(57)【要約】【課題】配線長の違い等による燃料消費量の差異に起因した不都合を回避し、燃料電池の燃料を有効利用する。【解決手段】外部からの燃料供給を受けずに稼働し、負荷に対し並列に接続され出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を出力する複数の燃料電池、を制御する燃料電池制御装置10は、出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を複数の燃料電池から受信する電池情報受信部11と、受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する出力電圧算出部12と、算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、差を解消するよう各燃料電池に指令する出力電圧指令部13と、を備える。【選択図】図２
2014175250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの燃料供給を受けず内蔵された燃料を利用して稼働する複数の燃料電池であって、負荷に対し並列に接続され出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を出力する当該複数の燃料電池、を制御する燃料電池制御装置であって、
前記複数の燃料電池から出力される出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を受信する電池情報受信部と、
前記電池情報受信部により受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、前記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する出力電圧算出部と、
前記出力電圧算出部により算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、前記差を解消するよう各燃料電池に指令する出力電圧指令部と、
を備える燃料電池制御装置。
【請求項２】
前記出力電圧算出部は、
前記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報が複数の選択肢を含む場合、各燃料電池について予め設定された出力電圧から最も大きく乖離した燃料電池の出力電圧を前記予め設定された出力電圧に近づくように制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池制御装置。
【請求項３】
外部からの燃料供給を受けず内蔵された燃料を利用して稼働する複数の燃料電池であって、負荷に対し並列に接続され出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を出力する当該複数の燃料電池、を制御する燃料電池制御装置、により実行される燃料電池制御方法であって、
前記複数の燃料電池から出力される出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を受信する電池情報受信ステップと、
前記電池情報受信ステップにて受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、前記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する出力電圧算出ステップと、
前記出力電圧算出ステップにて算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、前記差を解消するよう各燃料電池に指令する出力電圧指令ステップと、
を備える燃料電池制御方法。
【請求項４】
外部からの燃料供給を受けず内蔵された燃料を利用して稼働する複数の燃料電池であって、負荷に対し並列に接続され出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を出力する当該複数の燃料電池、を制御する燃料電池制御プログラムであって、
コンピュータを、
前記複数の燃料電池から出力される出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を受信する電池情報受信部と、
前記電池情報受信部により受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、前記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する出力電圧算出部と、
前記出力電圧算出部により算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、前記差を解消するよう各燃料電池に指令する出力電圧指令部、
として機能させるための燃料電池制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池制御装置、燃料電池制御方法および燃料電池制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、バックアップ電源として、体積・重量エネルギー密度が高い燃料電池が注目を集めている。燃料電池の出力は製品ごとに決まっており、大負荷へ電力を供給する場合、燃料電池を並列接続するケースが多い（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７１９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２台以上の燃料電池をバックアップ電源として並列使用する際、例えば、燃料電池から負荷までの配線長が異なると、配線抵抗による電圧降下値も異なる。図９に示すように、バックアップ電源として並列使用されている燃料電池Ｂ１、Ｂ２において、燃料電池Ｂ２から負荷までの配線長が燃料電池Ｂ１から負荷までの配線長よりも長い場合、それぞれの配線を流れる電流が等しいと仮定すると、燃料電池Ｂ２の配線抵抗Ｒ２が燃料電池Ｂ１の配線抵抗Ｒ１より大きくなり、配線抵抗Ｒ２による電圧降下値が配線抵抗Ｒ１による電圧降下値よりも大きくなる。よって、各燃料電池の出力電圧が一定の場合、上記の電圧降下値の差を解消するため、燃料電池Ｂ１がより多くの電流を供給する必要が生じ、結果として燃料電池から出力される電力量、つまりは燃料消費量に差が生じてしまう。例えば、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１と燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２が等しい場合、図９のＡ点における電圧降下を図１０によって説明すると、それぞれの配線を流れる電流が等しいと仮定したとき、燃料電池Ｂ１の配線抵抗Ｒ１による電圧降下は実線ｂ１で、燃料電池Ｂ２の配線抵抗Ｒ２による電圧降下は破線ｂ２で、それぞれ表され、電圧降下後の出力電圧については燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１’が燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２’よりも高くなる。そのため、この電圧差を埋めるべく燃料電池Ｂ１はより多くの電流を供給し、その結果、燃料電池Ｂ１の配線抵抗Ｒ１による電圧降下は実線ｂ１’で表される。つまり、燃料電池Ｂ１、Ｂ２から負荷への出力電力Ｐ１、Ｐ２についてはＰ１＞Ｐ２となり、燃料電池Ｂ１、Ｂ２における燃料消費量Ｌ１、Ｌ２についてはＬ１＞Ｌ２となる。
【０００５】
上記のように複数の燃料電池から負荷への出力電力や複数の燃料電池における燃料消費量に差異がある状況では、複数の燃料電池のうち、ある１つの燃料電池の燃料が先に枯渇してしまう状況が想定され、かかる状況では電気回路は過負荷状態に陥り、他の燃料電池の出力も停止してしまう恐れがある。よって、都市ガスなどの燃料供給インフラストラクチャ（以下「燃料供給インフラ」と称する）を利用しない複数の燃料電池を用いる場合、燃料が枯渇した燃料電池以外の燃料電池に燃料が残っていても、残った燃料を利用できないことが想定される。
【０００６】
そこで本発明は、燃料供給インフラを利用しない複数の燃料電池を用いる際に、配線長の違い等による燃料消費量の差異に起因した不都合を回避し、燃料電池の燃料を有効利用することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る燃料電池制御装置は、外部からの燃料供給を受けず内蔵された燃料を利用して稼働する複数の燃料電池であって、負荷に対し並列に接続され出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を出力する当該複数の燃料電池、を制御する燃料電池制御装置であって、前記複数の燃料電池から出力される出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を受信する電池情報受信部と、前記電池情報受信部により受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、前記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する出力電圧算出部と、前記出力電圧算出部により算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、前記差を解消するよう各燃料電池に指令する出力電圧指令部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る燃料電池制御装置は、外部からの燃料供給を受けず内蔵された燃料を利用して稼働する複数の燃料電池を制御する。制御対象の複数の燃料電池は、負荷に対し並列に接続され、出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を出力する。ここで、本発明に係る燃料電池制御装置では、電池情報受信部が、複数の燃料電池から出力される出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を受信すると、出力電圧算出部が、受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、その差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する。そして、出力電圧指令部が、算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、上記の差を解消するよう各燃料電池に指令する。これにより、指令を受けた各燃料電池では、上記比較により把握された差（出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方における差）を解消するよう制御が行われる。従って、燃料供給インフラを利用しない複数の燃料電池を用いる場合であっても、例えば配線長の違い等による燃料消費量の差異に起因した不都合を回避でき、燃料電池の燃料を有効利用することができる。
【０００９】
なお、上記の燃料電池制御装置において、出力電圧算出部は、上記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報が複数の選択肢を含む場合、各燃料電池について予め設定された出力電圧から最も大きく乖離した燃料電池の出力電圧を上記予め設定された出力電圧に近づくように制御してもよい。このように、上記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報が複数の選択肢を含む場合に、各燃料電池について予め設定された出力電圧から最も大きく乖離した燃料電池の出力電圧を上記予め設定された出力電圧に近づくように制御することで、上記差を解消するための制御の効果が顕著となる。
【００１０】
上述した燃料電池制御装置に係る発明は、燃料電池制御方法に係る発明および燃料電池制御プログラムに係る発明として捉えることもでき、以下のように記載することができる。これら発明は、実質的には同一のため、同様の作用・効果を奏する。
【００１１】
本発明に係る燃料電池制御方法は、外部からの燃料供給を受けず内蔵された燃料を利用して稼働する複数の燃料電池であって、負荷に対し並列に接続され出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を出力する当該複数の燃料電池、を制御する燃料電池制御装置、により実行される燃料電池制御方法であって、前記複数の燃料電池から出力される出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を受信する電池情報受信ステップと、前記電池情報受信ステップにて受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、前記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する出力電圧算出ステップと、前記出力電圧算出ステップにて算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、前記差を解消するよう各燃料電池に指令する出力電圧指令ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る燃料電池制御プログラムは、外部からの燃料供給を受けず内蔵された燃料を利用して稼働する複数の燃料電池であって、負荷に対し並列に接続され出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を出力する当該複数の燃料電池、を制御する燃料電池制御プログラムであって、コンピュータを、前記複数の燃料電池から出力される出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を受信する電池情報受信部と、前記電池情報受信部により受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、前記差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する出力電圧算出部と、前記出力電圧算出部により算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、前記差を解消するよう各燃料電池に指令する出力電圧指令部、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料供給インフラを利用しない複数の燃料電池を用いる場合であっても、例えば配線長の違い等による燃料消費量の差異に起因した不都合を回避でき、燃料電池の燃料を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る燃料電池制御装置が動作するシステムを示す図である。
【図２】第１、第２実施形態における燃料電池制御装置の構成図である。
【図３】燃料電池制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態における燃料電池制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】図４の処理の第１変形例を示すフローチャートである。
【図６】図４の処理の第２変形例を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態における燃料電池制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図８】燃料電池制御プログラムの構成を示すブロック図である。
【図９】従来システムの構成例を示す図である。
【図１０】従来システムの問題点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。以下では、本発明の基本的な態様に係る第１実施形態と、制御方法の一部に工夫を施した第２実施形態とを説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１には、本実施形態の燃料電池制御装置１０が動作するシステムを示す。この図１に示すように、例えば通信装置などの負荷３０には、メインの電源として、交流の商用電力源５０が整流器４０を介して接続されている。商用電力源５０からの交流電力は整流器４０によって直流電力に変換され、変換後の直流電力が負荷３０に供給される。
【００１７】
上記のようなメインの電源に加え、複数（ここでは一例として２台）の燃料電池Ｂ１、Ｂ２が負荷３０に並列に接続され、これら複数の燃料電池Ｂ１、Ｂ２は、バックアップ電源として並列使用されている。燃料電池制御装置１０は、複数の燃料電池Ｂ１、Ｂ２の各々に接続され、後述するように、これら複数の燃料電池Ｂ１、Ｂ２の出力電圧を制御する。
【００１８】
図２に示すように、各燃料電池は、複数の燃料電池セルを重ねてパッケージ化したスタック２２と、スタック２２から負荷へ出力される出力電圧を燃料電池制御装置１０からの指令に基づいて制御するＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、燃料を貯蔵した燃料タンク２１とを含んでいる。各燃料電池は、都市ガスなどの燃料供給インフラストラクチャからの燃料供給を受けずに、内蔵された燃料タンク２１内の燃料を利用して稼働する構成となっている。また、スタック２２は出力電圧を検出する機能を備えており、検出により得られた出力電力情報はスタック２２から燃料電池制御装置１０へ出力される。燃料タンク２１は燃料残量を検出する機能を備えており、検出により得られた燃料残量情報は燃料タンク２１から燃料電池制御装置１０へ出力される。
【００１９】
なお、ここでは、出力電力情報と燃料残量情報の両方が燃料電池制御装置１０へ出力される例を説明するが、出力電力情報と燃料残量情報の両方が出力されることは必須ではなく、出力電力情報と燃料残量情報のうち一方が出力されるケースでも本発明は適用可能である。出力電力情報と燃料残量情報のうち一方が出力されるケースは、後に、変形例１、２として説明する。
【００２０】
燃料電池制御装置１０は、複数の燃料電池から出力される出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方（ここでは出力電力情報と燃料残量情報の両方）を受信する電池情報受信部１１と、電池情報受信部１１により受信された各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方を各燃料電池同士で比較し、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報の少なくとも一方に差がある場合、当該差を解消するための各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報を算出する出力電圧算出部１２と、出力電圧算出部１２により算出された各燃料電池の出力電圧の制御に関する情報に基づいて、当該差を解消するよう各燃料電池に指令する出力電圧指令部１３と、を備える。このような燃料電池制御装置１０の動作の詳細については、後に、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
図３には、燃料電池制御装置１０のハードウェア構成の一例を示す。燃料電池制御装置１０は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ１０Ａと、ＲＡＭ１０Ｂと、ＲＯＭ１０Ｃと、キーボード等から成る入力部１０Ｄと、所定位置に挿入された記憶媒体Ｍに記憶されたデータや後述するプログラム等を読み取る読取部１０Ｅと、外部との通信を行う通信部１０Ｆと、補助記憶部１０Ｇと、ディスプレイ等から成る表示部１０Ｈと、を備える。前述した燃料電池制御装置１０の各機能ブロックの機能は、ＲＡＭ１０Ｂ等にプログラムやデータ等を読み込ませ、ＣＰＵ１０Ａの制御の下でプログラムを実行することで実現される。なお、後述する第２実施形態における燃料電池制御装置１０のハードウェア構成も、上記図３のハードウェア構成と同様である。
【００２２】
図４には、第１実施形態の燃料電池制御装置１０により実行される、燃料電池制御方法に係る処理動作を示す。この図４に示すように、まず、電池情報受信部１１が、複数の燃料電池（ここでは燃料電池Ｂ１、Ｂ２）から出力される出力電力情報および燃料残量情報を受信する（ステップＳ１）。受信された出力電力情報および燃料残量情報は、出力電圧算出部１２へ送出される。
【００２３】
次に、出力電圧算出部１２は、受け取った各燃料電池の燃料残量情報から、各燃料電池の燃料残量に差があるか否かを判断する（ステップＳ２）。各燃料電池の燃料残量に差があるか否かの判断は、例えば各燃料電池の燃料残量の差が予め定めた閾値を超えるか否かにより判断する。ここで、各燃料電池の燃料残量に差がある場合は、燃料電池Ｂ１の燃料残量Ｚ１が燃料電池Ｂ２の燃料残量Ｚ２より多いか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００２４】
このとき燃料残量Ｚ１が燃料残量Ｚ２より多い場合は、受け取った各燃料電池の出力電力情報から、燃料電池Ｂ１の出力電力Ｐ１が燃料電池Ｂ２の出力電力Ｐ２より大きいか否かを判断する（ステップＳ５）。その結果、燃料残量が多い方の燃料電池Ｂ１の出力電力Ｐ１が燃料電池Ｂ２の出力電力Ｐ２よりも大きければ、その後、各燃料電池の燃料残量の差が縮まっていくと予想されるため、出力電圧の制御は行わない。一方、燃料残量が多い方の燃料電池Ｂ１の出力電力Ｐ１が燃料電池Ｂ２の出力電力Ｐ２以下であれば、その後、各燃料電池の燃料残量の差が広がっていくと予想されるため、出力電圧算出部１２は、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を上昇させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を低下させるための制御情報を算出する（ステップＳ８）。このとき出力電圧算出部１２は、制御情報として、例えば、出力電圧Ｖ１を上昇させるべき電圧上昇幅を算出してもよいし、出力電圧Ｖ２を低下させるべき電圧低下幅を算出してもよい。また、上昇させる出力電圧Ｖ１の目標電圧値を算出してもよいし、低下させる出力電圧Ｖ２の目標電圧値を算出してもよい。上記のように算出された制御情報は、出力電圧指令部１３へ送出される。そして、出力電圧指令部１３は、受け取った制御情報に基づく指令情報を、対象となる燃料電池のＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ送出することにより、当該制御情報に基づく指令を行う（ステップＳ９）。これにより、対象となる燃料電池において、指令に応じた制御、即ち、出力電圧Ｖ１を上昇させる又は出力電圧Ｖ２を低下させる制御が行われる。
【００２５】
一方、ステップＳ３で燃料残量Ｚ１が燃料残量Ｚ２以下の場合は、受け取った各燃料電池の出力電力情報から、燃料電池Ｂ１の出力電力Ｐ１が燃料電池Ｂ２の出力電力Ｐ２より大きいか否かを判断する（ステップＳ６）。その結果、燃料電池Ｂ１（即ち、燃料残量が燃料電池Ｂ２の燃料残量Ｚ２以下である燃料電池）の出力電力Ｐ１が燃料電池Ｂ２の出力電力Ｐ２以下であれば、その後、各燃料電池の燃料残量の差は広がらないと予想されるため、出力電圧の制御は行わない。一方、燃料電池Ｂ１（即ち、燃料残量が燃料電池Ｂ２の燃料残量Ｚ２以下である燃料電池）の出力電力Ｐ１が燃料電池Ｂ２の出力電力Ｐ２より大きければ、その後、各燃料電池の燃料残量の差が広がっていくと予想されるため、出力電圧算出部１２は、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を低下させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を上昇させるための制御情報を算出する（ステップＳ１０）。このとき出力電圧算出部１２は、制御情報として、例えば、出力電圧Ｖ１を低下させるべき電圧低下幅を算出してもよいし、出力電圧Ｖ２を上昇させるべき電圧上昇幅を算出してもよい。また、低下させる出力電圧Ｖ１の目標電圧値を算出してもよいし、上昇させる出力電圧Ｖ２の目標電圧値を算出してもよい。上記のように算出された制御情報は、出力電圧指令部１３へ送出される。そして、出力電圧指令部１３は、受け取った制御情報に基づく指令情報を、対象となる燃料電池のＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ送出することにより、当該制御情報に基づく指令を行う（ステップＳ１１）。これにより、対象となる燃料電池において、指令に応じた制御、即ち、出力電圧Ｖ１を低下させる又は出力電圧Ｖ２を上昇させる制御が行われる。
【００２６】
ところで、ステップＳ２で、各燃料電池の燃料残量に差がない場合、出力電圧算出部１２は、受け取った各燃料電池の出力電力情報から、各燃料電池の出力電力に差があるか否かを判断する（ステップＳ４）。各燃料電池の出力電力に差があるか否かの判断は、例えば各燃料電池の出力電力の差が予め定めた閾値を超えるか否かにより判断する。ここで、各燃料電池の出力電力に差がない場合は、その後、各燃料電池の燃料残量に差は生じないと予想されるため、出力電圧の制御は行わない。
【００２７】
また、各燃料電池の出力電力に差がある場合は、燃料電池Ｂ１の出力電力Ｐ１が燃料電池Ｂ２の出力電力Ｐ２よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで、出力電力Ｐ１が出力電力Ｐ２よりも大きい場合は、その後、燃料電池Ｂ１の燃料残量Ｚ１の方が早く減っていくと予想されるため、出力電圧算出部１２は、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を低下させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を上昇させるための制御情報を算出する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の算出処理は、前述したステップＳ１０と同様である。算出された制御情報は、出力電圧指令部１３へ送出される。そして、出力電圧指令部１３は、受け取った制御情報に基づく指令情報を、対象となる燃料電池のＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ送出することにより、当該制御情報に基づく指令を行う（ステップＳ１３）。これにより、対象となる燃料電池において、指令に応じた制御、即ち、出力電圧Ｖ１を低下させる又は出力電圧Ｖ２を上昇させる制御が行われる。
【００２８】
一方、ステップＳ７で否定判定の場合（出力電力Ｐ２が出力電力Ｐ１よりも大きい場合）は、その後、燃料電池Ｂ２の燃料残量Ｚ２の方が早く減っていくと予想されるため、出力電圧算出部１２は、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を上昇させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を低下させるための制御情報を算出する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４の算出処理は、前述したステップＳ８と同様である。算出された制御情報は、出力電圧指令部１３へ送出される。そして、出力電圧指令部１３は、受け取った制御情報に基づく指令情報を、対象となる燃料電池のＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ送出することにより、当該制御情報に基づく指令を行う（ステップＳ１５）。これにより、対象となる燃料電池において、指令に応じた制御、即ち、出力電圧Ｖ１を上昇させる又は出力電圧Ｖ２を低下させる制御が行われる。
【００２９】
図４より明らかなように、その後、上記のステップＳ１〜Ｓ１５の処理は繰り返し実行され、ステップＳ１で新たに受信した各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報を用いてステップＳ２〜Ｓ１５の処理が再度実行される。
【００３０】
以上説明した図４の処理により、各燃料電池の出力電力情報および燃料残量情報を比較することで、燃料残量の差が広がっていく又は燃料残量に差が生じる状況となったことを検知し、当該差を解消するよう制御を行うため、図１のように燃料供給インフラを利用しない複数の燃料電池を用いる場合であっても、配線長の違い等による燃料消費量の差異に起因した不都合を回避でき、燃料電池の燃料を有効利用することができる。
【００３１】
なお、上記第１実施形態では、燃料電池制御装置１０が各燃料電池の出力電力情報と燃料残量情報の両方を受信する例を説明したが、出力電力情報と燃料残量情報のうち一方を受信するケースでも本発明は適用可能である。そこで、燃料電池制御装置１０が各燃料電池の出力電力情報のみを受信し出力電力情報に基づく制御を行う例を「変形例１」として、燃料電池制御装置１０が各燃料電池の燃料残量情報のみを受信し燃料残量情報に基づく制御を行う例を「変形例２」として、以下、順に説明する。
【００３２】
（第１実施形態の変形例１）
変形例１に係る燃料電池制御装置１０の構成は、前述した図２の構成と同様であるが、図２において、燃料タンク２１の燃料残量情報は燃料タンク２１から燃料電池制御装置１０へ出力されないが、各燃料電池の出力電力情報がスタック２２から燃料電池制御装置１０へ出力される。
【００３３】
燃料電池制御装置１０では、図５の処理が実行される。この図５に示すように、まず、電池情報受信部１１が、複数の燃料電池（ここでは燃料電池Ｂ１、Ｂ２）から出力される出力電力情報を受信する（ステップＳ２１）。受信された出力電力情報は、出力電圧算出部１２へ送出される。
【００３４】
次に、出力電圧算出部１２は、受け取った各燃料電池の出力電力情報から、各燃料電池の出力電力に差があるか否かを判断する（ステップＳ２２）。各燃料電池の出力電力に差があるか否かの判断方法は、前述した図４のステップＳ４と同様である。ここで、各燃料電池の出力電力に差がない場合は、各燃料電池の燃料消費量に差がないと考えられるため、出力電圧の制御は行わない。
【００３５】
また、各燃料電池の出力電力に差がある場合は、燃料電池Ｂ１の出力電力Ｐ１が燃料電池Ｂ２の出力電力Ｐ２よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、出力電力Ｐ１が出力電力Ｐ２よりも大きい場合は、燃料電池Ｂ１の方が燃料電池Ｂ２よりも燃料消費量が多いと考えられるため、出力電圧算出部１２は、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を低下させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を上昇させるための制御情報を算出する（ステップＳ２４）。このステップＳ２４の算出処理は、前述した図４のステップＳ１０、Ｓ１２と同様である。そして、算出された制御情報は、出力電圧指令部１３へ送出され、出力電圧指令部１３は、受け取った制御情報に基づく指令を、対象となる燃料電池のＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ送出することにより、当該制御情報に基づく指令を行う（ステップＳ２５）。これにより、指令に応じた制御、即ち、出力電圧Ｖ１を低下させる又は出力電圧Ｖ２を上昇させる制御が行われ、各燃料電池の出力電力の差が小さくなる。
【００３６】
一方、ステップＳ２３で、出力電力Ｐ１が出力電力Ｐ２よりも大きくない場合は、燃料電池Ｂ２の方が燃料電池Ｂ１よりも燃料消費量が多いと考えられるため、出力電圧算出部１２は、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を上昇させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を低下させるための制御情報を算出する（ステップＳ２６）。このステップＳ２６の算出処理は、前述した図４のステップＳ８、Ｓ１４と同様である。そして、算出された制御情報は、出力電圧指令部１３へ送出され、出力電圧指令部１３は、受け取った制御情報に基づく指令を、対象となる燃料電池のＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ送出することにより、当該制御情報に基づく指令を行う（ステップＳ２７）。これにより、指令に応じた制御、即ち、出力電圧Ｖ１を上昇させる又は出力電圧Ｖ２を低下させる制御が行われ、各燃料電池の出力電力の差が小さくなる。
【００３７】
以後、上記のステップＳ２１〜Ｓ２７の処理は繰り返し実行され、ステップＳ２１で新たに受信した各燃料電池の出力電力情報を用いてステップＳ２２〜Ｓ２７の処理が再度実行される。
【００３８】
以上説明した図５の処理により、各燃料電池の出力電力を比較し、各燃料電池の出力電力に差がある場合は、当該差を解消するよう制御を行うため、第１実施形態と同様に、配線長の違い等による燃料消費量の差異に起因した不都合を回避でき、燃料電池の燃料を有効利用することができる。
【００３９】
（第１実施形態の変形例２）
変形例２に係る燃料電池制御装置１０の構成は、前述した図２の構成と同様であるが、図２において、各燃料電池の出力電力情報はスタック２２から燃料電池制御装置１０へ出力されないが、各燃料電池の燃料タンク２１の燃料残量情報は燃料タンク２１から燃料電池制御装置１０へ出力される。
【００４０】
燃料電池制御装置１０では、図６の処理が実行される。この図６に示すように、まず、電池情報受信部１１が、複数の燃料電池（ここでは燃料電池Ｂ１、Ｂ２）から出力される燃料残量情報を受信する（ステップＳ３１）。受信された燃料残量情報は、出力電圧算出部１２へ送出される。
【００４１】
次に、出力電圧算出部１２は、受け取った各燃料電池の燃料残量情報から、各燃料電池の燃料残量に差があるか否かを判断する（ステップＳ３２）。各燃料電池の燃料残量に差があるか否かの判断方法は、前述した図４のステップＳ２と同様である。ここで、各燃料電池の燃料残量に差がない場合は、出力電圧の制御は行わない。
【００４２】
また、各燃料電池の燃料残量に差がある場合は、燃料電池Ｂ１の燃料残量Ｚ１が燃料電池Ｂ２の燃料残量Ｚ２よりも多いか否かを判断する（ステップＳ３３）。ここで、燃料残量Ｚ１が燃料残量Ｚ２よりも多い場合は、両者の差を解消すべく、出力電圧算出部１２は、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を上昇させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を低下させるための制御情報を算出する（ステップＳ３４）。このステップＳ３４の算出処理は、前述した図４のステップＳ８、Ｓ１４と同様である。そして、算出された制御情報は、出力電圧指令部１３へ送出され、出力電圧指令部１３は、受け取った制御情報に基づく指令を、対象となる燃料電池のＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ送出することにより、当該制御情報に基づく指令を行う（ステップＳ３５）。これにより、指令に応じた制御、即ち、出力電圧Ｖ１を上昇させる又は出力電圧Ｖ２を低下させる制御が行われ、その結果、燃料電池Ｂ１の方が燃料電池Ｂ２よりも燃料消費量が多くなり、各燃料電池の燃料残量の差が小さくなる。
【００４３】
一方、ステップＳ３３で、燃料残量Ｚ１が燃料残量Ｚ２よりも少ない場合は、両者の差を解消すべく、出力電圧算出部１２は、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を低下させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を上昇させるための制御情報を算出する（ステップＳ３６）。このステップＳ３６の算出処理は、前述した図４のステップＳ１０、Ｓ１２と同様である。そして、算出された制御情報は、出力電圧指令部１３へ送出され、出力電圧指令部１３は、受け取った制御情報に基づく指令を、対象となる燃料電池のＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ送出することにより、当該制御情報に基づく指令を行う（ステップＳ３７）。これにより、指令に応じた制御、即ち、出力電圧Ｖ１を低下させる又は出力電圧Ｖ２を上昇させる制御が行われ、その結果、燃料電池Ｂ２の方が燃料電池Ｂ１よりも燃料消費量が多くなり、各燃料電池の燃料残量の差が小さくなる。
【００４４】
以後、上記のステップＳ３１〜Ｓ３７の処理は繰り返し実行され、ステップＳ３１で新たに受信した各燃料電池の燃料残量情報を用いてステップＳ３２〜Ｓ３７の処理が再度実行される。
【００４５】
以上説明した図６の処理により、各燃料電池の燃料残量を比較し、各燃料電池の燃料残量に差がある場合は、当該差を解消するよう制御を行うため、第１実施形態と同様に、配線長の違い等による燃料消費量の差異に起因した不都合を回避でき、燃料電池の燃料を有効利用することができる。また、各燃料電池から負荷への配線長の差の有無にかかわらず各燃料電池の燃料残量に差があった場合に、上記のように各燃料電池の燃料消費量に差をつけることで、各燃料電池の燃料の有効利用に貢献することができる。
【００４６】
［第２実施形態］
以下の第２実施形態では、各燃料電池の出力電力の差又は燃料残量の差を解消するための制御情報が複数の選択肢を含む場合の処理に工夫を施した実施形態を説明する。
【００４７】
第２実施形態に係る燃料電池制御装置１０の構成は、前述した図２の構成と同様である。ただし、各燃料電池について、制御の基準となる出力電圧が予め設定されており、出力電圧算出部１２は、各燃料電池について予め設定された出力電圧（以下「設定電圧」という）の情報を予め記憶している。なお、以下では、燃料電池Ｂ１についての出力電圧をＶ１、設定電圧をＶ１ＰＲＥＳＥＴ、設定電圧と出力電圧の差をΔＶ１と称する。これらは以下の関係を有する。
ΔＶ１＝Ｖ１ＰＲＥＳＥＴ−Ｖ１
同様に、燃料電池Ｂ２についての出力電圧をＶ２、設定電圧をＶ２ＰＲＥＳＥＴ、設定電圧と出力電圧の差をΔＶ２と称する。これらは以下の関係を有する。
ΔＶ２＝Ｖ２ＰＲＥＳＥＴ−Ｖ２
【００４８】
例えば、燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を上昇させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を低下させるための制御情報としては、複数の選択肢、即ち「出力電圧Ｖ１を上昇させる制御情報」と「出力電圧Ｖ２を低下させる制御情報」が含まれることとなる。このような場合に、出力電圧算出部１２は、複数の選択肢のうち、各燃料電池の出力電圧が設定電圧から最も大きく乖離している方の選択肢を、制御情報として採用する。
【００４９】
以下、図７を用いて具体的な処理を説明する。図７の処理は、図４におけるステップＳ８、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４において複数の選択肢から一の選択肢を採用する処理を詳細化したものに相当する。ステップＳ８、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４以外の処理は、図７と図４とで共通するため、説明を省略する。
【００５０】
図７のステップＳ８Ａ〜Ｓ８Ｃは、図４のステップＳ８における「燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を上昇させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を低下させるための制御情報を算出する処理」を詳細化したものに相当する。まず、ステップＳ８Ａにおいて、出力電圧算出部１２は、各燃料電池の出力電圧と設定電圧との差を燃料電池同士で比較する。このとき、出力電圧Ｖ１を上昇させる又は出力電圧Ｖ２を低下させることが求められているため、出力電圧Ｖ１が設定電圧Ｖ１ＰＲＥＳＥＴよりも低く、出力電圧Ｖ２が設定電圧Ｖ２ＰＲＥＳＥＴよりも高い状態にあると想定される。そこで、出力電圧算出部１２は、ステップＳ８Ａにて、ΔＶ１＞−ΔＶ２であるか否か、即ち、「Ｖ１ＰＲＥＳＥＴ−Ｖ１」が「Ｖ２−Ｖ２ＰＲＥＳＥＴ」よりも大きいか否かを判定する。ここで、ΔＶ１＞−ΔＶ２であれば、出力電圧Ｖ１の方が出力電圧Ｖ２よりも設定電圧からの乖離が大きいと判断できるため、出力電圧算出部１２は、ステップＳ８Ｂにて、「出力電圧Ｖ１を上昇させる制御情報」と「出力電圧Ｖ２を低下させる制御情報」のうち「出力電圧Ｖ１を上昇させる制御情報」を採用する。一方、ΔＶ１＞−ΔＶ２でなければ、出力電圧Ｖ２の方が出力電圧Ｖ１よりも設定電圧からの乖離が大きい又は等しいと判断できるため、出力電圧算出部１２は、ステップＳ８Ｃにて、「出力電圧Ｖ１を上昇させる制御情報」と「出力電圧Ｖ２を低下させる制御情報」のうち「出力電圧Ｖ２を低下させる制御情報」を採用する。このように、出力電圧が設定電圧から最も大きく乖離している方の選択肢を制御情報として採用することで、当該最も大きい乖離を解消するための制御が実行されることとなる。
【００５１】
なお、図７のステップＳ１４Ａ〜Ｓ１４Ｃについても、上記ステップＳ８Ａ〜Ｓ８Ｃと同様であり、同様の効果を得ることができる。
【００５２】
次に、図７のステップＳ１０Ａ〜Ｓ１０Ｃは、図４のステップＳ１０における「燃料電池Ｂ１の出力電圧Ｖ１を低下させる又は燃料電池Ｂ２の出力電圧Ｖ２を上昇させるための制御情報を算出する処理」を詳細化したものに相当する。まず、ステップＳ１０Ａにおいて、出力電圧算出部１２は、各燃料電池の出力電圧と設定電圧との差を燃料電池同士で比較する。このとき、出力電圧Ｖ１を低下させる又は出力電圧Ｖ２を上昇させることが求められているため、出力電圧Ｖ１が設定電圧Ｖ１ＰＲＥＳＥＴよりも高く、出力電圧Ｖ２が設定電圧Ｖ２ＰＲＥＳＥＴよりも低い状態にあると想定される。そこで、出力電圧算出部１２は、ステップＳ１０Ａにて、−ΔＶ１＞ΔＶ２であるか否か、即ち、「Ｖ１−Ｖ１ＰＲＥＳＥＴ」が「Ｖ２ＰＲＥＳＥＴ−Ｖ２」よりも大きいか否かを判定する。ここで、−ΔＶ１＞ΔＶ２であれば、出力電圧Ｖ１の方が出力電圧Ｖ２よりも設定電圧からの乖離が大きいと判断できるため、出力電圧算出部１２は、ステップＳ１０Ｂにて、「出力電圧Ｖ１を低下させる制御情報」と「出力電圧Ｖ２を上昇させる制御情報」のうち「出力電圧Ｖ１を低下させる制御情報」を採用する。一方、−ΔＶ１＞ΔＶ２でなければ、出力電圧Ｖ２の方が出力電圧Ｖ１よりも設定電圧からの乖離が大きい又は等しいと判断できるため、出力電圧算出部１２は、ステップＳ１０Ｃにて、「出力電圧Ｖ１を低下させる制御情報」と「出力電圧Ｖ２を上昇させる制御情報」のうち「出力電圧Ｖ２を上昇させる制御情報」を採用する。このように、出力電圧が設定電圧から最も大きく乖離している方の選択肢を制御情報として採用することで、当該最も大きい乖離を解消するための制御が実行されることとなる。
【００５３】
なお、図７のステップＳ１２Ａ〜Ｓ１２Ｃについても、上記ステップＳ１０Ａ〜Ｓ１０Ｃと同様であり、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
以上説明したように、出力電圧算出部１２が、複数の選択肢のうち、各燃料電池の出力電圧が設定電圧から最も大きく乖離している燃料電池を制御する選択肢を、制御情報として採用することにより、当該最も大きい乖離を解消するための制御が実行されることとなり、本発明に係る出力電圧制御の効果が顕著となる。
【００５５】
なお、上述したような工夫（制御情報が複数の選択肢を含む場合の処理への工夫）は、図５、図６の処理にも適用可能である。具体的には、図５のステップＳ２４および図６のステップＳ３６において図７のステップＳ１０Ａ〜Ｓ１０Ｃを実行し、図５のステップＳ２６および図６のステップＳ３４において図７のステップＳ８Ａ〜Ｓ８Ｃを実行することで、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、第１、第２実施形態は、負荷に並列に接続された「２台の燃料電池」をバックアップ電源として使用する構成例によって説明したが、負荷に並列に接続された「３台以上の燃料電池」をバックアップ電源として使用する場合にも本発明は適用可能であり、同様の効果を奏する。
【００５７】
［燃料電池制御プログラムについて］
燃料電池制御装置１０に係る発明は、コンピュータを燃料電池制御装置として機能させるための燃料電池制御プログラムに係る発明として捉えることができる。
【００５８】
図８は、コンピュータを図２の燃料電池制御装置１０として機能させるための燃料電池制御プログラムＰ１０のモジュールを示すブロック図である。燃料電池制御プログラムＰ１０は、電池情報受信モジュールＰ１１と、出力電圧算出モジュールＰ１２と、出力電圧指令モジュールＰ１３とを備えている。各モジュールＰ１１〜Ｐ１３が実行されることにより実現される機能は、図２の電池情報受信部１１、出力電圧算出部１２、出力電圧指令部１３の機能とそれぞれ同様である。
【００５９】
図８の燃料電池制御プログラムＰ１０は、例えば、図３に示す記憶媒体Ｍに格納されて燃料電池制御装置１０に提供される。記憶媒体Ｍとしては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記憶媒体が例示される。また、燃料電池制御プログラムＰ１０は、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号として、有線ネットワーク又は無線ネットワークを介して燃料電池制御装置１０に提供されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０…燃料電池制御装置、１０Ａ…ＣＰＵ、１０Ｂ…ＲＡＭ、１０Ｃ…ＲＯＭ、１０Ｄ…入力部、１０Ｅ…読取部、１０Ｆ…通信部、１０Ｇ…補助記憶部、１０Ｈ…表示部、Ｍ…記憶媒体、１１…電池情報受信部、１２…出力電圧算出部、１３…出力電圧指令部、Ｂ１、Ｂ２…燃料電池、２１…燃料タンク、２２…スタック、２３…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０…負荷、４０…整流器、５０…商用電力源、Ｐ１０…燃料電池制御プログラム、Ｐ１１…電池情報受信モジュール、Ｐ１２…出力電圧算出モジュール、Ｐ１３…出力電圧指令モジュール。
【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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【図１０】
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