JP2003324853A - 燃料電池システム及び燃料電池車両 - Google Patents
燃料電池システム及び燃料電池車両Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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-
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- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却機構等を用いることなく電力貯蔵手段の
温度上昇を有効に抑制して、この電力貯蔵手段から負荷
への電力供給を適切に行えるようにする。 【解決手段】 二次バッテリ４の温度を温度センサ７で
検出し、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以上の場合
には、予測される負荷増加量に応じて設定された余裕負
荷電力の値を、二次バッテリ４の出力可能電力以下に変
更し、二次バッテリ４への充電を制限する。
温度上昇を有効に抑制して、この電力貯蔵手段から負荷
への電力供給を適切に行えるようにする。 【解決手段】 二次バッテリ４の温度を温度センサ７で
検出し、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以上の場合
には、予測される負荷増加量に応じて設定された余裕負
荷電力の値を、二次バッテリ４の出力可能電力以下に変
更し、二次バッテリ４への充電を制限する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池及びこの
燃料電池からの電力が充電される電力貯蔵手段を電源と
して備えた燃料電池システム、及び、この燃料電池シス
テムを搭載した燃料電池車両に関する。
燃料電池からの電力が充電される電力貯蔵手段を電源と
して備えた燃料電池システム、及び、この燃料電池シス
テムを搭載した燃料電池車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素と酸素との電気化学反応により発電
する燃料電池を電源とし、モータの駆動によって走行す
る燃料電池車両は、低公害化を実現する車両として大き
な注目を集めており、現在、実用化に向けての研究開発
が盛んに進められている。
する燃料電池を電源とし、モータの駆動によって走行す
る燃料電池車両は、低公害化を実現する車両として大き
な注目を集めており、現在、実用化に向けての研究開発
が盛んに進められている。
【０００３】燃料電池車両に搭載される燃料電池システ
ムは、燃料電池による発電応答速度の遅延分を補うため
に、二次バッテリ等の電力貯蔵手段に燃料電池からの電
力や回生電力を充電しておき、車両の始動時や加速時等
の負荷急増時には、この電力貯蔵手段に充電された電力
を車両駆動用モータに供給するようなアシスト制御を行
っているものが一般的である。
ムは、燃料電池による発電応答速度の遅延分を補うため
に、二次バッテリ等の電力貯蔵手段に燃料電池からの電
力や回生電力を充電しておき、車両の始動時や加速時等
の負荷急増時には、この電力貯蔵手段に充電された電力
を車両駆動用モータに供給するようなアシスト制御を行
っているものが一般的である。
【０００４】このような燃料電池システムでは、通常、
電力貯蔵手段の充電状態（ＳＯＣ：Status Of Charge）
が所定の目標充電レベル内に維持されるように、燃料電
池の発電量を制御するようにしている。すなわち、電力
貯蔵手段のＳＯＣを検出して、検出された値が所定の目
標充電レベル以下となった場合には、燃料電池の発電量
を、要求される負荷に電力貯蔵手段の目標充電レベルま
での不足分を加えた電力に設定し、負荷消費分を除く余
剰電力を電力貯蔵手段に充電するようにしている。
電力貯蔵手段の充電状態（ＳＯＣ：Status Of Charge）
が所定の目標充電レベル内に維持されるように、燃料電
池の発電量を制御するようにしている。すなわち、電力
貯蔵手段のＳＯＣを検出して、検出された値が所定の目
標充電レベル以下となった場合には、燃料電池の発電量
を、要求される負荷に電力貯蔵手段の目標充電レベルま
での不足分を加えた電力に設定し、負荷消費分を除く余
剰電力を電力貯蔵手段に充電するようにしている。
【０００５】また、電力貯蔵手段の容量が小さい場合で
あって、電力貯蔵手段のＳＯＣを一定の目標充電レベル
に維持しても車両加速時に十分なアシスト制御が行えな
いような場合には、特開２０００−９２６１０号公報に
て開示されるように、車両の走行状態に応じて電力貯蔵
手段の目標充電レベルを可変とし、低速走行時には目標
充電レベルを高い値に設定して、加速による負荷急増に
備えることも検討されている。ここで、低速走行時に設
定される電力貯蔵手段の目標充電レベルは、予測される
車両駆動用モータの負荷増加量に対する燃料電池の発電
応答速度の遅延分を補える値（以下、この値を余裕負荷
電力と呼ぶ。）である。
あって、電力貯蔵手段のＳＯＣを一定の目標充電レベル
に維持しても車両加速時に十分なアシスト制御が行えな
いような場合には、特開２０００−９２６１０号公報に
て開示されるように、車両の走行状態に応じて電力貯蔵
手段の目標充電レベルを可変とし、低速走行時には目標
充電レベルを高い値に設定して、加速による負荷急増に
備えることも検討されている。ここで、低速走行時に設
定される電力貯蔵手段の目標充電レベルは、予測される
車両駆動用モータの負荷増加量に対する燃料電池の発電
応答速度の遅延分を補える値（以下、この値を余裕負荷
電力と呼ぶ。）である。
【０００６】以上のような燃料電池システムを搭載した
燃料電池車両では、加速時等の負荷急増時には、電力貯
蔵手段に充電された電力を用いて車両駆動用モータの要
求負荷に迅速に対応できるので、運転者に違和感を与え
ない良好な運転性能が得られることになる。
燃料電池車両では、加速時等の負荷急増時には、電力貯
蔵手段に充電された電力を用いて車両駆動用モータの要
求負荷に迅速に対応できるので、運転者に違和感を与え
ない良好な運転性能が得られることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な燃料電池システムにおいて、二次バッテリ等の電力貯
蔵手段から出力できる電力量（出力可能電力）は、当該
電力貯蔵手段の充電状態（ＳＯＣ）のみならず、その温
度環境にも依存している。そして、電力貯蔵手段が高温
になると、電力貯蔵手段の出力可能電力は低下すること
になる。
な燃料電池システムにおいて、二次バッテリ等の電力貯
蔵手段から出力できる電力量（出力可能電力）は、当該
電力貯蔵手段の充電状態（ＳＯＣ）のみならず、その温
度環境にも依存している。そして、電力貯蔵手段が高温
になると、電力貯蔵手段の出力可能電力は低下すること
になる。
【０００８】このように電力貯蔵手段が高温となって出
力可能電力が低下した場合、従来の燃料電池システムで
は、余裕負荷電力を確保するために電力貯蔵手段への充
電が行われるようになっており、その結果、電力貯蔵手
段の温度が更に上昇して、電力貯蔵手段のＳＯＣが高め
られているにも拘わらず所望の出力可能電力が得られな
いといった不都合が生じる場合があった。
力可能電力が低下した場合、従来の燃料電池システムで
は、余裕負荷電力を確保するために電力貯蔵手段への充
電が行われるようになっており、その結果、電力貯蔵手
段の温度が更に上昇して、電力貯蔵手段のＳＯＣが高め
られているにも拘わらず所望の出力可能電力が得られな
いといった不都合が生じる場合があった。
【０００９】このような不都合を回避する方法として
は、冷却機構を用いて電力貯蔵手段を冷却することも考
えられるが、電力貯蔵手段の温度上昇を確実に抑制でき
る大型の冷却機構を設けることは、コストの上昇につな
がり望ましくない。また、このような大型の冷却機構で
電力貯蔵手段を冷却するようにすると、燃料電池システ
ム全体の大型化や重量増加を招くことになり、特に、こ
の燃料電池システムを車両に搭載することを考えると、
極めて不利である。
は、冷却機構を用いて電力貯蔵手段を冷却することも考
えられるが、電力貯蔵手段の温度上昇を確実に抑制でき
る大型の冷却機構を設けることは、コストの上昇につな
がり望ましくない。また、このような大型の冷却機構で
電力貯蔵手段を冷却するようにすると、燃料電池システ
ム全体の大型化や重量増加を招くことになり、特に、こ
の燃料電池システムを車両に搭載することを考えると、
極めて不利である。
【００１０】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て創案されたものであって、冷却機構等を用いることな
く電力貯蔵手段の温度上昇を有効に抑制して、この電力
貯蔵手段から負荷への電力供給を適切に行えるようにし
た燃料電池システム、及び、この燃料電池システムを搭
載した燃料電池車両を提供することを目的としている。
て創案されたものであって、冷却機構等を用いることな
く電力貯蔵手段の温度上昇を有効に抑制して、この電力
貯蔵手段から負荷への電力供給を適切に行えるようにし
た燃料電池システム、及び、この燃料電池システムを搭
載した燃料電池車両を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料電池シ
ステムは、燃料電池及び電力貯蔵手段から負荷に電力供
給するものであり、温度検出手段、充電状態検出手段、
出力可能電力算出手段及び発電制御手段を備えている。
ステムは、燃料電池及び電力貯蔵手段から負荷に電力供
給するものであり、温度検出手段、充電状態検出手段、
出力可能電力算出手段及び発電制御手段を備えている。
【００１２】この燃料電池システムにおいて、温度検出
手段は電力貯蔵手段の温度を検出する。そして、充電状
態検出手段は電力貯蔵手段の充電状態を検出し、出力可
能電力算出手段が電力貯蔵手段の出力可能電力を算出す
る。また、発電制御手段は、予測される負荷増加量に応
じた電力を余裕負荷電力として設定し、出力可能電力算
出手段により算出された電力貯蔵手段の出力可能電力
が、設定した余裕負荷電力に満たない場合には、余裕負
荷電力と電力貯蔵手段の出力可能電力との差分以上の電
力が燃料電池から電力貯蔵手段に充電されるように、燃
料電池の発電量を制御する。
手段は電力貯蔵手段の温度を検出する。そして、充電状
態検出手段は電力貯蔵手段の充電状態を検出し、出力可
能電力算出手段が電力貯蔵手段の出力可能電力を算出す
る。また、発電制御手段は、予測される負荷増加量に応
じた電力を余裕負荷電力として設定し、出力可能電力算
出手段により算出された電力貯蔵手段の出力可能電力
が、設定した余裕負荷電力に満たない場合には、余裕負
荷電力と電力貯蔵手段の出力可能電力との差分以上の電
力が燃料電池から電力貯蔵手段に充電されるように、燃
料電池の発電量を制御する。
【００１３】そして、この燃料電池システムでは、温度
検出手段により検出された電力貯蔵手段の温度が所定値
以上の場合には、発電制御手段が、燃料電池から電力貯
蔵手段への充電を制限するようになっている。
検出手段により検出された電力貯蔵手段の温度が所定値
以上の場合には、発電制御手段が、燃料電池から電力貯
蔵手段への充電を制限するようになっている。
【００１４】また、本発明に係る燃料電池車両は、以上
のような燃料電池システムを用いて、燃料電池及び電力
貯蔵手段から車両用駆動モータに電力供給するものであ
り、発電制御手段が、予測される車両駆動用モータの負
荷増加量に対する燃料電池の発電応答速度の遅延分を補
う電力を余裕負荷電力として設定するようになってい
る。
のような燃料電池システムを用いて、燃料電池及び電力
貯蔵手段から車両用駆動モータに電力供給するものであ
り、発電制御手段が、予測される車両駆動用モータの負
荷増加量に対する燃料電池の発電応答速度の遅延分を補
う電力を余裕負荷電力として設定するようになってい
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る燃料電池システムでは、電
力貯蔵手段の出力可能電力が、予測される負荷増加量に
応じた余裕負荷電力に満たない場合には、余裕負荷電力
と電力貯蔵手段の出力可能電力との差分以上の電力が燃
料電池から電力貯蔵手段に充電されるように、燃料電池
の発電量が制御されると共に、電力貯蔵手段の温度が所
定値以上の場合には、燃料電池から電力貯蔵手段への充
電が制限されるようになっているので、電力貯蔵手段の
温度上昇を有効に抑制しながら、この電力貯蔵手段が低
温の状態のときに十分な電力を充電することができる。
したがって、この燃料電池システムでは、電力貯蔵手段
から負荷への電力供給を適切に行って、負荷の急増に適
切に対応することができる。
力貯蔵手段の出力可能電力が、予測される負荷増加量に
応じた余裕負荷電力に満たない場合には、余裕負荷電力
と電力貯蔵手段の出力可能電力との差分以上の電力が燃
料電池から電力貯蔵手段に充電されるように、燃料電池
の発電量が制御されると共に、電力貯蔵手段の温度が所
定値以上の場合には、燃料電池から電力貯蔵手段への充
電が制限されるようになっているので、電力貯蔵手段の
温度上昇を有効に抑制しながら、この電力貯蔵手段が低
温の状態のときに十分な電力を充電することができる。
したがって、この燃料電池システムでは、電力貯蔵手段
から負荷への電力供給を適切に行って、負荷の急増に適
切に対応することができる。
【００１６】また、本発明に係る燃料電池車両は、以上
のような燃料電池システムを用いているので、電力貯蔵
手段の温度上昇を有効に抑制しながら、この電力貯蔵手
段が低温の状態のときに十分な電力を充電することがで
き、急加速時等に電力貯蔵手段から車両駆動用モータへ
の電力供給を適切に行って、運転者に違和感を与えない
良好な運転特性を実現できる。
のような燃料電池システムを用いているので、電力貯蔵
手段の温度上昇を有効に抑制しながら、この電力貯蔵手
段が低温の状態のときに十分な電力を充電することがで
き、急加速時等に電力貯蔵手段から車両駆動用モータへ
の電力供給を適切に行って、運転者に違和感を与えない
良好な運転特性を実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、ここでは燃料電池車
両に搭載される燃料電池システムに本発明を適用した例
について具体的に説明するが、本発明は、燃料電池車両
に搭載される燃料電池システムに限らず、船舶等の他の
移動体に搭載される燃料電池システムや、据え置き型の
燃料電池システム等、負荷の急増分を電力貯蔵手段から
の電力で補う構成のあらゆる燃料電池システムに対して
有効に適用可能である。
て図面を参照して説明する。なお、ここでは燃料電池車
両に搭載される燃料電池システムに本発明を適用した例
について具体的に説明するが、本発明は、燃料電池車両
に搭載される燃料電池システムに限らず、船舶等の他の
移動体に搭載される燃料電池システムや、据え置き型の
燃料電池システム等、負荷の急増分を電力貯蔵手段から
の電力で補う構成のあらゆる燃料電池システムに対して
有効に適用可能である。
【００１８】本発明を適用した燃料電池システムの一構
成例を図１に示す。この図１に示す燃料電池システム１
は燃料電池車両に搭載されるものであり、燃料電池車両
の駆動輪を回転駆動する車両駆動用モータ（負荷）２の
電源として、燃料電池３及び二次バッテリ（電力貯蔵手
段）４を備えている。
成例を図１に示す。この図１に示す燃料電池システム１
は燃料電池車両に搭載されるものであり、燃料電池車両
の駆動輪を回転駆動する車両駆動用モータ（負荷）２の
電源として、燃料電池３及び二次バッテリ（電力貯蔵手
段）４を備えている。
【００１９】この燃料電池システム１において、燃料電
池３の発電量は、コントローラ５によって制御されるよ
うになっている。そして、燃料電池３で得られた電力
が、コンバータ６によって燃料電池３から取り出されて
車両駆動用モータ２に供給され、また、必要に応じて二
次バッテリ４に供給されることになる。
池３の発電量は、コントローラ５によって制御されるよ
うになっている。そして、燃料電池３で得られた電力
が、コンバータ６によって燃料電池３から取り出されて
車両駆動用モータ２に供給され、また、必要に応じて二
次バッテリ４に供給されることになる。
【００２０】二次バッテリ４は、コンバータ６によって
燃料電池３から取り出された電力が車両駆動用モータ２
で消費される電力よりも大きい場合は、その余剰分の電
力を充電し、逆に、コンバータ６によって燃料電池３か
ら取り出された電力が車両駆動用モータ２で消費される
電力よりも小さい場合は、その不足分の電力を放電す
る。
燃料電池３から取り出された電力が車両駆動用モータ２
で消費される電力よりも大きい場合は、その余剰分の電
力を充電し、逆に、コンバータ６によって燃料電池３か
ら取り出された電力が車両駆動用モータ２で消費される
電力よりも小さい場合は、その不足分の電力を放電す
る。
【００２１】この二次バッテリ４の温度は、温度センサ
（温度検出手段）７によって検出されるようになってい
る。この温度センサ７はコントローラ５に接続されてお
り、温度センサ７によって検出された二次バッテリ４の
温度に関する情報は、コントローラ５に供給される。
（温度検出手段）７によって検出されるようになってい
る。この温度センサ７はコントローラ５に接続されてお
り、温度センサ７によって検出された二次バッテリ４の
温度に関する情報は、コントローラ５に供給される。
【００２２】また、コントローラ５には、運転者による
アクセル操作量を検出するアクセルセンサ８や、燃料電
池車両の走行速度を検出する車速センサ９が接続されて
おり、これらアクセルセンサ８や車速センサ９からの情
報もコントローラ５に供給されるようになっている。
アクセル操作量を検出するアクセルセンサ８や、燃料電
池車両の走行速度を検出する車速センサ９が接続されて
おり、これらアクセルセンサ８や車速センサ９からの情
報もコントローラ５に供給されるようになっている。
【００２３】燃料電池３は、図２に示すように、発電単
位である多数のセルが積層された燃料電池スタック１１
を備え、この燃料電池スタック１１に、燃料となる水素
ガスを供給する水素ガス供給系と、酸化剤となる空気を
供給する空気供給系とが接続された構造となっている。
位である多数のセルが積層された燃料電池スタック１１
を備え、この燃料電池スタック１１に、燃料となる水素
ガスを供給する水素ガス供給系と、酸化剤となる空気を
供給する空気供給系とが接続された構造となっている。
【００２４】水素ガス供給系には、高圧水素ガスが充填
された燃料タンク１２が設けられている。そして、この
燃料タンク１２からの水素ガスが、圧力調整弁１３及び
エゼクタ１４を介して燃料電池スタック１１の水素極側
に供給されるようになっている。燃料電池スタック１１
に供給される水素ガスの流量及び圧力は、圧力センサ１
５によってモニタリングされ、その情報がコントローラ
５に供給される。そして、コントローラ５が、圧力セン
サ１５からの情報及び設定した目標発電量に基づいて圧
力調整弁１３の開度を制御することによって、燃料電池
スタック１１に供給される水素ガスの流量及び圧力が調
整されるようになっている。
された燃料タンク１２が設けられている。そして、この
燃料タンク１２からの水素ガスが、圧力調整弁１３及び
エゼクタ１４を介して燃料電池スタック１１の水素極側
に供給されるようになっている。燃料電池スタック１１
に供給される水素ガスの流量及び圧力は、圧力センサ１
５によってモニタリングされ、その情報がコントローラ
５に供給される。そして、コントローラ５が、圧力セン
サ１５からの情報及び設定した目標発電量に基づいて圧
力調整弁１３の開度を制御することによって、燃料電池
スタック１１に供給される水素ガスの流量及び圧力が調
整されるようになっている。
【００２５】また、燃料電池スタック１１での発電に使
用されずに燃料電池スタック１１から排出された水素ガ
スは、エゼクタ１４に還流されて燃料タンク１２からの
水素ガスと混合され、再度、燃料電池スタック１１に供
給されるようになっている。また、燃料電池スタック１
１の後段にはパージ弁１６が設けられており、コントロ
ーラ５による制御のもとでこのパージ弁１６が開放され
ることによって、燃料電池スタック１１内に滞留した水
分がパージされるようになっている。
用されずに燃料電池スタック１１から排出された水素ガ
スは、エゼクタ１４に還流されて燃料タンク１２からの
水素ガスと混合され、再度、燃料電池スタック１１に供
給されるようになっている。また、燃料電池スタック１
１の後段にはパージ弁１６が設けられており、コントロ
ーラ５による制御のもとでこのパージ弁１６が開放され
ることによって、燃料電池スタック１１内に滞留した水
分がパージされるようになっている。
【００２６】空気供給系には、燃料電池スタック１１の
前段に空気を圧縮するコンプレッサ１７が設けられ、燃
料電池スタック１１の後段に空気圧調整弁１８が設けら
れている。コンプレッサ１７は、コントローラ５によっ
て回転制御されるモータ１９により駆動され、このコン
プレッサ１７により圧縮された空気が、燃料電池スタッ
ク１１の空気極側に供給されるようになっている。燃料
電池スタック１１に供給される空気の流量及び圧力は、
圧力センサ２０によってモニタリングされ、その情報が
コントローラ５に供給される。そして、コントローラ５
が、圧力センサ２０からの情報及び設定した目標発電量
とに基づいてモータ１９の回転数及び空気圧調整弁１８
の開度を制御することによって、燃料電池スタック１１
に供給される空気の流量及び圧力が調整されるようにな
っている。
前段に空気を圧縮するコンプレッサ１７が設けられ、燃
料電池スタック１１の後段に空気圧調整弁１８が設けら
れている。コンプレッサ１７は、コントローラ５によっ
て回転制御されるモータ１９により駆動され、このコン
プレッサ１７により圧縮された空気が、燃料電池スタッ
ク１１の空気極側に供給されるようになっている。燃料
電池スタック１１に供給される空気の流量及び圧力は、
圧力センサ２０によってモニタリングされ、その情報が
コントローラ５に供給される。そして、コントローラ５
が、圧力センサ２０からの情報及び設定した目標発電量
とに基づいてモータ１９の回転数及び空気圧調整弁１８
の開度を制御することによって、燃料電池スタック１１
に供給される空気の流量及び圧力が調整されるようにな
っている。
【００２７】コントローラ５は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、ＣＰＵ周辺回路等を備え、これらがバスを介して接
続されたマイクロプロセッサ構成を有している。そし
て、このコントローラ５では、ＣＰＵがＲＡＭをワーク
エリアとして利用してＲＯＭに格納された制御プログラ
ムを実行することによって、図１に示したように、二次
バッテリ４を管理するための充電状態検出手段２１、出
力可能電力算出手段２２、充電可能電力算出手段２３の
各機能、及び、燃料電池３の発電量を制御するための発
電量設定手段２４、燃料・空気調整手段２５、電力供給
制御手段２６の各機能が実現されるようになっている。
Ｍ、ＣＰＵ周辺回路等を備え、これらがバスを介して接
続されたマイクロプロセッサ構成を有している。そし
て、このコントローラ５では、ＣＰＵがＲＡＭをワーク
エリアとして利用してＲＯＭに格納された制御プログラ
ムを実行することによって、図１に示したように、二次
バッテリ４を管理するための充電状態検出手段２１、出
力可能電力算出手段２２、充電可能電力算出手段２３の
各機能、及び、燃料電池３の発電量を制御するための発
電量設定手段２４、燃料・空気調整手段２５、電力供給
制御手段２６の各機能が実現されるようになっている。
【００２８】充電状態検出手段２１は、二次バッテリ４
の電流及び電圧をモニタリングして、モニタリングした
電流値及び電圧値を基に、二次バッテリ４の充電状態
（ＳＯＣ）を検出するものである。
の電流及び電圧をモニタリングして、モニタリングした
電流値及び電圧値を基に、二次バッテリ４の充電状態
（ＳＯＣ）を検出するものである。
【００２９】出力可能電力算出手段２２は、充電状態検
出手段２１によって検出された二次バッテリ４の充電状
態と、温度センサ７によって検出された二次バッテリ４
の温度とに基づいて、二次バッテリ４から出力できる電
力（出力可能電力）を算出するものである。また、充電
可能電力算出手段２３は、充電状態検出手段２１によっ
て検出された二次バッテリ４の充電状態と、温度センサ
７によって検出された二次バッテリ４の温度とに基づい
て、二次バッテリ４に対して充電できる電力（充電可能
電力）を算出するものである。
出手段２１によって検出された二次バッテリ４の充電状
態と、温度センサ７によって検出された二次バッテリ４
の温度とに基づいて、二次バッテリ４から出力できる電
力（出力可能電力）を算出するものである。また、充電
可能電力算出手段２３は、充電状態検出手段２１によっ
て検出された二次バッテリ４の充電状態と、温度センサ
７によって検出された二次バッテリ４の温度とに基づい
て、二次バッテリ４に対して充電できる電力（充電可能
電力）を算出するものである。
【００３０】二次バッテリ４の出力可能電力や充電可能
電力は、図３に示すように、二次バッテリ４の温度環境
に対する依存性を有しており、充電状態に変化がない場
合でも、二次バッテリ４の温度が高温になると、出力可
能電力や充電可能電力は低下する傾向にある。そこで、
出力可能電力算出部２２及び充電可能電力算出部２３
は、二次バッテリ４の充電状態と二次バッテリ４の温度
との双方を基にして、その温度環境下における二次バッ
テリ４の出力可能電力や充電可能電力を算出するように
している。
電力は、図３に示すように、二次バッテリ４の温度環境
に対する依存性を有しており、充電状態に変化がない場
合でも、二次バッテリ４の温度が高温になると、出力可
能電力や充電可能電力は低下する傾向にある。そこで、
出力可能電力算出部２２及び充電可能電力算出部２３
は、二次バッテリ４の充電状態と二次バッテリ４の温度
との双方を基にして、その温度環境下における二次バッ
テリ４の出力可能電力や充電可能電力を算出するように
している。
【００３１】発電量設定手段２４は、運転者による燃料
電池車両の運転操作に応じて車両駆動用モータ２に要求
される電力（要求負荷）と、補機で消費される電力（補
機消費量）と、二次バッテリ４への充電が要求される電
力（目標充電量）とをそれぞれ算出し、これら要求負荷
と補機消費量と目標充電量とを加算した値を、燃料電池
３に求める発電量（目標発電量）として設定するもので
ある。
電池車両の運転操作に応じて車両駆動用モータ２に要求
される電力（要求負荷）と、補機で消費される電力（補
機消費量）と、二次バッテリ４への充電が要求される電
力（目標充電量）とをそれぞれ算出し、これら要求負荷
と補機消費量と目標充電量とを加算した値を、燃料電池
３に求める発電量（目標発電量）として設定するもので
ある。
【００３２】要求負荷は、アクセルセンサ８からのアク
セル操作量に関する情報と、車速センサ９からの燃料電
池車両の走行速度に関する情報とから算出される。ま
た、補機消費量は、コンプレッサ１７を駆動するモータ
１９等の補機の使用状態を基に算出される。また、目標
充電量は、余裕負荷電力から、出力可能電力算出手段２
２によって算出された二次バッテリ４の出力可能電力を
減算することで算出される。
セル操作量に関する情報と、車速センサ９からの燃料電
池車両の走行速度に関する情報とから算出される。ま
た、補機消費量は、コンプレッサ１７を駆動するモータ
１９等の補機の使用状態を基に算出される。また、目標
充電量は、余裕負荷電力から、出力可能電力算出手段２
２によって算出された二次バッテリ４の出力可能電力を
減算することで算出される。
【００３３】ここで、余裕負荷電力とは、予測される車
両駆動用モータ２の負荷増加量に対する燃料電池３の発
電応答速度の遅延分を補償するための電力である。すな
わち、図４（ａ）に示すように、車両駆動用モータ２に
要求される要求負荷が増加して、これに合わせて燃料電
池３の発電量を増加させたとき、燃料電池３の発電に時
間的な遅れが生じることから、燃料電池３の発電量から
補機で消費される電力を除いた燃料電池３の正味出力で
は、要求負荷を満足できない不足分（図中ハッチングで
示した部分）が生じることになる。そこで、燃料電池シ
ステム１では、この不足分を補償する電力を余裕負荷電
力として設定し、要求負荷急増時には、この余裕負荷電
力に相当する電力を二次バッテリ４から車両駆動用モー
タ２に供給できるようにしている。なお、要求負荷に対
する燃料電池３の正味出力の不足分は、図４（ｂ）に示
すように、負荷増加からの経過時間や負荷増加量に応じ
て変化することになるが、ここでは予測される最大の負
荷増加量に対する燃料電池３の発電応答速度の遅延分を
補償し得る値を余裕負荷電力として設定するようにして
いる。
両駆動用モータ２の負荷増加量に対する燃料電池３の発
電応答速度の遅延分を補償するための電力である。すな
わち、図４（ａ）に示すように、車両駆動用モータ２に
要求される要求負荷が増加して、これに合わせて燃料電
池３の発電量を増加させたとき、燃料電池３の発電に時
間的な遅れが生じることから、燃料電池３の発電量から
補機で消費される電力を除いた燃料電池３の正味出力で
は、要求負荷を満足できない不足分（図中ハッチングで
示した部分）が生じることになる。そこで、燃料電池シ
ステム１では、この不足分を補償する電力を余裕負荷電
力として設定し、要求負荷急増時には、この余裕負荷電
力に相当する電力を二次バッテリ４から車両駆動用モー
タ２に供給できるようにしている。なお、要求負荷に対
する燃料電池３の正味出力の不足分は、図４（ｂ）に示
すように、負荷増加からの経過時間や負荷増加量に応じ
て変化することになるが、ここでは予測される最大の負
荷増加量に対する燃料電池３の発電応答速度の遅延分を
補償し得る値を余裕負荷電力として設定するようにして
いる。
【００３４】要求負荷急増時に不足分の電力を二次バッ
テリ４から車両駆動用モータ２に供給するには、二次バ
ッテリ４の出力可能電力が余裕負荷電力以上となってい
る必要がある。そこで、コントローラ５の発電量設定手
段２４は、出力可能電力算出手段２２によって算出され
た二次バッテリ４の出力可能電力と、設定した余裕負荷
電力とを比較して、二次バッテリ４の出力可能電力が余
裕負荷電力に満たない場合には、その差分に相当する電
力を目標充電量とし、要求負荷と補機消費量とにこの目
標充電量を加算した値を、燃料電池３に求める目標発電
量として設定するようになっている。但し、二次バッテ
リ４の出力可能電力が余裕負荷電力に満たない場合で、
その差分に相当する電力が充電可能電力算出手段２３に
より算出された二次バッテリ４の充電可能電力を超える
場合には、充電可能電力を超える電力を充電することは
できないので、二次バッテリ４の充電可能電力が目標充
電量に設定されることになる。
テリ４から車両駆動用モータ２に供給するには、二次バ
ッテリ４の出力可能電力が余裕負荷電力以上となってい
る必要がある。そこで、コントローラ５の発電量設定手
段２４は、出力可能電力算出手段２２によって算出され
た二次バッテリ４の出力可能電力と、設定した余裕負荷
電力とを比較して、二次バッテリ４の出力可能電力が余
裕負荷電力に満たない場合には、その差分に相当する電
力を目標充電量とし、要求負荷と補機消費量とにこの目
標充電量を加算した値を、燃料電池３に求める目標発電
量として設定するようになっている。但し、二次バッテ
リ４の出力可能電力が余裕負荷電力に満たない場合で、
その差分に相当する電力が充電可能電力算出手段２３に
より算出された二次バッテリ４の充電可能電力を超える
場合には、充電可能電力を超える電力を充電することは
できないので、二次バッテリ４の充電可能電力が目標充
電量に設定されることになる。
【００３５】ところで、二次バッテリ４の出力可能電力
は、上述したように温度依存性を有しており、二次バッ
テリ４の温度が高温になると出力可能電力が低下するこ
とになる。このような場合に、上述した余裕負荷電力に
相当する電力を確保させるために二次バッテリ４への充
電を行うと、二次バッテリ４の温度が更に上昇して、二
次バッテリ４の充電状態が高められているにも拘わらず
所望の出力可能電力が得られないといった不都合が生じ
ることになる。
は、上述したように温度依存性を有しており、二次バッ
テリ４の温度が高温になると出力可能電力が低下するこ
とになる。このような場合に、上述した余裕負荷電力に
相当する電力を確保させるために二次バッテリ４への充
電を行うと、二次バッテリ４の温度が更に上昇して、二
次バッテリ４の充電状態が高められているにも拘わらず
所望の出力可能電力が得られないといった不都合が生じ
ることになる。
【００３６】そこで、本発明を適用した燃料電池システ
ム１では、コントローラ５の発電量設定手段２４が、温
度センサ７によって検出された二次バッテリ４の温度と
所定の閾値とを比較し、二次バッテリ４の温度が所定の
閾値以上になっている場合には、上述した余裕負荷電力
を二次バッテリ４の出力可能電力以下に変更するように
している。このように、余裕負荷電力を二次バッテリ４
の出力可能電力以下に変更した場合には、目標充電量＝
０になるので、燃料電池３に求める目標発電量は、要求
負荷に補機消費量を加算した値に設定されることにな
る。その結果、二次バッテリ４への充電が制限されるこ
とになり、二次バッテリ４の温度を効果的に低下させる
ことが可能となる。なお、二次バッテリ４への充電を制
限するかどうかの判断基準となる閾値は、二次バッテリ
４の容量や特性、燃料電池システム１全体の構成等に応
じて最適な値に設定すればよい。
ム１では、コントローラ５の発電量設定手段２４が、温
度センサ７によって検出された二次バッテリ４の温度と
所定の閾値とを比較し、二次バッテリ４の温度が所定の
閾値以上になっている場合には、上述した余裕負荷電力
を二次バッテリ４の出力可能電力以下に変更するように
している。このように、余裕負荷電力を二次バッテリ４
の出力可能電力以下に変更した場合には、目標充電量＝
０になるので、燃料電池３に求める目標発電量は、要求
負荷に補機消費量を加算した値に設定されることにな
る。その結果、二次バッテリ４への充電が制限されるこ
とになり、二次バッテリ４の温度を効果的に低下させる
ことが可能となる。なお、二次バッテリ４への充電を制
限するかどうかの判断基準となる閾値は、二次バッテリ
４の容量や特性、燃料電池システム１全体の構成等に応
じて最適な値に設定すればよい。
【００３７】燃料・空気調整手段２５は、発電量設定手
段２４によって設定された目標発電量が燃料電池３から
得られるように、燃料電池３の圧力調整弁１３の開度を
制御して、燃料電池スタック１１に供給される水素ガス
の流量及び圧力を調整すると共に、空気圧調整弁１８の
開度及びモータ１９の回転数を制御して、燃料電池スタ
ック１１に供給される空気の流量及び圧力を調整するも
のである。
段２４によって設定された目標発電量が燃料電池３から
得られるように、燃料電池３の圧力調整弁１３の開度を
制御して、燃料電池スタック１１に供給される水素ガス
の流量及び圧力を調整すると共に、空気圧調整弁１８の
開度及びモータ１９の回転数を制御して、燃料電池スタ
ック１１に供給される空気の流量及び圧力を調整するも
のである。
【００３８】電力供給制御手段２６は、燃料電池３から
所定の電力を取り出すための電力指令をコンバータ６に
供給して、燃料電池３からの電力の取得を制御すると共
に、燃料電池３から取得された電力の車両駆動用モータ
２及び二次バッテリ４への分配を制御するものである。
すなわち、この電力供給制御手段２６による制御のもと
でコンバータ６が動作されることで、上述した目標発電
量に相当する電力が燃料電池３から取り出され、要求負
荷に相当する電力が車両駆動用モータ２に供給されると
共に、目標充電量に相当する電力が二次バッテリ４に供
給されるようになっている。
所定の電力を取り出すための電力指令をコンバータ６に
供給して、燃料電池３からの電力の取得を制御すると共
に、燃料電池３から取得された電力の車両駆動用モータ
２及び二次バッテリ４への分配を制御するものである。
すなわち、この電力供給制御手段２６による制御のもと
でコンバータ６が動作されることで、上述した目標発電
量に相当する電力が燃料電池３から取り出され、要求負
荷に相当する電力が車両駆動用モータ２に供給されると
共に、目標充電量に相当する電力が二次バッテリ４に供
給されるようになっている。
【００３９】ところで、この燃料電池システム１では、
上述したように、二次バッテリ４の出力可能電力が余裕
負荷電力に満たない場合で、その差分に相当する電力が
充電可能電力算出手段２３により算出された二次バッテ
リ４の充電可能電力を超える場合には、二次バッテリ４
の充電可能電力が目標充電量に設定されるようになって
いる。このため、二次バッテリ４への充電が行われて
も、二次バッテリ４の出力可能電力を余裕負荷電力に相
当する電力にまで高めることができず、燃料電池車両の
急加速時等の負荷急増時に、二次バッテリ４から十分な
電力を得ることができない場合がある。
上述したように、二次バッテリ４の出力可能電力が余裕
負荷電力に満たない場合で、その差分に相当する電力が
充電可能電力算出手段２３により算出された二次バッテ
リ４の充電可能電力を超える場合には、二次バッテリ４
の充電可能電力が目標充電量に設定されるようになって
いる。このため、二次バッテリ４への充電が行われて
も、二次バッテリ４の出力可能電力を余裕負荷電力に相
当する電力にまで高めることができず、燃料電池車両の
急加速時等の負荷急増時に、二次バッテリ４から十分な
電力を得ることができない場合がある。
【００４０】そこで、本発明を適用した燃料電池システ
ム１では、余裕負荷電力と二次バッテリ４の出力可能電
力との差分が二次バッテリ４の充電可能電力を超える場
合であって、二次バッテリ４の充電可能電力を目標充電
量として設定した場合には、余裕負荷電力と二次バッテ
リ４の出力可能電力との差分に対する二次バッテリ４の
充電可能電力の不足分を目標ＦＣ余裕電力として設定
し、負荷急増時には、上述した目標発電量にこの目標Ｆ
Ｃ余裕電力を上乗せした電力が燃料電池３から瞬時に取
り出せるように、燃料電池スタック１１に供給する水素
ガスと空気の流量及び圧力を調整するようにしている。
ム１では、余裕負荷電力と二次バッテリ４の出力可能電
力との差分が二次バッテリ４の充電可能電力を超える場
合であって、二次バッテリ４の充電可能電力を目標充電
量として設定した場合には、余裕負荷電力と二次バッテ
リ４の出力可能電力との差分に対する二次バッテリ４の
充電可能電力の不足分を目標ＦＣ余裕電力として設定
し、負荷急増時には、上述した目標発電量にこの目標Ｆ
Ｃ余裕電力を上乗せした電力が燃料電池３から瞬時に取
り出せるように、燃料電池スタック１１に供給する水素
ガスと空気の流量及び圧力を調整するようにしている。
【００４１】具体的に説明すると、目標ＦＣ余裕電力が
設定されていない場合（目標ＦＣ余裕電力＝０の場合）
には、燃料電池スタック１１に供給する水素ガスと空気
の流量及び圧力が、目標発電量を得るのに最低限必要な
流量及び圧力となるように、コントローラ５の燃料・空
気調整手段２５が、圧力調整弁１３の開度や空気圧調整
弁１８の開度、モータ１９の回転数をそれぞれ制御す
る。そして、目標ＦＣ余裕電力が所定の値に設定された
場合には、図５に示すように、燃料電池スタック１１に
供給する水素ガスと空気の流量及び圧力が、目標発電量
に目標ＦＣ余裕電力を上乗せした電力を得るのに必要な
流量及び圧力となるように、圧力調整弁１３の開度や空
気圧調整弁１８の開度、モータ１９の回転数をそれぞれ
制御する。
設定されていない場合（目標ＦＣ余裕電力＝０の場合）
には、燃料電池スタック１１に供給する水素ガスと空気
の流量及び圧力が、目標発電量を得るのに最低限必要な
流量及び圧力となるように、コントローラ５の燃料・空
気調整手段２５が、圧力調整弁１３の開度や空気圧調整
弁１８の開度、モータ１９の回転数をそれぞれ制御す
る。そして、目標ＦＣ余裕電力が所定の値に設定された
場合には、図５に示すように、燃料電池スタック１１に
供給する水素ガスと空気の流量及び圧力が、目標発電量
に目標ＦＣ余裕電力を上乗せした電力を得るのに必要な
流量及び圧力となるように、圧力調整弁１３の開度や空
気圧調整弁１８の開度、モータ１９の回転数をそれぞれ
制御する。
【００４２】燃料電池スタック１１に供給する水素ガス
と空気の流量及び圧力が、目標発電量に目標ＦＣ余裕電
力を上乗せした電力を得るのに必要な流量及び圧力に設
定されている場合であっても、負荷急増時以外において
は、電力供給制御手段２６によってコンバータ６の動作
が制御されて、燃料電池３からは目標発電量に相当する
電力が取り出される。そして、燃料電池車両の急加速時
等の負荷急増時で、二次バッテリ４から十分な電力を得
ることができない場合には、電力供給制御手段２６によ
る制御のもとで、目標発電量に目標ＦＣ余裕電力を上乗
せした電力が燃料電池３から瞬時に取り出されるように
なっている。
と空気の流量及び圧力が、目標発電量に目標ＦＣ余裕電
力を上乗せした電力を得るのに必要な流量及び圧力に設
定されている場合であっても、負荷急増時以外において
は、電力供給制御手段２６によってコンバータ６の動作
が制御されて、燃料電池３からは目標発電量に相当する
電力が取り出される。そして、燃料電池車両の急加速時
等の負荷急増時で、二次バッテリ４から十分な電力を得
ることができない場合には、電力供給制御手段２６によ
る制御のもとで、目標発電量に目標ＦＣ余裕電力を上乗
せした電力が燃料電池３から瞬時に取り出されるように
なっている。
【００４３】ここで、以上のような燃料電池システム１
の動作について、コントローラ５により実行される処理
の流れに着目して、図６及び図７のフローチャートを参
照しながら説明する。
の動作について、コントローラ５により実行される処理
の流れに着目して、図６及び図７のフローチャートを参
照しながら説明する。
【００４４】まず、燃料電池システム１の動作が開始さ
れると、図６のステップＳ１において、温度センサ７に
よって二次バッテリ４の温度が検出される。そして、二
次バッテリ４の温度に関する情報がコントローラ５に供
給される。
れると、図６のステップＳ１において、温度センサ７に
よって二次バッテリ４の温度が検出される。そして、二
次バッテリ４の温度に関する情報がコントローラ５に供
給される。
【００４５】次に、ステップＳ２において、コントロー
ラ５の充電状態検出手段２１が、二次バッテリ４の電流
及び電圧を基に、二次バッテリ４の充電状態（ＳＯＣ）
を検出する。
ラ５の充電状態検出手段２１が、二次バッテリ４の電流
及び電圧を基に、二次バッテリ４の充電状態（ＳＯＣ）
を検出する。
【００４６】次に、ステップＳ３において、コントロー
ラ５の出力可能電力算出手段２２が、充電状態検出手段
２１によって検出された二次バッテリ４の充電状態と、
温度センサ７によって検出された二次バッテリ４の温度
とに基づいて、二次バッテリ４の出力可能電力を算出す
る。また、コントローラ５の充電可能電力算出手段２３
が、充電状態検出手段２１によって検出された二次バッ
テリ４の充電状態と、温度センサ７によって検出された
二次バッテリ４の温度とに基づいて、二次バッテリ４の
充電可能電力を算出する。
ラ５の出力可能電力算出手段２２が、充電状態検出手段
２１によって検出された二次バッテリ４の充電状態と、
温度センサ７によって検出された二次バッテリ４の温度
とに基づいて、二次バッテリ４の出力可能電力を算出す
る。また、コントローラ５の充電可能電力算出手段２３
が、充電状態検出手段２１によって検出された二次バッ
テリ４の充電状態と、温度センサ７によって検出された
二次バッテリ４の温度とに基づいて、二次バッテリ４の
充電可能電力を算出する。
【００４７】次に、ステップＳ４において、コントロー
ラ５の発電量設定手段２４が、予め設定された余裕負荷
電力を読み出す。この余裕負荷電力は、上述したよう
に、予測される最大の負荷増加量に対する燃料電池３の
発電応答速度の遅延分を補償し得る値に設定されてい
る。
ラ５の発電量設定手段２４が、予め設定された余裕負荷
電力を読み出す。この余裕負荷電力は、上述したよう
に、予測される最大の負荷増加量に対する燃料電池３の
発電応答速度の遅延分を補償し得る値に設定されてい
る。
【００４８】次に、ステップＳ５において、発電量設定
手段２４が、温度センサ７によって検出された二次バッ
テリ４の温度が所定の閾値以上となっているかどうかを
判断する。そして、二次バッテリ４の温度が所定の閾値
以上となっていると判断した場合には、ステップＳ６に
おいて、余裕負荷電力を二次バッテリ４の出力可能電力
以下に変更する。一方、二次バッテリ４の温度が所定の
閾値に満たないと判断した場合には、ステップＳ６の処
理は行われず、余裕負荷電力が予め設定された値、すな
わち、予測される最大の負荷増加量に対する燃料電池３
の発電応答速度の遅延分を補償し得る値に維持される。
手段２４が、温度センサ７によって検出された二次バッ
テリ４の温度が所定の閾値以上となっているかどうかを
判断する。そして、二次バッテリ４の温度が所定の閾値
以上となっていると判断した場合には、ステップＳ６に
おいて、余裕負荷電力を二次バッテリ４の出力可能電力
以下に変更する。一方、二次バッテリ４の温度が所定の
閾値に満たないと判断した場合には、ステップＳ６の処
理は行われず、余裕負荷電力が予め設定された値、すな
わち、予測される最大の負荷増加量に対する燃料電池３
の発電応答速度の遅延分を補償し得る値に維持される。
【００４９】次に、ステップＳ７において、アクセルセ
ンサ８によって燃料電池車両の運転者によるアクセル操
作量が検出されると共に、車速センサ９によって燃料電
池車両の走行速度が検出され、これらの情報がコントロ
ーラ５に供給される。
ンサ８によって燃料電池車両の運転者によるアクセル操
作量が検出されると共に、車速センサ９によって燃料電
池車両の走行速度が検出され、これらの情報がコントロ
ーラ５に供給される。
【００５０】次に、ステップＳ８において、コントロー
ラ５の発電量設定手段２４が、アクセルセンサ８からの
アクセル操作量に関する情報と、車速センサ９からの燃
料電池車両の走行速度に関する情報とに基づいて、車両
駆動用モータ２に要求される電力（要求負荷）を算出す
る。
ラ５の発電量設定手段２４が、アクセルセンサ８からの
アクセル操作量に関する情報と、車速センサ９からの燃
料電池車両の走行速度に関する情報とに基づいて、車両
駆動用モータ２に要求される電力（要求負荷）を算出す
る。
【００５１】次に、ステップＳ９において、発電量設定
手段２４が、コンプレッサ１７を駆動するモータ１９等
の補機の使用状態に基づいて、補機で消費される電力
（補機消費量）を算出する。
手段２４が、コンプレッサ１７を駆動するモータ１９等
の補機の使用状態に基づいて、補機で消費される電力
（補機消費量）を算出する。
【００５２】次に、図７のステップＳ１０において、発
電量設定手段２４が、出力可能電力算出手段２２によっ
て算出された二次バッテリ４の出力可能電力と、ステッ
プＳ４で読み出した余裕負荷電力とを比較して、余裕負
荷電力が二次バッテリ４の出力可能電力以下であるかど
うかを判断する。そして、余裕負荷電力が二次バッテリ
４の出力可能電力以下であると判断した場合、すなわ
ち、二次バッテリ４から余裕負荷電力を超える電力が得
られると判断した場合には、ステップＳ１１において、
二次バッテリ４への充電が要求される電力（目標充電
量）をゼロに設定する。
電量設定手段２４が、出力可能電力算出手段２２によっ
て算出された二次バッテリ４の出力可能電力と、ステッ
プＳ４で読み出した余裕負荷電力とを比較して、余裕負
荷電力が二次バッテリ４の出力可能電力以下であるかど
うかを判断する。そして、余裕負荷電力が二次バッテリ
４の出力可能電力以下であると判断した場合、すなわ
ち、二次バッテリ４から余裕負荷電力を超える電力が得
られると判断した場合には、ステップＳ１１において、
二次バッテリ４への充電が要求される電力（目標充電
量）をゼロに設定する。
【００５３】目標充電量をゼロに設定すると、次に、ス
テップＳ１２において、発電量設定手段２４が、ステッ
プＳ８で算出した要求負荷にステップＳ９で算出した補
機消費量を加算して、得られた値を燃料電池３に求める
発電量（目標発電量）として設定する。また、この場合
には、余裕負荷電力を超える電力が二次バッテリ４から
得られるので、発電量設定手段２４は、ステップＳ１３
において、二次バッテリ４からの電力を補うための目標
ＦＣ余裕電力をゼロに設定する。
テップＳ１２において、発電量設定手段２４が、ステッ
プＳ８で算出した要求負荷にステップＳ９で算出した補
機消費量を加算して、得られた値を燃料電池３に求める
発電量（目標発電量）として設定する。また、この場合
には、余裕負荷電力を超える電力が二次バッテリ４から
得られるので、発電量設定手段２４は、ステップＳ１３
において、二次バッテリ４からの電力を補うための目標
ＦＣ余裕電力をゼロに設定する。
【００５４】一方、ステップＳ１０において、余裕負荷
電力が二次バッテリ４の出力可能電力を超えると判断し
た場合、すなわち、二次バッテリ４から余裕負荷電力に
相当する電力が得られないと判断した場合には、発電量
設定手段２４は、次に、ステップＳ１４において、余裕
負荷電力と二次バッテリ４の出力可能電力との差分を二
次バッテリ４への充電不足分として算出する。
電力が二次バッテリ４の出力可能電力を超えると判断し
た場合、すなわち、二次バッテリ４から余裕負荷電力に
相当する電力が得られないと判断した場合には、発電量
設定手段２４は、次に、ステップＳ１４において、余裕
負荷電力と二次バッテリ４の出力可能電力との差分を二
次バッテリ４への充電不足分として算出する。
【００５５】二次バッテリ４への充電不足分を算出する
と、発電量設定手段２４は、次にステップＳ１５におい
て、この二次バッテリ４への充電不足分と、充電可能電
力算出手段２３によって算出された二次バッテリ４の充
電可能電力とを比較して、二次バッテリ４への充電不足
分が二次バッテリ４の充電可能電力以下であるかどうか
を判断する。そして、二次バッテリ４への充電不足分が
二次バッテリ４の充電可能電力以下であると判断した場
合には、ステップＳ１６において、二次バッテリ４への
充電不足分を目標充電量として設定する。
と、発電量設定手段２４は、次にステップＳ１５におい
て、この二次バッテリ４への充電不足分と、充電可能電
力算出手段２３によって算出された二次バッテリ４の充
電可能電力とを比較して、二次バッテリ４への充電不足
分が二次バッテリ４の充電可能電力以下であるかどうか
を判断する。そして、二次バッテリ４への充電不足分が
二次バッテリ４の充電可能電力以下であると判断した場
合には、ステップＳ１６において、二次バッテリ４への
充電不足分を目標充電量として設定する。
【００５６】二次バッテリ４への充電不足分を目標充電
量に設定すると、次に、ステップＳ１７において、発電
量設定手段２４が、この目標充電量にステップＳ８で算
出した要求負荷とステップＳ９で算出した補機消費量と
を加算して、得られた値を目標発電量として設定する。
また、この場合には、余裕負荷電力を超える電力が二次
バッテリ４に充電されることになるので、発電量設定手
段２４は、ステップＳ１８において、目標ＦＣ余裕電力
をゼロに設定する。
量に設定すると、次に、ステップＳ１７において、発電
量設定手段２４が、この目標充電量にステップＳ８で算
出した要求負荷とステップＳ９で算出した補機消費量と
を加算して、得られた値を目標発電量として設定する。
また、この場合には、余裕負荷電力を超える電力が二次
バッテリ４に充電されることになるので、発電量設定手
段２４は、ステップＳ１８において、目標ＦＣ余裕電力
をゼロに設定する。
【００５７】一方、ステップＳ１５において、二次バッ
テリ４への充電不足分が二次バッテリ４の充電可能電力
を超えると判断した場合には、発電量設定手段２４は、
次に、ステップＳ１９において、充電可能電力算出手段
２３によって算出された二次バッテリ４の充電可能電力
を目標充電量として設定する。
テリ４への充電不足分が二次バッテリ４の充電可能電力
を超えると判断した場合には、発電量設定手段２４は、
次に、ステップＳ１９において、充電可能電力算出手段
２３によって算出された二次バッテリ４の充電可能電力
を目標充電量として設定する。
【００５８】二次バッテリ４の充電可能電力を目標充電
量として設定すると、次に、ステップＳ２０において、
発電量設定手段２４が、この目標充電量にステップＳ８
で算出した要求負荷とステップＳ９で算出した補機消費
量とを加算して、得られた値を目標発電量として設定す
る。この場合には、余裕負荷電力に相当する電力が二次
バッテリ４に充電されず、負荷急増時に二次バッテリ４
からは十分な電力が得られないので、発電量設定手段２
４は、ステップＳ２１において、二次バッテリ４への充
電不足分と二次バッテリ４の充電可能電力との差分を目
標ＦＣ余裕電力として設定する。
量として設定すると、次に、ステップＳ２０において、
発電量設定手段２４が、この目標充電量にステップＳ８
で算出した要求負荷とステップＳ９で算出した補機消費
量とを加算して、得られた値を目標発電量として設定す
る。この場合には、余裕負荷電力に相当する電力が二次
バッテリ４に充電されず、負荷急増時に二次バッテリ４
からは十分な電力が得られないので、発電量設定手段２
４は、ステップＳ２１において、二次バッテリ４への充
電不足分と二次バッテリ４の充電可能電力との差分を目
標ＦＣ余裕電力として設定する。
【００５９】以上のようにして目標発電量及び目標ＦＣ
余裕電力がそれぞれ設定されると、次に、ステップＳ２
２において、コントローラ５の燃料・空気調整手段２５
が、設定された目標発電量に目標ＦＣ余裕電力を上乗せ
した電力を燃料電池３から得るために必要な水素ガスと
空気の流量及び圧力を算出し、この算出した流量及び圧
力が得られるように、燃料電池３の圧力調整弁１３の開
度や空気圧調整弁１８の開度、モータ１９の回転数をそ
れぞれ制御する。
余裕電力がそれぞれ設定されると、次に、ステップＳ２
２において、コントローラ５の燃料・空気調整手段２５
が、設定された目標発電量に目標ＦＣ余裕電力を上乗せ
した電力を燃料電池３から得るために必要な水素ガスと
空気の流量及び圧力を算出し、この算出した流量及び圧
力が得られるように、燃料電池３の圧力調整弁１３の開
度や空気圧調整弁１８の開度、モータ１９の回転数をそ
れぞれ制御する。
【００６０】これにより、目標発電量に相当する電力が
コンバータ６によって燃料電池３から取り出され、コン
トローラ５の電力供給制御手段２６による制御のもと
で、燃料電池３から取り出された電力のうちで、要求負
荷に相当する電力が車両駆動用モータ２に供給され、ま
た、目標充電量に相当する電力が二次バッテリ４に供給
されて二次バッテリ４に充電されることになる。
コンバータ６によって燃料電池３から取り出され、コン
トローラ５の電力供給制御手段２６による制御のもと
で、燃料電池３から取り出された電力のうちで、要求負
荷に相当する電力が車両駆動用モータ２に供給され、ま
た、目標充電量に相当する電力が二次バッテリ４に供給
されて二次バッテリ４に充電されることになる。
【００６１】以上のような燃料電池システム１におい
て、二次バッテリ４の充電状態と二次バッテリ４の温度
とによって区別される各条件毎に、余裕負荷電力を如何
に確保するかを図８に概略的に示す。
て、二次バッテリ４の充電状態と二次バッテリ４の温度
とによって区別される各条件毎に、余裕負荷電力を如何
に確保するかを図８に概略的に示す。
【００６２】この図８に示すように、燃料電池システム
１では、二次バッテリ４の温度が所定の閾値未満であっ
て、二次バッテリ４の出力可能電力が余裕負荷電力以上
となっている場合には、二次バッテリ４からの電力で余
裕負荷電力が確保されるので、燃料電池３の目標発電量
は、要求負荷に補機消費量を加算した値に設定される。
１では、二次バッテリ４の温度が所定の閾値未満であっ
て、二次バッテリ４の出力可能電力が余裕負荷電力以上
となっている場合には、二次バッテリ４からの電力で余
裕負荷電力が確保されるので、燃料電池３の目標発電量
は、要求負荷に補機消費量を加算した値に設定される。
【００６３】また、二次バッテリ４の温度が所定の閾値
未満であって、二次バッテリ４の出力可能電力が余裕負
荷電力に不足しており、その不足分が二次バッテリ４の
充電可能電力以下の場合には、余裕負荷電力に対する二
次バッテリ４の出力可能電力の不足分を二次バッテリ４
に充電することができるので、その不足分が目標充電量
として設定され、燃料電池３の目標発電量が、要求負荷
に補機消費量及び目標充電量を加算した値に設定され
る。
未満であって、二次バッテリ４の出力可能電力が余裕負
荷電力に不足しており、その不足分が二次バッテリ４の
充電可能電力以下の場合には、余裕負荷電力に対する二
次バッテリ４の出力可能電力の不足分を二次バッテリ４
に充電することができるので、その不足分が目標充電量
として設定され、燃料電池３の目標発電量が、要求負荷
に補機消費量及び目標充電量を加算した値に設定され
る。
【００６４】また、二次バッテリ４の温度が所定の閾値
未満であって、二次バッテリ４の出力可能電力が余裕負
荷電力に不足しており、その不足分が二次バッテリ４の
充電可能電力を超える場合には、余裕負荷電力に対する
二次バッテリ４の出力可能電力の不足分全てを二次バッ
テリ４に充電することができないので、目標充電量は二
次バッテリ４の充電可能電力に設定され、燃料電池３の
目標発電量が、要求負荷に補機消費量及び目標充電量
（二次バッテリ４の充電可能電力）を加算した値に設定
される。そして、余裕負荷電力に対する二次バッテリ４
の出力可能電力の不足分と目標発電量（二次バッテリ４
の充電可能電力）との差分が、目標ＦＣ余裕電力に設定
される。
未満であって、二次バッテリ４の出力可能電力が余裕負
荷電力に不足しており、その不足分が二次バッテリ４の
充電可能電力を超える場合には、余裕負荷電力に対する
二次バッテリ４の出力可能電力の不足分全てを二次バッ
テリ４に充電することができないので、目標充電量は二
次バッテリ４の充電可能電力に設定され、燃料電池３の
目標発電量が、要求負荷に補機消費量及び目標充電量
（二次バッテリ４の充電可能電力）を加算した値に設定
される。そして、余裕負荷電力に対する二次バッテリ４
の出力可能電力の不足分と目標発電量（二次バッテリ４
の充電可能電力）との差分が、目標ＦＣ余裕電力に設定
される。
【００６５】また、二次バッテリ４の温度が所定の閾値
以上の場合には、余裕負荷電力が二次バッテリ４の出力
可能電力以下に変更される。これにより、変更された余
裕負荷電力は二次バッテリ４からの電力で確保されるこ
とになるので、燃料電池３の目標発電量は、要求負荷に
補機消費量を加算した値に設定され、二次バッテリ４へ
の充電が制限される。
以上の場合には、余裕負荷電力が二次バッテリ４の出力
可能電力以下に変更される。これにより、変更された余
裕負荷電力は二次バッテリ４からの電力で確保されるこ
とになるので、燃料電池３の目標発電量は、要求負荷に
補機消費量を加算した値に設定され、二次バッテリ４へ
の充電が制限される。
【００６６】以上説明したように、本発明を適用した燃
料電池システム１では、二次バッテリ４の温度が所定の
閾値未満の場合で二次バッテリ４の出力可能電力が余裕
負荷電力に不足している場合には、その不足分の電力を
二次バッテリ４に充電し、或いは目標ＦＣ余裕電力を設
定することで、余裕負荷電力を確保するようにしてい
る。そして、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以上と
なった場合には、余裕負荷電力を二次バッテリ４の出力
可能電力以下に変更することで、二次バッテリ４への充
電を制限するようにしている。
料電池システム１では、二次バッテリ４の温度が所定の
閾値未満の場合で二次バッテリ４の出力可能電力が余裕
負荷電力に不足している場合には、その不足分の電力を
二次バッテリ４に充電し、或いは目標ＦＣ余裕電力を設
定することで、余裕負荷電力を確保するようにしてい
る。そして、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以上と
なった場合には、余裕負荷電力を二次バッテリ４の出力
可能電力以下に変更することで、二次バッテリ４への充
電を制限するようにしている。
【００６７】したがって、この燃料電池システム１で
は、余裕負荷電力を効率的に確保しながら、二次バッテ
リ４の温度が上昇した場合にはその温度を効果的に低下
させて、二次バッテリ４が高温となることに起因して生
じる出力可能電力の低下を有効に抑制することができ
る。
は、余裕負荷電力を効率的に確保しながら、二次バッテ
リ４の温度が上昇した場合にはその温度を効果的に低下
させて、二次バッテリ４が高温となることに起因して生
じる出力可能電力の低下を有効に抑制することができ
る。
【００６８】ここで、本発明を適用した燃料電池システ
ム１における二次バッテリ４の温度と二次バッテリ４の
充電状態及び燃料電池３の発電量との関係を、従来の燃
料電池システムと対比させながら、図９及び図１０を参
照して説明する。なお、図９は従来の燃料電池システム
の動作状態を示したものであり、図１０は本発明を適用
した燃料電池システム１の動作状態を示したものであ
る。
ム１における二次バッテリ４の温度と二次バッテリ４の
充電状態及び燃料電池３の発電量との関係を、従来の燃
料電池システムと対比させながら、図９及び図１０を参
照して説明する。なお、図９は従来の燃料電池システム
の動作状態を示したものであり、図１０は本発明を適用
した燃料電池システム１の動作状態を示したものであ
る。
【００６９】図９に示すように、従来の燃料電池システ
ムでは、二次バッテリの出力可能電力が低下して余裕負
荷電力が確保できなくなると、燃料電池の発電量を多く
して、出力可能電力の不足分を二次バッテリに充電する
ようにしている。このため、二次バッテリの温度が更に
上昇して、二次バッテリの出力可能電力及び充電可能電
力が更に低下することになる。そして、二次バッテリの
充電可能電力が、余裕負荷電力に対する出力可能電力の
不足分を下回ると、二次バッテリへの充電電力量が減り
始める。二次バッテリへの充電電力量が減少した結果、
二次バッテリの温度が低下すると、二次バッテリの充電
可能電力が上昇して、二次バッテリへの充電電力量が増
加することになる。
ムでは、二次バッテリの出力可能電力が低下して余裕負
荷電力が確保できなくなると、燃料電池の発電量を多く
して、出力可能電力の不足分を二次バッテリに充電する
ようにしている。このため、二次バッテリの温度が更に
上昇して、二次バッテリの出力可能電力及び充電可能電
力が更に低下することになる。そして、二次バッテリの
充電可能電力が、余裕負荷電力に対する出力可能電力の
不足分を下回ると、二次バッテリへの充電電力量が減り
始める。二次バッテリへの充電電力量が減少した結果、
二次バッテリの温度が低下すると、二次バッテリの充電
可能電力が上昇して、二次バッテリへの充電電力量が増
加することになる。
【００７０】従来の燃料電池システムでは、以上のよう
な二次バッテリへの充電電力量の増減が繰り返されるこ
とで、二次バッテリの温度が高いままで収束し、余裕負
荷電力を効率的に確保することが困難であった。
な二次バッテリへの充電電力量の増減が繰り返されるこ
とで、二次バッテリの温度が高いままで収束し、余裕負
荷電力を効率的に確保することが困難であった。
【００７１】これに対して本発明を適用した燃料電池シ
ステム１では、図１０に示すように、二次バッテリ４の
温度が所定の閾値以上となった場合に、余裕負荷電力を
二次バッテリ４の出力可能電力以下に変更し、二次バッ
テリ４への充電を制限するようにしているので、二次バ
ッテリ４の温度を効果的に低下させることができる。し
たがって、二次バッテリ４が高温となることに起因して
生じる出力可能電力の低下を有効に抑制し、余裕負荷電
力を効率的に確保することが可能となる。
ステム１では、図１０に示すように、二次バッテリ４の
温度が所定の閾値以上となった場合に、余裕負荷電力を
二次バッテリ４の出力可能電力以下に変更し、二次バッ
テリ４への充電を制限するようにしているので、二次バ
ッテリ４の温度を効果的に低下させることができる。し
たがって、二次バッテリ４が高温となることに起因して
生じる出力可能電力の低下を有効に抑制し、余裕負荷電
力を効率的に確保することが可能となる。
【００７２】なお、以上は、本発明を適用した燃料電池
システムの一例について具体的に説明したが、本発明
は、以上の例に限定されるものではなく、要求される性
能や種々の設計条件等に応じて様々な変更が可能であ
る。
システムの一例について具体的に説明したが、本発明
は、以上の例に限定されるものではなく、要求される性
能や種々の設計条件等に応じて様々な変更が可能であ
る。
【００７３】具体的には、上述した燃料電池システム１
においては、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以上と
なった場合に、余裕負荷電力を二次バッテリ４の出力可
能電力以下に変更することで二次バッテリ４への充電を
制限するようにしているが、二次バッテリ４への充電を
制限する方法は、以上の例に限らず、例えば、二次バッ
テリ４の温度が所定の閾値以上となった場合に、二次バ
ッテリ４の充電可能電力をゼロとして認識することで二
次バッテリ４への充電を制限するようにしてもよい。
においては、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以上と
なった場合に、余裕負荷電力を二次バッテリ４の出力可
能電力以下に変更することで二次バッテリ４への充電を
制限するようにしているが、二次バッテリ４への充電を
制限する方法は、以上の例に限らず、例えば、二次バッ
テリ４の温度が所定の閾値以上となった場合に、二次バ
ッテリ４の充電可能電力をゼロとして認識することで二
次バッテリ４への充電を制限するようにしてもよい。
【００７４】この例では、図１１に示すように、二次バ
ッテリ４の出力可能電力が余裕負荷電力に不足している
場合であっても、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以
上の場合には、二次バッテリ４の充電可能電力はゼロと
みなされて目標充電量がゼロとなり、燃料電池３の目標
発電量は、要求負荷に補機消費量を加算した値に設定さ
れる。そして、余裕負荷電力に対する二次バッテリ４の
出力可能電力の不足分が、目標ＦＣ余裕電力に設定され
ることになる。
ッテリ４の出力可能電力が余裕負荷電力に不足している
場合であっても、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以
上の場合には、二次バッテリ４の充電可能電力はゼロと
みなされて目標充電量がゼロとなり、燃料電池３の目標
発電量は、要求負荷に補機消費量を加算した値に設定さ
れる。そして、余裕負荷電力に対する二次バッテリ４の
出力可能電力の不足分が、目標ＦＣ余裕電力に設定され
ることになる。
【００７５】この例においても、二次バッテリ４の温度
が所定の閾値以上となった場合に二次バッテリ４への充
電が制限されるので、二次バッテリ４の温度を効果的に
低下させて、二次バッテリ４が高温となることに起因し
て生じる出力可能電力の低下を有効に抑制し、余裕負荷
電力を効率的に確保することが可能となる。
が所定の閾値以上となった場合に二次バッテリ４への充
電が制限されるので、二次バッテリ４の温度を効果的に
低下させて、二次バッテリ４が高温となることに起因し
て生じる出力可能電力の低下を有効に抑制し、余裕負荷
電力を効率的に確保することが可能となる。
【００７６】また、上述した燃料電池システム１におい
ては、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以上となった
場合に、余裕負荷電力を二次バッテリ４の出力可能電力
以下に変更するようにしているが、図１２に示すよう
に、二次バッテリ４の温度が所定の閾値にまで昇温され
る過程において、その温度上昇に従って、余裕負荷電力
が二次バッテリ４の出力可能電力に漸次近付くように、
余裕負荷電力を低下させるようにしてもよい。
ては、二次バッテリ４の温度が所定の閾値以上となった
場合に、余裕負荷電力を二次バッテリ４の出力可能電力
以下に変更するようにしているが、図１２に示すよう
に、二次バッテリ４の温度が所定の閾値にまで昇温され
る過程において、その温度上昇に従って、余裕負荷電力
が二次バッテリ４の出力可能電力に漸次近付くように、
余裕負荷電力を低下させるようにしてもよい。
【００７７】この例では、二次バッテリ４の温度上昇に
従って余裕負荷電力を徐々に出力可能電力に近づけるこ
とによって、二次バッテリ４への充電を制限するように
しているので、二次バッテリ４の温度上昇を緩和させて
出力可能電力の低下を有効に抑制できると共に、上述し
た燃料電池システム１に比べて燃料電池３の発電量の変
化も緩やかになるので、燃料電池３の制御もより簡便に
行え、発電量を急激に変化させた場合に懸念されるコン
プレッサ１７からの異音の発生等も未然に防止できる。
従って余裕負荷電力を徐々に出力可能電力に近づけるこ
とによって、二次バッテリ４への充電を制限するように
しているので、二次バッテリ４の温度上昇を緩和させて
出力可能電力の低下を有効に抑制できると共に、上述し
た燃料電池システム１に比べて燃料電池３の発電量の変
化も緩やかになるので、燃料電池３の制御もより簡便に
行え、発電量を急激に変化させた場合に懸念されるコン
プレッサ１７からの異音の発生等も未然に防止できる。
【図１】本発明を適用した燃料電池システムを示すシス
テム構成図である。
テム構成図である。
【図２】前記燃料電池システムが備える燃料電池を示す
構成図である。
構成図である。
【図３】前記燃料電池システムが備える二次バッテリの
充電状態及び温度と出力可能電力及び充電可能電力との
関係を示す図である。
充電状態及び温度と出力可能電力及び充電可能電力との
関係を示す図である。
【図４】余裕負荷電力を説明する図であり、（ａ）は要
求負荷と燃料電池の正味出力との関係を示し、（ｂ）は
その差分から求められる余裕負荷電力の値を示してい
る。
求負荷と燃料電池の正味出力との関係を示し、（ｂ）は
その差分から求められる余裕負荷電力の値を示してい
る。
【図５】前記燃料電池システムが備える燃料電池の水素
ガスや空気の流量及び圧力の制御目標を説明する図であ
る。
ガスや空気の流量及び圧力の制御目標を説明する図であ
る。
【図６】前記燃料電池システムにおける一連の処理の流
れを説明するフローチャートである。
れを説明するフローチャートである。
【図７】前記燃料電池システムにおける一連の処理の流
れを説明するフローチャートである。
れを説明するフローチャートである。
【図８】前記燃料電池システムにおいて、二次バッテリ
の充電状態と温度とによって区別される各条件毎に、余
裕負荷電力を如何に確保するかを概略的に示す図であ
る。
の充電状態と温度とによって区別される各条件毎に、余
裕負荷電力を如何に確保するかを概略的に示す図であ
る。
【図９】従来の燃料電池システムの動作状態を示す図で
ある。
ある。
【図１０】本発明を適用した燃料電池システムの動作状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図１１】本発明を適用した他の燃料電池システムにお
いて、二次バッテリの充電状態と温度とによって区別さ
れる各条件毎に、余裕負荷電力を如何に確保するかを概
略的に示す図である。
いて、二次バッテリの充電状態と温度とによって区別さ
れる各条件毎に、余裕負荷電力を如何に確保するかを概
略的に示す図である。
【図１２】本発明を適用した更に他の燃料電池システム
の動作状態を示す図である。
の動作状態を示す図である。
１ 燃料電池システム
２ 車両駆動用モータ（負荷）
３ 燃料電池
４ 二次バッテリ（電力貯蔵手段）
５ コントローラ
６ コンバータ
７ 温度センサ
８ アクセルセンサ
９ 車速センサ
２１ 充電状態検出手段
２２ 出力可能電力算出手段
２３ 充電可能電力算出手段
２４ 発電量設定手段
２５ 燃料・空気調整手段
２６ 電力供給制御手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｃ
Ｆターム(参考） 5G003 AA05 BA01 CA01 CA11 CB01
DA06 FA06 GB06 GC05
5H027 AA02 DD03 KK05 KK25 KK41
KK52 MM26
5H115 PA11 PA13 PC06 PG04 PI16
PI18 PI29 PU01 SE06 TI02
TI05 TI06 TI10 TO05 TO13
TO14 TO22
Claims (9)
- 【請求項１】 燃料電池及び電力貯蔵手段から負荷に電
力供給する燃料電池システムにおいて、 前記電力貯蔵手段の温度を検出する温度検出手段と、 前記電力貯蔵手段の充電状態を検出する充電状態検出手
段と、 前記電力貯蔵手段の出力可能電力を算出する出力可能電
力算出手段と、 予測される負荷増加量に応じた電力を余裕負荷電力とし
て設定し、前記出力可能電力算出手段により算出された
前記電力貯蔵手段の出力可能電力が前記余裕負荷電力に
満たない場合には、前記余裕負荷電力と前記電力貯蔵手
段の出力可能電力との差分以上の電力が前記燃料電池か
ら前記電力貯蔵手段に充電されるように、前記燃料電池
の発電量を制御する発電制御手段とを備え、 前記温度検出手段により検出された前記電力貯蔵手段の
温度が所定値以上の場合に、前記発電制御手段が、前記
燃料電池から前記電力貯蔵手段への充電を制限すること
を特徴とする燃料電池システム。 - 【請求項２】 前記出力可能電力算出手段は、前記温度
検出手段により検出された前記電力貯蔵手段の温度と、
前記充電状態検出手段により検出された前記電力貯蔵手
段の充電状態とに基づき、前記電力貯蔵手段の出力可能
電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料
電池システム。 - 【請求項３】 前記発電制御手段は、前記電力貯蔵手段
の温度が前記所定値以上の場合に、前記余裕負荷電力を
前記電力貯蔵手段の出力可能電力以下に変更すること
で、前記燃料電池から前記電力貯蔵手段への充電を制限
することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池
システム。 - 【請求項４】 前記発電制御手段は、前記電力貯蔵手段
の温度が前記所定値にまで昇温される過程において、そ
の温度上昇に従って前記余裕負荷電力が前記電力貯蔵手
段の出力可能電力に漸次近付くように前記余裕負荷電力
を低下させることを特徴とする請求項３に記載の燃料電
池システム。 - 【請求項５】 前記電力貯蔵手段の充電可能電力を算出
する充電可能電力算出手段を更に備え、 前記発電制御手段は、前記充電可能電力算出手段により
算出された前記電力貯蔵手段の充電可能電力が、前記余
裕負荷電力と前記電力貯蔵手段の出力可能電力との差分
に満たない場合には、前記電力貯蔵手段の充電可能電力
に相当する電力が前記燃料電池から前記電力貯蔵手段に
充電されるように、前記燃料電池の発電量を制御するこ
とを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の燃料電
池システム。 - 【請求項６】 前記充電可能電力算出手段は、前記温度
検出手段により検出された前記電力貯蔵手段の温度と、
前記充電状態検出手段により検出された前記電力貯蔵手
段の充電状態とに基づき、前記電力貯蔵手段の充電可能
電力を算出することを特徴とする請求項５に記載の燃料
電池システム。 - 【請求項７】 前記発電制御手段は、前記充電可能電力
算出手段により算出された前記電力貯蔵手段の充電可能
電力が、前記余裕負荷電力と前記電力貯蔵手段の出力可
能電力との差分に満たない場合には、前記燃料電池に供
給するガスの流量又は圧力の少なくとも一方を、前記電
力貯蔵手段の充電可能電力に相当する電力が前記燃料電
池から前記電力貯蔵手段に充電される発電量に対応する
値よりも増加させることを特徴とする請求項５又は６に
記載の燃料電池システム。 - 【請求項８】 前記燃料電池に供給するガスの流量又は
圧力の少なくとも一方の増加分が、前記余裕負荷電力と
前記電力貯蔵手段の出力可能電力との差分に対する前記
電力貯蔵手段の充電可能電力の不足分を補う発電量に対
応した値であることを特徴とする請求項７に記載の燃料
電池システム。 - 【請求項９】 請求項１乃至８の何れかに記載の燃料電
池システムを用い、前記燃料電池及び電力貯蔵手段から
車両駆動用モータに電力供給する燃料電池車両であっ
て、 前記余裕負荷電力は、予測される前記車両駆動用モータ
の負荷増加量に対する前記燃料電池の発電応答速度の遅
延分を補う電力であることを特徴とする燃料電池車両。
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