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本发明提供一种燃料电池系统及移动体，该燃料电池系统具有燃料电池(3)、蓄电装置(41)以及规定对驱动装置(44)的驱动指示量的控制部(100)，当在由蓄电装置(41)供给电力的低效率驱动期间内输入了驱动需求时，限制从燃料电池(3)开始发电后的驱动指示量，这样一来，在对驱动装置的电力供给从单独由蓄电装置提供向同时使用燃料电池和蓄电装置转换时，也可提供顺利的驱动状态的变化。

1.  一种燃料电池系统，其构成为，包括燃料电池的多个电力供给源中的至少一个能够向驱动装置供给电力，该燃料电池系统的特征在于，
在变更向该驱动装置供给电力的电力供给源时，限制向该驱动装置指示的驱动量。

2.  根据权利要求1所述的燃料电池系统，具有：
电力供给源选择单元，选择向上述驱动装置供给电力的电力供给源；
指示驱动量计算单元，对应由所选择的上述电力供给源供给的电力，计算向上述驱动装置指示的上述驱动量；
限制单元，限制上述驱动量。

3.  根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，
上述多个电力供给源是燃料电池及蓄电装置，
在除了由该蓄电装置供给电力之外还由该燃料电池供给电力时，限制由该燃料电池供给电力后的向上述驱动装置指示的驱动量。

4.  根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，在由上述蓄电装置供给电力的低效率驱动期间能够由该燃料电池供给电力时，限制向上述驱动装置指示的驱动量。

5.  根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中，上述限制单元限制开始由上述燃料电池发电后的系统需求电量，作为改变上述驱动量的要素。

6.  根据权利要求4或5所述的燃料电池系统，其中，上述限制单元限制开始由上述燃料电池发电后的、确定气体流量与相对于该气体流量应容许的燃料电池发电容许电量之间的关系的理想配比特性，作为改变上述驱动量的要素。

7.  一种燃料电池系统，具有燃料电池和蓄电装置，其特征在于，
具有：驱动转矩计算单元，对应驱动需求信号计算该驱动装置所需的转矩；
驱动需求功率计算单元，对应该转矩计算驱动需求功率量；
辅机类损失功率计算单元，计算辅机类损失量；
系统需求功率计算单元，根据该驱动需求功率量和该辅机类损失量计算系统需求功率量；
气体供给量指示单元，根据该系统需求功率量输出对于该燃料电池的气体供给指示量；
燃料电池发电容许功率确定单元，根据对应该气体供给指示量而实际供给的气体的流量，确定该燃料电池所能够容许的燃料电池发电容许功率量；
最小值选择单元，输出该系统需求功率量及该燃料电池发电容许功率量中的较少的一个功率量；
驱动容许功率计算单元，根据所选择的该功率量及能够由该蓄电装置供给的功率量，计算对该驱动装置应容许的驱动容许功率量，
在由该蓄电装置供给电力的低效率驱动期间内输入了该驱动需求信号时，在开始由该燃料电池发电后限制对该驱动装置容许的驱动容许功率量。

8.  根据权利要求7所述的燃料电池系统，其中，还具有驱动需求功率限制单元，将上述低效率驱动期间的上述驱动需求功率量限制在：从能够由上述蓄电装置供给的电量中减去上述辅机类损失量而得到的差分以下。

9.  根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中，还具有系统需求功率限制单元，限制开始由上述燃料电池发电后的上述系统需求功率量。

10.  根据权利要求8或9所述的燃料电池系统，其中，
保持上述燃料电池发电容许功率确定单元为了确定上述燃料电池发电容许功率量而参照的、确定气体流量和相对于该气体流量应容许的燃料电池发电容许电量之间的关系的理想配比特性，
限制开始由上述燃料电池发电后所使用的该理想配比特性。

11.  一种移动体，具有权利要求1至10中任一项所述的燃料电池系统。

燃料电池系统及移动体
技术领域
本发明涉及到一种燃料电池系统，具体而言涉及到一种根据燃料电池发电的有无防止驱动装置的驱动状态大幅变动的技术。
背景技术
在作为燃料电池的辅助性电源具有蓄电装置的燃料电池系统中，例如特开平9-23199号公报所述的系统为世人所知。该公报公开了一种适用于作为移动体的汽车的燃料电池系统。在该公报所述的发明中，在系统起动时，进行通过燃料电池低效运行以促进发热的暖机运行，在暖机运行期间内，对作为驱动装置的电机从作为蓄电装置的二次电池供给电力。在二次电池向电机供给电力的期间，暖机状态检测单元检测暖机中的燃料电池的暖机状态。根据该检测结果判断燃料电池已经充分暖机时，燃料电池和电机电连接，从燃料电池向电机进行电力供给。根据该系统，在检测出充分暖机后连接燃料电池和电机，因此起到不会因燃料电池温度较低造成电压下降的效果。
发明内容
但是，如上所述，在低效运行中通过来自蓄电装置的电力驱动驱动装置的情况下，在低效运行结束后电连接燃料电池和驱动装置时，驱动装置中的驱动状态激烈变化，可能损坏驱动状态的稳定性。
即，燃料电池的输出电力容量和辅助性的蓄电装置的电力容量相比较大，因此在将结束了低效运行的燃料电池与驱动装置连接的瞬间，提供到驱动装置的驱动功率量急剧增加，破坏了驱动状态的稳定性。
将这种燃料电池系统适用于汽车时，由于将燃料电池连接到电机后的汽车的行驶状态不稳定，因此汽车的乘坐舒适性可能变得非常差。
因此，本发明的目的在于提供一种从燃料电池向驱动装置开始电力供给后也可提供顺利的驱动状态变化的燃料电池系统及移动体。
为了实现上述目的，本发明的燃料电池系统的构成是，包括燃料电池的多个电力供给源的至少一个可向驱动装置供给电力，该系统的特征在于，在变更向该驱动装置供给电力的电力供给源时，限制对该驱动装置指示的驱动量。
根据上述构成，从新的电力供给源开始向驱动装置供给电力时，限制对驱动装置的驱动量，因此可防止供电电力突然变大，驱动量剧烈增加，驱动装置的驱动状态变得不稳定。
其中，“限制”是指输出比不限制时较低值的驱动量，也可包括和不限制时相比以较小变化率改变驱动量的情况。具体而言，在和不限制时相比以较低值输出驱动量后，依次减少限制量，从而将驱动量减小在无限制的值。
并且，“变更电力供给源”包括以下情况：取代从一个以上的特定电力供给源供给电力，而从其他的一个以上的电力供给源供给电力；除了一个以上的特定电力供给源外，还从其他一个以上的电力供给源供给电力。
具体而言，本发明的特征在于具有：电力供给源选择单元，选择向驱动装置供给电力的电力供给源；指示驱动量计算单元，与选择的上述电力供给源提供的电力对应，计算对上述驱动装置指示的上述驱动量；限制单元，限制该指示驱动量。
根据上述构成，由于可选择向驱动装置供给电力的电力供给源，因此根据参与电力供给的电力供给源的种类、个数，提供的电量不同，对驱动装置指示的驱动量也应变化，而限制单元限制计算的驱动量，即降低驱动量当初的值并依次增加，因此可防止因激烈的驱动状态变化导致驱动装置的驱动状态变得不稳定。
具体而言，上述多个电力供给源是燃料电池及蓄电装置，除了该蓄电装置的电力供给，还从该燃料电池供给电力时，限制从该燃料电池供给电力后的、对上述驱动装置指示的驱动量。
根据上述构成，除了从蓄电装置向驱动装置供给电力外，可从相对高输出的燃料电池供给电力，在这种情况下，限制对驱动装置指示的驱动量，从低值逐渐改变，因此可防止驱动装置的驱动状态变得不稳定。
本发明中，在从蓄电装置供给电力的低效率驱动期间可从该燃料电池供给电力时，限制对驱动装置指示的驱动量。
根据上述构成，在仅从蓄电装置供给电力、从燃料电池不实质性地向驱动装置供给电力的状态、例如低效运行时，在可从燃料电池供给电力的情况下，也限制对驱动装置的驱动量，因此可防止驱动装置的驱动状态变得不稳定。
其中，上述限制单元对于作为改变驱动指示量的要素，限制从燃料电池的发电开始后的系统需求电量。
根据上述构成，驱动指示量根据系统需求电量(功率)计算时，通过限制该系统需求电力，可缓和驱动指示量的变化。
上述限制单元对于改变驱动指示量的要素，限制从燃料电池的发电开始后的理想配比特性，该理想配比特性确定气体流量、及对该气体流量应容许的燃料电池发电容许电量的关系。
根据上述构成，驱动指示量根据理想配比特性计算时，通过限制该理想配比特性，可缓和驱动指示量的变化。
作为进一步具体的构成，本发明的混合型燃料电池系统具有燃料电池和蓄电装置具有：驱动转矩计算单元，根据驱动需求信号计算该驱动装置所需的转矩；驱动需求功率计算单元，对应该转矩计算驱动需求功率量；辅机类损失功率计算单元，计算辅机类损失量；系统需求功率计算单元，根据该驱动需求功率量和该辅机类损失，计算系统需求功率量；气体供给量指示单元，根据该系统需求功率量，输出到该燃料电池的气体供给指示量；燃料电池发电容许功率确定单元，根据对应该气体供给指示量而实际提供的气体的流量，确定该燃料电池中可容许的燃料电池发电容许功率量；最小值选择单元，输出该系统需求功率量及该燃料电池发电容许功率量中较少的一个功率量；驱动容许功率计算单元，根据选择的该功率量、及可由该蓄电装置提供的功率量，计算对该驱动装置应容许的驱动容许功率量。并且，在从蓄电装置供给电力的低效率驱动期间内输入了该驱动需求信号时，从该燃料电池的发电开始后，限制对该驱动装置容许的驱动容许功率量。
并且在上述构成中，可进一步具有驱动需求功率限制单元，将上述低效率驱动期间的上述驱动需求功率量限制在：和与上述驱动需求信号对应的驱动需求量的大小无关，从上述蓄电装置可提供的电量中减去上述辅机类损失的差分以下。
进一步在上述构成中具有系统需求功率限制单元，限制从上述燃料电池的发电开始后的上述系统需求功率量。
并且，在上述构成中，可进一步具有理想配比变更单元，保持理想配比特性，该特性是上述燃料电池发电容许功率确定单元为了决定上述燃料电池发电容许功率量而参照的，其确定气体流量、和对该气体流量应容许的燃料电池发电容许电量，限制从上述燃料电池开始发电后使用的该理想配比特性。
并且，本发明是一种移动体，具有上述任意一项所述的燃料电池系统。其中，“移动体”是指可由驱动装置移动地构成的装置，除了驱动装置为电机、由车轮推进的车辆外，还包括将驱动装置生成的功率变换为推进力而移动的装置。是包括在水上移动的船舶类、在水中移动的潜水艇类、在空中移动的飞行体、及在宇宙空间移动的宇宙飞船类的概念。
附图说明
图1是说明本发明的原理的框图。
图2是实施方式1的混合型燃料电池系统的系统构成图。
图3是实施方式1的功能框图。
图4是燃料电池的I-V特性和动作点的说明图。
图5是蓄电池容许功率和限制的电机需求功率的关系图。
图6表示低效运行期间的限制前的电机需求功率和限制的电机需求功率的推移。
图7表示低效运行期间和其之后的限制的系统需求功率的推移。
图8是实施方式2的功能框图。
图9是普通驱动用的理想配比特性和缓和理想配比特性。
图10表示低效率驱动期间和其之后的缓和的燃料电池容许功率的推移。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的优选实施方式。
(原理说明)
图1表示说明本发明的原理的框图。
如图1所示，本发明的燃料电池系统具有多个(n个)电力供给源11、12、...、1n，分别可将电力提供到驱动装置21。例如，作为电力供给源包括燃料电池及作为辅助电源的蓄电装置。如图1所示，电力供给源1可以是燃料电池，电力供给源2可以是蓄电装置。电力供给源的个数没有限定，可从三个以上的电力供给源向驱动装置21供给电力。
驱动装置21是消耗从一个以上的电力供给源提供的电力的装置，也称为消耗装置。驱动装置21通过与作为控制量的指示驱动量对应的驱动量动作。即，其构成为，与电力供给源提供的电量大小无关，消耗与指示的驱动量对应的电力。例如，当该燃料电池系统适用于汽车时，可将车辆行驶用电机、其他辅机类作为驱动装置21使用。
进一步，燃料电池系统具有电力供给源选择单元20、指示驱动量计算单元22、及限制单元23或24。这些单元主要是由计算机执行实现本发明的电力控制方法的软件程序而实现功能的功能块。
电力供给源选择单元20是从多个电力供给源1x(1<x<n)中，选择向驱动装置21供给电力的电力供给源的功能块。也可同时选择多个电力供给源。例如，在从电力供给源通过转换器、反相器向驱动装置21供给电力的系统中，由上述计算机控制的该转换器、反相器也相当于电力供给源选择单元20的一部分。从电力供给源选择单元20可向驱动装置21最大限度提供容许提供电源的电力供给源的总电力Ptotal。但驱动装置21的实际驱动量受指示驱动量限制。
指示驱动量计算单元22是根据影响燃料电池系统的动作状态的一个以上的检测值S1、S2、...、Sn计算向驱动装置21指示的驱动量的功能块。作为计算要素包括由传感器提供的检测信号、由其他计算机装置提供的控制信号、状态信号。
限制单元23、24是限制指示驱动量的功能块。该限制单元23通过限制驱动量以缓和驱动量的剧烈变化。例如，电力供给源选择单元20变更向驱动装置21供给电力的电力供给源1x时，替代对可从变更的电力供给源1x提供的总电力Ptotal所对应的驱动量的指示，对驱动量的变化加以限制，指示比总电力Ptotal所对应的驱动量低的驱动量，使该驱动量线性增加。优选变更电力供给源1x之前所指示的驱动量顺利变化，在电力供给源变更前后，指示的驱动量是连续的，或者变更后呈线性变化。控制单元23、24使输出到驱动装置21的驱动量花费一定时间追随(减小)与总电力Ptotal对应的驱动量。换言之，限制单元23、24在电力供给源切换后附加较大限制量，经过一定时间而减少限制量。
上述限制单元可以各种方式组装到系统中。例如包括：如限制单元23所示，组装到指示驱动量计算单元22中；或如限制单元24所示，操作输出到驱动装置21的驱动量。
限制单元23对驱动量计算过程中产生的控制参数的变化加以限制，是使对驱动装置21指示的驱动量缓和的功能块。即，不使用由变更后的电力供给源1x的构成计算的控制控制参数，通过对控制参数的变化量或变化率加以限制，限制单元23起到与向控制系统中加入积分要素的装置同样的功能。这种控制参数可对应系统进行各种规定。例如，在组装到汽车的燃料电池系统中，理想配比特性可以是作为限制对象的控制参数，但不限于此，理想配比特性确定从燃料电池开始发电后的系统需求电量，或气体流量、及对该气体流量应容许的燃料电池发电容许电量的关系。
限制单元24是通过对驱动装置21指示的驱动量进行直接操作来缓和驱动量的变化的功能块。通过向指示驱动量计算单元22输出的驱动量或其变化率加以限制，限制单元24起到向控制系统组装积分要素相同的作用。
从上述原理说明可知，在本发明中，通过设置限制单元抑制控制量的急剧变化，在电力供给状态产生变化时，逐渐改变对驱动装置的驱动量，因此随着剧烈的驱动量变化可防止驱动装置的驱动状态变得不稳定。
以下说明将本发明的燃料电池系统搭载到作为移动体的电动汽车的实施方式。但本发明不限于这些实施方式，可进行各种变形并实施。
(实施方式1)
本实施方式1涉及到以下示例：作为上述控制参数，通过限制系统需求功率量来限制作为应指示的驱动量的驱动容许功率。
(系统构成)
图2表示适用于本实施方式的汽车的燃料电池系统中的系统构成图。
如图2所示，该燃料电池系统具有：燃料气体供给系统1、氧化气体供给系统2、燃料电池3、电力系统4、及混合控制部100和燃料电池控制部200。
燃料气体供给系统1是向燃料电池3提供作为燃料气体的氢气的系统。燃料气体供给系统1的构造没有限定，例如从氢罐、储氢合金提供氢气的构成下，具有各种断开阀、调节器、氢泵等。也可从改质器提供氢气。从燃料电池3排出的燃料废气通过排气断开阀等排出。
氧化气体供给系统2是作为氧化气体向燃料电池3提供空气的系统。氧化气体供给系统2的构成没有限定，例如具有空气清洁器、压缩机、加湿器等。
燃料电池3可采用任意的发电方式，其方式、构造没有限定，在本实施方式中，以层积单电池的堆栈构成。单电池由阳极及阴极二个电极夹持高分子电解质膜的构造的MEA(Membrane ElectrodeAssembly：膜电极组件)构成，单电池之间由分离器隔开。分离器提供作为燃料气体的氢气、作为氧化气体的空气、冷却水的路径。在MEA中，阳极中将阳极用催化剂层设置在多孔质支持层上，阴极中将阴极用催化剂层设置在多孔质支持层上。燃料电池是产生水的电分解的逆反应的材料，因此作为燃料气体的氢气从燃料气体供给系统1提供到阳极一侧，作为氧化气体的空气从氧化气体供给系统2提供到阴极一侧。燃料电池3通过串联连接单电池，在作为输出端子的阳极和阴极之间产生规定的高压(例如约500V)，提供到电力系统4。
此外虽未图示，但在燃料电池3中还具有循环提供冷却液的冷却系统。
电力系统4具有：DC-DC转换器40、蓄电池41、蓄电池计算机42、牵引反相器43、牵引电机44、辅机类反相器45、辅机类电机46、电压传感器47、电流传感器48、车轮50。此外，电力系统4的连接方法、构成配件没有限定，作为燃料电池系统可供给电力即可。
DC-DC转换器40是交换不同电源电压系统间的电力的装置。在本实施方式中，将一次侧(燃料电池3侧)的电压(例如500V)降压为二次侧(蓄电池41侧)的电压(例如约200V)，或者将二次侧电压升压到一次侧电压。例如，DC-DC转换器40具有作为三相桥形转换器的电路构成。三相桥形转换器例如由IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor：绝缘栅双极晶体管)等开关元件及感应器构成，组合了将输入的直流电压暂时变换为交流的反相器类似的电路部分、及将该交流再次整流并变换为不同的直流电压的部分。并且，DC-DC转换器40根据来自混合控制部100的控制信号S_CONV使一次侧的输出电压正弦变动，从而可使用于测定交流阻抗的正弦波与电源重叠。
蓄电池41相当于本发明的蓄电装置。蓄电池41例如层积多个镍氢等蓄电池模块而构成，以规定的电压(例如200V)供给电力，或充电剩余电力。即，在混合型燃料电池系统中，蓄电池41在系统需求的系统需求电力(功率)超过燃料电池3可输出的电力(功率)时，补充该电力不足部分。并且在电动汽车减速、通过牵引电机44生成回生电力的情况下，或燃料电池3的发电量超过系统需求电力而产生剩余电力时，可对这些回生电力、剩余电力进行充电。
蓄电池计算机42与蓄电池41的输出端子连接，其构成可将蓄电池41的充电状态(SOC)维持在适当范围。例如，在加速等高负载情况下，为了供给电力不足部分而放电，在减速时对因回生制动而产生的回生电力进行充电。蓄电池计算机42检测出构成蓄电池41的单电池的电压、温度、电流、气氛温度等，积算蓄电池41的放电放电量，作为表示充电状态的检测信号S_SOC，输出到混合控制部100。
牵引反相器43例如具有电压型PWM反相器的电路构成，电压型PWM反相器具有IGBT等开关元件，在加速时，根据混合控制部100提供的转矩指示值，将电力系统4的一次侧提供的直流电流变换为规定振幅的三相交流电流，提供到作为主机的牵引电机44。并且，减速时，可将牵引电机44提供的三相交流的回生电力变换为与其对应的直流电流并提供到蓄电池41。
牵引电机44是所谓交流同步电动机，在加速时，产生从牵引反相器43作为三相交流提供的直流电流所对应的转矩，变换为车轮50的旋转能量。并且，减速时，将车轮50的旋转力变换为电能，产生回生电力，对车轮50产生回生制动力。
辅机类反相器45从DC-DC转换器40的二次侧的直流电力产生交流电力，并提供到辅机类电机46。辅机类电机46是由DC-DC转换器40的二次侧的低压系统供给电压驱动的辅机类的总称。作为辅机类电机45例如相当于提供燃料气体的氢泵、提供氧化气体的压缩机、使冷却液循环的冷却液泵。
电压传感器47检测出燃料电池3的输出电压并作为检测信号SV输出。电流传感器48检测出燃料电池的输出电流并作为检测信号SI输出。这些检测电压及检测电流用于测定燃料电池3的阻抗，掌握滞留水分量。
混合控制部100是ECU(Electric Control Unit：电子控制单元)等公知的计算机系统，具有未图示的CPU(中央处理装置)、RAM、ROM、接口电路，CPU通过逐一执行ROM等中存储的软件程序，可进行同时利用燃料电池3和蓄电池41的电力的混合控制。
并且，混合控制部100中，从未图示的多个传感器输入各种用于测定该电动汽车的操作状态、行驶状态的检测信号。例如，司机通过踩踏操作的加速踏板的操作状态由未图示的加速踏板位置传感器检测，作为加速踏板位置信号Sa输出。并且，变速杆的变速杆位置通过变速杆位置传感器检测，作为变速杆位置信号Ss输入。进一步，牵引电机44的转速由针对车轮50设置的车轮速度传感器检测，作为车轮速度信号Sr输入。
燃料电池控制部200是相对混合控制部100独立的计算机系统，为了控制燃料电池3的动作状态，控制对燃料气体供给系统1的氢泵的驱动量、对各个阀等的开关。并且，燃料电池控制部200指示氧化气体供给系统2的压缩机转速，可控制氧化气体的供给量。
此外，在本实施方式中，采用进行混合控制的混合控制部100、及控制燃料电池的燃料电池控制部200独立控制的构造，但不限于此。整体作为一个控制部动作时，也可通过进一步细分的计算机系统的相互通信进行同样的控制。
(功能块的构成)
图3表示由混合控制部100和燃料电池控制部200实现的功能块。
如图3所示，混合控制部100作为功能块具有：电机转换计算单元101、电机需求功率计算单元102、电机需求功率限制单元103、辅机类损失功率计算单元104、系统需求功率计算单元105、系统需求功率限制单元106、FC需求电力计算单元110、最小值选择单元111、燃料电池容许电流计算单元112、燃料电池电流指示单元113、燃料电池电压指示单元114、驱动容许功率计算单元116、蓄电池容许功率计算单元117、及转矩指示单元118。并且燃料电池控制部200具有：空气流量指示单元201、压缩机转速指示单元202、燃料电池发电容许功率确定单元203。
在混合控制部100中，电机转矩计算单元101输入作为驱动需求信号的加速踏板位置信号Sa及变速杆位置信号Ss，根据这些信号表示的驱动需求，计算作为驱动装置的牵引电机44所需的转换。电机需求功率计算单元102向计算的转矩乘以对应车轮速度信号Sr掌握的电机转速，计算出作为驱动需求功率的电机需求功率Mr。
电机需求功率限制单元103与本发明相关，是向电机需求功率Mr加上限制，并输出限制电机需求功率Mr＊的功能块。电机需求功率限制单元103是在通过来自蓄电池41的电力供给使系统动作的低效率驱动期间进行作用，在普通运行时不起作用的功能块，稍后详述。
辅机类损失功率计算单元104是累计在辅机类电机46等中产生的损失并输出辅机类损失Ph的功能块。作为辅机类电机46以外的损失，例如包括在DC-DC转换器40、牵引反相器43、辅机类反相器45等中产生的损失。
系统需求功率计算单元105是根据电机需求功率Mr(或限制电机需求功率Mr＊)和辅机类损失Ph计算系统需求功率Pr的功能块。单纯累计电机需求功率Mr(或限制电机需求功率Mr＊)和辅机类损失Ph。系统需求功率Pr表示该燃料电池系统整体中，现在需求的必要电量。
系统需求功率限制单元106相当于本发明的限制单元，是向系统需求功率Pr加上限制，并输出限制系统需求功率Pr＊的功能块，稍后详述。
燃料电池需求电力计算单元110是根据系统需求功率Pr(或限制系统需求功率Pr＊)计算应对燃料电池3指示的系统需求电流量Ir的功能块。
在燃料电池控制部200中，空气流量指示单元201是决定用于使系统需求电流量Ir发电的空气流量并输出的功能块。压缩机转速指示单元202是为了将指示的空气流量提供到燃料电池3，计算出必要的压缩机的转速，作为压缩机转速指示信号Co2输出到氧化气体供给系统2的压缩机的功能块。通过空气流量指示单元201及压缩机转速指示单元202，决定对基于系统需求功率Pr的燃料电池3的气体供给指示量。在氧化气体供给系统2中，虽未图示，但空气压缩机以指示的转速旋转，空气提供到燃料电池3。实际的空气流量通过气流计检测，作为流量检测信号S_Q输入到燃料电池控制部200。
在燃料电池控制部200中，燃料电池容许功率确定单元203是根据流量检测信号掌握对应压缩机转速指示而实际提供的空气流量的功能块。并且根据该空气流量确定燃料电池3容许的燃料电池发电容许功率Pafc。含有氧化气体的空气也是燃料电池3中的电气化学反应的原料，这是因为，实际的空气流量影响发电量。具体而言，燃料电池容许功率确定单元203根据空气流量确定燃料电池3中容许的电流量。
在混合控制部100中，最小值选择单元111是比较从燃料电池控制部200输入的燃料电池发电容许功率Pafc、及系统需求功率Pr(或限制系统需求功率Pr＊)，并选择较小的电量输出的功能块。系统需求功率Pr小于燃料电池发电容许功率Pafc时，现在所需的电力比燃料电池3中可发电的电力少，因此只要输出较小的系统需求功率Pr即可。相反，当燃料电池发电容许功率Pafc小于系统需求功率Pr时，燃料电池3中可发电的电力较少，因此系统需求较大的电力时，只能以实际可发电的电力进行发电指示。因此，从最小值选择单元111输出的容许功率Pafc＊在此时规定应向燃料电池3指示的电量。
燃料电池容许电流计算单元112是计算和容许功率Pafc＊对应的燃料电池的容许电流量的功能块，燃料电池电流指示单元113是输出对燃料电池3的电流指示值的功能块。燃料电池电压指示单元114是如下功能块：求出由系统需求功率Pr(或限制系统需求功率Pr＊)和燃料电池3的I-V(输出电流-输出电压)特性确定的动作点，将动作点下的电压值作为转换器电压指示信号C_CONV输出。燃料电池3通过控制输出电压可变更动作点，因此可调整DC-DC转换器40的一次侧电压，获得所需的燃料电池的输出电流。
图4表示燃料电池的I-V特性和动作点A的关系。
如图4所示，燃料电池中确定了容许发电的发电容许功率Pafc时，根据电力供给曲线和I-V特性的交点确定动作点A，并确定燃料电池的输出电流和输出电压。在本实施方式中，确定先指示的电流值Ia，因此根据该电流值Ia和I-V特性确定应向DC-DC转换器40指示的一次侧电压Va。
在图3中，对燃料电池3的电流指示值也输出到驱动容许功率计算单元116。驱动容许功率计算单元116是如下功能块：根据蓄电池容许功率计算单元117输入的蓄电池容许功率Pb、电流指示值、辅机类损失Ph，计算现在可提供到牵引反相器43的驱动容许功率Pd。转矩指示单元118是如下功能块：根据驱动容许功率Pd决定牵引电机44中应产生的转矩，作为转矩指示信号C_INVT输出到牵引反相器43。
此外，蓄电池容许功率计算单元117是根据蓄电池计算机42提供的充电状态检测信号S_SOC计算从蓄电池41可输出的蓄电池容许功率Pb的功能块。
(低效率驱动期间相关的构成及动作)
接着说明作为本发明的另一特征部分的低效率驱动期间的相关构成。
低效率驱动期间是指：燃料电池系统起动时等、需要燃料电池的暖机运行的期间，或需要暂时停止燃料电池的发电的期间。该期间是通过来自蓄电池41的电力供给驱动电动汽车的蓄电池行驶期间。
在本发明中，电机需求功率限制单元103适当地限制电机需求功率Mr。并且，在低效率驱动期间结束后，开始燃料电池的发电，为了防止转换激增到牵引电机44，设置在上述原理说明中所述的功率上升的限制单元。在本实施方式1中，系统需求功率限制单元106相当于它，在实施方式2中，根据空气流量确定发电容许功率时的理想配比特性的缓和相当于它。
(电机需求功率的限制)
在图3中，电机需求功率限制单元103使低效率驱动期间的电机需求功率限制为：与加速踏板位置信号Sa、变速杆位置信号Ss对应的牵引电机44的驱动需求的大小无关，限制为从可由蓄电池41提供的电量Pb减去辅机类损失Ph的差分以下(Mr＊≦Pb—Ph)。该限制电机需求功率Mr＊成为最终由驱动容许功率计算单元116计算的驱动容许功率Pd。
图5表示蓄电池容许功率和限制电机需求功率Mr＊的关系。
如图5所示，在低效率驱动期间，可提供到牵引电机44的驱动容许功率Pb成为从蓄电池41可提供的蓄电池容许功率Pb中去除辅机类损失Ph的剩余部分。即使算上低效率驱动期间无法实际提供的电机需求功率，最终相对指示的驱动容许功率可实现输出的功率仍不足。因此，通过电机需求功率限制单元103实质上成为可容许的功率，因此对电机需求功率Mr加入了限制。
图6表示在低效率驱动期间限制电机需求功率时(Mr＊)和不限制时(Mr)的比较。
当踏下加速踏板时，输入和加速开度对应的加速踏板位置信号Sa。并且变速杆操作为“R”、“D”、“B”时，输入表示该变速杆位置的位置信号Ss。与之对应，加速转矩要求从电机转矩计算单元101输出。电机需求功率限制单元103与现实的电机需求功率Mr的大小无关，通过图5的对应关系将辅机类损失Ph对应的限制加到电机需求功率Mr，作为限制电机需求功率Mr＊输出。
如图6所示，电机需求功率Mr较小、辅机类损失Ph也较小时，限制量少，但随着电机需求功率Mr变大，相对蓄电池容许功率Pb的辅机类损失Pb据点比重变大，电机需求功率限制为：从蓄电池容许功率Pb减去辅机类损失Pb的剩余量以下的电机需求功率Mr＊。
(系统需求功率的限制)
在图3中，系统需求功率限制单元106在低效率驱动期间内，在加速踏板位置信号Sa、变速杆位置信号Ss被输入、要求牵引电机44驱动时，在燃料电池3的发电开始后，对于系统需求功率计算单元105输出的普通系统需求功率Pr不是原值输出，而是加以一定限制。即，输出比普通系统需求功率Pr低的值，之后逐渐增大，依次增加得接近普通系统需求功率Pr。
图7表示系统需求功率计算单元105输出的普通系统需求功率Pr、及系统需求功率限制单元106输出的限制系统需求功率Pr＊。
限制前的普通系统需求功率Pr根据加速器、变速杆的操作，在低效率驱动期间内，对应于本来需求的系统整体的电量。但是，限制系统需求功率Pr＊在低效率驱动期间内保持一定值(在本实施方式中为0)，并进行控制，从燃料电池3发电开始逐渐增加。该限制系统需求功率Pr＊减小到普通系统需求功率。
限制系统需求功率Pr＊的变化特性、通常减小到普通系统需求功率Pr的值所需的时间的设定可任意变更。限制系统需求功率的增加最终体现在驱动容许功率Pd的增加。限制系统需求功率Pr＊的增加量控制如下即可：因该驱动容许功率Pd的增加，电动汽车的司机、搭乘人员不会因剧烈的转矩变动而感到不适。
并且，限制系统需求功率Pr＊如图7所示，可直线增加，但不限于此。并且，限制系统需求功率Pr＊在一定范围内接近普通系统需求功率Pr时，可进行控制，以结束系统需求功率的限制。并且，加速器、变速杆的操作状态改变、驱动需求量变更时，也可解除系统需求功率的限制。在电动汽车的司机、搭乘人员不因剧烈的转矩变动感到不适的范围内，可解除系统需求功率的限制。
(实施方式1的优点)
根据上述实施方式1，具有以下优点。
1)根据本实施方式1，使对驱动容许功率Pd产生影响的系统需求功率与本来的计算值Pr分离，以限制值Pr＊这样较小的值输出，并逐渐增加，因此可抑制剧烈的驱动状态的变化。
2)根据本实施方式1，电机需求功率在低效率驱动期间也推测可从蓄电池41输出的电力范围，因此可防止相对驱动需求电机暂时的转矩不足。
3)根据本实施方式1，不使牵引电机44发生剧烈的转矩变化，因此可避免司机、搭乘人员感到不适。并且，逐渐减小当初限制的系统需求功率，因此通过适当的依次增加的控制，可短时间内恢复必要的转矩量。
(实施方式2)
本实施方式2涉及到通过变更理想配比特性来限制驱动容许功率的例子。
本实施方式2中的电动汽车的混合型燃料电池系统与上述实施方式1中的系统构造(图2)相同，省略其说明。
图8表示由本实施方式2中的混合控制部100和燃料电池控制部200实现的功能块。
如图8所示，在本实施方式2中，作为与上述实施方式1中说明的功能块(图2)的不同点包括：混合控制部100中的系统需求功率限制单元106不存在；在燃料电池控制部200中，作为本发明的限制单元，具有理想配比变更单元204。其他功能块和上述实施方式1相同，省略其说明。
不进行系统需求功率的限制时，只要由燃料电池发电容许功率确定单元203确定的实际的燃料电池的容许功率Pafc极少，就通过最小值选择单元111选择系统需求功率Pr，在低效率驱动期间结束的同时，输出较大的驱动容许功率Pd。
因此，在本实施方式2中，进行限制，减少基于在燃料电池发电容许功率确定单元203中输出的空气流量的发电电流量，并进行控制，使得不在发电刚开始的时候取出较大电力。具体而言，通过理想配比特性的变更进行以下控制。
燃料电池发电容许功率确定单元203利用理想配比特性推测容许功率，上述理想配比特性用于对从气流计输入的空气流量推测适当的发电电流量。例如在图9中，使用普通运行时利用的表示理想配比特性的变换表，确定对输入的空气流量Q的电流量I。
理想配比变更单元204将确定空气流量、及对空气流量应允许的燃料电池发电容许功率的关系的理想配比特性分为普通运行时、及从低效率驱动期间切换时，并保持。并且，从低效率驱动期间切换为普通驱动期间后的一段时间内，利用和通常运行时使用的理想配比特性相比、将理想配比系数设定得相对较小的缓和理想配比特性进行动作。
如图9所示，理想配比变更单元204在低效率驱动期间内输出驱动需求时，判断因普通驱动用的理想配比特性导致驱动容许功率Pd的变化加剧，切换为表示缓和理想配比特性的变换表并使用。只要使用该缓和理想配比特性，则将实际上比可发电的电力值低的电力作为燃料电池发电容许功率Pafc＊输出到混合控制部100，因此据此计算的驱动容许功率Pd也是较低的值，上述燃料电池发电容许功率Pafc*是推测值。
作为缓和理想配比特性，以怎样的程度变更理想配比系数是任意的，只要根据缓和的理想配比特性计算并指示的扭矩的变化不会对电动汽车的司机、搭乘人员造成不适感地限制发电量的变化即可。在图9的例子中，将理想配比系数设定为一半。此外，低效率驱动期间内，无需输出燃料电池发电容许功率Pafc，因此该期间内的容许功率设定为一定值即可(本实施方式中为0)。
图10表示通过普通运行时的理想配比特性获得的燃料电池发电容许功率Pafc、与通过本实施方式的缓和理想配比特性获得的燃料电池发电容许功率Pafc＊的关系。
燃料电池3在发电开始之后有丰富的空气流量，因此通过普通的理想配比特性计算的容许功率Pafc在低效率驱动期间之后变高。与之相对，在本实施方式中，计算根据缓和理想配比特性缓和的容许功率Pafc*，因此进行控制，从燃料电池3的发电开始逐渐增加。因此，根据该缓和的容许功率Pafc＊计算的驱动容许功率Pd也逐渐增加，减少到在本来的普通驱动时应输出的电机需求功率Mr。
距驱动容许功率Pd无限制进行计算的电机需求功率Mr在一定范围接近时，进行控制，结束缓和理想配比特性的利用，变换为通常的理想配比特性。并且，加速器、变速杆的操作状态改变、驱动需求量变更时，进行控制，结束缓和理想配比特性的利用。在不使电动汽车的司机、搭乘人员因剧烈的转矩变动感到不适的范围内，可解除缓和理想配比特性的利用。
(变形例)
本发明不限于上述实施方式，可进行各种变形并适用。
在上述实施方式中，通过系统需求功率的限制、理想配比特性的限制，防止低效率驱动期间结束后的剧烈的转矩变动，但只要是最终可防止对牵引电机44的转矩指示产生剧烈变化的方法即可，不限于上述方法。
例如，上述实施方式对驱动量的计算过程中产生的控制参数的变化加以限制，相当于图1的原理说明中的限制单元23。因此其构成也可是系统需求功率的限制、或理想配比特性以外的控制参数的限制。
并且，也可设置相当于图1的原理说明中的限制单元24的功能。即，通过直接限制驱动容许功率Pd或对牵引电机44的转矩指示信号C_INVT也可起到同样的作用效果。具体而言，可进行以下控制：使燃料电池发电容许之后输出的驱动容许功率Pd、转矩指示信号C_INVT暂时为较低的值(例如0)，使之线性增加，花费一定时间减小到无限制时的驱动容许功率Pd、转矩指示信号C_INVT的值。
(工业实用性)
根据本发明的燃料电池系统，在燃料电池可供给电力时也可限制对驱动装置的驱动量的剧烈变化，因此可抑制系统的驱动状态剧烈变动而不稳定化。
根据搭载了本发明的燃料电池系统的移动体，可抑制驱动装置为牵引电机时的剧烈的驱动状态变动，因此可避免使搭乘人员产生不适感。