特開 2022-154972 電力システム及び電力制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022154972

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】電力システム及び電力制御装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20221005BHJP

   H01M 8/249 20160101ALI20221005BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20221005BHJP

   H01M 8/04858 20160101ALI20221005BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20221005BHJP

   H01M 8/04225 20160101ALI20221005BHJP

   H01M 8/04228 20160101ALI20221005BHJP

   H01M 8/04955 20160101ALI20221005BHJP

   H01M 8/04313 20160101ALI20221005BHJP

   H01M 8/04664 20160101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 Z

H01M8/249

H01M8/04537

H01M8/04858

H01M8/00 A

H01M8/04225

H01M8/04228

H01M8/04955

H01M8/04313

H01M8/04664

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021058256

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】中島 伸高

【テーマコード（参考）】

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H126AA21

5H127AB04

5H127AB14

5H127AB29

5H127AC15

5H127DB49

5H127DB69

5H127DB99

5H127DC42

5H127DC50

(57)【要約】

【課題】従来よりも燃費を向上させることができる電力システム及び電力制御装置を提供すること。
【解決手段】実施形態の電力システムは、ｎ（ｎは、２以上の整数。）基の燃料電池及び制御部を備える。燃料電池は、電気化学反応により発電する。制御部は、負荷で消費される電力に応じて要求される要求出力に基づき、前記燃料電池それぞれの動作モードを、発電の開始と停止を繰り返す第１の発電モード、発電を継続する第２の発電モード及び発電を停止する停止モードを含む複数のモードから決定したいずれかにする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気化学反応により発電するｎ（ｎは、２以上の整数。）基の燃料電池と、
負荷で消費される電力に応じて要求される要求出力に基づき、前記燃料電池それぞれの動作モードを、発電の開始と停止を繰り返す第１の発電モード、発電を継続する第２の発電モード及び発電を停止する停止モードを含む複数のモードから決定したいずれかにする制御部と、を備える電力システム。

【請求項2】

前記制御部は、
前記要求出力が閾値Ａ以上である場合、ｍ基の前記燃料電池の動作モードを前記第２の発電モードにし、
前記要求出力が閾値Ｂ以上である場合、ｍ基の前記燃料電池の動作モードを前記第２の発電モードにし、１基の前記燃料電池の動作モードを前記第１の発電モードにし、
前記閾値Ａは、ｍ基の前記燃料電池のそれぞれを最も効率よく動作させた場合の当該燃料電池の合計出力よりも所定の値小さく、
前記閾値Ｂは、ｍ基の前記燃料電池のそれぞれを最も効率よく動作させた場合の当該燃料電池の合計出力よりも所定の値大きく、
ｍは、１以上（ｎ－１）以下の整数である、請求項１に記載の電力システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記要求出力が閾値Ｃ以上である場合、ｎ基の前記燃料電池の動作モードを前記第２の発電モードにし、
前記閾値Ｃは、ｎ基の前記燃料電池のそれぞれを最も効率よく動作させた場合の当該燃料電池の出力値の合計出力よりも所定の値小さい、請求項１又は請求項２に記載の電力システム。

【請求項4】

前記制御部は、
前記要求出力が第１の閾値未満である場合、１基の前記燃料電池の動作モードを前記第１の発電モードにし、
前記要求出力が前記第１の閾値以上第２の閾値未満である場合、１基の前記燃料電池の動作モードを前記第２の発電モードにし、
前記要求出力が前記第２の閾値以上第３の閾値未満である場合、１基の前記燃料電池の動作モードを前記第２の発電モードにし、１基の前記燃料電池の動作モードを前記第１の発電モードにし、
前記第１の閾値は、１基の前記燃料電池を最も効率よく動作させた場合の当該１基の前記燃料電池の出力よりも所定の値小さく、
前記第２の閾値は、１基の前記燃料電池を最も効率よく動作させた場合の当該１基の前記燃料電池の出力よりも所定の値大きく、
前記第３の閾値は、前記第２の閾値よりも大きく、２基の前記燃料電池を最も効率よく動作させた場合の当該２基の前記燃料電池の合計出力よりも所定の値小さい、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電力システム。

【請求項5】

前記燃料電池が発電する電力によって充電される二次電池をさらに備え、
前記制御部は、前記二次電池の充電状態に応じて前記第１の発電モードにおける発電の開始と停止のタイミングを制御する、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電力システム。

【請求項6】

前記制御部は、前記第１の発電モード又は前記第２の発電モードで動作させる前記燃料電池を劣化度に基づいて決定する、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電力システム。

【請求項7】

負荷で消費される電力に応じて要求される要求出力に基づき、電気化学反応により発電するｎ（ｎは、２以上の整数。）基の燃料電池の動作モードを、発電の開始と停止を繰り返す第１の発電モード、発電を継続する第２の発電モード及び発電を停止する停止モードを含む複数のモードから決定したいずれかにする制御部を備える電力制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力システム及び電力制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の燃料電池を搭載した車両がある。このような車両では、複数の燃料電池を同時に稼働させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１１－５０３８１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、複数の燃料電池を同時に稼働させた場合、低負荷の出力領域においては燃費が悪い。これは、燃料電池を低負荷で稼働させると補機の負荷の影響で効率が悪くなるためである。

【0005】

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、従来よりも燃費を向上させることができる電力システム及び電力制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の電力システムは、ｎ（ｎは、２以上の整数。）基の燃料電池及び制御部を備える。燃料電池は、電気化学反応により発電する。制御部は、負荷で消費される電力に応じて要求される要求出力に基づき、前記燃料電池それぞれの動作モードを、発電の開始と停止を繰り返す第１の発電モード、発電を継続する第２の発電モード及び発電を停止する停止モードを含む複数のモードから決定したいずれかにする。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、従来よりも燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る車両の要部構成の一例を示すブロック図。

【図2】図１中の制御部による処理の一例を示すフローチャート。

【図3】図１中のＦＣＳの出力と効率の関係を示すグラフ。

【図4】図１中のＦＣＳの波形の一例を示す図。

【図5】図１中のＦＣＳの出力と効率の関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態に係る車両について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、各部の縮尺を適宜変更している場合がある。また、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、説明のため、構成を省略して示している場合がある。また、各図面及び本明細書中において、同一の符号は同様の要素を示す。
図１は、実施形態に係る車両１の要部構成の一例を示すブロック図である。

【0010】

車両１は、ＦＣＶ（fuel cell vehicle）などの、燃料電池を動力として推進（走行）する車両である。車両１は、一例として、制御部１１、ＦＣＳ（fuel cell system）１２、バッテリー１３、モーター１４及び負荷１５を含む。車両１は、電力システムの一例である。

【0011】

制御部１１は、例えば、車両１の動作に必要な演算及び制御などの処理を行うコンピューターである。制御部１１は、主記憶装置又は補助記憶装置などに記憶されたファームウェア、システムソフトウェア及びアプリケーションソフトウェアなどのプログラムに基づいて、車両１の各種の機能を実現するべく各部を制御する。また、制御部１１は、当該プログラムに基づいて後述する処理を実行する。なお、当該プログラムの一部又は全部は、制御部１１の回路内に組み込まれていても良い。制御部１１は、ＦＣＳ１２で発電された電力を消費する負荷の一例である。制御部１１は、電力制御装置の一例である。

【0012】

車両１は、複数のＦＣＳ１２を備える。ＦＣＳ１２は、例えば、燃料電池スタック及び燃料電池スタックの稼働に用いられる各種装置などを備える。燃料電池スタックは、複数の燃料電池が積層したものである。燃料電池スタックは、例えば、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電して電力を出力する。当該電力は、車両１の各部に供給され、バッテリー１３の充電及びモーター１４の駆動などの車両１の各部の動作に用いられる。
また、ＦＣＳ１２は、燃料電池スタックの稼働に用いられる装置として、燃料電池スタックに燃料ガス及び酸化剤ガスを供給する補機など備えていても良い。

【0013】

車両１は、１又は複数のバッテリー１３を備える。バッテリー１３は、モーター１４などの車両１の各部に電力を供給する二次電池である。すなわち、車両１は、ＦＣＳ１２から出力される電力及びバッテリー１３から出力される電力によって動作する。バッテリー１３は、例えば、ＦＣＳ１２によって発電された電力によって充電される。

【0014】

車両１は、１又は複数のモーター１４を備える。モーター１４は、例えば、入力される電力を回転力に変換して出力する電動機である。モーター１４は、ＦＣＳ１２が出力する電力及びバッテリー１３が出力する電力によって動作する。モーター１４が出力する回転力は、例えば、ギヤ及びシャフトなど介してホイールなどを回転させる。モーター１４は、ＦＣＳ１２で発電された電力を消費する負荷の一例である。

【0015】

負荷１５は、制御部１１及びモーター１４以外の、ＦＣＳ１２で発電され電力を消費する部分である。負荷１５は、例えば、照明、エア・コンディショナー、車載器、モニター、ディスプレイ及びスピーカーなどである。

【0016】

以下、実施形態に係る車両１の動作を図２などに基づいて説明する。なお、以下の動作説明における処理の内容は一例であって、同様な結果を得ることが可能な様々な処理を適宜に利用できる。図２は、車両１の制御部１１による処理の一例を示すフローチャートである。制御部１１は、例えば、主記憶装置又は補助記憶装置などに記憶されたプログラムに基づいて図２の処理を実行する。なお、図２に示す処理は、車両１が備えるＦＣＳ１２の数が３基である場合の処理である。

【0017】

図２のステップＳＴ１１において制御部１１は、要求出力が変化するのを待ち受ける。制御部１１は、車両１が備えるＦＣＳ１２の出力電圧の合計の出力が要求出力以上となるように制御する。要求出力は、車両１の状態などによって変化する。制御部１１は、要求出力が変化したならば、ステップＳＴ１１においてＹｅｓと判定してステップＳＴ１２へと進む。

【0018】

ステップＳＴ１２において制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ１未満であるか否かを判定する。制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ１以上であるならば、ステップＳＴ１２においてＮｏと判定してステップＳＴ１２へと進む。対して、制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ１未満であるならば、ステップＳＴ１２においてＹｅｓと判定してステップＳＴ１７へと進む。

【0019】

ステップＳＴ１３において制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ２未満であるか否かを判定する。制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ２以上であるならば、ステップＳＴ１３においてＮｏと判定してステップＳＴ１４へと進む。対して、制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ２未満であるならば、すなわち要求出力がＰ１以上Ｐ２未満であるならば、ステップＳＴ１３においてＹｅｓと判定してステップＳＴ１９へと進む。

【0020】

ステップＳＴ１４において制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ３未満であるか否かを判定する。制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ３以上であるならば、ステップＳＴ１４においてＮｏと判定してステップＳＴ１５へと進む。対して、制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ３未満であるならば、すなわち要求出力がＰ２以上Ｐ３未満であるならば、ステップＳＴ１４においてＹｅｓと判定してステップＳＴ２１へと進む。

【0021】

ステップＳＴ１５において制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ４未満であるか否かを判定する。制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ４以上であるならば、ステップＳＴ１５においてＮｏと判定してステップＳＴ１６へと進む。対して、制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ４未満であるならば、すなわち要求出力がＰ３以上Ｐ４未満であるならば、ステップＳＴ１５においてＹｅｓと判定してステップＳＴ２４へと進む。

【0022】

ステップＳＴ１６において制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ５未満であるか否かを判定する。制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ５未満であるならば、すなわち要求出力がＰ４以上Ｐ５未満であるならば、ステップＳＴ１６においてＹｅｓと判定してステップＳＴ２６へと進む。対して、制御部１１は、要求出力が閾値Ｐ５以上であるならば、ステップＳＴ１６においてＮｏと判定してステップＳＴ２８へと進む。

【0023】

各閾値について図３を用いて説明する。図３は、ＦＣＳ１２の出力と効率の関係を示すグラフである。図３には、ＦＣＳ１２を１基～３基運転した場合のそれぞれの出力－効率特性を示すグラフを示している。また、図３には、ＦＣＳ１２を１基で運転した場合に最も効率がよくなる点を点Ｑ１、ＦＣＳ１２を２基で運転した場合に最も効率が良くなる点を点Ｑ２、ＦＣＳ１２を３基で運転した場合に最も効率が良くなる点を点Ｑ３として示している。閾値Ｐ１～閾値Ｐ５及び点Ｑ１～点Ｑ３の出力の大小関係は、Ｐ１＜Ｑ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｑ２＜Ｐ４＜Ｐ５＜Ｑ３である。

【0024】

なお、点Ｑｘの出力は、ｘ基のＦＣＳ１２を最も効率よく動作させた場合の当該ｘ基のＦＣＳ１２の合計出力である。例えば、ｘ＝１である場合、Ｑｘは、Ｑ１である。また、点Ｑ１の出力は、１基のＦＣＳ１２を最も効率よく動作させた場合の当該１基のＦＣＳ１２の出力である。なお、ｘは、１以上ｎ以下の整数である。ｎは、後述する。

【0025】

また、点Ｐ（２ｘ－１）の出力は点Ｑｘの出力よりも所定の値小さい値であり、点Ｐ（２ｘ）の出力は点Ｑｘの出力よりも所定の値大きい値である。すなわち、点Ｐ１の出力は点Ｑ１の出力よりも所定の値小さい値であり、点Ｐ２の出力は点Ｑ１の出力よりも所定の値大きい値である。そして、点Ｐ３の出力は点Ｑ２の出力よりも所定の値小さい値であり、点Ｐ４の出力は点Ｑ２の出力よりも所定の値大きい値である。そして、点Ｐ５の出力は点Ｑ３の出力よりも所定の値小さい値である。なお、それぞれの所定の値は、それぞれ異なっていても良いし同じであっても良い。

【0026】

図３に示すように、要求出力がＰ１～Ｐ２である場合、１基のＦＣＳ１２で発電すると効率が良いと考えられる。また、要求出力がＰ３～Ｐ４である場合、２基のＦＣＳ１２で発電すると効率が良いと考えらえる。また、要求出力がＰ５以上である場合、３基のＦＣＳ１２で発電すると効率が良いと考えられる。また、要求出力がＰ１未満である場合、１基のＦＣＳ１２で出力を抑えて発電すると効率が良いと考えられる。また、要求出力がＰ２～Ｐ３である場合、２基のＦＣＳ１２で出力を抑えて発電すると効率が良いと考えられる。また、要求出力がＰ４～Ｐ５である場合３基のＦＣＳ１２で出力を抑えて発電すると効率が良いと考えられる。

【0027】

図２の説明に戻る。
ステップＳＴ１７において制御部１１は、１基のＦＣＳ１２を繰り返し運転で動作させる。繰り返し運転は発電のオンとオフを繰り返すことで出力を抑える運転である。換言すると、繰り返し運転は発電の開始と停止を繰り返すことで出力を抑える運転である。なお、図４の波形Ｗ２は、繰り返し運転の状態での波形の一例を示している。図４は、ＦＣＳ１２の波形の一例を示す図である。なお、繰り返し運転は、第１の発電モードの一例である。

【0028】

図２のステップＳＴ１８において制御部１１は、残りの２基のＦＣＳ１２の発電を停止させる。なお、図４の波形Ｗ３は、発電停止の状態での波形の一例を示す。制御部１１は、ステップＳＴ１８の処理の後ステップＳＴ１１へと戻る。なお、発電停止の状態は、停止モードの一例である。
図２のステップＳＴ１７及びステップＳＴ１８の処理により、３基のＦＣＳ１２は、１基が繰り返し運転、２基が発電停止の状態となる。

【0029】

ステップＳＴ１９において制御部１１は、１基のＦＣＳ１２を効率点運転で動作させる。効率点運転は、発電効率が高い領域で所定の大きさより大きい出力の発電を継続させる運転である。なお、発電効率が高い領域とは、例えば、効率が所定の効率以上である領域、又はＦＣＳ１２の出力が所定の範囲内である領域などである。また、繰り返し運転における発電がオンであるときの出力は、例えば、効率点運転の出力と同じ又は同程度である。図４の波形Ｗ１は、効率点運転の状態での波形の一例を示している。なお、効率点運転は、第２の発電モードの一例である。また、第１の発電モード、第２の発電モード及び停止モードはそれぞれ動作モードの例である。

【0030】

ステップＳＴ２０において制御部１１は、残りの２基のＦＣＳ１２の発電を停止させる。制御部１１は、ステップＳＴ２０の処理の後、ステップＳＴ１１へと戻る。
ステップＳＴ１９及びステップＳＴ２０の処理により、３基のＦＣＳ１２は、１基が効率点運転、２基が発電停止の状態となる。

【0031】

ステップＳＴ２１において制御部１１は、１基のＦＣＳ１２を効率点運転で動作させる。

【0032】

ステップＳＴ２２において制御部１１は、残りの２基のうちの１基のＦＣＳ１２を繰り返し運転で動作させる。

【0033】

ステップＳＴ２３において制御部１１は、残りの１基のＦＣＳ１２の発電を停止させる。制御部１１は、ステップＳＴ２３の処理の後、ステップＳＴ１１へと戻る。
ステップＳＴ２１～ステップＳＴ２３の処理により、３基のＦＣＳ１２は、１基が効率点運転、１基が繰り返し運転、１基が発電停止の状態となる。

【0034】

ステップＳＴ２４において制御部１１は、２基のＦＣＳ１２を効率点運転で動作させる。

【0035】

ステップＳＴ２５において制御部１１は、残りの１基のＦＣＳ１２の発電を停止させる。制御部１１は、ステップＳＴ２５の処理の後、ステップＳＴ１１へと戻る。
ステップＳＴ２４及びステップＳＴ２５の処理により、３基のＦＣＳ１２は、２基が効率点運転、１基が発電停止の状態となる。

【0036】

ステップＳＴ２６において制御部１１は、２基のＦＣＳ１２を効率点運転で動作させる。

【0037】

ステップＳＴ２７において制御部１１は、残りの１基のＦＣＳ１２を繰り返し運転で動作させる。制御部１１は、ステップＳＴ２７の処理の後、ステップＳＴ１１へと戻る。
ステップＳＴ２６及びステップＳＴ２７の処理により、３基のＦＣＳ１２は、２基が効率点運転、１基が繰り返し運転の状態となる。

【0038】

ステップＳＴ２８において制御部１１は、３基のＦＣＳ１２を効率点運転で動作させる。制御部１１は、ステップＳＴ２８の処理の後、ステップＳＴ１１へと戻る。
なお、制御部１１は、ステップＳ１７～ステップＳ２７において、効率点運転させるＦＣＳ１２、繰り返し運転させるＦＣＳ１２、及び発電を停止させるＦＣＳ１２をどれにするかは様々な方法を用いることができる。例えば、制御部１１は、予め定められたＦＣＳ１２、ランダムに決定したＦＣＳ１２、稼働時間の多寡若しくは劣化度の多寡などによって決定したＦＣＳ１２、又はその他の方法によって決定したＦＣＳ１２に効率点運転、繰り返し運転又は発電の停止をさせる。例えば、制御部１１は、劣化度が低いＦＣＳ１２を優先して効率点運転又は繰り返し運転させる。

【0039】

また、ＦＣＳ１２が４基である場合の例を図５に示す。図５は、ＦＣＳ１２の出力と効率の関係を示すグラフである。図５には、ＦＣＳ１２を１基～４基運転した場合のそれぞれの出力－効率特性を示すグラフを示している。制御部１１は、ＦＣＳ１２が４基ある場合、閾値Ｐ１～閾値Ｐ５に加えて閾値Ｐ６及び閾値Ｐ７を用いてＦＣＳ１２の制御を行う。また、図５には、点Ｑ１～点Ｑ３に加えてＦＣＳ１２を４基で運転した場合に最も効率がよくなる点として点Ｑ４を示している。閾値Ｐ１～閾値Ｐ７及び点Ｑ１～点Ｑ４の出力の大小関係は、Ｐ１＜Ｑ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｑ２＜Ｐ４＜Ｐ５＜Ｑ３＜Ｐ６＜Ｐ７＜Ｑ４である。

【0040】

制御部１１は、ＦＣＳ１２が４基である場合、要求出力がＰ５未満の場合にはＦＣＳ１２が３基である場合と同様にＦＣＳ１２を制御する。ただし、ＦＣＳ１２が４基である場合、ＦＣＳ１２が３基である場合に比べて、発電停止の状態のＦＣＳ１２の数が１基多い。また、制御部１１は、要求出力がＰ５以上Ｐ６未満の場合には、３基を効率点運転、１基を運転停止の状態にする。また、制御部１１は、要求出力がＰ６以上Ｐ７未満の場合には、３基を効率点運転、１基を繰り返し運転で動作させる。また、制御部１１は、要求出力がＰ７以上の場合には、４基を効率点運転させる。

【0041】

また、制御部１１は、ＦＣＳ１２がｎ基である場合、要求出力がＰ（ｋ－１）以上Ｐｋ未満であるならば、（ｆｌｏｏｒ（ｋ／２））基のＦＣＳ１２を効率点運転、（ｋ ｍｏｄ ２）基のＦＣＳ１２を繰り返し運転、（ｎ－ｃｅｉｌ（ｋ／２））基のＦＣＳ１２を発電停止の状態にする。また、要求出力がＰ１未満である場合、１基のＦＣＳ１２を繰り返し運転、（ｎ－１）基のＦＣＳ１２を発電停止の状態にする。また、制御部１１は、要求出力がＰ（ｋ＋１）以上である場合、ｎ基のＦＣＳ１２を効率点運転の状態にする。ただし、ｋは、２≦ｋ≦（２ｎ－１）を満たす整数である。また、ｆｌｏｏｒは天井関数、ｃｅｉｌは床関数、ｍｏｄは剰余演算子を示す。また、Ｐ（ｋ－１）は（ｋ－１）番目の閾値Ｐを示し、Ｐｋは、ｋ番目の閾値Ｐを示す。例えばｋ＝３であるならば、Ｐｋは、３番目の閾値Ｐ、すなわち閾値Ｐ３を示す。
なお、ｋが偶数である場合、Ｐ（ｋ－１）＜Ｑ（ｋ／２）＜Ｐｋであり、ｋが奇数である場合、Ｑ（（ｋ－１）／２）＜Ｐ（ｋ－１）＜Ｐｋ＜Ｑ（（ｋ＋１）／２）である。

【0042】

また、ｍを１以上ｎ以下の任意の整数とする。この場合、制御部１１は、要求出力がＰ（２ｍ－２）以上Ｐ（２ｍ－１）未満であるならば、（ｍ－１）基のＦＣＳ１２を効率点運転、１基のＦＣＳ１２を繰り返し運転にし、（ｎ－ｍ）基のＦＣＳ１２の発電を停止させる。また、制御部１１は、要求出力がＰ（２ｍ－１）以上Ｐ（２ｍ）未満であるならば、ｍ基のＦＣＳ１２を効率点運転にし、（ｎ－ｍ）基のＦＣＳ１２の発電を停止させる。ただし、ｍ＝１である場合、制御部１１は、要求出力が０以上Ｐ（２ｍ－１）未満であるならば、１基のＦＣＳ１２を繰り返し運転にし、（ｎ－ｍ）基のＦＣＳ１２の発電を停止させる。また、ｍ＝ｎである場合、制御部１１は、要求出力がＰ（２ｍ－１）以上であるならば、ｍ基のＦＣＳ１２を効率点運転にする。
なお、点Ｐ（２ｍ－１）の出力は点Ｑｍの出力よりも所定の値小さい値であり、点Ｐ（２ｍ）の出力は点Ｑｍの出力よりも所定の値大きい値である。当該所定の値は、点Ｐごとに異なる値であっても良い。

【0043】

１≦ｍ≦（ｎ－１）における閾値Ｐ（２ｍ－１）は閾値Ａの一例、閾値Ｐ（２ｍ）は閾値Ｂの一例である。一例として、ｍ＝３では、閾値Ｐ５が閾値Ａ、閾値Ｐ６が閾値Ｂである。
また、閾値Ｐ（２ｎ－１）は、閾値Ｃの一例である。一例として、ｎ＝４では、閾値Ｐ７が閾値Ｃである。
また、閾値Ｐ１は第１の閾値の一例、閾値Ｐ２は第２の閾値の一例、閾値Ｐ３は第３の閾値の一例である。

【0044】

実施形態の車両１は、要求出力に応じてＦＣＳ１２の動作モードを決定する。これにより、実施形態の車両１は、ｎ基のＦＣＳ１２を出力を抑えて動作させる場合に比べて高い効率で発電が可能である。また、実施形態の車両１は、効率が高くなることで燃費も向上する。

【0045】

また、実施形態の車両１は、要求出力がＰ１未満である場合において１基のＦＣＳ１を繰り返し運転で動作させる。これにより、実施形態の車両１は、ｎ基のＦＣＳ１２を出力を抑えて動作させる場合に比べて高い効率で発電が可能である。

【0046】

また、実施形態の車両１は、要求出力がＰ１～Ｐ２である場合において１基のＦＣＳ１を効率点運転で動作させる。これにより、実施形態の車両１は、ｎ基のＦＣＳ１２を出力を抑えて動作させる場合に比べて高い効率で発電が可能である。

【0047】

また、実施形態の車両１は、要求出力がＰ（２ｍ－２）～Ｐ（２ｍ－１）である場合において、（ｍ－１）基のＦＣＳ１２を効率点運転、１基のＦＣＳ１２を繰り返し運転させる。これにより、実施形態の車両１は、ｎ基のＦＣＳ１２を出力を抑えて動作させる場合に比べて高い効率で発電が可能である。

【0048】

また、実施形態の車両１は、要求出力がＰ（２ｍ－１）～Ｐ（２ｍ）である場合において、ｍ基のＦＣＳ１２を効率点運転させる。これにより、実施形態の車両１は、ｎ基のＦＣＳ１２を出力を抑えて動作させる場合に比べて高い効率で発電が可能である。

【0049】

また、実施形態の車両１は、要求出力がＰ（２ｎ－１）以上である場合において、ｎ基のＦＣＳ１２を効率点運転させる。これにより、実施形態の車両１は、高出力の発電が必要な場合でも従来と比べて効率が落ちることはない。

【0050】

また、実施形態の車両１は、効率点運転又は繰り返し運転させるＦＣＳ１２以外は発電を停止させる。このように、実施形態の車両１は、要求出力に対して不要なＦＣＳ１２の発電を停止することで、従来と比べて高い効率で発電が可能である。

【0051】

また、実施形態の車両１は、劣化度に基づき効率点運転させるＦＣＳ１２及び繰り返し運転させるＦＣＳ１２を決定する。これにより、実施形態の車両１は、車両１の起動に係る時間を早くすることなどが可能となる。

【0052】

上記の実施形態は、以下のような変形も可能である。
制御部１１は、バッテリー１３の充電状態に応じてＦＣＳ１２の出力を決定しても良い。例えば、制御部１１は、バッテリー１３の充電残量が少ない場合、発電の開始と停止のタイミングを制御することで、繰り返し運転における発電の停止時間の長さの比率を短くする。そして、制御部１１は、ＦＣＳ１２が発電した余剰電力を用いてバッテリー１３を充電する。

【0053】

ＦＣＳは、複数の燃料電池スタックを備えていても良い。
制御部１１は、複数のＦＣＳ１２からなる組を１つのＦＣＳとみなして制御を行っても良い。例えば、車両１がＦＣＳ１２－１～ＦＣＳ１２－６の６つのＦＣＳ１２を備えるとする。この場合、制御部１１は、一例として、ＦＣＳ１２－１及びＦＣＳ１２－２からなる組、ＦＣＳ１２－３及びＦＣＳ１２－４からなる組、並びにＦＣＳ１２－５及びＦＣＳ１２－６からなる組の３つに分けて制御する。制御部１１は、同じ組のＦＣＳ１２について、同じ動作モードで動作させる。

【0054】

ＦＣＳ１２の動作モードは、繰り返し運転、効率点運転、及び発電の停止以外のモードがあっても良い。

【0055】

上記の実施形態では、車両を例に説明した。しかしながら、実施形態の電力システムは、車両以外の、燃料電池を動力とする乗り物又は無人機に適用することも可能である。例えば、実施形態の電力システムは、燃料電池を動力とする航空機、船舶、潜水艦、又は鉄道車両などに適用可能である。
また、実施形態の電力システムは、発電施設若しくはコージェネレーションシステムなどの定置型システム又はロボットなどの、乗り物及び無人機以外の機械に適用することも可能である。

【0056】

制御部１１は、上記実施形態においてプログラムによって実現する処理の一部又は全部を、回路のハードウェア構成によって実現するものであっても良い。

【0057】

実施形態の処理を実現するプログラムは、例えば装置に記憶された状態で譲渡される。しかしながら、当該装置は、当該プログラムが記憶されない状態で譲渡されても良い。そして、当該プログラムが別途に譲渡され、当該装置へと書き込まれても良い。このときのプログラムの譲渡は、例えば、リムーバブルな記憶媒体に記録して、あるいはインターネット又はＬＡＮ（local area network）などのネットワークを介したダウンロードにより実現できる。

【0058】

以上、本発明の実施形態を説明したが、例として示したものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施可能である。

【符号の説明】

【0059】

１ 車両
１１ 制御部
１２ ＦＣＳ
１３ バッテリー
１４ モーター
１５ 負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】