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CN110571455B - 燃料电池系统 - Google Patents

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CN110571455B
CN110571455B CN201910475678.8A CN201910475678A CN110571455B CN 110571455 B CN110571455 B CN 110571455B CN 201910475678 A CN201910475678 A CN 201910475678A CN 110571455 B CN110571455 B CN 110571455B
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Abstract

减少燃料电池系统的成本，并减少燃料电池组内的阴极气体的压力急剧降低的可能性。燃料电池系统的控制部至少执行第1控制与第2控制中至少任一个控制。上述第1控制在使上述电流值伴随着增加流入旁通路的上述阴极废气的流量比例而上升的情况下被执行，上述第1控制在使上述电流值上升并使上述压缩机的排出压力上升后，改变上述分流阀的开度由此增加流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例而执行。上述第2控制在使上述电流值伴随着减少流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例而下降的情况下被执行，上述第2控制在改变上述分流阀的开度由此减少流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例后，使上述电流值下降并使上述压缩机的排出压力降低而执行。

Description

燃料电池系统
技术领域
本公开涉及燃料电池系统的技术。
背景技术
以往，在燃料电池系统中，公知有在氧化剂气体供给路配置压缩机，在阴极废气的排出路配置涡轮(扩展器(expander))的技术(专利文献1)。在以往的技术中，涡轮具有废气旁通通路。由涡轮回收的动力被使用为排出阴极气体的压缩机的动力。
专利文献1：日本特开2005－135910号公报
对于燃料电池系统而言，在阴极废气的排出路具有涡轮的情况下，该涡轮成为流路阻力，因此需要将阴极气体以高于涡轮侧的流路阻力的排出压力向燃料电池组送出。涡轮侧的流路阻力与流入涡轮的阴极废气的流量对应地变化。通过废气旁通通路，在使阴极废气从涡轮吸气口向涡轮排气口旁通的情况下，存在燃料电池组内的阴极气体的压力急剧降低的担忧。在燃料电池组内的阴极气体的压力急剧低于要求发电量所需的阴极气体的压力的情况下，可能产生无法满足要求发电量而使燃料电池车辆的运转性能降低的担忧。
发明内容
本公开能够作为以下的方式实现。
(1)根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池组、供向上述燃料电池组供给的阴极气体流通的供给路、供位于比上述燃料电池组靠下游侧的位置的阴极废气流通的排出路、配置于上述供给路并由马达驱动的压缩机、配置于上述排出路并与压缩机连结且由上述阴极废气驱动的涡轮、在比上述涡轮靠上游侧的位置从上述排出路分支并使上述阴极废气不通过上述涡轮地排出的旁通路、调整开度由此调整流入上述涡轮的上述阴极废气的流量比例与流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例的分流阀、和控制上述燃料电池系统的动作并执行第1控制与第2控制中的至少任一个的控制的控制部，上述第1控制在使向上述马达供给的电流值伴随着使流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例增加而上升的情况下被执行，上述第1控制通过在使上述电流值上升并使上述压缩机的排出压力上升后，改变上述分流阀的开度由此使流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例增加而执行，上述第2控制在使上述电流值伴随着使流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例减少而下降的情况下被执行，上述第2控制通过在改变上述分流阀的开度由此使流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例减少后，使上述电流值下降并使上述压缩机的排出压力降低而执行。根据该方式，通过执行在使向马达供给的电流值上升由此使压缩机的排出压力上升后，使流入旁通路的阴极废气的流量比例增加的第1控制，能够抑制燃料电池组内的阴极气体的压力急剧降低。由此，能够减少燃料电池组的发电量低于要求发电量的可能性。另外，根据该方式，通过执行在使流入旁通路的阴极废气的流量比例减少后，使向马达供给的电流值下降并使压缩机的排出压力降低的第2控制，能够抑制燃料电池组内的阴极气体的压力急剧降低。由此，能够减少燃料电池组的发电量低于要求发电量的可能性。
(2)根据本公开的其他的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池组、供向上述燃料电池组供给的阴极气体流通的供给路、供位于比上述燃料电池组靠下游侧的位置的阴极废气流通的排出路、配置于上述供给路并由马达驱动的第1压缩机、配置于上述供给路并配置于比上述第1压缩机靠下游侧的第2压缩机、配置于上述排出路并与上述第2压缩机连结且由上述阴极废气驱动的涡轮、在比上述涡轮靠上游侧的位置从上述排出路分支并使上述阴极废气不通过上述涡轮地排出的旁通路、调整开度由此调整流入上述涡轮的上述阴极废气的流量比例与流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例的分流阀、和控制上述燃料电池系统的动作并执行第1控制与第2控制中的至少任一个的控制的控制部，上述第1控制在使向上述马达供给的电流值伴随着使流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例增加而上升的情况下被执行，上述第1控制通过在使上述电流值上升并使上述第1压缩机的排出压力上升后，改变上述分流阀的开度由此使流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例增加而执行，上述第2控制在使上述电流值伴随着使流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例减少而下降的情况下被执行，上述第2控制通过在改变上述分流阀的开度由此使流入上述旁通路的上述阴极废气的流量比例减少后，使上述电流值下降并使上述第1压缩机的排出压力降低而执行。根据该方式，通过执行在使向马达供给的电流值上升由此使第1压缩机的排出压力上升后，使流入旁通路的阴极废气的流量比例增加的第1控制，能够抑制燃料电池组内的阴极气体的压力急剧降低。由此，能够减少燃料电池组的发电量低于要求发电量的可能性。另外，根据该方式，通过执行在使流入旁通路的阴极废气的流量比例减少后，使向马达供给的电流值下降并使第1压缩机的排出压力降低的第2控制，能够抑制燃料电池组内的阴极气体的压力急剧降低。由此，能够减少燃料电池组的发电量低于要求发电量的可能性。
(3)在上述方式的基础上，也可以是，进一步具备二次电池，上述控制部在上述二次电池的充电量为满充电的情况下，控制上述分流阀的开度而使上述阴极废气的全部量流入上述旁通路。根据该方式，在二次电池的充电量为满充电的情况下，不向涡轮侧供给阴极废气，因此能够增大压缩机的消耗电力。由此，能够抑制二次电池的过充电，因此能够减少二次电池劣化的可能性。
本公开能够以上述以外的各种方式来实现，例如，能够以燃料电池系统的控制方法、搭载了燃料电池系统的车辆等的方式来实现。
附图说明
图1是示意性地表示本公开的第1实施方式的燃料电池系统的说明图。
图2是表示燃料电池系统的电构成的概念图。
图3是用于对压缩机的性能特性进行说明的图。
图4是ECU执行的第1流程图。
图5是用于对变更分流阀的开度时的马达电流值进行说明的图。
图6是用于对图4的步骤S14以及步骤S16概念性地进行说明的图。
图7是ECU执行的第2流程图。
图8是表示本公开的第2实施方式的燃料电池系统的电构成的概念图。
图9是ECU执行的流程图。
图10是示意性地表示本公开的第3实施方式的燃料电池系统的说明图。
附图标记的说明
10、10a、10b…燃料电池系统；15…燃料电池组；20…阳极气体供排系统；30…阴极气体供排系统；38…消声器；40、40a、40b…ECU；91…单电池电压计；92…电流传感器；95…FDC；96…二次电池；97…BDC；98…DC/AC变频器；151…单电池；210…阳极气体罐；220…阳极气体供给路；230…阳极气体循环路；240…排气排水路；250…主截止阀；255…负载；260…调压阀；270…压力传感器；280…循环泵；290…气液分离器；295…排气排水阀；301…空气净化器；302…大气压传感器；304…外部空气温度传感器；306…空气流量计；310…供给气体温度传感器；312…供给气体压力传感器；315…入口侧调压阀；316…旁通调压阀；317…供给气体旁通路；318…出口侧调压阀；319…分流阀；320…阴极气体供给路；329…中冷器；331…压缩机；331a…第1压缩机；331b…第2压缩机；332…马达；333…涡轮；340…阴极气体排出路；342…涡轮旁通路；AL…工作线；RAL…无法工作的区域；RL…要求线；Np…动作点。
具体实施方式
A.第1实施方式：
图1是示意性地表示本公开的第1实施方式的燃料电池系统10的说明图。燃料电池系统10具备燃料电池组15、阳极气体供排系统20、阴极气体供排系统30、和作为控制部的ECU40。ECU40控制燃料电池系统10的动作。燃料电池组15使阳极气体与阴极气体反应而进行发电。燃料电池系统10作为动力源搭载于车辆。
阳极气体供排系统20具备：阳极气体罐210、阳极气体供给路220、阳极气体循环路230、主截止阀250、调压阀260、压力传感器270、循环泵280、气液分离器290、排气排水阀295、和排气排水路240。
阳极气体罐210例如储藏高压的氢气。阳极气体罐210经由阳极气体供给路220与燃料电池组15连接。在阳极气体供给路220从阳极气体罐210侧按该顺序设置有主截止阀250、调压阀260、和压力传感器270。主截止阀250根据来自ECU40的指示使来自阳极气体罐210的阳极气体的供给接通、断开。调压阀260根据来自ECU40的指示调整供给至燃料电池组15的阳极气体的压力。压力传感器270检测供给至燃料电池组15的阳极气体的压力。压力传感器270的检测结果发送至ECU40。
阳极气体循环路230连接于燃料电池组15与阳极气体供给路220，使从燃料电池组15排出的阳极废气向阳极气体供给路220循环。在阳极气体循环路230设置有气液分离器290与被ECU40控制的循环泵280。气液分离器290使从燃料电池组15排出的液水混合物的阳极废气与液水分离。另外，阳极废气所含的杂质气体，例如氮气也与液水分离。包含未使用的氢气的阳极废气通过循环泵280向阳极气体供给路220循环。排气排水阀295根据来自ECU40的指示在规定的时机内成为开状态。由此，被分离的液水与氮气通过排气排水路240向系统外释放。
阴极气体供排系统30具备：阴极气体供给路320、阴极气体排出路340、供给气体旁通路317、和作为旁通路的涡轮旁通路342。阴极气体供排系统30通过阴极气体供给路320将作为阴极气体的空气向燃料电池组15供给，并且将从燃料电池组15排出的阴极废气(未使用的阴极气体)向系统外排出。
阴极气体供给路320供向燃料电池组15供给的阴极气体流通。在阴极气体供给路320配置有空气净化器301、大气压传感器302、外部空气温度传感器304、空气流量计306、压缩机331、中冷器329、供给气体温度传感器310、供给气体压力传感器312、和入口侧调压阀315。空气净化器301在获取阴极气体时除去尘埃。大气压传感器302检测大气压。外部空气温度传感器304检测获取前的阴极气体的温度。空气流量计306检测已获取的阴极气体的量。各要素302、304、306的检测结果发送至ECU40。压缩机331具有马达332，驱动该马达332由此向下游侧排出阴极气体。马达332被作为控制部的ECU40控制。中冷器329对从压缩机331排出的阴极气体进行冷却。供给气体温度传感器310配置得比压缩机331以及中冷器329靠下游侧，检测向燃料电池组15供给的阴极气体的温度。供给气体压力传感器312配置得比压缩机331以及中冷器329靠下游侧，检测供给向燃料电池组15供给的阴极气体的压力。供给气体温度传感器310以及供给气体压力传感器312的检测结果发送至ECU40。入口侧调压阀315通过ECU40调整开度，由此调整向燃料电池组15供给的阴极气体的压力。
阴极气体排出路340供位于比燃料电池组15靠下游侧的位置的阴极废气流通。具体而言，从燃料电池组15排出的阴极废气、经由供给气体旁通路317的阴极废气流通于其中。在阴极气体排出路340配置有出口侧调压阀318、分流阀319、和涡轮333。
出口侧调压阀318通过ECU40调整开度而调整燃料电池组15中的阴极气体的压力。在阴极气体排出路340中的比涡轮333靠下游侧部分连接有排气排水路240的下游端。另外，在阴极气体排出路340中的比排气排水路240的连接部分靠下游侧配置有消声器38。消声器38减少阴极废气的排气声。
分流阀319通过ECU40调整开度，由此调整流入涡轮333的阴极废气的流量比例与流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例。因此，分流阀319也被称为废弃旁通阀。在本实施方式中，分流阀319使用提升阀。通常，提升阀的使开度变化一个阶段的情况下的涡轮旁通路342的有效截面积的变化比例比较大。换句话说，在改变提升阀的开度的情况下，燃料电池组15的阴极侧的压力大幅变动，从而可能产生无法稳定地维持发电量的情况。此外，分流阀319在阴极气体排出路340中，配置于连接有涡轮旁通路342的部分。
涡轮333配置得比分流阀319靠下游侧。涡轮333位于与压缩机331同一轴上，经由马达332连结于压缩机331。涡轮333由阴极废气驱动。通过涡轮333的旋转产生的动力被使用为马达332的辅助的动力。
涡轮旁通路342在比涡轮333靠上游侧的位置，从阴极气体排出路340分支。涡轮旁通路342的下游端在比涡轮333靠下游侧与阴极气体排出路340合流。换句话说，涡轮旁通路342是使阴极废气不通过涡轮333地排出的流路。
供给气体旁通路317的一端连接于阴极气体供给路320，另一端连接于阴极气体排出路340。供给气体旁通路317是使被压缩机331朝向燃料电池组15排出的阴极气体不通过燃料电池组15地向阴极气体排出路340流通的流路。在供给气体旁通路317配置有旁通调压阀316。旁通调压阀316通过ECU40调整开度，由此调整流入供给气体旁通路317的阴极气体的流量。
图2是表示燃料电池系统10的电构成的概念图。燃料电池系统10具备FDC95、DC/AC变频器98、单电池电压计91、和电流传感器92。
单电池电压计91与燃料电池组15的全部的单电池151分别连接，以全部的单电池151分别为对象计测单电池电压。单电池电压计91将其计测结果发送至ECU40。电流传感器92计测燃料电池组15的输出电流的值，发送至ECU40。
FDC95是构成为DC/DC转换器的电路。FDC95基于从ECU40被发送的电流指令值，控制燃料电池组15的输出电流。电流指令值是成为燃料电池组15的输出电流的目标值的值，由ECU40设定。ECU40使用燃料电池组15的要求电力量计算要求电流值，由此生成电流指令值。ECU40例如根据燃料电池车辆的加速器的开度决定要求电力量。
FDC95具有作为输入电压计以及阻抗计的功能。具体而言，FDC95计测输入电压的值并发送至ECU40。FDC95使用交流阻抗法计测燃料电池组15的阻抗。在本实施方式中被使用的阻抗的频率包含高频，具体而言包含100Hz～1kHz。FDC95使输入电压升压并供给至DC/AC变频器98。
DC/AC变频器98连接于燃料电池组15与负载255。DC/AC变频器98将从燃料电池组15被输出的直流电力转换成交流电力，供给至负载255。
图3是用于对压缩机331的性能特性进行说明的图。在图3中，纵轴表示压缩机331的压力比(出口压力/入口压力)，横轴表示压缩机331的排出流量。压缩机331的动作点由压力比与排出流量的组合决定。喘振线是在压缩机331产生喘振的分界线，例如若压力比上升并超过喘振线，则在压缩机331产生喘振。图3所示的工作线AL是表示分流阀319为全闭状态，阴极废气的全部量流入涡轮333的情况下的压缩机331的工作极限的线。换句话说，在压力比小于工作线AL的区域亦即无法工作区域RAL(由单阴影线表示的区域RAL)，涡轮333内的流路阻力增高，从而无法通过压缩机331高效地排出阴极气体。因此，在压缩机331的动作点到达工作线AL前，ECU40调整分流阀319的开度而使阴极废气的至少一部分流入涡轮旁通路342。由此，使阴极废气流入涡轮旁通路342的情况下的工作线AL如由点划线表示的那样，变更为位于比图3所示的工作线AL靠下侧的位置。
图3所示的要求线RL是按时序连结ECU40根据来自燃料电池组15的要求发电量运算出的压缩机331的动作点而成的线。图3所示的要求线RL例如是存在来自搭载燃料电池系统10的车辆的加速要求的情况。在该情况下，在到达作为要求线RL与工作线AL交叉的部分的要求线RL上的动作点Np之前，通过ECU40进行通过分流阀319使阴极废气的一部分流入涡轮旁通路342的控制。
图4是ECU40执行的第1流程图。ECU40不但执行控制燃料电池系统10的通常的处理(例如，阳极气体的供给量控制)，而且还以规定的时间间隔反复执行第1流程图所示的处理。以下，以从分流阀319的开度为零(全闭)且阴极废气的全部量流入涡轮333的状态起，将分流阀319的开度增加至预先决定的值的情况下的ECU40的处理内容为例进行说明。
首先，ECU40将要求线RL上的当前的动作点与工作线AL进行比较，判定是否为增加分流阀319的开度的计划(步骤S10)。例如，在移至接下来的动作点的情况下，在到达工作线AL或者超过工作线AL的情况下，判定为是增加分流阀319的开度的计划。
当在步骤S10中为“否”的判定的情况下，本程序结束。另一方面，当在步骤S10中为“是”的判定的情况下，ECU40计算分流阀319的开度的变更前后的状态量的变化(步骤S12)。状态量包含变更后的分流阀319的开度、压缩机331的出口侧的压力的变化量(也称为“压力变化量”。)、压力的变化带来的压缩机331的做功量的变化量、和马达332的电流值的变化量。
变更后的分流阀319的开度使用决定了供给气体压力传感器312检测出的压力与分流阀319的开度的关系的开度图被计算。
压力变化量使用决定了分流阀319的开度与压力变化量的关系的开度压力图被计算。做功量的变化量使用以下的式(1)～式(4)被计算。
【数式1】
[Math.1]
Figure GDA0003838464280000081
这里，(Lc)ad是压缩机331的隔热做功，Cpa是恒压比热，K是比热比，Ga是流入压缩机331的质量流量，T1是压缩机331的入口温度，P1是压缩机331的入口压力，P3是压缩机331的出口压力。
质量流量Ga使用空气流量计306的检测值，入口温度T1使用外部空气温度传感器304的检测值，入口压力P1使用大气压传感器302的检测值，出口压力P3使用供给气体压力传感器312的检测值。
【数式2】
[Math.2]
Figure GDA0003838464280000091
这里，Wx是变化前的压缩机331的必要做功，ηcx是变化前的压缩机331的效率。压缩机331的效率通过预先决定的图求得。
【数式3】
[Math.3]
Figure GDA0003838464280000092
这里，Wy是变化后的压缩机331的必要做功，ηcy是变化后的压缩机331的效率。
【数式4】
[Math.4]
Lc＝Wy-Wx…(4).
这里，Lc是做功量的变化量。
上述式(4)的变化量Lc表示在增加分流阀319的开度而使压缩机331的出口压力降低的情况下，伴随着压缩机331的出口压力的降低而需要的压缩机331的做功量(追加做功)。
ECU40使用以下的式(5)～式(7)计算马达332的电流值的变化量。
【数式5】
[Math.5]
MW＝T×Nt…(5).
这里，MW是马达332的输出(W)，T是马达332的扭矩，Nt是马达332的旋转速度。
【数式6】
[Math.6]
T＝Kt×Ia…(6)这里，Kt是扭矩常量，Ia是马达电流值。
【数式7】
[Math.7]
Lc＝Kt×ΔIa×Nt…(7)
这里，△Ia是马达电流值的变化量。
接下来，ECU40相对于燃料电池系统10具备的电源电路，以成为在步骤S12中计算出的马达332的电流值的方式，发送改变向马达332供给的电流值(马达电流值)的指令(电流变更指令)(步骤S14)。具体而言，在步骤S14中，发送使马达电流值上升的指令。在发送电流变更指令后，ECU40在经过了预先决定的延迟时间td后，以成为在步骤S12中计算出的分流阀319的开度的方式向分流阀319发送开度变更指令(步骤S16)。具体而言，在步骤S16中，增加分流阀319的开度而使流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例增加。延迟时间td只要能够抑制增加分流阀319的开度而引起的燃料电池组15内的阴极气体的压力过度低于目标阴极气体压力，则能够采用任意的时间。在本实施方式中，延迟时间td为0.1秒。
图5是用于对变更分流阀319的开度时的向马达332供给的电流值(马达电流值)进行说明的图。图6是用于对图4的步骤S14以及步骤S16概念性地进行说明的图。
例如，在从车辆存在加速要求的情况下，ECU40根据从加速要求求得的燃料电池组15的发电量预先计算马达电流值。ECU40以成为计算出的马达电流值的方式向电源电路发送指令，控制马达电流值。这里，在分流阀319为全闭状态时，在使马达电流值上升时，在图5所示的时间t3的时刻，在压缩机331的动作点到达工作线AL的情况下，ECU40执行以下动作。换句话说，ECU40在时间t3之前的时刻在步骤S10中进行“是”的判定，而计算状态量变化。然后，如图5以及图6所示，在时间t1向电源电路发送电流变更指令，在从时间t1经过延迟时间td后的时间t2的时刻向分流阀319发送开度变更指令。此外，在图5中，图中的点划线表示使分流阀319的开度不变更而维持为恒定的情况下的马达电流值。
图7是ECU40执行的第2流程图。第2流程图以规定的时间间隔被反复执行。以下，以从分流阀319的开度是100％(全开)，阴极废气的全部量流入涡轮旁通路342的状态起，使分流阀319的开度减少至预先决定的值的情况下的ECU40的处理内容为例进行说明。对与图4所示的步骤相同的步骤标注相同的附图标记，并且省略说明。
ECU40将当前的压缩机331的动作点与工作线AL进行比较，判定是否是减少分流阀319的开度的计划(步骤S10a)。例如，在要求发电量降低，由此压缩机331的排出流量减少，从而即使减少向涡轮旁通路342分流的阴极废气的流量，动作点也不落入无法工作的区域RAL的情况下，判定为是减少分流阀319的开度的计划。ECU40在步骤S10a后，执行步骤S12。然后，ECU40以成为在步骤S12中计算出的分流阀319的开度的方式向分流阀319发送开度变更指令(步骤S14a)。具体而言，在步骤S14a中，减少分流阀319的开度而增加流入涡轮333的阴极废气的流量比例。在发送开度变更指令后，ECU40在经过预先决定的延迟时间td后，以成为在步骤S12中计算出的向马达332供给的电流值的方式将电流变更指令发送至马达332(步骤S16a)。具体而言，在步骤S16a中，发送使马达电流值下降的指令。
如以上那样，根据上述第1实施方式，在使马达电流值伴随着分流阀319的开度的变化而变化的情况下，使改变分流阀319的开度的时机与改变马达电流值的时机错开预先决定的延迟时间td。具体而言，ECU40在使马达电流值伴随着增加流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例而上升的情况下，执行以下的第1控制。即，执行在使马达电流值上升而使压缩机331的排出压力上升后，改变分流阀319的开度，由此增加流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例的第1控制(图4的步骤S14、S16)。由此，能够抑制燃料电池组15内的阴极气体的压力急剧降低，因此能够减少燃料电池组15的发电量低于要求发电量的可能性。
另外，根据上述第1实施方式，ECU40在使马达电流值伴随着减少流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例而下降的情况下，执行以下的第2控制。即，ECU40执行在减少流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例后，使供给至马达332的电流值下降而使压缩机331的排出压力降低的第2控制(图7的步骤S14a、S16a)。由此，在使压缩机331的排出压力降低前，通过分流阀319使燃料电池组15内的阴极气体的压力上升，因此能够抑制燃料电池组15内的压力急剧降低。由此，能够减少燃料电池组的发电量低于要求发电量的可能性。
如以上那样，根据第1实施方式，能够不使用可变导叶，而抑制燃料电池组15内的阴极气体的压力急剧降低，从而减少燃料电池组15的发电量低于要求发电量的可能性。
B.第2实施方式：
图8是表示本公开的第2实施方式的燃料电池系统10a的电构成的概念图。与第1实施方式的燃料电池系统10(图2)的不同点是具备二次电池96与BDC97这点。针对与第1实施方式相同的结构标注相同附图标记，并且适当地省略说明。此外，第2实施方式的燃料电池系统10a与第1实施方式相同地，具备阳极气体供排系统20与阴极气体供排系统30。
二次电池96由锂离子电池构成，作为辅助电源发挥功能。另外，二次电池96进行向燃料电池组15的电力的供给、与由燃料电池组15产生的电力、再生电力的充电。
BDC97是与FDC95一同构成为DC/DC转换器的电路，根据作为控制部的ECU40a的指令，控制二次电池96的充放电。BDC97计测二次电池96的SOC(State Of Charge：剩余容量)，发送至ECU40a。
图9是ECU40a执行的流程图。ECU40a除了图4、图7所示的流程图之外，还执行图9所示的流程图。图9所示的流程图在车辆为减速过程中等的情况下，在要求在负载255中产生的再生电力的消耗的情况下，每隔恒定时间间隔被执行。
首先，ECU40a使用BDC97计测出的二次电池96的剩余容量，判定二次电池96的充电量是否为满充电(步骤S30)。在二次电池96的充电量为满充电的情况下，ECU40a执行步骤S32、步骤S34。在步骤S32中，将旁通调压阀316形成全开，将入口侧调压阀315形成全闭，出口侧调压阀318成为全闭。由此，从压缩机331排出的阴极气体不被供给至燃料电池组15，全部量经由供给气体旁通路317流入阴极气体排出路340。在步骤S34中，将分流阀319形成全开(开度100％)，使供给气体旁通路317的阴极气体(也称为“阴极废气”)的全部量流入涡轮旁通路342。由此，不向涡轮333侧供给阴极废气，因此能够增大压缩机331的消耗电力。因此，能够抑制二次电池96的过充电，因此能够减少二次电池96劣化的可能性。
在二次电池96的充电量不是满充电的情况下，ECU40a执行步骤S36、步骤S38。步骤S36是与步骤S32相同内容的处理。在步骤S38中，ECU40a以能够避免无法工作的区域RAL中的压缩机331的动作的方式调整分流阀319的开度。
根据上述第2实施方式，在具有与第1实施方式相同的结构这点起到相同的效果。例如，能够不使用可变导叶，而抑制燃料电池组15内的阴极气体的压力急剧降低，从而减少燃料电池组15的发电量低于要求发电量的可能性。
C.第3实施方式：
图10是示意性地表示本公开的第3实施方式的燃料电池系统10b的说明图。与第1实施方式的燃料电池系统10(图1)的不同点是具备通过马达M1驱动的第1压缩机331a与位于第1压缩机331a的下游侧的第2压缩机331b这点。针对与第1实施方式相同的结构标注相同附图标记，并且适当地省略说明。第1压缩机331a以及第2压缩机331b配置于阴极气体供给路320。
第1压缩机331a在不与涡轮333连结这点，与第1实施方式的压缩机331不同。第1压缩机331a具有马达332，驱动该马达332，由此向下游侧排出阴极气体。第2压缩机331b与涡轮333连结。第2压缩机331b使用通过涡轮333的旋转产生的动力进行驱动，由此向下游侧排出阴极气体。
第3实施方式的ECU40b与第1实施方式的ECU40相同，为了抑制燃料电池组15内的阴极气体的压力急剧降低，而执行以下的处理。换句话说，ECU40b在使马达电流值伴随着分流阀319的开度的变化而变化的情况下，使改变分流阀319的开度的时机与改变马达电流值的时机错开预先决定的延迟时间td。具体而言，ECU40b在使马达332的马达电流值伴随着增加流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例而上升的情况下，执行以下的处理。即，执行在使马达电流值上升而使第1压缩机331a的排出压力上升后，改变分流阀319的开度由此增加流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例的第1控制(相当于图4的步骤S14、S16)。另外，ECU40b在使马达电流值伴随着减少流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例而下降的情况下，执行以下的第2控制。即，ECU40b执行在减少流入涡轮旁通路342的阴极废气的流量比例后，使供给至马达332的电流值下降而使第1压缩机331a的排出压力降低的第2控制(相当于图9的步骤S14a、S16a。)。根据第3实施方式，起到与第1实施方式相同的效果。例如，能够不使用可变导叶，而抑制燃料电池组15内的阴极气体的压力急剧降低，从而减少燃料电池组15的发电量低于要求发电量的可能性。
D.其他的实施方式：
D－1.其他的实施方式1：
根据上述各实施方式，分流阀319使用了提升阀，但也可以使用蝶阀等其他的阀。
D－2.其他的实施方式2：
在上述第3实施方式中，也可以进一步执行第2实施方式的ECU40a执行的图9所示的处理。
D－3.其他的实施方式3：
在上述各实施方式中，ECU40、40a、40b执行了第1控制与第2控制双方，但也可以执行至少任一个的控制。执行第1控制与第2控制中的至少任一个控制，由此也能够不使用可变导叶，而抑制燃料电池组15内的阴极气体的压力急剧降低，从而减少燃料电池组15的发电量低于要求发电量的可能性。
此外，本公开不限定于上述的实施方式，包含各种变形例。例如，上述的实施方式为了易懂地说明本公开而详细地进行了说明，不必限定于具备说明的全部的结构。另外，能够将某实施方式的结构的一部分置换成其他的变形方式的结构，另外，也能够对某实施方式的结构添加其他的变形方式的结构。另外，针对各实施方式的结构的一部分，能够进行其他的结构的追加·删除·置换。另外，也可以将实施方式、变形方式、变形例组合。

Claims (3)

1.一种燃料电池系统，其中，具备：
燃料电池组；
供给路，供向所述燃料电池组供给的阴极气体流通；
排出路，供位于比所述燃料电池组靠下游侧的位置的阴极废气流通；
压缩机，配置于所述供给路并由马达驱动；
涡轮，配置于所述排出路，与压缩机连结，并由所述阴极废气驱动；
旁通路，在比所述涡轮靠上游侧的位置从所述排出路分支，并使所述阴极废气不通过所述涡轮地排出；
分流阀，通过调整开度来调整流入所述涡轮的所述阴极废气的流量比例与流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例；以及
控制部，控制所述燃料电池系统的动作，并执行第1控制与第2控制中的至少任一个控制，
所述第1控制在使向所述马达供给的电流值伴随着使流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例增加而上升的情况下被执行，所述第1控制通过如下动作执行：在使所述电流值上升并使所述压缩机的排出压力上升后，通过改变所述分流阀的开度而使流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例增加，
所述第2控制在使所述电流值伴随着使流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例减少而下降的情况下被执行，所述第2控制通过如下动作执行：在通过改变所述分流阀的开度而使流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例减少后，使所述电流值下降并使所述压缩机的排出压力降低，
在由所述控制部向所述马达发送了使马达电流值上升的指令后，在经过了预先决定的延迟时间后，向所述分流阀发送开度变更指令，由此执行所述第1控制，
在由所述控制部向所述分流阀发送了所述开度变更指令后，在经过了所述预先决定的延迟时间后，向所述马达发送使所述马达电流值下降的指令，由此执行所述第2控制，
所述预先决定的延迟时间被设定为能够抑制所述燃料电池组内的阴极气体的压力过度低于目标阴极气体压力的时间。
2.一种燃料电池系统，其中，具备：
燃料电池组；
供给路，供向所述燃料电池组供给的阴极气体流通；
排出路，供位于比所述燃料电池组靠下游侧的位置的阴极废气流通；
第1压缩机，配置于所述供给路并由马达驱动；
第2压缩机，配置于所述供给路并配置于比所述第1压缩机靠下游侧的位置；
涡轮，配置于所述排出路，与所述第2压缩机连结，并由所述阴极废气驱动；
旁通路，在比所述涡轮靠上游侧的位置从所述排出路分支，并使所述阴极废气不通过所述涡轮地排出；
分流阀，通过调整开度来调整流入所述涡轮的所述阴极废气的流量比例与流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例；以及
控制部，控制所述燃料电池系统的动作，并执行第1控制与第2控制中的至少任一个控制，
所述第1控制在使向所述马达供给的电流值伴随着使流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例增加而上升的情况下被执行，所述第1控制通过如下动作执行：在使所述电流值上升并使所述第1压缩机的排出压力上升后，通过改变所述分流阀的开度而使流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例增加，
所述第2控制在使所述电流值伴随着使流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例减少而下降的情况下被执行，所述第2控制通过如下动作执行：在通过改变所述分流阀的开度而使流入所述旁通路的所述阴极废气的流量比例减少后，使所述电流值下降并使所述第1压缩机的排出压力降低，
在由所述控制部向所述马达发送了使马达电流值上升的指令后，在经过了预先决定的延迟时间后，向所述分流阀发送开度变更指令，由此执行所述第1控制，
在由所述控制部向所述分流阀发送了所述开度变更指令后，在经过了所述预先决定的延迟时间后，向所述马达发送使所述马达电流值下降的指令，由此执行所述第2控制，
所述预先决定的延迟时间被设定为能够抑制所述燃料电池组内的阴极气体的压力过度低于目标阴极气体压力的时间。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，
进一步具备二次电池，
所述控制部在所述二次电池的充电量为满充电的情况下，控制所述分流阀的开度而使所述阴极废气的全部量流入所述旁通路。
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