(57)【要約】【課題】充放電電力に制限のある蓄電装置の負荷が急変動した場合に、前記充放電電力の制限を超えて充放電がなさない燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車を提供する。【解決手段】ＢＡＴ２０の保護が必要と判定された場合に、モータ駆動要求電圧Ｖｍｄの高低に拘わらず、ＳＵＤＣ２２の電圧変換幅を要求電圧変換幅より大きい値の強制電圧変換幅に設定してＳＵＤＣ２２を動作させる強制電圧変換動作工程を設けているので、ＳＵＤＣ２２での電力消費が大きくでき、例えば、ＦＣ１８の発電電力の余剰電力が大きくなってＢＡＴ２０に充電させる必要が発生した場合でも、ＢＡＴ２０の充電電力分を少なくでき、保護することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池電圧を出力する燃料電池と、
蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、
モータ駆動部を通じて駆動されるモータと、
前記蓄電装置電圧を昇圧し前記モータ駆動部の直流端側に直流端側電圧として印加するか、前記直流端側に前記燃料電池側から印加された直流端側電圧又は前記モータから前記モータ駆動部を通じて印加された直流端側電圧を降圧して前記蓄電装置に印加する電圧変換装置と、
を有する燃料電池システムの制御方法であって、
前記蓄電装置の充放電電力制限範囲を規定する充放電特性を把握する充放電特性把握工程と、
把握された前記充放電特性に基づいて前記蓄電装置の保護が必要か否かを判定する保護要否判定工程と、
前記蓄電装置の保護が必要と判定された場合に、モータ駆動要求電圧の高低に拘わらず、前記電圧変換装置の前記直流端側電圧を、直流端側上限電圧を限度として高く設定するか、又は前記電圧変換装置の電圧変換幅を要求電圧変換幅より大きい値の強制電圧変換幅に設定して前記電圧変換装置を動作させる強制電圧変換動作工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記充放電特性把握工程では、
前記蓄電装置の温度に基づいて前記蓄電装置の前記充放電特性を把握し、
前記保護要否判定工程では、
前記蓄電装置の温度が閾値温度以下の温度である場合に保護が必要と判定する
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記充放電特性把握工程では、
前記燃料電池システムの始動時からの経過時間に基づいて前記蓄電装置の前記充放電特性を把握し、
前記保護要否判定工程では、
前記始動時からの前記経過時間が閾値時間以下の時間である場合に保護が必要と判定する
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池電圧を前記直流端側電圧に昇圧する他の電圧変換装置をさらに備え、
前記制御方法は、
前記強制電圧変換動作工程では、前記電圧変換装置による強制電圧変換動作を行うと共に、前記他の電圧変換装置による強制電圧変換動作を行う
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記強制電圧変換動作工程では、
前記蓄電装置電圧に前記電圧変換装置の最小電圧変換幅と前記モータ駆動要求電圧を加算した電圧を第１目標直流端側電圧として算出する第１目標電圧算出工程と、
前記燃料電池電圧に前記他の電圧変換装置の最小電圧変換幅と前記モータ駆動要求電圧を加算した電圧を第２目標直流端側電圧として算出する第２目標電圧算出工程と、をさらに備え、
前記第１目標直流端側電圧及び前記第２目標直流端側電圧のうち、高い方の電圧を前記モータ駆動部の直流端側に印加する前記直流端側電圧の最低電圧として前記電圧変換装置及び前記他の電圧変換装置を強制電圧変換動作させる
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システムの制御方法を実施する燃料電池自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放電又は充電が可能な蓄電装置から電圧変換装置を介してモータ等の負荷に電力を供給すると共に、燃料電池から直接又は他の電圧変換装置を介して前記モータ等の負荷及び／又は前記蓄電装置に電力を供給する燃料電池システム等に適用した好適な燃料電池システムの制御方法、及び前記制御方法が実施される燃料電池自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１の図１に示されるように、１次側電圧としての蓄電装置電圧（バッテリ電圧）を２次側電圧としてのモータ駆動電圧に変換してモータ駆動部（インバータ）に印加する電圧変換装置（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を備えると共に、燃料電池電圧を前記モータ駆動電圧として直接前記モータ駆動部に印加する燃料電池システムが開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示された燃料電池システムでは、前記モータ駆動部によって駆動されるモータが左右の車輪を駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５７４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記燃料電池と前記蓄電装置とから前記モータ等の負荷に電力を供給しているときに、例えば、運転者のアクセルペダル操作及び又はブレーキペダル操作等により前記モータ等の要求負荷が急に変動する事態が発生するが、前記燃料電池の発電電力は急な変動には追従し難いので、前記蓄電装置が急な変動に対応すべく放電動作及び充電動作を行う。
【０００６】
しかしながら前記蓄電装置の充放電電力には制限があり、特に、低温下ではその制限が大きくなり、この制限を超えて充放電がなされると前記蓄電装置が劣化乃至故障に至るという課題があるが、特許文献１には、これら課題及び課題解決手段は何も開示されておらず、改良の余地がある。
【０００７】
この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、充放電電力に制限のある蓄電装置の負荷が急変動した場合であっても、前記蓄電装置の充放電電力の制限を超えて充放電がなされることを防止可能な燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車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】
この発明に係る燃料電池システムの制御方法は、燃料電池電圧を出力する燃料電池と、蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、モータ駆動部を通じて駆動されるモータと、前記蓄電装置電圧を昇圧し前記モータ駆動部の直流端側に直流端側電圧として印加するか、前記直流端側に前記燃料電池側から印加された直流端側電圧又は前記モータから前記モータ駆動部を通じて印加された直流端側電圧を降圧して前記蓄電装置に印加する電圧変換装置と、を有する燃料電池システムの制御方法であって、前記蓄電装置の充放電電力制限範囲を規定する充放電特性を把握する充放電特性把握工程と、把握された前記充放電特性に基づいて前記蓄電装置の保護が必要か否かを判定する保護要否判定工程と、前記蓄電装置の保護が必要と判定された場合に、モータ駆動要求電圧の高低に拘わらず、前記電圧変換装置の前記直流端側電圧を、直流端側上限電圧を限度として高く設定するか、又は前記電圧変換装置の電圧変換幅を要求電圧変換幅より大きい値の強制電圧変換幅に設定して前記電圧変換装置を動作させる強制電圧変換動作工程と、を有する。
【０００９】
この発明によれば、蓄電装置の保護が必要と判定された場合に、モータ駆動要求電圧の高低に拘わらず、前記電圧変換装置の前記直流端側電圧を、直流端側上限電圧を限度として高く設定するか、又は電圧変換装置の電圧変換幅を要求電圧変換幅より大きい値の強制電圧変換幅に設定して電圧変換装置を動作させる強制電圧変換動作工程を設けているので、前記電圧変換装置での電力消費が確保でき、例えば、燃料電池の発電電力の余剰電力が大きくなって蓄電装置に充電させる必要が発生した場合に、電圧変換装置での電力消費を大きくしているので、蓄電装置の充電電力分を少なくでき、蓄電装置を保護することができる。
【００１０】
この場合、前記充放電特性把握工程では、前記蓄電装置の温度に基づいて前記蓄電装置の前記充放電特性を把握し、前記保護要否判定工程では、前記蓄電装置の温度が閾値温度以下の温度である場合に保護が必要と判定することで、蓄電装置の保護が必要な状態であるか否かを簡便に把握することができる。
【００１１】
また、前記充放電特性把握工程では、前記燃料電池システムの始動時からの経過時間に基づいて前記蓄電装置の前記充放電特性を把握し、前記保護要否判定工程では、前記始動時からの前記経過時間が閾値時間以下の時間である場合に保護が必要と判定することで、蓄電装置の保護が必要な状態であるか否かを簡便に把握することができる。
【００１２】
さらに、前記燃料電池システムは、前記燃料電池電圧を前記直流端側電圧に昇圧する他の電圧変換装置をさらに備え、前記制御方法は、前記強制電圧変換動作工程では、前記電圧変換装置による強制電圧変換動作を行うと共に、前記他の電圧変換装置による強制電圧変換動作を行うことで、両電圧変換装置の電力消費により、より確実に蓄電装置を保護することができる。
【００１３】
この場合、前記強制電圧変換動作工程では、前記蓄電装置電圧に前記電圧変換装置の最小電圧変換幅と前記モータ駆動要求電圧を加算した電圧を第１目標直流端側電圧として算出する第１目標電圧算出工程と、前記燃料電池電圧に前記他の電圧変換装置の最小電圧変換幅と前記モータ駆動要求電圧を加算した電圧を第２目標直流端側電圧として算出する第２目標電圧算出工程と、をさらに備え、前記第１目標直流端側電圧及び前記第２目標直流端側電圧のうち、高い方の電圧を前記モータ駆動部の直流端側に印加する前記直流端側電圧の最低電圧として前記電圧変換装置及び前記他の電圧変換装置を強制電圧変換動作させるようにしてもよい。
【００１４】
これにより、１次側が蓄電装置に接続された電圧変換装置及び１次側が燃料電池に接続された他の電圧変換装置の両方の制御性を考慮して強制電圧変換幅が設定されるので、燃料電池システム全体の制御性が悪化することが回避される。
【００１５】
上記の各発明は、燃料電池自動車で実施して好適である。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、蓄電装置の保護が必要と判定された場合に、モータ駆動要求電圧の高低に拘わらず、前記電圧変換装置の前記直流端側電圧を、直流端側上限電圧を限度として高く設定するか、又は電圧変換装置の電圧変換幅を要求電圧変換幅より大きい値の強制電圧変換幅に設定して電圧変換装置を動作させる強制電圧変換動作工程を設けているので、前記電圧変換装置での電力消費が確保でき、充放電電力に制限のある蓄電装置の負荷が急変動した場合であっても、前記蓄電装置の充放電電力の制限を超えて充放電がなされることを防止し、蓄電装置を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施形態に係る燃料電池システムが適用された燃料電池自動車の概略全体構成図である。
【図２】図１例の燃料電池自動車中、昇圧コンバータと昇降圧コンバータの一例の詳細構成を含む模式的回路図である。
【図３】燃料電池のＩＶ特性図である。
【図４】実施形態の動作説明に供されるタイミングチャートである。
【図５】実施形態の動作説明に供されるフローチャートである。
【図６】モータ要求電力と、モータ駆動要求電圧との関係を示す特性図である。
【図７】蓄電装置の充放電電力制限の温度特性図である。
【図８】図８Ａは、この実施形態の概念図、図８Ｂは、変形例の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明に係る燃料電池システムの制御方法について、これを実施する燃料電池自動車との関係において好適な実施形態を挙げ添付の図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、この実施形態に係る燃料電池システム１２（以下、「ＦＣシステム１２」という。）が適用された燃料電池自動車１０（以下、「ＦＣ自動車１０」又は「車両１０」という。）の概略全体構成図である。
【００２０】
図２は、１次側１ｓｆと２次側２ｓ側との間に配置される燃料電池側コンバータであり第１電圧変換装置（昇圧器）としてのチョッパ方式の昇圧コンバータ２１（以下、ＳＵＣ２１という。ＳＵＣ：Ｓｔｅｐ  Ｕｐ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、及び１次側１ｓｂと２次側２ｓ側との間に配置される蓄電装置側コンバータであり第２電圧変換装置（昇降圧器）としてのチョッパ方式の双方向の昇降圧コンバータ２２（以下、ＳＵＤＣ２２という。ＳＵＤＣ：Ｓｔｅｐ  Ｕｐ／Ｄｏｗｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の一例の詳細構成を含むＦＣ自動車１０の模式的回路図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、ＦＣ自動車１０は、ＦＣシステム１２と、車両走行用のモータ・ジェネレータである駆動モータ１４と、駆動モータ１４を駆動する負荷駆動回路（モータ駆動部）としてのインバータ１６（以下、「ＩＮＶ１６」という。ＩＮＶ：Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）と、を有する。
【００２２】
ＦＣシステム１２は、基本的には、一方の１次側１ｓｆに配置される燃料電池１８（以下、「ＦＣ１８」という。）と、他方の１次側１ｓｂに配置される蓄電装置である高電圧バッテリ２０（以下「ＢＡＴ２０」という。）と、前記ＳＵＣ２１と、前記ＳＵＤＣ２２と、１次側電圧Ｖ１入力のエアポンプ３１と、制御装置としての電子制御装置２４（以下、「ＥＣＵ２４」という。ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）と、を有する。エアポンプ３１は、１次側電圧Ｖ１（ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔ）がエアポンプ駆動電圧Ｖａｐとして供給されると、ファンが回転し、ＦＣ１８に酸化剤ガスとしての空気を圧送する。
【００２３】
ＦＣ１８の出力端がＳＵＣ２１の入力端（１次側１ｓｆ）に接続され、ＳＵＣ２１の出力端（２次側２ｓ）がＩＮＶ１６及びＳＵＤＣ２２の一端（昇圧端側）側に接続される。
【００２４】
なお、ＢＡＴ２０の入出力端には、図示しない降圧コンバータを通じて、＋１２Ｖ等の低圧バッテリや、ＥＣＵ２４及びライト等の低圧補機が接続される。
【００２５】
駆動モータ１４は、一般的には、ＦＣ１８から供給されるＦＣ発電電力（ＦＣ電力）Ｐｆｃ（Ｐｆｃ＝Ｖｆｃ×Ｉｆｃ）とＢＡＴ２０から供給される蓄電電力であるＢＡＴ放電電力Ｐｂａｔｄ（Ｐｂａｔｄ＝Ｖｂａｔ×Ｉｂｄ）の合成電力値（Ｐｆｃ＋Ｐｂａｔｄ）がＩＮＶ１６を通じて供給されることで駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション２６を通じて車輪２８を回転させる。しかしながら、この実施形態では、ＢＡＴ２０からＳＵＤＣ２２を通じてＩＮＶ１６に供給されるＢＡＴ放電電力Ｐｂａｔｄが、Ｐｂａｔｄ＝０［ｋＷ］となるように燃料電池システム１２を制御している。
【００２６】
ＩＮＶ１６は、例えば３相フルブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、ＦＣ１８からＳＵＣ２１を介してＦＣ電圧Ｖｆｃが昇圧された直流電圧である２次側電圧Ｖ２（直流端側電圧Ｖｉｎｖ又は負荷端電圧Ｖｉｎｖともいう。）を３相の交流電圧に変換して駆動モータ１４に供給する（力行時）。
【００２７】
この実施形態において、ＩＮＶ１６と駆動モータ１４とを合わせて負荷３０という。実際上、負荷には、負荷３０の他に、エアポンプ３１、図示しない空調装置、及び前記した低圧補機が含まれる。
【００２８】
一方、駆動モータ１４の回生動作に伴う交流／直流変換後のＩＮＶ１６の入力端（直流端側）の２次側２ｓに発生する２次側電圧（直流端側電圧）Ｖ２は、降圧コンバータとして動作するＳＵＤＣ２２を通じてＢＡＴ電圧Ｖｂａｔに降圧されてＢＡＴ２０に供給され、あるいはＳＵＤＣ２２が直結状態（スイッチング素子２２ｂ：オフ、スイッチング素子２２ｄ：オン）にされてＢＡＴ２０に供給され、ＢＡＴ２０を充電する。
【００２９】
また、ＢＡＴ２０には、ＢＡＴ２０の残容量であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が目標ＳＯＣｔａｒとなるように、ＦＣ１８による駆動モータ１４の駆動用の電力の余剰電力が、昇圧状態のＳＵＣ２１又は直結状態のＳＵＣ２１を介し、降圧状態又は直結状態のＳＵＤＣ２２を通じて供給され、ＢＡＴ２０が充電される。
【００３０】
さらに、ＦＣ１８の外部に、ＦＣ１８のアノード流路（不図示）に対して水素（燃料ガス）を供給する水素タンク３７を備える。なお、水素と酸化剤ガスをそれぞれ反応ガスという。
【００３１】
ＦＣ１８は、例えば、電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された燃料電池セル（以下、「ＦＣセル」という。）を積層したスタック構造を有し、前記アノード流路を介して前記アノード電極に供給された水素含有ガスが、電極触媒上で水素イオン化され、前記電解質膜を介して前記カソード電極へと移動し、その移動の間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流電圧（ＦＣ電圧Ｖｆｃ）を発生する電気エネルギとして利用に供される。カソード電極には、前記カソード流路を介して前記酸化剤ガス（酸素含有ガス）が供給されているために、このカソード電極において、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水が生成される。
【００３２】
水が生成されることで、前記電解質膜を湿潤な状態、すなわち膜含水率（膜湿度）を高い状態に保持することができ、前記反応を円滑に遂行することができる。
【００３３】
ＢＡＴ２０は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池等を利用することができる。蓄電装置としてキャパシタを利用することもできる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。ＢＡＴ２０は、ＢＡＴ電圧（バッテリ電圧）Ｖｂａｔ、ＢＡＴ電流（バッテリ電流）Ｉｂ（放電電流Ｉｂｄ、充電電流Ｉｂｃ）、ＢＡＴ温度（バッテリ温度）Ｔｂ、及びＢＡＴ２０の残容量であるＳＯＣがＥＣＵ２４により検出乃至管理される。
【００３４】
ＳＵＣ２１、及びＳＵＤＣ２２は、種々の構成を採用できるが、公知のように、基本的には、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子と、ダイオードと、リアクトルと、コンデンサ（平滑コンデンサも含む）とから構成され、接続される負荷の要求電力に基づきＥＣＵ２４により前記スイッチング素子がオン・オフスイッチング制御（デューティ制御）される。
【００３５】
具体的には、図２に示すように、ＳＵＣ２１は、リアクトル（インダクタ）２１ａと、スイッチング素子２１ｂとダイオード２１ｃ（単方向電流通過素子、逆方向電流阻止素子）と、１次側１ｓｆ間に配置される平滑コンデンサＣ１ｆと、２次側２ｓ間に配置される平滑コンデンサＣ２ｆとから構成され、コンバータ制御器として機能するＥＣＵ２４を通じてスイッチング素子２１ｂがスイッチング状態（デューティ制御）とされることで、ＦＣ電圧Ｖｆｃを所定の２次側電圧Ｖ２に昇圧する。
【００３６】
なお、デューティ（駆動デューティ）が０［％］とされて、スイッチング素子２１ｂがオフ状態（開状態）に維持されると、リアクトル２１ａとダイオード２１ｃを通じてＦＣ１８と負荷３０とが直結状態（ＦＣ直結状態又はＦＣＶＣＵ直結状態という。）とされ、ＦＣ電圧Ｖｆｃが２次側電圧Ｖ２に直結される（Ｖ２＝Ｖｆｃ−Ｖｄ≒Ｖｆｃ、Ｖｄ＜＜Ｖｆｃ、Ｖｄ：ダイオード２１ｃの順方向降下電圧）。ダイオード２１ｃは、昇圧用又は直結用且つ逆流防止用として動作する。従って、ＳＵＣ２１は、昇圧動作（力行時等）の他に逆流防止動作、直結動作（力行時等）を行う。
【００３７】
一方、ＳＵＤＣ２２は、図２に示すように、リアクトル２２ａと、スイッチング素子２２ｂ、２２ｄと、これらスイッチング素子２２ｂ、２２ｄにそれぞれ並列に接続されるダイオード２２ｃ、２２ｅと、１次側１ｓｂ間に配置される平滑コンデンサＣ１ｂと、２次側２ｓ間に配置される平滑コンデンサＣ２ｂとから構成される。
【００３８】
昇圧時には、ＥＣＵ２４により、スイッチング素子２２ｄがオフ状態とされ、スイッチング素子２２ｂがスイッチング（デューティ制御）されることでＢＡＴ電圧Ｖｂａｔ（蓄電装置電圧）が所定の２次側電圧Ｖ２まで昇圧される（力行時）。
【００３９】
降圧時には、ＥＣＵ２４により、スイッチング素子２２ｂがオフ状態とされ、スイッチング素子２２ｄがスイッチング（デューティ制御）されることで、スイッチング素子２２ｄがオフ状態であるときにダイオード２２ｃがフライホイールダイオードとして機能し、２次側電圧Ｖ２がＢＡＴ２０のＢＡＴ電圧Ｖｂａｔまで降圧される（回生充電時及び／又はＦＣ１８による充電時）。
【００４０】
また、スイッチング素子２２ｂをデューティが０［％］でのオフ状態、スイッチング素子２２ｄをデューティが１００［％］でのオン状態とすることで、ＢＡＴ２０と負荷３０とが直結状態（ＢＡＴ直結状態又はＢＡＴＶＣＵ直結状態という。力行時、充電時、又は補機負荷等の駆動時）とされる。
【００４１】
ＢＡＴ直結状態においては、ＢＡＴ２０のＢＡＴ電圧Ｖｂａｔが２次側電圧Ｖ２になる（Ｖｂａｔ≒Ｖ２）。実際上、ＢＡＴ直結状態におけるＢＡＴ２０による力行時の２次側電圧Ｖ２は、「Ｖｂａｔ−ダイオード２２ｅの順方向降下電圧」となり、充電時（回生充電時含む）の２次側電圧Ｖ２は、「Ｖｂａｔ＝Ｖ２−スイッチング素子２２ｄのオン電圧＝Ｖｂａｔ（スイッチング素子２２ｄのオン電圧を０［Ｖ］と仮定した場合。）」になる。
【００４２】
なお、スイッチング素子２１ｂ、２２ｂ、２２ｄには、図示しているＭＯＳＦＥＴの他、ＩＧＢＴ等の電力素子が用いられる。
【００４３】
また、ＦＣシステム１２において、それぞれ図示はしないが、ＳＵＣ２１の直結時（ＦＣ１８の直結時と同意）、又はＳＵＤＣ２２の直結時（力行時）（ＢＡＴ２０の直結時と同意）におけるＳＵＣ２１又はＳＵＤＣ２２の直流電圧降下を低減するために、ＳＵＣ２１の１次側１ｓｆにアノード端子が接続され２次側２ｓにカソード端子が接続されたダイオード及び／又はＳＵＤＣ２２の１次側１ｓｂにアノード端子が接続され２次側２ｓにカソード端子が接続されたダイオードを設けてもよい。
【００４４】
ＦＣ１８は、図３のＩＶ（電流電圧）特性７０に示すように、ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ開回路電圧Ｖｆｃｏｃｖより低下するに従い、ＦＣ電流Ｉｆｃが増加する公知の電流電圧（ＩＶ）特性７０を有する。すなわち、ＦＣ電圧Ｖｆｃが相対的に高いＦＣ電圧ＶｆｃｈであるときのＦＣ電流Ｉｆｃｌに比較して、ＦＣ電圧Ｖｆｃが相対的に低いＦＣ電圧ＶｆｃｌであるときのＦＣ電流Ｉｆｃｈが大きな電流になる。なお、ＦＣ電力Ｐｆｃは、ＦＣ電流Ｉｆｃが大きくなるほど（ＦＣ電圧Ｖｆｃが低くなるほど）大きくなる。
【００４５】
ＦＣ１８のＦＣ電圧Ｖｆｃは、ＳＵＣ２１の直結時においては、昇圧状態（スイッチング状態）にあるＳＵＤＣ２２の昇圧比（Ｖ２／Ｖｂａｔ）又は降圧状態（スイッチング状態）にあるＳＵＤＣ２２の降圧比（Ｖｂａｔ／Ｖ２）で決定される２次側電圧Ｖ２｛ＳＵＤＣ２２の指令電圧（目標電圧）になる。｝により制御され、ＦＣ電圧Ｖｆｃが決定されると、ＩＶ特性７０に沿ってＦＣ電流Ｉｆｃが制御（決定）される。
【００４６】
また、ＳＵＣ２１の昇圧時及びＳＵＤＣ２２の直結時においては、ＳＵＣ２１の１次側１ｓｆの電圧、すなわちＦＣ電圧ＶｆｃがＳＵＣ２１の指令電圧（目標電圧）とされ、ＩＶ特性７０に沿ってＦＣ電流Ｉｆｃが決定され、所望の２次側電圧Ｖ２となるようにＳＵＣ２１の昇圧比（Ｖ２／Ｖｆｃ）が決定される。
【００４７】
なお、この実施形態では、ＳＵＣ２１の昇圧時に、ＦＣ電圧Ｖｆｃが指令値（設定値、目標値）になるようにコンバータ制御器としてのＥＣＵ２４によりスイッチング素子２１ｂのデューティが調整されるフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御がなされているが、ＦＣ電圧ＶｆｃとＦＣ電流Ｉｆｃとの間にはＩＶ特性７０に基づく一意の関係があるのでＦＣ電流Ｉｆｃが指令値（設定値、目標値）になるようにＥＣＵ２４によりスイッチング素子２１ｂのデューティを調整するフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御をすることも可能である。
【００４８】
ＥＣＵ２４は、通信線６８（図２参照）を介して、駆動モータ１４、ＩＮＶ１６、ＦＣ１８、ＢＡＴ２０、ＳＵＣ２１、ＳＵＤＣ２２、エアポンプ３１等の各部を制御する。当該制御に際しては、ＥＣＵ２４のメモリ（ＲＯＭ）に格納されたプログラムを実行し、また、各種センサ（図示しない電圧センサ、電流センサ、温度センサ、圧力センサ、水素濃度センサ、各種回転数センサ、及びアクセルペダルの開度センサ等）の検出値及び各種スイッチ（空調スイッチやイグニッションスイッチ等）のオンオフ情報等を用いる。
【００４９】
ここで、ＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵが前記ＲＯＭに記録されている前記プログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、例えば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。なお、ＥＣＵ２４は、１つのＥＣＵのみから構成するのではなく、複数のＥＣＵで構成することもできる。
【００５０】
ＥＣＵ２４は、ＦＣ１８の状態、ＢＡＴ２０の状態及び駆動モータ１４の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力値に基づき決定したＦＣ自動車１０全体としてＦＣシステム１２に要求される負荷（負荷電力）から、ＦＣ１８が負担すべき負荷（負荷電力）と、ＢＡＴ２０が負担すべき負荷（負荷電力）と、回生電源（駆動モータ１４）が負担すべき負荷（負荷電力）の配分（分担）を調停しながら決定し、駆動モータ１４、ＩＮＶ１６、エアポンプ３１、ＦＣ１８、ＢＡＴ２０、ＳＵＣ２１、及びＳＵＤＣ２２を制御する。すなわち、ＥＣＵ２４は、ＦＣ１８、ＢＡＴ２０、負荷３０、エアポンプ３１及び低圧補機を含めた燃料電池自動車１０全体のエネルギ管理（エネルギマネジメント）制御を行う。
【００５１】
この実施形態に係る燃料電池システム１２が適用されたＦＣ自動車１０は、基本的には、以上のように構成される。
【００５２】
次に、上記実施形態の動作について図４のタイミングチャート及び図５のフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
ステップＳ１にて、ＥＣＵ２４は、走行に必要なモータ駆動要求電圧（モータ必要電圧ともいう。）Ｖｍｄを算出する。
【００５４】
モータ駆動要求電圧Ｖｍｄを算出する場合、ＥＣＵ２４は、図示しないアクセルペダルのアクセルペダル操作量θｐと車速Ｖｓ［ｋｍ／ｈ］に応じて、モータ回転数Ｎｍ［ｒｐｍ］に対する必要トルクＴｒｅｑ［Ｎ・ｍ］の特性・マップ（不図示）を参照してモータ要求電力Ｐｍｒｅｑ［ｋＷ］を算出する。
【００５５】
次に、図６に示す特性７２を参照して、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑに比例するモータ駆動要求電圧Ｖｍｄ［Ｖ］を算出する。モータ駆動要求電圧Ｖｍｄは、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑを実現するためのインバータ１６の直流端に印加されるＳＵＣ２１又はＳＵＤＣ２２の２次側電圧Ｖ２の最低必要電圧である。
【００５６】
次に、前記のモータ要求電力Ｐｍｒｅｑの他に、エアポンプ３１及び図示しない空調装置等の補機の要求電力（補機要求電力）Ｐａｒｅｑを賄うＦＣ１８分としての目標発電電力Ｐｆｃｔａｒを算出すると共に、ＦＣ１８のＦＣ目標発電電力Ｐｆｃｔａｒの不足分（ＢＡＴ２０の放電電力）又は余剰分（ＢＡＴ２０の充電電力）をＢＡＴ電力Ｐｂａｔとして算出する。
【００５７】
次に、この目標発電電力Ｐｆｃｔａｒを発電するのに必要なＦＣ１８に供給する目標エア流量を発生可能なエアポンプ要求回転数Ｎａｐｒｅｑを算出する。この場合、水素流量は、基本的には、目標発電電力Ｐｆｃｔａｒに対応して設定され、例えば、水素流量が増加すると水素タンク３７からレギュレータ（不図示）を通じて供給される水素の供給量が増加するように構成されている。
【００５８】
次いで、ステップＳ２にて、ＢＡＴ２０の温度であるＢＡＴ温度Ｔｂを検出する。
【００５９】
次に、ステップＳ３にて、ＥＣＵ２４は、ＢＡＴ温度Ｔｂに基づき、図７に示すバッテリ充放電温度特性７５を参照し、現在のＢＡＴ温度Ｔｂ下のＢＡＴ２０の充放電電力制限範囲を規定する充放電特性を把握する。
【００６０】
図７は、ＢＡＴ２０の電力制限（放電電力制限と充電電力制限）の温度特性（バッテリ充放電温度特性７５）を示している。
【００６１】
バッテリ充放電温度特性７５は、ＢＡＴ２０から放電電流Ｉｂｄを出力（放電）する際の許容放電電力Ｐａｄｍａｘのバッテリ放電制限特性７４と、ＢＡＴ２０が充電電流Ｉｂｃを入力（充電）する際の許容充電電力Ｐａｃｍａｘのバッテリ充電制限特性７６とから構成される。
【００６２】
ＢＡＴ温度Ｔｂが常温Ｔｎｏｒｍ＝２５［℃］より低くなると、出力可能な放電電流Ｉｂｄ及び入力可能な充電電流Ｉｂｃの制限がきつくなり、図７の左端側の氷点下数十度の温度では、ＢＡＴ２０が活性化されないために殆どゼロ値となる。また、常温Ｔｎｏｒｍより高い温度では、出力可能な放電電流Ｉｂｄ及び入力可能な充電電流Ｉｂｃの制限が、それぞれ大きな値で一定になる。
【００６３】
このＢＡＴ２０の電力制限のバッテリ放電制限特性７４とバッテリ充電制限特性７６（バッテリ充放電温度特性７５）とを参照して、現在のＢＡＴ温度Ｔｂでの許容放電電力Ｐａｄｍａｘと許容充電電力Ｐａｃｍａｘとを算出する。
【００６４】
図７に示すように、常温Ｔｎｏｒｍより低温側では、|Ｐａｄｍａｘ|＞|Ｐａｃｍａｘ|が成立し、充電側の許容充電電力Ｐａｃｍａｘの絶対値|Ｐａｃｍａｘ|が放電側の許容放電電力Ｐａｄｍａｘの絶対値|Ｐａｄｍａｘ|より小さいので、充電側に閾値充電電力Ｐａｃｔｈを設ける。ここでは、閾値充電電力Ｐａｃｔｈが、低温であることを示す例えば氷点（０［℃］）等の閾値温度（低温閾値）Ｔｔｈでの充電電力に設定している。
【００６５】
次いで、ステップＳ４にて、許容充電電力Ｐａｃｍａｘの絶対値|Ｐａｃｍａｘ|が、閾値充電電力Ｐａｃｔｈの絶対値|Ｐａｃｔｈ|より小さいか否かを判定する。
【００６６】
なお、図７に示したバッテリ充放電温度特性７５では、低温側において、バッテリ充電制限特性７６上の充電側の許容充電電力Ｐａｃｍａｘの絶対値|Ｐａｃｍａｘ|が、放電側の許容放電電力Ｐａｄｍａｘの絶対値|Ｐａｄｍａｘ|より小さい特性になっているが、ＢＡＴ２０に異なる仕様のバッテリ（蓄電装置）を採用した場合には、放電側の許容放電電力Ｐａｄｍａｘの絶対値|Ｐａｄｍａｘ|が、充電側の許容充電電力Ｐａｃｍａｘの絶対値|Ｐａｃｍａｘ|より小さい場合もあり、その場合には、ステップＳ４の判定にて放電側に閾値温度（低温閾値）Ｔｔｈでの閾値放電電力Ｐａｄｔｈの絶対値|Ｐａｄｔｈ|を設けるようにすればよい。
【００６７】
図４に示す時点ｔ０〜ｔ１の期間では、このステップＳ４の判定が肯定的となる（|Ｐａｃｍａｘ|＜|Ｐａｃｔｈ|、ステップＳ４：ＹＥＳ）ので、ステップＳ５にて、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２を両方昇圧状態に設定する。
【００６８】
そして、さらに、ステップＳ６にて、モータ駆動要求電圧Ｖｍｄの高低に拘わらず、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２のそれぞれの電圧変換幅を要求電圧変換幅より大きい値の強制電圧変換幅に設定して動作させる。
【００６９】
ここで、ＳＵＣ２１の昇圧時の電圧変換幅は、直流端側電圧ＶｉｎｖとＦＣ電圧Ｖｆｃとの差（Ｖｉｎｖ−Ｖｆｃ）であり、ＳＵＣ２１の要求電圧変換幅（必要電圧幅）は、直流端側電圧Ｖｉｎｖをモータ駆動要求電圧Ｖｍｄに置き換えたモータ駆動要求電圧ＶｍｄとＦＣ電圧Ｖｆｃとの差（Ｖｍｄ−Ｖｆｃ）になる。
【００７０】
一方、ＳＵＤＣ２２の昇圧時の電圧変換幅は、直流端側電圧ＶｉｎｖとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔとの差（Ｖｉｎｖ−Ｖｂａｔ）であり、ＳＵＤＣ２２の要求電圧変換幅（必要電圧幅）は、直流端側電圧Ｖｉｎｖをモータ駆動要求電圧Ｖｍｄに置き換えたモータ駆動要求電圧ＶｍｄとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔとの差（Ｖｍｄ−Ｖｂａｔ）になる。
【００７１】
差（Ｖｍｄ−Ｖｆｃ）及び差（Ｖｍｄ−Ｖｂａｔ）のそれぞれの最小値は、ＦＣ電圧ＶｆｃをＳＵＣ２１及び／又はＳＵＤＣ２２にて制御する必要があるので、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２を構成するスイッチング素子の特性等により、それぞれ、例えば、２０［Ｖ］程度の最小電圧変換幅ΔＶ［Ｖ］に制限される。なお、ＦＣ電圧Ｖｆｃは、通常、ＳＵＣ２１によって制御されるが、ＳＵＣ２１が直結状態とされるときには、ＦＣ電圧ＶｆｃがＳＵＤＣ２２により制御されることに留意する。
【００７２】
ここで、最小電圧変換幅ΔＶを考慮した強制電圧変換幅を規定する直流端側電圧Ｖｉｎｖ（２次側電圧Ｖ２）の制限値を直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔという。
【００７３】
ＳＵＣ２１についての直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔ（Ｖｉｎｖｌｍｔ１と置く。）は、ＦＣ電圧ＶｆｃとＳＵＣ２１の上限昇圧率（最大昇圧率）Ｋｓｕｃｕｐとで（１）式に示すように仮決定され、ＳＵＤＣ２２についての直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔ（Ｖｉｎｖｌｍｔ２と置く。）は、ＢＡＴ電圧ＶｂａｔとＳＵＤＣ２２の上限昇圧率（最大昇圧率）Ｋｓｕｄｃｕｐで（２）式に示すように仮決定される。
Ｖｉｎｖｌｍｔ１＝Ｖｆｃ×Ｋｓｕｃｕｐ                    …（１）
Ｖｉｎｖｌｍｔ２＝Ｖｂａｔ×Ｋｓｕｄｃｕｐ                …（２）
【００７４】
仮に、Ｋｓｕｃｕｐ＝Ｋｓｕｄｃｕｐ＝３倍とする。氷点下等の低温で起動した場合ＦＣ１８のＦＣ電圧Ｖｆｃは、例えば、Ｖｆｃ≒１００［Ｖ］程度となり、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔの半分程度以下の値（Ｖｂａｔ≒２００［Ｖ］程度）になっているので、低温下では、ＳＵＣ２１の直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔ１が、Ｖｉｎｖｌｍｔ１＝１００×３＝３００［Ｖ］となり、ＳＵＣ２１の直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔ１＝３００［Ｖ］が、直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔに設定（決定）される。
【００７５】
そうすると、ＳＵＤＣ２２の昇圧率Ｋｓｕｄｃは、（３）式を満足する値に制限される。
Ｖｉｎｖｌｍｔ１＝Ｖｂａｔ×Ｋｓｕｄｃ                    …（３）
【００７６】
具体的に、Ｋｓｕｄｃ＝３００［Ｖ］÷２００［Ｖ］＝１．５になるので、Ｋｓｕｄｃ＜３を満足する。
【００７７】
このようにして、ステップＳ６にて、直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔ（Ｖｉｎｖｌｍｔ＞Ｖｍｄ）を決定する。
【００７８】
ＳＵＣ２１では、算出された電圧変換幅の差（Ｖｍｄ−Ｖｆｃ）から強制電圧変換幅に応じた差（Ｖｉｎｖｌｍｔ−Ｖｆｃ）まで大きくし、ＳＵＤＣ２２では、算出された電圧変換幅の差（Ｖｍｄ−Ｖｂａｔ）から強制電圧変換幅に応じた差（Ｖｉｎｖｌｍｔ−Ｖｂａｔ）まで大きくしている。
【００７９】
電圧変換幅を大きくすることで、ＳＵＣ２１では、リアクトル２１ａ、スイッチング素子２１ｂ及びコンデンサＣ１ｆ、Ｃ２ｆの消費電力Ｐｓｕｃが増大し、ＳＵＤＣ２２では、昇降圧両方を考慮すれば、リアクトル２２ａ、スイッチング素子２２ｂ、２２ｄ、コンデンサＣ１ｂ、Ｃ２ｂの消費電力Ｐｓｕｄｃが増大する。
【００８０】
図４において、時点ｔ０〜時点ｔ１の期間の許容充電電力Ｐａｃｍａｘの絶対値|Ｐａｃｍａｘ|が閾値充電電力Ｐａｃｔｈの絶対値|Ｐａｃｔｈ|より小さい期間では、直流端側電圧Ｖｉｎｖが直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔに制限される。時点ｔ０〜時点ｔ１の期間で直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔが徐々に増加しているのは、比較的に小さい電流値ではあるもののＢＡＴ２０が充放電（化学反応）を繰り返していることを原因としてＢＡＴ温度Ｔｂが常温Ｔｎｏｒｍに向かって昇温されるからである。すなわち、時点ｔ０〜時点ｔ１の期間ではＢＡＴ２０が徐々に昇温される結果、直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔを徐々に増加させることができる。
【００８１】
このようにすれば、ＢＡＴ電力Ｐｂａｔが許容充電電力Ｐａｃｍａｘより小さい値になるように制御され、且つ許容放電電力Ｐｂａｄｍａｘより小さい値になるように制御されて、ＢＡＴ２０が低温下で保護される。
【００８２】
時点ｔ０〜時点ｔ１の期間で、仮に、ＦＣ自動車１０が赤信号等で停車した場合、ＦＣ電力Ｐｆｃに余剰電力が発生する。この場合、この余剰電力が電圧変換幅の大きい強制電圧変換幅に設定された昇圧状態になっているＳＵＣ２１の消費電力と、電圧変換幅の大きい強制電圧変換幅に設定されて降圧状態となったＳＵＤＣ２２の消費電力により消費され、ＢＡＴ２０への充電電力を減らすことができ、ＢＡＴ２０を保護することができる。
【００８３】
時点ｔ１以降では、ステップＳ４の判定が否定的とされ、制限制御が解除され、ステップＳ７でのモータ要求駆動電圧Ｖｍｄを守る効率のよい通常のＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２による制御に切り替えられる。
【００８４】
なお、ステップＳ５、Ｓ６の処理では、電圧変換幅が、より大きい強制電圧変換幅になるように処理しているが、電圧変換幅ではなく、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の２次側電圧Ｖ２である直流端側電圧Ｖｉｎｖが、直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔを限度（上限）として高い電圧となるように処理（設定）を変更してもよい。直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔは、ＳＵＣ２１の昇圧率の最大値、又はＳＵＤＣ２２の昇降率の最大値もしくは降圧率の最小値により制限される。
【００８５】
また、図４の最上段の波形例では、比較的に小さい電流値でＢＡＴ２０が充放電（ＳＵＣ２１は昇圧、ＳＵＤＣ２２は、昇圧と降圧の繰り返し）をしている状態となっているが、これに限らず、時点ｔ０〜時点ｔ１の期間で、ＢＡＴ２０が、例えば、比較的小さい電流値（電力）で連続的に放電（充電）している状態となっている場合であっても、ＢＡＴ温度Ｔｂが常温Ｔｎｏｒｍに向かって昇温されるので、ステップＳ５、Ｓ６の処理を同様に適用できる。
【００８６】
［実施形態のまとめ及び変形例］
以上説明したようにこの実施形態のＦＣシステム１２の制御方法は、ＦＣ電圧Ｖｆｃを出力するＦＣ１８と、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔを出力するＢＡＴ２０と、モータ駆動部としてのＩＮＶ１６を通じて駆動される駆動モータ１４と、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔを昇圧しインバータ１６の直流端側に直流端側電圧Ｖｉｎｖとして印加するか、前記直流端側にＦＣ１８側から印加された直流端側電圧Ｖｉｎｖ又は駆動モータ１４（回生時）からインバータ１６を通じて印加された直流端側電圧Ｖｉｎｖを降圧してＢＡＴ２０に印加するＳＵＤＣ２２と、を有するＦＣシステム１２の制御方法である。
【００８７】
この制御方法では、ＢＡＴ２０の充放電電力制限範囲（許容放電電力Ｐａｄｍａｘと許容充電電力Ｐａｃｍａｘ）を規定する充放電特性としてのバッテリ充放電温度特性７５を把握する充放電特性把握工程（ステップＳ３）と、把握された充放電特性（バッテリ充放電温度特性７５）に基づいてＢＡＴ２０の保護（過放電保護又は過充電保護）が必要か否かを判定する保護要否判定工程（ステップＳ４）と、ＢＡＴ２０の保護が必要と判定された（ステップＳ４：ＹＥＳ）場合に、モータ駆動要求電圧Ｖｍｄの高低に拘わらず、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の直流端側電圧Ｖｉｎｖを、直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔを限度として高く設定するか、又はＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の電圧変換幅（ＳＵＣ２１では、Ｖｉｎｖ−Ｖｆｃ、ＳＵＤＣ２２では、Ｖｉｎｖ−Ｖｂａｔ。）を要求電圧変換幅（ＳＵＣ２１では、Ｖｍｄ−Ｖｆｃ、ＳＵＤＣ２２では、Ｖｍｄ−Ｖｂａｔ。）より大きい値の強制電圧変換幅（ＳＵＣ２１では、Ｖｉｎｖｌｍｔ−Ｖｆｃ、ＳＵＤＣ２２では、Ｖｉｎｖｌｍｔ−Ｖｂａｔ。）に設定して動作させる強制電圧変換動作工程（ステップＳ５、ステップＳ６）と、を有する。
【００８８】
このようにこの実施形態では、ＢＡＴ２０の保護が必要と判定された場合に、駆動モータ１４のモータ駆動要求電圧Ｖｍｄの高低に拘わらず、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２１の直流端側電圧Ｖｉｎｖを、直流端側上限電圧Ｖｉｎｖｌｍｔを限度として高く設定するか、又はＳＵＣ２１の電圧変換幅（Ｖｉｎｖ−Ｖｆｃ）及びＳＵＤＣ２２の電圧変換幅（Ｖｉｎｖ−Ｖｂａｔ）をそれぞれ要求電圧変換幅（Ｖｍｄ−Ｖｆｃ、Ｖｍｄ−Ｖｂａｔ）より大きい値の強制電圧変換幅（Ｖｉｎｖｌｍｔ−Ｖｆｃ、Ｖｉｎｖｌｍｔ−Ｖｂａｔ）に設定してＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２を動作させる強制電圧変換動作工程（ステップＳ５、Ｓ６）を設けているので、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２での電力消費が確保でき、例えば、ＦＣ１８のＦＣ電力Ｐｆｃの余剰電力が大きくなってＢＡＴ２０に充電させる必要が発生した場合に、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２での電力消費を大きくしているので、ＢＡＴ２０の充電電力Ｐｂａｔｄ分を少なくでき、ＢＡＴ２０を保護することができる。
【００８９】
つまり、両電圧変換装置であるＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の電力消費により、より確実にＢＡＴ２０を保護することができる。
【００９０】
特に、充放電特性把握工程（ステップＳ２、Ｓ３）では、ＢＡＴ２０のＢＡＴ温度Ｔｂに基づいてＢＡＴ２０のバッテリ充放電温度特性７５（許容放電電力Ｐａｄｍａｘと許容充電電力Ｐａｃｍａｘ）を把握し、保護要否判定工程（ステップＳ４）では、ＢＡＴ２０のＢＡＴ温度Ｔｂが閾値温度Ｔｔｈ以下の温度である場合に保護が必要と判定するようにすることで、ＢＡＴ２０の保護（過放電保護及び過充電保護）が必要な状態であるか否かをＢＡＴ温度Ｔｂの測定により簡便に把握することができる。
【００９１】
［変形例１］
なお、ＢＡＴ２０のＢＡＴ温度ＴｂがＢＡＴ２０を保護することが必要な所定温度である閾値温度Ｔｔｈ、例えば氷点（Ｔｔｈ＝０［℃］）下等以下での始動後所定時間は、ＢＡＴ２０の出力特性であるバッテリ充放電温度特性（充放電特性）７５が低下している｛許容放電電力Ｐａｄｍａｘの値又は許容充電電力Ｐａｃｍａｘの値（絶対値）が低下している｝と判定してもよい。
【００９２】
具体的には、充放電特性把握工程（ステップＳ３）では、ＦＣシステム１２の始動時（図４では、時点ｔ０）からの経過時間（図４では、時点ｔ０〜時点ｔ１の間の時間）に基づいてＢＡＴ２０の充放電特性７５を間接的に把握し、保護要否判定工程（ステップＳ４）では、始動時（時点ｔ０）からの経過時間（時点ｔ０〜時点ｔ１の間の時間）が閾値時間ｔｔｈ（図４参照）以下の時間である場合に、ＢＡＴ温度Ｔｂが立ち上がっておらず、保護が必要と判定するようにすることで、ＢＡＴ２０の保護が必要な状態であるか否かを簡便に把握することができる。
【００９３】
なお、閾値時間ｔｔｈは、始動時のＢＡＴ温度Ｔｂが高くなるに従い短く設定される。つまり、この変形例１では、ステップＳ２にて始動時のＢＡＴ温度Ｔｂと始動時刻を検出したとき、ステップＳ３の処理を省略し、ステップＳ４にて、始動後の経過時間が閾値時間ｔｔｈを上回っていないかいるかを判定し、上回っていない場合にステップＳ５に進み、上回っている場合にステップＳ７に進めばよい。この場合、ＢＡＴ温度Ｔｂと閾値時間ｔｔｈの関係を示す特性は予め測定され、記憶部（メモリ）に記憶される。
【００９４】
［変形例２］
前記の強制電圧変換動作工程（ステップＳ６）では、ＢＡＴ電圧ＶｂａｔにＳＵＤＣ２２の最小電圧変換幅ΔＶ（ＳＵＤＣ２２がスイッチング動作可能な２０［Ｖ］程度。）とモータ駆動要求電圧Ｖｍｄを加算した電圧を第１目標直流端側電圧として算出する第１目標電圧算出工程と、ＦＣ電圧ＶｆｃにＳＵＣ２１の最小電圧変換幅ΔＶ（ＳＵＣ２１がスイッチング動作可能な２０［Ｖ］程度。）とモータ駆動要求電圧Ｖｍｄを加算した電圧を第２目標直流端側電圧として算出する第２目標電圧算出工程と、をさらに備え、前記第１目標直流端側電圧及び前記第２目標直流端側電圧のうち、高い方の電圧をインバータ１６の直流端側に印加する直流端側電圧Ｖｉｎｖ（２次側電圧Ｖ２）の最低電圧としてＳＵＤＣ２２及びＳＵＣ２１を強制電圧変換動作させるようにしてもよい。
【００９５】
このように制御すれば、１次側１ｓｂがＢＡＴ２０に接続されたＳＵＤＣ２２及び１次側１ｓｆがＦＣ１８に接続されたＳＵＣ２１の両方の制御性を考慮して強制電圧変換幅が設定されるので、ＦＣシステム１２全体の制御性が悪化することが回避される。
【００９６】
［変形例３］
この発明は、上述したように（図８Ａの概念図に示すように）、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の二つの電圧変換装置を有するＦＣシステム１２を備えるＦＣ自動車１０に適用することに限らず、モータ駆動要求電圧Ｖｍｄより常時高いＦＣ電圧Ｖｆｃを出力できるＦＣ１８が採用できる場合、図８Ｂに示すように、ＳＵＣ２１を省略した燃料電池システム１２Ａを備える燃料電池自動車１０Ａに適用することができる。
【００９７】
さらに、この発明は、ＦＣ１８のアノード電極とカソード電極間に発生するキャパシタ成分であるＦＣキャパシタ成分が小さくて、余剰電力をＦＣキャパシタ成分に充電させることができない場合に有効である。すなわち、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の電圧変換幅を要求電圧変換幅より大きい値の強制電圧変換幅に設定して動作させる強制電圧変換動作工程を設けることで、ＦＣキャパシタ成分での余剰電力の吸収が十分ではなく、ＦＣ１８からＢＡＴ２０に対して急峻な電流が流れようとするときに、大きな値の電圧変換幅に設定されたＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２で電力消費を行うことができ、ＢＡＴ２０を保護することができる。
【００９８】
なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００９９】
１０、１０Ａ…燃料電池自動車（ＦＣ自動車）
１２、１２Ａ…燃料電池システム（ＦＣシステム）
１４…駆動モータ                １６…インバータ（ＩＮＶ）
１８…燃料電池（ＦＣ）          ２０…蓄電装置、高電圧バッテリ（ＢＡＴ）
２１…昇圧コンバータ（昇圧器、電圧変換装置、ＳＵＣ）
２２…昇降圧コンバータ（昇降圧器、電圧変換装置、ＳＵＤＣ）
２４…ＥＣＵ                    ３１…エアポンプ
【図１】
2016115605.tif 000003
【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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