(57)【要約】【課題】燃料電池の発電効率を最適化する。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池の出力に関与する第1種の機器と、前記第１種の機器に比べて前記燃料電池の出力に関与する程度が小さい第２種の機器と、前記燃料電池と、前記第1種の機器と、前記第２種の機器とを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第２種の機器の制御対象に関する値Ａと前記燃料電池への要求出力とに基づいて（ステップＳ１２０）、前記第２種の機器を制御して（ステップＳ１４０）前記燃料電池を運転する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の出力に関与する第1種の機器と、
前記第１種の機器に比べて前記燃料電池の出力に関与する程度が小さい第２種の機器と、
前記燃料電池と、前記第1種の機器と、前記第２種の機器とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２種の機器の制御対象に関する値Ａと前記燃料電池への要求出力とに基づいて、前記第２種の機器を制御して前記燃料電池を運転する、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、
前記要求出力が基準値より高い場合において、前記値Ａが目標範囲内にあるとき、前記制御部は、前記値Ａが前記目標範囲内に無いときと比べて低出力で前期第２種の機器を運転する、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２の燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、さらに、蓄電部を備え、
前記制御部は、前記蓄電部の充電量の値Ｂが閾値より大きいときは、前記値Ｂが前記閾値より小さいときと比べて高出力で前記第２種の機器を運転する、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、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギ源とする燃料電池システムが注目されている。そして、燃料電池システムの効率向上に関する種々の技術が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。たとえば、特許文献１に記載された技術においては、消費電力が一番大きい起動処理中にバックライトなどの不必要なデバイスの供給電力を低減することで最大消費電力値を下げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９２１７２号公報
【特許文献２】特開２００９−４１６０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２３４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された技術は、起動処理中のタイミングに電源抑制時が限定されている。また、特許文献１に記載された技術は画一的な処理であるため、燃料電池システムの運転状況に応じて流動的に機能することができないという課題があった。そのため、燃料電池システムにおいて、発電効率を最適化することが可能な技術が望まれていた。そのほか、従来の燃料電池システムにおいては、その小型化や、省資源化、製造の容易化、製造の精確さ、作業性の向上等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することができる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、燃料電池と；前記燃料電池の出力に関与する第1種の機器と；前記第１種の機器に比べて前記燃料電池の出力に関与する程度が小さい第２種の機器と；前記燃料電池と、前記第1種の機器と、前記第２種の機器とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第２種の機器の制御対象に関する値Ａと前記燃料電池への要求出力とに基づいて、前記第２種の機器を制御して前記燃料電池を運転する。この形態の燃料電池システムによれば、燃料電池の出力に関与する程度が小さい機器の電力消費を含めた総和として発電効率を最適化できる。
【０００７】
（２）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記要求出力が基準値より高い場合において、前記値Ａが目標範囲内にあるとき、前記制御部は、前記値Ａが前記目標範囲内に無いときと比べて低出力で前期第２種の機器を運転する。この形態の燃料電池システムによれば、燃料電池の出力に関与する程度が小さい機器の利用状況に応じて、発電効率を最適化できる。
【０００８】
（３）上記形態の燃料電池システムは、さらに蓄電部を備えてもよく、前記制御部は、前記蓄電部の充電量の値Ｂが閾値より大きいときは、前記値Ｂが前記閾値より小さいときと比べて高出力で前記第２種の機器を運転する。この形態の燃料電池システムによれば、蓄電部の充電部に応じて、第２種の機器の出力が調整できるため、発電効率を最適化できる。
【０００９】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、本発明の燃料システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態としての燃料電池システムの構成を示す概略図。
【図２】エアコンディショナ５２の利用状況に応じて燃料電池システム１の出力を制御する際の処理を示すフローチャート。
【図３】冷却水循環装置９０の利用状況に応じて燃料電池システム１の出力を制御する際の処理を示すフローチャート。
【図４】二次電池２０の充電状況に応じて燃料電池システム１の出力を制御する際の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
Ａ．実施形態：
Ａ１．燃料電池システムの構成：
図１は、本発明の一実施形態としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。本実施形態において、燃料電池システム１は車両に搭載されている。
【００１２】
燃料電池システム１は、燃料電池６０と、制御部１０と、二次電池２０と、電流の供給を制御する電流制御器３０と、通常運転時に必要な電力を供給する常用電源４０と、を備えている。燃料電池システム１は、さらに、常用電源４０に接続されている室内アクセサリ５０を備えている。室内アクセサリ５０は、エアコンディショナ５２などの車内の室温調整機器や室内温度計５４のほか、図示は省略しているが、室内灯や眠気センサなどの電気を用いる車内の付属品をいう。
【００１３】
燃料電池システム１は、燃料電池６０で反応に使用する正極ガスおよび負極ガスを供給および循環するために、正極ガス供給循環系統８２と負極ガス供給循環系統８４を備えている。正極ガス供給循環系統８２は、正極ガスである酸素を圧縮するエアコンプレッサ７２と、排出された正極ガスの圧力（正極背圧）を計測する圧力計７６とを備えている。また、負極ガス供給循環系統８４は、負極ガスである水素を循環させる負極ガスポンプ７４を備えている。
【００１４】
燃料電池６０は、負極部６２と正極部６４とを備える。燃料電池６０は、例えば、固体高分子電解質型燃料電池であり、多数の単電池（セル）を積層したスタック構造を備えている。燃料電池６０の単電池は、イオン交換膜からなる電解質層の一方の面に正極部６４を有し、他方の面に負極部６２を有する。正極部６４と負極部６２とを含む電極には、例えば、多孔質のカーボン素材をベースに、白金Ｐｔが触媒（電極触媒）に用いられる。さらに、正極および負極を両側から挟み込むように一対のセパレータを有する。そして一方のセパレータである正極ガス供給循環系統８２に酸素が供給され、他方のセパレータである負極ガス供給循環系統８４に水素が供給される。これらのガス供給により燃料電池６０は電力を発生する。なお、燃料電池６０としては、固体分子電解質型のほか、燐酸型や溶融炭酸塩型など種々のタイプのものを採用できる。
【００１５】
燃料電池６０は、上述した電気化学反応によって発熱するため、燃料電池６０には、燃料電池６０を冷却するための冷却水循環装置９０を備える。冷却水循環装置９０には、冷却水の温度を計測する温度計９２を備える。なお、室内アクセサリ５０および冷却水循環装置９０は、エアコンプレッサ７２および負極ガスポンプ７４に比べて燃料電池６０の出力に関与する程度が小さい機器である。ここで、「燃料電池６０の出力に関与する程度」は、他の条件は同じにしたうえで、着目している機器の電源を３０秒間オフにした場合の燃料電池６０の出力の低下度合いにより評価する。
【００１６】
燃料電池システム１の運転は、制御部１０によって制御される。制御部１０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマなどを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。制御部１０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって、負極ガスポンプ７４の駆動や電流制御器３０の制御を行い、燃料電池システム１の運転を制御する。また、１０制御部１０は、後述する電力消費の制御処理を実行する。
【００１７】
二次電池２０は、充放電可能な二次電池であり、種々のタイプの二次電池、例えばリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリなどにより構成されている。二次電池２０は、制御部１０の制御によって余剰電力を充電したり、補助的に電力を供給したりすることが可能になっている。燃料電池６０で発電された直流電力の一部は、電流制御器３０によって昇降圧され、二次電池２０に充電される。二次電池２０には、二次電池２０の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を検出するＳＯＣセンサ２２が取り付けられている。なお、二次電池２０に代えて、二次電池以外の充放電可能な蓄電器、例えばキャパシタを採用することもできる。
【００１８】
Ａ２．第１実施形態：
図２は、エアコンディショナ５２の利用状況に応じて、制御部１０が燃料電池システム１の出力を制御する際の処理を示すフローチャートである。この処理によれば、燃料電池システム１の運転時において、燃料電池６０の出力に関与する程度が小さいエアコンディショナ５２の利用状況に応じて、燃料電池６０の発電効率を最適化できる。この処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、本実施形態は、エアコンディショナ５２を例に取った形態であるが、他の機器の使用状況などにより燃料電池６０の処理を制御する処理も同様に実現可能である。
【００１９】
燃料電池システム１の運転が開始されたときには、まず、制御部１０は、要求出力ＷDCELLが、設定出力ＷSCELLより大きいか否かを判定する（ステップＳ１００）。ここで、「要求出力ＷDCELL」とは、制御部１０により算出された、燃料電池６０に要求される出力をいう。また、「設定出力ＷSCELL」とは、燃料電池６０のセル電圧と正極背圧から制御部１０により算出された出力をいう。要求出力ＷDCELLが設定出力ＷSCELLより小さい場合は、所定時間の間隔でステップＳ１００を繰り返し実行する。
【００２０】
ステップＳ１００において、要求出力ＷDCELLは設定出力ＷSCELLより大きいと判定された場合、制御部１０は、燃料電池システム１が高効率運転モードで運転されているかを判定する（ステップＳ１１０）。「高効率運転モード」とは、燃料電池６０の発電効率を向上させるモードである。例えば、車内に「エコ運転ボタン」などのボタンを設置し、ユーザによって「高効率運転モード」のオンオフを切換え可能にしてもよい。
【００２１】
ステップＳ１１０において、高効率運転モードで運転されていると判定されたとき、制御部１０は、車内温度ＴRが車内基準温度ＴUより高いか否かを判定する（ステップＳ１２０）。「車内温度ＴR」とは、室内温度計５４により計測された温度である。「車内基準温度ＴU」とは、予め設定された温度であり、本実施形態ではセ氏２９度とする。
【００２２】
ステップＳ１２０において、車内温度ＴRが車内基準温度ＴUより高いとき、制御部１０は、エアコンディショナ５２の電力消費は制限しない（ステップＳ１２２）。同様に、ステップＳ１１０において、高効率運転モードではないと判定されたとき、制御部１０は、エアコンディショナ５２の電力消費は制限しない（ステップＳ１２２）。電力消費を制限しないことにより、ユーザが極めて不快な思いをせずに済む。
【００２３】
ステップＳ１２０において、車内温度ＴRが車内基準温度ＴUより低いと制御部１０が判定したとき、エアコンディショナ消費電力ＷDACCがエアコンディショナ制限電力ＷSACCよりも高いか否かについて、制御部１０により判定される（ステップＳ１３０）。エアコンディショナ消費電力ＷDACCがエアコンディショナ制限電力ＷSACCよりも高い場合、制御部１０により、ユーザが設定した目標温度によらず、エアコンディショナ消費電力ＷDACCがエアコンディショナ制限電力ＷSACCとなるようにエアコンディショナ５２を制御する（ステップＳ１４０）。なお、「エアコンディショナ消費電力ＷDACC」とは、エアコンディショナ５２により消費される電力をいい、「エアコンディショナ制限電力ＷSACC」とは、エアコンディショナ５２により消費される電力を制限する場合の目標消費電力をいう。
【００２４】
ステップＳ１４０の実行した場合、もしくはエアコンディショナ消費電力ＷDACCがエアコンディショナ制限電力ＷSACCよりも低い場合（ステップＳ１３０、ＮＯ）、エアコンディショナ５２の出力に基づいて、制御部１０は要求出力ＷDCELLを再度算出し、燃料電池６０により要求出力ＷDCELLを満たすための要求正極背圧ＰDCELLを算出する（ステップＳ１５０）。なお、要求出力ＷDCELLを満たす要求正極背圧ＰDCELLの算出は、正極背圧と燃料電池６０の出力との関係式ＷDCELL＝Ｆ（ＰDCELL）から導く。この関係式は、予め設定されている。
【００２５】
次に、ステップＳ１５０において算出された要求正極背圧ＰDCELLが、予め設定された最大正極背圧ＰMAXと比べて小さいか否かを、制御部１０が判定する（ステップＳ１６０）。「最大正極背圧ＰMAX」とは、燃料電池６０の正極において、吸気側への正極ガスの逆流などを起こさずに、正常動作できる背圧の最大値をいう。判定の結果、要求正極背圧ＰDCELLが最大正極背圧ＰMAXより小さい場合、制御部１０は、現状正極背圧ＰPVを要求正極背圧ＰDCELLに設定してエアコンプレッサ７２を運転する（ステップＳ１７０）。一方、ステップＳ１６０における判定の結果、要求正極背圧ＰDCELLが最大正極背圧ＰMAXより大きい場合、制御部１０は、現状正極背圧ＰPVを最大正極背圧ＰMAXに設定してエアコンプレッサ７２を運転する（ステップＳ１７２）。この運転により、燃料電池６０の故障を回避することができる。
【００２６】
ステップＳ１７０もしくはステップＳ１７２の後、要求出力ＷDCELLと設定出力ＷSCELLとを制御部１０は算出する。そして、制御部１０は、要求出力ＷDCELLが設定出力ＷSCELL以上か否か判定する（ステップＳ１８０）。判定の結果、要求出力ＷDCELLが設定出力ＷSCELLより大きい場合は、制御部１０は、処理をステップＳ１２０に戻す。要求出力ＷDCELLが設定出力ＷSCELL以下の場合は、エアコンディショナ５２の出力制限は解除される（ステップＳ１９０）。出力制限を解除されることにより、ユーザへの負担を減少できる。
【００２７】
ステップＳ１９０の実行後、要求正極背圧ＰDCELLから関係式ＷDCELL＝Ｆ（ＰDCELL）により算出された要求出力ＷDCELLが、現状正極背圧ＰPVから同様の式により算出された現状の出力と所定の範囲（プラスマイナスε）に収まるか否かについて、制御部１０が判定する（ステップＳ１９２）。判定の結果、所定の範囲（プラスマイナスε）に収まるとき、このフローは終了する。一方、所定の範囲（プラスマイナスε）に収まらないときは、制御部１０は、正極背圧と燃料電池６０の出力との関係式ＷDCELL＝Ｆ（ＰDCELL）に修正操作を行い（ステップＳ１９４）、処理をステップＳ１５０に戻す。要求出力ＷDCELLが、設定出力ＷSCELLより大きいとき（ステップＳ１００、ＹＥＳ）、かつ、車内温度ＴRが車内基準温度ＴUより低いとき（ステップＳ１２０、ＹＥＳ）、ユーザによる目標温度によらず、エアコンディショナ５２の出力を制限する（ステップＳ１４０）。この燃料電池システム１によれば、燃料電池６０の出力に直接関与する程度が小さいエアコンディショナ５２の電力消費を含めた総和として発電効率を最適化できる。
【００２８】
なお、課題を解決するための手段に記載の「第１種の機器」は、本実施形態における「エアコンプレッサ７２、負極ガスポンプ７４」に相当する。「第２種の機器」は、「エアコンディショナ５２」に相当する。また、「値Ａ」は、「車内温度ＴR」に相当する。「基準値」は、「設定出力ＷSCELL」に相当する。「目標範囲内」は、「車内基準温度ＴU以下」に相当する。
【００２９】
Ａ３．第２実施形態：
図３は、冷却水循環装置９０の利用状況に応じて、制御部１０が燃料電池システム１の出力を制御する際の処理を示すフローチャートである。この処理によれば、燃料電池システム１の運転時において、燃料電池６０の出力に関与する程度が小さい冷却水循環装置９０の利用状況に応じて、燃料電池６０の発電効率を最適化できる。この処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、本実施形態は、冷却水循環装置９０を例に取った形態であるが、他の機器の使用状況などにより燃料電池６０の処理を制御する処理も同様に実施可能である。
【００３０】
燃料電池システム１の運転が開始されたときには、まず、制御部１０は、要求出力ＷDCELLが、設定出力ＷSCELLより大きいか否かを判定する（ステップＳ２００）。要求出力ＷDCELLが設定出力ＷＳCELLより小さい場合は、所定時間の間隔でステップＳ２００を繰り返し実行する。
【００３１】
ステップＳ２００において、要求出力ＷDCELLは設定出力ＷSCELLより大きいと判定された場合、制御部１０は、燃料電池システム１が高効率運転モードで運転されているかを判定する（ステップＳ２１０）。
【００３２】
ステップＳ２１０において、高効率運転モードで運転されていると判定されたとき、制御部１０は、冷却水温度ＴCOOLが基準冷却水温度ＴSより高いか否かを判定する（ステップＳ２２０）。「冷却水温度ＴCOOL」とは、冷却水循環装置９０に循環する冷却水の温度であり、温度計９２（図１参照）により計測された温度である。「基準冷却水温度ＴS」とは、予め設定された温度であり、本実施形態ではセ氏５０度とする。
【００３３】
ステップＳ２２０において、冷却水温度ＴCOOLが基準冷却水温度ＴSより高いとき、制御部１０は、冷却水循環装置９０の電力消費は制限しない（ステップＳ２１２）。同様に、ステップＳ２１０において、高効率運転モードではないと判定されたとき、制御部１０は、冷却水循環装置９０の電力消費は制限しない（ステップＳ２１２）。これにより、燃料電池６０を冷却することによって、燃料電池６０の温度を所望の範囲に保つことができる。
【００３４】
ステップＳ２２０において、冷却水温度ＴCOOLが基準冷却水温度ＴＳより低いと制御部１０が判定したとき、冷却水循環装置９０により消費される消費電力ＷDＣＯＯＬが冷却水循環装置９０に対して設定された制限電力ＷSＣＯＯＬとなるように、制御部１０により冷却水循環装置９０を制御する（ステップＳ２３０）。なお、「消費電力ＷDＣＯＯＬ」とは、冷却水循環装置９０により消費される電力をいい、より具体的には、冷却水循環装置９０に含まれるラジエータファン（図示せず）により消費される電力をいう。「制限電力ＷSＣＯＯＬ」とは、冷却水循環装置９０により消費される電力を制限した場合の目標消費電力をいう。本実施形態では、冷却水循環装置９０の電力制御は、ラジエータファンを一時的に停止させることで行う。より具体的には、ラジエータファンを３０秒停止させることで冷却水循環装置９０の電力を制御する。
【００３５】
ステップＳ２３０の実行後、制御部１０は要求出力ＷDCELLを再度算出し、燃料電池６０により要求出力ＷDCELLを満たすための要求正極背圧ＰDCELLについて、正極背圧と燃料電池６０の出力との関係式ＷDCELL＝Ｆ（ＰDCELL）から算出する（ステップＳ２４０）。
【００３６】
次に、ステップＳ２４０において算出された要求正極背圧ＰＤCELLが、予め設定された最大正極背圧ＰMAXと比べて小さいか否かを、制御部１０が判定する（ステップＳ２５０）。判定の結果、要求正極背圧ＰDCELLが最大正極背圧ＰMAXより小さい場合、制御部１０は、現状正極背圧ＰPVを要求正極背圧ＰDCELLに設定し、エアコンプレッサ７２を運転する（ステップＳ２６０）。一方、判定の結果、要求正極背圧ＰDCELLが最大正極背圧ＰMAXより大きい場合、制御部１０は、現状正極背圧ＰPVを最大正極背圧ＰMAXに設定し、エアコンプレッサ７２を運転する（ステップＳ２６２）。
【００３７】
ステップＳ２６０もしくはステップＳ２６２の後、要求出力ＷDCELLと設定出力ＷSCELLとを制御部１０は算出する。そして、制御部１０は、要求出力ＷDCELLが設定出力ＷSCELL以上か否か判定する（ステップＳ２７０）。要求出力ＷDCELLが設定出力ＷSCELL以下の場合、冷却水循環装置９０の出力制限は制御部１０により解除される（ステップＳ２８０）。この解除により、燃料電池６０の温度を所望の範囲に制御できる。一方、判定の結果、要求出力ＷDCELLが設定出力ＷSCELLより大きい場合は、制御部１０は、処理をステップＳ２２０に戻す。これにより、ラジエータファンを停止させて、消費電力を減らした状態で運転を継続することができる。
【００３８】
ステップＳ２８０の実行後、要求正極背圧ＰDCELLから関係式ＷDCELL＝Ｆ（ＰDCELL）により算出された要求出力ＷDCELLが、現状正極背圧ＰPVから同様の式により算出された現状の出力と所定の範囲（プラスマイナスε）に収まるか否かについて、制御部１０が判定する（ステップＳ２９０）。判定の結果、所定の範囲（プラスマイナスε）に収まるとき、このフローは終了する。一方、所定の範囲（プラスマイナスε）に収まらないときは、制御部１０は、正極背圧と燃料電池６０の出力との関係式ＷDCELL＝Ｆ（ＰDCELL）に修正操作を行い（ステップＳ２９４）、処理をステップＳ２５０に戻す。
【００３９】
本実施形態の燃料電池システム１において、要求出力ＷDCELLが、設定出力ＷSCELLより大きいとき（ステップＳ２００、ＹＥＳ）、かつ、冷却水温度ＴＣＯＯＬが基準冷却水温度ＴＳより低いとき（ステップＳ２２０、ＹＥＳ）、エアコンディショナ５２の出力は制限される（ステップＳ２３０）。つまり、冷却水循環装置９０が燃料電池６０の出力に関与する程度が小さい場合に、冷却水循環装置９０の出力は制限される。このため、通常、燃料電池６０の出力に関与する程度が大きい機器についても、場合に応じて、燃料電池６０の出力に関与する程度が小さい機器と判定されて、消費電力を制限されることにより、燃料電池システム１の発電効率を最適化できる。
【００４０】
なお、課題を解決するための手段に記載の「第２種の機器」は、本実施形態における「冷却水循環装置９０」に相当する。また、「値Ａ」は、「冷却水温度ＴCOOL」に相当する。「目標範囲内」は、「基準冷却水温度ＴS以下」に相当する。
【００４１】
Ａ４．第３実施形態：
図４は、二次電池２０の充電状況に応じて、制御部１０が燃料電池システム１の出力を制御する際の処理を示すフローチャートである。本実施形態は、第２実施形態におけるステップＳ２７０からステップＳ２２０に戻すフローの間に入るフローチャートである。なお、本実施形態は、第１実施形態におけるステップＳ１８０からステップＳ１２０に戻すフローの間に入るフローチャートとしてもよい。
【００４２】
この処理によれば、燃料電池システム１の運転時において、二次電池２０の充電状況に応じて、燃料電池６０の発電効率を最適化できる。この処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、本実施形態は、二次電池２０を例にとった形態であるが、他の機器の使用状況などにより燃料電池６０の処理を制御する処理も同様に実現可能である。
【００４３】
制御部１０は、二次電池２０の充電量Ｂは予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３１０）。なお、二次電池２０の充電量Ｂは、ＳＯＣセンサ２２（図１参照）により測定される。二次電池２０の充電量Ｂが予め設定された閾値より小さい場合は、このフローは終了する。
【００４４】
ステップＳ３１０において、二次電池２０の充電量Ｂが閾値よりも大きいと判定されたとき、制御部１０は、想定出力ＷTCELLの算出を行う（ステップＳ３２０）。「想定出力ＷTCELL」とは、燃料電池６０のセル電圧と正極背圧から算出される出力をいい、設定出力ＷSCELLの算出に用いられる関係式と比べて、同条件下で大きな電力を出力する関係式により算出された値である。
【００４５】
次に、ステップＳ３２０において算出された想定出力ＷTCELLが要求出力ＷDCELLより大きいか否かを、制御部１０が判定する（ステップＳ３３０）。判定において、想定出力ＷTCELLが要求出力ＷDCELLより大きい場合、二次電池２０から電力を供給し、燃料電池６０の出力に関与する程度が小さい機器の制限を解除し（ステップＳ３４０）、スタートに戻ってフローを繰り返す。一方、ステップＳ３３０の判定において、想定出力ＷTCELLが要求出力ＷDCELLより小さい場合、このフローは終了する。
【００４６】
本実施形態の燃料電池システム１によれば、二次電池２０の充電量Ｂが所定の充電量より多く（ステップＳ３１０）、想定出力ＷTCELLが要求出力ＷDCELLより大きい場合（ステップＳ３３０）、二次電池２０から電力を供給することにより燃料電池６０の出力に関与する程度の少ない機器の制限が解除できる。このため、燃料電池システム１の発電効率を最適化できる。
【００４７】
なお、課題を解決するための手段に記載の「蓄電部」は、本実施形態における「二次電池２０」に相当する。「値Ｂ」は、「充電量Ｂ」に相当する。
【００４８】
Ｂ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様で実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００４９】
Ｂ１．変形例１：
上記実施形態においては、車内基準温度ＴUはセ氏２９度としたが、本発明はこれに限られない。つまり、ユーザが不快と感じない程度に車内の温度を保てればよい。また、基準冷却水温度ＴSはセ氏５０度としたが、本発明はこれに限られない。つまり、冷却水の温度は、燃料電池６０が故障しない程度に保てればよい。
【００５０】
Ｂ２．変形例２：
上記実施形態において、冷却水循環装置９０の出力制限は、ラジエータファンを停止することで行ったが、本発明はこれに限られない。つまり、冷却水循環装置９０の出力制限は、冷却水循環装置９０の電力消費を抑えられればよく、ラジエータファンの回転数を減少させてもよい。
【００５１】
Ｂ３．変形例３：
課題を解決するための手段に記載の「目標範囲内」は、上記実施形態において、上限のみ規定しているが、本発明は、これにかぎられない。つまり、「目標範囲内」は、上限もしくは下限の少なくともいずれか一方が規定されていれば良い。
【００５２】
Ｂ４．変形例４：
本実施形態においては、第２種の機器として、エアコンディショナ５２とエアコンプレッサ７２を例にとったが、本発明はこれらに限られない。上記以外の第２種の機器としては、例えば、オーディオが挙げられる。
【００５３】
Ｂ５．変形例５：
実施形態において、想定出力ＷTCELLや設定出力ＷSCELLは関係式を用いて算出したが、本発明はこれに限られない。関係式からの算出以外の方法としては、例えば、マップを使用する方法を用いても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１…燃料電池システム
１０…制御部
２０…二次電池
３０…電流制御器
４０…常用電源
５０…室内アクセサリ
５２…エアコンディショナ
５４…室内温度計
６０…燃料電池
６２…負極部
６４…正極部
７２…エアコンプレッサ
７４…負極ガスポンプ
７６…圧力計
８２…正極ガス供給循環系統
８４…負極ガス供給循環系統
９０…冷却水循環装置
９２…温度計
ＷDCELL…要求出力
ＷSCELL…設定出力
ＷTCELL…想定出力
ＷDACC…エアコンディショナ消費電力
ＷSACC…エアコンディショナ制限電力
ＰDCELL…要求正極背圧
ＰMAX…最大正極背圧
ＴCOOL…冷却水温度
ＷDCOOL…消費電力
ＷSCOOL…制限電力
Ｂ…充電量
ＴR…車内温度
ＴS…基準冷却水温度
ＴU…車内基準温度
Ｐｔ…白金
ＰPV…現状正極背圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014053140.tif 000005
【図４】
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