CN110176610A - 燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法 - Google Patents

燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法，燃料电池系统的控制部在根据目标流量和目标压力比来设定向燃料电池供给氧化气体的压缩机的要求动作点时，使用预先设定了对于可从压缩机排出的流量能够实现的最小压力比的动作特性，将目标压力比设定为与目标流量对应的最小压力比以上，在应该判断为压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值与预先设定的动作特性中的最小压力比不同的预先规定的条件的情况下，使用实际的动作特性中的压力比的最小值，来更新预先设定的动作特性中的最小压力比。

Description

燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法
技术领域
本发明涉及燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。
背景技术
以往公知有一种使用压缩机向燃料电池供给氧化气体的燃料电池系统。有时基于燃料电池的输出要求等，对于压缩机设定表示压力比和流量的要求动作点。在日本特开2009－123550所记载的燃料电池系统中，为了避免在低流量时有可能产生的喘振，在要求动作点位于喘振区域内的情况下，使流量增加并且使过量的氧化气体流动到旁通流路。
本申请发明人发现：在使用了涡轮式压缩机的燃料电池系统中，除了在日本特开2009－123550中考虑到的喘振区域之外，还存在无法将压缩机的动作点控制为目标动作点的运转区域。这样的区域是高流量/低压力比的运转区域。在涡轮式压缩机中，由于若使流量增加则下游侧的流路中的压力损失增加，所以在高流量区域中，存在不能进一步成为低压力比这一压力比的最小值(下限值)。在设置于从压缩机向燃料电池供给氧化气体的流路或者从燃料电池排出氧化气体的流路的阀为全开状态时，针对动作点的流量的压力比的值为最小值(下限值)。因此，压力比低于下限值的要求动作点不能通过变更阀的开度来实现。另外，由于若为了使压力比降低而减小压缩机的转速，则流量也降低，所以不能同时满足要求动作点的流量和压力比。本申请发明人发现了：在这样要求动作点的压力比小于针对该要求动作点的流量的压力比的最小值的情况下，压缩机有可能不能实现要求动作点。
发明内容
(1)本发明的第一方式涉及燃料电池系统，该燃料电池系统具备：燃料电池；涡轮式压缩机，向上述燃料电池供给氧化气体；调压阀，调节上述燃料电池内的上述氧化气体的压力；以及控制部，构成为至少根据对上述燃料电池的输出要求，来控制上述涡轮式压缩机和上述调压阀的动作。上述控制部构成为：根据目标流量和目标压力比来设定上述涡轮式压缩机的要求动作点，其中，上述目标流量是从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的流量的目标值，上述目标压力比是作为从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的压力相对于被吸入至上述涡轮式压缩机的上述氧化气体的压力之比的压力比的目标值；在设定上述要求动作点时，使用预先设定了最小压力比的已设置动作特性，将上述目标压力比设定为与上述目标流量对应的上述最小压力比以上，其中，上述最小压力比是对于可从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的流量能够实现的压力比的最小值；在应该判断为上述涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值与上述已设定动作特性中的上述最小压力比不同的预先规定的条件成立的情况下，使用上述实际的动作特性中的压力比的最小值，来更新上述已设定动作特性中的上述最小压力比。
根据该方式的燃料电池系统，由于在设定要求动作点时，使用预先设定了对于可从涡轮式压缩机排出的氧化气体的流量能够实现的压力比的最小值亦即最小压力比的已设定动作特性，来将目标压力比设定为与目标流量对应的最小压力比以上，所以能够抑制使涡轮式压缩机以不能实现的要求动作点进行动作。因此，能够抑制使涡轮式压缩机在不能实现的要求动作点继续动作而损伤燃料电池系统的性能。例如，在针对要求动作点与实际的动作点的偏差进行至少包括比例项以及积分项的反馈控制的情况下，能够抑制反馈积分项的积蓄。因此，能够抑制在变更要求动作点时控制延迟。
并且，由于在应该判断为涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值与已设定动作特性中的最小压力比不同的预先规定的条件成立的情况下，使用实际的动作特性中的压力比的最小值，来更新已设定动作特性中的最小压力比，所以能够进一步抑制使涡轮式压缩机在不能实现的要求动作点处动作。因此，例如在对于要求动作点与实际的动作点的偏差进行至少包括比例项以及积分项的反馈控制的情况下，能够进一步抑制反馈积分项的积蓄，能够进一步抑制变更要求动作点时控制延迟。另外，能够抑制要求动作点的目标压力比相对于涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值被设定得过大，能够抑制燃油利用率的恶化。另外，由于在预先规定的条件成立的情况下更新已设定动作特性中的最小压力比，所以与不管该条件的成立与否都更新已设定动作特性中的最小压力比的结构相比较，能够抑制控制部中的处理所需要的负荷增加。
(2)在上述方式的燃料电池系统中，上述控制部可以构成为使用被更新后的上述最小压力比来重新设定上述要求动作点的上述目标压力比。根据该方式的燃料电池系统，由于使用被更新后的最小压力比来重新设定要求动作点的目标压力比，所以能够使要求动作点的目标压力比成为实际的动作特性中的最小压力比，能够进一步抑制使涡轮式压缩机在不能实现的要求动作点进行动作。
(3)在上述方式的燃料电池系统中，可以还具备用于确定上述压力比的压力传感器和用于确定上述流量的流量传感器；上述控制部使用上述压力传感器的测定结果和上述流量传感器的测定结果，来确定表示上述涡轮式压缩机的实际的上述压力比和实际的上述流量的动作点亦即实际动作点；上述预先规定的条件是上述调压阀全开并且上述要求动作点和上述实际动作点不一致这一条件。根据该方式的燃料电池系统，由于在调压阀全开并且要求动作点和实际动作点不一致的情况下，更新已设定动作特性中的最小压力比，所以能够在已设定动作特性中的最小压力比与实际的动作特性中的最小压力比不同的可能性高的适当的情况下，更新已设定动作特性中的最小压力比。
(4)在上述方式的燃料电池系统中，上述预先规定的条件可以是上述调压阀全开并且上述要求动作点和上述实际动作点在预先规定的时间以上不一致这一条件。根据该方式的燃料电池系统，由于在调压阀全开并且要求动作点和实际动作点在预先规定的时间以上不一致的情况下，更新已设定动作特性中的最小压力比，所以能够抑制调速不匀。
(5)在上述方式的燃料电池系统中，可以还具备用于确定上述压力比的压力传感器和用于确定上述流量的流量传感器；上述控制部使用上述压力传感器的测定结果和上述流量传感器的测定结果，来确定表示上述涡轮式压缩机的实际的上述压力比和实际的上述流量的动作点亦即实际动作点；上述预先规定的条件是上述调压阀未全开并且上述实际动作点的实际的上述压力比与上述已设定动作特性中的上述最小压力比一致这一条件。根据该方式的燃料电池系统，由于在调压阀未全开并且实际动作点的实际的压力比与已设定动作特性中的最小压力比一致的情况下更新已设定动作特性中的最小压力比，所以能够在已设定动作特性中的最小压力比与实际的动作特性中的最小压力比不同的可能性高的适当的情况下更新已设定动作特性中的最小压力比。另外，能够抑制要求动作点的目标压力比相对于涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值被设定得过大，能够抑制燃油利用率的恶化。
(6)在上述方式的燃料电池系统中，可以还具备：氧化气体供给流路，从上述涡轮式压缩机向上述燃料电池供给上述氧化气体；氧化气体排出流路，从上述燃料电池排出上述氧化气体；旁通流路，使上述氧化气体供给流路和上述氧化气体排出流路连通；以及旁通阀，设置于上述旁通流路，上述预先规定的条件是上述旁通阀的开度被变更这一条件。根据该方式的燃料电池系统，由于在旁通阀的开度被变更的情况下，更新已设定动作特性中的最小压力比，所以能够在已设定动作特性中的最小压力比与实际的动作特性中的最小压力比不同的可能性高的适当的情况下更新已设定动作特性中的最小压力比。另外，能够抑制要求动作点的目标压力比相对于涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值被设定得过大，能够抑制燃油利用率的恶化。
(7)在上述方式的燃料电池系统中，上述预先规定的条件可以是上述旁通阀被从全闭状态打开这一条件。根据该方式的燃料电池系统，由于在旁通阀被从全闭状态打开的情况下，更新已设定动作特性中的最小压力比，所以能够在已设定动作特性中的最小压力比与实际的动作特性中的最小压力比不同的可能性高的适当的情况下更新已设定动作特性中的最小压力比。
(8)本发明的第二方式涉及具有燃料电池、向上述燃料电池供给氧化气体的涡轮式压缩机、以及调节上述燃料电池内的上述氧化气体的压力的调压阀的燃料电池系统的控制方法。该控制方法包括：根据目标流量和目标压力比来设定上述涡轮式压缩机的要求动作点，其中，上述目标流量是从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的流量的目标值，上述目标压力比是作为从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的压力相对于被吸入至上述涡轮式压缩机的上述氧化气体的压力之比的压力比的目标值；使用预先设定了最小压力比的已设定动作特性将上述目标压力比设定为与上述目标流量对应的上述最小压力比以上，其中，上述最小压力比是对于可从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的流量能够实现的压力比的最小值；以及在应该判断为上述涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值与上述已设定动作特性中的上述最小压力比不同的预先规定的条件成立的情况下，使用上述实际的动作特性中的压力比的最小值，来更新上述已设定动作特性中的上述最小压力比。
本发明也能够以燃料电池系统以外的各种方式来实现。例如，能够以具备燃料电池系统的车辆等方式来实现。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚，附图标记表示本发明的要素，其中，
图1是表示燃料电池系统的概略结构的说明图。
图2是用于对空气压缩机的动作特性进行说明的说明图。
图3是表示要求动作点设定处理的步骤的流程图。
图4是用于对步骤S140的结果进行说明的说明图。
图5是表示最小压力比更新处理的步骤的流程图。
图6是用于对失速线的推断进行说明的说明图。
图7是表示第二实施方式中的最小压力比更新处理的步骤的流程图。
图8是用于对第二实施方式中的失速线的推断进行说明的说明图。
图9是表示第三实施方式中的燃料电池系统的概略结构的说明图。
图10是表示第三实施方式中的最小压力比更新处理的步骤的流程图。
图11是用于对旁通阀打开的情况下的失速线进行说明的说明图。
具体实施方式
A.第一实施方式：
A－1.燃料电池系统的构成：
图1是表示作为本发明的一个实施方式的燃料电池系统10的概略结构的说明图。燃料电池系统10作为用于供给驱动用电源的系统，被搭载于未图示的燃料电池车辆。燃料电池系统10向燃料电池车辆的驱动马达以及空气压缩机50等负载供给电力。
燃料电池系统10具备燃料电池20、氧化气体给排系统30、燃料气体给排系统70、以及控制单元90。
燃料电池20是燃料电池系统10的电力源，由所谓的固体高分子型燃料电池构成。燃料电池20接受燃料气体以及氧化气体的供给而进行发电。也可以代替固体高分子型燃料电池，而由固体氧化物型燃料电池等其他任意类型的燃料电池构成燃料电池20。燃料电池20具有未图示的多个单电池被层叠而成的电池组结构。各单电池具有在未图示的电解质膜的两面配置有电极的未图示的膜电极接合体、和夹持膜电极接合体的未图示的1组隔板。在构成燃料电池20的各单电池中隔着电解质膜形成有被供给燃料气体的阳极22和被供给氧化气体的阴极24。在图1中，仅示意性示出一个单电池的阳极22和阴极24。
氧化气体给排系统30将作为氧化气体的空气供给到燃料电池20并排出。氧化气体给排系统30具有大气压传感器61、氧化气体供给流路32、空气净化器42、空气流量计62、空气压缩机50、压力传感器63、流量传感器64、氧化气体排出流路34、调压阀54、阴极压力传感器65、消声器48、旁通流路36、以及旁通阀56。
氧化气体供给流路32构成被向燃料电池20供给的空气的流路。大气压传感器61被配置于氧化气体供给流路32的入口，来检测大气压。空气净化器42被配置于氧化气体供给流路32，在获取空气时除去尘埃。空气流量计62检测被获取到空气净化器42的空气的流量。
空气压缩机50根据来自控制部98的指示，将空气压缩并向燃料电池20送出。空气压缩机50被构成为通过未图示的旋转体在框体内进行旋转来压缩空气的所谓涡轮式空气压缩机。作为空气压缩机50，例如也可以使用叶轮旋转来进行压缩的离心式压缩机、旋翼(转子)旋转来进行压缩的轴流式压缩机。叶轮等旋转体被未图示的马达驱动。因此，通过调整对该马达的施加电压、电流，能够控制旋转体的转速而控制空气压缩机50的驱动。
压力传感器63被配置于空气压缩机50的下游侧，测定氧化气体供给流路32中的空气压缩机50的出口压力。流量传感器64在氧化气体供给流路32中与和旁通流路36的连接点A相比被配置在靠燃料电池20的附近。流量传感器64测定向燃料电池20供给的空气的流量。
氧化气体排出流路34构成从燃料电池20排出的阴极废气的流路。调压阀54在氧化气体排出流路34中与和旁通流路36的连接点B相比被配置在靠燃料电池20的附近。调压阀54通过根据来自控制部98的指示而变更开度，来调节阴极24的压力。调压阀54的开度越大，则阴极24的压力越降低，调压阀54的开度越小，则阴极24的压力越上升。阴极压力传感器65在氧化气体排出流路34中被配置于调压阀54与燃料电池20之间。阴极压力传感器65检测阴极24的压力。消声器48在氧化气体排出流路34中被配置在比与旁通流路36的连接点B靠下游侧的位置。消声器48使阴极废气的排气音减少。
旁通流路36将氧化气体供给流路32和氧化气体排出流路34连通。旁通流路36在连接点A处与氧化气体供给流路32连接，在连接点B处与氧化气体排出流路34连接。旁通阀56被配置于旁通流路36，通过根据来自控制部98的指示变更开度，来调节在旁通流路36流动的空气的流量。因此，从空气压缩机50排出的空气根据旁通阀56的开度，一部分流入旁通流路36不经由燃料电池20地从氧化气体排出流路34向大气排出。在旁通阀56被关闭的情况下，从空气压缩机50排出的空气被全部供给到燃料电池20。旁通阀56通常被关闭，根据来自控制部98的指示而打开。
燃料气体给排系统70将从氢罐71供给的作为燃料气体的氢气供给到燃料电池20并排出。燃料气体给排系统70具有氢罐71、燃料气体供给流路72、罐压力传感器73、主截止阀74、阳极调压阀75、喷射器76、阳极压力传感器77、燃料气体排出流路82、气液分离器83、循环配管84、氢气泵85、以及排气排水阀86。
氢罐71储藏高压的氢气。燃料气体供给流路72构成被从氢罐71向燃料电池20供给的氢气的流路。罐压力传感器73检测氢罐71的压力。主截止阀74、阳极调压阀75、喷射器76以及阳极压力传感器77在燃料气体供给流路72中从接近氢罐71的一侧按该顺序配置。主截止阀74根据来自控制部98的指示，对来自氢罐71的氢气的供给进行开关。阳极调压阀75调节向燃料电池20供给的氢气的压力。喷射器76由电磁驱动式的开闭阀构成，根据由控制部98设定的驱动周期、开阀时间进行驱动，喷射氢气。阳极压力传感器77在燃料气体供给流路72中，与和循环配管84的连接部位相比被配置在靠燃料电池20的附近，来检测阳极22的压力。
燃料气体排出流路82构成从燃料电池20排出的阳极废气的流路。燃料气体排出流路82的出口与氧化气体排出流路34中的比和旁通流路36的连接点B靠下游侧的部位连接。气液分离器83被配置于燃料气体排出流路82，从由燃料电池20排出的混有液态水的阳极废气分离液态水。循环配管84将气液分离器83和燃料气体供给流路72的比喷射器76靠燃料电池20侧的部位连接。氢气泵85被配置于循环配管84，使包括在电化学反应中未被使用的氢气的阳极废气循环到燃料气体供给流路72。排气排水阀86在燃料气体排出流路82中被配置于气液分离器83的下游侧。排气排水阀86通常关闭，根据来自控制部98的指示而打开。由此，被气液分离器83分离出的液态水、杂质气体被向燃料电池系统10的外部排出。
控制单元90由ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)构成，具备存储装置91和CPU97。存储装置91由ROM92以及RAM95等记录介质构成。ROM92中储存有控制程序93、压缩机映射94以及偏差阈值表96。CPU97通过将控制程序93展开并执行而作为控制部98发挥作用。压缩机映射94作为表示空气压缩机50的动作特性的映射被预先创建。偏差阈值表96作为表示后述的控制偏差的阈值的表被预先创建。关于压缩机映射94以及偏差阈值表96的详细说明将在后面描述。
控制部98进行燃料电池系统10的整体控制。除了大气压传感器61、空气流量计62、压力传感器63、流量传感器64、阴极压力传感器65、罐压力传感器73以及阳极压力传感器77等传感器类、调压阀5、旁通阀56、主截止阀74、阳极调压阀75、喷射器76以及排气排水阀86等各种阀分别具有的未图示的开度传感器这些燃料电池系统10所具有的各种传感器以外，还从燃料电池车辆的未图示的加速器开度传感器、车速传感器等向控制部98输入检测信号。另外，控制部98向调压阀54、旁通阀56、主截止阀74、阳极调压阀75、喷射器76以及排气排水阀86等各种阀、空气压缩机50以及氢气泵85等输出驱动信号，控制各部的动作。另外，控制部98执行后述的要求动作点设定处理和最小压力比更新处理。
图2是用于对空气压缩机50的动作特性进行说明的说明图。在图2中，纵轴表示空气压缩机50的压力比，横轴表示从空气压缩机50排出的空气流量(以下，也简称为“流量”)。空气压缩机50的压力比是指从空气压缩机50排出的空气的压力相对于被吸入至空气压缩机50的空气的压力之比。在本实施方式中，被吸入至空气压缩机50的空气的压力与由大气压传感器61检测到的大气压近似。另外，在本实施方式中，从空气压缩机50排出的空气的压力相当于由压力传感器63检测到的空气压缩机50的出口压力。
在图2中，示出了旁通阀56关闭的状态下的空气压缩机50的动作特性。作为涡轮式空气压缩机的空气压缩机50的动作特性是指由空气压缩机50的旋转体的转速(以下，也简称为“转速”)和调压阀54的开度规定的、压力比与流量的关系。在图2中，示出了将表示使转速恒定并使调压阀54的开度变化的情况下的动作点的多个黑点连结的等转速线L1。表示动作点的多个黑点通过在图1所示的燃料电池系统10中预先测定而求出。如图2所示，空气压缩机50的压力比和流量相互依存。调压阀54的开度越大则压力比越小，转速越大则压力比越大。另外，调压阀54的开度越大则流量越增加，转速越大则流量越增加。在调压阀54的开度比较小的情况下，相对于流量的变化的压力比的变化比较小。
在图2中，除了转速不同的多个等转速线L1以外，还示出最大转速线L2、最大压力比线L3、喘振线L4、以及失速线L5。在图2中，由虚线示出将等转速线L1向比失速线L5靠下侧延长的线。
最大转速线L2是指根据空气压缩机50的规格而规定的最大的转速下的等转速线。最大压力比线L3是指根据空气压缩机50的规格而规定的最大的压力比。因此，最大压力比线L3不管流量如何都恒定。喘振线L4被预先规定，以避免在低流量时有可能产生的喘振。比喘振线L4靠左侧也被称为喘振区域，是指有可能产生喘振的区域。若产生喘振，则有可能对空气压缩机50施加极度的冲击、或有可能难以调整流量。基于测定结果，喘振线L4在图1所示的燃料电池系统10中被预先求出。
通过将调压阀54为全开状态的情况下的表示动作点的多个曲线连结而形成失速线L5。由于比失速线L5靠下侧的区域超过调压阀54的开度的上限，所以是空气压缩机50不能实现的动作区域。基于测定结果，失速线L5在图1所示的燃料电池系统10中被预先求出。失速线L5也可以基于从燃料电池20、氧化气体供给流路32等各部中的空气流量计算出的压力损失值来预先规定。即，失速线L5是指空气压缩机50的动作特性中的、针对流量的压力比的最小值亦即最小压力比。
在图2中，将由最大转速线L2、最大压力比线L3、喘振线L4、以及失速线L5围起来的区域作为空气压缩机50的可动作区域Ar1，由阴影点表示。在图1所示的压缩机映射94中，可动作区域Ar1内的各点、即压力比与流量的组合被预先规定为空气压缩机50的动作特性。另外，在压缩机映射94中，预先规定有分别表示等转速线L1、最大转速线L2、最大压力比线L3、喘振线L4以及失速线L5的公式。
在本实施方式的燃料电池系统10中，控制部98通过执行以下说明的要求动作点设定处理，来将对于空气压缩机50指示的动作点亦即要求动作点设定在空气压缩机50的可动作区域Ar1内。
在本实施方式中，空气压缩机50能够视为发明内容中的涡轮式压缩机的下位概念，压力传感器63能够视为发明内容中的压力传感器的下位概念。另外，压缩机映射94能够视为发明内容中的预先设定的动作特性的下位概念，失速线L5能够视为发明内容中的预先设定的动作特性中的最小压力比的下位概念。
A－2.要求动作点设定处理：
图3是表示要求动作点设定处理的步骤的流程图。若燃料电池车辆的未图示的启动开关被按下而燃料电池系统10起动，则要求动作点设定处理被反复执行。
控制部98接收燃料电池20要求的空气的流量以及压力比(步骤S110)。燃料电池20要求的空气的流量以及压力比基于与加速器开度传感器以及车速传感器等的检测信号对应的燃料电池20的输出要求来规定。控制部98根据从空气压缩机50排出的空气的流量的目标值亦即目标流量、和由空气压缩机50进行压缩的前后的压力比的目标值亦即目标压力比来设定要求动作点(步骤S120)。此时，控制部98基于由流量传感器64测定出的流量、和根据由阴极压力传感器65测定出的压力而确定出的压力比来进行反馈控制，以目标流量以及目标压力比与实际的流量以及压力比的控制偏差能够消除的方式设定要求动作点。在本实施方式中，作为反馈控制，使用PID(Proportional Integral Differential：比例积分微分)控制。在PID控制中，根据包括与动作点的控制偏差对应的比例项、控制偏差的积分项、控制偏差的微分项的控制量来进行控制。此外，也可以代替PID控制，而使用至少包括比例项以及积分项的反馈控制。
控制部98判定在步骤S120中设定的要求动作点的目标压力比是否小于与所设定的要求动作点的目标流量对应的最小压力比(步骤S130)。更具体而言，控制部98通过参照预先设定了失速线L5的压缩机映射94，来判定在步骤S120中设定的要求动作点是否位于比失速线L5靠下侧。
在判定为要求动作点的目标压力比不小于与所设定的要求动作点的目标流量对应的最小压力比的情况下(步骤S130：否)、即判定为要求动作点的目标压力比是最小压力比以上的情况下，返回到步骤S110。因此，该情况下，控制部98控制调压阀54的开度和空气压缩机50的转速，以便成为在步骤S120中设定的要求动作点的目标流量以及目标压力比。更具体而言，对于调压阀54输出使其成为与该要求动作点对应的开度的指示，并且对于空气压缩机50输出使其以与该要求动作点对应的转速动作的指示。由此，调压阀54成为被指示的开度，空气压缩机50以目标流量以及目标压力比向燃料电池20的阴极24供给空气。
另一方面，在判定为要求动作点的目标压力比小于与所设定的要求动作点的目标流量对应的最小压力比的情况下(步骤S130：是)，控制部98使在步骤S120中设定的要求动作点的目标压力比增加为与所设定的要求动作点的目标流量对应的最小压力比(步骤S140)。在步骤S140之后，返回到步骤S110。
图4是用于对步骤S140的结果进行说明的说明图。在图4中，相对于图2，用星号标记表示了在步骤S120中设定的要求动作点P1，用大的圆圈表示了通过步骤S140而增加为最小压力比的要求动作点P2。在步骤S120中设定的要求动作点P1比失速线L5位于靠下侧的位置。从而，在步骤S140中，要求动作点从在步骤S120设定的要求动作点P1变更为失速线L5上的要求动作点P2。因此，要求动作点被设定在空气压缩机50的可动作区域Ar1内。控制部98控制调压阀54的开度和空气压缩机50的转速，以便成为在步骤S140中变更后的要求动作点P2的目标流量以及目标压力比。更具体而言，对于调压阀54输出使其成为与该要求动作点P2对应的开度、即全开的开度的指示，并且对于空气压缩机50输出使其以与该要求动作点P2对应的转速动作的指示。由此，调压阀54为全开的开度，空气压缩机50以目标流量以及目标压力比向燃料电池20的阴极24供给空气。
A－3.最小压力比更新处理：
图5是表示最小压力比更新处理的步骤的流程图。最小压力比更新处理在执行要求动作点设定处理时被反复执行。
预先规定的失速线L5和空气压缩机50的实际(actual)失速线可能由于构成空气压缩机50等的部件的制造误差而产生偏离。另外，由于外部空气温度、外部空气压等环境变动、以及因燃料电池20内的水分量引起的压力损失值的变动等，也可能引起预先规定的失速线L5和实际失速线偏离。因此，在本实施方式的最小压力比更新处理中，当设想为预先规定的失速线L5和实际失速线不同的情况下，对失速线L5进行更新。
控制部98获取调压阀54的开度(步骤S210)。调压阀54的开度由调压阀54所具有的未图示的开度传感器检测。控制部98判定调压阀54是否为全开(步骤S220)。在本实施方式中，通过调压阀54的当前的开度是否为表示调压阀54是全开的预先规定的阈值开度以上来判定调压阀54是否全开。因此，在该阈值的设定之后，步骤S220中的“全开”也有时是指比调压阀54能够实现的最大的开度稍小的开度。
在判定为调压阀54不是全开的情况下(步骤S220：否)，返回到步骤S210。另一方面，在判定为调压阀54是全开的情况下(步骤S220：是)，控制部98判定压力比或者流量中的至少一方的控制偏差是否为阈值以上(步骤S230)。在产生控制偏差的情况下，对于空气压缩机50指示的要求动作点和实际动作点不一致。在本实施方式中，压力比的控制偏差的阈值和流量的控制偏差的阈值分别被预先规定为控制偏差的上限值，并作为偏差阈值表96储存于ROM92。因此，控制部98在步骤S230中，通过参照偏差阈值表96，来判定压力比或者流量中的至少一方的控制偏差是否为阈值以上。
在判定为压力比或者流量中的至少一方的控制偏差不是阈值以上的情况下(步骤S230：否)、即控制偏差小于阈值的情况下，返回到步骤S210。该情况下，不产生控制偏差，或者控制偏差在允许范围内。
另一方面，在判定为压力比或者流量中的至少一方的控制偏差为阈值以上的情况下(步骤S230：是)，控制部98确定在要求动作点设定处理中设定或者变更后的要求动作点和空气压缩机50的实际的动作点亦即实际动作点(步骤S240)。此时，控制部98使用大气压传感器61以及压力传感器63的测定结果来确定当前的实际的压力比，并且使用流量传感器64的测定结果来确定当前的实际的流量，由此确定出实际动作点。
空气压缩机50在燃料电池系统10的运转中，以通过要求动作点设定处理设定或者变更后的要求动作点进行动作。另外，调压阀54为全开的情况是指要求动作点被设定或者变更到失速线L5上。因此，在调压阀54为全开的情况下，期待空气压缩机50的实际的动作点亦即实际动作点与失速线L5上的要求动作点一致。然而，当在步骤S230中判定为压力比或者流量中的至少一方的控制偏差为阈值以上的情况下(步骤S230：是)，由于要求动作点和实际动作点不一致，所以可设想为预先规定的失速线L5与实际失速线不同。因此，控制部98在步骤S240之后执行失速线的推断(步骤S250)。
图6是用于对失速线的推断进行说明的说明图。图6提取出图4中的与失速线有关的部分进行表示，并且，用空心的四边形表示实际动作点P3，用空心的圆圈表示后述的被重新设定的要求动作点P4。另外，在图6中，用虚线表示实际失速线L6，用粗实线表示推断出的推断失速线L7。在图6所示的例子中，如空心的箭头所示，要求动作点从在要求动作点设定处理的步骤S120中设定的要求动作点P1通过步骤S140而被变更为失速线L5上的要求动作点P2。
在图6中，实际失速线L6位于比预先规定的失速线L5靠上侧。该情况下，空气压缩机50不能在比实际失速线L6靠下侧的区域动作，不能实现失速线L5上的要求动作点P2。因此，实际动作点P3与要求动作点P2不一致，而产生控制偏差。
在图5所示的步骤S250中，控制部98基于在步骤S240中确定出的实际动作点P3来推断失速线。此时，控制部98使用失速线模型公式来推断失速线。失速线模型公式包含于预先规定的压缩机映射94，例如由下述式(1)表示。
P＝a×Qb···(1)
在上述式(1)中，P表示压力比，Q表示流量，a表示第一失速线系数，b表示第二失速线系数。第一失速线系数以及第二失速线系数被预先规定。第二失速线系数是1.0以上的任意固定值。
控制部98通过将实际动作点P3的压力比以及流量代入失速线模型公式来推断第一失速线系数，推断失速线。在图6中，示出了被推断出的失速线亦即推断失速线L7。
如图5所示，控制部98更新最小压力比(步骤S260)。更具体而言，将预先规定的失速线L5更新为推断失速线L7。即，在本实施方式中，控制部98在调压阀54全开并且要求动作点与实际动作点不一致的情况下，更新最小压力比。在步骤S260之后，返回到步骤S210。
控制部98使用通过最小压力比更新处理被更新后的最小压力比，来执行要求动作点设定处理。因此，在图6所示的例子中，如黑色箭头所示，要求动作点从预先规定的失速线L5上的要求动作点P2被重新设定为推断失速线L7上的要求动作点P4。控制部98也可以在通过最小压力比更新处理更新了最小压力比的情况下，立即使用被更新后的最小压力比来重新设定要求动作点。
在本实施方式中，实际失速线L6能够视为发明内容中的涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值的下位概念。另外，推断失速线L7能够视为发明内容中的被更新后的最小压力比的下位概念。
根据以上说明的本实施方式的燃料电池系统10，由于当在要求动作点设定处理中所设定的要求动作点的目标压力比小于与要求动作点的目标流量对应的最小压力比的情况下，使要求动作点的目标压力比增加为最小压力比，所以能够抑制要求动作点被设定在空气压缩机50不能实现的动作区域内，能够抑制使空气压缩机50以不能实现的要求动作点进行动作。因此，能够抑制在不能实现的要求动作点使空气压缩机50继续动作而损害燃料电池系统10的性能。
这里，若维持要求动作点被设定于比失速线L5靠下侧的状态，则由于调压阀54全开而不能实现要求动作点，因要求动作点与实际动作点之差而产生控制偏差。即，由于若实际动作点的压力比大于要求动作点的目标压力比，则为了使压力比降低而要使已经全开状态的调压阀54进一步打开，所以积蓄向打开的一侧控制调压阀54的反馈积分项。
然而，根据本实施方式的燃料电池系统10，由于在所设定的要求动作点的目标压力比小于与要求动作点的目标流量对应的最小压力比的情况下，使要求动作点的目标压力比增加为最小压力比，所以能够通过调压阀54成为全开的开度而实现要求动作点，能够抑制反馈积分项的积蓄。因此，在基于燃料电池20的输出要求等进一步变更要求动作点时，能够抑制控制因该反馈积分项的积蓄而延迟。
另外，由于能够抑制使调压阀54向关闭的一侧动作的控制延迟，所以能够抑制流量相对于燃料电池20的要求流量过量、压力相对于燃料电池20的要求压力不足。因此，由于能够抑制阴极24的压力降低，所以能够抑制燃料电池20的膜电极接合体的干燥，能够抑制燃料电池20的发电性能降低。
另外，由于对于在步骤S120中设定的要求动作点，不变更目标流量而仅变更目标压力比，所以能够抑制无法实现燃料电池20所要求的流量这一情况，能够抑制不能满足燃料电池20的输出要求。另外，由于对于在步骤S120中设定的要求动作点，使目标压力比增加为最小压力比(失速线L5)，所以能够抑制使目标压力比超过最小压力比(失速线L5)而过量增加，能够抑制燃油利用率的恶化。另外，由于通过参照预先规定的压缩机映射94，使要求动作点的目标压力比增加为最小压力比，所以能够抑制CPU97的处理负荷增加。
另外，根据本实施方式的燃料电池系统10，由于执行最小压力比更新处理，所以在应该判断为空气压缩机50的实际失速线L6与预先规定的失速线L5不同的情况下，能够更新失速线L5。因此，能够进一步抑制使空气压缩机50以不能实现的要求动作点进行动作。从而，能够进一步抑制产生控制偏差，能够进一步抑制反馈积分项的积蓄。因此，在基于燃料电池20的输出要求等变更要求动作点时，能够进一步抑制控制因该反馈积分项的积蓄而延迟。
另外，由于仅在应该判断为实际失速线L6与预先规定的失速线L5不同的情况下更新失速线L5，所以与不管该情况都更新失速线L5的结构相比较，能够抑制CPU97的处理负荷增加。另外，由于在调压阀54全开并且要求动作点和实际动作点不一致的情况下，更新失速线L5，所以能够在实际失速线L6与预先规定的失速线L5不同的可能性高的适当的情况下更新失速线L5。另外，由于使用更新后的最小压力比来重新设定要求动作点，所以能够将要求动作点的目标压力比设定在实际失速线L6上，能够进一步抑制反馈积分项的积蓄。
B.第二实施方式：图7是表示第二实施方式中的最小压力比更新处理的步骤的流程图。第二实施方式的燃料电池系统10在最小压力比更新处理中与第一实施方式的燃料电池系统10不同。第二实施方式中的最小压力比更新处理与第一实施方式的最小压力比更新处理的不同点在于：代替步骤S220以及步骤S230而执行步骤S320以及步骤S330、在步骤S320之后执行步骤S210、省略步骤S240、以及步骤S250的具体处理内容。由于包含系统结构的其他结构与第一实施方式相同，所以对于相同的结构标注相同的附图标记，并省略它们的详细说明。
在第二实施方式的最小压力比更新处理中，首先，控制部98判定失速线保护是否工作了(步骤S320)。失速线保护是指要求动作点设定处理的步骤S130为是而执行步骤S140，要求动作点被提高到失速线L5上。在判定为失速线保护未工作的情况下(步骤S320：否)，返回到步骤S320。
另一方面，在判定为失速线保护工作了的情况下(步骤S320：是)，控制部98获取调压阀54的开度(步骤S210)。控制部98判定调压阀54是否全开(步骤S330)。也可以通过调压阀54的当前的开度是否小于表示调压阀54为全开的预先规定的阈值开度来判定调压阀54是否全开。在判定为调压阀54全开的情况下(步骤S330：是)，返回到步骤S320。
另一方面，在判定为调压阀54未全开的情况下(步骤S330：否)，控制部98推断失速线(步骤S250)。
图8是用于对第二实施方式中的失速线的推断进行说明的说明图。图8中由虚线所示的实际失速线L6位于比预先规定的失速线L5靠下侧的位置。由于形成空气压缩机50、氧化气体供给流路32的配管等构成部件的制造误差等而产生实际失速线L6与失速线L5的不同。在这样的情况下，通过失速线保护而增加到预先规定的失速线L5上的要求动作点P2的目标压力比相对于空气压缩机50的实际的动作特性中的最小压力比(实际失速线L6)过大。因此，在最小压力比未被更新的情况下，通过失速线保护的工作，会导致实际动作点P3的压力比相对于空气压缩机50的实际的动作特性中的最小压力比(实际失速线L6)过度变大。
在图7所示的步骤S250中，控制部98使用在步骤S210中获取到的调压阀54的开度和失速线模型公式来推断失速线。失速线模型公式例如由上述式(1)表示。
控制部98例如使用下述式(2)来修正在上述式(1)中由a所示的第一失速线系数。
a[t+1]＝a[t]－k×(θo－θ)···(2)
在上述式(2)中，t表示运算周期，k表示修正增益，θo表示调压阀54的全开开度，θ表示调压阀54的当前开度。即，上述式(2)中的「θo－θ」表示调压阀54的控制偏差。修正增益是指表示修正的程度的系数，被预先规定为1.0以下的任意固定值。修正增益的数值越大则修正量越大。
控制部98通过将被修正后的第一失速线系数代入到失速线模型公式，来推断失速线。在图8中，用粗实线表示推断出的失速线亦即推断失速线L7。
控制部98更新最小压力比(步骤S260)。更具体而言，将预先规定的失速线L5更新为推断失速线L7。在图8所示的例子中，如黑色箭头所示，要求动作点从预先规定的失速线L5上的要求动作点P2被重新设定为推断失速线L7上的要求动作点P4。
根据以上说明的第二实施方式的燃料电池系统10，会起到与第一实施方式的燃料电池系统10相同的效果。并且，由于能够抑制要求动作点的目标压力比被设定为相对于空气压缩机50的实际的动作特性中的最小压力比(实际失速线L6)过大，所以能够抑制燃油利用率的恶化。另外，由于仅在失速线保护工作时更新失速线L5，所以能够抑制CPU97的处理负荷增加。另外，由于能够省略设想部件的制造误差等来预先规定多个失速线L5并将其存储这一情况，所以能够减少ROM92的容量。
C.第三实施方式：
图9是表示第三实施方式中的燃料电池系统10a的概略结构的说明图。图10是表示第三实施方式中的最小压力比更新处理的步骤的流程图。第三实施方式的燃料电池系统10a在还存储有压力损失模型映射99的点和最小压力比更新处理的步骤上与第二实施方式的燃料电池系统10不同。第三实施方式中的最小压力比更新处理在代替步骤S210、步骤S330、步骤S250以及步骤S260而执行步骤S420、步骤S430、步骤S440以及步骤S450的点上与第二实施方式的最小压力比更新处理不同。由于燃料电池系统10a的其他结构与第二实施方式的燃料电池系统10相同，所以对相同的结构标注相同的附图标记，并省略它们的详细说明。
如图9所示，在第三实施方式的燃料电池系统10a的控制单元90a中，存储装置91a的ROM92a中不储存偏差阈值表96而储存有预先创建的压力损失模型映射99。在压力损失模型映射99中，预先通过实验求出并规定了在图9中分别由虚线所示的燃料电池侧路径R1和旁通侧路径R2中的各自压力损失值、在图9中由单点划线所示的排气管侧路径R3中的压力损失值。各路径R1、R2、R3中的压力损失值根据当时的流量而分别变动。燃料电池侧路径R1是指从空气压缩机50的出口经由了连接点A、燃料电池20以及调压阀54而到连接点B的路径。旁通侧路径R2是指从空气压缩机50的出口经由了连接点A、旁通流路36以及旁通阀56而到连接点B的路径。排气管侧路径R3是指在氧化气体排出流路34中比连接点B靠下游侧的路径。
如图10所示，在第三实施方式的最小压力比更新处理中，控制部98判定失速线保护是否工作了(步骤S320)。在判定为失速线保护未工作的情况下(步骤S320：否)，返回到步骤S320。
另一方面，在判定为失速线保护工作了的情况下(步骤S320：是)，控制部98获取旁通阀56的开度(步骤S420)。旁通阀56的开度由旁通阀56所具有的未图示的开度传感器检测。控制部98判定旁通阀56是否打开(步骤S430)。在判定为旁通阀56未打开、即旁通阀56关闭的情况下(步骤S430：否)，返回到步骤S320。
另一方面，在判定为旁通阀56打开的情况下(步骤S430：是)，控制部98推断燃料电池侧路径R1以及旁通侧路径R2各自的最小压力损失值(步骤S440)。
图11是用于对旁通阀56打开的情况下的失速线进行说明的说明图。在旁通阀56打开的情况下，从空气压缩机50送出的空气不仅向燃料电池侧路径R1流动，也向旁通侧路径R2流动。因此，图11中由虚线所示的实际失速线L6位于比预先规定的失速线L5靠下侧。因此，在通过失速线保护而被增加到预先规定的失速线L5上的要求动作点P2的目标压力比在旁通阀56打开的情况下，相对于空气压缩机50的实际的动作特性中的最小压力比过大。因此，在最小压力比不被更新的情况下，通过失速线保护的工作，会导致实际动作点P3的压力比相对于空气压缩机50的实际的动作特性中的最小压力比过度变大。
旁通阀56通常被关闭，根据来自控制部98的指示而打开。旁通阀56例如在为了避免喘振而使空气压缩机50的要求动作点的目标流量增加的情况下被打开。该情况下，通过打开旁通阀56，能够不改变向燃料电池20的流量而使空气压缩机50的要求动作点的目标流量增加。另外，旁通阀56在燃料电池系统10所具备的未图示的二次电池的满充电时为了通过辅机驱动使再生电力消耗而使作为辅机之一的空气压缩机50的转速上升的情况下被打开。另外，旁通阀56以稀释氢气为目的而打开。氢气的稀释在燃料电池系统10a刚刚起动之后阴极24的氢气浓度比较高的状态的情况、排气排水阀86被打开的情况等执行，以使燃料电池系统10a停止时残留在阳极22的氢气通过交叉泄露而移动到阴极24。
在本实施方式中，在步骤S440中使用要求动作点的目标流量和压力损失模型映射99，分别推断最小压力损失值。燃料电池侧路径R1的最小压力损失值相当于在调压阀54全开的情况下流过了要求动作点的目标流量的空气时的在燃料电池侧路径R1产生的压力损失值，旁通侧路径R2的最小压力损失值相当于在旁通阀56全开的情况下流过了要求动作点的目标流量的空气时的在旁通侧路径R2产生的压力损失值。
控制部98基于燃料电池侧路径R1的最小压力损失值和旁通侧路径R2的最小压力损失值中的较大一方的值来更新最小压力比(步骤S450)。更具体而言，对燃料电池侧路径R1的最小压力损失值和旁通侧路径R2的最小压力损失值中的较大一方的值加上当流过了要求动作点的目标流量的空气时在排气管侧路径R3产生的压力损失值而计算出最小压力损失值的合计值，并将计算出的合计值换算为压力比而作为最小压力比。向压力比的换算例如能够通将对该合计值加上大气压而得到的值除以大气压来求出。在图11中，用粗实线示出了表示通过步骤S450被更新后的最小压力比的最小压力比线L8。最小压力比线L8不管空气压缩机50的动作点的流量如何均恒定。在图11所示的例子中，如黑色箭头所示，要求动作点从预先规定的失速线L5上的要求动作点P2被重新设定为最小压力比线L8上的要求动作点P4。最小压力比线L8上的要求动作点P4位于实际失速线L6上。
在本实施方式中，最小压力比线L8能够视为发明内容中的涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值的下位概念、和被更新后的最小压力比的下位概念。
根据以上说明的第三实施方式的燃料电池系统10a，会起到与第二实施方式的燃料电池系统10相同的效果。并且，由于在旁通阀56被从全闭状态打开的情况下更新最小压力比，所以能够适当地判断失速线L5与实际失速线L6不同的状况。另外，由于仅在旁通阀56被从全闭状态打开的情况下更新最小压力比，所以能够抑制CPU97的处理负荷增加。
D.其他实施方式：
(1)在上述实施方式的要求动作点设定处理中，通过参照预先规定的压缩机映射94，来变更要求动作点，但本发明并不局限于此。也可以代替压缩机映射94的参照，而基于燃料电池系统10、10a运转中的各种传感器的检测信号，来计算并确定失速线L5。例如，也可以基于调压阀54全开的定时下的压力传感器63以及流量传感器64的检测信号，来确定出一个或者多个动作点，通过将各动作点的流量和压力比代入模型公式，来确定出失速线L5。根据该构成，也起到与上述实施方式相同的效果。并且，能够减少存储装置91的ROM92的容量。另外，由于能够根据因构成空气压缩机50等的部件的制造误差、外部空气温度、外部空气压力以及燃料电池20内的水分量引起的压力损失值的变动等来确定出失速线L5，所以能够抑制失速线L5的误差。另外，例如也可以通过使用预先创建的查询表等，从最初将要求动作点设定在失速线L5上，也可以将要求动作点设定为最小压力比以上。即，一般可以在设定要求动作点时，使用预先设定了对于可从空气压缩机50排出的空气的流量能够实现的压力比的最小值亦即最小压力比的已设定动作特性，将目标压力比设定为与目标流量对应的最小压力比以上。另外，例如除了燃料电池20的输出要求以外，控制部98可以还根据在低温时、氢气稀释时所要求的空气压缩机50的转速来控制空气压缩机50和调压阀54的动作。根据这样的构成，也起到与上述实施方式相同的效果。
(2)上述实施方式的压缩机映射94的纵轴是空气压缩机50的压力比，但也可以代替压力比，而是从空气压缩机50排出的空气的压力，还可以是压力损失值。在这样的构成中，可以基于从空气压缩机50排出的空气的压力或者压力损失值来计算空气压缩机50的压力比，设定对该压力比的目标值亦即目标压力比和目标流量进行表示的要求动作点。根据这样的构成，也起到与上述实施方式相同的效果。
(3)上述实施方式的最小压力比更新处理只不过是一个例子，能够进行各种变更。在第一实施方式中，当实际失速线L6位于比失速线L5靠上侧的情况下更新最小压力比，在第二实施方式中，当实际失速线L6位于比失速线L5靠下侧的情况下更新最小压力比，在第三实施方式中，当旁通阀56被打开的情况下更新最小压力比，但并不局限于这些情况，也可以在应该判断为已设定动作特性中的最小压力比(失速线L5)与空气压缩机50的实际的动作特性中的压力比的最小值(实际失速线L6)不同的预先规定的条件成立的任意情况下，更新最小压力比。另外，也可以并行执行各实施方式的最小压力比更新处理，在应该判断为失速线L5与实际失速线L6不同的预先规定的多个条件中的至少一个条件成立的情况下，更新最小压力比。根据这样的构成，也起到与上述实施方式相同的效果。
(4)在上述实施方式中，控制部98在通过最小压力比更新处理更新了最小压力比的情况下，使用被更新后的最小压力比立即重新设定要求动作点，但也可以从下一个要求动作点设定处理开始使用被更新后的最小压力比。根据这样的构成，也起到与上述实施方式相同的效果。
(5)在第一实施方式的最小压力比更新处理中，当压力比或者流量中的至少一方的控制偏差是阈值以上的情况下，推断失速线来更新最小压力比，但本发明并不局限于此。例如，也可以在压力比或者流量中的至少一方的控制偏差产生了预先规定的阈值时间以上的情况下，推断失速线来更新最小压力比。根据这样的构成，能够抑制调速不匀。即，一般可以在调压阀54全开并且要求动作点和实际动作点不一致的情况下，更新最小压力比，另外，也可以在调压阀54全开并且要求动作点和实际动作点在预先规定的时间以上不一致的情况下，更新最小压力比。根据这样的构成，也起到与第一实施方式相同的效果。
(6)在第二实施方式的最小压力比更新处理中，当在失速线保护工作时调压阀54未全开的情况下，推断失速线来更新最小压力比，但本发明并不局限于此。例如，并不局限于失速线保护工作时，也可以在要求动作点的压力比与预先规定的失速线L5一致的情况下，推断失速线来更新最小压力比。换言之，可以在调压阀54未全开并且在要求动作点设定处理的步骤S120中要求动作点被设定在预先规定的失速线L5上的情况下，推断失速线来更新最小压力比。即，一般可以在调压阀54未全开并且实际动作点的压力比与已设定动作特性中的最小压力比(失速线L5)一致的情况下，更新最小压力比。根据这样的构成，也起到与第二实施方式相同的效果。
(7)在第三实施方式的最小压力比更新处理中，当在失速线保护工作时旁通阀56打开的情况下，更新最小压力比，但本发明并不局限于此。例如，并不局限于失速线保护工作时，也可以在旁通阀56被从全闭状态打开的情况下更新最小压力比。另外，例如也可以在通过第三实施方式的最小压力比更新处理更新了最小压力比之后进一步变更了旁通阀56的开度的情况下，通过最小压力比更新处理进一步更新最小压力比。即，一般可以在变更了旁通阀56的开度的情况下，更新最小压力比。根据这样的构成，也起到与上述实施方式相同的效果。
(8)上述实施方式的燃料电池系统10、10a的构成只不过是一个例子，能够进行各种变更。例如，在燃料电池系统10、10a中，调压阀54被配置于氧化气体排出流路34，但也可以代替氧化气体排出流路34而配置于氧化气体供给流路32。另外，例如燃料电池系统10、10a也可以为了将燃料电池20的温度保持为规定范围，还具备冷却燃料电池20的制冷剂循环系统。根据这样的构成，也起到与上述实施方式相同的效果。
(9)在上述实施方式中，燃料电池系统10、10a被搭载于燃料电池车辆来使用，但也可以代替车辆而搭载于船舶、机器人等其他任意的移动体，也可以作为固定式燃料电池使用。根据这样的构成，也起到与上述实施方式相同的效果。
本发明并不局限于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围中通过各种结构来实现。例如，发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式中的技术特征能够适当地进行替换、组合，以解决上述课题的一部分或者全部、或者实现上述效果的一部分或者全部。另外，若该技术特征未在本说明书中被说明为必要技术特征，则能够适当地删除。

Claims (8)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：
燃料电池；
涡轮式压缩机，向上述燃料电池供给氧化气体；
调压阀，调节上述燃料电池内的上述氧化气体的压力；以及
控制部，构成为至少根据对上述燃料电池的输出要求，来控制上述涡轮式压缩机和上述调压阀，
其中，上述控制部构成为：
根据目标流量和目标压力比来设定上述涡轮式压缩机的要求动作点，其中，上述目标流量是从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的流量的目标值，上述目标压力比是作为从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的压力相对于被吸入至上述涡轮式压缩机的上述氧化气体的压力之比的压力比的目标值，
在设定上述要求动作点时，使用预先设定了最小压力比的已设定动作特性，将上述目标压力比设定为与上述目标流量对应的上述最小压力比以上，其中，上述最小压力比是对于可从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的流量能够实现的压力比的最小值，
在应该判断为上述涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值与上述已设定动作特性中的上述最小压力比不同的预先规定的条件成立的情况下，使用上述实际的动作特性中的压力比的最小值，来更新上述已设定动作特性中的上述最小压力比。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述控制部构成为使用被更新后的上述最小压力比，来重新设定上述要求动作点的上述目标压力比。
3.根据权利要求1或者2所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
压力传感器，用于确定上述压力比；以及
流量传感器，用于确定上述流量，
其中，上述控制部使用上述压力传感器的测定结果和上述流量传感器的测定结果，来确定表示上述涡轮式压缩机的实际的上述压力比和实际的上述流量的动作点亦即实际动作点，
上述预先规定的条件是上述调压阀全开并且上述要求动作点和上述实际动作点不一致这一条件。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述预先规定的条件是上述调压阀全开并且上述要求动作点和上述实际动作点在预先规定的时间以上不一致这一条件。
5.根据权利要求1或者2所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
压力传感器，用于确定上述压力比；以及
流量传感器，用于确定上述流量，
其中，上述控制部使用上述压力传感器的测定结果和上述流量传感器的测定结果，来确定表示上述涡轮式压缩机的实际的上述压力比和实际的上述流量的动作点亦即实际动作点，
上述预先规定的条件是上述调压阀未全开并且上述实际动作点的实际的上述压力比与上述已设定动作特性中的上述最小压力比一致这一条件。
6.根据权利要求1或者2所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
氧化气体供给流路，从上述涡轮式压缩机向上述燃料电池供给上述氧化气体；
氧化气体排出流路，从上述燃料电池排出上述氧化气体；
旁通流路，使上述氧化气体供给流路和上述氧化气体排出流路连通；以及
旁通阀，设置于上述旁通流路，
其中，上述预先规定的条件是上述旁通阀的开度被变更这一条件。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述预先规定的条件是上述旁通阀被从全闭状态打开这一条件。
8.一种燃料电池系统的控制方法，该燃料电池系统具有燃料电池、向上述燃料电池供给氧化气体的涡轮式压缩机、以及调节上述燃料电池内的上述氧化气体的压力的调压阀，上述燃料电池系统的控制方法的特征在于，包括：
根据目标流量和目标压力比来设定上述涡轮式压缩机的要求动作点，其中，上述目标流量是从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的流量的目标值，上述目标压力比是作为从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的压力相对于被吸入至上述涡轮式压缩机的上述氧化气体的压力之比的压力比的目标值；
使用预先设定了最小压力比的已设定动作特性，将上述目标压力比设定为与上述目标流量对应的上述最小压力比以上，上述最小压力比是对于可从上述涡轮式压缩机排出的上述氧化气体的流量能够实现的压力比的最小值；以及
在应该判断为上述涡轮式压缩机的实际的动作特性中的压力比的最小值与上述已设定动作特性中的上述最小压力比不同的预先规定的条件成立的情况下，使用上述实际的动作特性中的压力比的最小值，来更新上述已设定动作特性中的上述最小压力比。
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