燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法与流程

本发明涉及一种将从燃料电池输出的电力通过逆变器供给到马达的燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。

背景技术：

在JP5062518B中公开了如下一种燃料电池系统：通过DC/DC转换器对燃料电池的电压进行控制，将从燃料电池输出的电力供给到逆变器。

技术实现要素：

在如上所述的燃料电池系统中，与加速踏板的操作相应地对燃料电池要求的电力越大，则使燃料电池的电压越低，从而使从燃料电池输出到马达的电力增加得越多。

然而，在燃料电池的电解质膜干燥的状态下，在接收到来自驾驶员的加速要求时，即使使燃料电池的电压降至逆变器的电压下限值，也会由于燃料电池的IV特性差而导致从燃料电池供给到马达的电力不足。

在这种状态下，从燃料电池输出的电流被限制，因此在燃料电池中生成的水蒸气量也被限制，到变为电解质膜湿润的状态为止需要时间。因此，即使处于来自马达的要求电力增加的加速过程中，燃料电池的发电性能也不恢复，驾驶性能降低的状态会持续。

本发明是着眼于这种问题而完成的，其目的在于提供一种在马达的要求电力增加时使燃料电池的发电性能迅速改善的燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。

根据本发明的某个方式，燃料电池系统包括：蓄电池；燃料电池，其根据负载来进行发电；逆变器，其将从所述燃料电池输出的电力变换为交流电力后供给到马达；以及转换器，其使用从所述蓄电池输出的电力来控制所述逆变器与所述燃料电池之间的电压。另外，燃料电池系统包括电压控制部，该电压控制部以使所述逆变器与所述燃料电池之间的电压不低于所述逆变器的电压下限值的方式控制所述转换器。而且，燃料电池系统包括下限电压控制部，在所述马达的要求电力增加时，该下限电压控制部使所述逆变器与所述燃料电池之间的电压降到低于所述逆变器的电压下限值。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式中的燃料电池系统的结构的图。

图2是表示对燃料电池系统进行控制的控制器的功能结构的框图。

图3是表示与燃料电池堆的湿润状态相应地变化的IV特性的图。

图4是表示运算燃料电池堆的下限电压的结构的框图。

图5是表示驱动马达的转矩特性的图。

图6是表示缓和燃料电池堆的下限电压的缓和电压的计算方法的图。

图7是表示能够通过使燃料电池堆的电压降至缓和电压来实现的转矩区域的观念图。

图8是表示本实施方式中的燃料电池系统的控制方法的流程图。

图9是表示运算燃料电池堆的下限电压的处理的流程图。

图10是表示缓和燃料电池堆的下限电压的处理的流程图。

图11是表示判定是否能够实现来自驾驶员的加速要求的处理的流程图。

图12是表示设定低于INV性能保证电压的缓和电压的图表的图。

图13是表示从缓和电压的下限值转变为能够实现马达要求转矩的电压的方法的时序图。

图14是表示使燃料电池堆的电压在车辆的加速过程中降至缓和电压时的燃料电池堆的发电性能的变化的时序图。

图15是表示利用蓄电池辅助燃料电池堆发电时的能够供给到驱动马达的电力的时序图。

图16是表示本发明的第二实施方式中的使燃料电池堆的下限电压恢复的方法的图。

图17是表示本发明的第三实施方式中的堆下限电压运算处理的流程图。

图18是表示燃料电池堆的HFR与下限电压之间的关系的图表。

图19是表示与HFR相应地变化的燃料电池堆的下限电压的图。

图20是表示本发明的第四实施方式中的堆下限电压运算处理的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图等来说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式中的燃料电池系统100的结构的图。

燃料电池系统100是从外部对燃料电池堆1供给正极气体和负极气体并且使燃料电池堆1根据电负载发电的电源系统。在本实施方式中，燃料电池系统100搭载于车辆。

燃料电池系统100包括燃料电池堆1、蓄电池2、DC/DC转换器3、逆变器4、驱动马达5、内部电阻测定装置6以及控制器7。

燃料电池堆1是层叠数百块燃料电池而成的层叠电池。燃料电池堆1接受负极气体和正极气体的供给来进行发电。在燃料电池堆1中，作为用于取出电力的电极端子，在正极电极侧设置有正极端子1A，在负极电极侧设置有负极端子1B。

燃料电池由负极电极(燃料极)、正极电极(氧化剂极)以及夹在负极电极与正极电极之间的电解质膜构成。在燃料电池中，供给到负极电极的含氢的负极气体(燃料气体)与供给到正极电极的含氧的正极气体(氧化剂气体)在电解质膜中发生电化学反应。在负极电极和正极电极处，进行以下的电化学反应。

负极电极：2H₂→4H⁺+4e^-…(1)

正极电极：4H⁺+4e^-+O₂→2H₂O…(2)

通过上述(1)和(2)的电化学反应，在产生电动势的同时生成水。燃料电池堆1中层叠的各燃料电池相互串联连接，因此各燃料电池所产生的单元电压的总和即为燃料电池堆1的输出电压(例如数百伏特)。

通过未图示的正极气体供排装置和负极气体供排装置向燃料电池堆1供给正极气体和负极气体。

正极气体供排装置向燃料电池堆1供给正极气体，并且将从燃料电池堆1排出的正极排气排出到外部大气。正极气体供排装置由供给正极气体的压缩机、调整正极气体的压力的压力调节阀等构成。

负极气体供排装置向燃料电池堆1供给负极气体，并且从燃料电池堆1排出负极排气。负极气体供排装置由从贮存有负极气体的高压罐向燃料电池堆1供给负极气体的压力调节阀、从燃料电池堆排出负极排气的放气阀等构成。

燃料电池堆1除了与逆变器4连接以外还与DC/DC转换器3连接。燃料电池堆1经由逆变器4向驱动马达5供给电力，并且例如还向未图示的辅机供给电力。燃料电池堆1的辅机包括向燃料电池堆1供给正极气体的压缩机、使冷却水循环到燃料电池堆1的泵等。辅机例如连接于DC/DC转换器3与蓄电池2之间。

燃料电池堆1上连接有堆电流传感器11和堆电压传感器12。

堆电流传感器11连接于燃料电池堆1的正极端子1A，检测由驱动马达5从燃料电池堆1取出的电流。堆电流传感器11将表示检测出的电流的检测信号输出到控制器7。下面，将从燃料电池堆1取出的电流称为“堆电流”。

堆电压传感器12连接于燃料电池堆1的正极端子1A与负极端子1B之间，检测在正极端子1A与负极端子1B之间产生的电压。堆电压传感器12将表示检测出的电压的检测信号输出到控制器7。下面，将从燃料电池堆1输出的电压称为“堆电压”。此处所说的堆电压是指燃料电池堆1与逆变器4之间的电压。

蓄电池2是辅助燃料电池堆1发电的二次电池。例如利用锂离子电池来实现蓄电池2。蓄电池2在燃料电池堆1的电力不足时从蓄电池2放出电力。

作为燃料电池堆1的发电电力不足的状况，设想到驱动马达5的要求电力增加时、特别是使车辆加速的情况，或者燃料电池堆1的发电特性未改善时、例如燃料电池系统100刚启动之后等。

蓄电池2上连接有蓄电池电流传感器21和蓄电池电压传感器22。蓄电池电流传感器21连接于蓄电池2的正极端子，检测从蓄电池2放出的电流。蓄电池电压传感器22检测在蓄电池2的正极端子与负极端子之间产生的端子间电压。

DC/DC转换器3连接于燃料电池堆1与蓄电池2之间。DC/DC转换器3是将燃料电池堆1的电压与蓄电池2的电压相互变换的双向性的电压变换器。DC/DC转换器3由控制器7来控制。

DC/DC转换器3使用从蓄电池2输出的电力来使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压上升或下降，使得该燃料电池堆1与逆变器4之间的电压不超过预先决定的电压范围。通过使燃料电池堆1的电压上升或下降，从燃料电池堆1输出的输出电流、即发电电力(输出电流×输出电压)减少或增加。

逆变器4将从燃料电池堆1和蓄电池2中的至少一个电源输出的电力变换为交流电力，将该交流电力供给到驱动马达5。在本实施方式中，从燃料电池堆1向逆变器4供给电力，还根据需要从蓄电池2通过DC/DC转换器3向逆变器4供给电力。

驱动马达5是被从逆变器4输出的交流电流驱动进行旋转的电动马达。在本实施方式中，利用驱动车辆的三相交流马达来实现驱动马达5。

驱动马达5中设置有检测构成驱动马达5的转子的转速的马达转速传感器51以及检测驱动马达5的转矩的马达转矩传感器52。马达转速传感器51和马达转矩传感器52分别将检测信号输出到控制器7。

内部电阻测定装置6测定燃料电池堆1的内部电阻以检测燃料电池堆1的湿润状态。

具体地说，内部电阻测定装置6向燃料电池堆1提供规定频率的交流电流，分别检测燃料电池堆1的输出电压和输出电流。内部电阻测定装置6运算该燃料电池堆1的输出电压和输出电流的各交流成分的振幅，用输出电压的振幅除以输出电流的振幅，由此计算燃料电池堆1的HFR、即内部电阻。

此外，也可以从DC/DC转换器3向燃料电池堆1提供规定频率的交流电流，使用堆电流传感器11和堆电压传感器12的检测信号来测定燃料电池堆1的HFR，以代替内部电阻测定装置6。内部电阻测定装置6将表示测定出的HFR的信号输出到控制器7。

控制器7由具备中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。

来自上述的内部电阻测定装置6、堆电流传感器11、堆电压传感器12、蓄电池电流传感器21、蓄电池电压传感器22、马达转速传感器51以及马达转矩传感器52的各检测信号分别被输入到控制器7。除了这些传感器以外，来自控制燃料电池堆1的发电所需的各种传感器的检测信号也被输入到控制器7。

作为其它传感器，有测量车速的车速传感器71、检测加速踏板的踏下量来计算加速踏板开度的加速踏板开度传感器72等。另外，虽未进行图示，还有检测蓄电池2的充电率(SOC：State of Charge)的SOC传感器、基于起动键的开启、关闭来检测燃料电池系统100的起动要求或停止要求的键传感器等。

控制器7基于来自各种传感器的检测信号，使用DC/DC转换器3来控制从燃料电池堆1向逆变器4供给的发电电力。

图2是表示对燃料电池系统100进行控制的控制器7的功能结构的框图。

控制器7包括马达要求转矩运算部110、马达要求电力运算部120、转换器控制电压运算部130以及堆下限电压运算部200。

马达要求转矩运算部110运算对驱动马达5要求的转矩。下面，将对驱动马达5要求的转矩称为“马达要求转矩”或“要求转矩”。

在本实施方式中，马达要求转矩运算部110基于由车速传感器71检测出的车速以及由加速踏板开度传感器72检测出的加速踏板开度来计算马达要求转矩。

马达要求转矩运算部110中预先存储有表示加速踏板开度、车速以及马达要求转矩之间的关系的转矩图表。马达要求转矩运算部110当获取到加速踏板开度和车速时，参照转矩图表，来计算与根据获取到的加速踏板开度和车速确定的运转点相对应的马达要求转矩。

马达要求转矩运算部110将计算出的马达要求转矩输出到堆下限电压运算部200和马达要求电力运算部120。

马达要求电力运算部120基于马达要求转矩来计算从驱动马达5对燃料电池堆1要求的发电电力。下面，将对燃料电池堆1要求的发电电力称为“马达要求电力”。

在本实施方式中，马达要求电力运算部120中预先存储有表示马达要求转矩与马达要求电力之间的关系的要求电力图表。马达要求电力运算部120当获取到马达要求转矩时，参照要求电力图表，来计算与获取到的马达要求转矩相对应的马达要求电力。

然后，马达要求电力运算部120根据蓄电池2的SOC求出可放电电力，将马达要求电力减去该可放电电力而得到的值作为马达要求电力输出到转换器控制电压运算部130。另外，在从燃料电池堆1向辅机供给发电电力的情况下，马达要求电力运算部120将马达要求电力与辅机的消耗电力相加而得到的值作为马达要求电力来输出。

堆下限电压运算部200基于堆要求转矩、堆发电特性信息以及马达转速，来运算燃料电池堆1的下限电压。

堆发电特性信息是用于判定燃料电池堆1的电流电压特性是否为能够实现驱动马达5的驱动所需的额定电力的特性的参数。额定电力是指在预先决定的使用范围内对驱动马达5进行驱动所需的电力的上限值。

作为堆发电特性信息，例如能够列举出燃料电池堆1内的电解质膜的湿润状态、燃料电池堆1的温度、燃料电池堆1的输出电力等。下面，将燃料电池堆1的电流电压特性仅称为“IV特性”。

在燃料电池堆1的IV特性良好时，堆下限电压运算部200将保证驱动马达5在使用范围内驱动的逆变器4的电压下限值输出到转换器控制电压运算部130。下面，将保证驱动马达5在使用范围内驱动的逆变器4的电压下限值称为“INV性能保证电压”。

转换器控制电压运算部130以使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压不低于INV性能保证电压的方式运算DC/DC转换器3的燃料电池堆1侧的电压。

另外，转换器控制电压运算部130以使燃料电池堆1的发电电力为马达要求电力的方式计算DC/DC转换器3的电压。作为燃料电池堆1的发电电力，例如使用堆电流传感器11的检测值与堆电压传感器12的检测值相乘而得到的值。

这样，转换器控制电压运算部130构成以使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压不低于INV性能保证电压的方式控制DC/DC转换器3的电压控制部。

转换器控制电压运算部130将DC/DC转换器3的燃料电池堆1侧的电压作为堆控制电压输出到DC/DC转换器3。由此，以使燃料电池堆1的发电电力与马达要求电力的偏差变小的方式调整燃料电池堆1的电压。

这样，控制器7根据马达要求转矩求出马达要求电力，根据该马达要求电力来使DC/DC转换器3的燃料电池堆1侧的电压降低。由此，从燃料电池堆1经由逆变器4向驱动马达5供给与驾驶员的要求相应的电力。

然而，在燃料电池堆1的IV特性不好时，有时即使使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压降至INV性能保证电压，也无法确保驱动马达5的驱动所需的要求电力。

例如，在燃料电池堆1内的电解质膜干燥的状态或燃料电池堆1的温度低于冰点温度的状态下，燃料电池堆1的IV特性降低。

在如上所述的燃料电池系统100中，为了防止在燃料电池堆1停止后附着于电解质膜的生成水冻结而燃料电池劣化，在燃料电池堆1的停止处理中执行使电解质膜干燥的干燥运转。因此，在重启燃料电池系统的时间点电解质膜为干燥的状态。

图3是表示燃料电池堆1的湿润状态和干燥状态时的IV特性的图。在图3中，横轴表示燃料电池堆1的输出电流，纵轴表示燃料电池堆1的输出电流。

在图3中，通过实线示出了燃料电池堆1的电解质膜湿润的湿润状态时的IV特性，通过点划线示出了燃料电池堆1的电解质膜干燥的干燥状态时的IV特性。在此，将电解质膜为湿润状态时的燃料电池堆1的HFR表示为“Rd”，将电解质膜为干燥状态时的燃料电池堆1的HFR表示为“Rw”。

如图3所示，在燃料电池堆1为湿润状态时，在堆电压达到INV性能保证电压Vt的时间点，从燃料电池堆1向驱动马达5供给额定电力Vt。

另一方面，与燃料电池堆1为湿润状态时相比，在燃料电池堆1为干燥状态时IV特性降低，因此即使堆电压降低至INV性能保证电压Vt，堆电流也小，不会从燃料电池堆1向驱动马达5供给额定电力Vt。

因此，在根据驾驶员的加速要求而加速踏板的踏下量增加、马达要求转矩上升时，在燃料电池堆1的发电电力达到马达要求电力之前堆电压就达到IV性能保证电压Vt。

在这种状态下，若只是IV性能保证电压Vt下的发电电力Ps，则向驱动马达5供给的电力不足，成为相对于驾驶员的加速要求而言车辆未被充分加速的状态，驾驶性能降低。

另外，如图3所示，在利用DC/DC转换器3升高堆电压以使得堆电压不低于INV性能保证电压Vt的状态下，堆电流会被限制。一般来说，堆电流越小，则如上述的电极反应(1)和(2)所示那样在燃料电池堆1中生成的水的产生量越少，因此在堆电压被维持为INV性能保证电压Vt而堆电流被限制的状态下，电解质膜从干燥状态变为湿润状态需要时间。

因此，即使从驾驶员处接收到加速要求，尽管处于车辆的加速过程中但是燃料电池堆1的IV特性不立即恢复，因此驾驶性能不会得到改善。

因此，在本实施方式中，在燃料电池堆1的发电特性差时，在驱动马达5的要求电力增加时、例如车辆加速时，使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压低于INV性能保证电压Vt以使得堆电流变大。

图4是表示本实施方式中的堆下限电压运算部200的详细结构的框图。

堆下限电压运算部200构成以下的下限电压控制部：在驱动马达5的要求电力增加时，控制DC/DC转换器3来使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压低于作为逆变器4的电压下限值的INV性能保证电压Vt。

堆下限电压运算部200包括INV电压下限值保持部210、缓和电压运算部220以及堆下限电压设定部230。

INV电压下限值保持部210保持上述的INV性能保证电压Vt。INV性能保证电压Vt是基于驱动马达5的额定电力Pt而决定的，根据驱动马达5的使用条件、燃料电池堆1的发电性能等来预先设定该INV性能保证电压Vt。

例如，如图3所示，INV性能保证电压Vt被设定为能够在燃料电池堆1为湿润状态时从燃料电池堆1向逆变器4供给驱动马达5的加速所需的额定电力Pt的堆电压。

缓和电压运算部220运算用于缓和基于INV性能保证电压Vt的电压限制的缓和电压Vs。在本实施方式中，缓和电压运算部220基于马达要求转矩和马达转速来计算比INV性能保证电压Vt低的缓和电压Vs。

堆下限电压设定部230设定由DC/DC转换器3控制的堆电压的下限值。下面，将由堆下限电压设定部230设定的电压下限值称为“堆下限电压”。

在本实施方式中，堆下限电压设定部230基于由内部电阻测定装置6测定出的HFR来判定燃料电池堆1是否为干燥状态。

然后，在判定为燃料电池堆1为湿润状态的情况下，堆下限电压设定部230将INV性能保证电压Vt设定为堆下限电压。另一方面，在判定为燃料电池堆1为干燥状态的情况下，堆下限电压设定部230将低于INV性能保证电压Vt的缓和电压设定为堆下限电压。

图5是表示与随着堆电压的降低而变化的驱动马达5的马达转速相对的转矩特性的图。在此，横轴表示马达转速，纵轴表示马达转矩。

在图5中，通过实线示出了在堆电压被设定为INV性能保证电压Vt的状态下向驱动马达5供给额定电力Pt时的转矩特性501。

关于驱动马达5，一般来说，如点划线所示，向驱动马达5供给的电力越低，则转矩特性越低。另外，即使向驱动马达5供给的电力固定，但堆电压比INV性能保证电压Vt低越多，则转矩特性降低得越多。

因而，当缓和电压Vs比INV性能保证电压Vt低过多时，转矩特性会过低，即使马达要求转矩因驾驶员的加速要求而上升，也无法实现该马达要求转矩，驾驶性能会大幅降低。

参照图6来说明设定缓和电压Vs的下限值来作为其对策的方法。

图6是表示在缓和电压运算部220中运算缓和电压下限值Vsmin的方法的图。

图6的(a)是表示燃料电池堆1的干燥状态和湿润状态时的IV特性的图。图6的(b)是表示燃料电池堆1的干燥状态和湿润状态时的与堆电流相对的发电电力特性的图。另外，在图6的(a)和图6的(c)中，通过实线示出了湿润状态时的特性，通过虚线示出了干燥状态时的特性。

图6的(c)是表示与驱动马达5的转速相对的转矩特性和输出特性的图。在图6的(c)中，通过实线示出了转矩特性，通过点划线示出了输出特性。图6的(d)是表示驱动马达5的电压与驱动马达5的转速之间的关系的图。

当如图6的(a)的虚线所示那样在燃料电池堆1为干燥状态的情况下通过DC/DC转换器3将堆电压维持为INV性能保证电压Vt时，如图6的(b)的虚线所示，堆发电电力被限制为电力Ps。

如图6的(c)所示，根据驱动马达5的输出特性来确定向驱动马达5供给燃料电池堆1的限制电力Ps时的驱动马达5的转速，根据该驱动马达5的转速来如图6的(d)所示那样求出驱动马达5的电压。根据该驱动马达5的电压来如图6的(a)所示那样确定缓和电压的下限值Vsmin。

这样，基于堆电压被限制为INV性能保证电压Vt时的限制电力Ps，以使驱动马达5的轴输出不低于限制电力Ps下的马达输出的方式设定缓和电压的下限值Vsmin。

由此，在对驱动马达5进行加速时，不使驱动马达5的输出低于堆电压被限制为INV性能保证电压Vt时的马达输出，就能够使在燃料电池堆1中生成的水的量大幅增加。

因而，与将INV性能保证电压Vt设定为堆下限电压时相比，能够在加速时不使驱动马达5的输出降低地促进燃料电池堆1的加湿。

图7是表示通过缓和堆下限电压而放大的马达转矩的可实现区域的观念图。

图7中示出了图5所示的转矩特性501、在堆电压为缓和电压Vs时向驱动马达5供给限制电力Ps时的转矩特性502、缓和了堆下限电压时的上限转矩510以及不缓和堆下限电压时的上限转矩520。

转矩特性502是燃料电池堆1与逆变器4之间被设定缓和电压Vs的状态下从燃料电池堆1向驱动马达5供给限制电力Ps时的与马达转速相对的转矩特性。

上限转矩510表示在使从燃料电池堆1向逆变器4供给的堆电压降至缓和电压Vs时能够实现的马达转矩的上限值。上限转矩520是在堆电压被限制为INV性能保证电压Vt的状态下能够实现的马达转矩的上限。

如图7所示，马达要求转矩根据驾驶员的加速要求而从运转点OPm上升至上限转矩520。

此时，在将堆电压限制为INV性能保证电压Vt的状态下，如图3所示那样堆电流被限制，因此燃料电池堆1内的生成水变少，因此从干燥状态转为湿润状态需要时间。因此，上限转矩520在马达转速变得比运转点Opm大相当多时才从转矩特性501转为转矩特性501。

与此相对，在本实施方式中，堆电压被降至缓和电压Vs，因此堆电流增加而燃料电池堆1内的生成水量增加。因此，燃料电池堆1在短时间内从干燥状态转为湿润状态，因此上限转矩510从运转点OPm达到转矩特性502后立即大致平行地转为转矩特性501。

这样，通过将堆下限电压设定为缓和电压Vs，在加速时燃料电池堆1在短时间内从干燥状态转为湿润状态，因此，能够实现马达要求转矩的转矩区域从上限转矩520内的区域尽快扩大至上限转矩510内的区域。

因而，在车辆的加速过程中燃料电池堆1的发电性能在短时间内提高，因此能够尽快改善加速过程中的驾驶性能的降低。

接着，参照附图来说明本实施方式中的控制器7的动作。

图8是表示本实施方式中的燃料电池系统100的控制方法的流程图。

在步骤S901中，控制器7的马达要求转矩运算部110分别读入由加速踏板开度传感器72检测出的加速踏板开度以及由车速传感器71检测出的车速。

在步骤S902中，马达要求转矩运算部110当读入了加速踏板开度和车速时，参照预先存储的转矩图表，来计算与根据该加速踏板开度和车速确定的运转点相对应的马达要求转矩Treq。

在步骤S903中，控制器7的马达要求电力运算部120当获取到马达要求转矩时，参照预先存储的要求电力图表，计算与该马达要求转矩Treq相对应的马达要求电力。

在步骤S910中，控制器7的堆下限电压运算部200执行用于设定堆下限电压的堆下限电压处理。关于堆下限电压处理，参照图9在后面叙述。

在步骤S904中，控制器7的转换器控制电压运算部130基于马达要求电力，来以使DC/DC转换器3的燃料电池堆1侧的电压不低于堆下限电压的方式运算DC/DC转换器3的燃料电池堆1侧的电压。

在本实施方式中，转换器控制电压运算部130以使从燃料电池堆1输出的电力为马达要求电力的方式使DC/DC转换器3的燃料电池堆1侧的电压下降。然后，在DC/DC转换器3的燃料电池堆1侧的电压达到堆下限电压的情况下，转换器控制电压运算部130将燃料电池堆1的电压限制为堆下限电压。

图9是表示在步骤S910中执行的堆下限电压处理的一例的流程图。

在步骤S911中，堆下限电压运算部200的堆下限电压设定部230从内部电阻测定装置6读入与燃料电池堆1的电解质膜的湿润度有相关性的HFR。燃料电池堆1的HFR越大，则电解质膜处于越干的状态，HFR越小，则电解质膜处于越湿的状态。此外，作为与电解质膜的湿润度有相关性的参数，例如也可以使用燃料电池堆1的温度来代替HFR。

在步骤S912中，堆下限电压设定部230判断HFR是否为干燥判定阈值Rw以上。干燥判定阈值Rw被设定为如图3的实线所示那样在将燃料电池堆1的电压设定为INV性能保证电压Vt的状态下能够从燃料电池堆1供给驱动马达5的额定电力的湿润状态下的HFR的上限值。

在步骤S920中，控制器7的堆下限电压设定部230在HFR为干燥判定阈值Rw以上的情况下，判断为在加速时堆电压被INV性能保证电压Vt所限制，执行堆下限电压缓和处理。关于堆下限电压处理的详情，参照图10在后面叙述。

在步骤S913中，堆下限电压设定部230在HFR小于干燥判定阈值Rw的情况下，判断为处于燃料电池堆1能够向驱动马达5供给额定电力Pt的状态，将堆下限电压设定为INV性能保证电压Vt。之后，返回到图8所示的燃料电池系统100的控制方法的处理过程。

图10是表示在步骤S920中执行的堆下限电压缓和处理的一例的流程图。

在步骤S921中，堆下限电压运算部200的缓和电压运算部220基于INV性能保证电压Vt下的限制电力Ps，来运算缓和电压下限值Vsmin。

在本实施方式中，在缓和电压运算部220中，如图6的(a)和图6的(b)所示那样按燃料电池堆1的HFR而预先存储有IV特性。而且，缓和电压运算部220参照根据HFR确定的IV特性，求出INV性能保证电压Vt下的堆电流，将该堆电流与INV性能保证电压Vt相乘来计算限制电力Ps。

此外，缓和电压运算部220也可以使用堆电流传感器11和堆电压传感器12来估计IV特性，基于该IV特性来求出INV性能保证电压Vt下的堆电流，由此计算限制电压Ps。

另外，在缓和电压运算部220中，预先存储有如图6的(c)和图6的(d)所示那样与驱动马达5的马达转速相对的输出特性和电压特性。缓和电压运算部220参照该驱动马达的输出特性，求出限制电力Ps下的马达转速，根据该转速，参照驱动马达5的电压特性来确定马达电压。

缓和电压运算部220将该马达电压变换为逆变器4的电压，计算该逆变器4的电压来作为燃料电池堆1的缓和电压下限值Vsmin。

通过像这样决定缓和电压的下限值Vsmin，能够不使发电电力低于堆电压被限制为INV性能保证电压Vt时的限制电力Ps地增加堆电流从而促进燃料电池堆1的加湿。

在步骤S922中，缓和电压运算部220基于缓和电压下限值Vsmin，使用预先决定的图表等来运算马达上限转矩Tmax。由此，能够求出图7的点划线所示的上限转矩520。

在步骤S930中，缓和电压运算部220执行以下处理：判定在堆电压被设定为缓和电压下限值Vsim的状态下是否能够实现马达要求转矩Treq。关于该处理的详情，参照图11在后面叙述。

缓和电压运算部220在步骤S923中判定为若将堆电压设定为缓和电压下限值Vsmin则无法实现加速要求的情况下，进入步骤S924，在判定为能够实现加速要求的情况下进入步骤S926。

在步骤S924中，缓和电压运算部220在判断为若是缓和电压下限值Vsmin则无法实现加速要求的情况下，运算能够实现马达要求转矩Treq的缓和电压Vs。

在本实施方式中，缓和电压运算部220参照预先决定的缓和电压图表，基于马达要求转矩Treq以及由马达转速传感器51检测出的当前的马达转速来运算缓和电压Vs。此外，关于缓和电压图表的详情，参照图12在后面叙述。

在步骤S925中，堆下限电压设定部230将能够实现马达要求转矩的缓和电压Vs设定为堆下限电压。

在步骤S926中，堆下限电压设定部230在能够以与限制电力Ps下的马达输出同等的输出来实现加速要求的情况下，将缓和电压下限值Vsmin设定为堆下限电压。然后，当步骤S925或S926的处理完成时，结束堆下限电压缓和处理，返回到图9的处理。

图11是表示在步骤S930中执行的针对加速要求的实现可否判定处理的一例的图。

在步骤S931中，缓和电压运算部220判断马达要求转矩Treq是否大于基于缓和电压下限值Vsmin而设定的马达上限转矩Tmax。

在步骤S932中，缓和电压运算部220在马达要求转矩Treq大于马达上限转矩Tmax的情况下，判定为若是限制电力Ps下的马达输出则无法实现加速要求。

在步骤S933中，缓和电压运算部220在马达要求转矩Treq为马达上限转矩Tmax以下的情况下，判定为能够通过限制电力Ps下的马达输出来实现加速要求。然后，当步骤S932和S933的处理完成时，结束针对加速要求的实现可否判定处理，返回到图10的处理。

图12是表示缓和电压运算部220中存储的缓和电压图表的一例的观念图。在图12中，横轴表示马达转速，纵轴表示马达要求转矩。

如图12所示，在比基于缓和电压下限值Vsmin的上限转矩221靠内侧的运转区域，将缓和电压下限值Vsmin设定为堆下限电压。另外，马达要求转矩比上限转矩221大越多，则将堆下限电压设定为比缓和电压下限值Vsim大越多的值Vs。

这样，在燃料电池堆1为干燥状态时，堆下限电压运算部200将低于INV性能保证电压Vt的缓和电压Vs作为堆下限电压输出到转换器控制电压运算部130。

具体地说，缓和电压运算部220基于INV性能保证电压Vt下的马达输出来求出缓和电压下限值Vsmin，只在通过该缓和电压下限值Vsmin无法实现驾驶员的加速要求的情况下使缓和电压Vs上升。

由此，与将堆电压限制为INV性能保证电压Vt时相比，能够抑制驱动马达5的输出降低并使堆电流增加。因而，能够抑制加速过程中驾驶性能的降低并使燃料电池堆1尽快转变为湿润状态。

接着，参照附图来说明在接收到来自驾驶员的加速要求的情况下若是缓和电压下限值Vsmin则无法实现加速要求时的缓和电压Vs的设定方法。

图13是表示从缓和电压下限值Vsmin转变为缓和电压Vs的方法的一例的时序图。

在时刻t1之前的时间点，马达要求转矩Treq小于马达上限转矩Tmin，缓和电压下限值Vsmin被设定为堆下限电压。

在时刻t1，作为驾驶员的加速要求，加速踏板的踏下量变大，马达要求转矩Treq超过马达上限转矩Tmax。因此，缓和电压运算部220判定为无法实现驾驶员的加速要求，参照图12所示的缓和电压图表，计算与根据马达要求转矩Treq和马达转速而确定的运转点相对应的缓和电压Vs。

然后，缓和电压运算部220在整个预先决定的转变时间t_sw内使堆下限电压从缓和电压下限值Vsmin单调递增，以切换为缓和电压Vs。通过像这样使缓和电压逐渐上升，能够一边促进燃料电池堆1的加湿，一边提高驱动马达5的可输出转矩的上限。

在从时刻t1经过了转变时间t_sw的时刻t2，堆下限电压上升至缓和电压Vs。由此，能够实现马达要求转矩Treq，因此能够确保燃料电池堆1中生成的水的产生量并抑制驾驶性能的降低。

通过像这样设置转变时间t_sw，能够抑制与加速要求相伴的驱动马达5的急剧的输出变动并实现加速要求，因此驾驶性能提高。

接着，说明执行本实施方式中的堆下限电压缓和处理时的燃料电池系统100的动作。

图14是表示将堆下限电压设定为缓和电压Vs时的燃料电池堆1的状态变化的时序图。

图14的(a)是表示由堆电压传感器12检测的堆电压的变化的图。图14的(b)是表示由堆电流传感器11检测的堆电流的变化的图。图14的(c)是表示基于堆电压和堆电流的燃料电池堆1的输出电力的变化的图。

图14的(a)至图14的(c)的各附图的横轴为相互共同的时间轴。另外，在各附图中，通过实线来表示将缓和电压Vs设定为堆下限电压时的状态，通过点划线来表示不设定缓和电压Vs而将INV性能保证电压Vt设定为堆下限电压时的状态。

在时刻t10，燃料电池系统100被启动。此时，燃料电池堆1处于干燥的状态，基于驾驶员的加速要求，能够实现马达要求转矩的缓和电压Vt被设定为堆下限电压。

根据驾驶员的加速要求，如图14的(a)所示，通过DC/DC转换器3使堆电压下降，随之如图14的(b)所示那样堆电流上升。由此，如图14的(c)所示，堆输出电力上升。

在时刻t11，如图14的(a)所示，堆电压被降至INV性能保证电压Vt。此时，如图14的(b)所示，堆电流因IV特性差而被限制为比额定电流It小的值Is。

因此，当堆电压被INV性能保证电压Vt所限制时，如图14的(b)的点划线所示那样维持为堆电流少的状态，因此到通过生成水使燃料电池堆1变为湿润状态为止需要时间。其结果，IV特性的恢复也变慢，如图14的(c)的点划线所示那样堆输出电力逐渐增加。

另一方面，通过利用缓和电压Vs来缓和堆下限电压，如图14的(a)所示，堆电压降到低于INV性能保证电压Vt。

当在时刻t12堆电压被降至缓和电压Vs时，如图14的(b)所示，堆电流从限制电流Is大幅上升而超过额定电流Is。由此，在燃料电池堆1中大量产生生成水，因此IV特性尽快恢复，如图14的(c)所示，与堆电压被维持为INV性能保证电压Vt时相比，堆输出电力迅速地上升。此外，时刻t1至时刻t2的期间为1秒左右。

在时刻t13，如图14的(c)所示，堆输出电力达到驱动马达5的额定电力Pt。之后，如图14的(b)所示，堆电流维持为较高，因此燃料电池堆1的电解质膜由于大量的生成水而变为更湿润的状态，IV特性进一步改善。因此，如图14的(c)所示，堆输出电力逐渐上升。

在时刻t14，燃料电池堆1的HFR变得小于图3所示的湿润状态Rw，通过缓和电压运算部220执行使堆下限电压从缓和电压Vs恢复为INV性能保证电压Vt的处理。在此，与图13所示的转变方法同样地，设置规定的转变时间，使堆下限电压逐渐升高。

在时刻t15，如图14的(a)所示，堆下限电压恢复为INV性能保证电压Vt，堆下限电压的恢复处理结束。

通过像这样将低于INV性能保证电压Vt的缓和电压Vs设定为堆下限电压，堆电流大幅上升而大量产生生成水，因此能够以极短的时间就从燃料电池堆1供给额定电力Pt。

此外，在本实施方式中，说明了从燃料电池堆1向驱动马达5供给电力的例子，但是如下图所示，在驱动马达5起动时也从蓄电池2向驱动马达5供给电力以确保驱动马达5的响应性。

图15是表示在使用蓄电池2来辅助燃料电池堆1的情况下缓和了堆下限电压时的燃料电池系统100的可供给电力的图。

在图15中，横轴表示时间，纵轴表示能够从燃料电池系统100向驱动马达5供给的电力。另外，通过实线来表示将缓和电压Vs设定为堆下限电压时的电力，通过点划线来表示将INV性能保证电压Vt设定为堆下限电压时的电力。

在时刻t20，驱动马达5起动，通过DC/DC转换器3从蓄电池2向驱动马达5放出辅助电力，并且堆电压下降而从燃料电池堆1向驱动马达5逐渐输出发电电力。通过像这样利用蓄电池2来辅助燃料电池堆1的发电，能够确保驱动马达5的响应性。

在时刻t21，堆电压达到INV性能保证电压Vt，从燃料电池堆1输出限制电力Ps。在此，燃料电池堆1为干燥状态，因此堆电压被降至缓和电压Vs，堆电流增加而在燃料电池堆1内大量地产生生成水。

由此，燃料电池堆1的电解质膜迅速被加湿，因此IV特性恢复而燃料电池堆1的发电电力迅速上升。然后，在时刻t22，能够向驱动马达5供给额定电力Pt。

并且，到IV特性恢复为止的时间缩短，因此能够抑制与燃料电池堆1的发电不足相伴的蓄电池2的放电量的增加，因此能够防止蓄电池2变得过放电。

根据本发明的第一实施方式，燃料电池系统100具备：燃料电池堆1；蓄电池2；以及逆变器4，其将从燃料电池堆1输出的电力变换为交流电力后供给到驱动马达5。并且，燃料电池系统100具备转换器3，该转换器3使用从蓄电池2输出的电力来控制燃料电池堆1与逆变器4之间的电压。

而且，燃料电池系统100具备转换器控制电压运算部130和堆下限电压运算部200。

转换器控制电压运算部130以使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压不低于作为逆变器4的电压下限值的INV性能保证电压Vt的方式控制转换器3。

而且，堆下限电压运算部200在驱动马达5的要求电力增加时、例如驾驶员踏下加速踏板时，使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压降到低于INV性能保证电压Vt。

由此，在加速要求等驱动马达5的要求电力增加的情况下，从燃料电池堆1取出的电流变大，在燃料电池堆1内大量地产生生成水，因此能够使燃料电池堆1的电解质膜尽快转变为湿润状态。因此，燃料电池堆1的发电性能提高，并且能够在加速运转中改善与IV特性的降低相伴的车辆的运转性(驾驶性能)的降低。

并且，能够避免与燃料电池堆1的发电电力的降低相伴地经由DC/DC转换器3从蓄电池2向逆变器4取出过大的放电电力。

另外，在本实施方式中，在燃料电池堆1的电解质膜已湿润时，堆下限电压运算部200限制使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压降到低于INV性能保证电压Vt的情况。在此，将燃料电池堆1与逆变器4之间的电压仅称为“堆电压”。

具体地说，在如图3所示那样在堆电压降低至INV性能保证电压Vt时能够向驱动马达5供给额定电力Pt的湿润状态Rw时，不使堆电压低于INV性能保证电压Vt。

当在不需要使堆电压下降的状况下使堆电压下降时，如图4所示那样驱动马达5的转矩降低，驾驶性能会降低。因此，通过在燃料电池堆1的电解质膜为湿润状态时禁止使堆下限电压下降，能够抑制无用的驾驶性能的降低。

另外，在本实施方式中，缓和电压运算部220参照图12所示的缓和电压图表来计算缓和电压Vs，该缓和电压Vs低于INV性能保证电压Vt，且该缓和电压Vs在加速过程中不使马达转速降低就能够实现马达要求转矩。然后，通过堆下限电压设定部230将缓和电压Vs设定为堆下限电压。

由此，能够实现驱动马达5的要求电力增加时的马达要求转矩，因此能够促进燃料电池堆1的加湿并抑制驾驶性能的降低。

另外，在本实施方式中，缓和电压运算部220如图6所示那样，基于不使堆电压降到低于INV性能保证电压Vt而维持为INV性能保证电压Vt时的驱动马达5的输出来计算缓和电压下限值Vsmin。

由此，能够以与限制为INV性能保证电压Vt时相比不过量地限制驱动马达5的转矩的方式，使燃料电池堆1迅速地转变为湿润状态。

另外，在本实施方式中，堆下限电压设定部230如图10所示那样，在驱动马达5的要求电力增加的情况下与将堆电压维持为INV性能保证电压Vt时相比马达输出降低时禁止使堆下限电压降至缓和电压下限值Vsmin。

由此，能够防止比限制为INV性能保证电压Vt时还限制驱动马达5的转矩，因此能够抑制驾驶性能的降低。

此外，也可以是，在与将堆电力维持为INV性能保证电压Vt时的马达输出相比驱动马达5的输出降低时，堆下限电压设定部230不使堆电压下降而将堆电压设定为INV性能保证电压Vt。由此，能够抑制运算负荷并以简易的结构来抑制驾驶性能的降低。

另外，在本实施方式中，堆下限电压运算部200如图14的(a)所示那样，在使堆电压降到低于INV性能保证电压Vt之后，使燃料电池堆1与逆变器4之间的电压逐渐上升。由此，能够一边对燃料电池堆1的电解质膜进行加湿一边使驱动马达5的上限转矩上升。

并且，堆下限电压运算部200在使堆电压降到低于INV性能保证电压Vt之后，花费规定的转变时间t_sw来使堆电压恢复至INV性能保证电压Vt。由此，能够以简单的控制结构来提高驾驶性能。此外，堆下限电压运算部200也可以使堆下限电压以规定的时间变化率恢复。

另外，在本实施方式中，堆下限电压设定部230如图9所示那样，根据燃料电池堆1的湿润状态将堆下限电压切换为INV性能保证电压Vt。作为燃料电池堆1的湿润状态，使用HFR。

此外，也可以在燃料电池系统100中设置测量从燃料电池堆1排出的气体的湿度的传感器，根据从该传感器输出的检测值来使堆下限电压恢复为INV性能保证电压Vt。

或者，堆下限电压设定部230估计燃料电池堆1的IV特性，基于该IV特性来使堆下限电压恢复为INV性能保证电压Vt。

通过像这样在燃料电池堆1的发电特性恢复时使堆下限电压复原，能够防止驱动马达5的转矩降低，并且能够防止从燃料电池堆1取出过量的电流。即，能够可靠地确保从燃料电池堆1输出的电力，并且能够保护燃料电池堆1。

另外，在本实施方式中，堆下限电压运算部200如图13所示那样，在能够得到加速要求时的马达要求转矩的缓和电压Vs变得大于缓和电压下限值Vsmin时，使堆下限电压逐渐上升至缓和电压Vs。

由此，能够抑制驱动马达5的急剧的转矩变动并实现驾驶员的加速要求，因此能够确保加速过程中的驾驶性能。

(第二实施方式)

接着，参照附图来说明使堆下限电压从缓和电压Vs向INV性能保证电压Vt恢复的转变方法。

图16是表示本发明的第二实施方式中的堆下限电压的恢复处理的一例的图。

图16的(a)是表示使车辆的加速振动G小的驱动马达5的控制方法的图。图16的(a)中示出了图7所示的与马达转速相对的转矩特性501和转矩特性502，除此以外还示出了行驶阻力RL(RoadLoad)特性。

图16的(b)是表示使加速振动G小时的马达转矩的时间变化的图。在图16的(b)中，通过实线来表示驱动马达5的转矩变化，通过点线来表示马达上限转矩。

图16的(c)是表示堆电压的变化的图。图16的(d)是表示燃料电池堆1的HFR的变化的图。图16的(b)至图16的(d)的各附图的横轴均为共同的时间轴。

如图16的(a)所示，在时刻t30时的运转点处加速踏板被驾驶员踏下，计算马达要求转矩Ts。而且，如图16的(c)所示，HFR大于干燥判定阈值Rw，因此运算能够实现马达要求转矩Ts的缓和电压Vs。

如图16的(d)所示，堆下限电压被设定为缓和电压Vs，堆电压被DC/DC转换器3降至低于INV性能保证电压Vt的缓和电压Vs。由此，如图16的(a)所示，驱动马达5的运转点到达时刻t31时的运转点。

在本实施方式中，以一边将时刻t31时的马达转矩维持为固定一边使驱动马达5的运转点转至时刻t32时的运转点的方式，设定时刻t31至时刻t32的转变时间。

具体地说，堆下限电压运算部200如下式所示那样，基于换算成马达轴输出的车辆惯性J、加速初始的RLini、马达转速的变化幅度dω以及马达转矩Ts来计算转变时间t_sw。

[式1]

然后，堆下限电压运算部200如图16的(c)所示那样，在从堆电压在时刻t31达到缓和电压Vs起到变为时刻t32为止的转变时间t_sw内，使堆电压逐渐上升至INV性能保证电压Vt。

在转变时间t_sw内，如图16的(b)所示那样马达转矩被维持为固定，因此能够使车辆的加速振动小，能够减轻在加速过程中给驾驶员带来的不协调感。

根据本发明的第二实施方式，以使车辆的加速振动G变小的方式预先设定转变时间t_sw，在堆电压达到缓和电压Vs后立即使堆电压花费转变时间t_sw从缓和电压Vs向INV性能保证电压Vt转变。

由此，在转变时间t_sw中马达转矩被维持为固定，因此能够使车辆的加速振动G小。因此，以简易的结构来减轻给驾驶员带来的突然加速感，因此能够提高驾驶性能。

(第三实施方式)

接着，说明本发明的第三实施方式中的燃料电池系统的结构。

在本实施方式的燃料电池系统的结构中，在图8所示的步骤S910中执行的堆下限电压运算处理的处理内容不同。此外，其它结构与第一实施方式相同，因此标注同一标记并省略说明。

图17是表示本实施方式中的堆下限电压运算处理的流程图。

在步骤S941中，堆下限电压运算部200读入由内部电阻测定装置6测定的HFR。

在步骤S942中，堆下限电压运算部200基于该HFR来运算缓和电压Vs。在本实施方式中，堆下限电压运算部200参照预先决定的堆下限电压图表，计算与HFR相对应的缓和电压Vs。关于堆下限电压图表的详情，参照图18在后面叙述。

在步骤S943中，堆下限电压运算部200将缓和电压Vs设定为堆下限电压。

图18是表示堆下限电压运算部200中存储的堆下限电压图表的一例的图。在图18中，横轴表示HFR，纵轴表示缓和电压。

通过使用堆下限电压图表，在HFR小于Rw时、即燃料电池堆1为湿润的状态时，INV性能保证电压Vt被设定为堆下限电压。

而且，HFR比Rw大越多，则燃料电池堆1的IV特性越差，因此设定比INV性能保证电压Vt小的值来作为缓和电压。另外，在HFR大于Rd时，缓和电压Vs被设定为堆下限电压。

图19是表示本实施方式中的基于燃料电池堆1的HFR的缓和电压的变化的时序图。

图19的(a)至图19的(d)的各附图的纵轴及横轴与图16的(a)至图16的(d)的各附图的纵轴及横轴相同，图19的(a)至图19的(d)的各附图的横轴为相互共同的时间轴。

如图19的(a)所示，在时刻t40时的运转点处加速踏板被驾驶员踏下。而且，如图19的(d)所示，堆电压被DC/DC转换器3降至根据图表而决定的缓和电压Vs。

在驱动马达5到达时刻t41时的运转点之后，如图19的(c)所示那样HFR变小，与此相伴地如图19的(d)所示那样缓和电压逐渐上升。

另一方面，如图19的(b)所示，缓和电压Vs是根据图表设定的，因此燃料电池堆1的加湿略不足而马达转矩逐渐降低。因此，驾驶员的驾驶性能略有降低。

根据本发明的第三实施方式，通过使用堆下限电压图表，能够通过简易的结构来与加速要求时的电解质膜的湿润度相应地适当设定缓和电压Vs。

(第四实施方式)

接着，说明本发明的第四实施方式中的燃料电池系统的结构。

在本实施方式的燃料电池系统的结构中，在图8所示的步骤S910中执行的堆下限电压运算处理的处理内容不同。此外，其它结构与第一实施方式相同，因此标注同一标记并省略说明。

图20是表示本实施方式中的堆下限电压运算处理的流程图。在此，示出了步骤S951至S953的处理来代替图9所示的步骤S911和S912。其它处理与图9所述的处理相同，因此标注同一标记并省略说明。

在步骤S951中，堆下限电压设定部230读入由堆电流传感器11检测出的堆电流以及由堆电压传感器12检测出的堆电压。

在步骤S952中，堆下限电压设定部230判断堆电压是否与INV性能保证电压Vt相等。在堆电压大于INV性能保证电压Vt的情况下进入步骤S913。

在步骤S953中，堆下限电压设定部230在堆电压与INV性能保证电压Vt相等的情况下判断堆电流是否小于额定电流It。

在堆电流大于额定电流It的情况下，判断为燃料电池堆1为湿润状态，进入步骤S913。另一方面，在堆电压与INV性能保证电压Vt相等、且堆电流小于额定电流It的情况下，判断为燃料电池堆1为干燥状态，进入步骤S920。

这样，在本实施方式中，使用堆电流和堆电压来代替燃料电池堆1的HFR，以估计燃料电池堆1的湿润状态。由此，能够更正确地判断出IV特性差的情况，因此在加速要求时能够准确地将缓和电压Vs设定为堆下限电压。

根据本发明的第四实施方式，在燃料电池堆1的输出电力小于基于马达要求转矩而运算出的燃料电池的要求电力Pt时，堆下限电压运算部200将缓和电压Vs设定为堆下限电压。即，堆下限电压运算部200根据从燃料电池堆1输出的电力来将缓和电压Vs设定为堆下限电压。

由此，能够可靠地判定燃料电池堆1的IV特性是否良好，因此能够防止在加速要求时无用地缓和堆下限电压。

另外，在本实施方式中，在使堆电压降至INV性能保证电压Vt的状态下堆电流小于额定电流It的情况下，堆下限电压设定部230将缓和电压Vs设定为堆下限电压以使得堆电流变得大于额定电流It。

通过像这样使堆下限电压降低至能够确保堆电流的缓和电压Vs，能够在加速时尽快使燃料电池堆1转变为湿润状态。

以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式不过示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不是将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。

在本实施方式中，说明了将DC/DC转换器3用作对燃料电池堆1的电压进行调整的电路的例子，但是也可以取代DC/DC转换器3而单纯使用仅对燃料电池堆1的电压进行调整的电路。

另外，在本实施方式中，说明了逆变器4连接于燃料电池堆1的例子，但是即使是逆变器4连接于蓄电池2的结构也能够得到与本实施方式同样的作用效果。

此外，上述实施方式能够适当组合。