JP2007135376A - Fuel cell power supply unit and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell power supply unit which reduces an electric energy loss by controlling a current on charging an electricity storage unit. <P>SOLUTION: Supply electric power from the electricity storage unit 3 is confirmed by recognizing consumed electric energy at a load 4 by a detector 5. A limiting current value is set corresponding to electric energy required to charge the electricity storage unit 3, and current control of a charging current to the electricity storage unit 3 is performed by a current control device 6. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池による電力供給を行う燃料電池電源装置に関するもので、特に、燃料電池から供給する電力を補足する蓄電装置を備えた燃料電池電源装置及びこの燃料電池電源装置を備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a fuel cell power supply device that supplies power by a fuel cell, and in particular, a fuel cell power supply device that includes a power storage device that supplements power supplied from the fuel cell, and an electronic device that includes the fuel cell power supply device. About.

現在、燃料と酸化ガスから電気エネルギーを発生する燃料電池が、発電プラントや電気自動車用電源などの中大型電源装置として提案されている。この中大型燃料電池としては、水素を燃料とするものが多く、ジルコニア系セラミックスなどのイオン導電性酸化物を電解質に用いたＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell）、濃厚リン酸を電解質に用いたＰＡＦＣ(Phosphoric Acid Fuel Cell)、イオン交換性高分子膜を電解質に用いＰＥＦＣ（Polymer Electrolyte Fuel Cell）、リチウム・ナトリウム系炭酸塩を電解質に用いるＭＣＦＣ（Molten Carbonate Fuel Cell）などがある。更に、最近では、これらの燃料電池の小型化が進み、ＰＥＦＣの一種であるＤＭＦＣ（Direct Methanol Fuel Cell）のように、燃料にメタノール水溶液を用いるものが開発されている。   Currently, fuel cells that generate electrical energy from fuel and oxidizing gas have been proposed as medium- and large-sized power supply devices such as power plants and power sources for electric vehicles. Many of these medium- and large-sized fuel cells use hydrogen as the fuel, SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) using ionic conductive oxides such as zirconia-based ceramics as the electrolyte, and PAFC ( Examples include Phosphoric Acid Fuel Cell), PEFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell) using an ion-exchange polymer membrane as an electrolyte, and MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) using lithium / sodium carbonate as an electrolyte. Recently, these fuel cells have been miniaturized, and a fuel cell that uses an aqueous methanol solution as a fuel has been developed, such as DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) which is a kind of PEFC.

又、このような燃料電池からの電力を供給するために構成される燃料電池電源装置として、電力供給する負荷の変動に応じて安定した動作を行うために、燃料電池と蓄電装置を併用したものが提供されている。この燃料電池と蓄電装置とが併用された燃料電池電源装置の構成を、図７に示す。図７の燃料電池電源装置は、負荷４に電源供給を行う燃料電池１と、燃料電池１からの直流電圧を昇圧する直流−直流変換装置２と、燃料電池１と併用されて負荷４に電源供給を行う蓄電装置３と、を備える。この燃料電池電源装置は、燃料電池１及び蓄電装置３が負荷４と並列に接続され、燃料電池１の正極側が直流−直流変換装置２の一次側に接続され、又、直流−直流変換装置２の二次側に蓄電装置３の電極及び負荷４の一端が接続される。   In addition, as a fuel cell power supply device configured to supply power from such a fuel cell, a fuel cell and a power storage device are used in combination in order to perform stable operation according to fluctuations in the load to which power is supplied. Is provided. FIG. 7 shows a configuration of a fuel cell power supply device in which the fuel cell and the power storage device are used together. 7 is used in combination with the fuel cell 1 that supplies power to the load 4, the DC-DC converter 2 that boosts the DC voltage from the fuel cell 1, and the fuel cell 1. And a power storage device 3 that performs supply. In this fuel cell power supply device, the fuel cell 1 and the power storage device 3 are connected in parallel with the load 4, the positive electrode side of the fuel cell 1 is connected to the primary side of the DC-DC converter 2, and the DC-DC converter 2 The electrode of the power storage device 3 and one end of the load 4 are connected to the secondary side.

このような構成の燃料電池電源装置は、負荷４が大きく、その負荷電流量が大きくなるとき、燃料電池１からだけでなく蓄電装置３から負荷４への電力供給が行われる。又、負荷４が小さく、その負荷電流量が小さくなるとき、燃料電池１からの電力供給のみであり、更に、燃料電池１からの電力供給に余剰が生じる場合は、その一部が蓄電装置３に供給される。   In the fuel cell power supply device having such a configuration, when the load 4 is large and the load current amount is large, not only the fuel cell 1 but also the power storage device 3 supplies power to the load 4. Further, when the load 4 is small and the load current amount is small, only the power supply from the fuel cell 1 is provided. Further, when there is a surplus in the power supply from the fuel cell 1, a part of the power supply device 3 is provided. To be supplied.

図７に示す燃料電池電源装置によると、負荷４の大きい状態が長時間続いたとき、蓄電装置３による放電動作が長時間行われることとなる。そのため、蓄電装置３に蓄電された電力が負荷４に補足する電力を不足してしまうことがある。そのために、蓄電装置３で蓄電されている電力を測定し、蓄電装置３での電力が不足していることが確認されたとき、不足した電力だけ供給可能なように直流−直流変換装置２からの出力電力を大きくするように制御する燃料電池電源装置が提案されている（特許文献１参照）。   According to the fuel cell power supply device shown in FIG. 7, when the load 4 continues for a long time, the discharging operation by the power storage device 3 is performed for a long time. For this reason, the power stored in the power storage device 3 may be insufficient for the power supplemented to the load 4. For this purpose, the power stored in the power storage device 3 is measured, and when it is confirmed that the power in the power storage device 3 is insufficient, the DC-DC converter 2 can supply only the insufficient power. Has been proposed (see Patent Document 1).

又、燃料電池２をＤＭＦＣのように小型化した場合、燃料電池１内の内部インピーダンスが不安定な状態に陥る場合がある。この内部インピーダンスが不安定となった場合においても安定して負荷４に電力供給するために、燃料電池１からの出力電圧が出力最低電圧値以上になるように、又は、燃料電池１からの出力電流が安定出力電流値以下になるように、直流−直流変換装置２による制御を行う出力制御方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−２３１１７６号公報 特開２００５−１２３１１０号公報 Further, when the fuel cell 2 is downsized like a DMFC, the internal impedance in the fuel cell 1 may fall into an unstable state. In order to stably supply power to the load 4 even when the internal impedance becomes unstable, the output voltage from the fuel cell 1 is equal to or higher than the minimum output voltage value, or the output from the fuel cell 1 An output control method has been proposed in which control is performed by the DC-DC converter 2 so that the current is equal to or less than the stable output current value (see Patent Document 2).
JP 2001-231176 A JP-A-2005-123110

しかしながら、この燃料電池電源装置に組み込まれる燃料電池には、内部インピーダンスとなる直列抵抗成分が存在し、この直列抵抗成分が大きいため、負荷電流が大きいと、この直列抵抗成分による損失が増大する。例えば、図７のような燃料電池電源装置とし、負荷４及び燃料電池１それぞれを以下の条件のようにして動作させるものとする。
負荷４：１秒間に１［Ｗ］の電力を消費し、その後２０秒間は電力を必要としない。
燃料電池１：電力供給能力２００［ｍＷ］、直列抵抗成分１［Ω］、出力電圧２［Ｖ］ However, the fuel cell incorporated in this fuel cell power supply device has a series resistance component that is an internal impedance, and since this series resistance component is large, the loss due to this series resistance component increases when the load current is large. For example, a fuel cell power supply device as shown in FIG. 7 is assumed, and the load 4 and the fuel cell 1 are operated under the following conditions.
Load 4: 1 [W] of power is consumed per second, and no power is required for 20 seconds thereafter.
Fuel cell 1: power supply capacity 200 [mW], series resistance component 1 [Ω], output voltage 2 [V]

このような条件で動作したとき、負荷４に電力消費する１秒間は、負荷４に対して、燃料電池１から直流−直流変換装置２を介して２００［ｍＷ］の電力が供給されるとともに、蓄電装置３より８００［ｍＷ］の電力が供給される。このようにして、この１秒間の間に、蓄電装置３が電力供給動作を行うので、８００［ｍＪ］（＝８００［ｍＷ］×１［秒］）の電力量を失うこととなる。よって、負荷４での電力消費のない２０秒間の間に、燃料電池１から直流−直流変換装置２を介して蓄電装置３へ電力供給が行われて、蓄電装置３の電力量回復が行われる。   When operating under such conditions, for 1 second of consuming power to the load 4, 200 [mW] of power is supplied to the load 4 from the fuel cell 1 via the DC-DC converter 2, Electric power of 800 [mW] is supplied from the power storage device 3. In this way, since the power storage device 3 performs the power supply operation during this one second, the power amount of 800 [mJ] (= 800 [mW] × 1 [second]) is lost. Therefore, power is supplied from the fuel cell 1 to the power storage device 3 via the DC-DC converter 2 for 20 seconds without power consumption at the load 4, and the power amount of the power storage device 3 is recovered. .

このとき、燃料電池１より２００［ｍＷ］の電力が供給されるため、４［秒］（＝８００［ｍＪ］／２００［ｍＷ］）で蓄電装置３の電力量回復を図ることができるが、直列抵抗成分が存在するため、この直列抵抗成分で電力量損失が発生する。即ち、１［Ω］となる直列抵抗成分に対して、０．１［Ａ］（＝２００［ｍＷ］／２［Ｖ］）の電流が流れるため、この直列抵抗成分によって０．０４［Ｊ］（＝０．１［Ａ］×０．１［Ａ］×１［Ω］×４［秒］）の電力量損失が発生することとなる。即ち、直流抵抗成分により、蓄電装置３への充電動作を行っているときにおいても、電力量損失が発生してしまう。   At this time, since the power of 200 [mW] is supplied from the fuel cell 1, the power amount of the power storage device 3 can be recovered in 4 [seconds] (= 800 [mJ] / 200 [mW]). Since a series resistance component exists, a power loss occurs due to the series resistance component. That is, since a current of 0.1 [A] (= 200 [mW] / 2 [V]) flows for a series resistance component of 1 [Ω], 0.04 [J] is generated by this series resistance component. A power loss of (= 0.1 [A] × 0.1 [A] × 1 [Ω] × 4 [seconds]) will occur. That is, even when the power storage device 3 is being charged due to the DC resistance component, a power loss occurs.

このような問題を鑑みて、本発明は、蓄電装置への充電時の電流を制御することで電力量損失を低減することのできる燃料電池電源装置を提供することを目的とする。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a fuel cell power supply device capable of reducing power loss by controlling a current during charging of a power storage device.

上記目的を達成するために、本発明の燃料電池電源装置は、負荷に電力供給を行う燃料電池と、前記燃料電池と並列に接続されることで前記燃料電池から前記負荷への電力供給が不足したときに電力供給を行うとともに前記燃料電池により充電される蓄電装置と、を備える燃料電池電源装置において、前記負荷に供給される電力量を検出する検出装置と、該検出装置で検出された電力量に応じて前記蓄電装置への充電電流量を制御する電流制御装置と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a fuel cell power supply device according to the present invention has a fuel cell that supplies power to a load, and a power supply from the fuel cell to the load is insufficient by being connected in parallel with the fuel cell. And a power storage device that is charged by the fuel cell and detects the amount of power supplied to the load, and the power detected by the detection device. And a current control device that controls the amount of charging current to the power storage device according to the amount.

このような燃料電池電源装置において、前記燃料電池からの直流電圧を変換して前記負荷に供給する直流−直流変換装置を備え、前記負荷に前記燃料電池からの電力を前記直流−直流変換装置を介して供給するものとし、前記負荷への電圧値を安定させるものとしても構わない。   In such a fuel cell power supply device, the fuel cell power supply device includes a DC-DC converter that converts a DC voltage from the fuel cell and supplies the DC voltage to the load, and the DC-DC converter is configured to supply power from the fuel cell to the load. The voltage supplied to the load may be stabilized.

又、前記検出装置が、前記負荷に接続されて、前記負荷に供給される電力量を直接検出するものとしても構わないし、前記検出装置が、前記燃料電池と前記直流−直流変換装置との間に接続されて、前記直流−直流変換装置の入力側の電力量を検出するものとしても構わない。更に、このとき、前記検出装置が、電流値の時間積分した値によって前記負荷に供給される電力量を検出するものとしても構わない。   The detection device may be connected to the load and directly detect the amount of electric power supplied to the load, and the detection device is between the fuel cell and the DC-DC converter. It is also possible to detect the amount of power on the input side of the DC-DC converter. Further, at this time, the detection device may detect the amount of electric power supplied to the load by a value obtained by integrating the current value with time.

又、前記検出装置が、前記蓄電装置に接続されて、前記蓄電装置から前記負荷に供給する電力量を検出するものとしても構わない。更に、このとき、前記検出装置が、電圧値の時間積分した値によって前記負荷に供給される電力量を検出するものとしても構わない。   The detection device may be connected to the power storage device to detect the amount of power supplied from the power storage device to the load. Further, at this time, the detection device may detect the amount of electric power supplied to the load by a value obtained by integrating the voltage value with time.

これらの燃料電池電源装置において、前電流制御装置の動作を制御する信号を与える制御端子を備え、該制御端子から入力される信号に応じて前記電流制御装置が前記蓄電装置への充電電流量を設定するものとしても構わない。   In these fuel cell power supply devices, the fuel cell power supply device includes a control terminal that gives a signal for controlling the operation of the previous current control device, and the current control device determines the amount of charging current to the power storage device according to the signal input from the control terminal. It does not matter as a setting.

又、上述の燃料電池電源装置において、前記電流制御装置が、燃料電池の直流抵抗成分における損失電力量を小さくするとともに、蓄電装置への充電時間を短くすることのできる最適な電流値となるように制御するものとしても構わない。   Further, in the fuel cell power supply device described above, the current control device has an optimum current value that can reduce the amount of power loss in the DC resistance component of the fuel cell and shorten the charging time of the power storage device. It does not matter even if it is controlled.

本発明の電子機器は、上述のいずれかの燃料電池電源装置を備えることを特徴とする。   An electronic apparatus according to the present invention includes any one of the above fuel cell power supply devices.

本発明は、検出装置で検出された負荷に供給される電力量に基づいて、蓄電装置への充電電流量を制御することができるため、蓄電装置への充電を行う際の燃料電池からの電流量を制限することができる。これにより、燃料電池の備える直列抵抗成分を流れる電流値を小さくして、この直列抵抗成分で消費されて発生する電力量損失を低減することができる。   Since the present invention can control the amount of charging current to the power storage device based on the amount of power supplied to the load detected by the detection device, the current from the fuel cell when charging the power storage device The amount can be limited. As a result, the value of the current flowing through the series resistance component included in the fuel cell can be reduced, and the amount of power loss that is consumed by the series resistance component can be reduced.

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の燃料電池電源装置の内部構成を示すブロック図である。図１の燃料電池電源装置において、図７の燃料電池電源装置と同一の目的で使用するブロックについては、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。 <First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the fuel cell power supply device of this embodiment. In the fuel cell power supply device of FIG. 1, blocks used for the same purpose as the fuel cell power supply device of FIG. 7 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図１の燃料電池電源装置は、電力供給を行う燃料電池１と、燃料電池１の正極側に一次側が接続される直流−直流変換装置２と、燃料電池１からの電力により充電されるとともに放電することで電力供給を行う蓄電装置３と、直流−直流変換装置２の二次側と負荷４との間に接続されて負荷４へ供給される電力量を検出する検出装置５と、直流−直流変換装置２の二次側と蓄電装置３との間に接続されて蓄電装置３への充電電流量を設定する電流制御装置６と、を備え、負荷４に電力供給を行う。   The fuel cell power supply device of FIG. 1 is charged and discharged by the power from the fuel cell 1 that supplies power, the DC-DC converter 2 whose primary side is connected to the positive electrode side of the fuel cell 1, and the power from the fuel cell 1. A power storage device 3 for supplying power, a detection device 5 connected between the secondary side of the DC-DC converter 2 and the load 4 for detecting the amount of power supplied to the load 4, and a DC- And a current control device 6 that is connected between the secondary side of the DC converter 2 and the power storage device 3 and sets a charging current amount to the power storage device 3, and supplies power to the load 4.

この燃料電池電源装置は、負荷４が大きい場合、負荷４での消費電力が大きいので、燃料電池１からの電力が直流−直流変換装置２を介して負荷４に電力供給が成されるとともに、蓄電装置３が放電動作を行うことで、蓄電装置３からの電力が負荷４に供給される。このとき、直流−直流変換装置２では、燃料電池１からの電力を調節して負荷４に供給されるとともに、負荷４での消費電力に対する不足分が、蓄電装置３からの電力によって補われる。尚、電流制御装置６では、蓄電装置３への充電電流量の制限を行うものであるため、蓄電装置３からの放電電流の制限が行われることなく、蓄電装置３からの電力供給が行われる。   In the fuel cell power supply device, when the load 4 is large, the power consumption at the load 4 is large. Therefore, the power from the fuel cell 1 is supplied to the load 4 via the DC-DC converter 2. When the power storage device 3 performs a discharging operation, the power from the power storage device 3 is supplied to the load 4. At this time, in the DC-DC converter 2, the electric power from the fuel cell 1 is adjusted and supplied to the load 4, and the shortage with respect to the electric power consumed by the load 4 is supplemented by the electric power from the power storage device 3. Since the current control device 6 limits the amount of charging current to the power storage device 3, the power supply from the power storage device 3 is performed without limiting the discharge current from the power storage device 3. .

又、負荷４が小さいとき、検出装置５で検出される負荷４へ供給される電力が電流制御装置６に与えられ、電流制御装置６において、負荷４での消費電力と燃料電池１からの供給電力とが比較される。そして、電流制御装置６で、負荷４での消費電力が燃料電池１からの供給電力より小さく、燃料電池１からの供給電力に余剰電力が生じていることを確認すると、この余剰電力による蓄電装置３への充電動作が行われるが、この蓄電装置３への充電電流の電流制御が行われる。   When the load 4 is small, the power supplied to the load 4 detected by the detection device 5 is supplied to the current control device 6, and the current control device 6 uses the power consumed by the load 4 and the supply from the fuel cell 1. Power is compared. When the current control device 6 confirms that the power consumption at the load 4 is smaller than the power supplied from the fuel cell 1 and that surplus power is generated in the power supplied from the fuel cell 1, the power storage device using this surplus power. 3 is performed, and the current control of the charging current to the power storage device 3 is performed.

このとき、電流制御装置６による蓄電装置３への充電電流の電流制御は、燃料電池１における直列抵抗成分Ｒの電力量損失が小さくなるような制御が行われる。即ち、燃料電池１からの最大供給電力をＷ１［Ｗ］、負荷４での消費電力をＷ２［Ｗ］、蓄電装置３での充電する電力量をＪ３［Ｊ］、直列抵抗成分ＲをＲ［Ω］とすると、まず、燃料電池１による余剰電力がＷ１−Ｗ２［Ｗ］となり、この余剰電力により蓄電装置３の不足電力量Ｊ３［Ｊ］分の充電が行われる。そして、燃料電池１から蓄電装置３へ供給する電力を（Ｗ１−Ｗ２）×Ｋ（０＜Ｋ≦１）［Ｗ］とすると、時間Ｊ３／（Ｋ×（Ｗ１−Ｗ２））［秒］が経過したときに蓄電装置３の不足電力量Ｊ３［Ｊ］分が充電することができる。   At this time, the current control of the charging current to the power storage device 3 by the current control device 6 is performed such that the power loss of the series resistance component R in the fuel cell 1 is reduced. That is, the maximum supply power from the fuel cell 1 is W1 [W], the power consumption at the load 4 is W2 [W], the amount of power charged in the power storage device 3 is J3 [J], and the series resistance component R is R [ [Omega]], the surplus power from the fuel cell 1 is W1-W2 [W], and the surplus power charges the power storage device 3 for the insufficient power amount J3 [J]. When the power supplied from the fuel cell 1 to the power storage device 3 is (W1-W2) × K (0 <K ≦ 1) [W], the time J3 / (K × (W1-W2)) [second] is obtained. When the time has elapsed, the insufficient power amount J3 [J] of the power storage device 3 can be charged.

更に、直流−直流変換装置２の一次側及び二次側それぞれの電圧がＶ１，Ｖ２［Ｖ］であるものとすると、電流制御装置６によって制御される蓄電装置３への充電電流が、（Ｗ１−Ｗ２）×Ｋ／Ｖ２［Ａ］となるとともに、燃料電池１の直流抵抗成分Ｒに流れる電流が、（Ｗ１＋（Ｗ１−Ｗ２）×Ｋ）／Ｖ１［Ａ］となる。よって、直流抵抗成分Ｒにおける損失電力Ｒ×（（Ｗ１＋（Ｗ１−Ｗ２）×Ｋ）／Ｖ１）2［Ｗ］のうち、電力Ｒ×（（Ｗ１−Ｗ２）×Ｋ／Ｖ１）2［Ｗ］が、蓄電装置３への充電動作により消費されることとなる。即ち、充電時間として、Ｋ×Ｊ３／（Ｗ１−Ｗ２）［秒］だけかかるため、蓄電装置３への充電動作により、電力量Ｒ×（Ｗ１−Ｗ２）×Ｋ×Ｊ３／（Ｖ１）2［Ｊ］となる損失電力量が発生することとなる。 Further, assuming that the voltages on the primary side and the secondary side of the DC-DC converter 2 are V1 and V2 [V], the charging current to the power storage device 3 controlled by the current control device 6 is (W1 −W2) × K / V2 [A] and the current flowing through the DC resistance component R of the fuel cell 1 is (W1 + (W1−W2) × K) / V1 [A]. Therefore, among the loss power R × ((W1 + (W1−W2) × K) / V1) 2 [W] in the DC resistance component R, the power R × ((W1−W2) × K / V1) 2 [W] However, it will be consumed by the charging operation to the power storage device 3. That is, as the charging time is K * J3 / (W1-W2) [seconds], the amount of power R * (W1-W2) * K * J3 / (V1) 2 [ J] will be generated.

そのため、電流制御装置６では、この損失電力量Ｒ×（Ｗ１−Ｗ２）×Ｋ×Ｊ３／（Ｖ１）2［Ｊ］が小さくなるように、充電電流（Ｗ１−Ｗ２）×Ｋ／Ｖ２［Ａ］が制御される。即ち、燃料電池１から蓄電装置３へ供給する電力を決定するＫの値が０＜Ｋ≦１の値で調整される。このとき、Ｋの値を小さくすることで、直流抵抗成分Ｒにおける損失電力量を小さくするとともに、又、Ｋの値を大きくすることで、蓄電装置３への充電時間を短くし、蓄電装置３への充電に最適な電流値となるように制御する。 Therefore, in the current control device 6, the charging current (W1-W2) × K / V2 [A] is reduced so that the loss power amount R × (W1-W2) × K × J3 / (V1) 2 [J] is reduced. ] Is controlled. That is, the value of K that determines the power supplied from the fuel cell 1 to the power storage device 3 is adjusted to a value of 0 <K ≦ 1. At this time, by reducing the value of K, the power loss in the DC resistance component R is reduced, and by increasing the value of K, the charging time for the power storage device 3 is shortened, and the power storage device 3 The current value is controlled so as to be optimal for charging.

よって、例えば、［発明が解決しようとする課題］での条件（負荷４：１秒間に１［Ｗ］の電力を消費し、その後２０秒間は電力を必要としない。 燃料電池１：電力供給能力２００［ｍＷ］、直列抵抗成分１［Ω］、出力電圧２［Ｖ］）で動作する場合、電流制御装置６での制御動作がない場合は、蓄電装置３への充電時において、０．０４［Ｊ］（＝０．１［Ａ］×０．１［Ａ］×１［Ω］×４［秒］）の電力量損失が発生する。   Thus, for example, the condition of [Problem to be Solved by the Invention] (load 4: 1 [W] of power is consumed per second, and no power is required for 20 seconds thereafter.) Fuel Cell 1: Power Supply Capability 200 [mW], series resistance component 1 [Ω], output voltage 2 [V]), and when there is no control operation in the current control device 6, when charging the power storage device 3, 0.04 A power loss of [J] (= 0.1 [A] × 0.1 [A] × 1 [Ω] × 4 [seconds]) occurs.

それに対して、電流制御装置６により、蓄電装置３への電流が２５［ｍＡ］に制限されると、燃料電池１からの供給電力が５０［ｍＷ］（＝２００［ｍＷ］×０．０２５［Ａ］／０．１［Ａ］）となり、蓄電装置３の不足電力量８００［ｍＪ］を充電するのに、１６[秒]（＝８００［ｍＪ］／５０［ｍＷ］）かかることとなる。そのため、燃料電池１の直流抵抗成分Ｒにおける電力量損失が、０．０１［Ｊ］（＝０．０２５［Ａ］×０．０２５［Ａ］×１［Ω］×１６［秒］）となり、電流制御装置６による電流正弦が行われない場合と比べて、その電力量損失を１／４に低減することができる。又、電力供給を行わない２０［秒］よりも短い１６［秒］で蓄電装置３の充電を完了することができるため、条件に応じた動作を行うことができる。   On the other hand, when the current control device 6 limits the current to the power storage device 3 to 25 [mA], the power supplied from the fuel cell 1 is 50 [mW] (= 200 [mW] × 0.025 [ A] /0.1 [A]), and it takes 16 [seconds] (= 800 [mJ] / 50 [mW]) to charge the insufficient power amount 800 [mJ] of the power storage device 3. Therefore, the electric energy loss in the DC resistance component R of the fuel cell 1 is 0.01 [J] (= 0.025 [A] × 0.025 [A] × 1 [Ω] × 16 [seconds]). Compared with the case where the current sine is not performed by the current control device 6, the power loss can be reduced to ¼. In addition, since charging of the power storage device 3 can be completed in 16 [seconds], which is shorter than 20 [seconds] when no power is supplied, an operation according to conditions can be performed.

（検出装置と電流制御装置の動作例）
又、検出装置５が負荷４への負荷電流を検出し、検出した負荷４への負荷電流を積分して平均化した値となる検出結果から電流制御装置６で設定される電流量が設定されるものとしても構わない。図２は、負荷４への負荷電流と検出装置５による出力との関係を説明するタイミングチャートである。 (Operation example of detection device and current control device)
Further, the detection device 5 detects the load current to the load 4, and the current amount set by the current control device 6 is set from the detection result obtained by integrating and averaging the detected load current to the load 4. It does not matter as a thing. FIG. 2 is a timing chart for explaining the relationship between the load current to the load 4 and the output from the detection device 5.

本例では、負荷電流の電流量が大きくなると、蓄電装置３から負荷４への供給電力量が大きくなるため、検出装置５からの出力を大きくすることで、蓄電装置３へ充電する際の電流制御装置６による電流制限値を大きくするように働く。又、蓄電装置３から負荷４への負荷電流の供給時間が長くなったときについても、蓄電装置３から負荷４への供給電力量が大きくなるため、検出装置５からの出力を大きくすることで、蓄電装置３へ充電する際の電流制御装置６による電流制限値を大きくするように働く。   In this example, when the amount of load current increases, the amount of power supplied from the power storage device 3 to the load 4 increases. Therefore, by increasing the output from the detection device 5, the current when charging the power storage device 3 is increased. It works to increase the current limit value by the control device 6. Further, even when the supply time of the load current from the power storage device 3 to the load 4 becomes long, the amount of power supplied from the power storage device 3 to the load 4 increases, so that the output from the detection device 5 can be increased. The current limit value by the current control device 6 when charging the power storage device 3 is increased.

即ち、図２（ａ）に示すように、時間ｔ１［秒］の間、電流Ｉ１［Ａ］となる負荷電流が負荷４へ流れ込み、時間ｔ２［秒］の間の負荷電流が０となるとき、検出装置５からは、図２（ｂ）のように、Ｉ１×ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）に比例した出力値Ｏ１が出力される。よって、電流制御装置６では、検出装置５からの出力値Ｏ１に応じた電流量となるように、蓄電装置３へ充電する際の電流量が制御される。   That is, as shown in FIG. 2A, when the load current having the current I1 [A] flows into the load 4 during the time t1 [seconds] and the load current during the time t2 [seconds] becomes zero. As shown in FIG. 2B, the detection device 5 outputs an output value O1 proportional to I1 × t1 / (t1 + t2). Therefore, in the current control device 6, the amount of current when charging the power storage device 3 is controlled so that the amount of current corresponds to the output value O1 from the detection device 5.

そして、図２（ａ）の場合と比べて負荷４への負荷電流が大きくなって、図２（ｃ）のように、時間ｔ１［秒］の間、電流Ｉ２［Ａ］（Ｉ２＞Ｉ１）となる負荷電流が負荷４へ流れ込み、時間ｔ２［秒］の間の負荷電流が０となるとき、検出装置５からは、図２（ｄ）のように、出力値Ｏ１より大きいＩ２×ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）に比例した出力値Ｏ２が出力される。よって、電流制御装置６では、検出装置５からの出力値Ｏ１より大きい出力値Ｏ２に応じた電流量となるように、蓄電装置３へ充電する際の電流量が制御される。よって、この場合、図２（ａ）の場合と比べて大きな電流量の充電電流が蓄電装置３に与えられることとなる。   Then, the load current to the load 4 becomes larger than in the case of FIG. 2A, and as shown in FIG. 2C, the current I2 [A] (I2> I1) for the time t1 [seconds]. When the load current that flows into the load 4 becomes zero and the load current during the time t2 [seconds] becomes zero, the detection device 5 receives I2 × t1 / larger than the output value O1, as shown in FIG. An output value O2 proportional to (t1 + t2) is output. Therefore, in current control device 6, the amount of current when charging power storage device 3 is controlled so that the amount of current corresponds to output value O2 larger than output value O1 from detection device 5. Therefore, in this case, a charging current having a larger amount of current than that in the case of FIG.

又、図２（ａ）の場合と比べて負荷４への負荷電流が流れる時間が長くなって、図２（ｅ）のように、時間ｔ３［秒］（ｔ３＞ｔ１）の間、電流Ｉ１［Ａ］となる負荷電流が負荷４へ流れ込み、時間ｔ４［秒］（＝ｔ１＋ｔ２−ｔ３）の間の負荷電流が０となるとき、検出装置５からは、図２（ｆ）のように、出力値Ｏ１より大きいＩ２×ｔ３／（ｔ３＋ｔ４）に比例した出力値Ｏ３が出力される。よって、電流制御装置６では、検出装置５からの出力値Ｏ１より大きい出力値Ｏ３に応じた電流量となるように、蓄電装置３へ充電する際の電流量が制御される。よって、この場合、図２（ａ）の場合と比べて大きな電流量の充電電流が蓄電装置３に与えられることとなる。   Further, the time during which the load current flows to the load 4 is longer than that in the case of FIG. 2A, and the current I1 during the time t3 [seconds] (t3> t1) as shown in FIG. When the load current of [A] flows into the load 4 and the load current during the time t4 [seconds] (= t1 + t2−t3) becomes 0, the detection device 5 receives the load current as shown in FIG. An output value O3 proportional to I2 × t3 / (t3 + t4), which is larger than the output value O1, is output. Therefore, in current control device 6, the amount of current when charging power storage device 3 is controlled so that the amount of current corresponds to output value O3 larger than output value O1 from detection device 5. Therefore, in this case, a charging current having a larger amount of current than that in the case of FIG.

（燃料電池電源装置の別構成例）
本実施形態における燃料電池電源装置の別構成例を、図３のブロック図に示す。図３の燃料電池電源装置において、図１の燃料電池電源装置と同一の目的で使用するブロックについては、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。 (Another configuration example of the fuel cell power supply device)
FIG. 3 is a block diagram showing another configuration example of the fuel cell power supply device according to this embodiment. In the fuel cell power supply device of FIG. 3, blocks used for the same purpose as the fuel cell power supply device of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図３の燃料電池電源装置は、図１の燃料電源装置と異なり、燃料電池１の正極側と直流−直流変換装置２の一次側との間に検出装置５が設置された構成とされる。これにより、検出装置５は、図１の燃料電源装置のように直流−直流変換装置２の二次側からの電流量を検出するのではなく、直流−直流変換装置２の一次側を流れる電流量を検出することとなる。これにより、例えば、直流−直流変換装置２により燃料電池１から出力される直流電圧がＸ倍（Ｘ≧１）に変圧されるとき、直流−直流変換装置２の一次側を流れる電流は、直流−直流変換装置２の二次側を流れる電流のＸ倍となる。   The fuel cell power supply device of FIG. 3 is different from the fuel power supply device of FIG. 1 in that a detection device 5 is installed between the positive electrode side of the fuel cell 1 and the primary side of the DC-DC converter 2. Thereby, the detection device 5 does not detect the amount of current from the secondary side of the DC-DC converter 2 as in the fuel power supply device of FIG. 1, but the current flowing through the primary side of the DC-DC converter 2. The amount will be detected. Thereby, for example, when the DC voltage output from the fuel cell 1 is transformed by X times (X ≧ 1) by the DC-DC converter 2, the current flowing through the primary side of the DC-DC converter 2 is DC -X times the current flowing through the secondary side of the DC converter 2.

このとき、検出装置５での電流検出精度が±α［Ａ］であるとともに、負荷４にＩ［Ａ］の負荷電流が流れるものとすると、図１の構成のように負荷４側で検出するときの相対精度がα／Ｉ×１００［％］となるのに対して、図３の構成では、燃料電池１側をＸ×Ｉ［Ａ］の電流が流れることとなり、その相対精度がα／（Ｘ×Ｉ）×１００［％］となる。即ち、検出装置５での電流検出精度が±１０［ｍＡ］とし、負荷４に１００［ｍＡ］の負荷電流が流れるものとし、直流−直流変換装置２が２倍に昇圧するものとすると、図１の構成における検出装置５の相対精度が１０％となるのに対して、図３の構成における検出装置５の相対精度が５％となる。よって、図３の構成のように、検出装置５を直流−直流変換装置２の一次側に接続することで、その電流を精度良く検出することができる。   At this time, if the current detection accuracy of the detection device 5 is ± α [A] and a load current of I [A] flows through the load 4, detection is performed on the load 4 side as in the configuration of FIG. 3 has a relative accuracy of α / I × 100 [%], whereas in the configuration of FIG. 3, a current of X × I [A] flows through the fuel cell 1, and the relative accuracy is α / I / A. (X × I) × 100 [%]. That is, assuming that the current detection accuracy in the detection device 5 is ± 10 [mA], a load current of 100 [mA] flows through the load 4, and the DC-DC converter 2 boosts twice, While the relative accuracy of the detection device 5 in the configuration of 1 is 10%, the relative accuracy of the detection device 5 in the configuration of FIG. 3 is 5%. Therefore, the current can be detected with high accuracy by connecting the detection device 5 to the primary side of the DC-DC converter 2 as in the configuration of FIG. 3.

＜第２の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図４は、本実施形態の燃料電池電源装置の内部構成を示すブロック図である。図４の燃料電池電源装置において、図１の燃料電池電源装置と同一の目的で使用するブロックについては、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。 <Second Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the fuel cell power supply device of this embodiment. In the fuel cell power supply device of FIG. 4, blocks used for the same purpose as the fuel cell power supply device of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図４の燃料電池電源装置は、図１の燃料電源装置と異なり、検出装置５が、電流制御装置６と蓄電装置３との接点に接続される。この燃料電源装置では、検出装置５において、蓄電装置３に蓄積されている電力量が検出されることで、負荷４での電力量消費が検出される。そして、この検出された負荷４での消費電力量を示す値が電流制御装置６に与えられることによって、蓄電装置３を充電する際の電流値が制限される。   The fuel cell power supply device of FIG. 4 is different from the fuel power supply device of FIG. 1 in that the detection device 5 is connected to a contact point between the current control device 6 and the power storage device 3. In this fuel power supply device, the detection device 5 detects the amount of power stored in the power storage device 3, thereby detecting the amount of power consumed by the load 4. Then, a value indicating the detected power consumption at the load 4 is given to the current control device 6, so that the current value when charging the power storage device 3 is limited.

このとき、電流制御装置６による蓄電装置３への充電電流の電流制御は、第１の実施形態と同様、燃料電池１における直列抵抗成分Ｒの電力量損失が小さくなるような制御が行われる。その他の動作については、第１の実施形態の燃料電池電源装置と同一の動作を行うので、詳細な説明は省略する。以下、検出装置５と電流制御装置６との動作を中心に、本実施形態の燃料電池電源装置の動作について説明する。   At this time, the current control of the charging current to the power storage device 3 by the current control device 6 is performed so that the power loss of the series resistance component R in the fuel cell 1 is reduced, as in the first embodiment. Since the other operations are the same as those of the fuel cell power supply device of the first embodiment, detailed description thereof is omitted. Hereinafter, the operation of the fuel cell power supply device of the present embodiment will be described focusing on the operations of the detection device 5 and the current control device 6.

（検出装置と電流制御装置の動作例）
本実施形態の燃料電池電源装置は、検出装置５において、蓄電装置３の電圧値を検出することによって、蓄電装置３の電力量低下を検出し、負荷４による消費電力量の検出を行う。本例では、検出装置５において、蓄電装置３の電圧値を時間毎に検出し、蓄電装置３の電圧値を検出した積分した後に平均化した値を、その出力値として電流制御装置６に出力する。図５は、蓄電装置３の電圧値と検出装置５による出力との関係を説明するタイミングチャートである。 (Operation example of detection device and current control device)
In the fuel cell power supply device according to the present embodiment, the detection device 5 detects the voltage value of the power storage device 3 to detect a decrease in the power amount of the power storage device 3 and detects the power consumption by the load 4. In this example, in the detection device 5, the voltage value of the power storage device 3 is detected every time, and the voltage value of the power storage device 3 detected and integrated is output to the current control device 6 as its output value. To do. FIG. 5 is a timing chart for explaining the relationship between the voltage value of the power storage device 3 and the output of the detection device 5.

そして、電流制御装置６は、検出装置５からの出力値が大きいと、負荷４での消費電力量が小さく、蓄電装置５から供給される電力量が小さいことが確認されるため、蓄電装置３へ充電する際の電流制限値を小さくするように制御する。又、逆に、電流制御装置６は、検出装置５からの出力値が小さいと、負荷４での消費電力量が大きく、蓄電装置５から供給される電力量が大きいことが確認されるため、蓄電装置３へ充電する際の電流制限値を大きくするように制御する。   The current control device 6 confirms that the power consumption at the load 4 is small and the amount of power supplied from the power storage device 5 is small when the output value from the detection device 5 is large. Control is performed to reduce the current limit value when charging the battery. On the other hand, since the current control device 6 confirms that the amount of power consumed by the load 4 is large and the amount of power supplied from the power storage device 5 is large when the output value from the detection device 5 is small. Control is performed to increase the current limit value when charging the power storage device 3.

即ち、第１の実施形態と同様、図２（ａ）に示すように、時間ｔ１［秒］の間、電流Ｉ１［Ａ］となる負荷電流が負荷４へ流れ込み、時間ｔ２［秒］の間の負荷電流が０となるとき、図５（ａ）に示すように、時間ｔ１の間に蓄電装置３からの電力供給があるため、蓄電装置３の電圧値が満充電時の電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］から低くなり、ｔ１秒後には、電圧値Ｖａ［Ｖ］となる。そして、時間ｔ１［秒］の後の時間ｔ２［秒］の間では、まず、ｔａ［秒］（０＜ｔａ＜ｔ２）の間に、燃料電池１による蓄電装置３への充電が行われて、電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］まで充電された後、残りのｔ２−ｔａ［秒］の間、電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］で一定となる。   That is, as in the first embodiment, as shown in FIG. 2A, the load current as current I1 [A] flows into the load 4 during time t1 [seconds], and during time t2 [seconds]. When the load current becomes 0, as shown in FIG. 5A, power is supplied from the power storage device 3 during time t1, so that the voltage value of the power storage device 3 is the voltage value Vmax [ The voltage value Va [V] is reached after t1 seconds. Then, during the time t2 [seconds] after the time t1 [seconds], first, the charging of the power storage device 3 by the fuel cell 1 is performed during ta [seconds] (0 <ta <t2). After being charged to the voltage value Vmax [V], the voltage value Vmax [V] is constant for the remaining t2−ta [seconds].

このとき、検出装置５からは、図５（ｂ）のように、Ｖｍａｘ×（ｔ１＋ｔ２）−（Ｖｍａｘ−Ｖａ）×（ｔ１＋ｔａ）／２に比例した出力値Ｏａが出力される。よって、電流制御装置６では、検出装置５からの出力値Ｏａに応じた電流量となるように、蓄電装置３へ充電する際の電流量が制御される。   At this time, as shown in FIG. 5B, the detection device 5 outputs an output value Oa proportional to Vmax × (t1 + t2) − (Vmax−Va) × (t1 + ta) / 2. Therefore, the current control device 6 controls the amount of current when charging the power storage device 3 so that the amount of current corresponds to the output value Oa from the detection device 5.

そして、図２（ａ）の場合と比べて負荷４への負荷電流が大きくなって、図２（ｃ）のように、時間ｔ１［秒］の間、電流Ｉ２［Ａ］（Ｉ２＞Ｉ１）となる負荷電流が負荷４へ流れ込み、時間ｔ２［秒］の間の負荷電流が０となるとき、図５（ｃ）に示すように、時間ｔ１の間に蓄電装置３からの電力供給があるため、蓄電装置３の電圧値が満充電時の電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］から低くなり、ｔ１秒後には、電圧値Ｖａ［Ｖ］より低い電圧値Ｖｂ［Ｖ］となる。そして、時間ｔ１［秒］の後の時間ｔ２［秒］の間では、まず、ｔｂ［秒］（０＜ｔｂ＜ｔ２）の間に、燃料電池１による蓄電装置３への充電が行われて、電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］まで充電された後、残りのｔ２−ｔｂ［秒］の間、電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］で一定となる。   Then, the load current to the load 4 becomes larger than in the case of FIG. 2A, and as shown in FIG. 2C, the current I2 [A] (I2> I1) for the time t1 [seconds]. When the load current flowing into the load 4 becomes zero and the load current during the time t2 [seconds] becomes zero, as shown in FIG. 5C, there is power supply from the power storage device 3 during the time t1. Therefore, the voltage value of the power storage device 3 becomes lower than the voltage value Vmax [V] when fully charged, and after t1 seconds, becomes a voltage value Vb [V] lower than the voltage value Va [V]. Then, during time t2 [seconds] after time t1 [seconds], first, the power storage device 3 is charged by the fuel cell 1 during tb [seconds] (0 <tb <t2). After being charged to the voltage value Vmax [V], the voltage value Vmax [V] is constant for the remaining t2-tb [seconds].

このとき、検出装置５からは、図５（ｄ）のように、Ｖｍａｘ×（ｔ１＋ｔ２）−（Ｖｍａｘ−Ｖｂ）×（ｔ１＋ｔｂ）／２に比例した出力値Ｏｂが出力される。よって、電流制御装置６では、検出装置５からの出力値Ｏａより小さい出力値Ｏｂに応じた電流量となるように、蓄電装置３へ充電する際の電流量が制御される。よって、この場合、図２（ａ）及び図５（ａ）の場合と比べて大きな電流量の充電電流が蓄電装置３に与えられることとなる。   At this time, an output value Ob proportional to Vmax × (t1 + t2) − (Vmax−Vb) × (t1 + tb) / 2 is output from the detection device 5 as shown in FIG. Therefore, in the current control device 6, the amount of current when charging the power storage device 3 is controlled so that the amount of current corresponds to the output value Ob smaller than the output value Oa from the detection device 5. Therefore, in this case, a large amount of charging current is applied to the power storage device 3 as compared with the cases of FIGS. 2 (a) and 5 (a).

又、図２（ａ）の場合と比べて負荷４への負荷電流が流れる時間が長くなって、図２（ｅ）のように、時間ｔ３［秒］（ｔ３＞ｔ１）の間、電流Ｉ１［Ａ］となる負荷電流が負荷４へ流れ込み、時間ｔ４［秒］（＝ｔ１＋ｔ２−ｔ３）の間の負荷電流が０となるとき、図５（ｅ）に示すように、時間ｔ１の間に蓄電装置３からの電力供給があるため、蓄電装置３の電圧値が満充電時の電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］から低くなり、ｔ３秒後には、電圧値Ｖａ［Ｖ］より低い電圧値Ｖｃ［Ｖ］となる。そして、時間ｔ３［秒］の後の時間ｔ４［秒］の間では、まず、ｔｃ［秒］（０＜ｔｃ＜ｔ４）の間に、燃料電池１による蓄電装置３への充電が行われて、電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］まで充電された後、残りのｔ４−ｔｃ［秒］の間、電圧値Ｖｍａｘ［Ｖ］で一定となる。   Further, the time during which the load current flows to the load 4 is longer than that in the case of FIG. 2A, and the current I1 during the time t3 [seconds] (t3> t1) as shown in FIG. When the load current of [A] flows into the load 4 and the load current during time t4 [seconds] (= t1 + t2−t3) becomes 0, as shown in FIG. 5 (e), during the time t1 Since there is power supply from the power storage device 3, the voltage value of the power storage device 3 becomes lower than the voltage value Vmax [V] at full charge, and after t3 seconds, the voltage value Vc [V] lower than the voltage value Va [V]. ]. Then, during the time t4 [seconds] after the time t3 [seconds], first, the power storage device 3 is charged by the fuel cell 1 during tc [seconds] (0 <tc <t4). After being charged to the voltage value Vmax [V], the voltage value Vmax [V] is constant for the remaining t4-tc [seconds].

このとき、検出装置５からは、図５（ｆ）のように、Ｖｍａｘ×（ｔ３＋ｔ４）−（Ｖｍａｘ−Ｖｃ）×（ｔ３＋ｔｃ）／２に比例した出力値Ｏｃが出力される。よって、電流制御装置６では、検出装置５からの出力値Ｏａより小さい出力値Ｏｃに応じた電流量となるように、蓄電装置３へ充電する際の電流量が制御される。よって、この場合、図２（ａ）及び図５（ａ）の場合と比べて大きな電流量の充電電流が蓄電装置３に与えられることとなる。   At this time, the output value Oc proportional to Vmax × (t3 + t4) − (Vmax−Vc) × (t3 + tc) / 2 is output from the detection device 5 as shown in FIG. Therefore, in the current control device 6, the amount of current when charging the power storage device 3 is controlled so that the amount of current corresponds to the output value Oc smaller than the output value Oa from the detection device 5. Therefore, in this case, a large amount of charging current is applied to the power storage device 3 as compared with the cases of FIGS. 2 (a) and 5 (a).

尚、本例では、検出装置５が、蓄電装置３の充電時の電力量も検出するものとしたが、蓄電装置３の充電時の電力量の検出を行わないものとし、蓄電装置３の放電時の電力量のみの検出を行うことで、その出力値を決定するものとしても構わない。このとき、充電時では、常に蓄電装置３が満充電されているものと仮定するものとしても構わない。即ち、図２（ａ）及び図５（ａ）の場合、（Ｖｍａｘ×ｔ１−（Ｖｍａｘ−Ｖａ）×ｔ１／２＋Ｖｍａｘ×ｔ２）／（ｔ１＋ｔ２）に比例した値を検出装置５の出力値とするものとしても構わない。   In this example, the detection device 5 also detects the amount of power when the power storage device 3 is charged, but does not detect the amount of power when the power storage device 3 is charged. The output value may be determined by detecting only the amount of power at the time. At this time, when charging, it may be assumed that the power storage device 3 is always fully charged. That is, in the case of FIG. 2A and FIG. 5A, a value proportional to (Vmax × t1− (Vmax−Va) × t1 / 2 + Vmax × t2) / (t1 + t2) is set as the output value of the detection device 5. It does n’t matter.

又、検出装置５が、蓄電装置３での放電電力量の検出を行うことで、その出力値を決定するものとしても構わない。即ち、図２（ａ）及び図５（ａ）の場合、（Ｖｍａｘ−Ｖａ）×ｔ１／２）／（ｔ１＋ｔ２）に比例した値を検出装置５の出力値とするものとしても構わない。このとき、本例とは逆に、電流制御装置６は、検出装置５からの出力値が大きいと、蓄電装置３へ充電する際の電流制限値を大きくするように制御し、又、電流制御装置６は、検出装置５からの出力値が小さいと、蓄電装置３へ充電する際の電流制限値を小さくするように制御する。   Moreover, the detection device 5 may determine the output value by detecting the amount of discharge power in the power storage device 3. That is, in the case of FIG. 2A and FIG. 5A, a value proportional to (Vmax−Va) × t1 / 2) / (t1 + t2) may be used as the output value of the detection device 5. At this time, contrary to this example, when the output value from the detection device 5 is large, the current control device 6 performs control so as to increase the current limit value when charging the power storage device 3, and the current control When the output value from the detection device 5 is small, the device 6 controls to reduce the current limit value when charging the power storage device 3.

尚、第１及び第２の実施形態において、電流制御装置６により設定する電流値を検出装置５からの出力に関係なく強制的に決定させる場合の省電力動作モードと、電流制御装置６により設定する電流値を検出装置５からの出力に応じて決定する場合の通常動作モードとが、選択できるようにしても構わない。即ち、例えば、第１の実施形態における図１の構成に対して、図６に示すように、制御端子ＣＯＮＴを設けて、この制御端子ＣＯＮＴからの入力がある場合、制御端子ＣＯＮＴを通じて入力される電流値とするように、電流制御装置６が蓄電装置３への電流制限を行う。このようにすることで、制御端子ＣＯＮＴからの入力により、検出装置５からの出力に応じた電流値よりも小さい値で電流制限を行うことができる。又、図３及び図４のような構成における電流制御装置６に対して入力する制御端子ＣＯＮＴが設置されるようにすることで、図６の構成のものと同様に省電力動作モードで動作させることができる。   In the first and second embodiments, the power control mode when the current value set by the current control device 6 is forcibly determined regardless of the output from the detection device 5 and the current control device 6 set the current value. The normal operation mode when the current value to be determined is determined according to the output from the detection device 5 may be selected. That is, for example, when the control terminal CONT is provided as shown in FIG. 6 with respect to the configuration of FIG. 1 in the first embodiment and there is an input from the control terminal CONT, the input is made through the control terminal CONT. The current control device 6 limits the current to the power storage device 3 so as to obtain the current value. By doing so, it is possible to limit the current with a value smaller than the current value corresponding to the output from the detection device 5 by the input from the control terminal CONT. Further, by providing a control terminal CONT for input to the current control device 6 having the configuration as shown in FIGS. 3 and 4, it is operated in the power saving operation mode similarly to the configuration shown in FIG. be able to.

本発明の燃料電池電源装置は、発電プラントや電気自動車用電源などの中大型電源装置や、携帯電話装置などの小型電気装置用の電源などの小型電源装置として、適用することができる。   The fuel cell power supply device of the present invention can be applied as a small-sized power supply device such as a power supply for medium- and large-sized power supply devices such as a power plant or an electric vehicle power supply, or a small-sized electric device such as a mobile phone device.

は、第１の実施形態の燃料電池電源装置の内部構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the internal structure of the fuel cell power supply device of 1st Embodiment. は、負荷への負荷電流と検出装置による出力との関係を説明するタイミングチャートである。These are timing charts explaining the relationship between the load current to the load and the output from the detection device. は、第１の実施形態の燃料電池電源装置の別の内部構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show another internal structure of the fuel cell power supply device of 1st Embodiment. は、第２の実施形態の燃料電池電源装置の内部構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the internal structure of the fuel cell power supply device of 2nd Embodiment. は、蓄電装置の電圧値と検出装置による出力との関係を説明するタイミングチャートである。These are timing charts explaining the relationship between the voltage value of the power storage device and the output of the detection device. は、第１の実施形態の燃料電池電源装置の別の内部構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show another internal structure of the fuel cell power supply device of 1st Embodiment. は、従来の燃料電池電源装置の内部構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the internal structure of the conventional fuel cell power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池
２ 直流−直流変換装置
３ 蓄電装置
４ 負荷
５ 検出装置
６ 電流制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 2 DC-DC converter 3 Power storage device 4 Load 5 Detection apparatus 6 Current control apparatus

Claims (9)

負荷に電力供給を行う燃料電池と、前記燃料電池と並列に接続されることで前記燃料電池から前記負荷への電力供給が不足したときに電力供給を行うとともに前記燃料電池により充電される蓄電装置と、を備える燃料電池電源装置において、
前記負荷に供給される電力量を検出する検出装置と、
該検出装置で検出された電力量に応じて前記蓄電装置への充電電流量を制御する電流制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料電池電源装置。 A fuel cell that supplies power to a load, and a power storage device that is connected in parallel with the fuel cell to supply power when the fuel cell runs short of power supply to the load and is charged by the fuel cell In a fuel cell power supply device comprising:
A detection device for detecting the amount of power supplied to the load;
A current control device that controls the amount of charging current to the power storage device in accordance with the amount of power detected by the detection device;
A fuel cell power supply device comprising: 前記燃料電池からの直流電圧を変換して前記負荷に供給する直流−直流変換装置を備え、
前記負荷に前記燃料電池からの電力を前記直流−直流変換装置を介して供給することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池電源装置。 A DC-DC converter for converting a DC voltage from the fuel cell and supplying the converted voltage to the load;
2. The fuel cell power supply device according to claim 1, wherein power from the fuel cell is supplied to the load via the DC-DC converter. 前記検出装置が、前記負荷に接続されて、前記負荷に供給される電力量を直接検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池電源装置。   The fuel cell power supply device according to claim 1, wherein the detection device is connected to the load and directly detects an amount of electric power supplied to the load. 前記検出装置が、前記燃料電池と前記直流−直流変換装置との間に接続されて、前記直流−直流変換装置の入力側の電力量を検出することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池電源装置。   3. The fuel according to claim 2, wherein the detection device is connected between the fuel cell and the DC-DC converter, and detects an electric energy on an input side of the DC-DC converter. 4. Battery power unit. 前記検出装置が、電流値の時間積分した値によって前記負荷に供給される電力量を検出することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の燃料電池電源装置。   5. The fuel cell power supply device according to claim 3, wherein the detection device detects the amount of electric power supplied to the load based on a value obtained by integrating the current value over time. 前記検出装置が、前記蓄電装置に接続されて、前記蓄電装置から前記負荷に供給する電力量を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池電源装置。   3. The fuel cell power supply device according to claim 1, wherein the detection device is connected to the power storage device and detects an amount of power supplied from the power storage device to the load. 4. 前記検出装置が、電圧値の時間積分した値によって前記負荷に供給される電力量を検出することを特徴とする請求項６に記載の燃料電池電源装置。   The fuel cell power supply device according to claim 6, wherein the detection device detects the amount of electric power supplied to the load by a value obtained by integrating the voltage value with time. 前電流制御装置の動作を制御する信号を与える制御端子を備え、
該制御端子から入力される信号に応じて前記電流制御装置が前記蓄電装置への充電電流量を設定することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の燃料電池電源装置。 Provided with a control terminal for giving a signal for controlling the operation of the front current control device,
8. The fuel cell power supply device according to claim 1, wherein the current control device sets a charging current amount to the power storage device in accordance with a signal input from the control terminal. 9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の燃料電池電源装置を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the fuel cell power supply device according to any one of claims 1 to 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014096937A (en) * 2012-11-09 2014-05-22 Toshiba Corp Storage battery system
JP2017200273A (en) * 2016-04-26 2017-11-02 富士電機株式会社 Control method and control apparatus for fuel cell power supply unit

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