燃料电池车辆和燃料电池车辆的控制方法与流程

本发明涉及燃料电池车辆和燃料电池车辆的控制方法。

背景技术：

设置有主要通过燃料电池执行电力生成的燃料电池系统的车辆使用大气(空气)用于各种目的。一个目的在于，空气被用作待与作为燃料气体的氢气反应的氧化剂气体。为了把与待生成的电力的量对应的空气送到燃料电池中，燃料电池系统设置有压缩机。

除此以外，在燃料电池系统中，大量的空气也在用于稀释待被排出的氢气的稀释器中使用。例如，在日本未审专利申请特开第2009-170209号(jp2009-170209a)中，通过来自燃料电池的排气引起负压，并且负压被用于吸入用于稀释所需的空气。来自燃料电池的排气是通过燃料电池系统的压缩机送到燃料电池中的空气的残余气体，所述残余气体不用于燃料电池中的化学反应。

技术实现要素：

在jp2009-170209a中，使用排气的负压，但是，压缩机的动力被用于引起该负压。最后，使用在燃料电池系统中的空气需要操作压缩机并且消耗电力。其结果是电力被用于燃料电池以生成电力。因此，为了增大燃料电池系统的效率，要求在整个燃料电池车辆中有效地使用能量，包括压缩机的功率消耗。

本发明可以被实现为以下方面和应用。

本发明的一个方面涉及一种燃料电池车辆，该燃料电池车辆包括：燃料电池；具有引起下压力的形状的部分，所述部分是车身的底板的至少一部分，并且被构造成通过在底板的下方经过的风将下压力施加到车身；和排气端口，来自燃料电池的阴极侧通路的排气经由所述排气端口排出，其中，所述排气端口被布置在负压区域中，在该负压区域中，通过引起下压力的形状引起负压。

在以上方面的燃料电池车辆中，用于排气的排气端口被布置在负压区域中，使得在燃料电池的阴极侧通路中流动的氧化剂气体可以通过负压的使用而被吸入。通过引起下压力的形状来引起负压，所述形状通过在车辆的底板的下方经过的风引起下压力。因此，利用以上方面的燃料电池车辆，不需要提供专用部件或者执行形成专用形状的处理以用于通过负压的使用来在阴极侧上吸入气体。

在以上方面中，燃料电池和具有引起下压力的形状的所述部分可以被设置在车身的在行驶方向上的前部中。利用以上方面的燃料电池车辆，由行驶风引起的下压力可以容易地在车身的在行驶方向上的前部中获得。

在以上方面中，车身的在行驶方向上的前部可以是燃料电池车辆中设置的后轮之前的部分。在以上方面的燃料电池车辆中，排气端口被设置在负压区域中。利用这样的构造，排气端口的位置也可以被放置在后轮的前方，使得构造就与随后的车辆的关系而言是优选的。

在以上方面中，负压区域可以设置在燃料电池车辆中设置的前轮和后轮之间。利用以上方面的燃料电池车辆，可以通过从车辆前后方向上的前侧的行驶风有效地引起下压力，并且排气端口的位置可以被放置在期望的范围内。

在以上方面中，引起下压力的形状可以包括：平面部，所述平面部被设置在底板的至少一部分中，并且被以相对于路面±20度内的角度形成；和突出部，所述突出部从所述平面部在朝向路面的方向上突出。利用以上方面的燃料电池车辆，负压区域可以被有效地由平面部和突出部形成。

在以上方面中，燃料电池车辆可以进一步包括：空气供给器，所述空气供给器由动力源的驱动力驱动，并且被构造成将空气供给到燃料电池；检测部，所述检测部被构造成检测或估算由引起下压力的形状引起的负压的大小；和控制器，所述控制器被构造成执行控制以根据由检测部检测到或估算出的负压的大小来减小由动力源驱动的空气供给器的驱动量。利用以上方面的燃料电池车辆，空气供给器的驱动量可以减小，并且整个车辆的能量效率可以升高。当空气供给器的驱动量可以减小时，可以使得将设置在车辆中的空气供给器的尺寸和等级较小，使得作为整体，车辆中的能量效率可以提高。

在以上方面中，空气供给器可以是被构造成将空气送到燃料电池中的压缩机，所述压缩机被设置通路的上游侧上，空气经由所述通路被供给到燃料电池。利用以上方面的燃料电池车辆，可以减小将空气送到燃料电池中的压缩机的电力。注意，作为空气供给单元，除了压缩机之外，也可以采用在连接到燃料电池的阴极通路的排气侧通路侧上吸入空气的构造。

在以上方面中，压缩机可以是涡轮压缩机。在以上方面的燃料电池车辆中，涡轮压缩机在停止时具有比罗茨型压缩机的空气阻力小的空气阻力，并且这有利于通过负压在阴极通路中吸入气体。自然地，在使用通过负压吸气的情形下，可以使用任何压缩机(诸如罗茨型压缩机)。

在以上方面中，检测部可以是负压传感器、速度传感器和流速传感器中的至少任一种。负压传感器可以测量负压的大小。速度传感器可以检测燃料电池车辆的速度。流速传感器可以测量排气端口周围的空气的流速。利用以上方面的燃料电池车辆，负压的大小可以被直接检测到并且可以从诸如速度的参数估算出。

在以上方面中，控制器可以被构造成，当由检测部检测到或估算出的负压的绝对值大于或等于预定值时，不驱动空气供给器。利用以上方面的燃料电池车辆，如果在阴极侧上的必需气体的吸入可以通过负压区域中的负压来执行，则空气供给器可以停止。

本发明的另一方面涉及一种用于控制燃料电池车辆的控制方法，所述燃料电池车辆被构造成使得车身底板的至少一部分被形成为具有如下形状，所述形状通过在底板的下方经过的风对车身引起下压力，并且排气端口被布置在负压区域中，其中来自燃料电池的阴极侧通路的排气经由所述排气端口排出，在所述负压区域中，由引起下压力的形状引起负压，所述控制方法包括：检测或估算由引起下压力的形状引起的负压的大小；并且根据所检测到或估算出的负压的大小来控制空气供给器的驱动量，所述空气供给器被构造成将空气供给到燃料电池，其中，空气供给器由动力源的驱动力驱动。

利用以上方面的控制方法，阴极侧上的气体的吸入可以使用由引起下压力的形状引起的负压来执行，并且空气供给器的驱动量根据负压的大小来控制。因此，可以控制空气供给器的驱动量，而不提供任何专用部件或执行形成专用形状的处理。这使得能够增大整个车辆的能量效率。

除了以上描述的方面外，本发明还可以被执行为如下发明，诸如燃料电池车辆的设计方法、燃料电池车辆的制造方法、车辆下覆盖件及其制造方法等。

附图说明

以下将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业意义，在附图中，相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：

图1是示意性图示设置有燃料电池的车辆的基本部分的构造的解释图；

图2是图示设置在车辆中的燃料电池系统的示意性构造的解释图；

图3是图示主要基于燃料电池系统中的控制器的输入输出关系的解释图；

图4是示意性图示燃料电池车辆的底面的解释图；

图5是示意性图示与燃料电池的阴极连通的排气端口周围的部分的解释图；

图6是图示由控制器执行的出行操作处理例程的流程图；

图7是图示省电系数映射的示例的解释图；并且

图8是图示在执行省电控制时的空气压缩机电力mp等的转变的图。

具体实施方式

图1是示意性图示设置有燃料电池的燃料电池车辆10(下文仅称为车辆10)的构造的解释图。在图1中，燃料电池车辆10的外观由虚线指示，并且主要部件由实线指示。除了车身、用于支撑车身的前轮和后轮等之外，车辆10还包括燃料电池100、控制器110(也称为电子控制单元(ecu))和燃料气体罐210，作为燃料的氢气被以高压累积在该燃料气体罐210中。燃料电池100被设置在车辆10的前部中，并且燃料气体罐210被设置在车辆10的后部中。来自燃料气体罐210的氢气经由燃料气体供给通路220供给到燃料电池100，所述燃料气体供给通路220被设置成从车辆10的车舱空间的下方(底板的下方)经过。

燃料电池100通过从燃料气体罐210送出的作为燃料气体的氢气和通过使用大气空气送出的作为氧化剂气体的氧气之间的电化学反应来生成电力。燃料电池100被构造成电池组，其中多个单体电池被层叠。单体电池是用于执行电力生成的单元。氢气和氧气被分别经由电池组的内部的通路供给到每个单体电池中的阳极和阴极，并且在每个单体电池中，通过质子经由聚合物电解质膜(未图示)的移动来执行电力生成。因为包括氧气的空气被送到阴极中，使得化学计量比为1.0或更多，所以未用于电化学反应的空气被从燃料电池100排出。空气在燃料电池100中通过的通路被称为阴极侧通路。排气端口480被设置在燃料电池100中，排气经由排气端口480从阴极侧通路排出。排气端口480被进一步设置在下覆盖件70的后侧终端的后方，该后侧终端覆盖车辆10的底板的前部。突出部80被设置在下覆盖件的在车辆10的车辆前后方向上的后侧终端中。稍后将详细描述燃料电池100的总体构造、排气端口480和下覆盖件70之间的关系等。

图2是操作燃料电池100的燃料电池系统11的示意性构造图。燃料电池系统11大致包括燃料电池100、燃料气体供给回路200、空气供给回路300、排气回路400、冷却回路500和用于控制设置在每个回路中的阀、马达等的控制器110。当设置在车辆中的启动开关120被接通时，控制器110操作燃料电池系统11，使得由燃料电池100执行电力生成。这里生成的电力被用于驱动驱动马达150，并且驱动马达150经由动力分配齿轮使驱动轮180旋转，使得车辆行驶。在图2中，电力系统被以简化方式图示，但是燃料电池系统11设置有蓄电池130，使得驱动马达150、附件(未示出)等由来自蓄电池130的电力驱动，直到建立来自燃料电池100的电力供给为止。此外，在制动时，由驱动马达150重新生成的电力被存储在蓄电池中。为了执行这样的电力控制，车辆10设置有电力分配控制器140，该电力分配控制器140包括逆变器、用于升压和降压的转换器等。控制器110与电力分配控制器140通信，使得控制器110可以检测燃料电池100的电力生成状态，更具体地是检测电力生成电压dc、供给电流ia等。包括电力分配控制器140的构造的详细描述被省略。

以下描述组成燃料电池系统11的构件。如已经描述的，燃料电池100使用氢气和氧气之间的反应来执行电力生成。燃料电池100设置有用于检测该燃料电池100的温度的温度传感器105。燃料气体供给回路200将氢气从燃料气体罐210供给到燃料电池100。主阀250、调节器260和注射器270被从燃料气体罐210侧顺序地设置在燃料气体供给通路220中。主阀250接通或断开来自燃料气体罐210的燃料气体的供给。调节器260将燃料气体的压力减小到预定压力，并将燃料气体供给到注射器270。注射器270是开/关阀类型的，并且是如下的燃料注射装置，该燃料注射装置被构造成基于阀打开比(负载比)来调节供给到燃料电池100的氢气量。在本实施例中，三个注射器270彼此平行放置。注意的是，注射器270的数目不限于三个，而是可以设置一个注射器或多个(两个或更多个)注射器。当像本实施例那样设置多个注射器270时，能够容易地根据燃料电池100要求生成的电力生成量来调节待注射和供给到燃料电池100的燃料气体的量。用于高压的压力传感器255被设置在调节器260的上游侧上，该压力传感器255被构造成检测输出侧上的燃料气体罐210的压力，而用于低压的压力传感器275被设置在注射器270的下游侧上。

燃料气体供给回路200进一步设置有燃料气体排气通路230和燃料气体回流通路240。来自燃料电池100的燃料排气经由燃料气体排气通路230排出。燃料气体回流通路240被连接到燃料气体排气通路230和燃料气体供给通路220。气体/液体分离器280被设置在燃料气体排气通路230和燃料气体回流通路240之间。燃料排气包括杂质(诸如未被反应消耗的燃料气体和已经移动通过燃料电池100的氮气)和水。气体/液体分离器280使水从燃料排气中的气体(杂质诸如燃料气体和氮气)分离。燃料气体回流通路240设置有回流泵290。包括由气体/液体分离器280分离的未消耗的燃料气体的气体通过回流泵290返回到燃料气体供给通路220，使得气体被重新使用。稍后将描述通过气体/液体分离器280分离的水。

空气供给回路300是用于向燃料电池100供给包括作为氧化剂气体的氧气的空气。送到燃料电池100的空气也称为“空气”或“吸入空气”。空气供给通路320具有形成在其上游端中的进气端口305，空气经由该空气供给通路320被送到燃料电池100中。空气供给通路320从进气端口305朝向燃料电池100顺序地包括：空气净化器310，所述空气净化器310用于移除空气中的粉尘；空气压缩机330，所述空气压缩机330用于将空气压缩和送到燃料电池100中；内冷却器340，所述内冷却器340用于使用从冷却回路500分开的冷却剂来对压缩空气(吸入空气)进行冷却；和入口阀350，所述入口阀350用于在燃料电池100不被使用时切断燃料电池100和大气空气之间的连通。此外，用于检测大气压力的大气压传感器375被设置在空气供给通路320的最上游部分中，并且空气净化器310设置有用于检测外部温度的外部空气温度传感器380。用于检测进气量的空气流量计385被设置在空气净化器310的下游侧上。在本实施例中，作为空气供给器的空气压缩机330是涡轮压缩机。

排气回路400被连接到燃料电池100，并且包括排气通路410，未用于燃料电池100中的电力生成的空气经由该排气通路410排出。用于调节燃料电池100中的空气的压力的压力调节阀420和用于减小排气的排气噪音的消音器470被从燃料电池100侧顺序地设置在排气通路410中，并且排气端口480被设置在排气通路410的终端中。经由气体/水排出阀440连接到气体/液体分离器280的燃料气体排出通路430和经由旁通阀455连接到空气供给通路320的氧化剂气体旁通通路450被连接在压力调节阀420和消音器470之间。

在燃料电池100正常操作时，从空气供给回路300供给的空气通过在燃料电池100中层叠的单体电池的阴极，并且被从排气回路400排出。通常通过空气压缩机330对空气的压缩和连同此的空气的送出来实现空气的流动。通过调节待被供给到作为用于驱动空气压缩机330的动力源的马达355的电力，待被送到燃料电池100中的空气量是可变的。在本实施例的燃料电池100中，当由于燃料气体经由燃料气体回流通路240的循环和重新使用，从燃料气体排气通路230排出的燃料排气的氮浓度增大或者气体/液体分离器280中的水的量增大时，气体/水排出阀440可以被打开使得水和气体经由排气通路410从燃料气体排出通路430排出。待被排出的气体除了诸如氮气的杂质以外还包括燃料气体，并且因此，旁通阀455视需要被打开，使得待排出的气体被从氧化剂气体旁通通路450供给的空气稀释。

冷却回路500包括冷却剂供给通路510、冷却剂排出通路515、散热通路520、水泵525、散热器530、旁通通路540和三通阀545。冷却剂供给通路510是用于将冷却剂供给到燃料电池100的通路，并且通过水泵525将冷却剂送到燃料电池100中。冷却剂排出通路515是用于从燃料电池100排出冷却剂的通路。冷却剂排出通路515设置有温度传感器550，并且温度传感器550测量从燃料电池100排出的冷却剂的温度。由温度传感器550测量的温度通常等于燃料电池100的温度，使得由温度传感器550测量的温度可以被用作燃料电池100的温度，并且温度传感器105可以被省略。冷却剂排出通路515的下游部分经由三通阀545被连接到散热器通路520和旁通通路540。散热器530被设置在散热器通路520中。散热器530设置有散热器风扇535。散热器风扇535将风送到散热器530，以便促进散热器530的散热。散热器通路520的下游部分和旁通通路540的下游部分被连接到冷却剂供给通路510。冷却剂供给通路510和冷却剂排出通路515被连接到内冷却器340。

如在图3中所示，控制器110是包括cpu111、存储器112、输入端口115和输出端口117的计算机，并且通过执行存储在存储器112中的程序来控制燃料电池系统11。用于处理的程序和诸如节省电力系数映射(如下描述)也被以非易失性方式存储在存储器112中。

温度传感器105、380、550、压力传感器255、275、375和燃料电池系统11的空气流量计385、用于检测车辆的速度的车速传感器90等被连接到控制器110的输入端口115。因此，控制器110可以监测燃料电池系统11的状态。同时，设置在燃料电池系统11中的制动器，即，各种泵290、525、各种阀250、350、420、455、545、各种马达335、535等被连接到控制器110的输出端口117。因此，控制器110通过驱动这些致动器以将作为燃料气体的氢气和包括作为氧化剂气体的氧气的空气供给到燃料电池100，而使燃料电池100输出所要求的电力。此外，如上所述，控制器110通过使用由燃料电池100由此生成的电力来驱动驱动马达150，使得车辆10行驶。注意，在图3中，未示出与驱动马达150等的连接。

以下参考图4描述燃料电池100的排气端口480的布置等。图4是示意性图示车辆10的底面的解释图。考虑到排气、水等的排出，车辆10的底面不被完全覆盖。然而，车辆10的底面设置有覆盖件，以便保护容纳在发动机室等中的燃料电池100等。在本实施例中，图1中所示的下覆盖件70被分成多个部分，使得第一下覆盖件71、第二下覆盖件72和第三下覆盖件73被从车辆10的前侧顺序地设置。自然地，下覆盖件70可以由一块板组成。在本实施例中，下覆盖件由金属制成，但是如果能够提供需要的强度，也可以由增强塑料等制成。

前扰流板60被进一步设置在下覆盖件70之前，以便限制空气在车辆10的底面上的流动。此外，突出部80被设置在第三下覆盖件73的最后端的在车辆宽度方向上的右侧(在右手驱动车辆中的驾驶员座椅侧)上。这里，突出部指从车辆10的底板朝向地面突出的部分。第一至第三下覆盖件71至73使从前扰流板60吸入的空气在车辆10的底面和路面之间流动，以便生成本实施例中的下压力。这是因为第一至第三下覆盖件71至73被形成为使得车辆10的底面与路面之间的间隙沿着空气的流动从车辆10的前侧到车辆10的后侧变窄。因为车辆10的底面与路面之间的空间变窄，所以流速增大并且引起负压，使得获得下压力。因此，期望的是，特别地，下覆盖件中的第三下覆盖件73被形成为具有相对于路面±20度之内的角度的平面部。

此外，在本实施例中，突出部80被设置在第三下覆盖件73的后端中，并且燃料电池100的排气回路400的终端中的排气端口480被设置在突出部80的后方。图5中示出突出部80和排气端口480的布置。如在图5中示意性图示的，在第三下覆盖件73的下方流动的空气的流速db由于突出部80而增大，使得在突出部80的后方局部地引起负压。排气端口480在负压区域npa中开口。

因为空气供给回路300的进气端口305具有基本上等于大气压力的压力，所以就整个燃料电池100而言，在车辆10的行驶期间，在进气端口305与排气端口480之间存在大的压力差。因此，在车辆10正在行驶的同时，由于压力差，空气从进气端口305朝向排气端口480流动。

在上述燃料电池系统11的构造的前提下，下面将描述由控制器110执行的控制。图6是图示由控制器110执行的出行操作处理例程的流程图。出行指车辆10的一个操作。即，在燃料电池车辆10中，出行是从通过接通启动开关120的车辆10的行驶开始到车辆10停止并且启动开关120被关断为止。

因此，当启动开关120被接通时，图6中所示的处理开始，并且作为燃料气体的氢气和作为氧化剂气体的空气首先被引入到燃料电池100中，使得电池组中的电力生成开始(步骤s100)。当电力生成开始时，随后判定标记fe的值是否是1(步骤s110)。在出行开始时的标记fe的值(即，默认值)是0。因此，紧跟着出行开始之后，步骤s110中的判定是“否”。

鉴于此，控制器110随后执行从车速传感器90读取车速v的处理(步骤s120)，并且判定车速v是否大于事先确定的阈值vth(步骤s130)。当车速v大于阈值vth时，控制器110然后执行从电力节省系数映射读取系数h的处理(步骤s140)。

在图7中示出电力节省系数映射的示例。如在图中所示，在电力节省系数映射中，系数h具有值1直到车速v到阈值vth为止。当车速v超过阈值vth时，系数h变成与车速v对应的小值，并且当车速v变得大于或等于预定值vlt时，系数h变为零。从电力节省系数映射获得的系数h被用于减小空气压缩机330的马达335的控制中的电力消耗，如以下将描述的。

当控制器110从电力节省系数映射读取系数h时，控制器110使用由此读取到的系数h在空气压缩机330的马达335上执行电力控制(步骤s160)。更具体地，马达335的额定电力量pm(该额定电力量pm被事先设定成将与要求的电力生成量对应的量的空气送到燃料电池100中)乘以由此读取的系数h，使得空气压缩机330的马达335被控制。因此，当车速v大于阈值vth时，用于马达335的驱动的电力减小。

这样，当驱动空气压缩机330的马达335的驱动电力减小时，待通过空气压缩机330送到燃料电池100中的空气的量减少。然而，当车辆10正在行驶时，燃料电池100的排气被由在如图5中所示的排气端口480周围的负压区域(参见图5，附图标记npa)中的行驶风引起的负压带出。因此，即使马达335的驱动电力减小，燃料电池100中通常也不发生氧气的缺乏。

因此，控制器110通过使用系数h来在空气压缩机330上执行电力节省控制(步骤s160)，并且控制器110执行读取燃料电池100的电力生成状态的处理(步骤s170)。燃料电池100的电力生成状态指如下的各种参数，可以基于该参数判定燃料电池100的电力生成状态，例如：经由电力分配控制器140获得的燃料电池100的电力生成量、由温度传感器105检测到的燃料电池100的温度、注射器270的下游侧上的压力等。

控制器110综合地判定参数，以便判定燃料电池100的电力生成状态是否正常(步骤s180)。当正常执行电力生成时，控制器110不执行任何操作。同时，当控制器110不能判定电力生成状态正常时，控制器110将异常标记fe设定为1(步骤s190)。此后，控制器110判定出行是否完成(步骤s195)，并且重复处理(步骤s110至s195)直到出行完成为止。

当燃料电池的电力生成由于空气压缩机330的马达335上的电力节省控制而具有异常(fe＝1)时，步骤s110中的判定是“否”。因此，与车速v是阈值vth或更小的情形相似，控制器110转到步骤s150，在1。步骤s150中，系数h被设定为作为结果，当判定燃料电池100的电力生成具有异常并且异常标记fe被设定为1时，在此之后不执行电力节省控制。注意，除了异常标记fe以外，可以设置指示电力节省操作是否被临时停止的标记，使得电力节省操作临时停止标记在步骤s190中被设定为1，并且当标记被设定为1时，电力节省操作被临时停止。每次出行被完成时，标记可以被初始化为1，或者当判定燃料电池100正常操作时，标记可以被初始化为0。可替选地，可以基于事先设定的其它条件来使标记初始化，例如驾驶员的手动操作等。

在图8中例示了如何通过出行处理例程的执行来控制空气压缩机330的马达335的电力等。在该示例中，当燃料电池100被启动(在时刻t0)并且车辆10开始行驶时，从电力节省系数映射找到的系数h是1，直到车速v达到阈值vth时(在时刻t1)为止。因此，将由空气压缩机330的马达335消耗的电力(在图8中被描述为“空气压缩机电力”)mp不特别地减小。此时，由空气流量计385检测到的进气量q超过3l/分钟。进气被供给到燃料电池100中的阴极，以便被用于电力生成，但是3l/分钟的进气量q超过了本实施例中燃料电池100的最大电力生成量所需的空气量。

当车辆10的车速v变成大于阈值vth时，系数h的值根据车速v变小，使得空气压缩机电力mp变小。这是因为在负压区域npa中引起的负压的大小被认为是当车速v变大时变大。即，在估计出的负压的大小高时的空气压缩机电力mp比估计出的负压的大小低时的空气压缩机电力mp低。然后，当车速v超过预定值v0(在时刻t2)时，系数h变为零，并且空气压缩机电力mp也变为零。在这种情形下，负压的大小、即负压的绝对值被认为是大于或等于预定值，其中基于车速v估计所述负压。甚至在这种情形下，进气量q超过燃料电池100的发电所需的3l/每分钟。因此，燃料电池100保持正常执行发电。

根据上述的本实施例的燃料电池车辆，通过在车辆10的行驶期间引起的行驶风在排气端口480的周围的负压区域npa中引起负压，并且使用负压来实现排气从燃料电池100的排出并且甚至将空气吸入到燃料电池100中。在本实施例中，在车速v是预定值v0或更大的情形下，即使空气压缩机330停止，电力生成所需的空气也不会变得不充分。此外，用于吸入空气的负压使用在车辆10行驶时的时刻施加到车辆的下压力的一部分。因此，不需要制备用于引起负压的专用结构等。此外，在车辆10行驶并且要求大的电力的状态下，使用负压的空气被送到燃料电池100中。因此，空气压缩机330和马达335可以减小尺寸。当空气压缩机330和马达335减小尺寸时，它们的重量减小，由此使得能够提高车辆10的燃料效率。

在本实施例中，涡轮压缩机被采用作为空气压缩机330。因此，当车速v高于预定值v0并且空气压缩机330停止时，空气压缩机330对于空气的吸入本身具有的压力损失的程度是小的。自然地，绕过空气压缩机330的旁通通路可以被设定成使得旁通通路在空气压缩机330停止时被打开。在该情形下，容易采用其它类型的压缩机作为空气压缩机330，例如，具有相对高的压力损失的罗茨型压缩机。

此外，在实施例中，基于车速v来判定是否获得由于行驶风的负压。因此，能够避免或限制如下情形的发生：尽管为获得足够的负压，但是空气压缩机330的电力mp减小，并且燃料电池100落入氧气不足中。此外，基于燃料电池100的电力生成状态，如果电力生成状态因某个原因具有任何异常(fe＝1)，则停止对空气压缩机330的电力节省控制。因此，在负压不充分的同时，燃料电池100不操作。可能存在这样的情形：例如，在与车速v相同水平的风在与车辆10的行驶方向相同的方向上吹的情形下，尽管车辆行驶，但不引起负压。在本实施例中，在这样的情形下，停止电力节省控制。然而，每次出行都判定电力节省控制是否停止，并且因此，当行驶方向、风的方向、风能等改变时，在新的出行中可能重新启动电力节省控制。因此，能够充分地获得使用负压对空气压缩机330的电力节省控制的优点。作为基于车速v来估算和确定在负压区域中的负压的出现和量，用于检测风的流速的空气速度指示器或用于直接测量负压的负压传感器(诸如皮托管)可以被设置在排气端口480的附近，使得当负压被实际引起的条件建立时，或者当负压被实际引起时，可以执行对空气压缩机330的电力节省控制。

在本实施例中，在车速v超过阈值之后但直到车速v达到预定值v0为止，空气压缩机电力mp根据车速而减小。然而，在车速v达到规定阈值之前，空气压缩机330可以正常运行，并且当车速v大于或等于规定阈值时，空气压缩机330可以停止。可替选地，即使当车速v变大时，空气压缩机电力mp也可以被维持成大于或等于零。突出部80可以不被特别设置以引起负压。如果下覆盖件70的形状具有可以用作突出部80的部分，则排气端口480可以被设置在该部分的附近中。

通过下覆盖件70的部分的形状引起负压的区域与燃料电池100的布置之间的关系不被特别地限制。然而，当区域被设置在车辆10中前侧上，例如被设置在后端的前方时，能够容易地使用下压力来引起负压。同时，优选地是将排气端口480设置成不那么远离燃料电池100，因为管可以被缩短。为了防止包括在排气中的湿气含量被作为水向后散开，优选的是，排气端口480的位置在车辆10的中央部分附近。作为满足那些条件的布置，排气端口480优选地被放置在车辆10的前轮和后轮之间。自然地，如果基于下压力的负压被使用的点得以满足，其它条件，例如燃料电池100和排气端口480的布置是可改变的。例如，燃料电池100可以被设置在车辆10中的后侧上，并且排气端口480可以被设置在燃料电池100之前。

实施例假设行驶风通过下压力引起负压，但是在车辆10停止时，散热器风扇535的冷却空气可以被引导到排气端口480的附近以便引起负压。当车辆10停止时，燃料电池100的电力生成量通常是小的。因此，通过轻微负压吸引排气，并且最终通过燃料电池100吸入空气，能够确保用于电力生成的必要量的氧气。在该情形下，空气压缩机330和驱动空气压缩机330的马达335可以被省略。

在实施例中，排气端口480附近的负压区域中的负压被用于吸入燃料电池100的电力生成所需的空气，但是通过负压吸入的空气可以被用于增大例如在燃料气体被稀释或排出时要求的空气量。在该情形下，氧化剂气体旁通通路450和旁通阀455可以被省略。

本发明不限于以上实施例和其它实施例，并且在不偏离本发明的精神的范围内，能够实现各种构造。实施例和其它实施例的技术特征可以被替换或适当组合，以便解决一些或全部上述问题，或者以便实现一些或全部以上效果。此外，如果在本说明书中技术特征还未被描述为必要的，则技术特征可以被适当地删除。