(57)【要約】【課題】従来の燃料電池システムでは、燃料電池の触媒活性化処理におる触媒活性を充分に行うことが出来ない問題があった。【解決手段】本発明の燃料電池システムは、燃料電池のリフレッシュ動作を行う燃料電池システムであって、充電率が予め設定した制御切替閾値以上の値を示す場合、燃料電池から引き出す電流値をリフレッシュ制御を行う前と同じ値に維持したまま、燃料電池に供給するエアの流量をリフレッシュ制御を行う前よりも少なくする第１の触媒活性化処理を実施し、充電率が制御切替閾値未満の値を示す場合、燃料電池に供給するエアの流量をリフレッシュ制御を行う前と同じ値に維持したまま、燃料電池から引き出す電流値をリフレッシュ制御を行う前よりも大きくする第２の触媒活性化処理を実施する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エア流量に応じて発電量が制御される燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧を予め設定したシステム電圧に昇圧して、負荷回路が接続されるシステム電源配線に与える燃料電池用コンバータと、
前記燃料電池にエアを供給するエアコンプレッサと、
前記システム電源配線に対して電力の入出力を行う二次電池と、
リフレッシュ制御を行うに当たり、前記二次電池の出力電圧及び出力電流を用いて前記二次電池の充電率を算出し、算出した充電率に基づき前記エアコンプレッサと前記燃料電池用コンバータを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記充電率が予め設定した制御切替閾値以上の値を示す場合、前記燃料電池用コンバータが前記燃料電池から引き出す電流値を前記リフレッシュ制御を行う前と同じ値に維持したまま、前記エアコンプレッサが前記燃料電池に供給するエアの流量を前記リフレッシュ制御を行う前よりも少なくする第１の触媒活性化処理を実施し、
前記充電率が前記制御切替閾値未満の値を示す場合、前記エアコンプレッサが前記燃料電池に供給するエアの流量を前記リフレッシュ制御を行う前と同じ値に維持したまま、前記燃料電池用コンバータが前記燃料電池から引き出す電流値を前記リフレッシュ制御を行う前よりも大きくする第２の触媒活性化処理を実施する燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御切替閾値は、予め設定された前記二次電池の目標充電率である請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御切替閾値は、予め設定された前記二次電池の目標充電率よりも大きな充電率を示す第１の制御切替充電率と、前記目標充電率よりも小さな充電率を示す第２の制御切替充電率とを含み、
前記制御部は、
前記充電率が前記第１の制御切替充電率以上となった場合に前記第１の触媒活性化処理を実施し、
前記充電率が前記第２の制御切替充電率未満となった場合に前記第２の触媒活性化処理を実施する請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記燃料電池が予め設定した劣化条件を満たした場合は前記第１の触媒活性化処理及び前記第２の触媒活性化処理を行わない請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【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し、例えば、燃料電池のリフレッシュ制御を行う燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では、燃料電池の出力電位を低下させることによって燃料電池の触媒活性化処理を行うリフレッシュ制御が行われる。このリフレッシュ制御に関する技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の燃料電池システムでは、燃料電池システムのコントローラは、負荷からの要求電力が所定値以下の状態においては、燃料電池スタックの発電電圧を許容電圧範囲内に維持しながら、反応ガスの供給の停止及び再開を繰り返し、燃料電池スタックの発電を抑制する間欠運転を行うものであって、ＳＯＣが増加して蓄電閾値ＴＨ１を超えた場合には、許容電圧範囲を規定する上限電圧値ＥＨ及び下限電圧値ＥＬをいずれも上昇させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、蓄電池の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）が高い場合に燃料電池に設定される上限電圧値ＥＨ及び下限電圧値ＥＬを共に上昇させることによって燃料電池の発電量を抑制する構成となっている。そのため、特許文献１に記載の技術では、燃料電池の出力電位を十分に低下させることが出来ずに、触媒活性化処理が充分に実施することができない問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蓄電池のＳＯＣに関わらずに燃料電池の触媒活性化処理を充分に行うこと目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様にかかる燃料電池システムは、エア流量に応じて発電量が制御される燃料電池と、前記燃料電池の出力電圧を予め設定したシステム電圧に昇圧して、負荷回路が接続されるシステム電源配線に与える燃料電池用コンバータと、前記燃料電池にエアを供給するエアコンプレッサと、前記システム電源配線に対して電力の入出力を行う二次電池と、リフレッシュ制御を行うに当たり、前記二次電池の出力電圧及び出力電流を用いて前記二次電池の充電率を算出し、算出した充電率に基づき前記エアコンプレッサと前記燃料電池用コンバータを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記充電率が予め設定した制御切替閾値以上の値を示す場合、前記燃料電池用コンバータが前記燃料電池から引き出す電流値を前記リフレッシュ制御を行う前と同じ値に維持したまま、前記エアコンプレッサが前記燃料電池に供給するエアの流量を前記リフレッシュ制御を行う前よりも少なくする第１の触媒活性化処理を実行し、前記充電率が前記制御切替閾値未満の値を示す場合、前記エアコンプレッサが前記燃料電池に供給するエアの流量を前記リフレッシュ制御を行う前と同じ値に維持したまま、前記燃料電池用コンバータが前記燃料電池から引き出す電流値を前記リフレッシュ制御を行う前よりも大きくする第２の触媒活性化処理を実行する燃料電池システム。
【０００８】
上記本発明の一態様によれば、二次電池のＳＯＣに応じて燃料電池の触媒活性化処理の方法を切り替えることで、二次電池の充電率によらず燃料電池の電圧を適正な範囲で低下させて充分触媒活性化処理を行うことができる。
【０００９】
本発明の別の態様にかかる燃料電池システムは、前記制御切替閾値が、予め設定された前記二次電池の目標充電率である。
【００１０】
上記本発明の別の態様によれば、二次電池の充電率をリフレッシュ制御を利用して目標充電率付近にすることができる。
【００１１】
本発明の別の態様にかかる燃料電池システムは、予め設定された前記二次電池の目標充電率よりも大きな充電率を示す第１の制御切替充電率と、前記目標充電率よりも小さな充電率を示す第２の制御切替充電率とを含み、前記制御部は、前記充電率が前記第１の制御切替充電率以上となった場合に前記第１の触媒活性化処理を実行し、前記充電率が前記第２の制御切替充電率未満となった場合に前記第２の触媒活性化処理を実行する。
【００１２】
上記本発明の別の態様によれば、目標充電率付近で触媒活性化処理の活性化方法が頻繁に切り替わることを防止して安定した触媒活性化処理を行うことができる。
【００１３】
本発明の別の態様にかかる燃料電池システムでは、前記制御部は、前記燃料電池が予め設定した劣化条件を満たした場合は前記第１の触媒活性化処理及び前記第２の触媒活性化処理を行わない。
【００１４】
上記本発明の別の態様によれば、リフレッシュ制御により燃料電池の劣化が進むことを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる燃料電池システムによれば、二次電池の充電率に関わらず、燃料電池の出力電圧を充分に低下させて、燃料電池の触媒を充分に活性化することができることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１にかかる燃料電池システムのブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる燃料電池システムの触媒活性化処理の流れを説明するフローチャートである。
【図３】実施の形態１にかかる燃料電池システムの触媒活性化処理における触媒活性化方法の切り替えの態様を説明する図である。
【図４】実施の形態１にかかる燃料電池システムにおける第１の触媒活性化処理の各パラメータの変化を説明するタイミングチャートである。
【図５】実施の形態１にかかる燃料電池システムにおける第２の触媒活性化処理の各パラメータの変化を説明するタイミングチャートである。
【図６】実施の形態２にかかる燃料電池システムの触媒活性化処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態２にかかる燃料電池システムの触媒活性化処理における触媒活性化方法の切り替えの態様を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１８】
図１に実施の形態１にかかる燃料電池システム１のブロック図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかる燃料電池システム１は、燃料電池１０、燃料電池用コンバータ１１、二次電池用コンバータ１２、二次電池１３、インバータ１４、１６、１８、駆動モータ１５、エアコンプレッサモータ１７、補器類モータ１９、制御部２０、システム電源配線Ｗｐを有する。また、図１に示す例では、制御部２０を燃料電池制御部２０ａ、燃料電池用コンバータ制御部２０ｂ、二次電池制御部２０ｃ、モータ制御部２０ｄにより構成する。図１に示す例では、制御部２０を複数の制御部により構成したが、制御部２０は１つの制御部（例えば、マイクロコントローラ（ＭＣＵ：Micro Controller Unit））として構成されていても良く、２以上の制御部が１つのＭＣＵを複数個用いる構成としても良い。
【００１９】
燃料電池１０は、エア流量に応じて発電量が制御される発電装置である。図１では、燃料電池１０にエアを供給する経路は図示を省略したが、燃料電池１０へのエア流量の制御は、インバータ１６及びエアコンプレッサモータ１７により制御される。
【００２０】
燃料電池用コンバータ１１は、燃料電池１０の出力電圧Ｖｆｃを予め設定したシステム電圧に昇圧して、システム電圧が伝達され、負荷回路が接続されるシステム電源配線Ｗｐに出力する。また、燃料電池用コンバータ１１は、システム電圧を一定にしながら、燃料電池システムにおいて必要とされる電流を燃料電池システムの各ブロックに与える。
【００２１】
二次電池用コンバータ１２は、二次電池１３からの電力の取り出しと、システムにおいて余剰になった電力に基づく二次電池１３への充電を行う。二次電池用コンバータ１２は、二次電池１３から電力を取り出す場合、二次電池１３の出力電圧をシステム電圧に昇圧してシステム電圧が伝達されるシステム電源配線Ｗｐに出力する。一方、二次電池用コンバータ１２は、二次電池１３に充電を行う場合はシステム電源配線Ｗｐのシステム電圧を降圧して二次電池１３の出力電圧に応じた電圧を有する充電電力を二次電池１３に与える。つまり、二次電池１３は、システム電圧が伝達されるシステム電源配線Ｗｐを電力の入出力先とする。燃料電池１０と燃料電池用コンバータ１１との組と、二次電池１３と二次電池用コンバータ１２との組は、システム電源配線Ｗｐに対して並列に設けられるものである。なお、二次電池用コンバータ１２は、省略することも可能である。
【００２２】
二次電池１３は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の再充電可能な電池である。また、図１に示す例では、二次電池１３が複数の二次電池と当該電池の充放電状態をモニタするセンサ類が一体となった電池ユニットとして構成されており、当該電池ユニットが電圧センサ及び電流センサを含むものとした。電圧センサは二次電池１３の出力電圧をモニタし、電流センサは二次電池１３の入出力電流をモニタする。これらセンサによるモニタ結果を後述する二次電池制御部２０ｃでの充電率の推定計算で利用される。なお、電圧センサ及び電流センサは、電池ユニット外から電池の状態をモニタするように設けられる形態で実装されていても構わない。
【００２３】
なお、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、インバータ１４、駆動モータ１５、インバータ１６、エアコンプレッサモータ１７等のインバータとモータとの組み合わせが負荷回路となる。
【００２４】
インバータ１４は、燃料電池用コンバータ１１及び二次電池用コンバータ１２により供給されたシステム電圧から駆動モータ１５を駆動する駆動信号を生成する。インバータ１６は、燃料電池用コンバータ１１及び二次電池用コンバータ１２により供給されたシステム電圧からエアコンプレッサモータ１７を駆動する駆動信号を生成する。インバータ１８は、燃料電池用コンバータ１１及び二次電池用コンバータ１２により供給されたシステム電圧から補器類モータ１９を駆動する駆動信号を生成する。
【００２５】
駆動モータ１５は、例えば、車両を動かすモータであり、大きな電力を消費する。エアコンプレッサモータ１７は、燃料電池１０へのエアの流入量を制御するコンプレッサを動作させるためのモータである。補器類モータ１９は、例えば、水素ポンプ、ウォータポンプ等の補器類を動作させるためのモータである。
【００２６】
ここで、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、燃料電池１０の出力電圧Ｖｆｃを低下させることで燃料電池１０の触媒を活性化させる触媒活性化処理を行う。実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、この触媒活性化処理の制御方法に特徴の１つを有する。また、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、制御部２０を用いてシステムを制御することで触媒活性化処理を実施する。そこで、以下で、実施の形態１にかかる燃料電池システム１の触媒活性化処理について説明する。なお、以下の説明では触媒活性化処理をリフレッシュ制御と称す。
【００２７】
図２に実施の形態１にかかる燃料電池システム１の触媒活性化処理（例えば、リフレッシュ制御）の流れを説明するフローチャートを示す。図２に示すように、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、リフレッシュ制御を開始すると、まず、燃料電池１０に対するリフレッシュ制御が必要か否かを判断する（ステップＳ１）。燃料電池１０は、劣化が進んだ状態でリフレッシュ制御を行うと更に劣化が進むことがある。そこで、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、例えば、燃料電池１０の利用開始時点からの時間、或いは、積算発電量等の劣化を判断できる指標が予め設定した劣化条件を満たした場合には、リフレッシュ制御は不要と判断してリフレッシュ制御を終了する。
【００２８】
続いて、ステップＳ１の判断においてリフレッシュ制御が必要であると判断された場合、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、二次電池制御部２０ｃにおいて二次電池１３の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。このＳＯＣの算出では、二次電池制御部２０ｃが、予め準備されたＳＯＣ推定式に、二次電池１３から得た電池電圧、電池電流及び温度を当てはめることでＳＯＣを算出する。そして、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、二次電池制御部２０ｃにおいて、現時点でのＳＯＣが予め設定した制御切替閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。実施の形態１では、制御切替閾値として目標充電率（例えば、目標ＳＯＣ）を用いる。
【００２９】
そして、ステップＳ２において、ＳＯＣが制御切替閾値以上であると判断された場合、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、二次電池制御部２０ｃが第１の触媒活性化処理を選択し、予め準備されたプログラムに基づき第１の触媒活性化処理を実施する（ステップＳ３）。この第１の触媒活性化処理では、燃料電池用コンバータ１１が燃料電池１０から引き出す電流Ｉｆｃをリフレッシュ制御を行う前と同じ値に維持したまま、エアコンプレッサが燃料電池に供給するエアの流量をリフレッシュ制御を行う前よりも少なくする。
【００３０】
また、ステップＳ２において、ＳＯＣが制御切替閾値未満であると判断された場合、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、二次電池制御部２０ｃが第２の触媒活性化処理を選択し、予め準備されたプログラムに基づき第２の触媒活性化処理を実施する（ステップＳ４）。この第２の触媒活性化処理では、エアコンプレッサが燃料電池１０に供給するエアの流量をリフレッシュ制御を行う前と同じ値に維持したまま、燃料電池用コンバータ１１が燃料電池１０から引き出す電流Ｉｆｃをリフレッシュ制御を行う前よりも大きくする。
【００３１】
なお、エアコンプレッサの流量制御は、二次電池制御部２０ｃからの指示に基づきモータ制御部２０ｄがインバータ１６及びエアコンプレッサモータ１７を操作することで行う。また、燃料電池１０から引き抜く電流を増加させる処理は、二次電池制御部２０ｃからの指示に基づき燃料電池用コンバータ制御部２０ｂが燃料電池用コンバータ１１を操作することで行う。
【００３２】
ここで、実施の形態１にかかる燃料電池システム１における触媒活性化処理の切替について、他の図を用いて更に詳細に説明する。そこで、図３に実施の形態１にかかる燃料電池システムの触媒活性化処理における触媒活性化方法の切り替えの態様を説明する図を示す。
【００３３】
図３に示すように、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、目標ＳＯＣを制御切替閾値とする。そして、リフレッシュ制御を行う時点での二次電池１３のＳＯＣが目標ＳＯＣ以上であれば、実施の形態１かかる燃料電池システム１は、燃料電池１０からの電流引き抜き量がリフレッシュ制御を行う前と同じになるように維持しながら、燃料電池１０に供給するエア流量を絞って燃料電池１０の発電電力を低下させる。また、エア流量の絞り量は、二次電池１３のＳＯＣの目標ＳＯＣからの乖離幅が大きいほど大きくなるように制御する。
【００３４】
また、リフレッシュ制御を行う時点での二次電池１３のＳＯＣが目標ＳＯＣ未満であれば、実施の形態１かかる燃料電池システム１は、燃料電池１０へのエア供給量がリフレッシュ制御を行う前と同じになるように維持しながら、燃料電池１０からの電流引き抜き量を増加させることで、燃料電池１０の出力電圧Ｖｏを低下させる。また、電流引き抜き量の増加量は、二次電池１３のＳＯＣの目標ＳＯＣからの乖離幅が大きいほど大きくなるように制御する。
【００３５】
また、目標ＳＯＣは、一例として、６０％である。これは、二次電池１３への充放電が車両の走行状態によらず充分に行われることが想定されるＳＯＣである。つまり、目標ＳＯＣの値は、利用する二次電池において充放電が車両の走行状態によらず充分に行われる値を設定することが好ましい。
【００３６】
続いて、第１の触媒活性化処理及び第２の触媒活性化処理における実施の形態１にかかる燃料電池システム１の燃料電池１０の発電状態及び二次電池１３の充放電状態について説明する。
【００３７】
図４に実施の形態１にかかる燃料電池システム１における第１の触媒活性化処理の各パラメータの変化を説明するタイミングチャートを示す。図４に示すように、第１の触媒活性化処理においては、燃料電池１０へのエア流量ＡＦＲをリフレッシュ制御の開始に合わせて低下させることで燃料電池１０の発電能力が低下し、燃料電池１０の出力電力Ｐｏが低下する。このとき、第１の触媒活性化処理では、燃料電池用コンバータ１１により要求される燃料電池１０の出力電流Ｉｆｃは変わらないため、燃料電池１０の出力電圧Ｖｆｃが低下する。また、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、燃料電池１０の出力電力Ｐｏが低下するため、燃料電池用コンバータ１１が出力するシステム出力電力が低下する。このとき、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、燃料電池１０に起因するシステム出力電力Ｐｏの不足を二次電池１３から補うことで、システム出力電力Ｐｏを一定に保つ。これにより、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、リフレッシュ制御開始時点において目標ＳＯＣよりも高い二次電池１３の充電率を低下させて目標ＳＯＣに近づける。
【００３８】
図５に実施の形態１にかかる燃料電池システム１における第２の触媒活性化処理の各パラメータの変化を説明するタイミングチャートを示す。図５に示すように、第２の触媒活性化処理においては、燃料電池１０に供給するエア流量ＡＦＲを一定に保つことで燃料電池１０の出力電力Ｐｏを一定に維持しながら、燃料電池１０から引き抜く電流Ｉｆｃをリフレッシュ制御の開始に合わせて増加させることで燃料電池１０の出力電圧Ｖｆｃを低下させる。また、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、燃料電池用コンバータ１１が出力する電流が増加するため、システム出力電力Ｐｏが増加する。このとき、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、燃料電池１０に起因するシステム出力電力Ｐｏが余剰な状態となる。そして、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、この余剰な電力を二次電池１３に充電することで、システム出力電力Ｐｏを一定に保つ。これにより、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、リフレッシュ制御開始時点において目標ＳＯＣよりも低い二次電池１３の充電率を上昇させて目標ＳＯＣに近づける。
【００３９】
上記説明より、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、二次電池１３の充電率が制御切替閾値以上である場合は、燃料電池１０のエア流量を絞って燃料電池１０の発電能力を低下させながら、燃料電池１０からの電流引き抜き量を維持することで燃料電池１０の出力電圧Ｖｆｃを低下させる。一方、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、二次電池１３の充電率が制御切替閾値未満である場合は、燃料電池１０のエア流量を維持して燃料電池１０の発電能力を維持しながら、燃料電池１０からの電流引き抜き量を増加させることで燃料電池１０の出力電圧Ｖｆｃを低下させる。これにより、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、二次電池１３の充電率に関わらずにリフレッシュ制御において燃料電池１０の出力電圧Ｖｆｃを充分に低下させて、触媒を充分に活性化することができる。
【００４０】
また、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、上記触媒活性化処理により、二次電池１３のＳＯＣを目標ＳＯＣに近づけることができる。これにより、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、二次電池１３のＳＯＣがリフレッシュ制御により目標ＳＯＣから乖離することなく、むしろ二次電池１３の充電率を理想値である目標ＳＯＣに近づけることができる。
【００４１】
また、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、燃料電池１０が予め設定した劣化条件を満たした場合は触媒活性化処理を行わない。これにより、実施の形態１にかかる燃料電池システム１では、燃料電池１０が所定の劣化状態からさらに劣化する速度を遅くすることができる。
【００４２】
実施の形態２
実施の形態２では、実施の形態１にかかる燃料電池システム１で説明した触媒活性化処理とは異なる実施の形態２にかかる触媒活性化処理について説明する。そこで、図６に実施の形態２にかかる燃料電池システムの触媒活性化処理の流れを説明するフローチャートを示す。
【００４３】
図７に示すように、実施の形態２にかかる触媒活性処理は、図２で説明したステップＳ２の充電率の判断処理に代えて、ステップＳ１１及びステップＳ１２の充電率の判断処理に置き換えたものである。
【００４４】
ステップＳ１１では、二次電池１３のＳＯＣが第１の制御切替閾値ＴＨＨ以上であるか否かを判断する。実施の形態２にかかる触媒活性化処理では、このステップＳ１１において、二次電池１３のＳＯＣが第１の制御切替閾値ＴＨＨ以上であった場合、ステップＳ３の第１の触媒活性化処理を行う。一方、ステップＳ１１の判断において、二次電池１３のＳＯＣが第１の制御切替閾値ＴＨＨ未満であると判断された場合、実施の形態２にかかる触媒活性化処理ではステップＳ１２の処理を行う。
【００４５】
ステップＳ１２では、二次電池１３のＳＯＣが第２の制御切替閾値ＴＨＬ未満であるか否かを判断する。実施の形態２にかかる触媒活性化処理では、このステップＳ１２において、二次電池１３のＳＯＣが第２の制御切替閾値ＴＨＬ以上であった場合、触媒活性化処理を行わずにリフレッシュ制御を終了する。一方、実施の形態２にかかる触媒活性化処理では、このステップＳ１２において、二次電池１３のＳＯＣが第２の制御切替閾値ＴＨＬ未満であった場合、ステップＳ４の第２の触媒活性化処理を行う。
【００４６】
つまり、実施の形態２にかかる触媒活性化処理では、二次電池１３のＳＯＣが第１の制御切替閾値ＴＨＨ未満、かつ、第２の制御切替閾値ＴＨＬ以上である場合、リフレッシュ制御を行わない。この第１の制御切替閾値ＴＨＨは、例えば、目標ＳＯＣに対して数％程度高いＳＯＣを示すものであり、第２の制御切替閾値ＴＨＬは、例えば、目標ＯＳＣに対して数％程度低いＳＯＣを示すものである。
【００４７】
ここで、実施の形態２にかかる燃料電池システムにおける触媒活性化処理の切替について、他の図を用いて更に詳細に説明する。そこで、図７に実施の形態２にかかる燃料電池システムの触媒活性化処理における触媒活性化方法の切り替えの態様を説明する図を示す。
【００４８】
図７に示すように、実施の形態２にかかる燃料電池システムでは、リフレッシュ制御を行う時点での二次電池１３のＳＯＣが第１の制御切替閾値ＴＨＨ以上であれば、燃料電池１０からの電流引き抜き量がリフレッシュ制御を行う前と同じになるように維持しながら、燃料電池１０に供給するエア流量を絞って燃料電池１０の発電電力を低下させる。また、エア流量の絞り量は、二次電池１３のＳＯＣの目標ＳＯＣからの乖離幅が大きいほど大きくなるように制御する。
【００４９】
また、実施の形態１かかる燃料電池システム１は、リフレッシュ制御を行う時点での二次電池１３のＳＯＣが第２の制御切替閾値ＴＨＬ未満であれば、燃料電池１０へのエア供給量がリフレッシュ制御を行う前と同じになるように維持しながら、燃料電池１０からの電流引き抜き量を増加させることで、燃料電池１０の出力電圧Ｖｏを低下させる。また、電流引き抜き量の増加量は、二次電池１３のＳＯＣの目標ＳＯＣからの乖離幅が大きいほど大きくなるように制御する。
【００５０】
また、実施の形態２では、第１の制御切替閾値ＴＨＨは目標ＳＯＣよりも数％程度高く、第２の制御切替閾値ＴＨＬは目標ＳＯＣよりも数％程度低く設定される。そして、実施の形態２では、二次電池１３のＳＯＣが第１の制御切替閾値ＴＨＨと第２の制御切替閾値ＴＨＬとの間にある場合はリフレッシュ制御を行わない不感帯とする、一例として、６０％である。
【００５１】
実施の形態２にかかる触媒活性化処理では、二次電池１３のＳＯＣが一定の範囲にある場合にはリフレッシュ制御を行わない。これにより、実施の形態２にかかる触媒活性化処理では、二次電池１３のＳＯＣが目標ＳＯＣ近辺にあるときに、リフレッシュ制御が行われ第１の触媒活性化処理と第２の触媒活性化処理とが頻繁に切り替わり、リフレッシュ制御により燃料電池１０の状態が不安定になることを防止する。
【００５２】
上記説明は、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１  燃料電池システム
１０  燃料電池
１１  燃料電池用コンバータ
１２  二次電池用コンバータ
１３  二次電池
１４、１６、１８  インバータ
１５  駆動モータ
１７  エアコンプレッサモータ
１９  補器類モータ
２０  制御部
２０ａ  燃料電池制御部
２０ｂ  燃料電池用コンバータ制御部
２０ｃ  二次電池制御部
２０ｄ  モータ制御部
【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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