣ電圧ＶＦとＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０との差異が増大することは抑制される。
また、走行風によって燃料電池スタック２１が冷却されることから、燃料電池スタック２１のインピーダンスＩＭが上昇することは抑制されている。
【０１２５】
そして、例えば図９（Ｂ）に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間のように、燃料電池スタック２１に要求される負荷が高い場合には、燃料電池スタック２１の被毒が進行し易い負荷領域で発電が行なわれることが抑制されることに起因して、実ＦＣ電圧ＶＦとＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０との差異は小さくなる。
また、この場合においても、走行風によって燃料電池スタック２１が冷却されることから、燃料電池スタック２１のインピーダンスＩＭが上昇することは抑制されている。
【０１２６】
そして、例えば図９（Ｂ）に示す時刻ｔ２以降のように、さらに、燃料電池スタック２１に要求される負荷が高くなると、実ＦＣ電圧ＶＦが所定電圧ＶＦＴＨ以下となって、燃料電池スタック２１の被毒状態が解消される可能性がある負荷領域で発電が行なわれる場合が生じ得る。
【０１２７】
例えば図９（Ａ）に示す燃料電池車両１１の停止中おける外部給電中において、例えば時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間のように、一定の外部要求負荷が維持されると、走行風による燃料電池スタック２１の冷却が無いことに起因して、燃料電池スタック２１の温度およびインピーダンスＩＭが上昇する。
そして、例えば時刻ｔ１において、インピーダンスＩＭが所定値ＩＭＴＨ以上に到達すると、燃料電池スタック２１の高温および乾燥を解消するための動作が実行されることによって、インピーダンスＩＭが低下傾向に変化する。
【０１２８】
そして、例えば図９（Ａ）に示す時刻ｔ２において外部要求負荷が低下させられ、時刻ｔ２以降において一定の外部要求負荷が維持されると、例えば時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間のように、インピーダンスＩＭが増大傾向に変化することに伴って、出力特性が低下傾向に変化することによって、ＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０が低下傾向に変化する。
さらに、燃料電池スタック２１の被毒が進行し易い負荷領域で発電が継続されることに起因して、ＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０に対する実ＦＣ電圧ＶＦの低下量の絶対値が増大傾向に変化し、実ＦＣ電圧ＶＦとＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０との差異は大きくなる。
【０１２９】
そして、例えば図９（Ａ）に示す時刻ｔ３において、触媒被毒ＦＣ電圧低下量（＝ＶＦ−ＶＦ０）が回復処理要求閾値ＤＴＨ以下に到達すると、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作が実行される。
これによって、例えば時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間のように、燃料電池車両１１から外部給電装置１２に供給される電力が不変に維持されつつ、かつ、燃料電池スタック２１の出力電力が低下されつつ、実ＦＣ電圧ＶＦが所定電圧ＶＦＴＨ以下に制御され、実ＦＣ電圧ＶＦとＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０とはほぼ一致する。
【０１３０】
そして、例えば図９（Ａ）に示す時刻ｔ４において回復動作の実行が停止されると、実ＦＣ電圧ＶＦを所定電圧ＶＦＴＨ以下にする規制は解除される。
そして、燃料電池スタック２１の被毒状態を解消するための回復動作が実行されたことによって燃料電池スタック２１の発電効率が回復し、燃料電池スタック２１の放熱量が低減され、燃料電池スタック２１のインピーダンスＩＭが上昇することは抑制される。
【０１３１】
上述したように、本実施の形態による燃料電池車両の外部給電制御装置１によれば、燃料電池スタック２１の出力特性の劣化を、非被毒状態でのインピーダンスＩＭに応じた劣化と被毒状態に応じた劣化とに適切に区別して、被毒状態を精度よく検知することができる。これにより、各劣化に対して、燃料電池スタック２１の高温および乾燥に起因して低下した出力特性を回復する動作と、燃料電池スタック２１の被毒状態に応じた劣化に対して、被毒状態を解消するための回復動作と、を適切に制御することができ、燃料電池スタック２１の劣化を回復させて、所望の発電効率および給電可能時間を確保することができる。
【０１３２】
さらに、外部給電が実行される時間に応じた燃料電池スタック２１の被毒状態の変化および該被毒状態の変化に応じた出力電圧の低下量の変化を予測することによって、被毒状態の変化に応じた出力電圧の低下量に対して所望の適切な閾値（回復処理要求閾値ＤＴＨ）を設定することができる。
これにより、例えば被毒状態が所定の程度を超えた状態に至るよりも前のタイミングなどの所望のタイミングで回復動作を適切に制御することができ、燃料電池スタック２１の被毒による劣化を的確に回復させて、所望の発電効率および給電可能時間を確保することができる。
【０１３３】
さらに、燃料電池スタック２１の出力特性の低下量が所定閾値ＤＴＨＬに到達するタイミングよりも所定時間ΔＴだけ前のタイミングにおいて回復処理要求閾値ＤＴＨを設定することにより、例えば、ディスチャージ制御の実行時にエアポンプ２６の停止を指示してから実際にエアポンプ２６が停止するまでの時間遅れが生じる場合であっても、被毒状態が所定の程度を超えた状態に至ることを防止することができる。
【０１３４】
なお、上述した実施の形態においては、燃料電池スタック２１の非被毒状態での出力特性劣化情報として、インピーダンスＩＭの代わりに第５温度センサ１２２ｅによって検出される冷却水の温度Ｔ５を用いてもよい。
この場合、電流電圧特性変換部（非被毒時）６１Ａは、例えば、冷却水の温度Ｔ５に基づき、劣化の無い状態の出力特性を補正することによって、燃料電池スタック２１の非被毒状態での冷却水の温度Ｔ５に応じた出力特性のデータ（例えば、マップデータなど）を生成する。
そして、燃料電池スタック２１の実ＦＣ電流ＩＦに基づき、非被毒状態での冷却水の温度Ｔ５に応じた出力特性から燃料電池スタック２１の実際の出力状態（例えば、実ＦＣ電流ＩＦなど）に対応する出力電圧の推定値（ＦＣ電圧推定値（非被毒時）ＶＦ０）を取得する。
【０１３５】
なお、上述した実施の形態においては、燃料電池スタック２１の出力特性の低下量が所定閾値ＤＴＨＬに到達するタイミングよりも所定時間ΔＴだけ前のタイミングにおいて回復処理要求閾値ＤＴＨを設定するとしたが、これに限定されず、外部給電が実行される時間に応じた燃料電池スタック２１の被毒状態の変化および該被毒状態の変化に応じた出力電圧の低下量の変化の予測結果に基づく他のタイミングにおいて回復処理要求閾値ＤＴＨを設定してもよい。
例えば、燃料電池スタック２１の被毒状態の進行速度が増大することに伴い、より早期に回復動作が実行されるようにして、回復処理要求閾値ＤＴＨを設定してもよい。
【０１３６】
以上、説明した本実施形態は、本発明を実施するうえでの一例を示すものであり、本発明が前記した実施形態に限定して解釈されるものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３７】
１  燃料電池車両の外部給電制御装置
１０  給電システム
１１  燃料電池車両
１１ａ  給電口（給電回路）
１２  外部給電装置（機器）
１２ａ  給電コネクタ
１３  外部負荷（機器）
２１  燃料電池スタック
２１Ａ  アノード
２１Ｃ  カソード
２２  バッテリ（蓄電装置）
２３  電圧調整器
２４  走行用モータ
２６  エアポンプ
３４  制御装置
５１  プリチャージコンタクタ
５３  正極側外部給電コンタクタ
５４  負極側外部給電コンタクタ
６１  ＥＣＵ（制御手段）
６１Ａ  電流電圧特性変換部（非被毒時）（出力電圧推定手段、出力特性取得手段）
６１Ｃ  回復処理要求閾値出力部（要求負荷取得手段、閾値取得手段）
６１Ｄ  回復処理要否判定部（被毒状態検知手段）
８０Ａ  ＦＣ電圧センサ（出力電圧検出手段）
１０７  水素タンク（燃料供給手段）
１０９  第１水素供給弁（燃料供給手段）
１１１  第２水素供給弁（燃料供給手段）
ステップＳ０３  インピーダンス取得手段
ステップＳ１７  回復制御手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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