JP2020025426A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】回生時において二次電池を効率よく充電することができる電動車両を提供する。【解決手段】駆動輪を駆動する駆動モーター１２と、駆動モーター１２の回生による電力を充電するとともに駆動モーター１２に電力を供給する二次電池１１と、燃料ガス及び酸化ガスが供給されて発電した電力を二次電池１１に供給する燃料電池２０と、燃料電池２０に燃料ガス及び酸化ガスを供給するガス供給手段と、駆動モーター１２の回生時に、燃料ガス及び酸化ガスの少なくとも一方を基準ストイキ比よりも小さい低ストイキ比にして前記ガス供給手段から供給させる低ストイキ比運転を実行可能なＥＣＵ５０と、を備え、ＥＣＵ５０は、燃料電池２０の電圧が維持される間、低ストイキ比運転を継続する。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池を備えた電動車両に関する。

燃料電池を備えた電動車両は、燃料電池で発電した電力、及び車両の減速時に発生した回生電力を二次電池に充電し、その二次電池の電力で駆動モータを駆動する。このような電動車両の一例としては、回生時に、酸素ガス又は水素濃度を低下させて燃料電池の出力電力を低下させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような電動車両では、効率よく回生電力を回収することができるものの、燃料電池の出力電力を低下させるため、燃料電池から二次電池に充電される電力が低下してしまうという問題がある。また、燃料電池の出力電力の変動は、燃料電池の劣化を進行させてしまう。

特開２０１３−５９２２９号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、回生時において二次電池を効率よく充電することができる電動車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、駆動輪を駆動する駆動モータと、前記駆動モータの回生による電力を充電するとともに前記駆動モータに電力を供給する二次電池と、燃料ガス及び酸化ガスが供給されて発電した電力を前記二次電池に供給する燃料電池と、前記燃料電池に燃料ガス及び酸化ガスを供給するガス供給手段と、前記駆動モータの回生時に、燃料ガス及び酸化ガスの少なくとも一方を前記駆動モータが回生してない際に設定される基準ストイキ比よりも小さい低ストイキ比にして前記ガス供給手段から供給させる低ストイキ比運転を実行可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記燃料電池の電圧が維持される間、前記低ストイキ比運転を継続することを特徴とする電動車両にある。

第１の態様では、駆動モータの回生時において低ストイキ比運転を実行しても、基準ストイキ比運転をしているときの燃料電池の電圧が維持される。このため、燃料電池で発電された電力は、低ストイキ比運転中に電圧が維持されない運転をさせた燃料電池で発電した電力よりも高い。したがって、低ストイキ比運転の実行中においても、従来よりも高い電力を燃料電池から二次電池に充電することができる。

また、燃料電池が低ストイキ比運転をしている間は、酸化ガスや燃料ガスの流量を減らすことになるので、ガス供給手段で消費される電力が低減されている。したがって、その電力が低減されている分、燃料電池を含む電動車両全体の効率は、基準ストイキ比運転における基準効率よりも高くなる。

さらに、低ストイキ比運転を実行中において燃料電池の電圧は維持されていることから、燃料電池の劣化を抑制することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する電動車両において、前記制御手段は、前記燃料電池の電圧が維持される時間が予め設定され、当該時間は前記低ストイキ比運転を継続することを特徴とする電動車両にある。

第２の態様では、低ストイキ比運転を実行しても燃料電池の電圧をより確実に維持することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載するに電動車両において、前記制御手段は、前記燃料電池の電圧の減少速度が所定値以下である間は前記低ストイキ比運転を継続することを特徴とする電動車両にある。

第３の態様では、燃料電池の電圧が低下しない時間を最大限用いて低ストイキ比運転を実行することができる。つまり、燃料電池の電圧を低下させずに、可能な限り長い時間にわたって低ストイキ比運転をすることができる。このように長く低ストイキ比運転を継続できるので、ガス供給手段で消費される電力を低減し、電動車両の効率をより一層効率化することができる。

本発明の第４の態様は、第１から第３の何れか一つの態様に記載する電動車両において、前記制御手段は、前記二次電池の充電率が少ないほど前記低ストイキ比運転の継続時間を短くすることを特徴とする電動車両にある。

第４の態様では、低ストイキ比運転の継続時間を短くすることで、二次電池の出力要求に対する応答性が低下することを抑制することができる。

本発明の第５の態様は、第１から第４の何れか一つの態様に記載する電動車両において、前記制御手段は、前記二次電池の充電率が所定値以下であれば、前記低ストイキ比運転を実行しないことを特徴とする電動車両にある。

第５の態様では、より一層、二次電池の出力要求に対する応答性が低下することを抑制することができる。

本発明によれば、回生時において二次電池を効率よく充電することができる電動車両が提供される。

実施形態１に係る電動車両のブロック図である。 実施形態１に係る電動車両の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態１に係る電動車両の動作を示すフローチャートである。 実施形態２に係る電動車両の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態２に係る電動車両の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

〈実施形態１〉
図１は、本実施形態に係る電動車両１のブロック図である。電動車両１は、燃料電池２０で発電された電力を二次電池１１に充電し、二次電池１１の電力で駆動モータ１２を駆動する、いわゆるレンジエクステンダー電動車両である。二次電池１１は、充放電可能な電池であり、特に限定はないが、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。

燃料電池２０は、燃料ガスとして水素と、酸化ガスとして空気が供給され、酸素と水素の電気化学反応によって発電する固体高分子形燃料電池である。燃料電池２０の具体的な構成は特に限定はないが、ここでは、複数のセルがセパレータを介して複数積層されたスタック構造を有する。

各セルは、アノード電極、カソード電極及びこれらの間に配置された電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）を備えている。アノード電極は、電解質膜に接触する電極触媒層と、電極触媒層の電解質膜とは反対側に設けられるガス拡散層とからなる。同様に、カソード電極も、電極触媒層とガス拡散層とからなる。

電極触媒層は、通常、アノード電極及びカソード電極における電極反応に対して触媒活性を有する。具体的には、電極触媒層は、担体に担持された触媒を備えている。触媒としては、アノード電極の燃料の酸化反応又はカソード電極の酸化剤の還元反応に対して触媒活性を有しているものであれば、特に限定されず、高分子形燃料電池に一般的に用いられているものを使用することができる。例えば、白金、又はルテニウム、鉄、ニッケル、マンガン、コバルト、銅等の金属と白金との合金等が挙げられる。

アノード電極及びカソード電極の電極触媒層の担体は、カーボンブラック等の炭素粒子や炭素繊維のような導電性炭素材料、金属粒子や金属繊維等の金属材料、セラミクスを用いることができる。

このような各セルを有する燃料電池２０には、アノード電極側のガス拡散層に燃料ガスを供給するためのアノード流路、及びカソード電極側のガス拡散層に酸化ガスを供給するためのカソード流路が設けられている。

燃料電池２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して二次電池１１に接続され、二次電池１１は、インバータ１３及びＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して駆動モータ１２に接続されている。

燃料電池２０で発電された直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４により所定電圧にされて二次電池１１に充電される。二次電池１１に充電された直流電力は、インバータ１３により交流電力に変換されてして駆動モータ１２に供給される。駆動モータ１２は、二次電池１１からの電力によって、駆動輪（図示せず）を駆動するためのプラス側の駆動力（トルク）を発生する。

また、駆動モータ１２は、減速時等には発電機として作動しマイナス側の回生力（トルク）を発生する。この回生電力は、インバータ１３により直流電力に変換され二次電池１１に充電される。

電動車両１は、燃料ガスタンク３０を備えている。燃料ガスタンク３０は、燃料ガス（水素ガス）を貯蔵した装置である。貯蔵の形態は、特に限定はなく、気体の水素、液体の水素を貯蔵したものであったり、金属に水素を吸蔵させたもの、さらにはメタノール等から水素に改質するものなど、公知のものを適用することができる。

燃料ガスタンク３０と燃料電池２０のアノード側の入口とは、燃料ガス供給管３１で接続されている。燃料ガス供給管３１には、元弁３２、減圧弁３３、再流量調節弁３４が設けられている。元弁３２は、燃料ガスタンク３０の開口部の開閉をする弁であり、減圧弁３３は、燃料ガスタンク３０から供給された燃料ガスを所定圧力まで減圧させ、一定圧力にするための弁である。再流量調節弁３４は、循環配管３７からの燃料ガスが燃料ガス供給管３１に再流入してくる量を調節するための弁である。これらの弁の調節により、燃料ガスタンク３０から燃料電池２０のアノード電極に燃料ガスが一定圧力で供給される。

燃料電池２０のアノード側の出口には、燃料ガス排出管３５が接続されている。燃料ガス排出管３５は、燃料電池２０のアノード側から排出された排ガスの流路である。当該排ガスは、特に図示しないが、気液分離機（図示せず）に送られる。気液分離機において分離されたガス（電気化学反応しなかった水素）は、循環配管３７を経由し、循環配管３７に設けられた再循環ポンプ３８により所定圧力に昇圧されて燃料ガス供給管３１に送られる。

電動車両１は、空気圧縮機４０を備えている。空気圧縮機４０は、外気を取り込み所定圧力に昇圧する装置である。空気圧縮機４０と燃料電池２０のカソード側の入口とは、酸化ガス供給管４１で接続されている。酸化ガス供給管４１には、インタークーラー４２、流量調整弁４３が設けられている。インタークーラー４２は、空気圧縮機４０で圧縮された空気（酸化ガス）を所定温度に冷却する。流量調整弁４３は、燃料電池２０のカソード側へ供給される酸化ガスの流量を調整するための弁である。この流量調整弁４３の調節により、空気圧縮機４０から燃料電池２０のカソード電極に酸化ガスが一定圧力で供給される。

燃料電池２０のカソード側の出口には、酸化ガス排出管４５が接続されている。酸化ガス排出管４５は、燃料電池２０のカソード側から排出された排ガスの流路である。当該排ガスは、電動車両１の外部へ放出される。

上述した燃料ガスタンク３０、燃料ガス供給管３１、元弁３２、減圧弁３３、再流量調節弁３４、燃料ガス排出管３５、再循環ポンプ３８、空気圧縮機４０、酸化ガス供給管４１、流量調整弁４３は、請求項に記載するガス供給手段の一例である。

ＥＣＵ５０は、請求項に記載の制御部の一例であり、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピューターによって構成されている。ＥＣＵ５０は、各種センサから検知信号を得ることが可能となっている。具体的には、燃料電池２０に取り付けた各種センサは、燃料電池の出力（以後、ＦＣ出力とも表記する）、燃料電池の電圧（以下、ＦＣ電圧とも表記する）、水素流量を検知する。また、二次電池１１に取り付けたセンサは充電率（以下、ＳＯＣと表記する）を検知し、駆動モータ１２に取り付けたセンサーは車速（以後、ＥＶ駆動とも表記する）を検知する。空気圧縮機４０に取り付けたセンサは、空気圧縮機の回転数を検知する。水素流量とは、燃料電池２０に供給される水素ガス（燃料ガス）の流量である。

ＥＣＵ５０は、これらの検知信号を各種センサから得て、元弁３２、減圧弁３３、再流量調節弁３４、空気圧縮機４０の回転数、再循環ポンプ３８の回転数、流量調整弁４３を制御する。

図２及び図３を用いて、ＥＣＵ５０による電動車両１の制御について説明する。図２の横軸は時間を表している。縦軸は、それぞれＦＣシステム効率、水素流量、空気圧縮機の回転数、供給ガスストイキ比、ＦＣ電圧、ＦＣ出力、ＳＯＣ、減速判定、車速（ＥＶ駆動）を表している。ＦＣシステム効率とは、電動車両１全体の効率を表している。供給ガスストイキ比とは、酸化ガス及び燃料ガスのストイキ比を表している。車速の増減は加速又は減速を表しており、減速判定の「１」は車速が減速していることを表し、「０」は増速していることを表す。また、図３では燃料電池をＦＣと省略している。

電動車両１は、燃料電池２０をアイドリング運転、低ストイキ比運転、基準ストイキ比運転の何れかに切り替えて走行することが可能となっている。

燃料電池２０のアイドリング運転とは、燃料電池２０に負荷が接続されていない状態又は低負荷の状態で最低限度の発電を行い、通常負荷又は高負荷の発電要求に即応可能な状態で運転していることをいう。低ストイキ比運転とは、燃料電池２０が発電要求に応答して発電をしている状態であり、かつ、駆動モータ１２の回生時には、酸化ガス又は燃料ガスの少なくとも一方を基準ストイキ比よりも小さい低ストイキ比にしてガス供給手段から燃料電池２０に供給させる運転をいう。

ストイキ比とは、理論的に発電に必要な量に対する実際の燃料ガス又は酸化ガスの供給量で除した値である。ストイキ比が「１」であれば、実際に燃料電池２０に供給する燃料ガス及び酸化ガスの供給量は、理論的に発電に必要な量そのものである。ストイキ比が大きくなるほど、理論的に発電に必要な燃料ガス及び酸化ガスの量よりも多く燃料電池２０に供給されることになる。なお、ストイキ比は、燃料ガス、酸化ガスのそれぞれ別個に設定することができる。

基準ストイキ比とは、駆動モータ１２が回生していないときにおいて燃料電池２０に供給される燃料ガス及び酸化ガスのストイキ比である。基準ストイキ比で燃料ガス及び酸化ガスを燃料電池２０に供給する運転を基準ストイキ比運転と称する。ここでは、燃料ガス及び酸化ガスの何れについても同じストイキ比を設定する。なお、燃料ガスのストイキ比と酸化ガスのストイキ比をまとめて「供給ガスのストイキ比」とも称する。

図２の例では、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１の間においては、燃料電池２０はアイドリング運転をしている。この間は、二次電池１１の電力のみで駆動モータ１２を駆動させているため、ＳＯＣが減少傾向にある。時刻Ｔ６から時刻Ｔ７の間においても同様にアイドリング運転をしている。

時刻Ｔ１から時刻Ｔ６までの間においては、駆動モータ１２の駆動又は回生に応じて、燃料電池２０は低ストイキ比運転、又は基準ストイキ比運転をしている。アイドリング運転と、低ストイキ比運転又は基準ストイキ比運転とは、ＳＯＣによって切り替える。

具体的には、現在のＳＯＣをｘとすると、ｘがＦＣ稼動ＳＯＣ（ａ）より大きければ（ステップＳ１：Ｎｏ、時刻Ｔ０〜Ｔ１、時刻Ｔ６〜Ｔ７の間）、燃料電池２０を起動しない（ステップＳ２）。つまりアイドリング運転の状態である。一方、ｘがＦＣ稼動ＳＯＣ（ａ）以下であれば（ステップＳ１：Ｙｅｓ、時刻Ｔ１）、低ストイキ比運転又は基準ストイキ比運転を実施するための更なるステップに進む。なお、ｘがＦＣ稼動ＳＯＣ（ａ）以下であるということは、二次電池１１に充電する必要性があるということであり、換言すれば、燃料電池２０の起動準備ができたということである。

次に、ＥＣＵ５０は、駆動モータが回生しているか否か、すなわち減速判定を行う（ステップＳ３）。時刻Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５では、減速判定は「０」であり駆動モータ１２は回生していない（ステップＳ３：Ｎｏ）。したがって、低ストイキ比運転にはせず、基準ストイキ比運転を実行する（ステップＳ４）。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間、燃料電池２０は基準ストイキ比運転をする。したがって、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間、燃料電池２０で発電された電力が二次電池１１に充電され、ＳＯＣが増大している。

一方、時刻Ｔ２、Ｔ４では、減速判定は「１」であり駆動モータは回生している（ステップＳ３：Ｙｅｓ）。したがって、ＥＣＵ５０は低ストイキ比運転を実行する（ステップＳ５）。具体的には、ＥＣＵ５０は次のようにして低ストイキ比運転を実行する。

酸化ガスについて基準ストイキ比を実現するのに必要な空気圧縮機４０の回転数を、基準ストイキ比回転数とする。ＥＣＵ５０は、低ストイキ比運転を実行する際には、基準ストイキ比回転数よりも低い低ストイキ比回転数Ｆ_１となるように空気圧縮機４０の回転数を制御する。これにより、非回生時（時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２）において基準ストイキ比で運転しているときよりも、回生時（時刻Ｔ２〜Ｔ３、時刻Ｔ４〜時刻Ｔ５）における空気圧縮機４０の回転数は下がるので、燃料電池２０に供給される酸化ガスの流量が低減する。この結果、燃料電池２０に供給される酸化ガスの量は、低ストイキ比となる。

また、燃料ガスについて基準ストイキ比を実現するのに必要な量を基準ストイキ比水素流量とする。ＥＣＵ５０は、低ストイキ比運転を実行する際には、基準ストイキ比水素流量よりも低い低ストイキ比水素流量Ｆ_２となるように再流量調節弁３４や再循環ポンプ３８を制御する。これにより、非回生時（時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２）において基準ストイキ比で運転しているときよりも、回生時（時刻Ｔ２〜Ｔ３、時刻Ｔ４〜時刻Ｔ５）における水素流量は下がる。この結果、燃料電池２０に供給される燃料ガスの量は、低ストイキ比となる。

ここで、本発明者らは、低ストイキ比運転を実行すると、基準ストイキ比運転を実行していたときに比べてＦＣ電圧は減少するものの、低ストイキ比運転を実行してから直ちにＦＣ電圧が減少するのではなく、数秒程度経過してからＦＣ電圧が減少するという知見を得た。

したがって、低ストイキ比運転を開始してからＦＣ電圧が減少するまでの時間を継続時間として予め設定しておき、この継続時間内で低ストイキ比運転を行うようにすれば、ＦＣ電圧を維持することができる。なお、このような継続時間は、実測又はシミュレーションにより得ることができる。

具体的には、そのようにして得た継続時間を用いて、ＥＣＵ５０は、低ストイキ比運転を開始してからの時間が継続時間に達したかを判定する（ステップＳ６）。当該時間が継続時間に達していなければ（ステップＳ６：Ｎｏ、時刻Ｔ２〜Ｔ３の間、時刻Ｔ４〜Ｔ５の間）、低ストイキ比運転を継続する（ステップＳ７）。一方、当該時間が継続時間に達したならば（ステップＳ６：Ｙｅｓ、時刻Ｔ３、Ｔ５）、基準ストイキ比運転に戻す（ステップＳ８）。

なお、低ストイキ比運転を開始してからの時間が継続時間に達する前に、駆動モータ１２の回生が終了した場合は、その時点で基準ストイキ比運転に戻す。

図２の例では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの時間は、継続時間よりも短い時間であるが、減速判定が「０」になったため、低ストイキ比運転から基準ストイキ比運転に変更されている。また、時刻Ｔ４から開始した低ストイキ比運転は時刻Ｔ５になった時点で継続時間に達したので、低ストイキ比運転から基準ストイキ比運転に変更されている。

低ストイキ比運転から基準ストイキ比運転に戻す際には、ＥＣＵ５０は、空気圧縮機４０の回転数を基準ストイキ比回転数とし、水素流量を基準ストイキ比水素流量となるように再循環ポンプ３８及び再流量調節弁３４を制御する。

そして、ＥＣＵ５０は、現在のＳＯＣ（ｘ）がＦＣ停止ＳＯＣ（ｃ）以上になったか否かを判定する（ステップＳ９）。その判定が成立した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ、時刻Ｔ６）、燃料電池２０をアイドリング運転にする。一方、その判定が成立しない場合（ステップＳ９：Ｎｏ、時刻Ｔ１〜Ｔ６の間）、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。

以上に説明した電動車両１では、駆動モータ１２の回生時において低ストイキ比運転を実行しても、基準ストイキ比運転をしているときの燃料電池２０の電圧が維持される。このため、燃料電池２０で発電された電力は、低ストイキ比運転中にＦＣ電圧が維持されない運転をさせた燃料電池で発電した電力よりも高い。したがって、低ストイキ比運転の実行中においても、従来よりも高い電力を燃料電池２０から二次電池１１に充電することができる。

また、燃料電池２０が低ストイキ比運転をしている間は、空気圧縮機４０の回転数は低減されている。また、水素流量を低減するために再循環ポンプ３８の回転数は低減されている。すなわち、これらの空気圧縮機４０や再循環ポンプ３８で消費される電力が低減されている。したがって、その電力が低減されている分、ＦＣシステム効率（燃料電池、ガス供給手段を含めた全体の効率）は、基準ストイキ比運転における基準効率よりも高い低ストイキ比運転効率となっている。

さらに、低ストイキ比運転を実行中においてＦＣ電圧は維持されていることから、燃料電池２０の劣化を抑制することができる。

このように本実施形態の電動車両１は、燃料電池２０の劣化を抑制し、回生時において二次電池１１を効率よく充電することができる。

また、本実施形態の電動車両１は、燃料電池２０の電圧が維持される時間（継続時間）を予め設定しておき、その継続時間は低ストイキ比運転を継続するようにした。これにより、低ストイキ比運転を実行しても燃料電池２０の電圧をより確実に維持することができる。

〈実施形態２〉
実施形態１では、燃料電池２０の電圧が維持されている継続時間を予め設定し、その継続時間は低ストイキ比運転を継続させたが、このような態様に限定されない。具体的には、低ストイキ比運転に切り替え、燃料電池２０の電圧の減少速度が所定値になったら、ガス供給手段から供給される燃料ガス及び酸化ガスのストイキ比を基準ストイキ比に戻すようにしてもよい。

図４及び図５を用いて、本実施形態の電動車両１の制御について説明する。図４の各項目は図２と同様であり、実施形態１と重複する説明は省略する。

時刻Ｔ１から時刻Ｔ４までの間においては（ステップＳ１〜Ｓ５）、実施形態１の時刻Ｔ１から時刻Ｔ４と同様である。

ＥＣＵ５０は、ＦＣ電圧の減速速度を得ておく。これはＦＣ電圧の微分値として得ることができる。実施形態１で説明したように低ストイキ比運転を開始してから一定時間が経過すると、ＦＣ電圧が低下し始める（時刻Ｔ５〜時刻Ｔ６）。この間のＦＣ電圧が降下した電圧はΔＶ１で示されている。

ＥＣＵ５０は、現在のＦＣ電圧の減速速度をｙとすると、このｙが所定値以下（ＦＣ電圧減速速度（ｄ））であるかを判定する（ステップＳ６）。ｙがＦＣ電圧減速速度（ｄ）以下であれば（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ＦＣ電圧が一定に維持されているとみなして、低ストイキ比運転を継続する（ステップＳ７、時刻Ｔ４〜時刻Ｔ６）。一方、ｙがＦＣ電圧減速速度（ｄ）より大きければ（ステップＳ６：Ｎｏ、時刻Ｔ６）、基準ストイキ比運転に戻す（ステップＳ８）。

基準ストイキ比運転に戻す態様に特に限定はないが、低ストイキ比から基準ストイキ比に徐々に戻るようにすることが好ましい。具体的には、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７の間、ＥＣＵ５０は、空気圧縮機４０の回転数を増加させる。この間における回転数の増加量を空気圧縮機回転数可変増加（Ｆ_３）とする。図４に示した例では、Ｆ_３は、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７の間、低ストイキ比回転数（Ｆ_１）から基準ストイキ比回転数まで直線的に増加するようになっている。

また、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７の間、ＥＣＵ５０は、水素流量についても同様に増加させる。この間における水素流量の増加量を水素流量可変増加（Ｆ_４）とする。図４に示した例では、Ｆ_４は、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７の間、低ストイキ比水素流量（Ｆ_２）から基準ストイキ比水素量まで直線的に増加するようになっている。

そして、ＥＣＵ５０は、現在のＳＯＣ（ｘ）がＦＣ停止ＳＯＣ（ｃ）以上になったか否かを判定する（ステップＳ９）。その判定が成立した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ、時刻Ｔ６）、燃料電池２０をアイドリング運転にする。一方、その判定が成立しない場合（ステップＳ９：Ｎｏ、時刻Ｔ１〜Ｔ６の間）、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。

以上に説明した電動車両１では、実施形態１と同様に、燃料電池２０の劣化を抑制し、回生時において二次電池１１を効率よく充電することができる。さらに、燃料電池２０の電圧の減少速度が所定値以下である間は低ストイキ比運転をさせるようにした。これにより、燃料電池２０の電圧が低下しない時間を最大限用いて低ストイキ比運転を実行することができる。つまり、燃料電池２０の電圧を低下させずに、可能な限り長い時間にわたって低ストイキ比運転をすることができる。このように長く低ストイキ比運転を継続できるので、ガス供給手段で消費される電力を低減し、ＦＣシステム効率をより一層効率化することができる。

〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。

実施形態１では、低ストイキ比運転を継続する時間は二次電池１１のＳＯＣに関係なく定めていたが、このような態様に限定されない。一般に二次電池１１のＳＯＣが低いと、出力要求に対して応答性が低い。そこで、本実施形態の電動車両では、二次電池１１のＳＯＣが少ないほど低ストイキ比運転の継続時間を短くする。低ストイキ比運転の継続時間を短くすることで、二次電池１１の出力要求に対する応答性が低下することを抑制することができる。

さらには、二次電池１１のＳＯＣが所定値以下である場合は、低ストイキ比運転を実行しないようにしてもよい。これにより、二次電池１１の出力要求に対する応答性が低下することを、より一層抑制することができる。

１…電動車両、 １１…二次電池、 １２…駆動モータ、 ２０…燃料電池、 ３０…燃料ガスタンク、 ３１…燃料ガス供給管、 ３５…燃料ガス排出管、 ４０…空気圧縮機、 ４１…酸化ガス供給管、 ４５…酸化ガス排出管、 ５０…ＥＣＵ（制御部）

Claims (5)

1. 駆動輪を駆動する駆動モータと、
   前記駆動モータの回生による電力を充電するとともに前記駆動モータに電力を供給する二次電池と、
   燃料ガス及び酸化ガスが供給されて発電した電力を前記二次電池に供給する燃料電池と、
   前記燃料電池に燃料ガス及び酸化ガスを供給するガス供給手段と、
   前記駆動モータの回生時に、燃料ガス及び酸化ガスの少なくとも一方を前記駆動モータが回生してない際に設定される基準ストイキ比よりも小さい低ストイキ比にして前記ガス供給手段から供給させる低ストイキ比運転を実行可能な制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記燃料電池の電圧が維持される間、前記低ストイキ比運転を継続する
   ことを特徴とする電動車両。
2. 請求項１に記載する電動車両において、
   前記制御手段は、前記燃料電池の電圧が維持される時間が予め設定され、当該時間は前記低ストイキ比運転を継続する
   ことを特徴とする電動車両。
3. 請求項１又は請求項２に記載する電動車両において、
   前記制御手段は、前記燃料電池の電圧の減少速度が所定値以下である間は前記低ストイキ比運転を継続する
   ことを特徴とする電動車両。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載する電動車両において、
   前記制御手段は、前記二次電池の充電率が少ないほど前記低ストイキ比運転の継続時間を短くする
   ことを特徴とする電動車両。
5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載する電動車両において、
   前記制御手段は、前記二次電池の充電率が所定値以下であれば、前記低ストイキ比運転を実行しない
   ことを特徴とする電動車両。
   

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