JP2007149684A - 燃料電池用能動分離システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池システム20は、燃料電池を流れる導電性冷媒と、燃料電池24と相互接続された高電圧直流(HVDC)バス22とを有する燃料電池を含む。能動分離回路29は冷媒での障害電流(残留電流とも呼ばれる)を検出し、障害電流が検出されたときに障害信号を発生する冷媒障害電流センサ62、64を含む。スイッチング回路32は障害信号に基づいて障害電流を補償し、障害電流の方向を変え、それによって能動的障害電流制限を提供する。
【選択図】図2
Description
Claims (23)
- 冷媒が流れる燃料電池と、
前記燃料電池と相互接続された高電圧直流(HVDC)バスと、
冷媒が流れる燃料電池システムに実装するための能動分離回路とを備える燃料電池システムであって、
前記能動分離回路が、
前記冷媒における障害電流を検出し、前記障害電流が検出されたときに第1の障害信号を発生する第1の又は複数の電流センサと、
前記第1の障害信号に基づき前記障害電流の方向を変えるスイッチング回路と、
を備える燃料電池システム。 - 前記第1の電流センサが前記冷媒に浸される、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記スイッチング回路が前記第1の障害信号を監視する、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記スイッチング回路が、
前記第1の障害信号を受け取り、出力信号を発生する演算増幅器と、
前記出力信号に基づいて、前記障害電流に対するHV+又はHV−からグランドに至る代替経路を選択的に有効にするスイッチング・ユニットと、
を備える、請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記スイッチング・ユニットが、導通モードのときに前記代替経路を有効にするMOSFETトランジスタを含む、請求項4に記載の燃料電池システム。
- 前記スイッチング回路が、
出力信号を発生する演算増幅器と、
前記出力信号の極性に基づいて、前記障害電流に対するHVDCマイナスからグランドに至る代替経路を選択的に有効にする第1のスイッチと、
前記出力信号の極性に基づいて、前記障害電流に対するHVDCプラスからグランドに至る代替経路を選択的に有効にする第2のスイッチと、
を備える、請求項5に記載の燃料電池システム。 - 前記電流センサが負の障害電流を検出したときに、前記演算増幅器が前記第1のスイッチに信号を送って前記代替経路を有効にする、請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記電流センサが正の障害電流を検出したときに、前記演算増幅器が前記第2のスイッチに信号を送って前記代替経路を有効にする、請求項6に記載の燃料電池システム。
- 燃料電池システムを流れる冷媒とHVDCバスに接続されたYコンデンサ(Y−cap)回路とを有する燃料電池システムの前記高電圧直流(HVDC)バスと相互接続された回路であって、
前記冷媒を通る冷媒障害電流を検出し、前記冷媒障害電流が発生したときに第1の障害信号を発生する電流センサを有する能動分離回路と、
障害放電補償回路とを備え、
前記障害放電補償回路が、
前記Yコンデンサ回路の外部障害放電電流を監視し、前記外部障害電流が発生したときに第2の障害信号を発生する監視回路と、
前記第1の障害信号に基づき前記冷媒障害電流の方向を変え、前記第2の障害信号に基づき前記外部障害放電電流の方向を変えるスイッチング回路と、
を備える回路。 - 前記電流センサが前記冷媒に浸される、請求項9に記載の回路。
- 前記スイッチング回路が、前記電流センサによって発生された前記第1の障害信号を受け取る、請求項9に記載の回路。
- 前記Yコンデンサ回路が、前記HVDCバスのプラス端子及びマイナス端子をグランドに接続する、請求項9に記載の回路。
- 前記第2の障害信号が前記Yコンデンサ回路の電圧変化率に基づく、請求項9に記載の回路。
- 前記スイッチング回路が前記第2の障害信号を受け取る、請求項9に記載の回路。
- 前記スイッチング回路が、
出力信号を発生する演算増幅器と、
前記出力信号に基づき、前記外部放電電流又は前記冷媒障害電流に対するHV−からグランドに至る代替経路を選択的に有効にする第1のスイッチと、
前記出力信号に基づき、前記外部放電電流又は前記冷媒障害電流に対するHV+からグランドに至る代替経路を選択的に有効にする第2のスイッチと、
を備える、請求項9に記載の回路。 - 障害条件が前記HVDCバスのプラス端子において発生されたときに、前記演算増幅器が前記第2のスイッチに信号を送って前記代替経路を有効にする、請求項15に記載の回路。
- 障害条件が前記HVDCバスのマイナス端子において発生されたときに、前記演算増幅器が前記第1のスイッチに信号を送って前記代替経路を有効にする、請求項15に記載の回路。
- 冷媒が流れる燃料電池システムの能動分離回路であって、
前記冷媒における障害電流を検出し、前記障害電流が検出されたときに障害信号を発生する電流センサと、
前記障害信号に基づき前記障害電流の方向を変えるスイッチング回路と、
を備える能動分離回路。 - 前記電流センサが前記冷媒に浸される、請求項18に記載の能動分離回路。
- 前記スイッチング回路が前記障害信号を監視する、請求項18に記載の能動分離回路。
- 前記スイッチング回路が、
前記障害信号を受け取り、出力信号を発生する演算増幅器と、
前記出力信号に基づき、前記障害信号に対するグランドまでの代替経路を選択的に有効にするスイッチと、
を備える、請求項18に記載の能動分離回路。 - 前記スイッチが、導通モードのときに前記代替経路を有効にするMOSFETトランジスタを含む、請求項21に記載の能動分離回路。
- 前記電流センサが前記障害電流を検出したときに、前記演算増幅器が前記障害電流の極性に基づいて前記各スイッチに信号を送って、HVDCプラスからグランドに至る、又はHVDCマイナスからグランドに至る前記代替経路を有効にして、冷媒障害電流が方向を変えられ、あるいは0mA近くに補償されるようにする、請求項21に記載の燃料電池システム。
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