坐標(biāo)圖。
[0028]圖11是表示變形例的燃料電池和燃料電池的冷卻系統(tǒng)回路的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]第一實(shí)施方式:
[0030]圖1是表示搭載有燃料電池的燃料電池搭載車輛10(以下，也簡稱為“車輛10” )的說明圖。車輛10具備燃料電池100、控制部200(也稱為ECU(Electronic ControlUnit))、速度計120、二次電池130、電力分配控制器140、驅(qū)動電動機(jī)150、驅(qū)動軸160、動力分配齒輪170、車輪180、環(huán)境溫度傳感器190。
[0031]燃料電池100是用于使燃料氣體與氧化劑氣體發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而取出電力的發(fā)電裝置?？刂撇?00對燃料電池100、二次電池130、電力分配控制器140的動作進(jìn)行控制?？刂撇?00使用燃料電池100作為車輛10的主要動力源，但是在車輛10剛起動之后等燃料電池100的發(fā)電力小的情況下，可以使用二次電池130作為用于使車輛10移動的電力源。作為二次電池130，可以采用例如鎳氫電池、鋰離子電池。向二次電池130的充電例如以如下方式進(jìn)行:通過使用從燃料電池100輸出的電力進(jìn)行直接充電或在車輛10減速時通過驅(qū)動電動機(jī)150對車輛10的動能進(jìn)行再生而充電。電力分配控制器140接受來自控制部200的命令，控制從燃料電池100向驅(qū)動電動機(jī)150輸出的電力和從二次電池130向驅(qū)動電動機(jī)150輸出的電力。而且，電力分配控制器140在車輛10的減速時，接受來自控制部200的命令，將通過驅(qū)動電動機(jī)150再生的電力向二次電池130發(fā)送。驅(qū)動電動機(jī)150作為用于使車輛10移動的電動機(jī)起作用。而且，驅(qū)動電動機(jī)150在車輛10減速時，作為將車輛10的動能再生為電能的發(fā)電機(jī)起作用。驅(qū)動軸160將驅(qū)動電動機(jī)150產(chǎn)生的驅(qū)動力向動力分配齒輪170傳遞。動力分配齒輪170向左右的車輪180分配驅(qū)動力。速度計120測定車輛10的速度。環(huán)境溫度傳感器190測定外氣的溫度。
[0032]圖2是表示燃料電池100、燃料電池100的冷卻系統(tǒng)回路300的說明圖。燃料電池系統(tǒng)除了冷卻系統(tǒng)回路300之外，還具備氧化氣體供給排出系統(tǒng)回路、燃料氣體供給排出系統(tǒng)回路，但是在本說明書中，僅說明冷卻系統(tǒng)回路300，關(guān)于氧化氣體供給排出系統(tǒng)回路和燃料氣體供給排出系統(tǒng)回路，省略說明。
[0033]冷卻系統(tǒng)回路300具備冷卻液供給管310、冷卻液排出管320、旁通管330、分流閥340、散熱器350、散熱器風(fēng)扇360 (以下也簡稱為“風(fēng)扇360”)、冷卻液栗370、溫度傳感器380、390。在本實(shí)施方式中，使用水作為冷卻液。因此，將冷卻液也稱為“冷卻水”，冷卻液栗370也稱為“冷卻水栗370”或“水栗370 (W/P) ”。在本實(shí)施方式的附圖中，冷卻液栗370標(biāo)記為“W/P”。
[0034]冷卻液從冷卻液供給管310向燃料電池100供給，向冷卻液排出管320排出。將冷卻液供給管310也稱為“冷卻液供給流路”。散熱器350與冷卻液供給管310和冷卻液排出管320連接。在冷卻液排出管320和冷卻液供給管310連接有使冷卻液不流向而繞過散熱器350的旁通管330。在冷卻液排出管320與旁通管330的連接部設(shè)有分流閥340。分流閥340將在冷卻液排出管320中流動的冷卻液向散熱器350和旁通管330分流。在散熱器350設(shè)有散熱器風(fēng)扇360，散熱器風(fēng)扇360向散熱器350供給風(fēng)，對在散熱器350中流動的冷卻液進(jìn)行冷卻。冷卻液栗370設(shè)置在散熱器350的下游側(cè)，向燃料電池100供給冷卻液。溫度傳感器380設(shè)置在比冷卻液排出管320與旁通管330的合流部靠散熱器350側(cè)處，溫度傳感器390設(shè)于燃料電池100。溫度傳感器380測定向燃料電池100供給的冷卻液的溫度。溫度傳感器390測定燃料電池100的溫度。需要說明的是，可以將溫度傳感器390設(shè)置在冷卻液排出管320的燃料電池100附近，測定從燃料電池100排出的冷卻液的溫度。需要說明的是，從燃料電池100排出的冷卻液由燃料電池100加熱，因此也可以用作為車輛10的室內(nèi)空調(diào)機(jī)的制熱用熱源。而且，冷卻水不僅使用于燃料電池100，而且也用作為燃料氣體的中間冷卻器用的冷卻液。但是，在本說明書中，關(guān)于這些用途，省略說明。
[0035]在本實(shí)施方式中，通過冷卻液栗370，從冷卻液供給管310向燃料電池100供給冷卻液，冷卻液對燃料電池100進(jìn)行了冷卻之后，從冷卻液排出管320排出。冷卻液通過分流閥340，向散熱器350和旁通管330分流。向散熱器350分流的冷卻液由散熱器350冷卻，但是向旁通管330分流的冷卻液未被冷卻。控制部200通過調(diào)整流向散熱器350的冷卻液與流向旁通管330的冷卻液的流量比(分流比)、散熱器風(fēng)扇360的轉(zhuǎn)速(驅(qū)動電壓)、冷卻液栗370的流量，來控制冷卻液的溫度及燃料電池100的冷卻。
[0036]圖3是控制部200中的冷卻液栗370和散熱器風(fēng)扇的控制框圖?？刂撇?00具備發(fā)熱量算出部210、散熱能力算出部240、動作模式算出部250、風(fēng)扇控制部260、冷卻液栗控制部270 (在圖3中，為W/P控制部)。發(fā)熱量算出部210使用燃料電池100的發(fā)電電力(電流和電壓)，算出燃料電池100的發(fā)熱量。具體而言，使用燃料電池100的IV特性、HHV (高位發(fā)熱量)、LHV (低位發(fā)熱量)來算出。發(fā)熱量是HHV與LHV之間的值。在此，“HHV”是與將燃料氣體完全轉(zhuǎn)換成電力時生成的水為液體的情況下的發(fā)電電力相當(dāng)?shù)臒崃?，“LHV”是與將燃料氣體完全轉(zhuǎn)換成電力時生成的水為氣體的情況下的發(fā)電電力相當(dāng)?shù)臒崃?。LHV是從HHV減去了水蒸氣的冷凝潛熱而得到的值。
[0037]散熱能力算出部240算出能夠從冷卻系統(tǒng)回路300散熱的熱量(也稱為“散熱能力”)。可散熱的熱量使用車輛10的車速和環(huán)境溫度來算出。若環(huán)境溫度低，則向散熱器350供給的空氣的溫度下降，因此可散熱的熱量增大。除了散熱器風(fēng)扇360產(chǎn)生的風(fēng)之外，車輛10行駛產(chǎn)生的行駛風(fēng)也接觸散熱器350。因此，車速越高，行駛風(fēng)也越大，可散熱的熱量越增大。
[0038]動作模式算出部250使用通過發(fā)熱量算出部210算出的發(fā)熱量和通過散熱能力算出部240算出的可散熱的熱量，來生成分流閥340、散熱器風(fēng)扇360、冷卻液栗370的動作模式。關(guān)于動作模式，可以預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等來確定。關(guān)于動作模式的具體例子，在后文敘述。風(fēng)扇控制部260對散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動量進(jìn)行控制，冷卻液栗控制部270對冷卻液栗370的動作進(jìn)行控制。散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動量由散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓控制。
[0039]圖4是表示冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw、散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo、可散熱的熱量Q、動作模式的說明圖。首先，說明一般性的動作。散熱器350的散熱量通常與(散熱器350的表面溫度-空氣溫度)、(空氣的流量)及(冷卻液的流量)相關(guān)。散熱器350的表面溫度可以假定為與散熱器350中的冷卻液的溫度相等?？諝獾牧髁坑缮崞黠L(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo和行駛風(fēng)來決定。行駛風(fēng)的大小由車速決定。冷卻液栗370的冷卻液的流量與冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw成比例。因此，當(dāng)假定為車速、環(huán)境溫度、散熱器350的表面溫度分別恒定時，可散熱的熱量由冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw、散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo決定。當(dāng)提升冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw，或者提升散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo時，可散熱的熱量增大。但是，冷卻液栗370與散熱器風(fēng)扇360的消耗電力之和增大。而且，即使增大散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo，如果不提高冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw，則散熱器350內(nèi)的冷卻液與空氣的熱交換效率也會降低。其結(jié)果是，從散熱器350的散熱量反而減少。因此，在增大散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo的情況下，優(yōu)選也增大冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw。因此，在本實(shí)施方式中，動作模式以冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw和散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo交替地一方固定且另一方變化的方式作成。冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw、散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo的動作模式逐級變化。由此，能夠簡化控制。而且，能夠減小冷卻液栗370或散熱器風(fēng)扇360等的促動器的變動，能夠抑制促動器的變動產(chǎn)生的NV (聲音或振動的變化)。需要說明的是，若細(xì)微地控制冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw和散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo，則用于存儲動作模式的映射變大，但是能夠進(jìn)行近似于由虛線表示的平滑的曲線的控制。
[0040]圖5是表示散熱量Q、分流比dr、冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw、散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo的關(guān)系的說明圖。圖6是表示散熱量Q、分流比dr、冷卻液栗370的轉(zhuǎn)速rw、散熱器風(fēng)扇360的驅(qū)動電壓Vo的關(guān)系的坐標(biāo)圖。需要說明的是，在圖5及圖6中，散熱量QO?Q6都不為O，是從QO到Q6逐漸變大的值。而且，轉(zhuǎn)速rwl?rw3也都不為0，且rwl〈rw2〈rw3。而且，驅(qū)動電壓Vol?Vo3也都不為0，且Vol〈Vo2〈Vo3。而且，圖5、6所示的動作模式是用于抑制噪聲振動并使冷卻液栗370、散熱器風(fēng)扇360的消耗電力最小的動作模式。因此，不使用于不應(yīng)該抑制噪聲振動的情況、例如散熱比噪聲振動優(yōu)先的情況。
[0041](I)散熱量Q為O彡Q〈