(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常運転に比して発電効率の低い低効率運転から、通常運転へ復帰する際の燃料電池システムの制御方法であって、
燃料電池の測定電圧が、前記燃料電池の基準電圧を超えた場合に、前記燃料電池への酸化ガス供給量とエアストイキに基づいて設定される許容電流まで前記燃料電池の出力電流を上げる第１ステップと、
前記出力電流を上げた後、前記基準電圧を前記測定電圧に更新する第２ステップと、
前記測定電圧が前記基準電圧を超えない場合に、前記出力電流を下げる第３のステップを含み、
前記測定電圧が、設定される限界電圧であって、前記出力電流を前記許容電流以下の電流まで上げても、前記燃料電池の出力電圧が回復する電圧に到達するまで、前記第１ステップと前記第２ステップとを繰り返す、燃料電池システムの制御方法。
【請求項２】
前記許容電流は、前記燃料電池への酸化ガス供給量とエアストイキに基づいて設定される、請求項１に記載の燃料電池システムの制御方法。
【請求項３】
前記低効率運転は、間欠運転または暖機運転のいずれかである、請求項１又は２に記載の燃料電池システムの制御方法。
【請求項４】
通常運転に比して発電効率の低い低効率運転と通常運転との間で、運転切り換えを行うことが可能な燃料電池システムであって、
燃料電池の測定電圧が、前記燃料電池の基準電圧を超えた場合に、前記燃料電池への酸化ガス供給量とエアストイキに基づいて設定される許容電流まで前記燃料電池の出力電流を上げる一方、前記測定電圧が前記基準電圧を超えない場合に、前記出力電流を下げる電流制御部と、
前記出力電流を上げた後、前記基準電圧を前記測定電圧に更新する電圧更新部と、
前記測定電圧が、設定される限界電圧であって、前記出力電流を前記許容電流以下の電流まで上げても、前記燃料電池の出力電圧が回復する電圧に到達するまで、前記電流制御部による前記出力電流を上げる動作と、前記電圧更新部による前記基準電圧を前記測定電圧に更新する動作とを繰り返し実行する制御部と
を具備する、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、燃料電池システムの運転制御方法に関し、特に、間欠運転や暖機運転から通常運転へ復帰する際の燃料電池システムの運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料を電気化学プロセスによって酸化させることにより酸化反応に伴って放出されるエネルギーを電気エネルギーに直接変換する発電システムであり、水素イオンを選択的に輸送するための電解質膜の両側面を多孔質材料から成る一対の電極によって挟持して成る複数の膜−電極接合体（セル）を積層して成るスタック構造を有している。
【０００３】
この種の燃料電池システムを通常運転する際は、燃料電池スタックの発電効率を高めるべく、図４に示すような電流・電圧の特性ライン（いわゆるＩＶ特性ライン）Ｌａ１上で燃料電池スタックの動作点が動くように、燃料電池スタックの発電を制御する。その一方で、燃料電池システムを間欠運転または暖機運転する際には、ＩＶ特性ラインＬａ１から外れた領域（図４に示す間欠運転領域Ａｉｍ、暖機運転領域Ａｗｐ参照）で燃料電池スタックの動作点が動くように、燃料電池スタックの発電を制御する。なお、暖機運転とは、低温始動時（例えば、氷点下指導時）にエアストイキを通常運転時よりも絞ることにより、発電効率を敢えて下げ、その代わりに燃料電池スタックの発熱量を増やすことを意図した運転である。一方、間欠運転とは、低負荷運転時（例えば、アイドリング中や渋滞走行中等）に燃料電池スタックへの酸化ガス及び燃料ガスの供給を一時的に停止させる運転である。
【０００４】
これに関連する技術として、例えば下記特許文献１には、発電効率の低い運転（間欠運転）から発電効率の高い運転（通常運転）への復帰にあたって燃料電池スタックの出力応答性能を確保するため、間欠運転中に酸化ガスを少量且つ連続的に供給し、要求電力が所定値を上回った場合に通常運転に切り換える制御方法が開示されている。かかる構成によれば、燃料電池スタックを間欠運転している間に、燃料電池スタックの出力電圧が開放端電圧を越えてしまうといった問題を抑制する（別言すれば、高電位回避制御を行う）ことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４４９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、発電要求に従って電流を上げすぎると燃料電池スタックの出力電圧が復帰できないといった問題が生じ得る一方で、逆に、燃料電池スタックの出力電圧の上昇を待つために出力電流を上げないと電力応答性が低下する、という問題が指摘されていた。
【０００７】
本発明は以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、間欠運転や暖機運転など、発電効率の低い運転から通常運転へ復帰する際の燃料電池システムにおいて、燃料電池の出力電圧の回復と電力応答性の向上を両立させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した問題を解決するため、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの制御方法は、通常運転に比して発電効率の低い低効率運転から、通常運転へ復帰する際の燃料電池システムの制御方法であって、燃料電池の測定電圧が、燃料電池の下限電圧を超えた場合に、設定される許容電流まで燃料電池の出力電流を引く第１ステップと、出力電流を引いた後、下限電圧を測定電圧に更新する第２ステップとを含み、測定電圧が、設定される限界電圧に到達するまで、第１ステップと第２ステップとを繰り返すことを特徴とする。
【０００９】
ここで、上記構成にあっては、測定電圧が前記下限電圧を超えない場合に、出力電流を下げる第３のステップをさらに含む態様が好ましく、また、許容電流は、燃料電池への酸化ガス供給量とエアストイキに基づいて設定される態様がさらに好ましい。なお、上記構成における低効率運転は、間欠運転または暖機運転のいずれかであっても良い。
【００１０】
また、本発明の他の実施形態に係る燃料電池システムは、通常運転に比して発電効率の低い低効率運転と通常運転との間で、運転切り換えを行うことが可能な燃料電池システムであって、燃料電池の測定電圧が、燃料電池の下限電圧を超えた場合に、設定される許容電流まで燃料電池の出力電流を引く電流制御部と、出力電流が引かれた後、下限電圧を測定電圧に更新する電圧更新部と、測定電圧が、設定される限界電圧に到達するまで、電流制御部による出力電流を引く動作と、電圧更新部による下限電圧を測定電圧に更新する動作とを繰り返し実行させる制御部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、間欠運転や暖機運転など、発電効率の低い運転から通常運転へ復帰する際の燃料電池システムにおいて、電流制限などの様々な制限を回避しつつ、要求発電量を満たすことを優先させて燃料電池の動作点を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す図である。
【図２】間欠運転から通常運転に復帰する場合の運転制御プロセスを示すフローチャートである。
【図３】アクセル開度信号ＡＣＣ、運転モードＯｍ、ＦＣ電圧Ｖｆｃ、エア流量Ｆａ、ＦＣ電流Ｉｆｃの関係を示すタイミングチャートである。
【図４】従来の燃料電池システムにおける運転動作点の変化を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
Ａ．本実施形態
Ａ−１．構成
図１は本実施形態に係る燃料電池システム１０を搭載した車両の概略構成である。なお、以下の説明では車両の一例として燃料電池自動車（ＦＣＨＶ；Fuel Cell Hybrid Vehicle）を想定するが、車両のみならず各種移動体（例えば、船舶や飛行機、ロボットなど）や定置型電源、さらには携帯型の燃料電池システムにも適用可能である。
【００１５】
燃料電池システム１０は、通常運転に比して発電効率の低い低効率運転と通常運転との間で、運転切り換えを行うことが可能な燃料電池システムであり（詳細は後述）、燃料電池車両に搭載される車載電源システムとして機能する。燃料電池システム１０は、反応ガス（燃料ガス、酸化ガス）の供給を受けて発電する燃料電池スタック２０と、酸化ガスとしての空気を燃料電池スタック２０に供給するための酸化ガス供給系３０と、燃料ガスとしての水素ガスを燃料電池スタック２０に供給するための燃料ガス供給系４０と、電力の充放電を制御するための電力系５０と、燃料電池スタック２０を冷却するための冷却系６０と、システム全体を制御するコントローラ（ＥＣＵ）７０とを備えている。
【００１６】
燃料電池スタック２０は、複数のセルを直列に積層してなる固体高分子電解質型セルスタックである。燃料電池スタック２０では、アノード極において（１）式の酸化反応が生じ、カソード極において（２）式の還元反応が生じる。燃料電池スタック２０全体としては（３）式の起電反応が生じる。
【００１７】
Ｈ2 → ２Ｈ+＋２ｅ-                     …（１）
（１／２）Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｈ2Ｏ     …（２）
Ｈ2＋（１／２）Ｏ2 → Ｈ2Ｏ             …（３）
【００１８】
燃料電池スタック２０には、燃料電池スタック２０の出力電圧を検出するための電圧センサ７１、発電電流を検出するための電流センサ７２、さらにはセル電圧を検知するためのセル電圧センサ７３が取り付けられている。
【００１９】
酸化ガス供給系３０は、燃料電池スタック２０のカソード極に供給される酸化ガスが流れる酸化ガス通路３４と、燃料電池スタック２０から排出される酸化オフガスが流れる酸化オフガス通路３６とを有している。酸化ガス通路３４には、フィルタ３１を介して大気中から酸化ガスを取り込むエアコンプレッサ３２と、燃料電池スタック２０のカソード極へ供給される酸化ガスを加湿するための加湿器３３と、酸化ガス供給量を調整するための絞り弁３５とが設けられている。酸化オフガス通路３６には、酸化ガス供給圧を調整するための背圧調整弁３７と、酸化ガス（ドライガス）と酸化オフガス（ウェットガス）との間で水分交換するための加湿器３３とが設けられている。
【００２０】
燃料ガス供給系４０は、燃料ガス供給源４１と、燃料ガス供給源４１から燃料電池スタック２０のアノード極に供給される燃料ガスが流れる燃料ガス通路４５と、燃料電池スタック２０から排出される燃料オフガスを燃料ガス通路４５に帰還させるための循環通路４６と、循環通路４６内の燃料オフガスを燃料ガス通路４５に圧送する循環ポンプ４７と、循環通路４６に分岐接続される排気排水通路４８とを有している。
【００２１】
燃料ガス供給源４１は、例えば、高圧水素タンクや水素吸蔵合金などで構成され、高圧（例えば、３５ＭＰａ乃至７０ＭＰａ）の水素ガスを貯留する。遮断弁４２を開くと、燃料ガス供給源４１から燃料ガス通路４５に燃料ガスが流出する。燃料ガスは、レギュレータ４３やインジェクタ４４により、例えば、２００ｋＰａ程度まで減圧されて、燃料電池スタック２０に供給される。
【００２２】
尚、燃料ガス供給源４１は、炭化水素系の燃料から水素リッチな改質ガスを生成する改質器と、この改質器で生成した改質ガスを高圧状態にして蓄圧する高圧ガスタンクとから構成してもよい。
【００２３】
レギュレータ４３は、その上流側圧力（一次圧）を、予め設定した二次圧に調圧する装置であり、例えば、一次圧を減圧する機械式の減圧弁などで構成される。機械式の減圧弁は、背圧室と調圧室とがダイアフラムを隔てて形成された筺体を有し、背圧室内の背圧により調圧室内で一次圧を所定の圧力に減圧して二次圧とする構成を有する。
【００２４】
インジェクタ４４は、弁体を電磁駆動力で直接的に所定の駆動周期で駆動して弁座から離隔させることによりガス流量やガス圧を調整することが可能な電磁駆動式の開閉弁である。インジェクタ４４は、燃料ガス等の気体燃料を噴射する噴射孔を有する弁座を備えるとともに、その気体燃料を噴射孔まで供給案内するノズルボディと、このノズルボディに対して軸線方向（気体流れ方向）に移動可能に収容保持され噴射孔を開閉する弁体とを備えている。
【００２５】
排気排水通路４８には、排気排水弁４９が配設されている。排気排水弁４９は、コントローラ７０からの指令によって作動することにより、循環通路４６内の不純物を含む燃料オフガスと水分とを外部に排出する。排気排水弁４９の開弁により、循環通路４６内の燃料オフガス中の不純物の濃度が下がり、循環系内を循環する燃料オフガス中の水素濃度を上げることができる。
【００２６】
排気排水弁４９を介して排出される燃料オフガスは、酸化オフガス通路３６を流れる酸化オフガスと混合され、希釈器（図示せず）によって希釈される。循環ポンプ４７は、循環系内の燃料オフガスをモータ駆動により燃料電池スタック２０に循環供給する。
【００２７】
電力系５０は、燃料電池スタック用のコンバータ（ＦＤＣ）５１ａ、バッテリ用のコンバータ（ＢＤＣ）５１ｂ、バッテリ５２、トラクションインバータ５３、トラクションモータ５４、及び補機類５５を備えている。ＦＤＣ５１ａは、燃料電池スタック２０の出力電圧を制御する役割を担っており、一次側（入力側：燃料電池スタック２０側）に入力された出力電圧を、一次側と異なる電圧値に変換（昇圧または降圧）して二次側（出力側：インバータ５３側）に出力し、また逆に、二次側に入力された電圧を、二次側と異なる電圧に変換して一次側に出力する双方向の電圧変換装置である。このＦＤＣ５１ａによる電圧変換制御により、燃料電池スタック２０の動作点（Ｉ，Ｖ）が制御される。
【００２８】
ＢＤＣ５１ｂは、インバータ５３の入力電圧を制御する役割を担っており、例えばＦＤＣ５１ａと同様の回路構成を有している。なお、ＢＤＣ５１ｂの回路構成は、上記に限る趣旨ではなく、インバータ５３の入力電圧の制御が可能なあらゆる構成を採用することができる。
【００２９】
バッテリ５２は、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両の加速又は減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。バッテリ５２としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池等の二次電池が好適である。
【００３０】
トラクションインバータ５３は、例えば、パルス幅変調方式で駆動されるＰＷＭインバータであり、コントローラ７０からの制御指令に従って、燃料電池スタック２０又はバッテリ５２から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して、トラクションモータ５４の回転トルクを制御する。トラクションモータ５４は、車輪５６Ｌ、５６Ｒを駆動するためのモータ（例えば三相交流モータ）であり、燃料電池車両の動力源を構成する。
【００３１】
補機類５５は、燃料電池システム１０内の各部に配置されている各モータ（例えば、ポンプ類などの動力源）や、これらのモータを駆動するためのインバータ類、更には各種の車載補機類（例えば、エアコンプレッサ、インジェクタ、冷却水循環ポンプ、ラジエータなど）を総称するものである。
【００３２】
冷却系６０は、燃料電池スタック２０内部を循環する冷媒を流すための冷媒通路６１、６２、６３、６４、冷媒を圧送するための循環ポンプ６５、冷媒と外気との間で熱交換するためのラジエータ６６、冷媒の循環経路を切り替えるための三方弁６７、及び燃料電池スタック２０の温度を検出するための温度センサ７４を備えている。暖機運転が完了した後の通常運転時には燃料電池スタック２０から流出する冷媒が冷媒通路６１、６４を流れてラジエータ６６にて冷却された後、冷媒通路６３を流れて再び燃料電池スタック２０に流れ込むように三方弁６７が開閉制御される。一方、システム起動直後における暖機運転時には、燃料電池スタック２０から流出する冷媒が冷媒通路６１、６２、６３を流れて再び燃料電池スタック２０に流れ込むように三方弁６７が開閉制御される。
【００３３】
コントローラ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インタフェース等を備えるコンピュータシステムであり、燃料電池システム１０の各部（酸化ガス供給系３０、燃料ガス供給系４０、電力系５０、及び冷却系６０）を制御するための制御手段として機能する。例えば、コントローラ７０は、イグニッションスイッチから出力される起動信号ＩＧを受信すると、燃料電池システム１０の運転を開始し、アクセルセンサから出力されるアクセル開度信号ＡＣＣや、車速センサから出力される車速信号ＶＣなどを基にシステム全体の要求電力を求める。
【００３４】
システム全体の要求電力は、車両走行電力と補機電力との合計値である。補機電力には車載補機類（加湿器、エアコンプレッサ、水素ポンプ、及び冷却水循環ポンプ等）で消費される電力、車両走行に必要な装置（変速機、車輪制御装置、操舵装置、及び懸架装置等）で消費される電力、乗員空間内に配設される装置（空調装置、照明器具、及びオーディオ等）で消費される電力などが含まれる。
【００３５】
そして、コントローラ７０は、燃料電池スタック２０とバッテリ５２とのそれぞれの出力電力の配分を決定し、発電指令値を演算するとともに、燃料電池スタック２０の発電量が要求発電量Ｐｒｅｑを満たすように、酸化ガス供給系３０及び燃料ガス供給系４０を制御する。また、コントローラ７０は、ＦＤＣ５１ａなどを制御して燃料電池スタック２０の動作点を制御する。コントローラ７０は、アクセル開度に応じた目標車速が得られるように、例えば、スイッチング指令として、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各交流電圧指令値をトラクションインバータ５３に出力し、トラクションモータ５４の出力トルク、及び回転数を制御する。さらに、本実施形態では暖機運転や間欠運転（通常運転に比して発電効率の低い運転；以下、適宜「低効率運転」という）などから通常運転に復帰する際、コントローラ７０は、燃料電池スタック２０に下限電圧閾値Ｖｌｏｌを設定し、酸化ガスの供給により燃料電池スタック２０の出力電圧が下限電圧閾値Ｖｌｏｌ超えるまで、燃料電池スタック２０の出力電流を引かない（すなわち、上げない）制御を行う（詳細は後述）。以下、本実施形態の特徴の１つである、低効率運転（以下では、間欠運転を想定）から通常運転に復帰する場合の燃料電池スタック２０の運転制御プロセスについて説明する。
【００３６】
Ａ−２．動作
＜通常運転に復帰する場合の運転制御プロセス＞
図２は、コントローラ７０によって実行される間欠運転から通常運転に復帰する場合の運転制御プロセスを示すフローチャートであり、図３は、アクセル開度信号ＡＣＣ、運転モードＯｍ、燃料電池スタック２０の出力電圧（ＦＣ電圧）Ｖｆｃ、燃料電池スタック２０に供給される酸化ガスの流量（エア流量）Ｆａ、燃料電池スタック２０の出力電流（ＦＣ電流）Ｉｆｃの関係を示すタイミングチャートである。なお、ＦＣ電圧Ｖｆｃについては、測定値Ｖｍｅｓを太実線、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを一点鎖線で示す。また、エア流量Ｆａについては、指令値Ｆｃｏｍを太実線、測定値Ｆｍｅｓを一点鎖線で示すとともに、ＦＣ電流Ｉｆｃについては、指令値Ｉｃｏｍを太実線、測定値Ｉｍｅｓを一点鎖線で示す。
【００３７】
コントローラ（制御部）７０は、アクセル開度信号ＡＣＣの急峻な変化を検知することにより、燃料電池スタック２０の運転状態を、間欠運転ＯＩｍから通常運転ＯＮｍへ復帰すべきと判断すると、酸化ガスの供給（エア供給）を開始するとともに、ＦＣ電流Ｉｆｃの上昇をＦＤＣ５１ａに指示する（図３に示す指令値Ｆｃｏｍ、指令値Ｉｃｏｍ参照）。さらに、コントローラ７０は、燃料電池スタック２０に対して下限電圧閾値Ｖｌｏｌを設定する（ステップＳ１）。下限電圧閾値Ｖｌｏｌの初期値としては、例えば、ＦＣ電圧Ｖｆｃの上昇が開始される直前の燃料電池スタック２０の電圧測定値Ｖｍｅｓ（図３では、下限電圧閾値Ｖｌｏｌの初期値は「０」）を利用することができる。ここで重要なのは、燃料電池スタック２０に下限電圧閾値Ｖｌｏｌが設定されると、エア供給により燃料電池スタック２０の測定値Ｖｍｅｓが、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを超えるまで、燃料電池スタック２０の出力電流Ｉｆｃを引かない（上げない）ことである。
【００３８】
ステップＳ２に進むと、コントローラ７０は、電圧センサ７１によって測定される燃料電池スタック２０の測定値Ｖｍｅｓが、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを超えたか否かを逐次判断する（ステップＳ２）。コントローラ（電流制御部）７０は、燃料電池スタック２０の測定値Ｖｍｅｓが、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを超えたと判断すると（ステップＳ２；ＹＥＳ）、要求発電量Ｐｒｅｑに基づき、エア流量Ｆａと設定されたエアストイキから決まる許容電流Ｉｐｅｒまで、ＦＣ電流Ｉｆｃを引く（ステップＳ３）。このような制御が行われることで、ＦＣ電流の測定値Ｉｍｅｓは、燃料電池スタック２０の下限電圧閾値Ｖｌｏｌの上昇に追従してゆく。なお、燃料電池スタック２０の測定値Ｖｍｅｓが、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを超えたか否かの判断については、時間的な制約を設けても良い。具体的には、下限電圧閾値Ｖｌｏｌが設定されてから所定時間内に、燃料電池スタック２０の測定値Ｖｍｅｓが、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを超えたか否かを判断するようにしても良い。
【００３９】
一方、コントローラ７０は、ステップＳ２において、燃料電池スタック２０の測定値Ｖｍｅｓが、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを超えていないと判断すると（ステップＳ２；ＮＯ）、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを、前回の値よりも最低上昇量ΔＶだけ上昇させて更新するとともに、ＦＣ電流Ｉｆｃを下げるようにＦＤＣ５１ａに指示する（ステップＳ５）。このように、ＦＣ電流Ｉｆｃを下げることで、例えば燃料電池スタック２０が劣化等してＦＣ電圧Ｖｆｃが回復し難い状況にあったとしても、エア流量Ｆａの増加に伴ってＦＣ電圧Ｖｆｃは上昇（回復）する。この後、コントローラ７０は、ステップＳ２に戻り、燃料電池スタック２０の測定値Ｖｍｅｓが、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを超えたか否かを判断する。コントローラ７０は、燃料電池スタック２０の測定値Ｖｍｅｓが、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを超えたと判断すると（ステップＳ２；ＹＥＳ）、要求発電量Ｐｒｅｑに基づき、エア流量Ｆａと設定されたエアストイキから決まる許容電流Ｉｐｅｒまで、ＦＣ電流Ｉｆｃを引く（ステップＳ３）。なお、ステップＳ５において、下限電圧閾値Ｖｌｏｌを最低上昇量ΔＶだけ上昇させて更新する代わりに、最低上昇量ΔＶを設定することなく、前回の値をそのまま（あるいは前回の値よりも低い値）を下限電圧閾値Ｖｌｏｌとして使用しても良い。
【００４０】
コントローラ７０は、ステップＳ３において、ＦＣ電流Ｉｆｃを上昇させると、下限電圧閾値Ｖｌｏｌの更新を継続すべきか否かを判断する（ステップＳ４）。詳述すると、コントローラ７０は、“エア流量Ｆａと設定されたエアストイキから決まる、許容電流Ｉｐｅｒ以下の電流を引いても、燃料電池スタック２０の出力電圧Ｖｆｃが回復する電圧（以下、「限界電圧」という）Ｖｌｉｍ（図３参照）”に到達したか否かを判断する。この限界電圧Ｖｌｉｍや上述した最低上昇量ΔＶは、例えばコントローラ７０のメモリなどに書き換え可能に記憶されている。
【００４１】
コントローラ７０は、ＦＣ電圧Ｖｆｃが限界電圧Ｖｌｉｍに未だ到達していないために、下限電圧閾値Ｖｌｏｌの更新を継続すべきと判断すると（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、新たな下限電圧閾値Ｖｌｏｌを設定する。詳述すると、コントローラ（電圧更新部）７０は、電圧センサ７１によって測定される、現時点でのＦＣ電圧Ｖｆｃの測定値Ｖｍｅｓを、新たな下限電圧閾値Ｖｌｏｌとして設定（更新）する。なお、この後の動作については上記と同様に説明することができるため、割愛する。一方、燃料電池スタック２０の出力電圧Ｖｆｃが限界電圧Ｖｌｉｍに到達したことから、下限電圧閾値Ｖｌｏｌの更新を継続する必要はないと判断すると（ステップＳ４；ＮＯ）、以上説明した処理を終了する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、間欠運転や暖機運転など、発電効率の低い運転から通常運転に復帰するまでの間、ＦＣ電圧の回復に従って下限電圧閾値を更新し、更新される下限電圧閾値に応じてＦＣ電流を引くことにより、燃料電池スタックの出力電圧の回復と電力応答性の両方の要求を満たすことが可能となる。さらに、本実施形態では、燃料電池スタックの測定値が、下限電圧閾値を超えていないと判断するとＦＣ電流を下げる制御を行う。これにより、ＦＣ電圧の回復を促すことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、発電効率の低い運転から通常運転へ復帰する際の燃料電池システムに適用して好適である。
【符号の説明】
【００４４】
１０・・・燃料電池システム、２０・・・燃料電池スタック、３０・・・酸化ガス供給系、４０・・・燃料ガス供給系、５０・・・電力系、６０・・・冷却系、７０・・・コントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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