(57)【要約】【課題】燃料電池の発電を制限し、回生電力を優先的に利用して二次電池に蓄電する。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池と、二次電池と、燃料電池の出力電力を制御する制御部と、を備える。二次電池の充電容量に基づいて第１の制限電力Ｗｌｉｍ１を算出し（Ｓ１１２２）、シフトポジションに関する情報に基づいて第２の制限電力Ｗｌｉｍ２を算出し（Ｓ１１２６）、回生電力の誤差に基づいて第３の制限電力Ｗｌｉｍ３を算出し（Ｓ１１３０）、制限電力Ｗｌｉｍ１，Ｗｌｉｍ２，Ｗｌｉｍ３に基づいて高電位回避充電可能電力Ｗｃｐを決定する（Ｓ１１３４）。【選択図】図３
2011019379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される燃料電池システムであって、
充放電可能な二次電池と、
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
変速機のシフトポジション及び制動動作に応じて所定の回生電力を出力する発動機と、
二次電池の充電容量を算出するＳＯＣ算出手段と、
二次電池の充電電力制限値Ｗｉｎを算出する充電電力制限値算出手段と、
燃料電池の出力電力を制御する制御部と、
を備え、
充電電力制限値Ｗｉｎが、前記発動機からの回生電力の充電を許可する回生許可電力値Ｗｒｅｇと、前記燃料電池の高電位回避により発生する電力の充電を許可する高電位回避充電許可電力値Ｗｃｐと、の総和であり、
前記制御部が、前記充電容量と前記シフトポジションとに基づいて前記高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐを決定する高電位回避充電可能電力決定手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
高電位回避充電可能電力決定手段は、
前記充電容量に応じて第１の制限電力Ｗｌｉｍ１を算出する第１の制限電力算出手段と、
前記シフトポジションに応じて第２の制限電力Ｗｌｉｍ２を算出する第２の制限電力演算手段と、
回生電力の変動に伴う誤差を吸収するための第３の制限電力Ｗｌｉｍ３を算出する第３の制限電力算出手段と、
を備え、
Ｗｌｉｍ１，Ｗｌｉｍ２のうち小さい方の値と、Ｗｌｉｍ３とに基づいて高電位回避充電可能電力Ｗｃｐを決定することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池システムを有する車両。
【請求項４】
充放電可能な二次電池と、
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
変速機のシフトポジション及び制動動作に応じて所定の回生電力を出力する発動機と、
を備え、車両に搭載される燃料電池システムの制御方法であって、
二次電池の充電容量を算出するＳＯＣ算出工程と、
算出した充電容量に基づいて第１の制限電力Ｗｌｉｍ１を算出する工程と、
シフトポジションに関する情報を取得する工程と、
取得したシフトポジションに関する情報に基づいて第２の制限電力Ｗｌｉｍ２を算出する工程と、
回生電力の誤差を推定する工程と、
推定した回生電力の誤差に基づいて第３の制限電力Ｗｌｉｍ３を算出する工程と、
制限電力Ｗｌｉｍ１，Ｗｌｉｍ２，Ｗｌｉｍ３に基づいて高電位回避充電可能電力Ｗｃｐを決定する工程と、を含むことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム及びこれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
充放電可能な二次電池とモータを、内燃機関とともに搭載し、モータの回生電力を二次電池に充電可能に構成することにより燃料の消費を低減させるハイブリッド車両が広く知られている。また、内燃機関に代えて燃料電池を搭載したいわゆるＦＣハイブリッド車両の実用化も検討されている。燃料電池は一般に、燃料極に燃料ガスとしての水素を供給し、酸化剤極に酸化剤ガスとして空気を供給し、水素と空気中の酸素の電気化学反応によって発電すると共に酸化剤極に水を生成するものである。
【０００３】
このようなハイブリッド車両において、二次電池の充電容量や充電可能な電力量などに応じてモータから発生する回生電力を制限し、二次電池の過充電による不具合を防ぐことが知られている。
【０００４】
特許文献１には、二次電池の温度と充電容量とに基づいて電池の劣化を予測し、該に持電池の充電電力量を制限する二次電池の制御方法について記載されている。
【０００５】
特許文献２には、充放電可能な電力量をバッテリの残容量に基づいて補正する車両の制御方法について記載されている。
【０００６】
特許文献３には、２次電池の温度、電圧、電流などに基づいてＳＯＣを演算し、さらに温度などを基にして２次電池の入力可能電力を演算する燃料電池車両の制御装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１３７０９１号公報
【特許文献２】特開２００８−２６５５９９号公報
【特許文献３】特開２００３−０１８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、燃料電池が搭載された電動車両では、燃料電池の出力電力指令値は負荷からの要求電力と燃料電池の出力電流電圧特性とに基づいて計算される。しかし、燃料電池を始動する際、燃料電池の電圧が始動電圧から上昇している間は燃料電池に供給される水素と空気中の酸素とは燃料電池の電圧を上昇させることに消費されるため燃料電池から電流は流れ出さない。一方、例えば、始動の際に燃料電池の電圧を一旦、開回路電圧（以下「ＯＣＶ」ともいう）まで上昇させた後、燃料電池の制御電圧を下げてから電力を取り出す方法において、燃料電池の発電許可までの間は、燃料電池の電圧をＯＣＶにしておき、燃料電池から電流が流出しないように制御されるが、かかる場合、燃料電池の耐久性が損なわれる場合がある。
【０００９】
そこで、燃料電池の発電許可前であっても、燃料電池の出力電圧を予めＯＣＶより下げ、高電位状態を回避する制御（以下「高電位回避制御」ともいう）を行うことが望ましい。そして、始動時に、負荷からの要求電力以上に燃料電池から発電された場合には、電動車両に設けられた二次電池にその余剰電力が充電されることになる。燃料電池の高電位回避制御により不可避的に二次電池の充電が行われることにより、モータの制動時に発生しうる回生電力を二次電池の充電に利用できない場合があり得た。
【００１０】
本発明は、回生電力を優先的に利用して二次電池に蓄電することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池システム及びこれを備えた車両は以下の特徴を有する。
【００１２】
（１）車両に搭載される燃料電池システムであって、充放電可能な二次電池と、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、変速機のシフトポジション及び制動動作に応じて所定の回生電力を出力する発動機と、二次電池の充電容量を算出するＳＯＣ算出手段と、二次電池の充電電力制限値Ｗｉｎを算出する充電電力制限値算出手段と、燃料電池の出力電力を制御する制御部と、を備え、充電電力制限値Ｗｉｎが、前記発動機からの回生電力の充電を許可する回生許可電力値Ｗｒｅｇと、前記燃料電池の高電位回避により発生する電力の充電を許可する高電位回避充電許可電力値Ｗｃｐと、の総和であり、前記制御部が、前記充電容量と前記シフトポジションとに基づいて前記高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐを決定する高電位回避充電可能電力決定手段を備える、燃料電池システム。
【００１３】
（２）上記（１）に記載の燃料電池システムにおいて、高電位回避充電可能電力決定手段は、前記充電容量に応じて第１の制限電力Ｗｌｉｍ１を算出する第１の制限電力算出手段と、前記シフトポジションに応じて第２の制限電力Ｗｌｉｍ２を算出する第２の制限電力演算手段と、回生電力の変動に伴う誤差を吸収するための第３の制限電力Ｗｌｉｍ３を算出する第３の制限電力算出手段と、を備え、Ｗｌｉｍ１，Ｗｌｉｍ２のうち小さい方の値と、Ｗｌｉｍ３とに基づいて高電位回避充電可能電力Ｗｃｐを決定する、燃料電池システム。
【００１４】
（３）上記（１）または（２）に記載の燃料電池システムを有する車両。
【００１５】
（４）充放電可能な二次電池と、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、変速機のシフトポジション及び制動動作に応じて所定の回生電力を出力する発動機と、を備え、車両に搭載される燃料電池システムの制御方法であって、二次電池の充電容量を算出するＳＯＣ算出工程と、算出した充電容量に基づいて第１の制限電力Ｗｌｉｍ１を算出する工程と、シフトポジションに関する情報を取得する工程と、取得したシフトポジションに関する情報に基づいて第２の制限電力Ｗｌｉｍ２を算出する工程と、回生電力の誤差を推定する工程と、推定した回生電力の誤差に基づいて第３の制限電力Ｗｌｉｍ３を算出する工程と、制限電力Ｗｌｉｍ１，Ｗｌｉｍ２，Ｗｌｉｍ３に基づいて高電位回避充電可能電力Ｗｃｐを決定する工程と、を含む、燃料電池システムの制御方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回生電力を優先的に利用して二次電池に蓄電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における燃料電池システムの系統図である。
【図２】本発明の実施の形態における燃料電池システムにおいて、発電電力決定プロセスの一例を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における燃料電池システムにおいて、高電位回避充電可能電力値決定プロセスの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、燃料電池車両２００に搭載されている燃料電池システム１００は、充放電可能な二次電池１２と、二次電池１２の電圧を昇圧する昇降圧コンバータ１３と、昇降圧コンバータ１３の直流電力を交流電力に変換して走行用モータ１５に供給するインバータ１４と、燃料電池１１と、を備えている。なお、本明細書において、「燃料電池車両」とは、少なくとも燃料電池と、駆動や回生により発電を行う発電機と、バッテリからの電力により作動し駆動輪を駆動するモータとを備える電動車両であり、例えばハイブリッド電気自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）や、燃料電池車（ＦＣＥＶ：Fuel Cell Electric Vehicle）を含む意である。
【００２０】
二次電池１２は充放電可能なリチウムイオン電池などによって構成され、本実施の形態において、その電圧は走行用モータ１５の駆動電圧よりも低い電圧であるが、同等又は高い電圧であっても良い。昇降圧コンバータ１３は、複数のスイッチング素子を備え、スイッチング素子のオンオフ動作によって二次電池１２から供給された低圧の電圧を走行用モータ駆動用の高圧に昇降圧するものであり、基準電路３２が二次電池１２のマイナス側電路３４とインバータ１４のマイナス側電路３９とに共通に接続され、１次側電路３１が二次電池１２のプラス側電路３３に接続され、２次側電路３５がインバータ１４のプラス側電路３８に接続された非絶縁型の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。また、二次電池１２のプラス側電路３３とマイナス側電路３４には二次電池１２と負荷系統との接続を入り切りするシステムリレー２５が設けられている。
【００２１】
燃料電池１１は、燃料ガスである水素ガスと酸化剤ガスである空気が供給され、水素ガスと空気中の酸素との電気化学反応により発電するもので、水素ガスは高圧の水素タンク１７から水素供給弁１８を介して燃料極（アノード）に供給され、空気は空気圧縮機１９によって酸化剤極（カソード）に供給される。燃料電池１１のプラス側電路３６は昇降圧コンバータ１３の２次側電路３５にＦＣリレー２４と逆流防止ダイオード２３を介して接続され、燃料電池１１のマイナス側電路３７はＦＣリレー２４を介して昇降圧コンバータ１３の基準電路３２に接続される。昇降圧コンバータ１３の２次側電路３５はインバータ１４のプラス側電路３８に接続され、昇降圧コンバータ１３の基準電路３２はインバータ１４のマイナス側電路３９に接続されているので、燃料電池１１のプラス側電路３６とマイナス側電路３７はそれぞれインバータ１４のプラス側電路３８とマイナス側電路３９にＦＣリレー２４を介して接続されている。ＦＣリレー２４は負荷系統と燃料電池１１との接続を入り切りするもので、ＦＣリレー２４が閉となると燃料電池１１は昇降圧コンバータ１３の２次側と接続され、燃料電池１１の発電電力は二次電池１２の１次側電力を昇圧した２次側電力と共にインバータ１４に供給されて車輪６０を回転させる走行用モータ１５を駆動する。この際、燃料電池１１の電圧は昇降圧コンバータ１３の出力電圧、インバータ１４の入力電圧と同一電圧となる。また、空気圧縮機１９や冷却水ポンプ、水素ポンプなど燃料電池１１の補機１６の駆動電力は基本的には燃料電池１１が発電した電圧でまかなうが、燃料電池１１が発電できないときは二次電池１２が補完する。
【００２２】
二次電池１２のプラス側電路３３とマイナス側電路３４との間には１次側の電圧を平滑化する１次側コンデンサ２０が接続され、１次側コンデンサ２０には両端の電圧を検出する電圧センサ４１が設けられている。また、インバータ１４のプラス側電路３８とマイナス側電路３９との間には２次側の電圧を平滑にする２次側コンデンサ２１が設けられ、２次側コンデンサ２１にも両端の電圧を検出する電圧センサ４２が設けられている。１次側コンデンサ２０両端の電圧は昇降圧コンバータ１３の入力電圧である１次側電圧ＶＬであり、２次側コンデンサ２１の両端の電圧は昇降圧コンバータ１３の出力電圧である２次側電圧ＶＨである。また、燃料電池１１のプラス側電路３６とマイナス側電路３７との間には燃料電池１１の電圧を検出する電圧センサ４３が設けられ、燃料電池１１のプラス側電路３６には燃料電池１１からの出力電流を検出する電流センサ４４が設けられている。
【００２３】
制御部５０は、内部に信号処理を行うＣＰＵとプログラムや制御データを格納する記憶部とを備えるコンピュータであり、燃料電池１１、空気圧縮機１９、水素供給弁１８、昇降圧コンバータ１３、インバータ１４、走行用モータ１５、補機１６、ＦＣリレー２４、システムリレー２５は制御部５０に接続され、制御部５０の指令によって動作するよう構成されている。また、二次電池１２と各電圧センサ４１〜４３、電流センサ４４はそれぞれ制御部５０に接続され、二次電池１２の状態と各電圧センサ４１〜４３、電流センサ４４の検出信号が制御部５０に入力されるよう構成されている。燃料電池車両２００には燃料電池システム１００を始動停止させるスイッチであるイグニッションキー３０が設けられている。イグニッションキー３０は制御部５０に接続され、イグニッションキー３０のオンオフ信号が制御部５０に入力されるよう構成されている。
【００２４】
このように二種類の電源を備える燃料電池システム１００では、通常運転の際には走行用モータ１５の駆動に必要な電力を二次電池１２からの出力電力と燃料電池１１からの出力電力とに分配する分配演算に基づいて各電池１１，１２からの出力電力を制御している。電力分配演算は燃料電池の出力電流電圧特性と、二次電池の出力電流電圧特性とに基づいて計算される。しかし、燃料電池１１は、始動後、運転電圧まで電圧が上昇し燃料電池１１から電力が取り出せるようになるまで時間がかかるため、二次電池１２と燃料電池１１とを搭載した燃料電池車両２００では、イグニッションキー３０をオンとして燃料電池車両２００を始動した後、燃料電池１１から電力を取り出せるようになるまでの間は電力分配演算を行わずに燃料電池１１の出力電力指令値をゼロとして二次電池１２からの電力によって燃料電池車両２００を駆動する。そして、燃料電池１１の始動が完了した際に電力分配演算を行う通常運転に移行する。
【００２５】
一方、図１に示すように、燃料電池１１の始動が完了するまで（つまり、始動時）に、負荷からの要求電力以上に燃料電池１１から発電された場合には、燃料電池車両２００に設けられた二次電池１２にその余剰電力が充電される。ここで「高電位回避電圧」とは、ＯＣＶより小さく、燃料電池の耐久性を担保するために、燃料電池からの発電が可能な予め定められた燃料電池の目標運転電圧（例えばＯＣＶの９０％程度）を意味する。また、高電位回避電圧を目標電圧として行われる制御を「高電位回避制御」という。高電位回避制御は一般に、燃料電池システムの始動時に実行される制御であるが、例えば燃料電池や補機類を停止した間欠運転の場合など、始動時ではない場合にも実行され得る。
【００２６】
本発明の実施の形態において、制御部５０には、燃料電池システム１００の要求電力Ｗｓｄを算出するためのシステム要求電力算出手段（図示せず）を備えている。燃料電池システム１００の要求電力Ｗｓｄには例えば、走行用モータ１５、補機１６、空気圧縮機１９、水素供給弁１８の他、燃料電池システム１００において要求されるあらゆる電力を含むことができる。
【００２７】
制御部５０にはまた、二次電池１２への充電電力制限値Ｗｉｎを算出する充電電力制限値算出手段（図示せず）を備えている。充電電力制限値は、例えば、以下に示す式（１），（２）を用いて算出される。
【００２８】
Ｗｉｎ（ｔ）＝ＳＷｉｎ（ｔ）−Ｋｐ×｛ＩＢ（ｔ）−Ｉｔａｇ１（ｔ）｝−Ｋｉ×∫｛ＩＢ（ｔ）−Ｉｔａｇ２（ｔ）｝ｄｔ  ・・・（１）
（式中、Ｗｉｎ（ｔ）：時刻ｔにおける二次電池の充電電力制限値、ＳＷｉｎ（ｔ）：予め設定された二次電池の充電電力制限既定値、Ｋｐ：ｐ項フィードバックゲイン、Ｋｉ：ｉ項フィードバックゲイン、Ｉｔａｇ１（ｔ）：ｐ項フィードバック制御による電流制限目標値、ＩＢ（ｔ）：時間ｔにおける二次電池の電流値を示す。）
【００２９】
Ｉｔａｇ１（ｔ）＝Ｆｐ（Ｉｌｉｍ’（ｔ））、及び、Ｉｔａｇ２（ｔ）＝Ｆｉ（Ｉｌｉｍ’（ｔ））  ・・・（２）
（式中、Ｉｌｉｍ’（ｔ）は、前回算出した前回算出許容充電電流値Ｉｌｉｍ（ｔ−１）または初回のみ設定許容充電電流値Ｉｌｉｍ（０）を基に算出される。）
【００３０】
制御部５０にはまた、燃料電池システム１００の許容電力Ｗｓｐを算出するためのシステム許容電力算出手段（図示せず）と、燃料電池の要件に基づく発電電力ＷＦＣを算出する発電電力算出手段（図示せず）を備えている。許容電力Ｗｓｐは、燃料電池１１において消費または蓄電することにより、最大限利用しうる電力の値であり、時刻ｔにおけるＷｓｐは一般に、Ｗｓｄ＋Ｗｉｎ（ｔ）として表すことができる。一方、発電電力ＷＦＣは、例えば高電位回避制御など、燃料電池１１の発電制御にかかわらず不可避的に発生しうる電力を考慮したものである。
【００３１】
制御部５０にはまた、燃料電池１１の発電要求電力Ｗｇｄを算出するための発電要求電力算出手段（図示せず）と、最終的な発電電力を決定するための発電電力決定手段（図示せず）を備えている。実施の形態では、燃料電池システム１００の要求電力Ｗｓｄと燃料電池システム１００の許容電力Ｗｓｐのうち、大きい方の値を選択し、燃料電池１１の発電要求電力として採用することができ、また、燃料電池システム１００の許容電力Ｗｓｐと発電要求電力Ｗｇｄのうち、小さい方の値を選択し、燃料電池１１の最終的な発電電力とすることができる。
【００３２】
以上のようにして決定した値に基づき、燃料電池１１の発電電力を目標値として制御することにより、燃料電池システム１００における電力制御を適切に実施することができる。実施の形態において、燃料電池１１の発電電力の制御は、例えば、燃料電池１１の電圧を昇降させること、または燃料電池１１の電圧を維持した状態で動作点を移動し、電流を調整すること、により行うことができる。
【００３３】
ところで、図１に示す燃料電池システム１００を上述したように制御する場合であっても、走行用モータ１５からの回生電力を充分に利用できない場合がありえた。本実施の形態では、高電位回避制御を実施する燃料電池１１から二次電池１２に充電しうる電力を制限するために高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐを算出し、この値に基づいて燃料電池１１の発電を制御することにより、走行用モータ１５からの回生電力を充分に利用することができる。このとき、充電電力制限値Ｗｉｎは、走行用モータ１５からの回生電力の充電を許可する回生許可電力値Ｗｒｅｇと、燃料電池１１の高電位回避により発生する電力の充電を許可する高電位回避充電許可電力値ＷＦＣとの総和として表すことができる。高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐは、充電電力制限値Ｗｉｎのうち、燃料電池１１の高電位回避制御に伴い二次電池１２に充電される電力の最大値に相当する。
【００３４】
本発明の実施の形態において、制御部５０は、二次電池１２の充電容量を算出するＳＯＣ算出手段（図示せず）と、充電容量に基づいて第１の制限電力Ｗｌｉｍ１を算出する第１の制限電力算出手段（図示せず）をさらに備えている。二次電池１２の充電容量を算出するのに必要な信号、例えば、二次電池１２の端子間に設置された電圧センサ４１からの端子間電圧、二次電池１２の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ（不図示）からの充放電容量、二次電池１２に取り付けられた温度センサ（不図示）からの電池温度等が入力される。そして、ＳＯＣ算出手段は、例えば、電力センサから実測される二次電池電流値ＩＢ（ｔ）を積算し、又は実測された二次電池の電圧、温度により補正された推定電流値を積算して、充電容量（ＳＯＣ）を算出する。
【００３５】
実施の形態において、第１の制限電力算出手段は、制御部５０内の記憶部に予め用意されたデータマップを参照し、もしくは所定の計算式に基づく演算により、充電容量に基づいて制限電力Ｗｌｉｍ１を算出することができる。データマップは例えば、予め実機試験やシミュレーションにより取得することができる。実施の形態において、制限電力Ｗｌｉｍ１は、二次電池１０の充電容量が所定の値よりも低い場合には制限を設けず、充電電力制限値Ｗｉｎとすることができる。一方、充電容量が所定の値よりも高い場合には、制限電力Ｗｌｉｍ１を０とすることができる。一方、充電容量が所定の範囲内の場合には、充電電力制限値Ｗｉｎに所定の制限率を乗じた値を制限電力Ｗｌｉｍ１として設定することができる。
【００３６】
図１に示す制御部５０は、走行用モータ１５の駆動モードを切り替えるためのシフトレバー（図示せず）の位置（シフトポジション）に関する情報を取得するためのシフトポジション取得手段（図示せず）と、シフトポジションに基づいて第２の制限電力Ｗｌｉｍ２を算出する第２の制限電力算出手段（図示せず）とをさらに備えている。燃料電池車両２００では一般に、シフトポジションに応じて、走行用モータ１５の制動動作に伴う回生電力の発生量が相違する。このため、シフトポジションに応じて燃料電池１１からの制限電力Ｗｌｉｍ２を変動させることにより、制動動作に伴う回生電力を二次電池１０の充電に最大限に利用することができる。燃料電池車両２００におけるシフトポジションのうち、いわゆるＤレンジと称される、制動により得られる回生電力が比較的少ない制動または駆動モード（例えば、「Ｄ」（前進モード）または「Ｒ」（後退モード））と、いわゆるＢレンジと称される、制動により得られる回生電力がＤレンジよりも多い制動または駆動モード（例えば、「Ｂ」（エンジンブレーキモード））とでは、得られる回生電力量の最大値が異なる。このため、走行用モータ１５の制動モードに応じて異なるデータマップを利用し、制限電力Ｗｌｉｍ２を算出する。データマップは例えば、予め実機試験やシミュレーションにより取得することができる。一方、回生電力が発生しないシフトポジション、例えば「Ｎ」（ニュートラル）または「Ｐ」（パーキング）の場合には、充電電力制限値Ｗｉｎを制限電力Ｗｌｉｍ２の値として適用することができる。
【００３７】
また、図１に示す制御部５０は、走行用モータ１５の制動動作に伴い発生する回生電力の誤差を推定するための回生誤差推定手段（図示せず）と、推定した回生誤差に基づいて第３の制限電力Ｗｌｉｍ３を算出する第３の制限電力算出手段（図示せず）とをさらに備えている。回生誤差推定手段では、例えば、燃料電池車両２００の駆動時／制動時における走行速度や、走行用モータ１５の回転速度の変動に伴う、回生電力の増加率または増加量を見積もり、その誤差を推定する。回生誤差推定手段で推定された回生電力の誤差のうち最大となりうる値を第３の制限電力Ｗｌｉｍ３として採用することにより、回生電力量の変動に伴うマージンとしての役割を果たす。
【００３８】
また、図１に示す制御部５０は、制限電力Ｗｌｉｍ１，Ｗｌｉｍ２，Ｗｌｉｍ３に基づいて高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐを決定するための高電位回避充電可能電力値決定手段（図示せず）をさらに備えている。高電位回避充電可能電力値決定手段では、制限電力Ｗｌｉｍ１，Ｗｌｉｍ２のうち小さい方を選択し、この値とＷｌｉｍ３との差分を高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐとして決定する。
【００３９】
以上のように構成された燃料電池システム１００の動作について、図１、２を用いて以下に説明する。
【００４０】
まず、イングニッションキー３０がオンになったか否かを確認する（Ｓ１００）。イングニッションキー３０がオンになったら、システム要求電力算出手段において、入力された時刻ｔにおける燃料電池システム１００の要求電力Ｗｓｄを算出し（Ｓ１０２）、充電電力制限値算出手段において、入力された時刻ｔにおける充電電力制限値Ｗｉｎ（ｔ）を算出する（Ｓ１０４）。さらに、システム許容電力算出手段において、燃料電池システム１００の許容電力Ｗｓｐを算出し（Ｓ１０６）、発電電力算出手段において、燃料電池の要件に基づく発電電力ＷＦＣを算出し（Ｓ１０８）、発電要求電力算出手段では、燃料電池１１の発電要求電力Ｗｇｄを算出する（Ｓ１１０）。そして、高電位回避充電可能電力値決定手段において、図３に詳述するように高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐを決定し（Ｓ１１２）、燃料電池１１の最終的な発電電力を決定する（Ｓ１１４）。図２に示す燃料電池システム１００の動作は、所定の時間で繰り返される。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態における高電位回避充電可能電力値決定手段での動作について、図１、３を用いて以下に説明する。
【００４２】
まず、ＳＯＣ算出手段において、二次電池１２の充電容量を算出し（Ｓ１１２０）、第１の制限電力算出手段において、充電容量に基づいて第１の制限電力Ｗｌｉｍ１を算出する（Ｓ１１２２）。一方、シフトポジション取得手段では、シフトポジションに関する情報を取得し（Ｓ１１２４）、第２の制限電力算出手段では、シフトポジションに基づいて第２の制限電力Ｗｌｉｍ２を算出する（Ｓ１１２６）。また、回生誤差推定手段では、走行用モータ１５の制動動作に伴い発生する回生電力の誤差を推定し（Ｓ１１２８）、第３の制限電力算出手段では、推定した回生誤差に基づいて第３の制限電力Ｗｌｉｍ３を算出する（Ｓ１１３０）。
【００４３】
さらに、制限電力Ｗｌｉｍ１，Ｗｌｉｍ２のうち小さい方の値を選択し（Ｓ１１３２）、選択した値から、制限電力Ｗｌｉｍ３を減算することにより、高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐを決定する（Ｓ１１３４）。図３に示す高電位回避充電可能電力値Ｗｃｐの決定動作は、所定の時間で繰り返される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、種々の燃料電池システムに利用可能であるが、例えば車両に搭載可能な燃料電池システムなどに利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１１  燃料電池、１２  二次電池、１３  昇降圧コンバータ、１４  インバータ、１５  走行用モータ、１６  補機、１７  水素タンク、１８  水素供給弁、１９  空気圧縮機、２０  １次側コンデンサ、２１  ２次側コンデンサ、２３  逆流防止ダイオード、２４  ＦＣリレー、２５  システムリレー、３０  イグニッションキー、３１  １次側電路、３２  基準電路、３３，３６，３８  プラス側電路、３４，３７，３９  マイナス側電路、３５  ２次側電路、４１〜４３  電圧センサ、４４  電流センサ、５０  制御部、６０  車輪、１００  燃料電池システム、２００  燃料電池車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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