燃料電池と、前記燃料電池からの電力を蓄電する蓄電装置と、前記燃料電池又は前記蓄電装置の少なくとも一方から電力を供給される負荷と、前記燃料電池の電圧を調整するコンバータと、前記負荷が必要とする電力に基づいて前記燃料電池の目標電圧を設定し、前記燃料電池の実電圧を前記目標電圧と等しくするように前記コンバータを制御することにより、前記燃料電池と前記蓄電装置が前記負荷へ供給する電力を制御する制御装置と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置とを備えた燃料電池システムであって、前記制御装置は、前記燃料電池の目標電圧が、白金の酸化還元進行電圧範囲より低い第1電圧以下のとき、前記燃料電池の実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整して前記目標電圧に追従させる第1モードと、前記目標電圧が前記第1電圧を超え且つ高負荷条件が成立する場合、前記実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整して前記第1電圧に維持すると共に、前記反応ガス供給装置を制御し、前記燃料電池への反応ガス供給量を調整して前記燃料電池の電流-電圧特性を変化させ、前記負荷が必要とする電力を前記燃料電池が出力するようにする第2モードと、前記目標電圧が前記第1電圧を超え且つ前記高負荷条件が不成立である場合、前記実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整し前記白金の酸化還元進行電圧範囲外で設定される第2電圧に維持すると共に、前記燃料電池内部のガスを豊潤な状態に維持する第3モードとを切替制御することを特徴とする燃料電池システム。請求項1記載の燃料電池システムにおいて、前記第2電圧は、前記酸化還元進行電圧範囲より高い値に設定されることを特徴とする燃料電池システム。請求項1又は2記載の燃料電池システムにおいて、前記負荷は、回生可能なモータを含み、前記制御装置は、前記モータの回生エネルギが所定値以下である場合に前記第3モードに切り替えることを特徴とする燃料電池システム。請求項1~3のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池システムは、車両に搭載されることを特徴とする燃料電池システム。燃料電池と、前記燃料電池からの電力を蓄電する蓄電装置と、前記燃料電池又は前記蓄電装置の少なくとも一方から電力を供給される負荷と、前記燃料電池の電圧を調整するコンバータと、前記負荷が必要とする電力に基づいて前記燃料電池の目標電圧を設定し、前記燃料電池の実電圧を前記目標電圧と等しくするように前記コンバータを制御することにより、前記燃料電池と前記蓄電装置が前記負荷へ供給する電力を制御する制御装置と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置とを備えた燃料電池システムであって、前記制御装置は、前記燃料電池の目標電圧が、白金の酸化還元進行電圧範囲より低い第1電圧を超え且つ高負荷条件が成立する場合、前記実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整して前記第1電圧に維持すると共に、前記反応ガス供給装置を制御し、前記燃料電池への反応ガス供給量を調整して前記燃料電池の電流-電圧特性を変化させ、前記負荷が必要とする電力を前記燃料電池が出力するようにする第2モードと、前記目標電圧が前記第1電圧を超え且つ前記高負荷条件が不成立である場合、前記実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整し前記白金の酸化還元進行電圧範囲外で設定される第2電圧に維持すると共に、前記燃料電池内部のガスを豊潤な状態に維持する第3モードとを切替制御することを特徴とする燃料電池システム。上記のように、特許文献1の制御では、燃料電池の出力電圧を酸化還元電位以下に維持するが、酸化還元電位を回避し続けるためには、走行モータ等の負荷が要求する電力に対して、燃料電池の出力電力を大きくする必要がある。それらの場合、燃料電池の余剰電力をバッテリに充電することになる。このため、酸化還元電位を回避し続けるためには、バッテリの充放電の頻度が多くなる。バッテリの充放電の頻度が多くなると、充放電に伴う電力損失が大きくなり、燃料電池システム全体での出力効率が低下してしまう。また、特許文献1の制御では、一定速度での走行が比較的長い時間継続することが多い高速道路での走行相対的に中負荷での走行や、発進と停止を比較的頻繁に繰り返す市街地での走行相対的に低負荷での走行についての燃料電池システム全体での出力効率が何ら検討されていない。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、燃料電池スタックの劣化を抑制しつつ、燃料電池システム全体での出力効率を向上することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。この発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池からの電力を蓄電する蓄電装置と、前記燃料電池又は前記蓄電装置の少なくとも一方から電力を供給される負荷と、前記燃料電池の電圧を調整するコンバータと、前記負荷が必要とする電力に基づいて前記燃料電池の目標電圧を設定し、前記燃料電池の実電圧を前記目標電圧と等しくするように前記コンバータを制御することにより、前記燃料電池と前記蓄電装置が前記負荷へ供給する電力を制御する制御装置と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置とを備えたものであって、前記制御装置は、前記燃料電池の目標電圧が、白金の酸化還元進行電圧範囲より低い第1電圧以下のとき、前記燃料電池の実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整して前記目標電圧に追従させる第1モードと、前記目標電圧が前記第1電圧を超え且つ高負荷条件が成立する場合、前記実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整して前記第1電圧に維持すると共に、前記反応ガス供給装置を制御し、前記燃料電池への反応ガス供給量を調整して前記燃料電池の電流-電圧特性を変化させ、前記負荷が必要とする電力を前記燃料電池が出力するようにする第2モードと、前記目標電圧が前記第1電圧を超え且つ前記高負荷条件が不成立である場合、前記実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整し前記白金の酸化還元進行電圧範囲外で設定される第2電圧に維持すると共に、前記燃料電池内部のガスを豊潤な状態に維持する第3モードとを切替制御することを特徴とする。この発明によれば、燃料電池の劣化を抑制しつつ、燃料電池システム全体での効率化を図ることが可能となる。すなわち、主として、相対的に高負荷で用いることが可能な第1モードでは、燃料電池の目標電圧が白金の酸化還元進行電圧範囲より低くされるため、触媒の酸化反応及び還元反応が同時期に頻繁に繰り返されることが防止されて燃料電池の劣化を防ぐことができる。加えて、燃料電池の実電圧をコンバータの出力電圧で調整して目標燃料電池電圧に追従させることで燃料電池システムの要求負荷に対応可能となるため、燃料電池の出力を効率化することが可能となる。また、主として、相対的に中負荷で用いることが可能な第2モードでは、燃料電池の実電圧が第1電圧すなわち、前記酸化還元進行電圧範囲より低い値に維持されるため、触媒の酸化反応及び還元反応が同時期に頻繁に繰り返されることが防止されて燃料電池の劣化を防ぐことができる。加えて、燃料電池への反応ガス供給量を調整して燃料電池の電流-電圧特性を変化させ、負荷が必要とする電力を前記燃料電池が出力するため、蓄電装置における放電及び充電の量及び頻度を低減することで蓄電装置における電力損失を減少させることが可能となる。さらに、主として、相対的に低負荷で用いることが可能な第3モードでは、燃料電池の実電圧が第2電圧すなわち、前記酸化還元進行電圧範囲外に維持されるため、触媒の酸化反応及び還元反応が同時期に頻繁に繰り返されることが防止されて燃料電池の劣化を防ぐことができる。加えて、燃料電池内部のガスが豊潤な状態に維持されるため、燃料電池からの出力を低く抑えつつ、電力の不足分を蓄電装置から補うことが可能となる。相対的に低負荷の場合、蓄電装置における放電及び充電による電力損失は小さくなることから、燃料電池システム全体での電力効率を高めることが可能となる。以上より、この発明によれば、燃料電池の劣化を抑制しつつ、燃料電池システム全体での効率化を図ることが可能となる。前記第2電圧は、例えば、前記酸化還元進行電圧範囲より高い値に設定することができる。一般的な燃料電池の電流-電圧特性によれば、燃料電池の実電圧が高いほど、燃料電池の出力電流が小さくなる。上記構成によれば、第2電圧が酸化還元進行電圧範囲より高くされるため、第2電圧が酸化還元進行電圧範囲より低い場合と比べて、燃料電池の出力電流は小さくなる。従って、第3モードにおける不要な発電を防止して燃料電池システム全体の効率を向上することが可能となる。前記負荷は、回生可能なモータを含み、前記制御装置は、前記モータの回生エネルギが所定値以下である場合に前記第3モードに切り替えてもよい。これにより、例えば、蓄電装置の残容量に応じて蓄電装置の放電量を調整することが可能となる。例えば、前記所定値として、蓄電装置の残容量が過多であることを示す値を設定した場合、第3モードに切り替えられることにより、蓄電装置からの放電量が多くなる。従って、蓄電装置の放電量を管理し易くなり、回生電力をより有効に活用することが可能となる。換言すると、残容量の収支性を向上することが可能となる。前記燃料電池システムは、例えば、車両に搭載することができる。これにより、耐久性が高く且つ高効率な車両を実現することが可能となる。この発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池からの電力を蓄電する蓄電装置と、前記燃料電池又は前記蓄電装置の少なくとも一方から電力を供給される負荷と、前記燃料電池の電圧を調整するコンバータと、前記負荷が必要とする電力に基づいて前記燃料電池の目標電圧を設定し、前記燃料電池の実電圧を前記目標電圧と等しくするように前記コンバータを制御することにより、前記燃料電池と前記蓄電装置が前記負荷へ供給する電力を制御する制御装置と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置とを備えたものであって、前記制御装置は、前記燃料電池の目標電圧が、白金の酸化還元進行電圧範囲より低い第1電圧を超え且つ高負荷条件が成立する場合、前記実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整して前記第1電圧に維持すると共に、前記反応ガス供給装置を制御し、前記燃料電池への反応ガス供給量を調整して前記燃料電池の電流-電圧特性を変化させ、前記負荷が必要とする電力を前記燃料電池が出力するようにする第2モードと、前記目標電圧が前記第1電圧を超え且つ前記高負荷条件が不成立である場合、前記実電圧を前記コンバータの出力電圧で調整し前記白金の酸化還元進行電圧範囲外で設定される第2電圧に維持すると共に、前記燃料電池内部のガスを豊潤な状態に維持する第3モードとを切替制御することを特徴とする。この発明によれば、燃料電池の劣化を抑制しつつ、燃料電池システム全体での効率化を図ることが可能となる。1.全体的な構成の説明[1-1.全体構成]図1は、この発明の一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。を搭載した燃料電池車両10以下FC車両10という。の概略全体構成図である。図2は、FC車両10の電力系のブロック図である。図1及び図2に示すように、FC車両10は、FCシステム12に加え、走行用のモータ14と、インバータ16とを有する。FCシステム12は、燃料電池ユニット18以下FCユニット18という。と、高電圧バッテリ20以下バッテリ20ともいう。蓄電装置と、DC/DCコンバータ22と、電子制御装置24以下ECU24という。とを有する。[1-2.駆動系]モータ14は、FCユニット18及びバッテリ20から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、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。また、モータ14は、回生を行うことで生成した電力回生電力Preg[W]をバッテリ20等に出力する図2参照。インバータ16は、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、直流を3相の交流に変換してモータ14に供給する一方、回生動作に伴う交流/直流変換後の直流をDC/DCコンバータ22を通じてバッテリ20等に供給する。なお、モータ14とインバータ16を併せて負荷30という。負荷30には、後述するエアポンプ60、ウォータポンプ80、エアコンディショナ90等の構成要素を含めることもできる。[1-3.FC系]1-3-1.全体構成図3は、FCユニット18の概略構成図である。FCユニット18は、燃料電池スタック40以下FCスタック40又はFC40という。と、FCスタック40のアノードに対して水素燃料ガスを給排するアノード系と、FCスタック40のカソードに対して酸素を含む空気酸化剤ガスを給排するカソード系と、FCスタック40を冷却する冷却水冷媒を循環させる冷却系と、セル電圧モニタ42とを備える。1-3-2.FCスタック40FCスタック40は、例えば、固体高分子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。を積層した構造を有する。1-3-3.アノード系アノード系は、水素タンク44、レギュレータ46、エゼクタ48及びノーマルクローズ型のパージ弁50を有する。水素タンク44は、燃料ガスとしての水素を収容するものであり、配管44a、レギュレータ46、配管46a、エゼクタ48及び配管48aを介して、アノード流路52の入口に接続されている。これにより、水素タンク44の水素は、配管44a等を介してアノード流路52に供給可能である。なお、配管44aには、ノーマルクローズ型の遮断弁図示せずが設けられており、FCスタック40の発電の際、当該遮断弁は、ECU24により開とされる。レギュレータ46は、導入される水素の圧力を所定値に調整して排出する。すなわち、レギュレータ46は、配管46bを介して入力されるカソード側の空気の圧力パイロット圧に応じて、下流側の圧力アノード側の水素の圧力を制御する。従って、アノード側の水素の圧力は、カソード側の空気の圧力に連動し、後記するように、酸素濃度を変化させるべくエアポンプ60の回転数等を変化させると、アノード側の水素の圧力も変化する。エゼクタ48は、水素タンク44からの水素をノズルで噴射することで負圧を発生させ、この負圧によって配管48bのアノードオフガスを吸引することができる。アノード流路52の出口は、配管48bを介して、エゼクタ48の吸気口に接続されている。そして、アノード流路52から排出されたアノードオフガスは、配管48bを通って、エゼクタ48に再度導入されることでアノードオフガス水素が循環する。なお、アノードオフガスは、アノードにおける電極反応で消費されなかった水素、及び、水蒸気を含んでいる。また、配管48bには、アノードオフガスに含まれる水分{凝縮水液体、水蒸気気体}を分離回収する気液分離器図示せずが設けられている。配管48bの一部は、配管50a、パージ弁50及び配管50bを介して、後記する配管64bに設けられた希釈器図示せずに接続されている。パージ弁50は、FCスタック40の発電が安定していないと判定された場合、ECU24からの指令に基づき所定時間、開となる。前記希釈器は、パージ弁50からのアノードオフガス中の水素を、カソードオフガスで希釈する。1-3-4.カソード系カソード系は、エアポンプ60、加湿器62、ノーマルオープン型の背圧弁64と、ノーマルオープン型の循環弁66、流量センサ68、70及び温度センサ72を有する。エアポンプ60は、外気空気を圧縮してカソード側に送り込むものであり、その吸気口は、配管60aを介して車外外部と連通している。エアポンプ60の吐出口は、配管60b、加湿器62及び配管62aを介して、カソード流路74の入口に接続されている。エアポンプ60がECU24の指令に従って作動すると、エアポンプ60は、配管60aを介して車外の空気を吸気して圧縮し、この圧縮された空気が配管60b等を通ってカソード流路74に圧送される。加湿器62は、水分透過性を有する複数の中空糸膜62eを備えている。そして、加湿器62は、中空糸膜62eを介して、カソード流路74に向かう空気とカソード流路74から排出された多湿のカソードオフガスとの間で水分交換させ、カソード流路74に向かう空気を加湿する。カソード流路74の出口側には、配管62b、加湿器62、配管64a、背圧弁64及び配管64bが配置されている。カソード流路74から排出されたカソードオフガス酸化剤オフガスは、配管62b等を通って、車外に排出される。なお、配管64bには、前記した希釈器図示しないが設けられている。背圧弁64は、例えば、バタフライ弁で構成され、その開度がECU24によって制御されることで、カソード流路74における空気の圧力を制御する。より具体的には、背圧弁64の開度が小さくなると、カソード流路74における空気の圧力が上昇し、体積流量当たりにおける酸素濃度体積濃度が高くなる。逆に、背圧弁64の開度が大きくなると、カソード流路74における空気の圧力が下降し、体積流量当たりにおける酸素濃度体積濃度が低くなる。前記希釈器の下流側の配管64bは、配管66a、循環弁66及び配管66bを介して、配管60aに接続されている。これにより、排気ガスカソードオフガスの一部が、循環ガスとして、配管66a、循環弁66及び配管66bを通って、配管60aに供給され、車外からの新規空気に合流し、エアポンプ60に吸気される。循環弁66は、例えば、バタフライ弁で構成され、その開度がECU24によって制御されることで循環ガスの流量を制御する。流量センサ68は、配管60bに取り付けられ、カソード流路74に向かう空気の流量[g/s]を検出してECU24に出力する。流量センサ70は、配管66bに取り付けられ、配管60aに向かう循環ガスの流量Qc[g/s]を検出してECU24に出力する。温度センサ72は、配管64aに取り付けられ、カソードオフガスの温度を検出してECU24に出力する。ここで、循環ガスの温度は、カソードオフガスの温度と略等しいため、温度センサ72の検出するカソードオフガスの温度に基づいて、循環ガスの温度を検知することができる。1-3-5.冷却系冷却系は、ウォータポンプ80及びラジエータ82放熱器を有する。ウォータポンプ80は、冷却水冷媒を循環させるものであり、その吐出口は、配管80a、冷媒流路84、配管82a、ラジエータ82及び配管82bを順に介して、ウォータポンプ80の吸込口に接続されている。ECU24の指令に従ってウォータポンプ80が作動すると、冷却水が冷媒流路84とラジエータ82との間で循環し、FCスタック40を冷却する。1-3-6.セル電圧モニタセル電圧モニタ42は、FCスタック40を構成する複数の単セル毎のセル電圧Vcellを検出する機器であり、モニタ本体と、モニタ本体と各単セルとを接続するワイヤハーネスとを備える。モニタ本体は、所定周期で全ての単セルをスキャニングし、各単セルのセル電圧Vcellを検出し、平均セル電圧及び最低セル電圧を算出する。そして、平均セル電圧及び最低セル電圧をECU24に出力する。1-3-7.電力系図2に示すように、FC40からの電力以下FC電力Pfcという。は、インバータ16及びモータ14力行時とDC/DCコンバータ22及び高電圧バッテリ20充電時とに加え、前記エアポンプ60、前記ウォータポンプ80、エアコンディショナ90、ダウンバータ92、低電圧バッテリ94、アクセサリ96及びECU24に供給される。なお、図1に示すように、FCユニット18FC40とインバータ16及びDC/DCコンバータ22との間には、逆流防止ダイオード98が配置されている。また、FC40の発電電圧以下FC電圧Vfcという。は、電圧センサ100図4により検出され、FC40の発電電流以下FC電流Ifcという。は、電流センサ102により検出され、いずれもECU24に出力される。[1-4.高電圧バッテリ20]バッテリ20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次電池又はキャパシタ等を利用することができる。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。バッテリ20の出力電圧以下バッテリ電圧Vbatという。[V]は、図示しない電圧センサにより検出され、バッテリ20の出力電流以下バッテリ電流Ibatという。[A]は、図示しない電流センサにより検出され、それぞれECU24に出力される。さらに、バッテリ20の残容量以下SOCという。[]は、SOCセンサ104図2により検出され、ECU24に出力される。[1-5.DC/DCコンバータ22]DC/DCコンバータ22は、FCユニット18からのFC電力Pfcと、バッテリ20から供給された電力以下バッテリ電力Pbatという。[W]と、モータ14からの回生電力Pregとの供給先を制御する。図4には、本実施形態におけるDC/DCコンバータ22の詳細が示されている。図4に示すように、DC/DCコンバータ22は、一方がバッテリ20のある1次側1Sに接続され、他方が負荷30とFC40との接続点である2次側2Sに接続されている。DC/DCコンバータ22は、1次側1Sの電圧1次電圧V1[V]を2次側2Sの電圧2次電圧V2[V]V1≦V2に昇圧するとともに、2次電圧V2を1次電圧V1に降圧する昇降圧型且つチョッパ型の電圧変換装置である。図4に示すように、DC/DCコンバータ22は、1次側1Sと2次側2Sとの間に配される相アームUAと、リアクトル110とから構成される。相アームUAは、上アーム素子上アームスイッチング素子112とダイオード114と下アーム素子下アームスイッチング素子116とダイオード118とで構成される。上アームスイッチング素子112と下アームスイッチング素子116には、それぞれ例えば、MOSFET又はIGBT等が採用される。リアクトル110は、相アームUAの中点共通接続点とバッテリ20の正極との間に挿入され、DC/DCコンバータ22により1次電圧V1と2次電圧V2との間で電圧を変換する際に、エネルギを放出及び蓄積する作用を有する。上アームスイッチング素子112は、ECU24から出力されるゲート駆動信号駆動電圧UHのハイレベルによりオンにされ、下アームスイッチング素子116は、ゲートの駆動信号駆動電圧ULのハイレベルによりオンにされる。なお、ECU24は、1次側の平滑コンデンサ122に並列に設けられた電圧センサ120により1次電圧V1を検出し、電流センサ124により1次側の電流1次電流I1[A]を検出する。また、ECU24は、2次側の平滑コンデンサ128に並列に設けられた電圧センサ126により2次電圧V2を検出し、電流センサ130により2次側の電流2次電流I2[A]を検出する。[1-6.ECU24]ECU24は、通信線140図1等を介して、モータ14、インバータ16、FCユニット18、バッテリ20及びDC/DCコンバータ22を制御する。当該制御に際しては、メモリROMに格納されたプログラムを実行し、また、セル電圧モニタ42、流量センサ68、70、温度センサ72、電圧センサ100、120、126、電流センサ102、124、130、SOCセンサ104等の各種センサの検出値を用いる。ここでの各種センサには、上記センサに加え、開度センサ150、モータ回転数センサ152及び車速センサ154図1が含まれる。開度センサ150は、アクセルペダル156の開度θp[度]を検出する。回転数センサ152は、モータ14の回転数Nm[rpm]を検出する。車速センサ154は、FC車両10の車速V[km/h]を検出する。さらに、ECU24には、メインスイッチ158以下メインSW158という。が接続される。メインSW158は、FCユニット18及びバッテリ20からモータ14への電力供給の可否を切り替えるものであり、ユーザにより操作可能である。ECU24は、マイクロコンピュータを含み、必要に応じて、タイマ、A/D変換器、D/A変換器等の入出力インタフェースを有する。なお、ECU24は、1つのECUのみからなるのではなく、モータ14、FCユニット18、バッテリ20及びDC/DCコンバータ22毎の複数のECUから構成することもできる。ECU24は、FCスタック40の状態、バッテリ20の状態、及びモータ14の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力負荷要求に基づき決定したFC車両10全体としてFCシステム12に要求される負荷から、FCスタック40が負担すべき負荷と、バッテリ20が負担すべき負荷と、回生電源モータ14が負担すべき負荷の配分分担を調停しながら決定し、モータ14、インバータ16、FCユニット18、バッテリ20及びDC/DCコンバータ22に指令を送出する。2.本実施形態の制御次に、ECU24における制御について説明する。[2-1.基本制御]図5には、ECU24における基本的な制御のフローチャートが示されている。ステップS1において、ECU24は、メインSW158がオンであるかどうかを判定する。メインSW158がオンでない場合S1:NO、ステップS1を繰り返す。メインSW158がオンである場合S1:YES、ステップS2に進む。ステップS2において、ECU24は、FCシステム12に要求される負荷システム負荷Psys[W]を計算する。ステップS3において、ECU24は、FCシステム12のエネルギマネジメントを行う。ここにいうエネルギマネジメントは、FCスタック40の劣化を抑制しつつ、FCシステム12全体の出力を効率化することを企図している。ステップS4において、ECU24は、FCスタック40の周辺機器、すなわち、エアポンプ60、背圧弁64、循環弁66及びウォータポンプ80の制御FC発電制御を行う。ステップS5において、ECU24は、モータ14のトルク制御を行う。ステップS6において、ECU24は、メインSW158がオフであるかどうかを判定する。メインSW158がオフでない場合S6:NO、ステップS2に戻る。メインSW158がオフである場合S6:YES、今回の処理を終了する。[2-2.システム負荷Psysの計算]図6には、システム負荷Psysを計算するフローチャートが示されている。ステップS11において、ECU24は、開度センサ150からアクセルペダル156の開度θpを読み込む。ステップS12において、ECU24は、回転数センサ152からモータ14の回転数Nm[rpm]を読み込む。ステップS13において、ECU24は、開度θpと回転数Nmに基づいてモータ14の予想消費電力Pm[W]を算出する。具体的には、図7に示すマップにおいて、開度θp毎に回転数Nmと予想消費電力Pmの関係を記憶しておく。例えば、開度θpがθp1であるとき、特性120を用いる。同様に、開度θpがθp2、θp3、θp4、θp5、θp6であるとき、それぞれ特性122、124、126、128、130を用いる。そして、開度θpに基づいて回転数Nmと予想消費電力Pmとの関係を示す特性を特定した上で、回転数Nmに応じた予想消費電力Pmを特定する。ステップS14において、ECU24は、各補機から現在の動作状況を読み込む。ここでの補機には、例えば、エアポンプ60、ウォータポンプ80及びエアコンディショナ90を含む高電圧系の補機や、低電圧バッテリ94、アクセサリ96及びECU24を含む低電圧系の補機が含まれる。例えば、エアポンプ60及びウォータポンプ80であれば、回転数Nap、Nwp[rpm]を読み込む。エアコンディショナ90であれば、その出力設定を読み込む。ステップS15において、ECU24は、各補機の現在の動作状況に応じて補機の消費電力Pa[W]を算出する。ステップS16において、ECU24は、充放電係数αを算出する。充放電係数αは、予想消費電力Pmと補機の消費電力Paの和仮システム負荷に乗算する係数であり、バッテリ20のSOCとモータ14の回生電力Pregの平均値以下平均回生電力Pregaveという。とに応じて設定される。平均回生電力Pregaveは、所定期間内に得られた回生電力Pregの平均値である。図8は、SOC、充放電係数α及び平均回生電力Pregaveの関係を示すマップである。図8の例では、目標SOCを50に設定しており、SOCが50を上回るとき十分な充電状態にあるとき、充放電係数αが1未満とされる。これにより、仮システム負荷に1未満の乗数を掛けることでシステム負荷Psysを小さくし、バッテリ20の余分なSOCを消費することが可能となる。また、SOCが50を下回るとき充電を要するとき、充放電係数αを1より大きくする。これにより、仮システム負荷に1を超える乗数を掛けることでシステム負荷Psysを大きくし、SOCの不足分を補うことが可能となる。また、図8の例では、平均回生電力Pregaveに応じてSOCと充放電係数αの関係を切り替える。すなわち、図8に示すように、平均回生電力Pregaveが低い場合回生電力Pregが得難い環境にあるとき、回生電力Pregをあまり見込めない分、SOCが50を上回る範囲では充放電係数αを大きくし、SOCが50を下回る範囲では充放電係数αを1に近い値とする。一方、平均回生電力Pregaveが高い場合回生電力Pregを得易い環境にあるとき、回生電力Pregをより多く見込める分、SOCが50を上回る範囲では充放電係数αを小さくし、SOCが50を下回る範囲では充放電係数αを1から大きく遠ざける。なお、目標SOCは、50以外の値に設定してもよい。また、図8のマップは、例えば、実測値、シミュレーション値を用いることができる。図6に戻り、ステップS17において、ECU24は、モータ14の予想消費電力Pmと補機の消費電力Paの和仮システム負荷に充放電係数αを乗算してFC車両10全体での予想消費電力すなわち、システム負荷Psysを算出する。[2-3.エネルギマネジメント]上記のように、本実施形態におけるエネルギマネジメントでは、FCスタック40の劣化を抑制しつつ、FCシステム12全体の出力を効率化することを企図している。2-3-1.前提事項図9は、FCスタック40を構成するFCセルの電位セル電圧Vcell[V]とセルの劣化量Dとの関係の一例を示している。すなわち、図9中の曲線160は、セル電圧Vcellと劣化量Dとの関係を示す。図9において、電位v1例えば、0.5Vを下回る領域以下白金凝集増加領域R1又は凝集増加領域R1という。では、FCセルに含まれる白金酸化白金について還元反応が激しく進行し、白金が過度に凝集する。電位v1から電位v2例えば、0.8Vまでは、還元反応が安定的に進行する領域以下白金還元領域R2又は還元領域R2という。である。電位v2から電位v3例えば、0.9Vまでは、白金について酸化還元反応が進行する領域以下白金酸化還元進行領域R3又は酸化還元領域R3という。である。電位v3から電位v4例えば、0.95Vまでは、白金について酸化反応が安定的に進行する領域以下白金酸化安定領域R4又は酸化領域R4という。である。電位v4からOCV開回路電圧までは、セルに含まれるカーボンの酸化が進行する領域以下カーボン酸化領域R5という。である。上記のように、図9では、セル電圧Vcellが白金還元領域R2又は白金酸化安定領域R4にあれば、FCセルの劣化の進行度合が小さい。一方、セル電圧Vcellが白金凝集増加領域R1、白金酸化還元進行領域R3、又はカーボン酸化領域R5にあれば、FCセルの劣化の進行度合が大きい。なお、図9では、曲線160を一義的に定まるような表記としているが、実際は、単位時間当たりにおけるセル電圧Vcellの変動量変動速度Acell[V/sec]に応じて曲線160は変化する。図10には、変動速度Acellが異なる場合の酸化の進行と還元の進行の様子の例を示すサイクリックボルタンメトリ図である。図10において、曲線170は、変動速度Acellが高い場合を示し、曲線172は、変動速度Acellが低い場合を示す。図10からわかるように、変動速度Acellに応じて酸化又は還元の進行度合が異なるため、必ずしも各電位v1~v4は一義的に特定されない。また、FCセルの個体差によっても各電位v1~v4は変化し得る。このため、電位v1~v4は、理論値、シミュレーション値又は実測値に誤差分を反映させたものとして設定することが好ましい。また、FCセルの電流-電圧IV特性は、一般的な燃料電池セルと同様、セル電圧Vcellが下がるほど、セル電流Icell[A]が増加する図11参照。加えて、FCスタック40の発電電圧FC電圧Vfcは、セル電圧VcellにFCスタック40内の直列接続数Nfcを乗算したものである。直列接続数Nfcは、FCスタック40内で直列に接続されるFCセルの数であり、以下、単にセル数ともいう。以上を踏まえ、本実施形態では、DC/DCコンバータ22が、電圧変換動作を行っている際、FCスタック40の目標電圧目標FC電圧Vfctgt[V]を、主として、白金還元領域R2内に設定しつつ、必要に応じて白金酸化安定領域R4内に設定する具体例は、図12等を用いて説明する。。このような目標FC電圧Vfctgtの切替えを行うことにより、FC電圧Vfcが、領域R1、R3、R5特に、白金酸化還元進行領域R3内にある時間を極力短縮し、FCスタック40の劣化を防止することができる。なお、上記の処理では、FCスタック40の供給電力FC電力Pfcと、システム負荷Psysが等しくならない場合が存在する。この点、FC電力Pfcがシステム負荷Psysを下回っている場合、その不足分は、バッテリ20から供給する。また、FC電力Pfcがシステム負荷Psysを上回っている場合、その余剰分は、バッテリ20に充電する。なお、図9では、電位v1~v4を具体的な数値として特定したが、これは、後述する制御を行うためであり、当該数値は、あくまで制御の便宜を考慮して決定するものである。換言すると、曲線160からもわかるように、劣化量Dは連続的に変化するため、制御の仕様に応じて、電位v1~v4は、適宜設定することができる。但し、白金還元領域R2は、曲線160の極小値第1極小値Vlmi1を含む。白金酸化還元進行領域R3では、曲線160の極大値極大値Vlmxを含む。白金酸化安定領域R4は、曲線160の別の極小値第2極小値Vlmi2を含む。2-3-2.エネルギマネジメントで用いる電力供給モード図11は、本実施形態における複数の電力供給モードの説明図である。本実施形態では、エネルギマネジメントで用いる電力供給の制御方法電力供給モードとして、3つの制御方法電力制御モードを用いる。すなわち、本実施形態では、目標FC電圧Vfctgt及びFC電流Ifcがいずれも可変である電圧可変電流可変制御第1モードと、目標FC電圧Vfctgtが一定でありFC電流Ifcが可変である電圧固定電流可変制御第2モードと、目標FC電圧Vfctgtが一定でありFC電流Ifcが一定である電圧固定電流固定制御第3モードとを切り替えて用いる。第1モード電圧可変電流可変制御は、主として、システム負荷Psysが相対的に高いときに用いられるものであり、目標酸素濃度Cotgtを固定或いは、酸素を豊潤な状態に維持した状態で、目標FC電圧Vfctgtを調整することによりFC電流Ifcを制御する。これにより、基本的に、FC電力Pfcによりシステム負荷Psysをまかなうことが可能となる。第2モード電圧固定電流可変制御は、主として、システム負荷Psysが相対的に中くらいのときに用いられるものであり、目標セル電圧Vcelltgt=目標FC電圧Vfctgt/セル数を、酸化還元領域R3よりも低い電位以下で設定された基準電位{本実施形態では、電位v2=0.8V}に固定すると共に、目標酸素濃度Cotgtを可変とすることにより、FC電流Ifcを可変とする。これにより、基本的に、FC電力Pfcによりシステム負荷Psysをまかなうことが可能となる詳細は後述する。。FC電力Pfcの不足分は、バッテリ20からアシストする。第3モード電圧固定電流固定制御は、主として、システム負荷Psysが相対的に低いときに用いられるものであり、目標セル電圧Vcelltgt=目標FC電圧Vfctgt/セル数を、酸化還元領域R3外の電位{本実施形態では、電位v3=0.9V}に固定し、FC電流Ifcを一定とする。FC電力Pfcの不足分は、バッテリ20からアシストし、FC電力Pfcの余剰分は、バッテリ20に充電する。2-3-3.エネルギマネジメントの全体フロー図12には、ECU24が、FCシステム12のエネルギマネジメント図5のS3を行うフローチャートが示されている。ステップS21において、ECU24は、ステップS2で計算したシステム負荷Psysの平均値以下平均システム負荷Psysaveという。が、低負荷を判定するための閾値Psysave1以下であるか否かを判定する。平均システム負荷Psysaveが閾値Psysave1以下でない場合S21:NO、ステップS22において、ECU24は、モータ14からの平均回生エネルギ平均回生電力Pregaveが閾値Pregave1以下であるか否かを判定する。上記のように、平均回生電力Pregaveが低い場合、回生電力Pregが得難い環境にあることを示し、平均回生電力Pregaveが高い場合、回生電力Pregを得易い環境にあることを示す。平均回生電力Pregaveが閾値Pregave1以下でない場合S22:NO、ステップS23において、ECU24は、システム負荷Psysが、高負荷を判定するための閾値Psys1以上であるか否かを判定する。システム負荷Psysが閾値Psys1以上である場合S23:YES、ステップS24において、ECU24は、電圧可変電流可変制御第1モードを実行する。ステップS23において、システム負荷Psysが閾値Psys1以上でない場合S23:NO、ステップS26において、ECU24は、電圧固定電流可変制御第2モードを実行する。ステップS21において平均システム負荷Psysaveが閾値Psysave1以下である場合S21:YES又はステップS22において平均回生電力Pregaveが閾値Pregave1以下である場合S22:YES、ステップS25において、ECU24は、バッテリ20のSOCが、バッテリ20に充電が必要であるか否かを判定する閾値SOC1以下であるか否かを判定する。SOCが閾値SOC1以下である場合S25:YES、ステップS26において、ECU24は、電圧固定電流可変制御第2モードを選択する。SOCが閾値SOC1以上でない場合S25:NO、ステップS27において、ECU24は、電圧固定電流固定制御第3モードを実行する。2-3-4.第1モード上記のように、第1モードは、主として、システム負荷Psysが相対的に高いときに用いられるものであり、目標酸素濃度Cotgtを固定或いは、酸素を豊潤な状態に維持した状態で、目標FC電圧Vfctgtを調整することによりFC電流Ifcを制御する。すなわち、図11に示すように、第1モードでは、FC40の電流-電圧特性IV特性が通常のもの図11中、実線で表されるものを用いる。通常の燃料電池と同様、FC40のIV特性は、セル電圧VcellFC電圧Vfcが低くなるほど、セル電流IcellFC電流Ifcが大きくなる。このため、第1モードでは、システム負荷Psysに応じて目標FC電流Ifctgtを算出し、さらに目標FC電流Ifctgtに対応する目標FC電圧Vfctgtを算出する。そして、FC電圧Vfcが目標FC電圧Vfctgtとなるように、ECU24は、DC/DCコンバータ22を制御する。すなわち、2次電圧V2が目標FC電圧Vfctgtとなるように1次電圧V1をDC/DCコンバータ22により昇圧することで、FC電圧Vfcを制御してFC電流Ifcを制御する。なお、酸素が豊潤な状態にあるとは、例えば、図13に示すように、エアストイキ比を上昇させても、セル電流Icellが略一定となり、実質的に飽和した状態となる通常ストイキ比以上の領域における酸素を意味する。水素が豊潤であるという場合も、同様である。なお、エアストイキ比の調整は、例えば、酸素濃度の制御により行う。以上のような第1モードによれば、システム負荷Psysが高負荷であっても、基本的にシステム負荷Psysの全てをFC電力Pfcによりまかなうことが可能となる。2-3-5.第2モード上記のように、第2モードは、主として、システム負荷Psysが相対的に中くらいのときに用いられるものであり、目標セル電圧Vcelltgt=目標FC電圧Vfctgt/セル数を、酸化還元領域R3よりも低い電位以下で設定された基準電位{本実施形態では、電位v2=0.8V}に固定すると共に、目標酸素濃度Cotgtを可変とすることにより、FC電流Ifcを可変とする。すなわち、図11に示すように、第2モードでは、セル電圧Vcellを一定に保った状態で目標酸素濃度Cotgtを下げていくことで酸素濃度Coを下げる。図13に示すように、エアストイキ比酸素濃度Coが低下するとセル電流IcellFC電流Ifcも低下する。このため、セル電圧Vcellを一定に保った状態で目標酸素濃度Cotgtを増減させることで、セル電流IcellFC電流Ifc及びFC電力Pfcを制御することが可能となる。なお、FC電力Pfcの不足分は、バッテリ20からアシストする。図14には、第2モードのフローチャートが示されている。ステップS31において、ECU24は、DC/DCコンバータ22の昇圧率を調整することにより、酸化還元領域R3よりも低い電位以下で設定された基準電位{本実施形態では、電位v2=0.8V}に目標FC電圧Vfctgtを固定する。ステップS32において、ECU24は、システム負荷Psysに対応する目標FC電流Ifctgtを算出する。ステップS33において、ECU24は、目標FC電圧Vfctgtが基準電位であることを前提として、目標FC電流Ifctgtに対応する目標酸素濃度Cotgtを算出する図11及び図15参照。なお、図15は、FC電圧Vfcが基準電位であるときの目標FC電流Ifctgtと目標酸素濃度Cotgtとの関係を示す。ステップS34において、ECU24は、目標酸素濃度Cotgtに応じて各部への指令値を算出及び送信する。ここで算出される指令値には、エアポンプ60の回転数以下エアポンプ回転数Nap又は回転数Napという。、ウォータポンプ80の回転数以下ウォータポンプ回転数Nwp又は回転数Nwpという。、背圧弁64の開度以下背圧弁開度θbp又は開度θbpという。及び循環弁66の開度以下循環弁開度θc又は開度θcという。が含まれる。すなわち、図16及び図17に示すように、目標酸素濃度Cotgtに応じて目標エアポンプ回転数Naptgt、目標ウォータポンプ回転数Nwptgt及び目標背圧弁開度θbptgtが設定される。また、循環弁66の目標開度θctgtは、初期値例えば、循環ガスがゼロとなる開度に設定される。ステップS35において、ECU24は、FC40による発電が安定しているか否かを判定する。当該判定として、ECU24は、セル電圧モニタ42から入力される最低セル電圧が、平均セル電圧から所定電圧を減算した電圧よりも低い場合{最低セル電圧<平均セル電圧-所定電圧}、FC40の発電が不安定であると判定する。なお、前記所定電圧は、例えば、実験値、シミュレーション値等を用いることができる。発電が安定している場合S35:YES、今回の処理を終える。発電が安定していない場合S35:NO、ステップS36において、ECU24は、流量センサ70を介して循環ガスの流量Qc[g/s]を監視しながら、循環弁66の開度θcを大きくし、流量Qcを一段階増加する図18参照。なお、図18では、循環弁66を全開とした場合、流量Qcが4段階目の増加となり、最大流量となる場合を例示している。但し、循環弁66の開度θcが増加すると、エアポンプ60に吸気される吸気ガスにおいて、循環ガスの割合が増加する。すなわち、吸気ガスについて、新規空気車外から吸気される空気と、循環ガスとの割合において、循環ガスの割合が増加するように変化する。従って、全単セルへの酸素の分配能力が向上する。ここで、循環ガスカソードオフガスの酸素濃度は、新規空気の酸素濃度に対して低い。このため、循環弁66の開度θcの制御前後において、エアポンプ60の回転数Nap及び背圧弁64の開度θbpが同一である場合、カソード流路74を通流するガスの酸素濃度が低下することになる。そこで、ステップS36では、ステップS33で算出した目標酸素濃度Cotgtが維持されるように、循環ガスの流量Qcの増加に連動して、エアポンプ60の回転数Napの増加及び背圧弁64の開度θbpの減少の少なくとも一方を実行することが好ましい。例えば、循環ガスの流量Qcを増加した場合、エアポンプ60の回転数Napを増加させ、新規空気の流量を増加することが好ましい。そして、このようにすれば、カソード流路74に向かうガス新規空気と循環ガスとの混合ガス全体の流量が増加するので、全単セルへの酸素の分配能力がさらに向上し、FC40の発電性能が回復し易くなる。このようにして、目標酸素濃度Cotgtを維持しつつ、循環ガスを新規空気に合流させるので、カソード流路74を通流するガスの体積流量[L/s]が増加する。これにより、目標酸素濃度Cotgtが維持されつつ体積流量の増加したガスが、FC40内で複雑に形成されたカソード流路74全体に行き渡り易くなる。したがって、各単セルに前記ガスが同様に供給され易くなり、FC40の発電の不安定が解消され易くなる。また、MEA膜電極接合体の表面やカソード流路74を囲む壁面に付着する水滴凝縮水等も除去され易くなる。ステップS37において、ECU24は、流量センサ70を介して検出される循環ガスの流量Qcが上限値以上であるか否か判定する。判定基準となる上限値は、循環弁66の開度θcが全開となる値に設定される。この場合において、循環弁開度θcが同一であっても、エアポンプ60の回転数Napが増加すると、流量センサ70で検出される循環ガスの流量Qcが増加するので、前記上限値は、エアポンプ回転数Napに関連付けて、つまり、エアポンプ60の回転数Napが大きくなると、前記上限値が大きくなるように設定されることが好ましい。循環ガスの流量Qcが上限値以上でないと判定した場合S37:NO、ステップS35に戻る。循環ガスの流量Qcが上限値以上であると判定した場合S37:YES、ステップS38に進む。ここで、ステップS36、S37では、流量センサ70が直接検出する循環ガスの流量Qcに基づいて処理を実行したが、循環弁開度θcに基づいて処理を実行してもよい。すなわち、ステップS36において、循環弁開度θcを開方向に一段階例えば30°にて増加する構成とし、ステップS37において、循環弁66が全開である場合S37:YES、ステップS38に進む構成としてもよい。また、この場合において、循環弁66の開度θcと、循環ガスの温度と、図19のマップとに基づいて、循環ガスの流量Qc[g/s]を算出することもできる。図19に示すように、循環ガスの温度が高くなるにつれて、その密度が小さくなるので、流量Qc[g/s]が小さくなる関係となっている。ステップS38において、ECU24は、ステップS35と同様に、発電が安定しているか否かを判定する。発電が安定している場合S38:YES、今回の処理を終える。発電が安定していない場合S38:NO、ステップS39において、ECU24は、目標酸素濃度Cotgtを1段増加させる通常の濃度に近づける。具体的には、エアポンプ60の回転数Napの増加及び背圧弁64の開度θbpの減少の少なくとも一方を1段階行う。ステップS40において、ECU24は、目標酸素濃度Cotgtが通常のIV特性における目標酸素濃度通常酸素濃度Conml以下であるか否かを判定する。目標酸素濃度Cotgtが通常酸素濃度Conml以下である場合S40:YES、ステップS38に戻る。目標酸素濃度Cotgtが通常酸素濃度Conml以下でない場合S40:NO、ステップS41において、ECU24は、FCユニット18を停止する。すなわち、ECU24は、FC40への水素及び空気の供給を停止し、FC40の発電を停止する。そして、ECU24は、図示しない警告ランプを点灯させ、運転者にFC40が異常であることを通知する。なお、ECU24は、バッテリ20からモータ14に電力を供給し、FC車両10の走行は継続させる。以上のような第2モードによれば、システム負荷Psysが中負荷である場合に、セル電圧Vcellを一定にした状態で、酸素濃度Coエアストイキ比を調整することにより、基本的にシステム負荷Psysの全てをFC電力Pfcによりまかなうことが可能となる。2-3-6.第3モード上記のように、第3モードは、主として、システム負荷Psysが相対的に低いときに用いられるものであり、目標セル電圧Vcelltgt=目標FC電圧Vfctgt/セル数を、酸化還元領域R3外の電位{本実施形態では、電位v3=0.9V}に固定し、FC電流Ifcを一定とする。FC電力Pfcの不足分は、バッテリ20からアシストし、FC電力Pfcの余剰分は、バッテリ20に充電する。目標酸素濃度Cotgtは、通常酸素濃度Conmlに固定或いは、酸素を豊潤な状態に維持される。すなわち、図11に示すように、第3モードでは、FC40の電流-電圧特性IV特性が通常のもの図11中、実線で表されるものとした状態で、セル電圧Vcellを電位v3に固定するFC電圧Vfcを電位v3×セル数とする。。FC40の電流-電圧特性IV特性が通常のものとするため、ECU24は、目標酸素濃度Cotgtとして通常酸素濃度Conmlを設定し、この目標酸素濃度Cotgtに応じてエアポンプ60の回転数Nap、ウォータポンプ80の回転数Nwp、背圧弁64の開度θbp及び循環弁66の開度θcを設定する。また、セル電圧Vcellを電位v3に固定するため、ECU24は、FC電圧Vfcが電位v3×セル数となるように、2次電圧V2をDC/DCコンバータ22により昇圧する。以上のような第3モードによれば、システム負荷Psysが低負荷である場合、システム負荷PsysをFC電力Pfcとバッテリ電力Pbatによりまかなうことが可能となる。2-3-7.FCシステム12全体の効率図20には、本実施形態における各電力供給モードと、FC電力Pfcと、FC40の発電効率との関係が示されている。図20からわかるように、第1モードでは、基本的に、システム負荷Psysの全てをFC電力Pfcでまかないつつ、FC40の発電効率を高く維持することができる。第2モードでは、FC40の発電効率は低くなるものの、基本的に、システム負荷Psysの全てをFC電力Pfcでまかなうことで、バッテリ20の充放電の頻度を抑え、FCシステム12全体での出力効率を高くすることが可能である。第3モードでは、FC電力Pfcとバッテリ電力Pbatによりシステム負荷Psysをまかなうものの、FC40の発電効率を高く維持することが可能となる。[2-4.FC発電制御]上記のように、FC発電制御図5のS4として、ECU24は、FCスタック40の周辺機器、すなわち、エアポンプ60、背圧弁64、循環弁66及びウォータポンプ80を制御する。具体的には、ECU24は、エネルギマネジメント図5のS3で算出したこれらの機器の指令値例えば、図14のS34を用いてこれらの機器を制御する。[2-5.モータ14のトルク制御]図21には、モータ14のトルク制御のフローチャートが示されている。ステップS51において、ECU24は、車速センサ154から車速Vを読み込む。ステップS52において、ECU24は、開度センサ150からアクセルペダル156の開度θpを読み込む。ステップS53において、ECU24は、車速Vと開度θpに基づいてモータ14の仮目標トルクTtgt_p[Nm]を算出する。具体的には、図示しない記憶手段に車速Vと開度θpと仮目標トルクTtgt_pを関連付けたマップを記憶しておき、当該マップと、車速V及び開度θpとに基づいて仮目標トルクTtgt_pを算出する。ステップS54において、ECU24は、FCシステム12からモータ14に供給可能な電力の限界値限界供給電力Ps_lim[W]に等しいモータ14の限界出力モータ限界出力Pm_lim[W]を算出する。具体的には、限界供給電力Ps_lim及びモータ限界出力Pm_limは、FCスタック40からのFC電力Pfcとバッテリ20から供給可能な電力の限界値限界出力Pbat_lim[W]との和から補機の消費電力Paを引いたものであるPm_lim=Ps_lim←PfcPbat_lim-Pa。ステップS55において、ECU24は、モータ14のトルク制限値Tlim[Nm]を算出する。具体的には、モータ限界出力Pm_limを車速Vで除したものをトルク制限値TlimとするTlim←Pm_lim/V。ステップS56において、ECU24は、目標トルクTtgt[Nm]を算出する。具体的には、ECU24は、仮目標トルクTtgt_pに対してトルク制限値Tlimによる制限を加えたものを目標トルクTtgtとする。例えば、仮目標トルクTtgt_pがトルク制限値Tlim以下である場合Ttgt_p≦Tlim、仮目標トルクTtgt_pをそのまま目標トルクTtgtとするTtgt←Ttgt_p。一方、仮目標トルクTtgt_pがトルク制限値Tlimを超える場合Ttgt_p>Tlim、トルク制限値Tlimを目標トルクTtgtとするTtgt←Tlim。そして、算出した目標トルクTtgtを用いてモータ14を制御する。3.各種制御の例図22には、本実施形態に係る各種制御と比較例に係る各種制御を用いた場合のタイムチャートの例が示されている。図22において実線で示されるものが本実施形態に係るものであり、破線で示されるものが比較例に係るものである。当該比較例は、第1モードと第2モードのみを用いる図11参照。時点t1から時点t2までは、平均システム負荷Psysaveが閾値Psysave1以下であり図12のS21:YES、SOCが閾値SOC1以下でないためS25:NO、本実施形態では、第3モードが選択されるS27。このため、セル電圧Vcellは電位v2に固定され、セル電流Icellは一定となる。一方、比較例では、時点t1から時点t2まで第2モードが選択される。このため、セル電圧Vcellは、電位v3に固定され、目標酸素濃度Cotgtの調整により、目標FC電流Ifctgtは可変となる。これに伴って、エアポンプ60における消費電力の指令値指定消費電力Papcmd目標エアポンプ目標回転数Naptgtと比例する。も目標FC電流Ifctgtに追従する。このため、比較例と比較して本実施形態の制御は、FCシステム12全体の出力効率を高くすることができる。時点t2から時点t3までは、平均システム負荷Psysaveが閾値Psysave1を上回り図12のS21:NO、平均回生電力Pregaveが閾値Preg1を上回りS22:NO、且つシステム負荷Psysが閾値Psys1以下となるS23:NOため、本実施形態及び比較例とも第2モードとなる。時点t3の後は、平均システム負荷Psysaveが閾値Psysave1を上回り図12のS21:NO、平均回生電力Pregaveが閾値Pregave1を上回りS22:NO且つシステム負荷Psysが閾値Psys1を上回るS23:YESため、本実施形態及び比較例とも第1モードとなる。4.本実施形態の効果以上説明したように、本実施形態によれば、FC40の劣化を抑制しつつ、FCシステム12全体での効率化を図ることが可能となる。すなわち、相対的に高負荷で用いることが可能な第1モードでは、目標FC電圧Vfctgtが酸化還元領域R3より低い電位V2に設定されるため、触媒の酸化反応及び還元反応が同時期に頻繁に繰り返されることが防止されてFC40の劣化を防ぐことができる。加えて、FC電圧VfcをDC/DCコンバータ22の出力電圧2次電圧V2で調整して目標FC電圧Vfctgtに追従させることでシステム負荷Psysに対応可能となるため、FC40の出力を効率化することが可能となる。また、相対的に中負荷で用いることが可能な第2モードでは、FC電圧Vfcが電位v2すなわち、酸化還元領域R3より低い値に維持されるため、触媒の酸化反応及び還元反応が同時期に頻繁に繰り返されることが防止されてFC40の劣化を防ぐことができる。加えて、FC40への反応ガス供給量を調整してFC40のIV特性を変化させ、システム負荷PsysをFC40が出力するため、バッテリ20における放電及び充電の量及び頻度を低減することでバッテリ20における電力損失を減少させることが可能となる。さらに、相対的に低負荷で用いることが可能な第3モードでは、FC電圧Vfcが電位v3すなわち、酸化還元領域R3外に維持されるため、触媒の酸化反応及び還元反応が同時期に頻繁に繰り返されることが防止されてFC40の劣化を防ぐことができる。加えて、FC40内部のガスが豊潤な状態に維持されるため、FC40からの出力を低く抑えつつ、電力の不足分をバッテリ20から補うことが可能となる。相対的に低負荷の場合、バッテリ20における放電及び充電による電力損失は小さくなることから、FCシステム12全体での電力効率を高めることが可能となる。以上より、この発明によれば、FC40の劣化を抑制しつつ、FCシステム40全体での効率化を図ることが可能となる。本実施形態では、第3モードで用いられる目標FC電圧Vfctgtは、酸化還元領域R3より高い電位v3に設定される。一般的な燃料電池のIV特性によれば、FC電圧Vfcが高いほど、FC電流Ifcが小さくなる。上記構成によれば、第3モードでは電位v3が用いられるため、電位v2以下である場合と比べて、FC電流Ifcは小さくなる。従って、第3モードにおける不要な発電を防止してFCシステム12全体の効率を向上することが可能となる。本実施形態において、ECU24は、平均回生電力Pregaveが閾値Pregave1以下である場合図12のS22:YESに第3モードに切り替える。これにより、例えば、SOCに応じてバッテリ20の放電量を調整することが可能となる。例えば、閾値Pregaveとして、SOCが過多であることを示す値を設定した場合、第3モードに切り替えられることにより、バッテリ20からの放電量が多くなる。従って、バッテリ20の放電量を管理し易くなり、回生電力Pregをより有効に活用することが可能となる。換言すると、SOCの収支性を向上することが可能となる。本実施形態において、FCシステム12は、FC車両10に搭載される。これにより、耐久性が高く且つ高効率なFC車両10を実現することが可能となる。5.変形例なお、この発明は、上記実施形態に限らず、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。例えば、以下の構成を採用することができる。[5-1.搭載対象]上記実施形態では、FCシステム12をFC車両10に搭載したが、これに限らず、別の対象に搭載してもよい。例えば、FCシステム12を船舶や航空機等の移動体に用いることもできる。或いは、FCシステム12を家庭用電力システムに適用してもよい。[5-2.FCシステム12の構成]上記実施形態では、FC40と高電圧バッテリ20を並列に配置し、バッテリ20の手前にDC/DCコンバータ22を配置する構成としたが、これに限らない。例えば、図23に示すように、FC40とバッテリ20を並列に配置し、昇圧式、降圧式又は昇降圧式のDC/DCコンバータ22をFC40の手前に配置する構成であってもよい。或いは、図24に示すように、FC40とバッテリ20を並列に配置し、FC40の手前に昇圧式、降圧式又は昇降圧式のDC/DCコンバータ160を、バッテリ20の手前にDC/DCコンバータ22を配置する構成であってもよい。或いは、図25に示すように、FC40とバッテリ20を直列に配置し、バッテリ20とモータ14の間にDC/DCコンバータ22を配置する構成であってもよい。[5-3.ストイキ比]上記実施形態では、ストイキ比を調整する手段又は方法として、目標酸素濃度Cotgtを調整するものを用いたが、これに限らず、目標水素濃度を調整することも可能である。また、目標濃度の代わりに、目標流量又は目標濃度と目標流量の両方を用いることもできる。上記実施形態では、酸素を含む空気を供給するエアポンプ60を備える構成を例示したが、これに代えて又は加えて、水素を供給する水素ポンプを備える構成としてもよい。上記実施形態では、カソードオフガスを新規空気に合流させる合流流路配管66a、66bと、循環弁66とを備える構成を例示したが、これに代えて又は加えて、アノード側も同様に構成してもよい。例えば、配管48bに循環弁を設け、この循環弁により、新規水素に合流するアノードオフガスの流量を制御してもよい。[5-4.電力供給モード]上記実施形態では、第2モードにおける目標FC電圧Vfctgtを電位v2=0.8V×セル数に設定したが、これに限らない。第2モードにおける目標FC電圧Vfctgtを、例えば、還元領域R2のその他の電位に設定してもよい。また、第3モードにおける目標FC電圧Vfctgtを電位v3×セル数に設定したが、これに限らない。例えば、還元領域R2又は酸化領域R4のその他の電位に設定することもできる。上記実施形態では、第1モード、第2モード及び第3モードの3つの電力供給モードを用いたが、これに限らず、第2モード及び第3モードのみを用いる構成も可能である。この場合、例えば、第1モードを用いていた条件については、第2モードで対応する。従って、図12のフローチャートであれば、ステップS25~S27のみを用いる。