CN110065398A - 燃料电池车辆 - Google Patents

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尾岛邦明
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Abstract

本公开涉及燃料电池车辆。根据车速(Vv)来可变地设定空气压缩机(42)的驱动上限电力。由此，例如，在空气压缩机(42)的噪声和振动不会给乘客带来不适感的范围内，能够利用空气压缩机(42)来消耗燃料电池堆(18)的剩余发电量。

Description

燃料电池车辆
技术领域
本发明涉及一种能够抑制燃料电池的高电位劣化的燃料电池车辆。
背景技术
例如，固体高分子型燃料电池具备电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体在由高分子离子交换膜形成的电解质膜的一方的面配设有阳极电极，在另一方的面配设有阴极电极。电解质膜-电极结构体被隔板夹着，由此构成发电单电池(单位电池)。通常，层叠规定个数的发电单电池，例如作为车载用燃料电池堆组入燃料电池车辆(燃料电池电动汽车等)。
在燃料电池车辆中，为了充入车辆驱动用电机在减速时产生的再生电力、或者为了燃料电池在起动时/停止时等的控制等，而具备蓄电池等蓄電装置。
在日本特开2002-204505号公报(以下，称为JPA2002-204505。)中，公开了以下技术：在蓄电池的充电状态(称为SOC)变为充电上限状态的情况下，使辅助设备的运转效率降低来消耗成为剩余电力的电机的再生电力(JPA2002-204505的[0013]、[0014])。
发明内容
然而，在燃料电池中，当相对于阳极而阴极的电位变得比通常电位高时，催化剂层劣化，燃料电池的输出下降(称为高电位劣化)。
但是，在JPA2002-204505中，在向蓄电池充入剩余电力时，进行控制使得燃料电池以最低限度的发电电力进行发电(JPA2002-204505的[0050])。因此，JPA2002-204505中的燃料电池根据该IV特性，相对于阳极而阴极的电位变为高电位，高电位劣化加剧，不能抑制高电位劣化，存在改良的余地。
另外，在JPA2002-204505中，使作为辅助设备的空气压缩机的运转效率下降来消耗剩余电力，因此空气压缩机等辅助设备的NV(噪声和振动)会给乘客带来不适感。
本发明是考虑了这样的问题而完成的，目的在于提供能够在考虑因氧化剂气体供给方法产生的NV(噪声和振动)的同时，一边抑制高电位劣化一边消耗燃料电池的剩余发电量的燃料电池车辆。
本发明所涉及的燃料电池车辆具备：燃料电池，其向负载供给电力；氧化剂气体供给单元，其向所述燃料电池供给氧化剂气体；燃料气体供给单元，其向所述燃料电池供给燃料气体；发电控制部，其控制所述燃料电池的发电状态；蓄電装置；充电状态获取单元，其获取所述蓄電装置的充电状态；剩余发电量消耗控制部，其使所述燃料电池的剩余发电量向所述蓄電装置充入，并且根据由所述充电状态获取单元获取到的所述蓄電装置的充电状态将所述氧化剂气体供给单元的驱动状态控制至驱动上限电力，来使所述燃料电池的剩余发电量消耗；以及车速获取单元，其获取车速，其中，所述剩余发电量消耗控制部根据由所述车速获取单元获取到的所述车速来可变地设定所述氧化剂气体供给单元的所述驱动上限电力。
根据本发明，根据车速来可变地设定氧化剂气体供给单元的驱动上限电力，因此，例如能够在所述氧化剂气体供给单元的NV(噪声和振动)不会给乘客带来不适感的范围内，利用所述氧化剂气体供给单元来消耗燃料电池的剩余发电量。
在该情况下，还具备要求负载获取单元，该要求负载获取单元获取与该燃料电池车辆的行驶要求相伴随的所述负载的要求负载，所述发电控制部将所述燃料电池的发电控制为比由所述要求负载获取单元获取到的所述要求负载高并且在能够抑制所述燃料电池的劣化的发电区域，所述剩余发电量消耗控制部控制所述氧化剂气体供给单元的驱动状态，由此使所述氧化剂气体供给单元消耗抑制劣化发电控制时的所述剩余发电量。
根据本发明，即使在要求负载低的情况下，使氧化剂气体供给单元消耗剩余发电量(剩余电力、剩余发电电力)，由此使燃料电池在高负载状态下进行发电。由此，能够抑制燃料电池的高电位劣化。
此外，在由所述充电状态获取单元获取到的所述蓄電装置的充电状态成为了充电状态阈值的情况下，在由所述车速获取单元获取到的车速表示加速状态时，所述剩余发电量消耗控制部根据所述车速来使所述氧化剂气体供给单元的所述驱动上限电力增加。
根据本发明，能够在车辆加速时，考虑到NV(噪声和振动)地，利用氧化剂气体供给单元来恰当地消耗剩余电力，能够抑制燃料电池的高电位劣化。
另外，在由所述充电状态获取单元获取到的所述蓄電装置的充电状态成为了充电状态阈值的情况下，在由所述车速获取单元获取到的车速表示减速状态时，所述剩余发电量消耗控制部根据所述车速来使所述氧化剂气体供给单元的所述驱动上限电力减少。
根据本发明，能够在车辆减速时，考虑到NV地，利用氧化剂气体供给单元来恰当地消耗剩余电力，能够抑制燃料电池的高电位劣化。
还有，在所述氧化剂气体供给单元设置能够经由阀向外部放出氧化剂气体的旁路流路，由氧化剂气体供给单元消耗剩余电力时成为剩余的氧化剂气体通过旁路流路向外部(大气)放出，由此能够将燃料电池的含水量控制为适量。
根据本发明，能够在考虑到氧化剂气体供给单元产生的NV(噪声和振动)的同时，一边抑制高电位劣化一边使所述氧化剂气体供给单元消耗燃料电池的剩余发电量。
根据参照附图所作的对以下的实施方式进行的说明，容易理解所述目的、特征以及优点。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的燃料电池车辆的概要结构说明图。
图2是用于说明实施方式所涉及的燃料电池车辆的第一实施例的动作的时序图。
图3是用于说明实施方式所涉及的燃料电池车辆的第二实施例的动作的时序图。
图4是用于说明实施方式的动作原则的流程图。
图5是以行驶道路的状态作为参数而成的车速和空气压缩机上限电力特性图。
具体实施方式
下面，举出适合的实施方式，并参照附图来对本发明所涉及的燃料电池车辆进行说明。
[结构]
如图1所示，实施方式所涉及的燃料电池车辆10例如是燃料电池电动汽车。燃料电池车辆10具备燃料电池***12、高压的蓄电池(蓄電装置)14、电流控制器15以及电机(车辆驱动用电动机)16。蓄电池14包括二次电池和电容器等。
燃料电池***12具备燃料电池堆(燃料电池)18、氧化剂气体供给装置20、燃料气体供给装置22、冷却介质供给装置24以及控制装置26。
控制装置26由ECU(电子控制单元：Electronic Control Unit)构成，CPU(中央处理器)通过执行在存储器中存储的程序来作为各种控制部等进行动作。在本实施方式中，控制装置26作为发电控制部26A和剩余发电量消耗控制部26B等发挥功能。
蓄电池14与检测并获取蓄电池14的充电状态SOC(荷电状态：State Of Charge)的SOC传感器2连接。
通过未图示的加速踏板的操作，经由加速踏板传感器6来获取加速器开度(加速器操作量)θap，根据所获取到的加速器开度θap来由控制装置26驱动电机16，通过所驱动的电机16来对未图示的车轮(驱动轮)进行旋转驱动。由车速传感器4获取电机16的转速或者车轮的转速，作为车速Vv。
控制装置26取入由SOC传感器2获取到的充电状态SOC以及由加速踏板传感器6获取到的加速器开度θap、以及由车速传感器4获取到的车速Vv。
氧化剂气体供给装置20向燃料电池堆18供给氧化剂气体，燃料气体供给装置22向所述燃料电池堆18供给燃料气体，冷却介质供给装置24向所述燃料电池堆18供给冷却介质。
控制装置26通过未图示的控制线来进行包含对电流控制器15的控制在内的、对燃料电池车辆10和整个燃料电池***12(各构成部件)的控制。
关于燃料电池堆18，层叠多个发电单电池28。各发电单电池28构成有MEA(电解质膜-电极结构体)，该MEA具备例如作为包含水分的全氟磺酸的薄膜的固体高分子电解质膜30、和夹持所述固体高分子电解质膜30的阳极电极32以及阴极电极34。固体高分子电解质膜30除了能使用氟系电解质之外还能使用HC(碳化氢)系电解质。
燃料电池堆18的输出(电力)在控制装置26的控制下通过电流控制器15来向作为负载的电机16、空气压缩机42等辅助设备供给，并且能够充入蓄电池14。
在该情况下，在控制装置26的控制下进行针对电机16的动力和再生驱动控制、针对蓄电池14的充电放电控制、和针对空气压缩机42(EGR泵49、氢循环泵75、冷却泵82)等辅助设备的驱动控制、以及通过电流控制器15来对燃料电池堆18进行的发电量控制。此外，为了避免复杂，关于电缆线仅描绘了通流(日文：通流)大电力的、燃料电池堆18与电流控制器15之间、以及电流控制器15与蓄电池14、电机16、空气压缩机42之间的电力线。
蓄电池14的电力直接向空气压缩机42供给，以及/或者燃料电池堆18的发电电力通过电流控制器15向空气压缩机42供给。
此外，控制装置26也能够分割为多个。
在燃料电池堆18设置向阳极电极32供给燃料气体(例如氢气)的燃料气体入口连通孔36a和燃料气体出口连通孔36b。
在燃料电池堆18设置向阴极电极34供给氧化剂气体(例如空气)的氧化剂气体入口连通孔38a和氧化剂气体出口连通孔38b。
在燃料电池堆18设置有在各发电单电池28中使冷却介质流通的冷却介质入口连通孔40a和冷却介质出口连通孔40b。
氧化剂气体供给装置20具备将来自大气的空气压缩并供给的空气压缩机(气泵、氧化剂气体供给单元)42，所述空气压缩机42配设于空气供给流路44。
在空气供给流路44设置加湿器46和经由阀48来绕过所述加湿器46的旁路流路50。空气供给流路44与燃料电池堆18的氧化剂气体入口连通孔38a连通。
氧化剂气体出口连通孔38b通过加湿器46来与空气排出流路52连通。在空气排出流路52与空气供给流路44之间设置EGR(排气再循环：Exhaust Gas Recirculation)泵49。
EGR泵49使从氧化剂气体出口连通孔38b排出的气体的一部分向氧化剂气体入口连通孔38a侧回流。
在空气压缩机42的空气供给流路44侧配设入口密封阀53，并且连接有经由阀51来绕过空气供给流路44的旁路流路57的输入部。
在空气排出流路52设置出口密封阀54，并且在出口密封阀54的下游，通过背压控制阀55来连接稀释器56。
在背压控制阀55与稀释器56之间连接所述旁路流路57的输出部。
燃料气体供给装置22具备贮存高压氢的高压氢罐(蓄压器、燃料气体供给单元)58，该高压氢罐58经由氢供给流路60来与燃料电池堆18的燃料气体入口连通孔36a连通。在氢供给流路60，沿着氢气流动方向依次设置截止阀59、用于调整压力的喷射器61以及引射器64。
燃料电池堆18的燃料气体出口连通孔36b与排气流路(空气排出流路)66连通。排气流路66与气液分离器68连接，并且在所述气液分离器68设置排出液体成份的泄放流路70和排出气体成份的气体流路72。气体流路72经由循环路74和氢循环泵75来与引射器64连接，另一方面，在吹扫阀76打开的作用下，该气体流路72与稀释器56连通。泄放流路70经由阀78来与稀释器56连通。
稀释器56具有如下功能：使从燃料电池堆18的燃料气体出口连通孔36b排出的排气(含有氢气)和从所述燃料电池堆18的氧化剂气体出口连通孔38b排出的排气(含有氧)混合，并且将氢浓度稀释至规定值以下。
冷却介质供给装置24将燃料电池堆18的冷却介质入口连通孔40a与冷却介质出口连通孔40b连通，并且具备循环供给冷却介质的冷却介质循环路80。在冷却介质循环路80，接近冷却介质入口连通孔40a侧配置冷却泵82，并且接近冷却介质出口连通孔40b配置散热器84。
在发电单电池28设置测定阻抗值、电位的阻抗传感器85。
在空气供给流路44、空气排出流路52、氢供给流路60、排气流路66以及高压氢罐58的出口侧分别配置压力计92a、92b、92c、92d以及92e。在空气供给流路44和氢供给流路60配置湿度计94a、94b。在排气流路66、空气排出流路52以及冷却介质循环路80配置温度计96a、96b以及96c。
[燃料电池***12的通常动作]
下面，对这样构成的燃料电池***12的通常动作进行说明。
在阀51关闭的情况下，经由构成氧化剂气体供给装置20的空气压缩机42来向空气供给流路44输送空气(氧化剂气体)。该空气在通过加湿器46被加湿之后、或者在通过旁路流路50绕过所述加湿器46之后，向燃料电池堆18的氧化剂气体入口连通孔38a供给。
此外，加湿器46将从氧化剂气体出口连通孔38b排出的氧化剂气体包含的水回收，并使用所回收的水来对从压缩机42供给的空气进行加湿。利用该加湿器46的功能，发电中的燃料电池堆18的固体高分子电解质膜30被维持为适合发电程度的湿润状态。
另一方面，在燃料气体供给装置22中，在喷射器61打开的作用下，从高压氢罐58向氢供给流路60供给氢气(燃料气体)。该氢气在通过引射器64之后，向燃料电池堆18的燃料气体入口连通孔36a供给。
另外，在冷却介质供给装置24中，在冷却泵82的作用下，从冷却介质循环路80向燃料电池堆18的冷却介质入口连通孔40a供给纯水和乙二醇、油等冷却介质。
从氧化剂气体入口连通孔38a向各发电单电池28的阴极电极34供给空气。另一方面，从燃料气体入口连通孔36a向各发电单电池28的阳极电极32供给氢气。因而，在各发电单电池28中，向阴极电极34供给的空气和向阳极电极32供给的氢气在电极催化剂层内因电化学反应被消耗来进行发电。
接着，被供给到阴极电极34且被消耗的空气向氧化剂气体出口连通孔38b排出，在空气排出流路52流通并向稀释器56导入。同样地，被供给到阳极电极32且被消耗的氢气作为排气(一部分被消耗的燃料气体)向燃料气体出口连通孔36b排出。排气在从排气流路66向气液分离器68导入并被去除了液状水分之后，从气体流路72经由循环路74被引射器64吸引。
另外，被供给到冷却介质入口连通孔40a的冷却介质在将各发电单电池28冷却之后，从冷却介质出口连通孔40b排出。冷却介质通过冷却介质循环路80被散热器84冷却，又在冷却泵82的作用下对燃料电池堆18进行循环供给。
接下来，对燃料电池车辆10的通常动作进行说明。
[燃料电池车辆10的通常动作]
除基于燃料电池堆18的状态、蓄电池14的状态、电机16的状态、以及空气压缩机42等辅助设备的状态以外，控制装置26还基于来自各种开关、各种传感器(SOC传感器2、车速传感器4、加速踏板传感器6等)的输入来获取负载的要求负载(日文：要求負荷)，调配并决定由燃料电池堆18负担的分担量、由蓄电池14负担的分担量、以及由电机16等再生电源负担的分担量的分配，并向电流控制器15发送指令。
由此，燃料电池车辆10在停止状态(车辆停止，燃料电池堆18的闲置状态(日文：ソーク状態)、怠速(日文：アイドリング)状态{车辆已停止但燃料电池堆18正在发电的停车怠速状态(停车怠速中)}、以及行驶状态(燃料电池堆18的发电期间且车辆的行驶期间)之间进行切换。此外，在停车怠速状态下，例如，除了乘客的上下车、行李的装卸、红灯之外，还包括交通堵塞跟随自动行驶期间的伴随前方车辆停车而停车等。
[第一实施例：从燃料电池车辆10的停车怠速期间至行驶期间为止时的NV(噪声和振动)以及对高电位劣化的抑制控制动作]
接着，下面参照图2的时序图来对本发明的实施方式所涉及的燃料电池车辆10的运转控制方法{对从停车怠速期间至行驶期间为止时的乘客感觉的NV(噪声和振动)的抑制控制以及对燃料电池堆18的高电位劣化的抑制控制}进行说明。
在图2的时序图中，横轴表示时间，纵轴的下段表示车速Vv、中段表示空气压缩机42的电力消耗量(空气压缩机电力)Pap和燃料电池发电电力(发电电力)Pfc、上段表示向蓄电池14的充电电力Pbatc(蓄电池充电电力)。
在时间点t1～时间点t5之间，由于车速Vv成为Vv＝0，燃料电池堆18被发电控制部26A控制为停车怠速期间的发电状态。在时间点t5，燃料电池车辆10出发，在时间点t5～时间点t6之间为加速行驶期间。另外，时间点t6以后的期间为恒速行驶期间。
在时间点t1～时间点t2之间，燃料电池堆18处于停车怠速期间，并发出固定的发电电力Pfc。此外，该固定的发电电力Pfc被发电控制部26A设定为不使燃料电池堆18的高电位劣化加剧的、相对于要求负载而设为高负载状态的最低发电要求电力Pfcminreq。
在时间点t1～时间点t2之间，空气压缩机42的电力消耗量(空气压缩机电力)Pap为比较低水平的固定状态。
在时间点t1～时间点t2之间，大致为从发电电力Pfc减去空气压缩机电力Pap而得的差的电力(Pfc-Pap)作为蓄电池充电电力Pbatc被充入蓄电池14，由SOC传感器2获取的充电状态SOC增加。
因此，在时间点t1～时间点t2之间，蓄电池14的充电限度(充电余地)Pbatclim逐渐减少。
在时间点t2，当蓄电池14的充电限度(充电余地)Pbatclim与蓄电池充电电力Pbatc之间的电力差成为零值时，为了使得以不使燃料电池堆18的高电位劣化加剧的最低发电要求电力Pfcminreq的发电状态继续，剩余发电量消耗控制部26B在时间点t2使空气压缩机42的转速上升，使空气压缩机电力Pap增加至成为停车怠速期间的燃料电池车辆10的乘客感觉能够允许的NV(噪声和振动)水平的上限值的空气压缩机NV上限电力Papnvlim。
此外，在时间点t2，剩余发电量消耗控制部26B打开使由空气压缩机42产生的剩余的氧化剂气体旁通至稀释器56侧的阀51。在时间点t2以后，使阀51的阀开度与空气压缩机42的转速的上升部分相应地增加。由此，燃料电池堆18的含水量被控制为适量，以使空气压缩机42消耗燃料电池堆18的剩余发电量，并且避免所需以上的氧化剂气体流入空气供给流路44。
剩余发电量消耗控制部26B控制阀51的阀开度，由此所需以上的(剩余的)氧化剂气体通过旁路流路57并经由稀释器56来向外部(大气)放出。
这样，在时间点t2～时间点t4之间，为了消耗剩余发电量而空气压缩机电力Pap增大。在时间点t2～时间点t3之间，空气压缩机电力Pap被设定为燃料电池车辆10的停车怠速期间所允许的空气压缩机NV上限电力Papnvlim{空气压缩机42的NV(噪声和振动)的停车怠速期间的允许限度}。
因此，在时间点t2～时间点t3之间，大致为从发电电力Pfc减去空气压缩机电力Pap而得的差的电力(Pfc-Pap)作为蓄电池充电电力Pbatc(比时间点t1～时间点t2之间的蓄电池充电电力Pbatc小的电力)被充入蓄电池14。
在时间点t3，当蓄电池14的充电限度(充电余地)Pbatclim与蓄电池充电电力Pbatc之间的电力差再次成为零值时，为了避免因过充电造成的蓄电池14的损伤，在时间点t3～时间点t4之间，发电控制部26A使发电电力Pfc逐渐减少，在时间点t4设为固定的发电电力Pfc。
在时间点t3～时间点t5之间，发电控制部26A设定为比燃料电池堆18的最低发电要求电力Pfcminreq小的、允许最低限度的劣化加剧的发电电力Pfc。
在时间点t5，燃料电池车辆10出发，在时间点t5～时间点t6之间为加速状态。在时间点t5，阀51关闭。
在时间点t5～时间点t6以及时间点t6以后的行驶时，考虑到即使车室空间内的基于空气压缩机42的NV(噪声和振动)增加，由于负载噪音等也增加因而被乘客允许，剩余发电量消耗控制部26B根据车速Vv(的值)，更详细地说，根据车速Vv的上升来使空气压缩机NV上限电力Papnvlim的设定值增加。
在时间点t5～时间点t6的加速时，发电控制部26A与空气压缩机NV上限电力Papnvlim的设定值的增加成比例地使空气压缩机42的空气压缩机电力Pap增加，并且还使燃料电池堆18的发电电力Pfc增加。
在时间点t6以后的恒速行驶期间，由发电控制部26A将燃料电池堆18的发电电力Pfc设定为不使燃料电池堆18加剧高电位劣化的最低发电要求电力Pfcminreq且继续进行发电，并且对电机16进行驱动控制。
在时间点t5～时间点t6以及时间点t6以后的行驶时，当将比较例所涉及的空气压缩机电力Papre与第一实施例所涉及的空气压缩机电力Pap进行对比时，剩余发电量消耗控制部26B为了以不使高电位劣化加剧的最低发电要求电力Pfcminreq来继续发电，将第一实施例所涉及的空气压缩机电力Pap设定为小于空气压缩机NV上限电力Papnvlim且大于比较例所涉及的空气压缩机电力Papre的电力。
换言之，在第一实施例中，以将由燃料电池堆18发出的发电电力Pfc的一部分作为空气压缩机电力Pap的一部分(Pap-Papre)而废弃(称为废电)的方式进行控制。
此外，在比较例所涉及的空气压缩机电力Papre的情况下，燃料电池堆18的发电电力Pfc被设定为发电电力要求Pfcreqre，因此燃料电池堆18的高电位劣化加剧。
在从上面所说明的第一实施例的燃料电池车辆10的停车怠速期间至行驶期间为止时的对燃料电池堆18的高电位劣化的抑制控制动作中，特别是，在从停车怠速期间至行驶期间为止的范围内，考虑到乘客感觉的车室内的NV(噪声和振动)的上限来使空气压缩机电力Pap增加，因此与该部分相应地燃料电池发电电力Pfc满足最低发电要求电力Pfcminreq的场景(比例)增加，能抑制燃料电池堆18的高电位的劣化加剧。
[第二实施例：从燃料电池车辆10的行驶期间至停车怠速期间为止时的NV(噪声和振动)以及对高电位劣化的抑制控制动作]
接着，下面参照图3的时序图来对本发明的实施方式所涉及的燃料电池车辆10的运转控制方法{从行驶期间至停车怠速期间时的乘客感觉的NV(噪声和振动)的抑制控制以及高电位劣化的抑制控制}进行说明。
在图3的时序图中，横轴表示时间，纵轴的下段表示车速Vv、中段表示空气压缩机42的电力消耗量(空气压缩机电力)Pap和燃料电池发电电力Pfc，上段表示蓄电池14的蓄电池电力Pbat(在0值以上表示蓄电池放电电力，在小于0值表示蓄电池充电电力)。
在时间点t11～时间点t12之间，燃料电池车辆10以固定的车速Vv行驶。
另外，在时间点t11～时间点t12之间，由发电控制部26A将发电电力Pfc设定为比最低发电要求电力Pfcminreq大的状态并继续进行发电，因此能抑制燃料电池堆18的高电位劣化。
还有，在时间点t11～时间点t12之间，空气压缩机电力Pap设定为大于比较例所涉及的空气压缩机电力Papre且小于作为乘客感觉的车室内的NV(噪声和振动)的上限值的空气压缩机NV上限电力Papnvlim的电力。
另外，在时间点t11～时间点t12之间，利用大致为燃料电池发电电力Pfc与空气压缩机电力Pap的电力差(Pfc-Pap)和成为放电电力侧的蓄电池电力Pbat的合成电力，来驱动电机16。
在时间点t12～时间点t14的燃料电池车辆10的减速行驶期间，首先，发电控制部26A在初期的时间点t12～时间点t13之间使燃料电池发电电力Pfc急剧减少。
在时间点t13，当蓄电池14的蓄电池电力Pbat达到蓄电池充电限度Pbatclim时，剩余发电量消耗控制部26B使空气压缩机电力Pap阶梯状地不停地减少至比较例的空气压缩机电力Papre，NV沿着能够允许的空气压缩机NV上限电力Papnvlim逐渐减少。由此，不是根据减少的部分来使燃料电池发电电力Pfc在时间点t13以后急剧减少，而是能够沿着最低发电要求电力Pfcminreq逐渐减少，因此在整个时间点t12～时间点t14的减速期间，能够抑制燃料电池堆18的高电位劣化。
此外，在比较例中，在时间点t13以后，沿着发电要求电力Pfcreqre使燃料电池发电电力Pfc急剧减少至时间点t14以后的停车怠速期间的最低发电要求电力Pfcminreq。
在时间点t14～时间点t15的停车怠速期间，发电控制部26A使空气压缩机42以空气压缩机NV上限电力Papnvlim进行动作，以使燃料电池堆18能够以燃料电池最低发电要求电力Pfcminreq继续进行动作，因此能够将向蓄电池14的充电电力Pbat保持为零值。
在从以上所说明的第二实施例的燃料电池车辆10的行驶期间至停车怠速期间时的对高电位劣化的抑制控制动作中，发电控制部26A和剩余发电量消耗控制部26B进行协调控制，特别地，在由虚线的框围起来的减速行驶期间，考虑到空气压缩机NV上限电力Papnvlim(NV上限)来使空气压缩机电力Pap减少，因此与该部分相应地燃料电池发电电力Pfc满足最低发电要求电力Pfcminreq的场景(比例)增加，能抑制燃料电池堆18的高电位劣化。
[实施方式(第一实施例和第二实施例)的动作原则]
这里，参照图4的流程图以及图5的车速和空气压缩机上限电力特性图来对上述的第一实施例和第二实施例的动作原则进行说明。
在步骤S1中，发电控制部26A基本上在能够抑制高电位劣化的高负载状态(燃料电池堆18的低电压大电流输出状态)下对燃料电池堆18进行发电控制。
因此，在步骤S2中判定是否产生从燃料电池堆18的发电电力Pfc减去载荷(电机16、空气压缩机42等)的驱动电力而得的电力为正的剩余发电电力，在判定为没有产生剩余发电电力的(步骤S2：否)情况下，继续进行步骤S1中的高负载发电。
在步骤S2的判定中，在判定为产生有剩余发电电力的(步骤S2：是)情况下，剩余发电量消耗控制部26B在步骤S3中通过SOC传感器2获取在蓄电池14的充电状态SOC是否有余量(尚未达到蓄电池充电限度Pbatclim)。
在判定为在蓄电池14的充电状态SOC存有余量(步骤S3：是)的情况下，剩余发电量消耗控制部26B在步骤S4中向蓄电池14充入剩余发电电力的部分。
另一方面，在步骤S3的判定中，在判定为在蓄电池14的充电状态SOC没有余量(步骤S3：否)的情况下，为了尽可能地使燃料电池堆18的高负载发电状态继续，在步骤S5中，计算预先决定的、乘客不会对车室内的NV(噪声和振动)感到不适的水平的空气压缩机NV上限电力Papnvlim。
图5表示用于计算与车速Vv[km/h]相应的、作为空气压缩机NV上限电力Papnvlim[kW]的阈值的对应表(对应图)100。
基本上，空气压缩机NV上限电力Papnvlim在停车怠速期间(Vv＝0)被设为最小值而且根据车速Vv的增加被设为大的值，但是根据作为参数的行驶道路的状态，与不良道路侧的砂石道路等产生行驶噪音大的道路上的特性102相比较，将混凝土等产生行驶噪音小的道路上的特性101设为小的值(阈值)，以抑制产生NV。
此外，能够通过导航装置等来获取是否为不良道路。
在步骤S5中，当计算与车速Vv[km/h]和行驶道路状况相应的空气压缩机NV上限电力Papnvlim[kW]时，在步骤S6中，剩余发电量消耗控制部26B将所计算出的空气压缩机NV上限电力Papnvlim设为上限电力来驱动空气压缩机42，由此燃料电池堆18的剩余发电电力被空气压缩机42消耗(废电)。
此外，在步骤S6中，剩余发电电力被空气压缩机42消耗，也就是说在废电时，为了避免所需以上的氧化剂气体流向空气供给流路44，调节使成为剩余的氧化剂气体通过稀释器56导向外部(大气)的旁路流路57的阀51的阀开度。
[实施方式(第一实施例和第二实施例)的总结]
本实施方式所涉及的燃料电池车辆10具备：燃料电池堆18，其用于向负载(电机16、空气压缩机42等辅助设备)供给电力；作为氧化剂气体供给单元的空气压缩机42，其向燃料电池堆18供给氧化剂气体；作为燃料气体供给单元的高压氢罐58，其向燃料电池堆18供给燃料气体；发电控制部26A，其控制燃料电池堆18的发电状态；蓄电池(蓄電装置)14；作为充电状态获取单元的SOC传感器2，其获取蓄电池14的充电状态；剩余发电量消耗控制部26B，其根据由所述SOC传感器2获取到的蓄电池14的充电状态来使燃料电池堆18的剩余发电量向蓄电池14充入，并且将空气压缩机42的驱动状态控制至乘客能够允许车室内的NV(噪声和振动)的驱动上限电力(空气压缩机NV上限电力Papnvlim)，来使燃料电池堆18的剩余发电量消耗；以及作为车速获取单元的车速传感器4，其获取车速Vv。
在该情况下，剩余发电量消耗控制部26B根据由车速传感器4获取到的车速Vv来可变地设定空气压缩机42的所述驱动上限电力(空气压缩机NV上限电力Papnvlim)。
这样，由于根据车速Vv来可变地设定空气压缩机42的驱动上限电力(空气压缩机NV上限电力Papnvlim)，例如能够在空气压缩机42的NV(噪声和振动)不会给乘客带来不适感的范围内，利用空气压缩机42来消耗燃料电池堆18的剩余发电量。
另外，还具备作为要求负载获取单元的加速踏板传感器6，该加速踏板传感器6获取与燃料电池车辆10的行驶要求相伴随的电机16等负载的要求负载。在该情况下，发电控制部26A将燃料电池堆18的发电控制为比由加速踏板传感器6获取到的所述要求负载高并且在能够抑制燃料电池堆18的劣化的发电区域，剩余发电量消耗控制部26B控制空气压缩机42的驱动状态，由此使该空气压缩机42消耗抑制劣化发电控制时的所述剩余发电量。因此，能够抑制燃料电池堆18的高电位劣化。
另外，在由SOC传感器2获取到的蓄电池14的充电状态成为了充电状态阈值的情况下，在由车速传感器4获取到的车速Vv表示加速状态(在图2中，时间点t5～时间点t6)时，剩余发电量消耗控制部26B根据车速Vv来使空气压缩机42的所述驱动上限电力(空气压缩机NV上限电力Papnvlim)增加，由此能够利用空气压缩机42来恰当地消耗剩余电力，并且抑制燃料电池堆18的高电位劣化。
还有，在由SOC传感器2获取到的蓄电池14的充电状态成为了充电状态阈值的情况下，在由车速传感器4获取到的车速Vv表示减速状态(在图3中，时间点t12～时间点t14)时，剩余发电量消耗控制部26B根据车速Vv来使空气压缩机42的所述驱动上限电力(空气压缩机NV上限电力Papnvlim)减少，由此能够由空气压缩机42恰当地消耗剩余电力，并且抑制燃料电池堆18的高电位劣化。
另外，由于构成为在作为氧化剂气体供给单元的空气压缩机42设置能够经由阀51向外部放出氧化剂气体的旁路流路57，并且空气压缩机42消耗剩余电力时成为剩余的氧化剂气体通过旁路流路57和稀释器56向外部(大气)放出，因此能够将燃料电池堆18的含水量控制为适量。
此外，本发明不限于上述的实施方式，能够采用各种各样的结构，这是当然的。

Claims (9)

1.一种燃料电池车辆，其特征在于，具备：
燃料电池，其向负载供给电力；
氧化剂气体供给单元，其向所述燃料电池供给氧化剂气体；
燃料气体供给单元，其向所述燃料电池供给燃料气体；
发电控制部，其控制所述燃料电池的发电状态；
蓄電装置；
充电状态获取单元，其获取所述蓄電装置的充电状态；
剩余发电量消耗控制部，其使所述燃料电池的剩余发电量向所述蓄電装置充入，并且根据由所述充电状态获取单元获取到的所述蓄電装置的充电状态将所述氧化剂气体供给单元的驱动状态控制至驱动上限电力，来使所述燃料电池的剩余发电量消耗；以及
车速获取单元，其用于获取车速，
其中，所述剩余发电量消耗控制部根据由所述车速获取单元获取到的所述车速来可变地设定所述氧化剂气体供给单元的所述驱动上限电力。
2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，
还具备要求负载获取单元，该要求负载获取单元获取与该燃料电池车辆的行驶要求相伴随的所述负载的要求负载，
所述发电控制部将所述燃料电池的发电控制为比由所述要求负载获取单元获取到的所述要求负载高并且在能够抑制所述燃料电池的劣化的发电区域，
所述剩余发电量消耗控制部控制所述氧化剂气体供给单元的驱动状态，由此使所述氧化剂气体供给单元消耗抑制劣化发电控制时的所述剩余发电量。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆，其特征在于，
在由所述充电状态获取单元获取到的所述蓄電装置的充电状态成为了充电状态阈值的情况下，在由所述车速获取单元获取到的车速表示加速状态时，所述剩余发电量消耗控制部根据所述车速来使所述氧化剂气体供给单元的所述驱动上限电力增加。
4.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆，其特征在于，
在由所述充电状态获取单元获取到的所述蓄電装置的充电状态成为了充电状态阈值的情况下，在由所述车速获取单元获取到的车速表示减速状态时，所述剩余发电量消耗控制部根据所述车速来使所述氧化剂气体供给单元的所述驱动上限电力减少。
5.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，
在所述氧化剂气体供给单元设置能够经由阀向外部放出氧化剂气体的旁路流路。
6.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，
所述氧化剂气体供给单元的所述驱动上限电力在停车怠速期间被设为最小值而且根据所述车速的增加被设为大的值，但是与行驶道路为不良道路的情况相比较，在产生行驶噪音小的道路的情况下，被设为抑制所述大的值而得的值。
7.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，
所述氧化剂气体供给单元是空气压缩机，
所述燃料电池车辆进行如下控制：在所述车速为零值的停车怠速期间，在能够抑制高电位劣化的高负载状态下控制所述燃料电池的发电，利用剩余发电电力对所述蓄電装置进行充电，在所述蓄電装置没有充电余地时，使所述空气压缩机的转速上升来增加所述充电余地。
8.根据权利要求7所述的燃料电池车辆，其特征在于，
使所述空气压缩机的转速上升，使所述空气压缩机的电力增加至所述停车怠速期间的该燃料电池车辆的乘客感觉能够允许的噪声和震动水平的上限值。
9.根据权利要求7所述的燃料电池车辆，其特征在于，
在所述空气压缩机设置经由阀向外部放出氧化剂气体的旁路流路，在使所述空气压缩机的转速上升时使所述阀打开。
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