JP2002203583A - 燃料電池システムの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常に十分な充電レベルを保つと共に、余剰電
力を確実に消費する。 【解決手段】 燃料電池スタック１の運転状態が最低出
力状態であると判定したときに、制御装置１５は、総発
電力量を演算し、コンプレッサ３での第１目標動作点を
演算し、この第１消費電力量を用いて余剰電力量を演算
し、この余剰電力量を冷却水供給ポンプ４で消費する第
２目標動作点を演算し、コンプレッサ３及び冷却水供給
ポンプ４により余剰電力を消費する電力消費処理をす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の出力を
増減する補機及び燃料電池の出力の増減に寄与しない補
機を制御して、燃料電池から発電した電力を駆動モータ
等の負荷回路に供給する燃料電池システムの制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃料電池からの発電電力を駆
動源として駆動する燃料電池搭載車両が知られている。
この燃料電池搭載車両では、燃料電池からなるエネルギ
ー発生手段と、バッテリ等の蓄電手段とを有し、燃料電
池からの発電電力を駆動モータやバッテリに供給する制
御をする制御装置を備える。

【０００３】この制御装置では、燃費及び運転性の向上
を図り、車両減速時に駆動モータで使用されずに発生す
る回生電力を蓄電手段に充電する制御を行うことが多
く、特開２０００−９２６１０号公報で開示されてい
る。

【０００４】この特開２０００−９２６１０号公報で開
示されている制御装置は、車両速度が高い場合には蓄電
手段の目標充電レベルを低く設定することで、例えば車
両速度が高速から低速に減速したときに発生する大きな
回生電力を蓄電手段に充電することを可能にする。一
方、この制御装置では、車両速度が低い場合には蓄電手
段の目標充電レベルを高く設定することで、車両速度が
低速から高速に加速したときに必要な電力を確保する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料電池搭載車両の制御装置では、以下に示す問題点が
ある。

【０００６】第１に、従来の燃料電池搭載車両の制御装
置では、車速により蓄電手段の充電レベル（ＳＯＣ）状
態を変化させて回生電力の充電量を確保するという構成
となっていたため、例えば下り坂を車両が走行している
ときに駆動モータによる駆動力を発生すること無く車両
速度が高くなるような場合にも、蓄電手段の充電レベル
が低下したままであるため、従来の制御装置では、回生
電力を蓄えるための十分な充電容量を確保することがで
きない問題がある。

【０００７】第２に、従来の燃料電池搭載車両の制御装
置では、低車速では充電レベルを高く設定するので、燃
料電池搭載車両が停止したすぐ後に最低出力状態（アイ
ドル状態）で余剰電力が発生した場合に、初めのうちは
蓄電手段に余剰電力を充電することが可能であるが、最
低出力状態が長時間連続すると、充電容量を十分に確保
することができなくなり、余剰電力を消費できなくな
る。

【０００８】第３に、従来の燃料電池搭載車両の制御装
置では、蓄電手段を備えることを前提としているが、近
年より蓄電手段を備えない燃料電池搭載車両が提案され
ており、この場合には、回生電力や最低出力状態での余
剰電力を蓄電することができないため、この余剰電力を
処理するための手段が必要になってしまう。

【０００９】そこで、本発明は、上述した実状に鑑みて
提案されたものであり、常に十分な充電レベルを保つと
共に、余剰電力を確実に消費することができる燃料電池
システムの制御装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明で
は、上述の課題を解決するために、燃料ガス及び酸化剤
ガスが供給されて発電をする燃料電池と、この燃料電池
からの発電電力を使用して駆動する負荷手段と、上記燃
料電池の発電電力を増減する電力出力増減用補機と、上
記燃料電池の発電電力の増減に寄与しない電力出力増減
用外補機とを備えた燃料電池システムの制御装置におい
て、外部からのセンサ信号に基づいて、上記燃料電池の
運転状態を検出する状態判定手段と、上記燃料電池で発
電し、上記負荷手段で消費されない総発電力量を演算す
る総発電力演算手段と、上記電力出力増減用補機の消費
電力を演算する消費電力演算手段と、上記電力出力増減
用補機が動作する目標となる第１目標動作点を演算する
第１演算手段と、上記電力出力増減用外補機が動作する
目標となる第２目標動作点を演算する第２演算手段と、
上記総発電力から上記第１消費電力量を減算して、上記
電力出力増減用補機で消費されない余剰電力を演算する
余剰電力演算手段と、上記状態判定手段により上記燃料
電池の運転状態が最低出力状態であると判定したとき
に、上記総発電力演算手段により総発電力量を演算し、
上記第１演算手段により上記電力出力増減用補機での第
１目標動作点を演算し、この第１消費電力量を用いて上
記余剰電力演算手段により余剰電力量を演算し、この余
剰電力量を上記電力出力増減用外補機で消費する第２目
標動作点を演算するように上記第２演算手段を制御する
制御手段とを備える。

【００１１】請求項２に係る発明では、上記制御手段
は、上記燃料電池の出力を増加させない範囲で上記電力
出力増減用補機での消費電力を増加させるように第１演
算手段を制御する処理を更に行う。

【００１２】請求項３に係る発明では、上記総発電力演
算手段は、上記負荷手段で消費されない回生電力と上記
最低出力状態における上記燃料電池の発電量との和を上
記総発電力量とし、上記余剰電力演算手段は上記回生電
力を含む総発電量を用いて余剰電力を演算する。

【００１３】請求項４に係る発明では、上記制御手段
は、上記回生電力を含む余剰電力が上記電力出力増減用
外補機の消費可能な電力以下となるように、回生電力を
制御する。

【００１４】請求項５に係る発明では、上記燃料電池車
両は上記燃料電池で発電した電力を充電すると共に放電
する蓄電手段を更に備え、上記余剰電力演算手段は、上
記燃料電池の最低出力状態時の発電電力から上記燃料電
池の電力出力増減用補機での第１消費電力と上記蓄電手
段の充電可能電力を減算した値を上記余剰電力とし、上
記制御手段は、演算した余剰電力以上で、且つ余剰電力
と充電可能電力及び放電可能電力との合計以下の電力量
を上記電力出力増減用外補機で消費するように上記第２
演算手段を制御する。

【００１５】請求項６に係る発明では、上記電力出力増
減用補機は、上記燃料電池に空気を供給するコンプレッ
サを少なくとも含む。

【００１６】請求項７に係る発明では、上記電力出力増
減用外補機は、上記燃料電池に冷却水を供給する冷却水
供給用ポンプ、上記燃料電池に供給する空気及び水素を
加湿する水の流量を制御する加湿用ポンプ、上記冷却水
を冷却するためのラジエータファンのうち少なくとも１
つを含む。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、状態判定
手段により燃料電池の運転状態が最低出力状態であると
判定したときに、余剰電力量を電力出力増減用外補機で
消費するように第２演算手段を制御するので、燃料電池
での発電量を変化させることなく、常に十分な充電レベ
ルを保つと共に、余剰電力を確実に消費することができ
る。

【００１８】請求項２に係る発明によれば、請求項１の
発明により奏する効果に加えて、燃料電池の出力を増加
させない範囲で電力出力増減用補機での消費電力を増加
させるので、余剰電力の消費を燃料電池の電力出力増減
用補機と電力出力増減用外補機で分担することができ、
消費可能な余剰電力の範囲を広げることができる。

【００１９】請求項３に係る発明によれば、請求項２の
発明により奏する効果に加えて、負荷手段で消費されな
い回生電力と最低出力状態における上記燃料電池の発電
量との和を総発電力量とし、余剰電力演算手段により回
生電力を含む総発電量を用いて余剰電力を演算するの
で、回生電力が蓄電手段に蓄電されることによる蓄電手
段の過充電を防止することができる。

【００２０】請求項４に係る発明によれば、請求項１の
発明により奏する効果に加えて、回生電力を含む余剰電
力が電力出力増減用外補機の消費可能な電力以下となる
ように、回生電力を制御するので、補機を保護しつつ回
生することができる。

【００２１】請求項５に係る発明によれば、燃料電池の
最低出力状態時の発電電力から燃料電池の電力出力増減
用補機での第１消費電力と蓄電手段の充電可能電力を減
算した値を余剰電力とし、演算した余剰電力以上で、且
つ余剰電力と充電可能電力及び放電可能電力との合計以
下の電力量を電力出力増減用外補機で消費するように第
２演算手段を制御するので、蓄電手段の充放電可能範囲
を利用して余剰電力を消費することができる。

【００２２】請求項６に係る発明によれば、電力出力増
減用補機として燃料電池に空気を供給するコンプレッサ
を少なくとも含むので、燃料電池の最低出力を増加させ
ない範囲でコンプレッサの消費電力を増加させて、余剰
電力の消費を容易とすることができる。

【００２３】請求項７に係る発明によれば、電力出力増
減用外補機として燃料電池に冷却水を供給する冷却水供
給用ポンプ、燃料電池に供給する空気及び水素を加湿す
る水の流量を制御する加湿用ポンプ、冷却水を冷却する
ためのラジエータファンのうち少なくとも１つを含むの
で、燃料電池システム全体の運転状態に応じて最適な電
力出力増減用外補機を用いて、容易に余剰電力を消費す
ることができる。

【００２４】

【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。

【００２５】本発明は、例えば図１に示す燃料電池車両
に適用される。

【００２６】［本発明を適用した燃料電池車両の構成
（図１）］図１からわかるように、燃料電池車両は、水
素含有ガス及び空気が供給されて発電する燃料電池スタ
ック１を備えるものである。この燃料電池スタック１
は、例えば固体高分子電解質膜を挟んで酸化剤極と燃料
極を対設した燃料電池構造体をセパレータで狭持した複
数の燃料電池構造体からなる。この燃料電池スタック１
は、酸化剤極側に酸化剤ガスとして空気が供給されると
ともに、燃料極側に燃料ガスとして水素ガスが供給され
ることで発電をする。

【００２７】燃料電池車両は、燃料電池スタック１に供
給する空気及び水素ガスを加湿するのに使用される純水
を貯蔵する図示しない純水タンク内の純水を流通させる
純水供給ポンプ２と、燃料電池スタック１に空気を供給
するコンプレッサ３と、燃料電池スタック１を冷却する
ための冷却水を供給する冷却水供給ポンプ４と、燃料電
池スタック１に水素ガスを供給する水素ボンベ５とを備
える。

【００２８】また、この燃料電池車両は、後述の制御装
置からの制御信号に従って、燃料電池スタック１で発電
した直流電圧を所定周波数の交流電圧にする純水供給イ
ンバータ６と、コンプレッサインバータ７と、冷却水供
給インバータ８とを備える。

【００２９】更に、この燃料電池車両は、純水供給ポン
プ２からの純水を用いてコンプレッサ３からの空気及び
水素ボンベ５からの水素ガスに加湿をして燃料電池スタ
ック１に空気及び水素ガスを供給する加湿器９を備え
る。

【００３０】更にまた、この燃料電池車両は、燃料電池
スタック１からの発電電力を蓄えるバッテリ１０と、負
荷を駆動するための駆動用インバータ１１と、負荷とな
る駆動モータ１２と、駆動モータ１２による駆動力を伝
達する作動装置１３と、作動装置１３から伝達された駆
動力で駆動する駆動輪１４とを備える。

【００３１】更にまた、燃料電池車両は、上述した各部
を制御する制御装置１５を備える。制御装置１５は、ア
クセル開度センサ１６、車速センサ１７、ブレーキセン
サ１８、シフトスイッチ１９と接続され、アクセル開度
センサ１６、車速センサ１７及びブレーキセンサ１８か
らセンサ信号が入力されると共に、シフトスイッチ１９
からスイッチ信号が入力される。制御装置１５は、セン
サ信号及びスイッチ信号に基づいて、純水供給インバー
タ６、コンプレッサインバータ７、冷却水供給インバー
タ８及び駆動用インバータ１１に制御信号を出力して各
部の動作を制御する。

【００３２】このような燃料電池車両では、燃料電池ス
タック１で発電させて駆動モータ１２を駆動させるとき
には、純水供給ポンプ２を駆動して加湿器９に純水を供
給するように純水供給インバータ６を制御すると共に、
コンプレッサ３を駆動して加湿器９を介して燃料電池ス
タック１に空気及び水素ガスを供給するようにコンプレ
ッサインバータ７及び水素ボンベ５を駆動し、冷却水供
給ポンプ４を駆動して冷却水を燃料電池スタック１に供
給するように冷却水供給インバータ８を制御する。これ
により、燃料電池スタック１では、酸化剤極に空気が供
給されると共に燃料極に水素ガスが供給されて発電をす
る。

【００３３】制御装置１５は、アクセル開度センサ１
６、車速センサ１７、ブレーキセンサ１８及びシフトス
イッチ１９からの信号に基づいて、燃料電池スタック１
の発電電力を認識し、燃料電池車両の状態を制御する。

【００３４】制御装置１５は、燃料電池車両の速度を加
速するアクセル操作がされたことを示すセンサ信号がア
クセル開度センサ１６から入力されたことに応じて、燃
料電池スタック１の発電量を多くするようにコンプレッ
サインバータ７及び水素ボンベ５に制御信号を出力す
る。

【００３５】また、制御装置１５は、燃料電池車両の速
度を減速するブレーキ操作がされたことを示すセンサ信
号がブレーキセンサ１８から入力されたことに応じて、
燃料電池スタック１の発電量を少なくするようにコンプ
レッサ３及び水素ボンベ５に制御信号を出力する。

【００３６】ここで、燃料電池スタック１は、燃料電池
車両が停止又は減速したことに応じて燃料電池スタック
１の発電を停止すると、燃料電池スタック１内部のイオ
ン交換膜の乾きや燃料極への空気通過が発生し、燃料電
池スタック１を再起動するのに時間がかかるため、燃料
電池を停止せずに最低出力電力（アイドル発電電力）を
出力している最低出力状態がある。したがって、バッテ
リ１０の充電レベル（ＳＯＣ）が十分に高く、燃料電池
車両が停止している場合や減速時で燃料電池スタック１
の発電出力を必要としない場合には燃費向上のために発
電を停止することが望ましいが、制御装置１５は、最低
出力電力を発電する状態を継続するように各部を制御す
る必要がある。しかし、最低出力電力を継続して発電し
ているときに燃料電池スタック１から出力される電力か
ら、補機を駆動する電力を差し引いた正味発電量が正の
値であり、余剰であるときにはバッテリ１０の充電レベ
ルが連続的に上昇して過電圧状態となってしまう恐れが
ある。これに対し、制御装置１５では、燃料電池スタッ
ク１を最低出力状態としているときに、補機により余剰
な電力を消費する電力消費処理をする。

【００３７】制御装置１５は、燃料電池スタック１から
の最低出力電力から電力出力増減に使用される電力出力
増減用補機での消費電力を除いた電力量をバッテリ１０
に充電できる範囲内で充電し、バッテリ１０に充電でき
ない余剰電力量を電力出力増減に使用されない電力出力
増減用外補機で消費する制御をする電力消費処理をす
る。また、制御装置１５は、例えば燃料電池車両の速度
が減速したことにより駆動モータ１２で使用されずに発
生する回生電力を含む余剰電力量を補機で消費する電力
消費処理をする。

【００３８】更に、制御装置１５は、バッテリ１０への
充電をせずに電力消費処理をする。すなわち制御装置１
５は、余剰電力をバッテリ１０に充電せずに、燃料電池
車両を構成する補機のみを使用して電力消費をする電力
消費処理をする。

【００３９】これにより、制御装置１５はバッテリ１０
を過電圧状態とすることなく、最低出力状態を継続す
る。

【００４０】ここで、上記電力出力増減用補機は例えば
コンプレッサ３であり、上記電力出力増減用外補機は例
えば純水供給ポンプ２、冷却水供給ポンプ４や図示しな
いラジエータ用ファンなどがある。

【００４１】「制御装置の構成（図２）」図２に、制御
装置１５の内部構成を示す。図２からわかるように、制
御装置１５は、アクセル開度センサ１６、車速センサ１
７、ブレーキセンサ１８やその他のセンサからセンサ信
号を入力する入力ポート２１と、入力ポート２１で入力
したセンサ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２２と、
Ａ／Ｄ変換器２２からのデータを使用して電力消費処理
をするＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、電
力消費処理を実行するための電力消費プログラムや各種
データなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）２４
と、ＣＰＵ２３のプログラム実行中の作業領域として使
用されるＲＡＭ（Random Access Memory）２５と、ＣＰ
Ｕ２３で生成した制御信号を各部に出力する出力ポート
２６とを備える。

【００４２】このような制御装置１５では、各種センサ
からセンサ信号がＡ／Ｄ変換器２２を介して入力され、
センサ信号に基づいて、燃料電池車両を構成する補機の
駆動量などを演算して、純水供給ポンプ２やコンプレッ
サ３、冷却水供給ポンプ４及び純水供給インバータ６に
制御信号を出力ポート２６から出力する。

【００４３】また、制御装置１５では、各種センサ信号
に基づいて電力消費処理をするときには、ＲＯＭ２４か
ら電力消費処理プログラムや各種データを読み出して、
ＲＡＭ２５を作業領域として使用して補機を駆動する制
御信号を出力ポート２６を介して出力する。

【００４４】「ＣＰＵの機能的な構成（図３）」図３
に、ＣＰＵ２３の機能的な構成を示す。図３からわかる
ように、ＣＰＵ２３は、各種センサ信号に基づいて燃料
電池スタック１が最低出力状態となっているか否かを判
定する最低出力制御判定部３１と、電力出力増減用補機
の消費電力を演算する電力出力増減用補機消費電力演算
部３２と、燃料電池スタック１の総発電電力を演算する
総発電力演算部３３と、最低出力制御判定部３１、電力
出力増減用補機消費電力演算部３２及び総発電力演算部
３３からの出力情報に基づいて余剰電力を演算する余剰
電力演算部３４と、最低出力制御判定部３１からの出力
情報に基づいて電力出力増減用補機を駆動する目標点と
なる目標動作点を演算する電力出力増減用補機目標動作
点演算部３５と、余剰電力演算部３４からの出力情報に
基づいて電力出力増減用外補機を駆動する目標点となる
目標動作点を演算する電力出力増減用外補機目標動作点
演算部３６とを備える。

【００４５】このような構成のＣＰＵ２３では、最低出
力制御判定部３１により燃料電池スタック１が最低出力
状態となっている場合に、上記電力消費処理を行うに際
して、コンプレッサ３等の電力出力増減用補機での消費
電力を電力出力増減用補機消費電力演算部３２で演算す
ると共に、最低出力電力或いは回生電力を含む総発電力
量を総発電力演算部３３で演算して、余剰電力演算部３
４により余剰電力を演算し、余剰電力を消費するための
電力出力増減用補機の目標動作点及び電力出力増減用外
補機の目標動作点を電力出力増減用補機目標動作点演算
部３５及び電力出力増減用外補機目標動作点演算部３６
で演算して、電力出力増減用補機及び電力出力増減用外
補機に制御信号を出力する。

【００４６】「コンプレッサの消費電力と燃料電池出力
との関係」図４に、コンプレッサ３の消費電力と燃料電
池スタック１からの発電電力との関係を示す。図４から
わかるように、コンプレッサ３での消費電力が大きくな
ることに応じて燃料電池スタック１での発電電力が大き
くなる。図４では、通常の空気流量及び圧力におけるコ
ンプレッサ３の消費電力（ｘ１）と燃料電池スタック１
の発電電力との関係をｆ（ｘ）、ｆ（ｘ）からコンプレ
ッサ３での消費電力（ｘ１）分を除いた電力をｆ（ｘ）
−ｘ１、空気圧力を高くしたときにおけるコンプレッサ
３の消費電力（ｘ２）と燃料電池スタック１の発電電力
との関係をｆ’（ｘ）、ｆ’（ｘ）からコンプレッサ３
での消費電力（ｘ２）分を除いた電力をｆ’（ｘ）−ｘ
２で示す。特性ｆ（ｘ）においてコンプレッサ３以外の
補機の消費電力をＰload、特性ｆ’（ｘ）においてコン
プレッサ３以外の補機の消費電力をＰload’とする。

【００４７】図４によれば、コンプレッサ３から燃料電
池スタック１に供給する空気の圧力を大きくすること
で、燃料電池スタック１の発電電力が同じときに、コン
プレッサ３の消費電力がｘ１からｘ２に増加することが
わかる。これにより、制御装置１５は、空気圧力制御の
目標値を高くするようにコンプレッサ３を制御すること
で、同じ発電電力を得るためのコンプレッサ３の消費電
力を増加させて余剰電力を消費することができる。した
がって、制御装置１５は、空気圧力を高くすることでコ
ンプレッサ３での消費電力を増加して、コンプレッサ３
以外の補機で消費できる電力と合わせて消費可能な電力
の範囲を大きくすることができる。

【００４８】<<制御装置による電力消費処理手順（第１
実施例）>>制御装置１５は、最低出力状態としている場
合において、図５に示すように、燃料電池スタック１
（ＦＣ）の最低出力電力を総発電力Ｐallとし、総発電
力Ｐallからコンプレッサ３での消費電力Ｐcompを除い
た余剰電力Ｐsurpを電力出力増減用外補機で消費する電
力消費処理をする。

【００４９】図６に、制御装置１５により電力消費処理
を行うときの処理手順を示す。図６に示す処理は、ＣＰ
Ｕ２３によりＲＯＭ２４に格納された電力消費プログラ
ム等を読み出して実行され、所定時間毎に実行すること
で要求に追従して消費電力量を制御する。

【００５０】図６によれば、先ず、ステップＳ１では、
制御装置１５は外部からのセンサ信号に基づいて燃料電
池車両が要求する燃料電池要求出力tPfcを演算して、ス
テップＳ２に処理を進める。

【００５１】ステップＳ２では、制御装置１５はステッ
プＳ１で演算された燃料電池要求出力tPfcに基づいてコ
ンプレッサ３からの空気圧力の要求である空気圧力要求
値tPr_air0を演算して、ステップＳ３に処理を進める。

【００５２】ステップＳ３では、制御装置１５はステッ
プＳ１で演算された燃料電池要求出力tPfcに基づいてコ
ンプレッサ３の目標回転数tNcompを演算して、ステップ
Ｓ４に処理を進める。

【００５３】ステップＳ４では、現在の燃料電池スタッ
ク１での発電電力が最低出力電圧（アイドル状態）であ
るか否かの判定を、各種センサ信号に基づいて最低出力
制御判定部３１により行う。燃料電池スタック１が最低
出力状態であると最低出力制御判定部３１で判定したと
きにはステップＳ５に処理を進め、最低出力状態でない
と判定したときにはステップＳ９に処理を進める。

【００５４】ステップＳ５では、総発電力演算部３３に
より総発電力Ｐallを演算してＲＡＭ２５に格納してス
テップＳ６に処理を進める。総発電力演算部３３により
総発電力Ｐallを演算するときには、図７に示すよう
に、先ず、ステップＳ１１では最低出力Ｐidlを演算
し、次のステップＳ１２では最低出力Ｐidlに基づいて
総発電力Ｐallを演算する。ここで、総発電力演算部３
３は燃料電池車両が最低出力状態にあることから、最低
出力Ｐidlと総発電力Ｐallとの値を同じとする。

【００５５】ステップＳ６では、コンプレッサ３の消費
電力を総発電力Ｐallから減算して余剰電力演算部３４
により余剰電力Ｐsurpを演算して、ステップＳ７に処理
を進める。余剰電力演算部３４により余剰電力Ｐsurpを
演算するときには、図８に示すように、先ず、ステップ
Ｓ２１ではステップＳ５で演算した総発電力ＰallをＲ
ＡＭ２５から読み出し、次のステップＳ２２では現在の
コンプレッサ３の消費電力Ｐcompを電力出力増減用補機
消費電力演算部３２で演算し、次のステップＳ２３では
演算して得た総発電力Ｐallからコンプレッサ消費電力
Ｐcompを減算して余剰電力Ｐsurpを求めてＲＡＭ２５に
格納してステップＳ７に処理を進める。

【００５６】ステップＳ７では、ステップＳ６で求めた
余剰電力Ｐsurpを電力出力増減用外補機で消費するよう
に燃料電池車両の各部を制御して、ステップＳ８に処理
を進める。余剰電力Ｐsurpを消費するときには、図９に
示すように、先ず、ステップＳ３１ではＲＡＭ２５から
余剰電力Ｐsurpを読み出し、次のステップＳ３２では余
剰電力Ｐsurpに基づいて補機消費電力Ｐloadを電力出力
増減用外補機目標動作点演算部３６により演算する。こ
の実施例では、補機消費電力Ｐloadを余剰電力Ｐsurpと
同じ値とするように補機消費電力Ｐload'だけ増加させ
る。次のステップＳ３３では、演算した補機消費電力に
基づいて、補機の動作目標点を演算して処理を終了す
る。ここで、制御装置１５は熱制御や水制御による補機
の目標動作点、例えば冷却水供給ポンプ４の回転数とし
て動作目標点tNpompを演算し、動作目標点tNpompを補機
消費電力Ｐloadの関数ｇ（）として表現する。

【００５７】ステップＳ８では、ステップＳ７で求めた
動作目標点にしたがって、電力出力増減用外補機に制御
信号を出力することで、余剰電力Ｐsurpを消費する。こ
の例では、制御装置１５から冷却水供給ポンプ４に動作
目標点tNpompの回転数で動作することを示す制御信号を
冷却水供給インバータ８に出力して、余剰電力Ｐsurpを
消費する。

【００５８】一方、ステップＳ４で現在の燃料電池スタ
ック１での発電電力が最低出力電圧でないと判定したス
テップＳ９では、コンプレッサ３からの目標空気圧力tP
r_airを演算してステップＳ１０に処理を進める。

【００５９】ステップＳ１０では、熱制御や水制御を行
う電力出力増減用外補機の目標動作点を演算してステッ
プＳ８の処理をして処理を終了する。

【００６０】このような処理をする制御装置１５を備え
た燃料電池車両では、燃料電池スタック１が最低出力状
態となっているときには、ステップＳ５〜ステップＳ７
までの処理を行うことにより、余剰電力Ｐsurpを冷却水
供給ポンプ４などの電力出力増減用外補機で消費する処
理をするので、燃料電池スタック１での発電量を変化さ
せることなく、余剰電力Ｐsurpを消費することができ
る。したがって、この燃料電池車両によれば、燃料電池
の発電電力を制御することなく余剰電力Ｐsurpを確実に
消費することができる。

【００６１】また、この燃料電池車両によれば、バッテ
リ１０を過電圧状態とすることなく、アイドル発電状態
を継続することが可能である。

【００６２】更に、この燃料電池車両によれば、制御装
置１５により燃料電池システム全体の運転状態に応じて
最適な電力出力増減用外補機を選択して、余剰電力を消
費する制御をすることで、容易に余剰電力を消費するこ
とができる。

【００６３】<<制御装置による電力消費処理手順（第２
実施例）>>つぎに、制御装置１５による他の電力消費処
理について説明する。なお、以下に説明する第２実施例
では上述の第１実施例と同じ部分の説明は省略する。

【００６４】制御装置１５は、最低出力状態としている
場合において、図１０に示すように、燃料電池スタック
１の最低出力電力を総発電力Ｐallとし、燃料電池スタ
ック１の最低出力を増加させない範囲でコンプレッサ３
の消費電力Ｐcompを増加させ、総発電力Ｐallからコン
プレッサ３での消費電力Ｐcompを除いた余剰電力Ｐsurp
を電力出力増減用外補機で消費する電力消費処理をす
る。

【００６５】第２実施例では、上述の図６のステップＳ
６において、図１１に示す処理を行って余剰電力Ｐsurp
を演算する点で、第１実施例と異なる。図１１によれ
ば、先ず、ステップＳ４１では、ステップＳ５で演算し
た総発電力ＰallをＲＡＭ２５から読み出す処理をして
ステップＳ４２に処理を進める。

【００６６】ステップＳ４２では、ステップＳ２で演算
した空気圧力要求値tPr_air0に空気圧力の変化分dPr_ai
rを加算して補正することで空気圧力目標値tPr_airを演
算して、ステップＳ４３に処理を進める。ここで、変化
分dPr_airは、燃料電池スタック１からの最低出力電力
を増加させない範囲とする。

【００６７】ステップＳ４３では、ステップＳ４２で演
算した空気圧力目標値tPr_airで動作したときのコンプ
レッサ３の消費電力Ｐcomp’を演算して、ステップＳ４
４に処理を進める。

【００６８】ステップＳ４４では、ステップＳ４１で読
み出した総発電力ＰallからステップＳ４３で演算した
消費電力Ｐcomp’を減算して余剰電力Ｐsurpを演算す
る。

【００６９】このような処理をする制御装置１５を備え
た燃料電池車両によれば、最低出力を増加させない範囲
でコンプレッサ３の消費電力を増加させて余剰電力Ｐsu
rpの一部を消費すると共に、その小さくした余剰電力を
電力出力増減用外補機で消費することができ、余剰電力
Ｐsurpの消費を電力出力増減用補機及び電力出力増減用
外補機で分担することができるので、第１実施例で発揮
する効果に加えて、消費可能な余剰電力の範囲を広げる
ことができる。

【００７０】<<制御装置による電力消費処理手順（第３
実施例）>>つぎに、制御装置１５による他の電力消費処
理について説明する。なお、以下に説明する第３実施例
では上述の第１実施例と同じ部分の説明は省略する。

【００７１】制御装置１５は、最低出力状態としている
場合において、図１２に示すように、総発電力Ｐallを
燃料電池スタック１の最低出力電力と回生電力との和と
し、総発電力Ｐallから電力出力増減用補機での消費電
力Ｐcompを除いた余剰電力Ｐsurpを電力出力増減用外補
機で消費する電力消費処理を行う。

【００７２】第３実施例では、上述の図６のステップＳ
５において、図１３に示す処理を行って総発電力Ｐall
を演算する点で、第１実施例と異なる。図１３によれ
ば、先ず、ステップＳ５１では燃料電池スタック１の最
低電力Ｐidlを演算してステップＳ５２に処理を進め
る。

【００７３】ステップＳ５２では、ステップＳ５１で最
低電力Ｐidlを演算したときの回生電力Ｐrecを演算し
て、ステップＳ５３に処理を進める。

【００７４】ステップＳ５３では、ステップＳ５１で求
めた最低電力Ｐidlと回生電力Ｐrecとを加算して総発電
力Ｐallを求めて、ステップＳ６に処理を進めて、ステ
ップＳ６以降の処理を行うこれにより、燃料電池車両で
は、求めた総発電力Ｐallからコンプレッサ３での消費
電力Ｐcompを減算して余剰電力Ｐsurpを求め、この余剰
電力Ｐsurpを電力出力増減用外補機で消費する。

【００７５】このような処理を行う制御装置１５を備え
た燃料電池車両によれば、総発電力Ｐallに回生電力Ｐr
ecを含めて余剰電力Ｐsurpを消費するので、例えば車速
が減速したときに回生電力Ｐrecが発生したときでもバ
ッテリ１０を過電圧とすることがない。

【００７６】また、この燃料電池車両では、第３実施例
で説明した処理及び第２実施例で説明した処理を行って
も良いことは勿論であり、これにより、第１実施例及び
第２実施例で発揮できる効果を併せて発揮することがで
きる。

【００７７】<<制御装置による電力消費処理手順（第４
実施例）>>つぎに、制御装置１５による他の電力消費処
理について説明する。なお、以下に説明する第４実施例
では上述実施例と同じ部分の説明は省略する。

【００７８】制御装置１５は、最低出力状態としている
場合において、図１４に示すように、燃料電池スタック
１の最低出力とその時の回生電力Ｐrecとの和を総発電
力Ｐallとし、燃料電池スタック１の最低出力を増加さ
せない範囲で電力出力増減用補機の消費電力を増加さ
せ、総発電力Ｐallから電力出力増減用補機での消費電
力を除いた余剰電力Ｐsurpを電力出力増減用外補機で消
費する電力消費処理を行う。

【００７９】このような処理を行う制御装置１５を備え
た燃料電池車両によれば、回生電力を燃料電池スタック
１の電力出力増減用外補機でその時に消費可能な電力で
消費するので、補機を保護すると共に、回生することが
できる。

【００８０】<<制御装置による電力消費処理手順（第５
実施例）>>つぎに、制御装置１５による他の電力制御処
理について説明する。なお、以下に説明する第５実施例
では上述の実施例と同じ部分の説明は省略する。

【００８１】制御装置１５は、最低出力状態としている
場合において、電力消費処理を行うときには、図１５に
示すように、燃料電池スタック１の最低出力を総発電力
Ｐallとし、総発電力Ｐallから電力出力増減用補機での
消費電力Ｐcomp及びバッテリ１０の充電上限値Ｐchglmt
を減算した電力量を余剰電力Ｐsurpとする。制御装置１
５は、バッテリ１０の充電上限の範囲の充電可能電力が
ある場合には総発電力Ｐallを、電力出力増減用補機、
電力出力増減用外補機、バッテリ１０の充電により消費
する。また、制御装置１５は、バッテリ１０の放電上限
の範囲の放電可能電力がある場合には、総発電力Ｐall
の一部を消費すると共に、バッテリ１０から放電上限値
Ｐdchglmtを補機に供給して、バッテリ１０の電力を放
電することができる。このように、制御装置１５は、余
剰電力Ｐsurpを消費したうえで、バッテリ１０での充放
電可能範囲でバッテリ１０へ充放電するように電力出力
増減用外補機の駆動量を制御する。

【００８２】第５実施例では、制御装置１５は、図１６
に示す手順で図６中のステップＳ６での処理をし、次い
で図１７に示す手順で図６中のステップＳ７での処理を
する。第５実施例では、ステップＳ５での処理が終了す
るとステップＳ６１に処理を進め、ステップＳ６１で
は、ステップＳ５で求めた総発電力ＰallをＲＡＭ２５
から読み出し、ステップＳ６２に処理を進める。

【００８３】ステップＳ６２では、その時のコンプレッ
サ３の消費電力Ｐcompを電力出力増減用補機目標動作点
演算部３５により演算してＲＡＭ２５に格納して、ステ
ップＳ６３に処理を進める。

【００８４】ステップＳ６３では、バッテリ１０に充電
可能な電力である充電上限値Ｐchglmtを演算してＲＡＭ
２５に格納して、ステップＳ６４に処理を進める。

【００８５】ステップＳ６４では、ステップＳ６１で読
み出した総発電力Ｐallから、消費電力Ｐcomp及び充電
上限値Ｐchglmtを減算して、余剰電力演算部３４により
余剰電力Ｐsurpを求めてＲＡＭ２５に格納して、次の図
１７に示すステップＳ７１に処理を進める。

【００８６】ステップＳ７１では、ステップＳ６１でＲ
ＡＭ２５に格納した余剰電力Ｐsurpを読み出してステッ
プＳ７２に処理を進める。

【００８７】ステップＳ７２では、ステップＳ６３でＲ
ＡＭ２５に格納されたバッテリ１０の充電上限値Ｐchgl
mtを読み出す処理をして、ステップＳ７３に処理を進め
る。

【００８８】ステップＳ７３では、その時にバッテリ１
０から放電可能な電力である放電上限値Ｐdchglmtを演
算して、ステップＳ７４に処理を進める。

【００８９】ステップＳ７４では、ステップＳ７１で読
み出した余剰電力Ｐsurp、ステップＳ７２で読み出した
充電上限値Ｐchglmt及びステップＳ７３で演算した放電
上限値Ｐdchglmtに基づいて電力出力増減用外補機の消
費電力Ｐloadを所定の範囲内の値となるように電力出力
増減用外補機目標動作点演算部３６により演算して、ス
テップＳ７５に処理を進める。このとき、制御装置１５
では、余剰電力Ｐsurp以上で、且つ余剰電力Ｐsurp、充
電上限値Ｐchglmt及び放電上限値Ｐdchglmtの合計以下
となるとなるように電力出力増減用外補機での消費電力
Ｐloadを演算する。

【００９０】ステップＳ７５では、ステップＳ７４で演
算した消費電力Ｐloadに基づいて、電力出力増減用外補
機の目標動作点tNpompを電力出力増減用外補機目標動作
点演算部３６により演算して、次のステップＳ８に処理
を進める。ここで、制御装置１５は熱制御や水制御によ
る補機の目標動作点、例えば冷却水供給ポンプ４の回転
数として動作目標点tNpompを演算し、動作目標点tNpomp
を補機消費電力Ｐloadの関数ｇ（）として表現する。

【００９１】このような処理をする制御装置１５を備え
た燃料電池車両によれば、燃料電池車両が充電可能なバ
ッテリ１０を備えており、コンプレッサ３以外の補機で
余剰電力Ｐsurpを消費する際に、少なくとも余剰電力Ｐ
surp以上で、且つ余剰電力Ｐsurpと充電上限値Ｐchglmt
及び放電上限値Ｐdchglmtの合計以下となるように例え
ば冷却水供給ポンプ４などの電力出力増減用外補機の目
標動作点となるように消費電力Ｐloadを決定するので、
バッテリ１０の充放電可能範囲を利用して余剰電力Ｐsu
rpを消費することができる。

【００９２】<<制御装置による電力消費処理手順（第６
実施例）>>つぎに、制御装置１５による他の電力制御処
理について説明する。なお、以下に説明する第６実施例
では上述の実施例と同じ部分の説明は省略する。

【００９３】制御装置１５は、最低出力状態としている
場合において、電力消費処理を行うときには、図１８に
示すように、燃料電池スタック１の最低出力を総発電力
Ｐallとし、燃料電池スタック１の最低出力を増加させ
ない範囲で電力出力増減用補機での消費電力Ｐcompを増
加させる制御をする。また、制御装置１５は、総発電力
Ｐallから電力出力増減用補機での消費電力Ｐcomp及び
バッテリ１０への充電上限値を減算した余剰電力Ｐsurp
を電力出力増減用外補機で消費する。このとき、制御装
置１５は、充放電可能範囲でバッテリ１０を使用して、
電力出力増減用外補機の消費電力を制御する。

【００９４】第６実施例では、制御装置１５は、図１９
に示す手順で図６中のステップＳ６での処理をする。第
６実施例では、ステップＳ５での処理が終了するとステ
ップＳ８１に処理を進め、ステップＳ８１では、ステッ
プＳ５で求めた総発電力ＰallをＲＡＭ２５から読み出
し、ステップＳ８２に処理を進める。

【００９５】ステップＳ８２では、上述のステップＳ２
で演算した空気圧力要求値を第２実施例と同様に処理す
ることで空気圧力制御の目標値tPr_airを演算して、ス
テップＳ８３に処理を進める。

【００９６】ステップＳ８３では、その時のコンプレッ
サ３の消費電力Ｐcomp'を電力出力増減用補機消費電力
演算部３２により演算して、ステップＳ８４に処理を進
める。

【００９７】ステップＳ８４では、バッテリ１０に充電
可能な電力である充電上限値Ｐchglmtを演算してＲＡＭ
２５に格納して、ステップＳ８５に処理を進める。

【００９８】ステップＳ８５では、ステップＳ８１で読
み出した総発電力Ｐall、ステップＳ８３で演算した消
費電力Ｐcomp'及びステップＳ８４で演算した充電上限
値Ｐchglmtに基づいて余剰電力演算部３４により余剰電
力Ｐsurpを演算して、ステップＳ７に処理進める。

【００９９】このような処理をする制御装置１５を備え
た燃料電池車両によれば、コンプレッサ３の消費電力を
燃料電池スタック１の出力が増加しない範囲で増加させ
ると共に、電力出力増減用外補機の消費電力Ｐloadをバ
ッテリ１０の放充電可能範囲で変化させて余剰電力Ｐsu
rpを決定することができる。

【０１００】<<制御装置による電力消費処理手順（第７
実施例）>>つぎに、制御装置１５による他の電力制御処
理について説明する。なお、以下に説明する第７実施例
では上述の実施例と同じ部分の説明は省略する。

【０１０１】制御装置１５は、最低出力状態としている
場合において、電力消費処理を行うときには、図２０に
示すように、総発電力Ｐallを、燃料電池スタック１の
最低出力とその時の回生電力との和とする。また、制御
装置１５は、余剰電力Ｐsurpを、コンプレッサ３での消
費電力Ｐcomp及びバッテリ１０での充電上限値を除いた
値とする。更に、制御装置１５では、求めた余剰電力Ｐ
surpを補機で消費すると共に、コンプレッサ３を駆動し
て消費し、電力出力増減用外補機で消費すると共に、バ
ッテリ１０に充電をする制御をする。

【０１０２】<<制御装置による電力消費処理手順（第８
実施例）>>つぎに、制御装置１５による他の電力制御処
理について説明する。なお、以下に説明する第８実施例
では上述の実施例と同じ部分の説明は省略する。

【０１０３】制御装置１５は、最低出力状態としている
場合において、電力消費処理を行うときには、図２１に
示すように、燃料電池スタック１の最低出力とその時の
回生電力との和を総発電力Ｐallとし、燃料電池スタッ
ク１の最低出力を増加させない範囲で電力出力増減用補
機での消費電力を増加させる制御をする。また、制御装
置１５は、総発電力Ｐallから電力出力増減用補機での
消費電力及びバッテリ１０への充電上限値を除算した余
剰電力を電力出力増減用外補機で消費する。このとき、
制御装置１５は、充放電可能範囲でバッテリ１０を使用
して、電力出力増減用外補機の消費電力を制御する。

【０１０４】なお、上述の実施の形態は本発明の一例で
ある。このため、本発明は、上述の実施形態に限定され
ることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明
に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に
応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した燃料電池車両の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明を適用した制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明を適用した制御装置の機能的な構成を示
すブロック図である。

【図４】コンプレッサの消費電力と燃料電池スタックか
らの発電電力との関係を示す図である。

【図５】第１実施例の電力消費処理における総発電力Ｐ
all、コンプレッサの消費電力Ｐcomp、電力出力増減用
外補機の消費電力Ｐloadの関係を示す図である。

【図６】制御装置による電力消費処理（第１実施例）を
行うときの処理手順を示すフローチャートである。

【図７】制御装置により総発電力Ｐallを演算するとき
の処理手順を示すフローチャートである。

【図８】制御装置により余剰電力Ｐsurpを演算するとき
の処理手順を示すフローチャートである。

【図９】制御装置により余剰電力を消費するときの処理
手順を示すフローチャートである。

【図１０】第２実施例の電力消費処理における総発電力
Ｐall、コンプレッサの消費電力Ｐcomp、余剰電力Ｐsur
p、電力出力増減用外補機の消費電力Ｐloadの関係を示
す図である。

【図１１】第２実施例における余剰電力Ｐsurpを演算す
るときの処理手順を示すフローチャートである。

【図１２】第３実施例の電力消費処理において、回生電
力を含む総発電力Ｐsurp、コンプレッサの消費電力Ｐco
mp、余剰電力Ｐsurp、電力出力増減用外補機の消費電力
Ｐloadの関係を示す図である。

【図１３】第３実施例の電力消費処理における総発電力
Ｐallを演算するときの処理手順を示すフローチャート
である。

【図１４】第４実施例の電力消費処理において、総発電
力Ｐall、コンプレッサの消費電力Ｐcomp、余剰電力Ｐs
urp、電力出力増減用外補機の消費電力Ｐloadの関係を
示す図である。

【図１５】第５実施例の電力消費処理において、総発電
力Ｐall、コンプレッサの消費電力Ｐcomp、バッテリの
放電上限値Ｐdchglmt及び充電上限値Ｐchglmt、余剰電
力Ｐsurp、電力出力増減用外補機の消費電力Ｐloadの関
係を示す図である。

【図１６】第５実施例の電力消費処理において、制御装
置により余剰電力Ｐsurpを演算するときの処理手順を示
すフローチャートである。

【図１７】第５実施例の電力消費処理において、制御装
置により余剰電力Ｐsurpを消費するときの処理手順を示
すフローチャートである。

【図１８】第６実施例の電力消費処理において、総発電
力Ｐsurp、コンプレッサの消費電力Ｐcomp、バッテリの
放電上限値Ｐdchglmt及び充電上限値Ｐchglmt、余剰電
力Ｐsurp、電力出力増減用外補機の消費電力Ｐloadの関
係を示す図である。

【図１９】第６実施例の電力消費処理において、制御装
置により余剰電力Ｐsurpを演算するときの処理手順を示
すフローチャートである。

【図２０】第７実施例の電力消費処理において、回生電
力を含む総発電力Ｐsurp、コンプレッサの消費電力Ｐco
mp、バッテリの放電上限値Ｐdchglmt及び充電上限値Ｐc
hglmt、余剰電力Ｐsurp、電力出力増減用外補機の消費
電力Ｐloadの関係を示す図である。

【図２１】第８実施例の電力消費処理において、総発電
力Ｐsurp、コンプレッサの消費電力Ｐcomp、バッテリの
放電上限値Ｐdchglmt及び充電上限値Ｐchglmt、余剰電
力Ｐsurp、電力出力増減用外補機の消費電力Ｐloadの関
係を示す図である。

【符号の説明】

１ 燃料電池スタック ２ 純水供給ポンプ ３ コンプレッサ ４ 冷却水供給ポンプ ５ 水素ボンベ ６ 純水供給インバータ ７ コンプレッサインバータ ８ 冷却水供給インバータ ９ 加湿器 １０ バッテリ １１ 駆動用インバータ １２ 駆動モータ １３ 作動装置 １４ 駆動輪 １５ 制御装置 １６ アクセル開度センサ １７ 車速センサ １８ ブレーキセンサ １９ シフトスイッチ ２１ 入力ポート ２２ Ａ／Ｄ変換器 ２３ ＣＰＵ ２４ ＲＯＭ ２５ ＲＡＭ ２６ 出力ポート ３１ 最低出力制御判定部 ３２ 電力出力増減用補機消費電力演算部 ３３ 総発電力演算部 ３４ 余剰電力演算部 ３５ 電力出力増減用補機目標動作点演算部 ３６ 電力出力増減用外補機目標動作点演算部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されて発
   電をする燃料電池と、この燃料電池からの発電電力を使
   用して駆動する負荷手段と、上記燃料電池の発電電力を
   増減する電力出力増減用補機と、上記燃料電池の発電電
   力の増減に寄与しない電力出力増減用外補機とを備えた
   燃料電池システムの制御装置において、 外部からのセンサ信号に基づいて、上記燃料電池の運転
   状態を検出する状態判定手段と、 上記燃料電池で発電し、上記負荷手段で消費されない総
   発電力量を演算する総発電力演算手段と、 上記電力出力増減用補機の消費電力を演算する消費電力
   演算手段と、 上記電力出力増減用補機が動作する目標となる第１目標
   動作点を演算する第１演算手段と、 上記電力出力増減用外補機が動作する目標となる第２目
   標動作点を演算する第２演算手段と、 上記総発電力から上記第１消費電力量を減算して、上記
   電力出力増減用補機で消費されない余剰電力を演算する
   余剰電力演算手段と、 上記状態判定手段により上記燃料電池の運転状態が最低
   出力状態であると判定したときに、上記総発電力演算手
   段により総発電力量を演算し、上記第１演算手段により
   上記電力出力増減用補機での第１目標動作点を演算し、
   この第１消費電力量を用いて上記余剰電力演算手段によ
   り余剰電力量を演算し、この余剰電力量を上記電力出力
   増減用外補機で消費する第２目標動作点を演算するよう
   に上記第２演算手段を制御する制御手段とを備えること
   を特徴とする燃料電池システムの制御装置。
2. 【請求項２】 上記制御手段は、上記燃料電池の出力を
   増加させない範囲で上記電力出力増減用補機での消費電
   力を増加させるように第１演算手段を制御する処理を更
   に行うことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システ
   ムの制御装置。
3. 【請求項３】 上記総発電力演算手段は、上記負荷手段
   で消費されない回生電力と上記最低出力状態における上
   記燃料電池の発電量との和を上記総発電力量とし、 上記余剰電力演算手段は上記回生電力を含む総発電量を
   用いて余剰電力を演算することを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の燃料電池システムの制御装置。
4. 【請求項４】 上記制御手段は、上記回生電力を含む余
   剰電力が上記電力出力増減用外補機の消費可能な電力以
   下となるように、回生電力を制御することを特徴とする
   請求項１記載の燃料電池システムの制御装置。
5. 【請求項５】 上記燃料電池車両は上記燃料電池で発電
   した電力を充電すると共に放電する蓄電手段を更に備
   え、 上記余剰電力演算手段は、上記燃料電池の最低出力状態
   時の発電電力から上記燃料電池の電力出力増減用補機で
   の第１消費電力と上記蓄電手段の充電可能電力を減算し
   た値を上記余剰電力とし、 上記制御手段は、演算した余剰電力以上で、且つ余剰電
   力と充電可能電力及び放電可能電力との合計以下の電力
   量を上記電力出力増減用外補機で消費するように上記第
   ２演算手段を制御することを特徴とする請求項１〜請求
   項４の何れか一に記載の燃料電池システムの制御装置。
6. 【請求項６】 上記電力出力増減用補機は、上記燃料電
   池に空気を供給するコンプレッサを少なくとも含むこと
   を特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一に記載の燃
   料電池システムの制御装置。
7. 【請求項７】 上記電力出力増減用外補機は、上記燃料
   電池に冷却水を供給する冷却水供給用ポンプ、上記燃料
   電池に供給する空気及び水素を加湿する水の流量を制御
   する加湿用ポンプ、上記冷却水を冷却するためのラジエ
   ータファンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とす
   る請求項１〜請求項６の何れか一に記載の燃料電池シス
   テムの制御装置。