CN103660981A - 电力供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力供给系统，其具备：具有燃料电池(101)的电源；燃料电池汽车(100)；可将燃料电池(101)供给的电力向外部负载供给的逆变器装置(200)；散热器(108)；散热器风扇(107)；探测燃料电池(101)的干燥状态的干燥探测机构(120a)；以及控制对外部负载的电力供给的ECU(120)，ECU(120)在从燃料电池(101)向外部负载供给电力时由干燥探测机构(120a)探测到燃料电池(101)的干燥的情况下，驱动散热器风扇(107)。

Description

电力供给系统
技术领域
本发明涉及一种电力供给系统。
本申请要求于2012年9月18日申请的、日本国特愿2012-204796号的优先权，其内容引用于此。
背景技术
目前，提出一种利用在电动汽车或燃料电池汽车等电动车辆上搭载的蓄电池或燃料电池等直流电源，对家庭用的电气设备供电的电力供给系统(例如参照日本特开2006-325392号)。
日本特开2006-325392号所记载的电力供给系统具备：具有将电力供给到车辆外部的机构的车辆；具备逆变器的定置型燃料电池系统；由定置型燃料电池系统供给电力的负载装置；以及向定置型燃料电池系统供给电力的系统电源。该电力供给系统在系统电源停电时，连接车辆与定置型燃料电池系统，由车辆经定置型燃料电池系统的逆变器向负载装置供电。
作为燃料电池，公知的是用阳极电极与阴极电极从两侧夹着固体高分子电解质膜(以下，称为“电解质膜”。)而形成膜电极构造体，在该膜电极构造体的两侧配置一对隔板，从而构成平板状的单位燃料电池(以下称为“单电池”。)，层叠多个该单电池而构成燃料电池堆。在该燃料电池中，在阳极电极通过催化剂反应而产生的氢离子透过电解质膜而移动到阴极电极，在阴极电极与空气中的氧引起电化学反应而进行发电。
上述的燃料电池由于伴随于发电而发热，因此在燃料电池内因发电而生成的生成水容易汽化。汽化了的生成水(水蒸气)与阴极废气、阳极废气一起被排出，所以燃料电池的电解质膜干燥。而且，如果燃料电池成为过度干燥的状态(以下，称为“干涸状态”。)，则燃料电池的发电性能下降，进而存在导致电解质膜劣化的问题。
因此，燃料电池系统具备用于冷却伴随于发电而发热的燃料电池的冷却机构。作为冷却机构，由在燃料电池的内部循环而吸热的制冷剂、用于使制冷剂散热的散热器、及向散热器送风的散热器风扇构成。
但是，一般而言，燃料电池的冷却机构及其控制要考虑车辆的行驶来设计。
具体地说，在车辆的车速高且燃料电池的发电量多的情况下，设计成将行驶风导入散热器并使散热器风扇高速旋转，从而进行在散热器通流的制冷剂的散热。另外，在车辆的车速低、燃料电池的发电量少的情况下，设计成将行驶风导入散热器并且使散热器风扇低速旋转，从而进行在散热器通流的制冷剂的散热。由此，燃料电池匹配于车辆的行驶状态(匹配于燃料电池的发电状态)被适当冷却，因此，在车辆行驶时可以防止电解质膜成为干燥状态。
另外，燃料电池系统在车辆停止、燃料电池的发电停止时，设计成使散热器风扇的旋转停止。由此，能够防止散热器风扇对电力的消耗浪费。
但是，在日本特开2006-325392号记载的燃料电池系统中，存在以下问题。
燃料电池的冷却机构及其控制由于考虑车辆的行驶时而设计，因此，当在车辆停止的状态下将燃料电池发电的电力供给到外部负载(以下称为“外部给电”。)的情况下，存在无法良好地冷却燃料电池的顾虑。尤其，外部给电由于是在使车辆停止的状态下使燃料电池发电而进行的，因此无法将行驶风导入散热器。因此，无法有效进行燃料电池的冷却，存在燃料电池的温度相比行驶状态的温度大幅度升高的顾虑。进而，在现有技术中，对于外部给电时的燃料电池的冷却并没有具体地记载。
因此，在现有技术中，存在燃料电池的电解质膜成为过度干燥的干涸状态，无法长期稳定实施外部给电的顾虑。
发明内容
本发明的方式是鉴于上述情况而提出的，其目的是提供一种能够长期稳定地进行燃料电池发电的电力的外部给电的电力供给系统。
本发明的方式为了解决上述问题而达成所述目的，采用以下手段。
(1)本发明的一方式的电力供给系统，具备：
电源，其具备通过燃料气体与氧化剂气体的反应而发电的燃料电池；
车辆，其由所述电源供给的电力驱动；
外部给电电路，其可将所述电源供给的电力向外部负载供给；
散热器，其进行冷却所述燃料电池的制冷剂的散热；
散热器风扇，其向所述散热器送风；
干燥探测机构，其对所述燃料电池的干燥状态进行探测；以及
控制装置，其控制对所述外部负载的电力供给，
其中所述控制装置在由所述电源向所述外部负载供给电力时由所述干燥探测机构探测到所述燃料电池的干燥的情况下，驱动所述散热器风扇。
根据上述(1)的方式，具备对燃料电池的干燥状态进行探测的干燥探测机构以及对向外部负载的电力供给进行控制的控制装置，当向外部负载供给电力时由干燥探测机构探测到燃料电池的干燥的情况下，控制装置驱动散热器风扇，因此在燃料电池成为过度干燥的干涸状态前，能够冷却燃料电池。由此，能够防止燃料电池的发电性能的下降、电解质膜的劣化，因此能够长时间稳定地向外部供给燃料电池发电的电力。
(2)在上述(1)的方式中，所述控制装置可以在所述干燥探测机构未探测到所述燃料电池的干燥的情况下，以对应于所述外部负载的消耗电力的转速来驱动所述散热器风扇，而在所述干燥探测机构探测到所述燃料电池的干燥的情况下，以最高转速驱动所述散热器风扇。
在上述(2)的情况下，即便在干燥探测机构未探测到燃料电池的干燥的情况下，也驱动散热器风扇，因此能够可靠地防止燃料电池成为干涸状态。进而，此时，由于以对应于外部负载的消耗电力的转速驱动散热器风扇，因此能够以对应于燃料电池的发热量的转速驱动散热器风扇。因此，能够防止因散热器风扇而无端浪费电力。
另外，在干燥探测机构探测到燃料电池的干燥的情况下，由于以最高转速驱动散热器风扇，因此在干燥探测机构的干燥探测后，可以急速冷却燃料电池。因此，能够可靠地防止燃料电池成为干涸状态。
(3)在上述(1)或(2)的方式中，所述干燥探测可以是通过由所述干燥探测机构测定所述燃料电池的阻抗而进行的，所述干燥探测机构在所述燃料电池的阻抗是既定值以上的情况下，对所述燃料电池的干燥状态进行探测。
在上述(3)的情况下，由于直接测定燃料电池的阻抗，因此能够从该阻抗的值正确把握燃料电池的干燥状态或者湿润状态。因此，能够精度良好地进行燃料电池的干燥探测，同时能够在更宽的范围使燃料电池发电，因此，能够更长时间稳定地向外部供给燃料电池发电的电力。
根据本发明的方式，由于具备探测燃料电池的干燥状态的干燥探测机构以及控制对外部负载的电力供给的控制装置，在向外部负载供给电力时由干燥探测机构探测燃料电池的干燥的情况下，控制装置驱动散热器风扇，因此在燃料电池成为过度干燥的干涸状态前，可以冷却燃料电池。由此，能够防止燃料电池的发电性能的下降、电解质膜的劣化，因此能够长时间稳定地向外部供给燃料电池发电的电力。
附图说明
图1是实施方式的燃料电池汽车的模式的俯视图。
图2是从车辆后方观察在燃料电池汽车的行李箱中配置的逆变器装置的立体图。
图3是用于说明电力供给系统中的控制系统的一部分的框图。
图4是干燥探测机构的说明图。
图5是外部给电时的燃料电池的冷却控制的流程图。
图6是燃料电池的冷却控制之中的干燥探测判断处理的流程图。
图7是散热器风扇的驱动能率(DUTY)的说明图。
图8是外部给电时的燃料电池的冷却控制处理的时间图。
符号说明
1    电力供给系统
100  燃料电池汽车(车辆)
101  燃料电池(电源)
107  散热器风扇
108  散热器
120  ECU(控制装置)
120a 干燥探测机构
200  逆变器装置(外部给电电路)
300  外部负载
R1   第一阈值(既定值)
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。以下，以车辆之中主要靠燃料电池发电的电力行驶的燃料电池汽车、以及在燃料电池汽车上搭载的电力供给系统为例进行说明。需要说明的是，以下说明中的前后左右等朝向，只要没有特别记载，就与车辆的朝向相同。另外，各图中的箭头FR表示车辆前方，箭头LH表示车辆左方，箭头UP表示车辆上方。
图1是燃料电池汽车100(车辆)的模式的俯视图。
本实施方式的电力供给系统1是将主要由设于燃料电池汽车100侧的燃料电池101发电的发电电力经逆变器装置200(外部给电电路)供给到外部负载300(参照图3)的系统。
如图1所示，本实施方式的燃料电池汽车100搭载有通过氢和氧的电化学反应而进行发电的燃料电池堆(FC：Fue1 Ce11)101(电源)(以下，称为“燃料电池101”)，通过由燃料电池101产生的电力对驱动马达102进行驱动而行驶。
燃料电池汽车100在车辆后方的行李箱151内具备与燃料电池101电连接的给电152，与燃料电池汽车100分体设置的逆变器装置200可搭载在行李箱151内。
燃料电池汽车100以及逆变器装置200在燃料电池汽车100的给电口152电连接逆变器装置200的连接器部251(参照图2)，构成电力供给系统。由此，燃料电池101发电的直流电被逆变器装置200转换为交流电，并可以对外部的交流机器(外部负载300、参照图3)供电。
燃料电池101是对多个单位燃料电池(单电池)进行层叠而成的周知的固体高分子膜型燃料电池(PEMFC)，向其阳极侧供给作为燃料气体的氢气，向阴极侧供给作为氧化剂气体的含氧的空气，由此，通过电化学反应，在生成水的同时产生电力。
在车室的前方，支承有作为车辆驱动源的驱动马达102以及对供给向燃料电池101阴极侧的空气进行压缩的气泵104。在驱动马达102以及气泵104的前方，配置有：进行在燃料电池101等循环的冷却水(制冷剂)的散热的散热器108、以及向散热器108送风的散热器风扇107。
在车辆前后方向中间部，支承有燃料电池101和燃料电池101的辅机类109。需要说明的是，所谓燃料电池101用的辅机类109，是指调整器或喷射器等氢供给辅机以及加湿器或稀释盒等空气排出辅机。
在车辆后部，主要支承有：在燃料电池汽车100减速时等，用于对来自驱动马达102的再生电力进行蓄电等的高压蓄电池110(电源)；用于向燃料电池101供给氢的氢罐111。
高压蓄电池110通过高压缆线114a～114f、连结盒115内的蓄电池接触器113(113H、113L)、DC／DC转换器116以及平滑电容器135(都参照图3)，而与燃料电池101电连接。进而，燃料电池101通过高压缆线117a、117b与PDU112电连接。由此，燃料电池101以及高压蓄电池110与PDU112电连接。
连结盒115通过高压缆线118a、118b与后述的给电用接触器119以及给电口152电连接。
DC／DC转换器116根据燃料电池汽车100的行驶状况或燃料电池101的电量、高压蓄电池110的电量等，进行PDU112、燃料电池101以及高压蓄电池110间的电压调整。
氢罐111大致呈圆筒形状，轴向端面111R、111L形成为球面形状。氢罐111按照轴线朝向燃料电池汽车100的左右方向的方式配置。
图2是从车辆后方观察在燃料电池汽车100的行李箱151配置的逆变器装置200的立体图。需要说明的是，在图2中，图示的是逆变器装置200的连接器部251与燃料电池汽车100的给电口152未被连接的状态。
逆变器装置200在内部具备晶体管或FET等开关元件，并将从燃料电池101供给的直流电转换为交流电。
逆变器装置200形成为与燃料电池汽车100分体设置，独立于燃料电池汽车100可以另行移动。逆变器装置200大致呈盒形，且形成为可配置在形成于行李箱151内的底部153的逆变器设置空间154中的大小。
逆变器装置200在使用时设置于行李箱151内的逆变器设置空间154。另外，逆变器装置200由于独立于燃料电池汽车100而分体形成，因此在不使用时，通过从燃料电池汽车100的行李箱151卸下逆变器装置200，就可以有效活用行李箱151。
在逆变器装置200设有捆束多根缆线而形成的连接缆线253。
在连接缆线253的前端部形成有连接器部251。连接器部251形成为可与行李箱151内的给电口152嵌合。
连接器部251是在例如由树脂等绝缘体构成的筒状的外壳的内侧具有铜等金属构成的雄型端子的、所谓的高压连接器。通过嵌合连接器部251与给电口152，由此将逆变器装置200与给电口152电连接。由此，逆变器装置200通过搭载于燃料电池汽车100的给电用接触器119(119H、119L)、高压缆线118a、118b、平滑电容器206等与燃料电池101电连接(参照图1、3)。需要说明的是，还可以在连接器部251以及给电口152中的任一方上，设置嵌合探测用的微型开关或被电连接的嵌合探测用的端子等嵌合探测机构(未图示)。由此，能够容易判定在燃料电池汽车100上是否连接逆变器装置200，燃料电池汽车100是否处于外部给电状态。
在逆变器装置200的多个侧面之中，在面向燃料电池汽车100的后方的侧面254c上，形成有交流电输出部258。在交流电输出部258连接未图示的外部的交流机器(外部负载300，参照图3)，对其供给从逆变器装置200输出的交流电。
(控制装置)
图3是用于说明电力供给系统1中的控制系统的一部分的框图。
如图3所示，电力供给系统1具备控制对外部负载300的电力供给的ECU120(Electrical Control Unit：ECU)(控制装置)。
ECU120根据从各种传感器或开关等输出的信号，算出驱动马达102的目标转矩，使实际从驱动马达102输出的转矩与目标转矩一致，从而对在驱动马达102流通的电流执行反馈控制等。
另外，ECU120例如通过对气泵用逆变器的电力变换动作或在反应气体流路设置的各种阀的开闭或电压调整器的电压调整动作等进行控制，由此控制向燃料电池101的反应气体的供给以及燃料电池101的发电量。
进而，ECU120例如根据从各种传感器或开关等输出的信号、进而根据从逆变器装置200输出的信号等，进行包括高压蓄电池110在内的高压电装系统的监视以及保护等的控制。
例如，ECU120根据点火开关以及电源开关等的各指令信号、速度传感器以及油门踏板开度传感器以及制动踏板开关等的各检测信号，对燃料电池汽车100(参照图1)的运转状态进行控制。
本实施方式的ECU120具备干燥探测机构120a和冷却控制机构120b。
干燥探测机构120a与燃料电池101连接，对燃料电池101(电解质膜)是否处于干燥状态进行判定。作为判定燃料电池101是否处于干燥状态的判定手法，例如在燃料电池101内部的电解质膜流通既定的交流电流，从此时的电压举动算出电解质膜的阻抗(以下，称为“燃料电池101的阻抗”。)。而且，干燥探测机构120a根据燃料电池101的阻抗的大小，判定燃料电池101是否处于干燥状态。
图4是干燥探测机构120a的说明图。需要说明的是，关于干燥探测机构120a的说明中的各构件的符号，参照图1以及图2。
判定燃料电池101是否处于干燥状态的判定，具体地说，按照以下方式进行。
如图4所示，当由干燥探测机构120a测定的燃料电池101的阻抗在第一阈值R1(既定值)以上时，判定燃料电池101(电解质膜)处于干燥状态。在此，第一阈值R1被设定成比燃料电池101处于过度干燥的、所谓干涸状态下的燃料电池101的阻抗Rd(以下，称为“干涸阻抗Rd”。)稍低。由此，如后所述，在由干燥探测机构120a探测了燃料电池101的干燥状态后，通过冷却燃料电池101，能够防止燃料电池101成为干涸状态而导致发电性能下降。
另外，干燥探测机构120a除了燃料电池101的干燥探测之外，还可以判定燃料电池101(电解质膜)是否处于湿润状态。具体地说，当由干燥探测机构120a测定的燃料电池101的阻抗在第二阈值R2以下时，判断为燃料电池101处于湿润状态。在此，第二阈值R2被设定成比燃料电池101处于过度湿润的、所谓泛滥状态下的燃料电池101的阻抗Rf(以下，称为“泛滥阻抗Rf”。)稍高。由此，在由干燥探测机构120a探测燃料电池101的湿润状态后，例如通过使燃料电池101的冷却强制停止，由此能够防止燃料电池101成为泛滥状态而导致发电性能下降。
在此，当由干燥探测机构120a测定的燃料电池101的阻抗在干涸阻抗Rd以上时，燃料电池101的发电性能下降，处于“干燥所引起的发电性能下降区域”。
另外，当由干燥探测机构120a测定的燃料电池101的阻抗在泛滥阻抗Rf以下时，燃料电池101的发电性能下降，处于“泛滥所引起的发电性能下降区域”。
另外，当由干燥探测机构120a测定的燃料电池101的阻抗低于干涸阻抗Rd、大于泛滥阻抗Rf时，燃料电池101的发电性能良好，处于“发电性能稳定区域”。
在后述的燃料电池101的冷却控制中，控制散热器风扇107使得燃料电池101的阻抗为第二阈值R2以上、第一阈值R1以下(参照图1)。由此，燃料电池101的阻抗被可靠控制成低于干涸阻抗Rd、大于泛滥阻抗Rf，燃料电池101处于“发电性能稳定区域”，因此燃料电池101可以稳定发电。
另外，如图3所示，ECU120与12V蓄电池126连接。
该ECU120使用由12V蓄电池126供给的12V的电力动作。
该12V蓄电池126借助向下变换器(ダウンバ一夕)127与连接DC／DC转换器116和高压蓄电池110的高压缆线连接。在本实施方式中，借助高压蓄电池110以及DC／DC转换器116而从燃料电池101供给的电力被向下变换器127降低电压之后，被供应给12V蓄电池126。
气泵104与连接燃料电池101和DC／DC转换器116的高压缆线连接。该气泵104由ECU120驱动，并以受控制的转速旋转，是供给燃料电池101所使用的反应气体的反应气体供给机构。
冷却控制机构120b与散热器风扇107连接，例如根据燃料电池汽车100是否实施外部给电的判定结果、燃料电池101(电解质膜)是否处于干燥状态的判定结果、燃料电池101的发热量、对外部负载300的电力供给量等信息，使散热器风扇107以既定的转速旋转。具体的控制方法后述。
(外部给电时的燃料电池的冷却控制方法)
图5是外部给电时的燃料电池101的冷却控制方法的流程图。
接着，对于外部给电时的燃料电池101的冷却控制的各步骤(步骤S1～步骤S15)，结合图5进行说明。需要说明的是，图5所示的流程图是表示在外部给电时由ECU120进行的处理内容的一工序的图。
因此，ECU120在从图5所示的流程图的开始到结束的一工序结束时，再度从开始执行处理，反复执行该流程图的处理流程。另外，在以下的燃料电池101的冷却控制方法的说明中，对于各构件的符号，参照图1至图3。
(步骤S1)
如图5所示，在外部给电时的燃料电池101的冷却控制中，首先在步骤S1中，判定是否从燃料电池汽车100向外部负载300供给电力，即判定是否实施外部给电。判定是否实施外部给电例如可以通过ECU120取得在连接器部251以及给电口152的任一方设置的嵌合探测机构的嵌合探测信号、或点火开关的状态、车速等来进行判定。
在步骤S1中，在判定为燃料电池汽车100未实施外部给电(否)的情况下，进入步骤S3。相对于此，在步骤S1中，在判定为燃料电池汽车100正实施外部给电(是)的情况下，进入步骤S5。
(步骤S3)
在步骤S3中，进行散热器风扇107的通常控制。在此，所谓散热器风扇107的通常控制，是指燃料电池汽车100通常行驶时所进行的控制。
作为具体的散热器风扇107的通常控制方法，冷却控制机构120b算出与燃料电池汽车100的车速对应的散热器风扇107的转速，控制散热器风扇107的转速。例如，冷却控制机构120b在燃料电池汽车100的车速高的情况下，使散热器风扇107以高转速旋转。另外，冷却控制机构120b在燃料电池汽车100的车速低的情况下，使散热器风扇107以低转速旋转。另外，冷却控制机构120b在燃料电池汽车100空转中的情况下，使散热器风扇107的旋转停止。
在由通常控制驱动散热器风扇107的时点，步骤S3结束，外部给电时的燃料电池101的冷却控制流程结束。
(步骤S5)
图6是燃料电池101的冷却控制中，基于干燥探测机构120a的干燥探测判断处理(步骤S5)的流程图。
在步骤S5中进行干燥探测判断处理，该干燥探测判断处理进行燃料电池101是否处于干燥状态的探测。干燥探测判断处理是通过ECU120的内部的干燥探测机构120a算出燃料电池101的阻抗而进行的。以下，对于干燥探测判断处理的各步骤(步骤S51～步骤S57)，结合图6进行说明。
(步骤551)
在干燥探测判断处理中，首先在步骤S51中，判断在前次进行的干燥探测判断处理中是否有后述的干燥探测。在前次进行的干燥探测判断处理中是否有干燥探测的信息被存储于例如设于ECU120内的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等中。当前次进行的干燥探测判断处理中“没有干燥探测”(否)的情况下，进入步骤S52。相对于此，在前次进行的干燥探测判断处理中“有干燥探测”(是)的情况下，进入步骤S55。
(步骤S52、S53、S54)
在步骤S52中，干燥探测机构120a算出燃料电池101的阻抗，与第一阈值R1进行比较。
如图4所示，在步骤S52中，判定为燃料电池101的阻抗是第一阈值R1以上(是)时，由于存在燃料电池101到达“干燥所引起的发电性能下降区域”的顾虑，因此判断为“有干燥探测”(步骤S53)。之后，将该判断结果例如存储于ECU120内的EEPROM等中。
相对于此，在步骤S52中，在判定为燃料电池101的阻抗比第一阈值R1小(否)时，由于在前次进行的干燥探测判断处理中“没有干燥探测”，所以可以说，燃料电池101的阻抗确实小于第一阈值R1。因此，在步骤S52中，在判定为燃料电池101的阻抗比第一阈值R1小(否)时，由于没有到达“干燥所引起的发电性能下降区域”的顾虑，因此判断为“没有干燥探测”(步骤S54)。
在上述判断结束的时点，结束干燥探测判断处理(步骤S5)。
(步骤S55、S56、S57)
在步骤S55中，干燥探测机构120a算出燃料电池101的阻抗，与第二阈值R2进行比较。
在步骤S55中，在判定为燃料电池101的阻抗比第二阈值R2大(否)时，在前次进行的干燥探测判断处理中“有干燥探测”，因此判断为“有干燥探测”(步骤S57)。之后，将该判断结果例如存储于ECU120内的EEPROM等中。
相对于此，在步骤S55中，当判定为燃料电池101的阻抗在第二阈值R2以下(是)的情况下，燃料电池101的阻抗足够低，没有到达“干燥所引起的发电性能下降区域”的顾虑，因此判断为“没有干燥探测”(步骤S56)。
在上述判断结束的时点，干燥探测判断处理(步骤S5)结束。
(步骤S7)
如图5所示，在干燥探测判断处理(步骤S5)结束时，在步骤S7中判定干燥探测判断处理(步骤S5)的判断结果。当在干燥探测判断处理(步骤S5)中判断为“有干燥探测”的情况下，在步骤S7中判定为否，进入步骤S9。相对于此，在干燥探测判断处理(步骤S5)中判断为“没有干燥探测”的情况下，在步骤S7中判定为是，进入步骤S11。
(步骤S9)
在步骤S7中判定为否(即“有干燥探测”)之后，在步骤S9中，进行散热器风扇107的强制全开驱动。具体地说，冷却控制机构120b使散热器风扇107的驱动能率为100％，驱动散热器风扇107。在此，所谓驱动能率，是指在散热器风扇107的驱动时间中的通电ON时间的比率，驱动能率越高，散热器风扇107的转速越高。因此，通过使驱动能率为100％，由此散热器风扇107全开驱动。
在使散热器风扇107全开驱动的时点，步骤S9结束，外部给电时的燃料电池101的冷却控制流程结束。
(步骤S11)
相对于此，在步骤S7中判定为是(即“没有干燥探测”)之后，在步骤S11中，ECU120算出由外部负载300消耗的电力(以下，称为“外部给电负载电力”。)。使用外部给电负载电力，在下面的步骤S13以后，冷却控制机构120b算出散热器风扇107的转速。
(步骤S13)
图7是散热器风扇107的驱动能率的说明图。在图7中，横轴表示外部给电负载电力(W)，纵轴表示散热器风扇107的驱动能率。
在步骤S13中，使用在步骤S11算出的外部给电负载电力，冷却控制机构120b进行散热器风扇107的转速(即散热器风扇107的驱动能率)的算出以及设定。基于外部给电负载电力的值，例如使用图7所示的位图，算出散热器风扇107的驱动能率。
如图7所示，例如在外部给电负载电力小于第一既定电力值W1(本实施方式中，例如是7000W)的情况下，燃料电池101的发电量并不是很大，燃料电池101的发热量也少。因此，在外部给电负载电力在第一既定电力值W1以下的情况下，为了抑制电力的无端耗费，将散热器风扇107的驱动能率设定为0％(即散热器风扇107的旋转停止)。
另外，例如在外部给电负载电力是第一既定电力值W1以上且小于第二既定电力值W2时，对应于外部给电负载电力(即外部负载300的消耗电力)设定散热器风扇107的驱动能率(转速)。
例如，在外部给电负载电力是第一既定电力值W1以上且小于第二既定电力值W2的区域时，散热器风扇107的驱动能率对应于外部给电负载电力的增加以逐渐增加的方式被位图化。基于该位图，进行散热器风扇107的驱动能率的算出以及设定。需要说明的是，图7所示的驱动能率与外部给电负载电力的位图是一例，不限于此。
进而，例如在外部给电负载电力是第二既定电力值W2以上的情况下，燃料电池101的发电量大，燃料电池101的发热量也多。因此，在外部给电负载电力是第二既定电力值以上的情况下，为了急速冷却燃料电池101，防止燃料电池101成为干燥状态，将散热器风扇107的驱动能率设定为100％(即，以最大转速全开驱动散热器风扇107)。
(步骤S15)
在步骤S15中，冷却控制机构120b使散热器风扇107旋转，使得成为在步骤S13算出以及设定的散热器风扇107的驱动能率。如此，以对应于外部负载300的消耗电力的转速来驱动散热器风扇107，因此，能够以对应于燃料电池101的发热量的转速来驱动散热器风扇107。因此，能够防止因散热器风扇107而无端浪费电力。
在以与外部给电负载电力对应的既定的驱动能率驱动散热器风扇107的时点，步骤S15结束，外部给电时的燃料电池101的冷却控制流程结束。
图8是外部给电时的燃料电池101的冷却控制处理的时间图。
接着，参照图8，对于图5以及图6所示的流程图中的处理的时间图进行说明。需要说明的是，对于以下的说明的各时刻的步骤，参照图5以及图6。
在图8中，在时间图开始时，表示的是：以一定的外部给电负载状态进行外部给电，并且在前次进行的干燥探测判断处理(步骤S5)中是“没有干燥探测”，在步骤S7中判断为“是”的状态。因此，以与外部给电负载电力对应的、例如60％的驱动能率，驱动散热器风扇107(步骤S11～步骤S15)。
(时刻T101)
通过对应于外部给电，燃料电池101发电，由此在燃料电池101的温度上升时，燃料电池101的电解质膜开始干燥，燃料电池101的阻抗上升。
干燥探测机构120a在燃料电池101的阻抗成为第一阈值R1以上的时点，在干燥探测判断处理(步骤S5)的步骤S52中判定为“是”。然后，干燥探测机构120a判断为“有干燥探测”(S53)，并将该判断结果存储于ECU120内的EEPROM等。
由此，ECU120在步骤S7中将干燥探测判断处理(步骤S5)的判断结果判定为“有干燥探测”(否)。然后，冷却控制机构120b将曾经为60％的散热器风扇107的驱动能率设成100％，将散热器风扇107全开驱动(步骤S9)。
(时刻T102)
在T101以后，若以100％的驱动能率驱动散热器风扇107，促进燃料电池101的冷却，燃料电池101的阻抗逐渐下降。然后，超出了第一阈值R1的燃料电池101的阻抗再度到达第一阈值R1。
此时，由于在时刻T102之前的时点进行干燥探测，因此，干燥探测机构120a在干燥探测判断处理(步骤S5)的步骤S51判定为“有干燥探测”(是)。
之后，进入步骤S55，由于燃料电池101的阻抗比第二阈值R2大，因此在步骤S55中判定为“否”。然后，干燥探测机构120a判断为“有干燥探测”(S57)。之后，ECU120继续散热器风扇107的全开驱动(步骤S7以及步骤S9)。
(时刻T103)
在T102以后，若以100％的驱动能率驱动散热器风扇107，则进一步促进燃料电池101的冷却，燃料电池101的阻抗进一步下降。然后，燃料电池101的阻抗到达第二阈值R2。
此时，由于在时刻T103之前的时点进行干燥探测，因此，干燥探测机构120a在干燥探测判断处理(步骤S5)的步骤S51判定为“有干燥探测”(是)。
接着，进入步骤S55，由于燃料电池101的阻抗是第二阈值R2以下，因此在步骤S55中判定为“是”。然后，干燥探测机构120a判断为“没有干燥探测”(S56)。
(时刻T104)
之后，ECU120在步骤S7中，将干燥探测判断处理(步骤S5)的判断结果判定为“没有干燥探测”(是)。由此，冷却控制机构120b以对应于一定的外部给电负载电力的、例如60％的驱动能率，驱动散热器风扇107(步骤Sll～步骤S15)。
(效果)
根据本实施方式，具备对燃料电池101的干燥状态进行探测的干燥探测机构120a以及对向外部负载的电力供给进行控制的ECU120，当向外部负载300供给电力时，由干燥探测机构120a探测燃料电池101的干燥的情况下，ECU120驱动散热器风扇107，因此，在燃料电池101成为过度干燥的干涸状态之前，能够冷却燃料电池101。由此，能够防止燃料电池101的发电性能的下降、电解质膜的劣化，因此，能够长时间稳定地向外部供给燃料电池101发电的电力。
另外，即使是干燥探测机构120a未探测到燃料电池101的干燥的情况下，由于驱动散热器风扇107，因此也可以可靠地防止燃料电池101成为干涸状态。进而，此时，由于以对应于外部负载300的消耗电力的转速驱动散热器风扇107，因此，能够以对应于燃料电池101的发热量的转速驱动散热器风扇107。因此，能够防止因散热器风扇107而无端浪费电力。
另外，在干燥探测机构120a探测到燃料电池101的干燥的情况下，以最高转速驱动散热器风扇107，因此在基于干燥探测机构120a的干燥探测后，可以急速冷却燃料电池101。因此，能够可靠地防止燃料电池101成为干涸状态。
另外，由于直接测定燃料电池101的阻抗，因此从该阻抗的值能够正确把握燃料电池101的干燥状态或者湿润状态。因此，能够精度良好地进行燃料电池101的干燥探测，同时能够在更宽的范围内使燃料电池101发电，因此，能够更长时间且稳定地向外部供给燃料电池101发电的电力。
需要说明的是，本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。
在实施方式中，燃料电池101的干燥探测是通过干燥探测机构120a测定燃料电池101的阻抗而进行的，但不限于此。
例如，还可以根据燃料电池101的发热状态或开始外部给电之前的期间的燃料电池汽车100的行驶经历、燃料电池101的发电量、燃料电池101的电压等各信息、或各信息的组合，进行燃料电池101的干燥探测。
在实施方式中，对应于外部给电负载电力，将散热器风扇107的驱动能率做成位图，但不限于此。例如，除了外部给电负载电力的信息，还可以通过外气温度的信息或燃料电池101的温度的信息的组合，来将散热器风扇107的驱动能率做成位图。
需要说明的是，在本发明的实施方式中，外部负载300没有特别限定，可以是由插座连接的电气设备或其他的电动汽车等。另外，不限于交流机器，也可以是直流机器。
此外，在不脱离本发明主旨的范围内，还可以将上述实施方式中的构成要素适当替换为周知的构成要素。

Claims (3)

1.一种电力供给系统，其特征在于，具备：
电源，其具备通过燃料气体与氧化剂气体的反应而发电的燃料电池；
车辆，其由所述电源供给的电力驱动；
外部给电电路，其可将所述电源供给的电力向外部负载供给；
散热器，其进行冷却所述燃料电池的制冷剂的散热；
散热器风扇，其向所述散热器送风；
干燥探测机构，其对所述燃料电池的干燥状态进行探测；以及
控制装置，其控制对所述外部负载的电力供给，
其中所述控制装置在由所述电源向所述外部负载供给电力时由所述干燥探测机构探测到所述燃料电池的干燥的情况下，驱动所述散热器风扇。
2.如权利要求1所述的电力供给系统，其特征在于，
所述控制装置在所述干燥探测机构未探测到所述燃料电池的干燥的情况下，以对应于所述外部负载的消耗电力的转速来驱动所述散热器风扇，而在所述干燥探测机构探测到所述燃料电池的干燥的情况下，以最高转速驱动所述散热器风扇。
3.如权利要求1或2所述的电力供给系统，其特征在于，
所述干燥探测是通过由所述干燥探测机构测定所述燃料电池的阻抗而进行的，
所述干燥探测机构在所述燃料电池的阻抗是既定值以上的情况下，对所述燃料电池的干燥状态进行探测。
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