JP7477025B1 - 燃料電池システム、制御装置、作業機械、制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池及び蓄電池の双方の劣化をより適切に抑制することが可能な技術を提供する。【解決手段】一実施形態に係る燃料電池システム１００は、アクチュエータ１２０及び補機負荷１３０、並びにアクチュエータ１２０及び補機負荷１３０に電力供給可能なように接続される蓄電池１４０に向けて電力を出力可能な燃料電池モジュール４０と、燃料電池モジュール４０の出力変動、及び蓄電池１４０の蓄電状態の双方を考慮して、燃料電池モジュール４０の出力を制御する制御ユニット３０と、を備える。【選択図】図７

Description

本開示は、燃料電池システム等に関する。

例えば、燃料電池（ＦＣ：Fuel Cell）、及び燃料電池の電力で充電可能な蓄電池の何れか一方からの電力で負荷装置を駆動する際に、燃料電池や蓄電池の劣化を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１では、蓄電池のＳＯＣが比較的低い所定値以下である場合、燃料電池の発電による蓄電池の充電を実施し、蓄電池のＳＯＣが比較的高い所定値より大きい場合、燃料電池の発電による蓄電池の充電を停止させることが開示されている。これにより、蓄電池の過充電や過放電を防止し、蓄電池の劣化を防止することができる。

特許文献２では、負荷装置からの出力負荷の要求に応じて、燃料電池から負荷装置に発電電力を供給する際に、出力要求が変動した回数を計測し、その回数が相対的に多い場合に、触媒回復処理を実施することが開示されている。これにより、触媒の溶出による燃料電池の劣化を抑制することができる。

特開２０２２－１５７０５０号公報 特開２００９－２５９５２６号公報

しかしながら、例えば、上記の特許文献１、２では、燃料電池及び蓄電池のそれぞれの劣化に対して個別に対処している。そのため、燃料電池及び蓄電池の双方の劣化を考慮する場合、その対処方法として改善の余地がある。

そこで、上記課題に鑑み、燃料電池及び蓄電池の双方の劣化をより適切に抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池と、
前記燃料電池の出力変動幅、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、前記燃料電池の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記負荷装置の負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の幅の中に収まり、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減し前記所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御し、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の出力を制御する、
燃料電池システムが提供される。

また、本開示の他の実施形態では、
負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池の出力を、前記燃料電池の出力変動幅、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して制御する制御装置であって、
前記負荷装置の負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の幅の中に収まり、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減し前記所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御し、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の発電を制御する、
制御装置が提供される。

また、本開示の更に他の実施形態では、
アクチュエータを駆動する電動機と、
前記電動機に電力供給可能なように接続される蓄電池と、
前記電動機及び前記蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池と、
前記燃料電池の出力変動幅、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、前記燃料電池の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アクチュエータの負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の幅の中に収まり、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減し前記所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御し、作業機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の出力を制御する、
作業機械が提供される。

また、本開示の更に他の実施形態では、
制御装置が、負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池の出力を、前記燃料電池の出力変動幅、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して制御する制御方法であって、
前記負荷装置の負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の幅の中に収まり、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減し前記所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御し、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の発電を制御する、
制御方法が提供される。

上述の実施形態によれば、燃料電池及び蓄電池の双方の劣化をより適切に抑制することができる。

作業機械の一例の構成を示す図である。 作業機械の運転モードの変遷の一例を示す状態遷移図である。 作業機械の運転制御に関する処理の第１例を概略的に示すフローチャートである。 作業機械の運転制御に関する処理の第１例を概略的に示すフローチャートである。 作業機械の運転制御に関する処理の第１例を概略的に示すフローチャートである。 燃料電池モジュールの出力、及び蓄電池の蓄電率の時間変化の第１例を示すタイムチャートである。 燃料電池モジュールの出力、及び蓄電池の蓄電率の時間変化の第２例を示すタイムチャートである。 作業機械の運転制御に関する処理の第２例を概略的に示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

［作業機械の一例］
図１を参照して、本実施形態に係る作業機械１の一例について説明する。

図１は、作業機械１の一例の構成を示す図である。

図１に示すように、作業機械１は、燃料電池システム１００と、水素タンク１１０と、アクチュエータ１２０と、補機負荷１３０と、蓄電池１４０と、インバータ装置１５０と、インバータ装置１６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０とを含む。

作業機械１は、燃料電池システム１００及び蓄電池１４０の少なくとも一方から供給される電力でアクチュエータ１２０を駆動し、所定の作業を行う。

作業機械１は、例えば、移動型のトランスファークレーンである。また、作業機械１は、例えば、定置型のトランスファークレーンやガントリークレーン等であってもよい。また、作業機械１は、クレーンとは異なる他の荷役用の作業機械であってもよいし、荷役用以外の作業機械であってもよい。以下、作業機械１は、クレーンである前提で説明を行う。

燃料電池システム１００は、アクチュエータ１２０に電力供給を行う。

燃料電池システム１００は、燃料電池パッケージ１０と、ラジエータ２０と、制御ユニット３０とを含む。

燃料電池パッケージ１０は、燃料電池モジュール４０と、熱交換器５０と、イオン交換器６０と、エアクリーナ７０と、制御用電源８０とを含む。

燃料電池モジュール４０は、燃料電池セル４１と、冷却部４２と、コンバータ装置４３とを含む。

燃料電池セル４１は、水素タンク１１０から供給される水素と、外部から取り込まれる空気中の酸素とを化学反応させることにより電気を発生させる。燃料電池セル４１は、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）である。例えば、固体高分子形燃料電池としての燃料電池セル４１は、多数の単セルを積層したスタック構造を有する。

燃料電池セル４１における単セルは、高分子電解質膜と、高分子電解質膜の両側面に設けられた一対の電極とを含む膜－電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を有する。高分子電解質膜は、水素イオンを選択的に輸送する。また、それぞれの電極は、多孔質材料により形成される。一対の電極のそれぞれは、例えば、白金系の金属触媒（電極触媒）を担持するカーボン粉末を主成分とする触媒層と、通気性及び電子導電性を併せ持つガス拡散層とを有する。更に、単セルは、膜－電極アッセンブリ（ＭＥＡ）を両側から挟み込む一対のセパレータを有する。

燃料電池モジュール４０からは、燃料電池セル４１から水素と空気ＳＡに含まれる酸素とを化学反応させた後の排気ガスが排出される。

尚、燃料電池セル４１は、例えば、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ：Phosphoric Acid Fuel Cell）や固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Solid Oxide Fuel Cell）であってもよい。また、燃料電池セル４１は、例えば、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ：Molten Carbonate Fuel Cell）であってもよい。

冷却部４２は、燃料電池セル４１を冷却する。具体的には、冷却部４２の内部には、冷却液が通流する。そして、冷却部４２は、燃料電池セル４１と冷却液との間での熱交換を行うことにより、燃料電池セル４１を冷却することができる。

コンバータ装置４３は、燃料電池セル４１から出力される電圧を昇圧し、燃料電池モジュール４０の外部に出力する。

熱交換器５０は、ラジエータ２０を含む冷却回路ＣＣ１の冷却液と、冷却部４２を含む冷却回路ＣＣ２の冷却液との間で熱交換を行い、冷却回路ＣＣ２の冷却液を冷却する。これにより、冷却回路ＣＣ２は、熱交換器５０により冷却された冷却液を冷却部４２に供給し、燃料電池セル４１を冷却することができる。

イオン交換器６０は、冷却回路ＣＣ２に設けられ、冷却回路ＣＣ２の冷却液のイオン不純物を除去する。

エアクリーナ７０は、外部から取り込まれる空気ＳＡに含まれる塵や不純物等を除去し燃料電池セル４１に塵や不純物等を除去済みの空気ＳＡを供給する。

制御用電源８０は、燃料電池パッケージ１０に搭載される各種センサ等の制御用機器に電力を供給する。

ラジエータ２０は、冷却回路ＣＣ１の冷却液を冷却する。これにより、熱交換器５０は、上述の如く、冷却回路ＣＣ１の冷却液と、冷却回路ＣＣ２の冷却液との間で熱交換を行い、冷却回路ＣＣ２の冷却液を冷却することができる。ラジエータ２０は、例えば、フィンチューブ型又はフィンアンドチューブ型のラジエータである。

ラジエータ２０の冷却水の入口及び出口が、燃料電池パッケージ１０における熱交換器５０からの冷却水の出口及び入口のそれぞれに対して接続されることにより、冷却回路ＣＣ１が構成される。

制御ユニット３０は、燃料電池システム１００に関する制御を含む、作業機械１の運転に関する制御を行う。例えば、制御ユニット３０は、燃料電池システム１００から直流リンク（直流バスとも称する）１８０への出力制御を含む、燃料電池システム１００、アクチュエータ１２０、補機負荷１３０、及び蓄電池１４０の間での直流リンク１８０を通じた電力のやり取りに関する制御を行う。この際、制御ユニット３０は、直接の制御対象として、燃料電池モジュール４０、インバータ装置１５０、インバータ装置１６０、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御してよい。制御ユニット３０は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。また、制御ユニット３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ装置、補助記憶装置、及び各種インタフェースを含むコンピュータを中心に構成されてもよい。

制御ユニット３０は、１対１の通信線やローカルネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）等の所定の通信回線を通じて、燃料電池パッケージ１０、インバータ装置１５０、インバータ装置１６０、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と通信可能である。これにより、制御ユニット３０は、燃料電池パッケージ１０、インバータ装置１５０、インバータ装置１６０、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０の各種状態を表す情報をこれらから取得し、その情報に基づきこれらの構成要素を制御することができる。また、制御ユニット３０は、１対１の通信線やローカルネットワーク（ＬＡＮ）等の所定の通信回線を通じて、蓄電池１４０と通信可能である。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の電流、電圧、温度等の各種状態を表す情報を取得し、その情報に基づき、燃料電池パッケージ１０、インバータ装置１５０、インバータ装置１６０、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０等を制御することができる。

水素タンク１１０は、高圧水素を貯蔵し、燃料電池モジュール４０の燃料電池セル４１に高圧水素ガスを供給する。水素タンク１１０は、例えば、水素カードルである。

アクチュエータ１２０は、インバータ装置１５０を通じて供給される交流によって電気駆動され、作業機械１が作業を行う際に動作する可動部を駆動する。アクチュエータ１２０は、作業機械１の操業状態及び待機状態のうちの操業状態のみに電気駆動される負荷装置（以下、「主機負荷」）に相当する。作業機械１の操業状態とは、作業機械１の起動から停止までの間の作業を行うことが可能な状態のうち、作業機械１が実際に所定の作業を行っている状態を意味し、作業機械１の待機状態とは、作業機械１が所定の作業を行っていない状態を意味する。

作業機械１は、１又は複数のアクチュエータ１２０を含む。アクチュエータ１２０は、例えば、作業機械１としてのクレーンの吊荷の上げ下げのための電動機やトロリの移動のための電動機である。また、アクチュエータ１２０は、例えば、移動式の作業機械１における移動用の車輪等を駆動する電動機であってもよい。

補機負荷１３０は、インバータ装置１６０を通じて供給される交流によって稼働する。補機負荷１３０は、作業機械１の操業状態及び待機状態の双方で電気駆動される負荷装置である。

蓄電池１４０は、アクチュエータ１２０及び補機負荷１３０に電力を供給可能な二次電池である。蓄電池１４０は、例えば、電解質が液体のリチウムイオン電池である。また、蓄電池１４０は、例えば、電解質が固定の全固体電池であってもよい。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０及びインバータ装置１５０を介してアクチュエータ１２０と電気的に接続される。蓄電池１４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０及びインバータ装置１５０を通じてアクチュエータ１２０に電力を供給することができる。同様に、蓄電池１４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０及びインバータ装置１６０を介して補機負荷１３０と電気的に接続される。蓄電池１４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０及びインバータ装置１６０を通じて補機負荷１３０に電力を供給することができる。

インバータ装置１５０は、直流を３相交流に変換しアクチュエータ１２０に出力する電力変換装置である。具体的には、インバータ装置１５０は、直流リンク１８０によってコンバータ装置４３と電気的に接続され、燃料電池モジュール４０から出力される直流を３相交流に変換しアクチュエータ１２０に出力する。これにより、インバータ装置１５０は、燃料電池システム１００の出力を用いて、アクチュエータ１２０を駆動することができる。また、インバータ装置１５０は、直流リンク１８０によってＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と電気的に接続され、蓄電池１４０から出力されＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を通じて供給される直流を３相交流に変換しアクチュエータ１２０に出力する。これにより、インバータ装置１５０は、蓄電池１４０の出力を用いて、アクチュエータ１２０を駆動することができる。

また、インバータ装置１５０は、アクチュエータ１２０から回生される３相交流を直流に変換し直流リンク１８０に出力してもよい。これにより、作業機械１は、直流リンク１８０に出力された回生電力を、インバータ装置１６０を通じて補機負荷１３０に供給したり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を通じて蓄電池１４０に充電したりすることができる。

例えば、インバータ装置１５０は、作業機械１の操業状態において運転され、作業機械１の待機状態において停止される。

インバータ装置１６０は、直流を３相交流に変換し補機負荷１３０に出力する電力変換装置である。具体的には、インバータ装置１６０は、直流リンク１８０によってコンバータ装置４３と電気的に接続され、燃料電池モジュール４０から出力される直流を３相交流に変換し補機負荷１３０に出力する。これにより、インバータ装置１６０は、燃料電池システム１００の出力を用いて、補機負荷１３０を駆動することができる。また、インバータ装置１６０は、直流リンク１８０によってＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と電気的に接続され、蓄電池１４０から出力されＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を通じて供給される直流を３相交流に変換し補機負荷１３０に出力する。これにより、インバータ装置１６０は、蓄電池１４０の出力を用いて、補機負荷１３０を駆動することができる。また、インバータ装置１６０は、直流リンク１８０によってインバータ装置１５０と電気的に接続され、インバータ装置１５０から出力される直流を３相交流に変換し補機負荷１３０に出力する。これにより、インバータ装置１６０は、アクチュエータ１２０から回生される電力を用いて、補機負荷１３０を駆動することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、直流を直流に変換する電力変換装置である。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、蓄電池１４０の出力を所定の電圧の直流に変換し、インバータ装置１５０，１６０と接続される直流リンク１８０に出力する。これにより、作業機械１は、蓄電池１４０の出力を直流リンク１８０からインバータ装置１５０を通じてアクチュエータ１２０に供給したり、インバータ装置１６０を通じて補機負荷１３０に供給したりすることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、燃料電池モジュール４０やインバータ装置１５０から直流リンク１８０に供給される直流を所定の電圧の直流に変換し蓄電池１４０に出力してもよい。これにより、作業機械１は、燃料電池モジュール４０の出力やアクチュエータ１２０の回生電力を用いて、蓄電池１４０を充電することができる。

尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０及び蓄電池１４０の１は、複数設けられてもよい。この場合、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１７０及び蓄電池１４０の組み合わせは、直流リンク１８０に対して並列接続される。これにより、例えば、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１７０のうちの一部に異常が生じても、残りのＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と、その残りのＤＣ／ＤＣコンバータ１７０に接続される蓄電池１４０とによって、作業機械１は、運転を継続することができる。

［作業機械の運転モード］
次に、図２を参照して、作業機械１の運転モードについて説明する。

以下、燃料電池システム１００の停止状態において、制御ユニット３０が動作可能である前提で説明を進める。

図２は、作業機械１の運転モードの変遷の一例を示す状態遷移図である。

図１に示すように、作業機械１の運転モードには、ＦＣ起動モードＭ１、イニシャルモードＭ２、待機モードＭ３、操業モードＭ４、ＦＣ停止モードＭ５、及び蓄電池単独モードＭ６が含まれる。

ＦＣ起動モードＭ１は、作業機械１の起動に伴って、燃料電池システム１００を起動させる運転モードである。制御ユニット３０は、作業機械１の起動操作に伴うＦＣ起動指令に応じて、ＦＣ起動モードＭ１に移行する。例えば、ＦＣ起動指令は、作業機械１の全体制御を行う統括制御装置から制御ユニット３０に入力される。

イニシャルモードＭ２は、ＦＣ起動モードＭ１の終了後、燃料電池システム１００から出力される直流によって蓄電池１４０の蓄電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を所定の初期状態（目標値ＴＧＴ０）まで充電するための運転モードである。目標値ＴＧＴ０は、例えば、７０％である。制御ユニット３０は、ＦＣ起動モードＭ１において、燃料電池システム１００の起動が完了すると、イニシャルモードＭ２に移行する。

待機モードＭ３は、作業機械１の待機状態に対応する運転モードである。制御ユニット３０は、イニシャルモードＭ２において、蓄電池１４０のＳＯＣが所定の目標値ＴＧＴ０に到達すると、待機モードＭ３に移行する。

待機モードＭ３では、インバータ装置１６０は、燃料電池システム１００及び蓄電池１４０のうちの燃料電池システム１００のみの出力或いは燃料電池システム１００及び蓄電池１４０の双方の出力を用いて、補機負荷１３０を駆動する。即ち、待機モードＭ３では、燃料電池システム１００は、常時、直流リンク１８０に電力を出力し、蓄電池１４０は、直流リンク１８０に電力を出力する場合と出力しない場合とがある。

操業モードＭ４は、作業機械１の操業状態に対応する運転モードである。制御ユニット３０は、待機モードＭ３において、作業機械１が待機状態から操業状態に移行する場合に、操業モードＭ４に移行する。具体的には、制御ユニット３０は、作業機械１の主機負荷用のインバータ装置１５０が停止状態から運転状態に移行すると、操業モードＭ４に移行してよい。例えば、ユーザからのアクチュエータ１２０に対する操作に応じてインバータ装置１５０の運転が開始され、直流リンク１８０からアクチュエータ１２０への電力供給が開始される。また、制御ユニット３０は、操業モードＭ４において、作業機械１が操業状態から待機状態に移行すると、待機モードＭ３に移行する。具体的には、制御ユニット３０は、作業機械１の主機負荷用のインバータ装置１５０が運転状態から停止状態に移行すると、待機モードＭ３に移行してよい。例えば、ユーザからのアクチュエータ１２０に対する操作が停止されると、インバータ装置１５０が停止され、直流リンク１８０からアクチュエータ１２０への電力供給が停止される。

ＦＣ停止モードＭ５は、燃料電池システム１００を停止させるための運転モードである。制御ユニット３０は、待機モードＭ３或いは操業モードＭ４において、ＦＣ停止指令が入力されると、ＦＣ停止モードＭ５に移行する。例えば、ユーザによる作業機械１を停止させる操作が行われると、ＦＣ停止指令が統合制御装置から制御ユニット３０に入力される。以下、ユーザによる作業機械１の停止の意思に基づくＦＣ停止指令を便宜的に「通常のＦＣ停止指令」と称する場合がある。また、例えば、統合制御装置によって、燃料電池システム１００に異常がある、或いは、異常の兆候があると判断されると、ＦＣ停止指令が統合制御装置から制御ユニット３０に入力される。以下、燃料電池システム１００の異常等に起因するＦＣ停止指令を便宜的に「特定条件下でのＦＣ停止指令」と称する場合がある。

作業機械１は、ＦＣ停止モードＭ５において、通常のＦＣ停止指令に基づく燃料電池システム１００の停止処理が完了すると、停止する。また、作業機械１は、ＦＣ停止モードＭ５において、ＦＣ起動指令が入力されると、ＦＣ起動モードＭ１に移行する。例えば、ユーザによる作業機械１を停止させる操作をキャンセルする操作が行われると、ＦＣ起動指令が統合制御装置から制御ユニット３０に入力される。また、燃料電池システム１００の異常或いは異常の兆候が解消されると、ＦＣ起動指令が統合制御装置から制御ユニットに入力されてもよい。

蓄電池単独モードＭ６は、蓄電池１４０の出力のみでアクチュエータ１２０や補機負荷１３０を運転する運転モードである。制御ユニット３０は、ＦＣ停止モードＭ５において、特定条件下でのＦＣ停止処理に基づく燃料電池システム１００の停止処理を完了すると、蓄電池単独モードＭ６に移行する。

作業機械１は、蓄電池単独モードＭ６において、蓄電池１４０のＳＯＣが所定の下限値ＬＬ２に到達すると、停止する。下限値ＬＬ２は、例えば、５０％である。また、作業機械１は、蓄電池単独モードＭ６において、ユーザによる作業機械１を停止させる操作が行われると、停止する。

［作業機械の運転制御の第１例］
次に、図３～図５を参照して、制御ユニット３０による作業機械１の運転制御の第１例について説明する。

図３～図５は、作業機械１の運転制御に関する処理の第１例を概略的に示すフローチャートである。

図３～図５のフローチャートは、作業機械１の起動の完了から作業機械１の停止処理の開始までの期間で繰り返し実行される。

図３に示すように、ステップＳ１０２にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードがＦＣ起動モードＭ１に該当するための条件（以下、「ＦＣ起動モード条件」）が成立するか否かを判定する。

ＦＣ起動モード条件のうちの１つ目は、作業機械１の起動処理に対応するＦＣ起動指令が入力されることである。ＦＣ起動モード条件のうちの２つ目は、ＦＣ停止モードにおいて、ＦＣ起動指令が入力されることである。制御ユニット３０は、何れかのＦＣ起動モード条件が成立する場合、ステップＳ１０４に進み、それ以外の場合、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０４にて、制御ユニット３０は、運転モードをＦＣ起動モードＭ１に設定する。

ステップＳ１０４の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６にて、制御ユニット３０は、燃料電池システム１００の起動処理を行う。具体的には、制御ユニット３０は、燃料電池システム１００に含まれる各種構成要素に起動指令を送信し、各種構成要素を停止状態から所望の機能を果たすための動作を行うことが可能な状態に起動させる。また、制御ユニット３０は、燃料電池セル４１のリフレッシュ処理を行ってもよい。リフレッシュ処理は、燃料電池セル４１のカソード電位を調整し触媒表面から酸化皮膜を除去して発電性能を回復させる既知の処理である。これにより、制御ユニット３０は、燃料電池セル４１の劣化（発電性能の低下）を抑制することができる。

尚、リフレッシュ処理は、燃料電池システム１００の起動時に代えて、通常のＦＣ停止指令に応じた燃料電池システム１００の停止処理の一部として実施されてもよい。

ステップＳ１０６の処理、即ち、燃料電池システム１００の起動処理が完了すると、制御ユニット３０は、今回のフローチャートの処理を終了する。

一方、ステップＳ１０８にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードがイニシャルモードＭ２に該当するための条件（以下、「イニシャルモード条件」）が成立しているか否かを判定する。

イニシャルモード条件の１つ目は、前回のフローチャートにおいて、ＦＣ起動モードＭ１における燃料電池システム１００の起動処理が完了したことである。また、イニシャルモード条件の２つ目は、現在の運転モードがイニシャルモードＭ２に設定され、且つ、作業機械１が所定の作業を行うためのイニシャル準備が完了していないこと（即ち、後述のステップＳ１１６の条件が成立していないこと）である。制御ユニット３０は、何れかのイニシャル条件が成立する場合、ステップＳ１１０に進み、それ以外の場合、図４に示すように、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１１０にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードをイニシャルモードＭ２に設定する。

ステップＳ１１０の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１２にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の最新のＳＯＣを確認する。蓄電池１４０のＳＯＣは、例えば、蓄電池１４０から取得される、蓄電池１４０の電圧を表す情報に基づき推定される。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０からそのＳＯＣに関する情報を直接取得してもよい。

ステップＳ１１２の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ０以上であるか否かを判定する。制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ０以上でない場合、ステップＳ１１６に進み、目標値ＴＧＴ０以上である場合、ステップＳ１１８に進む。

ステップＳ１１６にて、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０の出力を蓄電池１４０の充電のための所定値ＯＰ０に設定する。これにより、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、燃料電池モジュール４０からの出力によって蓄電池１４０を充電させることができる。

ステップＳ１１６の処理が完了すると、制御ユニット３０は、今回のフローチャートを終了する。

一方、ステップＳ１１８にて、制御ユニット３０は、作業機械１が所定の作業を行うためのイニシャル準備が完了したと判断する。

ステップＳ１１８の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードが待機モードＭ３に該当するための条件（以下、「待機モード条件」）が成立するか否かを判定する。

待機モード条件の１つ目は、現在の運転モードがイニシャルモードであり、且つ、作業機械１が所定の作業を行うためのイニシャル準備が完了していること（即ち、上述のステップＳ１１６の条件が成立していること）である。また、待機モード条件の２つ目は、現在の運転モードが待機モードＭ３或いは操業モードＭ４であり、且つ、現在の作業機械１が待機状態にあることである。制御ユニット３０は、何れかの待機モード条件が成立する場合、ステップＳ１２２に進み、それ以外の場合、ステップＳ１２６に進む。

ステップＳ１２２にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを待機モードＭ３に設定する。

ステップＳ１２２の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１２４に進む。

ステップＳ１２４にて、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０の出力を作業機械１の待機状態に対応する所定値ＯＰ１に設定する。所定値ＯＰ１は、アクチュエータ１２０及び補機負荷１３０のうちの後者のみに電力供給を行う際に必要な燃料電池モジュール４０の出力に相当する。これにより、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０及びインバータ装置１６０を制御し、燃料電池モジュール４０の出力によって補機負荷１３０を駆動することができる。所定値ＯＰ１は、例えば、一定値（固定値）である。また、所定値ＯＰ１は、作業機械１の負荷状態、即ち、補機負荷１３０の負荷状態に応じて変化する可変値であってもよい。

ステップＳ１２４の処理が完了すると、図５に示すように、制御ユニット３０は、ステップＳ１３２に進む。

一方、ステップＳ１２６にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードが操業モードＭ４に該当するための条件（以下、「操業モード条件」）が成立するか否かを判定する。

操業モード条件は、現在の運転モードが待機モードＭ３或いは操業モードＭ４であり、且つ、現在の作業機械１が操業状態にあることである。制御ユニット３０は、操業モード条件が成立する場合、ステップＳ１２８に進み、それ以外の場合、ステップＳ１４８に進む。

ステップＳ１２８にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを操業モードＭ４に設定する。

ステップＳ１２８の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０にて、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０の出力を作業機械１の操業状態に対応する所定値ＯＰ２に設定する。所定値ＯＰ２は、アクチュエータ１２０及び補機負荷１３０のうちの双方に電力供給を行う際に必要な燃料電池モジュール４０の出力に相当する。これにより、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０、インバータ装置１５０、及びインバータ装置１６０を制御し、燃料電池モジュール４０の出力によってアクチュエータ１２０及び補機負荷１３０を駆動することができる。所定値ＯＰ２は、例えば、一定値（固定値）である。また、所定値ＯＰ２は、作業機械１の負荷状態、即ち、アクチュエータ１２０及び補機負荷１３０の負荷状態に応じて変化する可変値であってもよい。

ステップＳ１３０が完了すると、図５に示すように、制御ユニット３０は、ステップＳ１３２に進む。

ステップＳ１３２にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の最新のＳＯＣ、及びＳＯＣの変化量を確認する。例えば、ＳＯＣの変化量は、蓄電池１４０の最新のＳＯＣと、その直前の制御周期での蓄電池１４０のＳＯＣとの間の変化量である。

ステップＳ１３２の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１３４に進む。

ステップＳ１３４にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１（≧ＴＧＴ０）以上であるか否かを判定する。目標値ＴＧＴ１は、待機モードＭ３及び操業モードＭ４における蓄電池１４０のＳＯＣの目標値である。目標値ＴＧＴ１は、例えば、８０％である。制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１以上でない場合、ステップＳ１３６に進み、目標値ＴＧＴ１以上である場合、ステップＳ１４２に進む。

ステップＳ１３６にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが増加中であるか否かを判定する。例えば、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の最新のＳＯＣから直前の制御周期での蓄電池１４０のＳＯＣを減じた値がゼロ以上である場合、増加していると判定し、それ以外の場合、減少していると判定する。制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが増加していない場合、ステップＳ１３８に進み、増加している場合、ステップＳ１３９に進む。

ステップＳ１３８にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じて、燃料電池モジュール４０の出力を増加させる。これにより、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、燃料電池モジュール４０の出力の増加分を用いて、蓄電池１４０の充電を行うことができる。例えば、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが低いほど増加の程度が大きくなるように燃料電池モジュール４０の出力を増加させる。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの変化量（減少量）が大きいほど増加の程度が大きくなるように燃料電池モジュール４０の出力を増加させてよい。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣを適切に目標値ＴＧＴ１に近づけることができると共に、蓄電池１４０のＳＯＣが低下し、過放電の状態になるような事態を抑制することができる。

尚、蓄電池１４０の過放電の状態とは、蓄電池１４０のＳＯＣが所定の下限値ＬＬ０に対して相対的に小さい状態を意味する。蓄電池１４０のＳＯＣが下限値ＬＬ０に対して相対的に小さいとは、蓄電池１４０のＳＯＣが下限値ＬＬ０以下であることであってもよいし、下限値ＬＬ０未満であることであってもよい。下限値ＬＬ０は、例えば、４０％である。

一方、ステップＳ１３９にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じて、燃料電池モジュール４０の出力を調整する。

例えば、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の現在のＳＯＣと目標値ＴＧＴ１との差が比較的大きく、且つ、蓄電池１４０の変化量（増加量）が比較的小さい場合、燃料電池モジュール４０の出力を増加させる。蓄電池１４０の現在のＳＯＣと目標値ＴＧＴ１との差が比較的大きいか否か、及び蓄電池１４０の変化量が比較的小さいか否かは、予め規定される閾値との大小関係により判断される。この際、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の変化量（増加量）が小さいほど増加の程度が大きくなるように燃料電池モジュール４０の出力を増加させてよい。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の現在のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１よりも小さく且つ比較的大きく離れている状況で、燃料電池モジュール４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、蓄電池１４０の充電速度を高めることができる。そのため、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣを適切に目標値ＴＧＴ１に近づけることができる。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の現在のＳＯＣと目標値ＴＧＴ１との差が比較的小さく、且つ、蓄電池１４０の変化量（増加量）が比較的大きい場合、燃料電池モジュール４０の出力を減少させてもよい。蓄電池１４０の現在のＳＯＣと目標値ＴＧＴ１との差が比較的小さいか否か、及び蓄電池１４０の変化量が比較的大きいか否かは、予め規定される閾値との大小関係により判断される。この際、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの変化量（増加量）が大きいほど減少の程度が大きくなるように燃料電池モジュール４０の出力を減少させてよい。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の現在のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１よりも小さく且つ比較的近い状況で、燃料電池モジュール４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、蓄電池１４０の充電速度を下げることができる。そのため、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１を大きくオーバーシュートするような事態を抑制することができる。

また、ステップＳ１４２にて、制御ユニット３０は、ステップＳ１３６と同様、蓄電池１４０のＳＯＣが増加中であるか否かを判定する。制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが増加していない場合、ステップＳ１４４に進み、増加している場合、ステップＳ１４５に進む。

ステップＳ１４４にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じて、燃料電池モジュール４０の出力を調整する。

例えば、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の現在のＳＯＣと目標値ＴＧＴ１との差が比較的大きく、且つ、蓄電池１４０の変化量（減少量）が比較的小さい場合、燃料電池モジュール４０の出力を減少させる。蓄電池１４０の現在のＳＯＣと目標値ＴＧＴ１との差が比較的大きいか否か、及び蓄電池１４０の変化量が比較的小さいか否かは、予め規定される閾値との大小関係により判断される。この際、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の変化量（減少量）が小さいほど減少の程度が大きくなるように燃料電池モジュール４０の出力を減少させてよい。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の現在のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１よりも大きく且つ比較的大きく離れている状況で、燃料電池モジュール４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、蓄電池１４０の放電速度を高めることができる。そのため、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣを適切に目標値ＴＧＴ１に近づけることができる。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の現在のＳＯＣと目標値ＴＧＴ１との差が比較的小さく、且つ、蓄電池１４０の変化量（減少量）が比較的大きい場合、燃料電池モジュール４０の出力を増加させてもよい。蓄電池１４０の現在のＳＯＣと目標値ＴＧＴ１との差が比較的小さいか否か、及び蓄電池１４０の変化量が比較的大きいか否かは、予め規定される閾値との大小関係により判断される。この際、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの変化量（減少量）が大きいほど増加の程度が大きくなるように燃料電池モジュール４０の出力を増加させてよい。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の現在のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１よりも大きく且つ比較的近い状況で、燃料電池モジュール４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、蓄電池１４０の放電速度を下げることができる。そのため、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１を大きくオーバーシュートするような事態を抑制することができる。

一方、ステップＳ１４５にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じて、燃料電池モジュール４０の出力を減少させる。これにより、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、燃料電池モジュール４０の出力の減少に応じて、蓄電池１４０からアクチュエータ１２０や補機負荷１３０への放電を行わせることができる。例えば、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが大きいほど減少の程度が大きくなるように燃料電池モジュール４０の出力を減少させる。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの変化量（増加量）が大きいほど減少の程度が大きくなるように燃料電池モジュール４０の出力を減少させてよい。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣを適切に目標値ＴＧＴ１に近づけることができると共に、蓄電池１４０のＳＯＣが上昇し、過充電の状態になるような事態を抑制することができる。

尚、蓄電池１４０の過充電の状態とは、蓄電池１４０のＳＯＣが所定の上限値ＵＬ０（＞ＬＬ０）に対して相対的に大きい状態を意味する。蓄電池１４０のＳＯＣが上限値ＵＬ０に対して相対的に大きいとは、蓄電池１４０のＳＯＣが上限値ＵＬ０以上であることであってもよいし、上限値ＵＬ０を超えていることであってもよい。上限値ＵＬ０は、例えば、１００％である。

ステップＳ１３８，Ｓ１３９，Ｓ１４４，Ｓ１４５の何れかの処理が完了すると、図３に示すように、制御ユニット３０は、今回のフローチャートの処理を終了する。

尚、ステップＳ１３４，Ｓ１３６，Ｓ１３８，Ｓ１３９，Ｓ１４２，Ｓ１４４，Ｓ１４５の処理に相当する制御ユニット３０の動作は、蓄電池１４０のＳＯＣと目標値ＴＧＴとの偏差に基づき動作するＰＩ（Proportional Integral：比例積分）調節器により実現されてもよい。

また、図４に示すように、ステップＳ１４８にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードがＦＣ停止モードＭ５に該当する条件（以下、「ＦＣ停止モード条件」）が成立するか否かを判定する。

ＦＣ停止モード条件は、ＦＣ停止指令が入力されることである。制御ユニット３０は、ＦＣ停止モード条件が成立する場合、ステップＳ１５０に進み、それ以外の場合、ステップＳ１５４に進む。

ステップＳ１５０にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードをＦＣ停止モードＭ５に設定する。

ステップＳ１５０の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１５２に進む。

ステップＳ１５２にて、制御ユニット３０は、燃料電池システム１００を停止させる処理を行う。

ステップＳ１５２の処理、即ち、燃料電池システム１００を停止させる処理が完了すると、図３に示すように、制御ユニット３０は、今回のフローチャートの処理を終了する。

一方、ステップＳ１５４にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードが蓄電池単独モードに該当するための条件（以下、「蓄電池単独モード条件」）が成立するか否かを判定する。

蓄電池単独モード条件の１つ目は、現在の作業機械１の運転モードがＦＣ停止モードＭ５であり、且つ、特定条件下でのＦＣ停止処理に基づく燃料電池システム１００の停止処理が完了していることである。また、蓄電池単独モード条件の２つ目は、現在の作業機械１の運転モードが蓄電池単独モードであり、且つ、蓄電池１４０のＳＯＣが下限値ＬＬ２より大きく、且つ、ユーザからの作業機械１を停止させる操作がされていないことである。制御ユニット３０は、蓄電池単独モード条件が成立する場合、ステップＳ１５６に進み、それ以外の場合、図３に示すように、今回のフォローチャートの処理を終了する。

ステップＳ１５６にて、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを蓄電池単独モードＭ６に設定する。

ステップＳ１５６の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１５８に進む。

ステップＳ１５８にて、制御ユニット３０は、インバータ装置１５０、インバータ装置１６０、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、蓄電池１４０の出力のみで作業機械１の運転を行う。

ステップＳ１５８の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の最新のＳＯＣを確認する。

ステップＳ１６０の処理が完了すると、制御ユニット３０は、ステップＳ１６２に進む。

ステップＳ１６２にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが下限値ＬＬ２以下であるか否かを判定する。制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが下限値ＬＬ２以下でない場合、ステップＳ１６４に進み、下限値ＬＬ２以下である場合、図３に示すように、今回のフローチャートの処理を終了する。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが下限値ＬＬ２に到達するまでの期間に限定して、蓄電池１４０の出力のみを用いた作業機械１の運転を許可することができる。

ステップＳ１６４にて、制御ユニット３０は、ユーザによって作業機械１を停止させる操作が行われたか否かを判定する。制御ユニット３０は、作業機械１を停止させる操作が行われていない場合、ステップＳ１５８に戻り、作業機械１を停止させる操作が行われた場合、図３に示すように、今回のフローチャートの処理を終了する。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池単独モードＭ６において、ユーザの意思に沿って作業機械１を停止させることができる。

［作業機械の運転状態の具体例］
次に、図６、図７を参照して、作業機械１の運転状態の具体例について説明する。

＜第１例＞
図６は、燃料電池モジュール４０の出力、及び蓄電池１４０の蓄電率（ＳＯＣ）の時間変化の第１例を示すタイムチャートである。具体的には、図６は、燃料電池モジュール４０の出力の時間変化を示す図６Ａと、蓄電池１４０のＳＯＣの時間変化を示す図６Ｂとを含む。

図６Ａに示すように、時刻ｔ１０にて、作業機械１が起動されることによりＦＣ起動指令が出力され（図３のステップＳ１０２のＹＥＳ）、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードをＦＣ起動モードＭ１に設定している（図３のステップＳ１０２）。これにより、時刻ｔ１０～時刻ｔ１１にて、制御ユニット３０は、燃料電池システム１００の起動処理を行っている（図３のステップＳ１０６）。そのため、時刻ｔ１０～時刻ｔ１１では、燃料電池モジュール４０の出力はゼロ（０）である。

時刻ｔ１１にて、燃料電池システム１００の起動処理が完了すると、イニシャルモード条件が成立し（図３のステップＳ１０８のＹＥＳ）、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードをイニシャルモードＭ２に設定している（図３のステップＳ１１０）。これにより、時刻ｔ１１～時刻ｔ１２にて、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０の出力を所定値ＯＰ０に設定し（図３のステップＳ１１６）、燃料電池モジュール４０の出力によって蓄電池１４０の充電を行っている。そのため、図６Ｂに示すように、時刻ｔ１１以降で、蓄電池１４０のＳＯＣは、上昇し、時刻ｔ１２の時点で目標値ＴＧＴ０に到達している。

時刻ｔ１２にて、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ０に到達すると（図３のステップＳ１１４のＹＥＳ）、待機モード条件が成立し（図４のステップＳ１２０）、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを待機モードＭ３に設定している（図４のステップＳ１２２）。これにより、時刻ｔ１２以降、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０の出力を所定値ＯＰ１に設定している（図４のステップＳ１２４）。本例では、所定値ＯＰ１は一定値である。

本例では、目標値ＴＧＴ１よりも目標値ＴＧＴ０が小さいことから、時刻ｔ１２～ｔ１３にて、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１より小さい状態が継続する（図４のステップＳ１３６のＮＯ）。また、本例では、時刻ｔ１２で燃料電池モジュール４０の出力が所定値ＯＰ１に設定されると、直ぐに、蓄電池１４０のＳＯＣの上昇し始めている。そのため、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの上昇（図５のステップＳ１３６のＹＥＳ）に応じて、燃料電池モジュール４０の出力を所定値ＯＰ１の状態に維持している（図５のステップＳ１３９）。そして、時刻ｔ１３にて、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１付近まで上昇している。

時刻ｔ１３にて、作業機械１が待機状態から操業状態に移行すると、操業モード条件が成立し（図４のステップＳ１２６のＹＥＳ）、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを操業モードＭ４に設定する（図４のステップＳ１２８）。これにより、時刻ｔ１３にて、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０の出力を所定値ＯＰ２に設定している（図４のステップＳ１３０）。本例では、所定値ＯＰ２は、一定値である。そのため、時刻ｔ１３を起点として、燃料電池モジュール４０の出力は、所定値ＯＰ１から所定値ＯＰ２まで上昇する。

燃料電池モジュール４０の出力が所定値ＯＰ２に到達した後、制御ユニット３０は、所定値ＯＰ２を基準として燃料電池モジュール４０の出力を比較的小さい幅で増減させることにより、蓄電池１４０のＳＯＣを目標値ＴＧＴ１付近で維持させる。具体的には、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１未満の場合（図５のステップＳ１３４のＮＯ）、燃料電池モジュール４０の出力を若干増加させる（図５のステップＳ１３８）。一方、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１以上である場合（図５のステップＳ１３４のＹＥＳ）、燃料電池モジュール４０の出力を若干減少させる。本例では、制御ユニット３０は、この繰り返しによって、目標値ＴＧＴ１を基準として蓄電池１４０のＳＯＣを増減させながら、蓄電池１４０のＳＯＣを目標値ＴＧＴ１付近に維持させる。これにより、制御ユニット３０は、目標値ＴＧＴ１を含む、上限値ＵＬ１及び下限値ＬＬ１の間の目標範囲ＴＲ１に蓄電池１４０のＳＯＣを収めることができる。そのため、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の劣化を抑制することができる。上限値ＵＬ１は、上述の過充電の状態に対応する上限値ＵＬ０以下の値であり、例えば、９０％である。下限値ＬＬ１は、上述の過放電の状態に対応する下限値ＬＬ０以上の値であり、例えば、７０％である。

時刻ｔ１４にて、特定条件下でのＦＣ停止指令が出力され、ＦＣ停止モード条件が成立し（図４のステップＳ１４８のＹＥＳ）、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードをＦＣ停止モードＭ５に設定している（図４のステップＳ１５０）。これにより、時刻ｔ１４以降、制御ユニット３０は、燃料電池システム１００の停止処理を行い（図４のステップＳ１５２）、燃料電池モジュール４０の出力はゼロ（０）になる。

時刻ｔ１５にて、燃料電池システム１００の停止処理が完了すると、蓄電池単独モード条件が成立し（図４のステップＳ１５４のＹＥＳ）、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを蓄電池単独モードＭ６に設定している（図４のステップＳ１５６）。これにより、時刻ｔ１５以降、制御ユニット３０は、インバータ装置１５０、インバータ装置１６０、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を制御し、蓄電池１４０の出力のみでアクチュエータ１２０や補機負荷１３０を駆動している。そのため、蓄電池１４０のＳＯＣは、時間経過に応じて減少している。そして、時刻ｔ１６にて、蓄電池１４０のＳＯＣは、下限値ＬＬ２に到達し（図４は、ステップＳ１６２のＹＥＳ）、作業機械１が停止している。

＜第２例＞
図７は、燃料電池モジュール４０の出力、及び蓄電池１４０の蓄電率（ＳＯＣ）の時間変化の第２例を示すタイムチャートである。具体的には、図７は、燃料電池モジュール４０の出力の時間変化を示す図７Ａと、蓄電池１４０のＳＯＣの時間変化を示す図７Ｂとを含む。

図７に示すように、時刻ｔ２０→時刻ｔ２１→時刻ｔ２２→時刻ｔ２３の流れは、図６の時刻ｔ１０→時刻ｔ１１→時刻ｔ１２→時刻ｔ１３の流れと同じであるため、説明を省略する。

時刻ｔ２３にて、作業機械１が待機状態から操業状態に移行すると、操業モード条件が成立し（図４のステップＳ１２６のＹＥＳ）、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを操業モードＭ４に設定する（図４のステップＳ１２８）。これにより、時刻ｔ２３以降、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０の出力を所定値ＯＰ２に設定している（図４のステップＳ１３０）。本例では、所定値ＯＰ２は、一定値である。そのため、時刻ｔ２３を起点として、燃料電池モジュール４０の出力は、所定値ＯＰ１から所定値ＯＰ２まで上昇する。

燃料電池モジュール４０の出力が所定値ＯＰ２に到達した後、制御ユニット３０は、上述の第１例（図６）と同様、所定値ＯＰ２を基準として燃料電池モジュール４０の出力を比較的小さい幅で増減させることにより、蓄電池１４０のＳＯＣを目標値ＴＧＴ１付近で維持させる。これにより、制御ユニット３０は、目標値ＴＧＴ１を含む、上限値ＵＬ１及び下限値ＬＬ１の間の目標範囲ＴＲ１に蓄電池１４０のＳＯＣを収めることができる。そのため、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の劣化を抑制することができる。

時刻ｔ２４にて、作業機械１が操業状態から待機状態に移行すると、待機モード条件が成立し、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを待機モードＭ３に設定する。これにより、時刻ｔ２４にて、制御ユニット３０は、燃料電池モジュール４０の出力を所定値ＯＰ１に設定している。そのため、時刻ｔ２４を起点として、燃料電池モジュール４０の出力は、所定値ＯＰ２から所定値ＯＰ１まで低下する。

燃料電池モジュール４０の出力が所定値ＯＰ１に到達した後、制御ユニット３０は、所定値ＯＰ１を基準として燃料電池モジュール４０の出力を比較的小さい幅で増減させることにより、蓄電池１４０のＳＯＣを目標値ＴＧＴ１付近で維持させる。具体的には、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１未満の場合（図５のステップＳ１３４のＮＯ）、燃料電池モジュール４０の出力を若干増加させる（図５のステップＳ１３８）。一方、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１以上である場合（図５のステップＳ１３４のＹＥＳ）、燃料電池モジュール４０の出力を若干減少させる。本例では、制御ユニット３０は、この繰り返しによって、目標値ＴＧＴ１を基準として蓄電池１４０のＳＯＣを増減させながら、蓄電池１４０のＳＯＣを目標値ＴＧＴ１付近に維持させる。これにより、制御ユニット３０は、目標値ＴＧＴ１を含む、上限値ＵＬ１及び下限値ＬＬ１の間の目標範囲ＴＲ１に蓄電池１４０のＳＯＣを収めることができる。そのため、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の劣化を抑制することができる。

時刻ｔ２５にて、作業機械１が待機状態から操業状態に移行すると、操業モード条件が成立し、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードを操業モードＭ４に設定している。本例では、時刻ｔ２５以降、時刻ｔ２３→時刻ｔ２４→時刻ｔ２５の流れと同様に、操業モードＭ４及び待機モードＭ３が繰り返されている。

その後、待機モードＭ３に対応する時刻ｔ２６にて、作業機械１を停止させる操作に応じて通常のＦＣ停止指令が出力され、ＦＣ停止モード条件が成立し（図４のステップＳ１４８のＹＥＳ）、制御ユニット３０は、作業機械１の運転モードをＦＣ停止モードＭ５に設定している（図４のステップＳ１５０）。これにより、時刻ｔ２６以降、制御ユニット３０は、燃料電池システム１００の停止処理を行い（図４のステップＳ１５２）、燃料電池モジュール４０の出力はゼロ（０）になる。そして、時刻ｔ２７にて、燃料電池システム１００の停止処理が完了すると、作業機械１が停止している。

［作業機械の運転制御の第２例］
次に、図８を参照して、制御ユニット３０による作業機械１の運転制御の第２例について説明する。

以下、本例では、上述の第１例（図３～図５）と異なる部分を中心に説明し、上述の第１例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。

図８は、作業機械１の運転制御に関する処理の第２例を概略的に示すフローチャートである。

本例では、上述の第１例（図３～図５）の処理のうちの、図５の処理が図８の処理に置換される点で上述の第１例と異なり、他の点で上述の第１例と同じである。そのため、本例では、図３、図４に対応する処理の図示を省略し、図３、図４を援用して説明を行う。

ステップＳ１０２～Ｓ１３４は、上述の第１例と同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ１３４にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣが目標値ＴＧＴ１以上でない場合、ステップＳ１３５に進み、目標値ＴＧＴ１以上である場合、ステップＳ４１に進む。

ステップＳ１３５にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の過放電の兆候があるか否かを判定する。

制御ユニット３０は、任意の方法を用いて、蓄電池１４０の過放電の兆候があるか否かを判定してよい。例えば、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣと過放電に対応する下限値ＬＬ０との差が比較的小さくなっている場合に、過放電の兆候があると判定する。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの減少速度が比較的高くなっている場合に、蓄電池１４０の過放電の兆候があると判定してもよい。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの減少速度の移動平均が比較的高くなっている場合に、蓄電池１４０の過放電の兆候があると判定してもよい。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣと下限値ＬＬ０との差、及び蓄電池１４０のＳＯＣの減少速度の双方を考慮して、蓄電池１４０の過放電の兆候があるか否かを判定してもよい。また、制御ユニット３０は、外部の診断機能（例えば、蓄電池１４０に内蔵される、蓄電池１４０の過放電や過充電等の各種状態を診断する機能）の診断結果をそのまま参照して、蓄電池１４０の過放電の兆候があるか否かを判定してもよい。蓄電池１４０のＳＯＣと過放電に対応する下限値ＬＬ０との差が比較的小さくなっているか否か、及び蓄電池１４０のＳＯＣの減少速度或いはその移動平均が比較的高くなっているか否かは、予め規定される閾値との大小関係により判断される。制御ユニット３０は、蓄電池１４０の過放電の兆候がない場合、ステップＳ１３６に進み、蓄電池１４０の過放電の兆候がある場合、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１３６，Ｓ１３８，Ｓ１３９の処理は、上述の第１例と同じであるため説明を省略する。

一方、ステップＳ１４０にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じて、蓄電池１４０の過放電の兆候がない場合よりも増加の程度が大きくなるように、燃料電池モジュール４０の出力を増加させる。具体的には、制御ユニット３０は、ステップＳ１３８の場合よりも蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じた増加の感度が大きくなるように、蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じて燃料電池モジュール４０の出力を増加させてよい。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の過放電の兆候がある場合に、蓄電池１４０のＳＯＣの低下をより適切に抑制し、蓄電池１４０の過放電をより適切に抑制することができる。

また、ステップＳ１４１にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の過充電の兆候があるか否かを判定する。

制御ユニット３０は、任意の方法を用いて、蓄電池１４０の過充電の兆候があるか否かを判定してよい。例えば、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣと過充電に対応する上限値ＵＬ０との差が比較的小さくなっている場合に、過充電の兆候があると判定する。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの増加速度が比較的高くなっている場合に、蓄電池１４０の過充電の兆候があると判定してもよい。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣの増加速度の移動平均が比較的高くなっている場合に、蓄電池１４０の過充電の兆候があると判定してもよい。また、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣと上限値ＵＬ０との差、及び蓄電池１４０のＳＯＣの増加速度の双方を考慮して、蓄電池１４０の過充電の兆候があるか否かを判定してもよい。また、制御ユニット３０は、外部の診断機能の診断結果をそのまま参照して、蓄電池１４０の過充電の兆候があるか否かを判定してもよい。蓄電池１４０のＳＯＣと過充電に対応する上限値ＵＬ０との差が比較的小さくなっているか否か、及び蓄電池１４０のＳＯＣの増加速度或いはその移動平均が比較的高くなっているか否かは、予め規定される閾値との大小関係により判断される。制御ユニット３０は、蓄電池１４０の過充電の兆候がない場合、ステップＳ１４２に進み、蓄電池１４０の過充電の兆候がある場合、ステップＳ１４６に進む。

ステップＳ１４２，Ｓ１４４，Ｓ１４５の処理は、上述の第１例と同じであるため説明を省略する。

一方、ステップＳ１４６にて、制御ユニット３０は、蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じて、蓄電池１４０の過充電の兆候がない場合よりも減少の程度が大きくなるように、燃料電池モジュール４０の出力を減少させる。具体的には、制御ユニット３０は、ステップＳ１４５の場合よりも蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じた減少の感度が大きくなるように、蓄電池１４０のＳＯＣ及び変化量に応じて燃料電池モジュール４０の出力を減少させてよい。これにより、制御ユニット３０は、蓄電池１４０の過充電の兆候がある場合に、蓄電池１４０のＳＯＣの上昇をより適切に抑制し、蓄電池１４０の過充電をより適切に抑制することができる。

ステップＳ１３８，Ｓ１３９，Ｓ１４０，Ｓ１４４，Ｓ１４５，Ｓ１４６の何れかの処理が完了すると、制御ユニット３０は、図３に示すように、今回のフローチャートの処理を終了する。

ステップＳ１４８～Ｓ１６４は、上述の第１例と同じであるため、説明を省略する。

［作用］
次に、本実施形態に係る燃料電池システム、制御装置、作業機械、及び制御方法の作用について説明する。

本実施形態では、燃料電池システムは、燃料電池と、制御装置と、を備える。燃料電池システムは、例えば、上述の燃料電池システム１００である。燃料電池は、例えば、上述の燃料電池モジュール４０である。制御装置は、例えば、上述の制御ユニット３０である。具体的には、燃料電池は、負荷装置、及び負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能である。負荷装置は、例えば、上述のアクチュエータ１２０や補機負荷１３０である。蓄電池は、例えば、上述の蓄電池１４０である。そして、制御装置は、燃料電池の出力変動、及び蓄電池の蓄電状態（ＳＯＣ）の双方を考慮して、燃料電池の出力を制御する。

また、本実施形態では、制御装置は、負荷装置、及び負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池の出力を制御する。具体的には、制御装置は、燃料電池の出力変動、及び蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、燃料電池の出力を制御する。

また、本実施形態では、作業機械は、アクチュエータと、蓄電池と、燃料電池と、制御装置と、を備える。作業機械は、例えば、上述の作業機械１である。アクチュエータは、例えば、上述のアクチュエータ１２０である。具体的には、アクチュエータは、作業を行うための可動部を駆動する。また、蓄電池は、アクチュエータに電力供給可能なように接続される。また、燃料電池は、アクチュエータ及び蓄電池に向けて電力を出力可能である。そして、制御装置は、燃料電池の出力変動、及び蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、燃料電池の出力を制御する。

また、本実施形態では、制御方法は、制御装置が、負荷装置、及び負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池の出力を制御する。具体的には、制御方法は、制御装置が、燃料電池の出力変動、及び蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、燃料電池の出力を制御する。

これにより、制御装置は、燃料電池の出力変動、及び蓄電池の蓄電状態を考慮することで、燃料電池及び蓄電池の双方の劣化を抑制するように、燃料電池の出力を制御することができる。そのため、制御装置は、燃料電池及び蓄電池の双方の劣化をより適切に抑制することができる。

また、本実施形態では、制御装置は、負荷装置に負荷状態に応じて、燃料電池の出力変動が所定の基準に対して相対的に小さく、且つ、蓄電池の充電率が所定の範囲の中に収まるように、燃料電池の出力を制御してもよい。所定の範囲は、例えば、上述の目標範囲ＴＲ１である。

これにより、制御装置は、燃料電池の出力変動を抑制することにより、燃料電池の劣化を抑制することができると共に、蓄電池の充電率を所定の範囲に収めることにより、蓄電池の劣化を抑制することができる。また、制御装置は、蓄電池の充電率を適切に制御することにより、蓄電池が負荷装置の回生エネルギに相当する電力を蓄電可能な状態を維持させることができる。そのため、例えば、負荷装置の回生動作時に蓄電池が回生エネルギを吸収できないような事態が生じた際に、直流回路が過電圧となるのを防止する既知のＤＢ（Dynamic Brake）回路が不要となる。そのため、水素電池システムを搭載する作業機械等のコスト低減を図ることができる。

また、本実施形態では、制御装置は、蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減するように、燃料電池の出力を制御してもよい。第１の蓄電目標値は、例えば、上述の目標値ＴＧＴ１である。

これにより、制御装置は、蓄電池の充電率を所定の範囲に収めつつ、燃料電池の出力変動を抑制することができる。

また、本実施形態では、制御装置は、負荷装置を含む所定の機械の起動時において、蓄電池の充電率が第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、燃料電池の出力を制御してもよい。所定の機械は、例えば、上述の作業機械１である。第２の蓄電目標値は、例えば、上述の目標値ＴＧＴ０である。

これにより、制御装置は、所定の機械の起動時に充電率を比較的高い状態まで高めた上で、所定の機械の運転中における充電率の調整を開始することができる。そのため、制御装置は、所定の機械の運転中において、充電率を高めるための燃料電池の出力変動を抑制することができる。よって、制御装置は、燃料電池の出力変動をより適切に抑制することができる。

また、本実施形態では、制御装置は、蓄電池の充電率と第１の蓄電目標値との大小関係に合わせて、負荷装置の負荷状態に応じて設定される出力目標値を基準として燃料電池の出力が増減するように、燃料電池の出力を制御してもよい。出力目標値は、例えば、所定値ＯＰ１，ＯＰ２である。

これにより、制御装置は、燃料電池の出力を、出力目標値を基準として増減させることにより、第１の蓄電目標値を基準として増減するように、燃料電池の出力を制御することができる。

また、本実施形態では、出力目標値は、負荷装置を含む所定の機械が待機状態である場合、第１の出力目標値に設定され、所定の機械の操業状態である場合、第１の出力目標値よりも大きい第２の出力目標値に設定されてもよい。第１の出力目標値は、例えば、上述の所定値ＯＰ１である。第２の出力目標値は、例えば、上述の所定値ＯＰ２である。

これにより、制御装置は、所定の機械の待機状態及び操業状態のそれぞれに必要な電力に合わせて、燃料電池の出力を制御することができる。

また、本実施形態では、第１の出力目標値及び第２の出力目標値は、一定値であってもよい。

これにより、制御装置は、所定の機械の操業状態及び待機状態のそれぞれに必要な電力に合わせて、一定値を基準として増減させるように燃料電池の出力を制御することができる。そのため、制御装置は、燃料電池の出力変動を更に抑制することができ、その結果、燃料電池の劣化をより適切に抑制することができる。

また、本実施形態では、制御装置は、蓄電池の充電率が所定の範囲の下限値以下に設定される放電限界値に対して相対的に低い、蓄電池の過放電状態、又は、蓄電池の充電率が所定の範囲の上限値以上に設定される充電限界値に対して相対的に高い、蓄電池の過充電状態の兆候がある場合、蓄電池の充電率が放電限界値又は充電限界値から離れるように、燃料電池の出力を増加又は減少させてもよい。所定の範囲の上限値及び下限値は、例えば、上述の上限値ＵＬ１及び下限値ＬＬ１である。放電限界値は、例えば、上述の下限値ＬＬ０である。充電限界値は、例えば、上述の上限値ＵＬ０である。

これにより、制御装置は、蓄電池の過放電状態や過充電状態の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、制御装置は、蓄電池の過放電状態、又は、蓄電池の過充電状態の兆候がある場合、その兆候がない場合よりも高い程度で蓄電池の充電率が放電限界値又は充電限界値から離れるように、燃料電池の出力を増加又は減少させてもよい。

これにより、制御装置は、蓄電池の過放電状態や過充電状態の発生をより適切に抑制することができる。

また、本実施形態では、制御装置は、負荷装置を含む所定の機械の起動時又は停止時において、燃料電池のリフレッシュ運転を行ってもよい。

これにより、制御装置は、燃料電池の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態では、作業機械は、アクチュエータと電気的に接続される直流母線と、直流母線と蓄電池との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータとを備えてもよい。直流母線は、例えば、上述の直流リンク１８０である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、上述のＤＣ／ＤＣコンバータ１７０である。具体的には、蓄電池及びＤＣ／ＤＣコンバータの組み合わせが直流母線に対して複数並列に接続されてもよい。

これにより、作業機械は、仮に、複数のＤＣ／ＤＣコンバータのうちの一部に異常が生じても、残りのＤＣ／ＤＣコンバータと残りのＤＣ／ＤＣコンバータに接続される蓄電池とによって運転を継続することができる。

以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 作業機械
１０ 燃料電池パッケージ
２０ ラジエータ
３０ 制御ユニット
４０ 燃料電池モジュール
４１ 燃料電池セル
４２ 冷却部
４３ コンバータ装置
５０ 熱交換器
６０ イオン交換器
７０ エアクリーナ
８０ 制御用電源
１００ 燃料電池システム
１１０ 水素タンク
１２０ アクチュエータ
１３０ 補機負荷
１４０ 蓄電池
１５０，１６０ インバータ装置
１７０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１８０ 直流リンク
ＣＣ１，ＣＣ２ 冷却回路
ＬＬ０，ＬＬ１，ＬＬ２ 下限値
Ｍ１ ＦＣ起動モード
Ｍ２ イニシャルモード
Ｍ３ 待機モード
Ｍ４ 操業モード
Ｍ５ ＦＣ停止モード
Ｍ６ 蓄電池単独モード
ＯＰ０～ＯＰ２ 所定値
ＴＧＴ０，ＴＧＴ１ 目標値
ＴＲ１ 目標範囲
ＵＬ０，ＵＬ１ 上限値

Claims (11)

1. 負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池と、
   前記燃料電池の出力変動幅、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、前記燃料電池の出力を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記負荷装置の負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の幅の中に収まり、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減し前記所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御し、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の出力を制御する、
   燃料電池システム。
2. 前記制御装置は、前記蓄電池の充電率と前記第１の蓄電目標値との大小関係に合わせて、前記負荷装置の負荷状態に応じて設定される出力目標値を基準として前記燃料電池の出力が増減するように、前記燃料電池の出力を制御する、
   請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記出力目標値は、前記負荷装置を含む所定の機械が待機状態である場合、第１の出力目標値に設定され、前記所定の機械の操業状態である場合、前記第１の出力目標値よりも大きい第２の出力目標値に設定される、
   請求項２に記載の燃料電池システム。
4. 前記第１の出力目標値及び前記第２の出力目標値は、一定値である、
   請求項３に記載の燃料電池システム。
5. 前記制御装置は、前記蓄電池の充電率が前記所定の範囲の下限値以下に設定される放電限界値に対して相対的に低い、前記蓄電池の過放電状態、又は、前記蓄電池の充電率が前記所定の範囲の上限値以上に設定される充電限界値に対して相対的に高い、前記蓄電池の過充電状態の兆候がある場合、前記蓄電池の充電率が前記放電限界値又は前記充電限界値から離れるように、前記燃料電池の出力を増加又は減少させる、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の燃料電池システム。
6. 前記制御装置は、前記蓄電池の前記過放電状態、又は、前記蓄電池の前記過充電状態の兆候がある場合、その兆候がない場合よりも高い程度で前記蓄電池の充電率が前記放電限界値又は前記充電限界値から離れるように、前記燃料電池の出力を増加又は減少させる、
   請求項５に記載の燃料電池システム。
7. 前記制御装置は、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時又は停止時において、前記燃料電池のリフレッシュ運転を行う、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の燃料電池システム。
8. 負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池の出力を、前記燃料電池の出力変動幅、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して制御する制御装置であって、
   前記負荷装置の負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の幅の中に収まり、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減し前記所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御し、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の出力を制御する、
   制御装置。
9. 作業を行うための可動部を駆動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータに電力供給可能なように接続される蓄電池と、
   前記アクチュエータ及び前記蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池と、
   前記燃料電池の出力変動幅、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して、前記燃料電池の出力を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記アクチュエータの負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の幅の中に収まり、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減し前記所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御し、作業機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の出力を制御する、
   作業機械。
10. 前記アクチュエータと電気的に接続される直流母線と、
    前記直流母線と前記蓄電池との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
    前記蓄電池及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータの組み合わせが前記直流母線に対して複数並列に接続される、
    請求項９に記載の作業機械。
11. 制御装置が、負荷装置、及び前記負荷装置に電力供給可能なように接続される蓄電池に向けて電力を出力可能な燃料電池の出力を、前記燃料電池の出力変動幅、及び前記蓄電池の蓄電状態の双方を考慮して制御する制御方法であって、
    前記負荷装置の負荷状態に応じて、前記燃料電池の出力変動が所定の幅の中に収まり、且つ、前記蓄電池の充電率が所定の範囲に含まれる第１の蓄電目標値を基準として増減し前記所定の範囲の中に収まるように、前記燃料電池の出力を制御し、前記負荷装置を含む所定の機械の起動時において、前記蓄電池の充電率が前記第１の蓄電目標値以下に設定される第２の蓄電目標値に到達するように、前記燃料電池の出力を制御する、
    制御方法。

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