燃料电池100以及二次电池130共同构成电力供应电路。驱动电机150充当用于移动燃料电池车辆10的电机。此外，当燃料电池车辆10减速时，驱动电机150充当发电机，用于将燃料电池车辆10的动能再生为电能。驱动轴160是旋转轴，用于将驱动电机150产生的驱动力传输给动力分配齿轮170。动力分配齿轮170在左右车轮180之间分配驱动力。
[0027]图2是示出燃料电池车辆10的燃料电池系统的示意图。燃料电池车辆10包括燃料电池100、燃料气体供应回路200、氧化剂气体供应回路300、废气回路400、以及冷却回路500。
[0028]燃料气体供应回路200包括:燃料气体箱210、燃料气体供应管道220、燃料气体排放管道230、燃料气体再循环管道240、主截止阀250、调节器260、气液分离器280和氢栗290。燃料气体箱210存储燃料气体。在本实施例中，将氢用作燃料气体。燃料气体箱210通过燃料气体供应管道220连接到燃料电池100。主截止阀250和调节器260从燃料气体箱210 —侧按照顺序设置在燃料气体供应管道220中。主截止阀250在接通状态与断开状态之间切换来自燃料气体箱210的燃料气体供应。调节器260调节供应到燃料电池100的燃料气体的压力。
[0029]燃料气体排放管道230排出来自燃料电池100的燃料废气。燃料气体再循环管道240连接到燃料气体排放管道230和燃料气体供应管道220。气液分离器280设置在燃料气体排放管道230与燃料气体再循环管道240之间。燃料废气包含未消耗的氢、通过燃料电池100的氮气以及水。气液分离器280将燃料废气中包含的水与其中包含的气体(氢和氮气)分离。此外，氢栗290设置在燃料气体再循环管道240中。在燃料电池系统中，利用燃料气体再循环管道240和氢栗290将燃料废气供应到燃料电池100，由此将燃料废气中的氢用于产生电力。
[0030]氧化剂气体供应回路300包括:空气清洁器310、空气压缩机320 (也称为“栗320”)、氧化剂气体供应管道330 (也称为“氧化剂气体供应流动通道330”)、大气压力传感器350、外部空气温度传感器360、空气流量计370、所供应气体的温度传感器380、以及所供应气体的压力传感器390。在根据本实施例的燃料电池100中，使用空气(空气中的氧气)作为氧化剂气体。空气清洁器310在吸入空气时从空气中去除灰尘和污垢。栗320压缩空气并通过氧化剂气体供应管道330将空气馈送到燃料电池100。氧化剂气体供应管道330将栗320连接到燃料电池100 (下面要描述的阴极)。大气压力传感器350测量大气压力。外部空气温度传感器360获得空气在吸入之前的温度。空气流量计370测量吸入空气的流率。流率实际上等于供应到燃料电池100的空气量。注意，空气的流率随着栗320的转速而改变。所供应气体的温度传感器380测量供应到燃料电池100的空气的温度，而所供应气体的压力传感器390测量供应到燃料电池100的空气的压力。
[0031]废气回路400包括:废气管道410、压力调节阀420、燃料气体排放管道430、排放排泄阀440、氧化剂气体旁路管道450以及分流阀460。废气管道410排出来自燃料电池100的氧化剂废气。压力调节阀420设置在废气管道410中。压力调节阀420调节燃料电池100中空气的压力。燃料气体排放管道430将气液分离器280连接到废气管道410。排放排泄阀440设置在燃料气体排放管道430中。当燃料废气中的氮气浓度增加或者气液分离器280中的水量增加时，为了排出水和气体(主要是氮气)，控制单元110(图1)打开排放排泄阀440。此时氢也被排出。在本实施例中，燃料气体排放管道430连接到废气管道410，使得排出气体中的氢被氧化剂废气稀释。氧化剂气体旁路管道450将氧化剂气体供应管道330连接到废气管道410。分流阀460设置在氧化剂气体旁路管道450与氧化剂气体供应管道330之间的连接部分。当控制单元110 (图1)打开排放排泄阀440以排出水和气体(主要是氮气)时，控制单元110还打开分流阀460，使得空气流入氧化剂气体旁路管道450并稀释其中的氢。此外，如下所述，在燃料电池车辆10启动期间，当排出燃料电池100的阴极中的氢时，控制单元110打开分流阀460，使得空气流入氧化剂气体旁路管道450并稀释其中的氢。废气管道410充当氧化剂气体排放流动通道和燃料气体排放流动通道两者。
[0032]冷却回路500包括:冷却水供应管道510、冷却水排放管道515、散热器管道520、水栗525、散热器530、旁通管道540以及三通阀545。冷却水供应管道510是用于向燃料电池100供应冷却水的管道，并且水栗525设置在冷却水供应管道510中。冷却水排放管道515是用于从燃料电池100排放冷却水的管道。经由三通阀545，冷却水排放管道515的下游部分连接到散热器管道520和旁通管道540。散热器530设置在散热器管道520中。散热器风扇535设置在散热器530中。散热器风扇535将空气馈送到散热器530，从而促进散热器530的热辐射。散热器管道520的下游部分和旁通管道540的下游部分连接到冷却水供应管道510。
[0033]为了冷却燃料电池100，通过水栗525，将冷却水经由冷却水供应管道510供应到燃料电池100。冷却水被从燃料电池100重新获得的热量加热，然后通过冷却水排放管道515排出。加热的冷却水通过三通阀545在散热器管道520与旁通管道540之间分配。流向散热器管道520的冷却水被散热器530冷却，而流向旁通管道540的冷却水不被冷却。冷却回路500中冷却水的温度根据通过三通阀545在散热器管道520与旁通管道540之间分配冷却水的比率、外部空气温度、以及来自散热器风扇535的气流来控制。
[0034]图3A和图3B是示出燃料电池的说明性示意图。燃料电池100包括:电解质膜101、阴极侧催化剂层102、阳极侧催化剂层103，阴极侧气体流动通道104、以及阳极侧气体流动通道105。阴极侧催化剂层102和阴极侧气体流动通道104统称为阴极，而阳极侧催化剂层103和阳极侧气体流动通道105统称为阳极。电解质膜是利用氟基电解质膜树脂(一种离子交换树脂)，例如全氟化碳磺酸聚合物形成的质子传导电解质膜。阴极侧催化剂层102和阳极侧催化剂层103包含支撑催化剂(例如铂)的碳。阴极侧气体流动通道104是用于向阴极侧催化剂层102供应空气的流动通道，且包括气体扩散层，气体扩散层由碳纸和多孔构件(例如扩展金属)形成。阳极侧气体流动通道105是用于向阳极侧催化剂层103供应空气的流动通道，且包括气体扩散层，气体扩散层由碳纸和蜿蜒流动通道形成，蜿蜒流动通道由分离器(未示出)形成。
[0035]图3A是示出氢为什么保留在阴极的原因的示意图。当燃料电池车辆10的启动器开关115被关闭，使得燃料电池车辆10及其燃料电池系统停止时，燃料气体供应回路200 (图2)的主截止阀250和调节器260被关闭，并且氢栗290同样被停止。结果，氢不再被供应到燃料电池100的阳极。但是氢保留在阳极，并且因为氢容易扩散，所以氢通过电解质膜101并扩散到阴极侧。当在阴极和阳极中氢的相应的分压之间实现平衡状态时，阴极和阳极中氢的相应的分压保持恒定。当氢保留在阴极中时，燃料电池100的电力产生能力下降，并且因此，优选排出氢。
[0036]图3B是示出阴极中氢的排放的示意图。控制单元110调节分流阀460的开启，使得少量空气(例如4% )流向燃料电池100，大量空气(例如96% )流向氧化剂气体旁路管道450。然后控制单元110驱动栗320，并逐步打开压力调节阀420，使得空气被供应到燃料电池100的阴极。在本实施例中，栗320例如以1000L/min的流率栗送空气，其中4% (40L/min)流向燃料电池100，96% (960L/min)流向氧化剂气体旁路管道450。考虑到栗320中的噪声振动(噪声和振动)，将流率设置为1000L/min。当燃料电池车辆10停止时