CN107925103B - 燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

具有：燃料电池(11)，其搭载于车辆，被供给氧化气体和燃料气体来进行发电；油温传感器(29)，其检测压缩机(12)的油温；以及控制器(14)，其控制压缩机(12)的驱动并且控制向燃料电池(11)供给的氧化气体的压力和燃料气体的压力。而且，在油温(Tc)超过油阈值温度(T1)的情况下，控制器(14)执行使压缩机(12)的转速降低的控制，并且执行使氧化气体的压力与燃料气体的压力平衡的控制。因而，能够使燃料电池(11)稳定地工作。

Description

燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。
背景技术
搭载有燃料电池系统的车辆例如在高地等空气密度低的地区行驶的情况下，即使车辆停止而处于怠速运转中，也会维持用于向燃料电池供给空气(氧化气体)的压缩机的转速高的状态。因而，导致用于对压缩机的轴承、齿轮进行润滑、冷却的油温上升，有可能发生故障。
在专利文献1中记载了在空气密度低的环境下对氧化气体供给部件的工作进行限制的情况。但是，在专利文献1中，以在空气压力降低时实施对压缩机的转速的上限进行限制的控制来减少噪音为目的，而没有提及系统中发生的故障。
另外，在专利文献2中记载了控制氢压力以调整燃料电池的压力且限制压缩机的输出的情况。但是，在专利文献2中并没有公开空气压力降低的情况的对策。
专利文献1：日本特开2012-227044号公报
专利文献2：日本特开2003-173807号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，在专利文献1、专利文献2中公开的现有例中，完全没有消除以下问题：在搭载有燃料电池系统的车辆在高地等空气密度低的地区行驶时，由于压缩机的油温上升而导致系统停止。
本发明是为了解决这种现有的问题而完成的，其目的在于提供一种即使在空气密度低的环境中使用的情况下也能够抑制压缩机的油温的上升来使燃料电池稳定地工作的燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。
用于解决问题的方案
本发明具有：燃料电池，其搭载于车辆，被供给氧化气体和燃料气体来进行发电；油温检测部，其检测压缩机的油温；以及控制器，其控制压缩机的驱动，并且控制向燃料电池供给的氧化气体的压力和燃料气体的压力。在油温超过油阈值温度的情况下，控制器执行使压缩机的转速降低的控制，并且执行使氧化气体的压力与燃料气体的压力平衡的控制。
发明的效果
在本发明中，在压缩机的油温升高的情况下，执行使压缩机的转速降低并且使转速降低后的氧化气体的压力与燃料气体的压力平衡的控制，因此能够抑制压缩机的油温的上升，来使燃料电池稳定地工作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的框图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的燃料电池系统的处理过程的流程图。
图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的燃料电池系统的油温、压缩机转速、正极压力、负极压力、冷却水泵的转速、冷却水压力以及冷却水温度的时间变动的时序图。
图4是表示本发明的第二实施方式所涉及的燃料电池系统的处理过程的流程图。
图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的燃料电池系统的油温、压缩机转速、正极压力、负极压力、冷却水泵的转速、冷却水压力以及冷却水温度的时间变动的时序图。
图6是表示本发明的第三实施方式所涉及的燃料电池系统的处理过程的流程图。
图7是表示本发明的第三实施方式所涉及的燃料电池系统的油温、压缩机转速、正极压力、负极压力、冷却水泵的转速、冷却水压力以及冷却水温度的时间变动的时序图。
图8是表示本发明的第四实施方式所涉及的燃料电池系统的处理过程的流程图。
图9是表示本发明的第五实施方式所涉及的燃料电池系统的处理过程的流程图。
图10是表示本发明的第六实施方式所涉及的燃料电池系统的处理过程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。本发明所涉及的燃料电池系统搭载于车辆等移动体，使氧化气体与燃料气体发生电化学反应，从而产生用于使马达驱动的电力。
[第一实施方式的说明]
图1是表示第一实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的框图。如图1所示，第一实施方式所涉及的燃料电池系统100主要具备燃料电池11、冷却水流路16、控制器14、压缩机12、氢罐13、散热器15、冷却水泵17以及氢循环泵18。
燃料电池11具备负极11a和正极11b，通过向负极11a供给的空气(氧化气体)与向正极11b供给的氢(燃料气体)的化学反应来进行发电。另外，该燃料电池11连接于电源管理器19。
电源管理器19将由燃料电池11输出的电力供给到马达21。另外，电源管理器19进行以下控制：向二次电池20充电或者将由二次电池20输出的电力供给到马达21。
二次电池20被充入由燃料电池11发电产生的电力的剩余量，将作为该二次电池20的充电量(充电量相对于满充电的比率)的SOC的信息输出到控制器14。
负极11a的入口侧流路经由氢供给阀22连接于氢罐13。出口侧流路被分支为两个系统，第一个分支流路利用氢循环泵18返回到入口侧流路，第二个分支流路经由净化阀24向外界空气开放。在负极11a的入口侧流路的适当位置处设置有用于检测负极11a的内部的压力的负极压力传感器27。即，负极压力传感器27检测由氢罐13供给的氢(燃料气体)的压力。氢供给阀22和负极压力传感器27连接于控制器14。
氢供给阀22在控制器14的控制下控制开度，来调整要向负极11a供给的氢量。
正极11b的入口侧流路连接于压缩机12，出口侧流路经由空气调压阀23向外界空气开放。另外，在入口侧流路的适当位置处设置有用于检测正极11b内的压力的正极压力传感器26。即，正极压力传感器26检测由压缩机12输出的空气(氧化气体)的压力。正极压力传感器26连接于控制器14，所检测到的压力的信息被输出到控制器14。
压缩机12将空气(氧化气体)进行加压后供给到正极11b。该压缩机12与控制器14连接来利用该控制器14控制驱动、停止以及驱动时的转速。另外，设置有油温传感器29(油温检测部)，该油温传感器29测定用于对压缩机12的驱动机构进行冷却、润滑的油温(将该油温设为“Tc”)。由油温传感器29检测到的油温Tc被输出到控制器14。
冷却水流路16通过使冷却水循环来对燃料电池11进行冷却。冷却水流路16的出口侧连接于散热器15，并且经由冷却水泵17连接于该冷却水流路16的入口侧。因而，由冷却水泵17送出的冷却水通过在冷却水流路16内流动来对燃料电池11进行冷却，之后，在散热器15中被冷却后再次返回到冷却水流路16。
在冷却水流路16的出口侧的适当位置处设置有用于检测冷却水的温度的冷却水温度传感器25(冷却水温度检测部)。由该冷却水温度传感器25检测到的冷却水温度(将该冷却水温度设为“Tout”)的信息被输出到控制器14。另外，在散热器15中设置有冷却用的散热器风扇28。
控制器14综合地控制燃料电池系统100。具体地说，在由设置于压缩机12的油温传感器29检测的油温Tc上升并达到预先设定的油阈值温度T1时，执行使压缩机12的转速降低的控制。并且，在由于使压缩机12的转速降低而导致正极11b的压力降低的情况下，对氢的供给量和冷却水的供给量进行控制，使得负极11a的压力以及在冷却水流路16中流动的冷却水量与正极11b的压力平衡。并且，获取由冷却水温度传感器25检测到的冷却水温度Tout，在该冷却水温度Tout超过预先设定的冷却水阈值温度T2时，进行使压缩机12的转速上升的控制。
此外，控制器14例如能够构成为由中央运算单元(CPU)、RAM、ROM、硬盘等存储部件构成的一体型的计算机。
接着，参照图2所示的流程图和图3所示的时序图来说明如上述那样构成的第一实施方式所涉及的燃料电池系统100的作用。图2是表示在车辆在高地等空气密度低的环境下行驶的情况下、特别是在车辆因信号等待等而停车时由控制器14执行的压缩机12的转速控制的流程图。
设为燃料电池11在初期稳定地工作。即，负极11a的压力、正极11b的压力被设为稳态运转时的压力，冷却水的温度被设为稳态运转时的温度。
在图2的步骤S11中，控制器14获取由油温传感器29检测到的压缩机12的油温Tc。然后，将油温Tc与上述的油阈值温度T1进行比较，来判断油温Tc是否超过油阈值温度T1。即，判断是否为“Tc>T1”。在不是“Tc>T1”的情况下(步骤S11：“否”)，结束本处理。即，在油温Tc没有上升的情况下，即使依然继续进行压缩机12的驱动也判断为没有问题，不执行压缩机12的转速控制。
另一方面，在“Tc>T1”的情况下(步骤S11：“是”)，在步骤S12中，控制器14进行使压缩机12的转速降低的控制。即，例如在车辆在高地行驶等周围的空气密度低的情况下，需要提高转速，以向燃料电池11供给期望的量的空气(氧化气体)。随之，对压缩机12的旋转轴系统进行冷却、润滑的油的油温Tc有可能上升。因此，将油温Tc与油阈值温度T1进行比较，在“Tc>T1”的情况下，执行使压缩机12的转速降低的处理。
其结果，如图3的(a)所示，例如在车辆停止时油温Tc上升，在时刻t1为“Tc>T1”的情况下，如图3的(b)所示那样使压缩机12的转速降低。
在步骤S13中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力减少、使发电量降低的控制。在该处理中，由于使压缩机12的转速降低而导致正极11b的压力(氧化气体的压力)降低，因此调整负极压力(燃料气体的压力)以使该负极压力与该正极压力平衡。具体地说，控制为通过将图1示出的氢供给阀22的开度缩小来使向负极11a供给的氢的压力降低，使正极压力与负极压力平衡。进而，使由冷却水泵17供给的冷却水的供给量降低。
其结果，如图3的(c)、(d)所示，在时刻t1，正极压力和负极压力降低，如图3的(e)、(f)所示，在时刻t1，冷却水泵17的转速降低，随之冷却水压力降低。即，控制器14(控制部)在油温Tc超过油阈值温度T1的情况下执行使压缩机12的转速降低的控制，进而执行使氧化气体的压力(正极压力)与燃料气体的压力(负极压力)平衡的控制。
在步骤S14中，控制器14将由冷却水温度传感器25检测到的冷却水温度Tout与预先设定的冷却水阈值温度T2进行比较。即，判断是否为“Tout>T2”。而且，在不是“Tout>T2”的情况下(步骤S14：“否”)，使处理返回到步骤S12。另外，在冷却水温度上升而成为“Tout>T2”的情况下(步骤S14：“是”)，燃料电池11的温度成为过热状态的可能性提高，为了防止这种情况，在步骤S15中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力上升来使发电量上升的控制。具体地说，使压缩机12的转速上升来使正极压力上升。并且，为了相对于正极压力的上升使负极压力与该正极压力平衡，增大氢供给阀22的开度来使负极压力上升。另外，通过使冷却水泵17的输出上升来使向冷却水流路16供给的冷却水量增加。
即，如图3的(g)所示，在时刻t1，冷却水温度Tout开始上升，当在时刻t3达到冷却水阈值温度T2时，如图3的(b)所示那样使压缩机12的转速上升。随之，如图3的(a)所示那样油温Tc转变为上升。另外，如图3的(c)所示那样正极压力转变为上升，控制负极压力和冷却水压力以使二者相对于该压力变化平衡。因而，负极压力如图3的(d)所示那样在时刻t3从减少转变为增加，冷却水泵转速如图3的(e)所示那样在时刻t3从降低转变为增加。并且，冷却水压力如图3的(f)所示那样在时刻t3从减少转变为增加。另外，如图3的(g)所示，在时刻t3，冷却水温度Tout的温度的上升率(倾斜度)降低。
在步骤S16中，控制器14判断冷却水温度Tout是否超过预先设定的阈值温度T3(其中，T3>T2)。即，判断是否为“Tout>T3”。在不是“Tout>T3”的情况下(步骤S16：“否”)，使处理返回到步骤S15，在“Tout>T3”的情况下(步骤S16：“是”)，使处理进入步骤S17。
在步骤S17中，控制器14判断压缩机12的油温Tc是否小于油阈值温度T1。而且，在判断为不是“Tc<T1”的情况下(步骤S17：“否”)，使处理返回到步骤S12。即，再次重复进行使压缩机12的转速降低的处理。另一方面，在“Tc<T1”的情况下(步骤S17：“是”)，结束本处理。这样，在油温Tc上升的情况下，执行使压缩机12的转速降低且使燃料电池11的压力平衡的处理。之后，在冷却水温度上升的情况下，执行使压缩机12的转速上升且使燃料电池11的压力平衡的处理。然后，通过重复进行上述的两个处理，能够使燃料电池系统100稳定且不间断地运转。
以这种方式在第一实施方式所涉及的燃料电池系统100中检测压缩机12的油温Tc，在该油温Tc上升至油阈值温度T1的情况下，使压缩机12的转速降低。由此，能够使油温Tc降低，因此能够防止压缩机成为过热状态，进而能够防止压缩机12发生故障。
另外，由于使压缩机12的转速降低，正极压力降低。此时，控制器14使负极压力和冷却水流量降低，以使二者与降低的正极压力平衡。因而，即使在使压缩机12的转速降低的情况下，也能够使燃料电池11稳定地工作。因而，不会使燃料电池11停止，能够实现不间断的运转。另外，通过使压缩机12的转速降低，能够减少噪音且减少消耗电力。还能够减少氢的消耗量。
并且，在冷却水温度Tout上升并达到冷却水阈值温度T2的情况下，使压缩机12的转速增加。此时，正极压力上升。控制器14使负极压力和冷却水量增加，以使二者与上升的正极压力平衡。因而，即使在压缩机12的转速转变为增加的情况下，也能够防止燃料电池11成为过热状态，能够使该燃料电池11稳定地工作。
另外，能够将油阈值温度T1和冷却水阈值温度T2设定为期望的温度，因此能够设定不会影响车辆的行驶的温度条件。
[第二实施方式的说明]
接着，对本发明的第二实施方式进行说明。系统结构与上述图1的系统结构相同，因此省略结构说明。以下，参照图4所示的流程图和图5所示的时序图来说明第二实施方式所涉及的燃料电池系统100的处理过程。
与第一实施方式同样地，设为燃料电池11在初期稳定地工作。即，负极11a的压力、正极11b的压力被设为稳态运转时的压力，冷却水的温度被设为稳态运转时的温度。
在图4的步骤S21中，控制器14获取由油温传感器29检测到的压缩机12的油温Tc。然后，将油温Tc与油阈值温度T1进行比较，来判断油温Tc是否超过油阈值温度T1。即，判断是否为“Tc>T1”。在不是“Tc>T1”的情况下(步骤S21：“否”)，结束本处理。即，在油温Tc没有上升的情况下，即使依然继续进行压缩机12的驱动也判断为没有问题，不执行压缩机12的转速控制。
另一方面，在“Tc>T1”的情况下(步骤S21：“是”)，在步骤S22中进行使压缩机12的转速降低的控制。其结果，例如图5的(a)所示，例如在车辆停止时油温Tc上升，在时刻t1成为“Tc>T1”的情况下，如图5的(b)所示那样使压缩机12的转速降低。
在步骤S23中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力减少的控制。在该处理中，由于使压缩机12的转速降低而导致正极11b的压力降低，因此调整负极压力以使该负极压力与该正极压力平衡。具体地说，控制为通过缩小氢供给阀22的开度来使向负极11a供给的氢的压力降低，使正极压力与负极压力平衡。进而，使由冷却水泵17供给的冷却水的供给量降低。
其结果，如图5的(c)、(d)所示，在时刻t1，正极压力和负极压力降低，如图5的(e)、(f)所示，在时刻t1，冷却水泵17的转速降低，随之冷却水压力降低。
在步骤S24中，控制器14将由冷却水温度传感器25检测到的冷却水温度Tout与冷却水阈值温度T2进行比较。而且，在不是“Tout>T2”的情况下(步骤S24：“否”)，在步骤S28中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力降低控制的控制量增加的处理。具体地说，执行使压缩机12的转速进一步降低的处理。其结果，如图5的(b)的时刻t2所示，压缩机12的转速进一步降低。随之，如图5的(c)～(f)所示，正极压力、负极压力、冷却水泵17的转速以及冷却水压力降低。另外，如图5的(g)所示，在时刻t2，冷却水温度的上升率稍微上升。之后，使处理返回到步骤S22。
在冷却水温度上升而成为“Tout>T2”的情况下(步骤S24：“是”)，在步骤S25中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力上升来使发电量上升的控制。具体地说，使压缩机12的转速上升来使正极压力上升。并且，为了相对于正极压力的上升使负极压力与该正极压力平衡，增大氢供给阀22的开度来使负极压力上升。另外，通过使冷却水泵17的输出上升来使向冷却水流路16供给的冷却水量增加。
即，如图5的(g)所示，在时刻t1，冷却水温度Tout开始上升，当在时刻t3达到冷却水阈值温度T2时，如图5的(b)所示那样使压缩机12的转速上升。随之，如图5的(a)所示那样油温Tc转变为上升。另外，如图5的(c)所示，正极压力转变为上升，控制负极压力和冷却水压力以使二者相对于该压力变化平衡。因而，负极压力如图5的(d)所示那样在时刻t3从减少转变为增加，冷却水泵转速如图5的(e)所示那样在时刻t3从降低转变为增加。并且，冷却水压力如图5的(f)所示那样在时刻t3从减少转变为增加。另外，如图5的(g)所示，冷却水温度Tout的温度的上升率(倾斜度)降低。
在步骤S26中，控制器14判断冷却水温度Tout是否超过阈值温度T3。即，判断是否为“Tout>T3”。在不是“Tout>T3”的情况下(步骤S26：“否”)，使处理返回到步骤S25，在“Tout>T3”的情况下(步骤S26：“是”)，使处理进入步骤S27。
在步骤S27中，控制器14判断压缩机12的油温Tc是否小于油阈值温度T1。而且，在判断为不是“Tc<T1”的情况下(步骤S27：“否”)，使处理返回到步骤S22。即，再次重复进行使压缩机12的转速降低的处理。另一方面，在“Tc<T1”的情况下(步骤S27：“是”)，结束本处理。
以这种方式在第二实施方式所涉及的燃料电池系统100中检测压缩机12的油温Tc，在该油温Tc达到油阈值温度T1的情况下，使压缩机12的转速降低。此时，在冷却水温度Tout未降低至冷却水阈值温度T2的情况下，通过执行图4的步骤S28的处理来使燃料电池11的运转压力降低控制的控制量逐渐地增加。因而，能够响应性良好地使压缩机12的转速降低，因此能够防止压缩机12发生故障。
另外，由于使压缩机12的转速降低，正极压力降低。此时，控制器14使负极压力和冷却水流量降低以使二者与降低的正极压力平衡。因而，即使在使压缩机12的转速降低的情况下，也能够使燃料电池11稳定地工作。另外，通过使压缩机12的转速降低，能够减少噪音。
并且，在冷却水温度Tout上升并达到冷却水阈值温度T2的情况下，使压缩机12的转速增加。此时，正极压力上升。控制器14使负极压力和冷却水流量增大以使二者与上升的正极压力平衡。因而，即使在使压缩机12的转速转变为增加的情况下，也能够使燃料电池11稳定地工作。
[第三实施方式的说明]
接着，对本发明的第三实施方式进行说明。系统结构与上述图1的系统结构相同，因此省略结构说明。以下，参照图6所示的流程图和图7所示的时序图来说明第三实施方式所涉及的燃料电池系统100的处理过程。
与第一、第二实施方式同样地，设为燃料电池11在初期稳定地工作。即，负极11a的压力、正极11b的压力被设为稳态运转时的压力，冷却水的温度被设为稳态运转时的温度。
在图6的步骤S31中，控制器14获取由油温传感器29检测到的压缩机12的油温Tc。然后，将油温Tc与油阈值温度T1进行比较，来判断油温Tc是否超过油阈值温度T1。即，判断是否为“Tc>T1”。在不是“Tc>T1”的情况下(步骤S31：“否”)，结束本处理。即，在油温Tc没有上升的情况下，即使依然继续进行压缩机12的驱动也判断为没有问题，不执行压缩机12的转速控制。
另一方面，在“Tc>T1”的情况下(步骤S31：“是”)，在步骤S32中进行使压缩机12的转速降低的控制。其结果，例如图7的(a)所示，在车辆停止时油温Tc上升、在时刻t1成为“Tc>T1”的情况下，如图7的(b)所示那样使压缩机12的转速降低。
在步骤S33中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力减少来使发电量降低的控制。在该处理中，由于使压缩机12的转速降低而导致正极11b的压力降低，因此调整负极压力以使该负极压力与该正极压力平衡。具体地说，控制为通过缩小氢供给阀22的开度来使向负极11a供给的氢的压力降低，使正极压力与负极压力平衡。进而，使由冷却水泵17供给的冷却水的供给量降低。
其结果，如图7的(c)、(d)所示，在时刻t1，正极压力和负极压力降低，如图7的(e)、(f)所示，在时刻t1，冷却水泵17的转速降低，随之冷却水压力降低。
在步骤S34中，控制器14将由冷却水温度传感器25检测到的冷却水温度Tout与冷却水阈值温度T2进行比较。即，判断是否为“Tout>T2”。而且，在不是“Tout>T2”的情况下(步骤S34：“否”)，在步骤S38中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力降低控制的控制量增加的处理。具体地说，执行使压缩机12的转速进一步降低的处理。其结果，如图7的(b)的时刻t2所示，压缩机12的转速进一步降低。随之，如图7的(c)～(f)所示，正极压力、负极压力、冷却水泵17的转速以及冷却水压力降低。另外，如图7的(g)所示，在时刻t2，冷却水温度的上升率稍微上升。之后，使处理返回到步骤S32。
在冷却水温度上升而成为“Tout>T2”的情况下(步骤S34：“是”)，在步骤S35中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力上升来使发电量上升的控制。具体地说，使压缩机12的转速上升来使正极压力上升。并且，为了相对于正极压力的上升使负极压力与该正极压力平衡，增大氢供给阀22的开度来使负极压力上升。另外，通过使冷却水泵17的输出上升来使向冷却水流路16供给的冷却水量增加。然后，使发电量上升。
即，如图7的(g)所示，在时刻t1，冷却水温度Tout开始上升，当在时刻t3达到冷却水阈值温度T2时，如图7的(b)所示那样使压缩机12的转速上升。随之，如图7的(a)所示那样油温Tc转变为上升。另外，如图7的(c)所示那样正极压力转变为上升，控制负极压力和冷却水压力以使二者相对于该压力变化平衡。因而，负极压力如图7的(d)所示那样在时刻t3从减少转变为增加，冷却水泵转速如图7的(e)所示那样在时刻t3从降低转变为增加。并且，冷却水压力如图7的(f)所示那样在时刻t3从减少转变为增加。另外，如图7的(g)所示，在时刻t3，冷却水温度Tout的温度的上升率(倾斜度)降低。
在步骤S36中，控制器14判断冷却水温度Tout是否超过阈值温度T3。即，判断是否为“Tout>T3”。在不是“Tout>T3”的情况下(步骤S36：“否”)，在步骤S39中，控制器14执行使燃料电池11的运转压力上升控制的控制量增加的处理。具体地说，执行使压缩机12的转速进一步上升的处理。其结果，如图7的(b)的时刻t4所示，压缩机12的转速进一步上升。随之，如图7的(c)～(f)所示，正极压力、负极压力、冷却水泵17的转速以及冷却水压力上升。另外，如图7的(g)所示，在时刻t4，冷却水温度的上升率稍微降低。之后，使处理返回到步骤S35。
在冷却水温度上升并判断为“Tout>T3”的情况下(步骤S36：“是”)，在步骤S37中，控制器14判断压缩机12的油温Tc是否小于油阈值温度T1。而且，在判断为不是“Tc<T1”的情况下(步骤S37：“否”)，使处理返回到步骤S32。另一方面，在“Tc<T1”的情况下(步骤S37：“是”)，结束本处理。
以这种方式在第三实施方式所涉及的燃料电池系统100中检测压缩机12的油温Tc，在该油温Tc达到油阈值温度T1的情况下，使压缩机12的转速降低。此时，在冷却水温度Tout没有降低至冷却水阈值温度T2的情况下，通过执行图6的步骤S38的处理来使燃料电池11的运转压力降低控制的控制量逐渐地增加。因而，能够响应性良好地使压缩机12的转速降低，因此能够防止压缩机12发生故障。
另外，由于使压缩机12的转速降低，正极压力降低。此时，控制器14使负极压力和冷却水量减少以使二者与降低的正极压力平衡。因而，即使在使压缩机12的转速降低的情况下也能够使燃料电池11稳定地工作。另外，通过使压缩机12的转速降低，能够减少噪音。
并且，在冷却水温度Tout上升而达到冷却水阈值温度T2的情况下，使压缩机12的转速增加。此时，在冷却水温度Tout没有上升至阈值温度T3的情况下，通过执行图6的步骤S39的处理来使燃料电池11的压力上升控制的控制量逐渐地增加。因而，能够响应性良好地使冷却水量增加，能够避免燃料电池11成为过热状态。
另外，由于使压缩机12的转速上升，正极压力上升。控制器14使负极压力和冷却水量增大以使二者与上升的正极压力平衡。因而，即使在使压缩机12的转速转变为增加的情况下也能够使燃料电池11稳定地工作。
[第四实施方式的说明]
接着，对本发明的第四实施方式进行说明。系统结构与上述图1的系统结构相同，因此省略结构说明。以下，参照图8所示的流程图来说明第四实施方式所涉及的燃料电池系统100的处理过程。
在步骤S40中，控制器14获取作为车辆的行驶速度的车速Vc，并将该车速Vc与预先设定的阈值速度V1进行比较。而且，在车速Vc小于阈值速度V1的情况下，使处理转移到步骤S41，在车速Vc为阈值速度V1以上的情况下，结束本处理。即，仅在车辆停车的情况下或以小于阈值速度V1的低速行驶的情况下，执行使压缩机12的转速降低的控制。
此外，步骤S41～S49的处理与图6示出的步骤S31～S39的处理相同，因此省略说明。
而且，在第四实施方式所涉及的燃料电池系统100中，仅在车速Vc小于阈值速度V1的情况下执行使压缩机12的转速降低的处理，因此在车辆正常地行驶时，压缩机12的转速不会降低，能够获得稳定的发电量。其结果，能够使车辆稳定地行驶，并且能够在车辆停止时、低速行驶时抑制压缩机12的油温的上升。
[第五实施方式的说明]
接着，对本发明的第五实施方式进行说明。系统结构与上述图1的系统结构相同，因此省略结构说明。以下，参照图9所示的流程图来说明第五实施方式所涉及的燃料电池系统100的处理过程。
在步骤S50中，控制器14获取车辆的加速踏板开度Rc，并将该加速踏板开度Rc与预先设定的阈值开度R1进行比较。而且，在加速踏板开度Rc小于阈值开度R1的情况下，使处理进入步骤S51，在加速踏板开度Rc为阈值开度R1以上的情况下，结束本处理。即，仅在车辆停车的情况下或在减速时等加速踏板开度Rc小于阈值开度R1的状态下行驶的情况下，执行使压缩机12的转速降低的控制。
此外，步骤S51～S59的处理与图6示出的步骤S31～S39的处理相同，因此省略说明。
而且，在第五实施方式所涉及的燃料电池系统100中，仅在加速踏板开度Rc小于阈值开度R1的情况下执行使压缩机12的转速降低的处理，因此在使车辆加速等情况下以加速踏板开度Rc大的状态行驶时，压缩机12的转速不会降低，能够获得稳定的发电量。其结果，能够使车辆稳定地行驶，并且在车辆停止时、低速行驶时等加速踏板开度Rc小的情况下，能够抑制压缩机12的油温的上升。
[第六实施方式的说明]
接着，对本发明的第六实施方式进行说明。系统结构与上述图1的系统结构相同，因此省略结构说明。以下，参照图10所示的流程图来说明第六实施方式所涉及的燃料电池系统100的处理过程。
与在上述第三实施方式中示出的图6相比，图10所示的流程图在追加了步骤S64a、S64b的处理这点上不同。除此以外的处理与图6示出的流程图相同。即，图6示出的S31～S39的处理与图10所示的S61～S69的处理相同，因此省略说明。
以下，对图10所示的步骤S64a、S64b的处理进行说明。在步骤S64中判断为“Tout>T2”的情况下，在步骤S64a中，控制器14判断图1所示的二次电池20的SOC(Sc)是否小于预先设定的阈值SOC(S1)。即，判断是否为“Sc<S1”。而且，在“Sc<S1”的情况下(步骤S64a：“是”)，使处理进入步骤S65，在不是“Sc<S1”的情况下、即SOC为阈值充电量以上的情况下(步骤S64a：“否”)，使处理进入步骤S64b。
步骤S65的处理如在图6中说明过的那样。另外，在步骤S64b中，控制器14执行怠速停止控制。详细地说，执行使燃料电池11停止的控制。
即，在通过使压缩机12的转速降低而使冷却水温度Tout上升并达到冷却水阈值温度T2时，将SOC(Sc)与阈值SOC(S1)进行比较，在“Sc>S1”的情况下，判断为对二次电池20充入了足够的电力，使燃料电池11停止。因而，能够防止压缩机12的油温Tc成为过热状态。另外，在该情况下，能够使用对二次电池20进行充电的电池使车辆行驶，因此即使使燃料电池11停止也不会对车辆的行驶造成影响。
以上，基于图示的实施方式说明了本发明的燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法，但本发明并不限定于该实施方式，各部的结构能够被置换为具有相同的功能的任意的结构。
附图标记说明
11：燃料电池；11a：负极；11b：正极；12：压缩机；13：氢罐；14：控制器；15：散热器；16：冷却水流路；17：冷却水泵；18：氢循环泵；19：电源管理器；20：二次电池；21：马达；22：氢供给阀；23：空气调压阀；24：净化阀；25：冷却水温度传感器；26：正极压力传感器；27：负极压力传感器；28：散热器风扇；29：油温传感器；100：燃料电池系统。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，具有：
燃料电池，其搭载于车辆，被供给氧化气体和燃料气体来进行发电；
油温检测部，其检测用于供给所述氧化气体的压缩机的油温；以及
控制器，其控制所述压缩机的驱动，并且控制向所述燃料电池供给的氧化气体的压力和燃料气体的压力，
其中，在所述油温超过油阈值温度的情况下，所述控制器执行使所述压缩机的转速降低的控制，并且执行使氧化气体的压力与燃料气体的压力平衡的控制，
其中，所述燃料电池系统还具备冷却水温度检测部，该冷却水温度检测部检测所述燃料电池的冷却水温度，
所述控制器使所述压缩机的转速降低，来使所述氧化气体的压力降低，并且使燃料气体的压力降低，与之相伴地使所述燃料电池的冷却水压力降低，在由于所述冷却水压力的降低而所述冷却水温度上升时，在该冷却水温度上升至冷却水阈值温度之前持续使所述压缩机的转速降低。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述控制器获取所述车辆的行驶速度，在所述行驶速度小于预先设定的阈值速度的情况下，所述控制器执行使所述压缩机的转速降低的控制。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述控制器获取车辆的加速踏板开度的信息，在所述加速踏板开度小于预先设定的阈值开度的情况下，所述控制器执行使所述压缩机的转速降低的控制。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备冷却水温度检测部，该冷却水温度检测部检测所述燃料电池的冷却水温度，
所述控制器获取搭载于车辆的二次电池的充电量，在所述冷却水温度超过冷却水阈值温度且二次电池的充电量为预先设定的阈值充电量以上时，所述控制器使所述燃料电池停止工作。
5.一种燃料电池系统，其特征在于，具有：
燃料电池，其搭载于车辆，被供给氧化气体和燃料气体来进行发电；
油温检测部，其检测用于供给所述氧化气体的压缩机的油温；以及
控制器，其控制所述压缩机的驱动，并且控制向所述燃料电池供给的氧化气体的压力和燃料气体的压力，
其中，在所述油温超过油阈值温度的情况下，所述控制器执行使所述压缩机的转速降低的控制，并且执行使氧化气体的压力与燃料气体的压力平衡的控制，
其中，所述燃料电池系统还具备冷却水温度检测部，该冷却水温度检测部检测所述燃料电池的冷却水温度，
在所述冷却水温度超过冷却水阈值温度的情况下，所述控制器执行使所述压缩机的转速上升并且使氧化气体的压力与燃料气体的压力平衡的控制。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述控制器获取所述车辆的行驶速度，在所述行驶速度小于预先设定的阈值速度的情况下，所述控制器执行使所述压缩机的转速降低的控制。
7.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述控制器获取车辆的加速踏板开度的信息，在所述加速踏板开度小于预先设定的阈值开度的情况下，所述控制器执行使所述压缩机的转速降低的控制。
8.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备冷却水温度检测部，该冷却水温度检测部检测所述燃料电池的冷却水温度，
所述控制器获取搭载于车辆的二次电池的充电量，在所述冷却水温度超过冷却水阈值温度且二次电池的充电量为预先设定的阈值充电量以上时，所述控制器使所述燃料电池停止工作。
9.一种燃料电池系统的控制方法，用于控制具备燃料电池的燃料电池系统，该燃料电池被供给氧化气体和燃料气体来进行发电，该燃料电池系统的控制方法的特征在于，包括以下工序：
检测用于向所述燃料电池供给氧化气体的压缩机的油温；
在所述油温超过油阈值温度时，使所述压缩机的转速降低；以及
在使所述压缩机的转速降低时，执行使氧化气体与燃料气体的压力平衡的控制，
其中，所述控制方法还包括以下工序：
检测所述燃料电池的冷却水温度；以及
使所述压缩机的转速降低，来使所述氧化气体的压力降低，并且使燃料气体的压力降低，与之相伴地使所述燃料电池的冷却水压力降低，在由于所述冷却水压力的降低而所述冷却水温度上升时，在该冷却水温度上升至冷却水阈值温度之前持续使所述压缩机的转速降低。
10.一种燃料电池系统的控制方法，用于控制具备燃料电池的燃料电池系统，该燃料电池被供给氧化气体和燃料气体来进行发电，该燃料电池系统的控制方法的特征在于，包括以下工序：
检测用于向所述燃料电池供给氧化气体的压缩机的油温；
在所述油温超过油阈值温度时，使所述压缩机的转速降低；以及
在使所述压缩机的转速降低时，执行使氧化气体与燃料气体的压力平衡的控制，
其中，所述控制方法还包括以下工序：
检测所述燃料电池的冷却水温度；以及
在所述冷却水温度超过冷却水阈值温度的情况下，执行使所述压缩机的转速上升并且使氧化气体的压力与燃料气体的压力平衡的控制。
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