CN101523653A - 燃料电池系统及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池系统，其具有：燃料电池，进行发电；和控制装置，在实现燃料电池的低效率运转的同时向规定的负荷动力源供给来自燃料电池的输出功率，从而对该负荷动力源进行驱动控制。控制装置将低效率运转时的燃料电池的输出电压设定为负荷动力源的最低驱动电压以上。

Description

燃料电池系统及其运转方法
技术领域
本发明涉及燃料电池系统及其运转方法。
背景技术
近年来，具有接受反应气体(燃料气体及氧化气体)的供给而进行发电的燃料电池的燃料电池系统已经被提出并实用化。现在已经提出通过实施燃料电池的低效率运转(发电效率比通常运转时低的状态下的运转)，将所供给的反应气体的能量更多地转换为热能从而使燃料电池升温的技术。
燃料电池的低效率运转大多以对低温环境下的燃料电池进行暖机为目的，在燃料电池的“起动时”或“停止时”实施。另外，近年来，提出即使在“通常运转时”的燃料电池的温度低于规定温度的情况下也实施低效率运转的主要技术思想(例如参照日特开2006—73501号公报)。
然而，在燃料电池“通常运转时”，为了完成从燃料电池向规定的负荷动力源(例如车辆驱动用电动机)的电力供给，优先进行燃料电池的升温来实施与目前同样的低效率运转时，不能够向负荷动力源供给充分的电力，负荷动力源的驱动有可能比较困难。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而开发的，其目的在于提供一种能够同时实现负荷动力源的驱动和利用低效率运转的暖机的燃料电池系统。
为了实现上述目的，本发明的燃料电池系统具有：燃料电池，进行发电；控制装置，在实现所述燃料电池的低效率运转的同时向规定的负荷动力源供给来自所述燃料电池的输出功率，从而对该负荷动力源进行驱动控制，其中，控制装置将低效率运转时的燃料电池的输出电压设定为负荷动力源的最低驱动电压以上。
另外，本发明的运转方法是具有进行发电的燃料电池的燃料电池系统的运转方法，具有在实现燃料电池的低效率运转的同时向规定的负荷动力源供给来自燃料电池的输出功率，从而对该负荷动力源进行驱动控制的工序，在该工序中，将低效率运转时的燃料电池的输出电压设定为负荷动力源的最低驱动电压以上。
采用这样的结构及方法，在将燃料电池的输出电压设定为规定的负荷动力源(例如车辆驱动用电动机)的最低驱动电压以上的状态下，能够实现燃料电池的低效率运转。因此，能够同时实现负荷动力源的驱动和利用低效率运转的暖机。
在上述燃料电池系统中，优选采用将低效率运转时的燃料电池的输出电压设定为负荷动力源的最低驱动电压的控制装置。
这样，能够确保用于驱动负荷动力源的最低驱动电压，同时能够得到利用低效率运转的最大的升温效果。
另外，在上述燃料电池系统中，优选采用如下控制装置：根据来自负荷动力源的输出要求控制燃料电池的输出功率，并且在来自负荷动力源的输出要求改变的情况下，在使燃料电池的输出电压维持恒定的状态下改变输出功率。
采用这样的结构，即使在根据来自负荷动力源的输出要求的改变而改变燃料电池的输出功率的情况下，也能够使燃料电池的输出电压维持恒定。因此，能够抑制输出电压的变化引起的燃料电池充放电的发生，所以，能够提高燃料电池的输出功率控制的精度。另外，即使在来自负荷动力源的输出要求改变的情况下，也能够使燃料电池的输出电压一直维持在最低驱动电压，因此，能够时常得到利用低效率运转的最大的升温效果。
在上述燃料电池系统中，可以采用如下控制装置：在判定没有来自负荷动力源的输出要求的情况下，将燃料电池的输出电压设定为小于负荷动力源的最低驱动电压，从而实现低效率运转。
采用这样的结构，在没有来自负荷动力源的输出要求的情况下，将燃料电池的输出电压设定为小于负荷动力源的最低驱动电压，能够实现低效率运转。因此，能够将为了驱动负荷动力源而使用的电能作为热能有效利用，从而有效地进行暖机，有可能使升温时间缩短。
另外，在上述燃料电池系统中，可以采用车辆驱动用电动机作为负荷动力源，并设置用于选择车辆驱动用电动机的运转模式的选择装置。在这种情况下，可以采用如下控制装置：当由选择装置选择的车辆驱动用电动机的运转模式为空挡模式或停车模式时，判定为没有来自车辆驱动用电动机的输出要求。
另外，在上述燃料电池系统中，优选采用如下控制装置：在由选择装置选择的车辆驱动用电动机的运转模式为空挡模式或停车模式的情况下，当车辆驱动用电动机的反电动势大于规定的基准电压时，继续进行车辆驱动用电动机的驱动控制。
采用这样的结构，即使车辆驱动用电动机的运转模式为空挡模式或停车模式，当车辆驱动用电动机的反电动势大于规定的基准电压(例如低效率运转时的系统电压)时，也能够继续进行车辆驱动用电动机的驱动控制。其结果是，能够抑制车辆驱动用电动机的反电动势引起的逆变器的破损等。
根据本发明，可以提供能够同时实现负荷动力源的驱动和利用低效率运转的暖机的燃料电池系统。
附图说明
图1是本发明实施方式的燃料电池系统的结构图；
图2A是表示图1所示的燃料电池系统的通常运转时的输出功率和功率损失的关系的说明图；
图2B是表示图1所示的燃料电池系统的低效率运转时的输出功率和功率损失的关系的说明图；
图3是图1所示的燃料电池系统的通常运转时及低效率运转时的IV特性图；
图4的用于说明图1所示的燃料电池系统的运转方法的流程图；
图5是用于说明图1所示的燃料电池系统的第二低效率运转的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明实施方式的燃料电池系统进行说明。本实施方式中，对将本发明应用于燃料电池车辆的车载发电系统的例子进行说明。
首先，用图1～图3对本发明实施方式的燃料电池系统1的结构进行说明。
如图1所示，本实施方式的燃料电池系统1具有：接受反应气体(氧化气体及燃料气体)的供给而产生电力的燃料电池2、向燃料电池2供给作为氧化气体的空气的氧化气体配管系统3、向燃料电池2供给作为燃料气体的氢气的燃料气体配管系统4、对系统进行充放电的电力系统5、和对整个系统进行统一控制的控制装置6等。
燃料电池2例如由固体高分子电解质型构成，具有多个单电池层叠而成的堆叠构造。燃料电池2的单电池在由离子交换膜构成的电解质的一个面上具有阴极(空气极)，另一个面上具有阳极(燃料极)，还具有从两侧夹住阴极及阳极的一对隔板。向一个隔板的燃料气体流路供给燃料气体，向另一个隔板的氧化气体流路供给氧化气体，燃料电池2通过该气体供给而产生电力。在燃料电池2上安装检测发电中的电流和电压(输出电流及输出电压)的电流传感器2a及电压传感器2b、检测燃料电池2的温度的温度传感器2c。另外，作为燃料电池2，除了可以采用固体高分子电解质型以外，还可以采用磷酸型或熔融碳酸盐型等各种类型的燃料电池。
氧化气体配管系统3具有空气压缩机31、氧化气体供给路径32、加湿模块33、阴极废气流路34、稀释器35、驱动空气压缩机31的电动机M1等。
空气压缩机31由按照控制装置6的控制指令工作的电动机M1的驱动力驱动，经由未图示的空气过滤器向燃料电池2的阴极供给取自外部空气的氧气(氧化气体)。氧化气体供给路径32用于将由空气压缩机31供给的氧气导向燃料电池2的阴极的气体流路。阴极废气从燃料电池2的阴极排出。阴极废气中除了含有提供给燃料电池2的电池反应后的氧气废气以外，还含有在阴极侧生成的抽吸氢(pumpinghydrogen)。该阴极因含有通过燃料电池2的电池反应生成的水而变为高湿润状态。
加湿模块33在氧化气体供给路径32中流动的低湿润状态的氧化气体和阴极废气流路34中流动的高湿润状态的阴极废气之间进行水分交换，对供给到燃料电池2的氧化气体适度地进行加湿。阴极废气流路34是用于将阴极废气向系统外排出的气体流路，在该气体流路的阴极出口附近配设有空气调压阀A1。供给到燃料电池2的氧化气体的背压用空气调压阀A1进行调压。稀释器35对氢气的排出浓度进行稀释，以使其进入事先设定的浓度范围(基于环境基准规定的范围等)。稀释器35连通着阴极废气流路34的下游及后述的阳极废气流路44的下游，氢废气及氧废气被混合稀释并排出到系统外。
燃料气体配管系统4具有燃料气体供给源41、燃料气体供给路径42、燃料气体循环路径43、阳极废气流路44、氢循环泵45、止回阀46、用于驱动氢循环泵45的电动机M2等。
燃料气体供给源41是向燃料电池2供给氢气等燃料气体的装置，例如由高压氢罐或氢贮藏罐等构成。燃料气体供给路径42是用于将由燃料气体供给源41放出的燃料气体导向燃料电池2的阳极的气体流路，在该气体流路中，从上游到下游配设有罐阀H1、氢供给阀H2、FC入口阀H3等阀。罐阀H1、氢供给阀H2及FC入口阀H3是用于向燃料电池2供给(或阻断)燃料气体的开闭阀，例如由电磁阀构成。
燃料气体循环路径43是用于使未反应气体向燃料电池2回流的返回气体流路，在该气体流路中，从上游到下游配设有FC出口阀H4、氢循环泵45、止回阀46。从燃料电池2排出的低压的未反应燃料气体被由按照控制装置6的控制指令工作的电动机M2的驱动力驱动的氢循环泵45适度地加压并导入燃料气体供给路42。从燃料气体供给路42到燃料气体循环路43的燃料气体的反向流动被止回阀46抑制。阳极废气流路44是用于将从燃料电池2排出的含有氢废气的阳极废气排出到系统外的气体流路，该气体流路中配设有放气阀H5。
电力系统5具有高压DC/DC转换器51、蓄电池52、牵引逆变器53、辅助逆变器54、牵引电动机M3、辅助电动机M4等。
高压DC/DC转换器51为直流电压逆变器，具有对从蓄电池52输入的直流电压进行调节而后输出到牵引逆变器53侧的功能、和对从燃料电池2或牵引电动机M3输入的直流电压进行调节而后输出到蓄电池52的功能。利用高压DC/DC转换器51的这些功能，能实现蓄电池52的充放电。另外，利用高压DC/DC转换器51，能控制燃料电池2的输出电压。
蓄电池52为可充放电的二次电池，由各种类型的二次电池(例如镍氢蓄电池等)构成。蓄电池52能够通过未图示的蓄电池计算机的控制对剩余电力进行充电或辅助性地供给电力。由燃料电池2发电的直流电的一部分通过高压DC/DC转换器51进行升、降压，对蓄电池52进行充电。在蓄电池52上安装有检测蓄电池52的充电状态(SOC：State Of Charge)的SOC传感器5a。另外，也可以采用二次电池以外的可充放电的蓄电器(例如电容器)代替蓄电池52。
牵引逆变器53及辅助逆变器54为脉宽调制方式的PWM逆变器，根据所给予的控制指令将从燃料电池2或蓄电池52输出的直流电变换为三相交流电，然后供给到牵引电动机M3及辅助电动机M4。牵引电动机M3为用于驱动车轮7L、7R的电动机(车辆驱动用电动机)，为本发明中负荷动力源的一个实施方式。牵引电动机M3上安装有检测其转速的转速检测传感器5b。辅助电动机M4为用于驱动各种辅机类的电动机，是对驱动空气压缩机31的电动机M1及驱动氢循环泵45的电动机M2等的总称。
控制装置6由CPU、ROM、RAM等构成，基于所输入的各传感器信号对该系统的各部进行统一控制。具体地说，控制装置6基于从检测加速踏板开度的加速踏板传感器6a、SOC传感器5a、转速检测传感器5b等发出的各传感器信号，计算燃料电池2的输出要求功率。然后，控制装置6控制燃料电池2的输出电压及输出电流，以产生与该输出要求功率对应的输出功率。另外，控制装置6控制牵引逆变器53及辅助逆变器54的输出脉宽等，从而控制牵引电动机M3及辅助电动机M4。
另外，控制装置6基于从设于燃料电池2上的温度传感器2c输出的传感器信号检测燃料电池2的温度，并将检出的温度与规定的基准温度进行比较，由此判定是否需要暖机。然后，控制装置6在燃料电池2的温度超过基准温度而判定为不需要暖机时，进行通常运转处理。在此，通常运转处理是指不进行暖机而在效率高的运转工作点(即功率损失小的运转工作点)运转的处理。另一方面，控制装置6在燃料电池2的温度为基准温度以下而判定为需要暖机时，进行低效率运转处理(在发电效率低的运转工作点运转的处理)。
在此，用图2A及图2B对通常运转和低效率运转的关系进行说明。
在图2A及图2B中，横轴表示输出电流，纵轴表示输出电压，OCV(Open Circuit Voltage；开路电压)表示不使电流在燃料电池2中流动的状态下的电压。通常，在得到图2A(图2B)所示的电流/电压特性(IV特性)的燃料电池2中，如图2A所示，控制装置6在对输出功率而言功率损失小的通常运转工作点(I0、V0)进行运转。与此相对，在进行暖机运转的情况下，控制装置6如图2B所示，在功率损失大的低效率运转工作点(IL、VL)进行运转，使燃料电池2的内部温度上升。在进行这种低效率运转的过程中，通过氢和氧的反应能够使排出能量中的功率损失部分(热能)积极地增大，因此，能够实现迅速暖机。
另外，图3是表示通常运转时的IV特性图(实线)和低效率运转时的IV特性图(虚线)，在通常运转时及低效率运转时，可以用这些IV特性决定运转工作点。低效率运转时的IV特性图(虚线)可以根据来自牵引电动机M3的输出要求而适当设定，图3所示的图是其中一例。
另外，控制装置6能实现两种低效率运转。具体地说，控制装置6在判定没有来自牵引电动机M3的输出要求时，实现不伴随牵引电动机M3的积极的驱动控制的低效率运转(第一低效率运转)。另一方面，控制装置6在判定有来自牵引电动机M3的输出要求时，实现伴随牵引电动机M3的积极的驱动控制的低效率运转(第二低效率运转)。即，控制装置6为本发明的控制装置的一个实施方式。
另外，控制装置6基于牵引电动机M3的反电动势常数、转速及最大输出等，计算出用于驱动牵引电动机M3所需要的最低限的燃料电池2的输出电压(最低驱动电压：例如图3所示的Vlim)。然后，例如，控制装置6如图3的运转工作点P1所示，将第一低效率运转的燃料电池2的输出电压(VL1)设定为小于最低驱动电压(Vlim)。另一方面，例如，控制装置6如图3的运转工作点P2所示，将第二低效率运转的燃料电池2的输出电压(VL2)设定为最低驱动电压(Vlim)以上。在第二低效率运转中，例如，如图3的运转工作点Plim(I、Vlim)所示，优选将燃料电池2的输出电压设定为与最低驱动电压相同的值。
另外，控制装置6在第二低效率运转中，当来自牵引电动机M3的输出要求改变时，在使燃料电池2的输出电压维持在一定值(最低驱动电压)的状态下改变输出功率。例如，当来自牵引电动机M3的输出要求从Plim变化为Plim′时，如图3所示，将燃料电池2的输出电压一直维持在最低驱动电压Vlim而使输出电流从I变化为I′。
另外，控制装置6基于从由用于选择牵引电动机M3的运转模式(P：停车模式、R：倒车模式、N：空挡模式、D：驱动模式、B：再生制动模式)的变速杆等构成的操作部8(选择装置)发送的信号，判定有无来自牵引电动机M3的输出要求。具体地说，控制装置6当接收到由操作部8选择的牵引电动机M3的运转模式为P(停车模式)或N(空挡模式)的目的信号时，则判定为没有来自牵引电动机M3的输出要求，实现第一低效率运转。另一方面，控制装置6当接收到由操作部8选择的牵引电动机M3的运转模式为R(倒车模式)、D(驱动模式)或B(再生制动模式)的目的信号时，则判定有来自牵引电动机M3的输出要求，实现第二低效率运转。
另外，在牵引电动机M3的反电动势大于规定的基准电压(例如第二低效率运转时的系统电压)的情况下，当控制装置6停止对牵引逆变器53的控制时，牵引电动机M3的反电动热作用在牵引逆变器53上。因此，即使控制装置6接收到由操作部8选择的牵引电动机M3的运转模式为P(停车模式)或N(空挡模式)的目的信号的情况，在牵引电动机M3的反电动势大于规定的基准电压飞情况下，也可继续进行牵引电动机M3的驱动控制(牵引逆变器53的控制)。本实施方式中，控制装置6基于自转速检测传感器5b发送的有关牵引电动机M3的转速的信息，计算牵引电动机M3的反电动热。
接着，用图4及图5的流程图对本实施方式的燃料电池系统1的运转方法进行说明。
首先，控制装置6基于从温度传感器2c输出的传感器信号检测燃料电池2的温度(温度检测工序：S1)，对检出的温度和规定的基准温度进行比较，由此判定是否需要暖机(暖机判定工序：S2)。当控制装置6在暖机判定工序S2中判定燃料电池2的温度超过基准温度而不需要进行暖机时，则实现通常运转(通常运转工序：S6)。另一方面，当控制装置6在暖机判定工序S2中判定燃料电池2的温度为基准温度以下而需要进行暖机时，则要判定有无来自牵引电动机M3的输出要求(输出要求判定工序：S3)。
控制装置6在输出要求判定工序S3中判定无来自牵引电动机M3的输出要求时，则实现第一低效率运转(第一低效率运转工序：S4)。在第一低效率运转工序S4中，控制装置6设定目标运转工作点，即作为目标的输出电流指令值及输出电压指令值(例如图3所示的运转工作点P1(IL1、VL1)。此时，控制装置6将燃料电池2的输出电压指令值设定为小于牵引电动机M3的最低驱动电压(例如图3中的Vlim)。然后，控制装置6通过使用高压DC/DC转换器51进行控制，使由电压传感器2b检出的燃料电池2的输出电压接近输出电压指令值，同时，使用空气压缩机31、空气调压阀A1对向燃料电池2的空气供给量进行节流，由此进行控制，使由电流传感器2a检出的燃料电池2的输出电流接近输出电流指令值。控制装置6在燃料电池2的温度超过规定的基准温度时终止第一低效率运转。
另一方面，控制装置6在输出要求判定工序S3中判定有来自牵引电动机M3的输出要求时，则实现第二低效率运转(第二低效率运转工序：S5)。在此，用图5的流程图对第二低效率运转工序S5进行说明。
首先，控制装置6基于由SOC传感器5a、转速检测传感器5b等发送的各传感器信号，计算燃料电池2的输出要求功率(输出要求计算工序：S10)。接着，控制装置6基于牵引电动机M3的反电动势常数、转速及最大输出等，计算牵引电动机M3的最低驱动电压(例如图3中的Vlim)，作为输出电压指令值(电压指令值计算工序：S11)。
接着，控制装置6基于与在输出要求计算工序S10中算出的输出要求功率对应的IV特性图、和在电压指令值计算工序S11中算出的最低驱动电压(输出电压指令值)，计算输出电流指令值(电流指令值计算工序：S12)。例如，控制装置6基于图3所示的虚线的IV特性图和算出的最低驱动电压Vlim，计算输出电流指令值I。由此来决定第二低效率运转时的运转工作点Plim(I、Vlim)。
另外，在电压指令值计算工序S11中算出的最低驱动电压的值过小时，可推测在电流指令值计算工序S12中算出的电流指令值过大。因此，控制装置6对输出电流指令值设定上限值(Ilim)，当算出的输出电流指令值超过该上限值(Ilim)时，则使第二低效率运转时的运转工作点自动地转换为包含输出电流指令值的上限值(Ilim)的运转工作点。转换后的运转工作点的输出电压指令值(V)是基于与在输出要求计算工序S10中算出的输出要求功率对应的IV特性图和输出电流指令值的上限值(Ilim)算出的值(比最低驱动电压大的值)。
通过上述电流指令值计算工序S12决定输出电流指令值后，控制装置6基于所决定的输出电流指令值决定空气的理论比(理论比决定工序：S13)。在此，所谓空气的理论比是指实际的空气供给量相对于用于产生输出电流所需要的理论空气供给量的过剩率。在本实施方式中，基于表示输出电流指令值和空气的理论比的关系的特定的图来决定空气的理论比。
接着，控制装置6基于理论比决定工序S13中决定的空气的理论比计算应供给到燃料电池2的氧化气体的流量(必要空气流量)(空气流量计算工序：S14)。在本实施方式中，将空气的理论比带入特定的数学式中，由此计算必要空气流量。然后，控制装置6对在电流指令值计算工序S12中算出的输出电流指令值和由电流传感器2a检出的输出电流值(实测值)进行比较并计算其差，基于算出的差对必要空气流量进行修正(空气流量修正工序：S15)。
接着，控制装置6基于在空气流量修正工序S15中修正后的必要空气流量，计算空气压缩机31的转速并将该转速作为指令转速对空气压缩机31的电动机M2进行驱动控制，由此，进行燃料电池2的电流控制，同时，通过使用高压DC/DC转换器51，进行使由电压传感器2b检出的燃料电池2的输出电压接近输出电压指令值的电压控制(电流电压控制工序：S16)。
其后，控制装置6基于从温度传感器2c供给的传感器信号，判定所检出的燃料电池2的温度是否超过基准温度，即是否可以终止暖机(暖机终止判定工序：S17)。控制装置6在判定为燃料电池2的温度没超过基准温度的情况时，为了继续进行系统的暖机而返回输出要求计算工序S10，反复执行上述的一系列处理。另一方面，控制装置6在判定为燃料电池2的温度超过基准温度的情况时，则判定不需要以上的暖机，以上说明的处理结束。
在以上说明的实施方式的燃料电池系统1中，能够实现将燃料电池2的输出电压设定为牵引电动机M3(负荷动力源)的最低驱动电压(Vlim)以上的低效率运转(第二低效率运转)。因此，即使在低效率运转的暖机时，也能够可靠地驱动牵引电动机M3。其结果是，能兼顾暖机和车辆的行驶。
另外，在以上说明的实施方式的燃料电池系统1中，由于能够将第二低效率运转时燃料电池2的输出电压设定为牵引电动机M3的最低驱动电压(Vlim)，因此，能够确保用于驱动牵引电动机M3的电力，同时能够得到第二低效率运转的最大的升温效果。
另外，在以上说明的实施方式的燃料电池系统1中，在第二低效率运转中根据来自牵引电动机M3的输出要求的改变而改变燃料电池2的输出功率的情况下，也可以维持燃料电池2的输出电压恒定。因此，能够抑制起因于燃料电池2的输出电压的变化的充放电的发生，因而能提高燃料电池2的输出功率控制精度。另外，即使在来自牵引电动机M3的输出要求改变的情况下，也能够将燃料电池2的输出电压一直维持在最低驱动电压(Vlim)，因此能够时常得到第二低效率运转的最大的升温效果。
另外，在以上说明的实施方式的燃料电池系统1中，当没有来自牵引电动机M3的输出要求时，则能实现将燃料电池2的输出电压设定为小于牵引电动机M3的最低驱动电压(Vlim)的低效率运转(第一低效率运转)。因此，能够将电动机的驱动所用的电能作为热能有效利用，有效地进行暖机，从而可以缩短升温时间。
另外，在以上说明的实施方式的燃料电池系统1中，即使牵引电动机M3的运转模式为P(停车模式)或N(空挡模式)，在牵引电动机M3的反电动势大于规定的基准电压(例如第二低效率运转时的系统电压)的情况下，也能够继续进行牵引电动机M3的驱动控制。其结果是，能够抑制牵引电动机M3的反电动势引起的牵引逆变器53的破损。
另外，在以上的实施方式中，对于在节流向阴极供给的氧化气体的状态下使燃料电池2发电的低效率运转进行了说明，但也可以代替该运转(或在该运转的基础上)，采用在节流向阳极供给的燃料气体的状态下使燃料电池2发电的低效率运转。
另外，在以上的实施方式中，例示了在燃料电池2的温度降低而实施以暖机为目的低效率运转的例子，但在使燃料电池2的催化剂活性恢复时或检测到燃料电池2的电极催化剂为中毒状态时，也可以实施低效率运转。
另外，在以上的实施方式中，使用安装在燃料电池2上的温度传感器2c检测燃料电池2的温度并进行是否需要暖机等的判定，但也可以代替燃料电池2的温度而检测大气温度或燃料电池周边的构件温度来进行是否需要暖机等的判定。
另外，在以上的实施方式中，例示了采用车辆驱动用电动机(牵引电动机M3)作为负荷动力源的例子，但负荷动力源并不限于此，也可以采用通过接受来自燃料电池的电力供给而进行工作、从而产生动力的各种动力源。
另外，在以上的实施方式中，例示了采用由变速杆等构成的操作部8作为选择装置的例子，但选择装置并不限于此。另外，在以上的实施方式中，例示了当由操作部8选择的运转模式为P或N时，则判定无来自电动机的输出要求而实现第一低效率运转；另一方面，当由操作部8选择的运转模式为R、D或B时，则判定有来自电动机的输出要求而实现第二低效率运转的例子，但判定来自电动机的输出要求的方法并不限于此。
产业上的可利用性
如以上的实施方式所述，本发明的燃料电池系统可以搭载于燃料电池车辆上，还可以搭载于燃料电池车辆以外的各种移动体(机器人、船舶、飞机)上。另外，也可以将本发明的燃料电池系统应用于用作建筑物(住宅、大楼等)用的发电设备的固定式发电系统。

Claims (7)

1.一种燃料电池系统，具有：燃料电池，进行发电；和控制装置，在实现所述燃料电池的低效率运转的同时向规定的负荷动力源供给来自所述燃料电池的输出功率，从而对该负荷动力源进行驱动控制，其中，
所述控制装置将所述低效率运转时的所述燃料电池的输出电压设定为所述负荷动力源的最低驱动电压以上。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述控制装置将所述低效率运转时的所述燃料电池的输出电压设定为所述负荷动力源的最低驱动电压。
3.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中，所述控制装置根据来自所述负荷动力源的输出要求控制所述燃料电池的输出功率，并且在来自所述负荷动力源的输出要求改变的情况下，在使所述燃料电池的输出电压维持恒定的状态下改变输出功率。
4.如权利要求1～3中任一项所述的燃料电池系统，其中，所述控制装置在判定没有来自所述负荷动力源的输出要求的情况下，将所述燃料电池的输出电压设定为小于所述负荷动力源的最低驱动电压，从而实现所述低效率运转。
5.如权利要求4所述的燃料电池系统，其中，所述负荷动力源为车辆驱动用电动机，
所述燃料电池系统具有用于选择所述车辆驱动用电动机的运转模式的选择装置，
所述控制装置在由所述选择装置选择的所述车辆驱动用电动机的运转模式为空挡模式或停车模式的情况下，判定为没有来自所述车辆驱动用电动机的输出要求。
6.如权利要求5所述的燃料电池系统，其中，所述控制装置在由所述选择装置选择的所述车辆驱动用电动机的运转模式为空挡模式或停车模式的情况下，当所述车辆驱动用电动机的反电动势大于规定的基准电压时，继续进行所述车辆驱动用电动机的驱动控制。
7.一种燃料电池系统的运转方法，是具有进行发电的燃料电池的燃料电池系统的运转方法，其中，
具有在实现所述燃料电池的低效率运转的同时向规定的负荷动力源供给来自所述燃料电池的输出功率，从而对该负荷动力源进行驱动控制的工序，
在所述工序中，将所述低效率运转时的所述燃料电池的输出电压设定为所述负荷动力源的最低驱动电压以上。
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