JP2008186726A - Power supply system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system in which operation state of a load device can be checked and a low consumption power generation operation corresponding to operation status of the load device is possible. <P>SOLUTION: The power supply system comprises a load device, a power supply device which has a power generating device and a power storage device and supplies power to the load device, and a two-way communication means to transmit and receive information between the load device and the power generation device. In the power supply system, when the power supply device side receives a signal of an operation mode showing the operation status of the load device through the two-way communication means, the power generation status of the power generating device can be changed according to the operation mode. Thereby, a low consumption power generation operation corresponding to the operation status of the load device is possible and fuel control of low consumption becomes possible in the case the power generation device is a fuel cell. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は給電システムに関し、詳細には燃料電池と蓄電デバイスを有するハイブリッド電源装置と当該ハイブリッド電源装置に接続された負荷装置の稼動状態に応じて燃料電池の発電状態を制御する技術に関する。   The present invention relates to a power feeding system, and more particularly, to a technology for controlling a power generation state of a fuel cell in accordance with an operating state of a hybrid power supply device having a fuel cell and an electricity storage device and a load device connected to the hybrid power supply device.

現在、燃料電池は負荷装置に対し一旦、発電を開始すると負荷装置の状況(待機状態、稼動状態や負荷が実装されていない状態など)とは無関係に負荷変動に応じて若干の変動はあるものの一定の発電を持続し、負荷状況が軽負荷時でも一定の燃料を消費してしまい燃料の無駄である。   Currently, once a fuel cell starts generating electricity for a load device, there is a slight change depending on the load change regardless of the load device status (standby state, operating state, load mounted state, etc.). Constant power generation is continued, and even when the load is light, a certain amount of fuel is consumed, which is a waste of fuel.

そこで、これらの問題点を解決するために従来よりいくつか提案がなされている。その一つとして、特許文献1によれば、電子機器と燃料電池間の通信はメタノール水溶液の残量及び直接型メタノール燃料電池部の動作状態のみが一方的に燃料電池側に送信されている。
特開2004−71261号公報
In order to solve these problems, some proposals have heretofore been made. As one of them, according to Patent Document 1, in communication between the electronic device and the fuel cell, only the remaining amount of the methanol aqueous solution and the operating state of the direct methanol fuel cell unit are unilaterally transmitted to the fuel cell side.
JP 2004-71261 A

しかしながら、実際、燃料電池に接続される電子機器がプリンタや複写機の場合、省エネルギーの観点からこれらの機器はさまざまな動作モードを有しており、電子機器の状態に応じて発電量を変化させなければ燃料の無駄となる。例えば、電子機器(=負荷装置)が稼動状態にし、ハイブリッド電源の持てる最も効率の良い状態で発電し、電子機器(=負荷装置)が待機状態にあるときなどは負荷装置自身電力を必要としないことから、燃料電池の発電能力を下げたり、長時間の停止状態が継続するようであれば燃料電池は停止させることで燃料電池の無駄な消費を抑える。   However, in fact, when the electronic device connected to the fuel cell is a printer or copier, these devices have various operation modes from the viewpoint of energy saving, and the amount of power generation is changed according to the state of the electronic device. Otherwise, it will be a waste of fuel. For example, when an electronic device (= load device) is in an operating state, power is generated in the most efficient state that a hybrid power supply can have, and when the electronic device (= load device) is in a standby state, the load device itself does not require power. For this reason, if the power generation capacity of the fuel cell is reduced or if a long-term stopped state continues, the fuel cell is stopped to suppress wasteful consumption of the fuel cell.

また、ハイブリッド電源装置は特定の電子機器(=負荷装置)のみが接続されるわけではなく、電子機器(=負荷装置)はハイブリッド電源装置の定格出力条件範囲内であれば負荷とは無関係に電力供給が可能である。しかし、大きな容量を持つ電子機器(=負荷装置)に燃料電池の発電容量を合わせた設計をしようとすると発電モジュール自身が大きな容量を持つ必要があり、大きくなり、高価になってしまう。そのため、一般的に発電モジュールをなるべく小さくし、不足分は二次電池で補うなどの工夫が必要となる。そうすると、大きな電子機器(=負荷装置)使用時には二次電池の容量次第では発電モジュールの発電能力がある程度まで立ち上がっていなければ電子機器(=負荷装置)への供給能力が消費に対し追いつかず不足する可能性があり、電子機器を接続後すぐに使用できないなどの障害が予測される。特に、ハイブリッド電源を一度停止させた後大きな負荷容量を有する電子機器(=負荷装置)が接続された場合など大きな負荷容量を有する電子機器(=負荷装置)は継続してすぐに使用できないなどの障害が予測される。以上のことから実使用では燃料電池は停止させずに負荷交換を行う可能性があると予測され、負荷が無い状態でもハイブリッド電源は発電状態まま放置される可能性が考えられ、燃料が無駄に消費されることが予測される。そこで、電子機器(=負荷装置)の接続の有無を確認して、電子機器(=負荷装置)が接続されていなければ燃料電池の発電能力を下げたり停止させるなどし、無駄な燃料消費を少なくするなどの工夫が必要となるため、特許文献1のように燃料電池の状態情報を負荷装置に一方的に送るだけでは不十分であった。   In addition, the hybrid power supply device is not connected only to a specific electronic device (= load device), and the electronic device (= load device) can be powered regardless of the load as long as it is within the rated output condition range of the hybrid power supply device. Supply is possible. However, if an attempt is made to design an electronic device (= load device) having a large capacity so as to match the power generation capacity of the fuel cell, the power generation module itself needs to have a large capacity, resulting in an increase in size and cost. Therefore, in general, it is necessary to make a power generation module as small as possible and make up for the shortage with a secondary battery. Then, when a large electronic device (= load device) is used, depending on the capacity of the secondary battery, if the power generation capacity of the power generation module does not rise to a certain extent, the supply capability to the electronic device (= load device) cannot keep up with consumption and is insufficient. There is a possibility that a failure such as an electronic device cannot be used immediately after connection is predicted. Especially when an electronic device (= load device) having a large load capacity is connected after the hybrid power supply is stopped once, an electronic device (= load device) having a large load capacity cannot be used immediately. Failure is expected. Based on the above, it is predicted that there is a possibility that the fuel cell will be replaced without actually stopping in actual use.There is a possibility that the hybrid power supply may be left in a power generation state even when there is no load, and fuel is wasted. Expected to be consumed. Therefore, it is confirmed whether or not the electronic device (= load device) is connected, and if the electronic device (= load device) is not connected, the power generation capacity of the fuel cell is reduced or stopped to reduce wasteful fuel consumption. Therefore, it is not sufficient to send the fuel cell status information unilaterally to the load device as in Patent Document 1.

本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、負荷装置の稼動状態が確認でき、負荷装置の稼動状態に応じた低消費発電動作が可能となる給電システムを提供することを目的とする。   The present invention is intended to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a power feeding system that can confirm the operating state of a load device and can perform low power generation operation according to the operating state of the load device. To do.

前記問題点を解決するために、本発明は、負荷装置と、発電装置と蓄電デバイスを具備し、負荷装置に電力を供給する電源装置と、負荷装置と電源装置との間の情報を送受信する双方向通信手段を有して構築する給電システムである。そして、本発明の給電システムによれば、負荷装置の稼動状態を示す動作モードの信号を双方向通信手段を介して電源装置側が受信すると、発電装置の発電状態を動作モードに応じて可変することに特徴がある。よって、負荷装置の稼動状態に応じた低消費の発電動作が可能となり、発電装置が燃料電池の場合低消費の燃料制御が可能となる。   In order to solve the above problems, the present invention includes a load device, a power generation device, and a power storage device, and transmits and receives information between the power supply device that supplies power to the load device and the load device and the power supply device. This is a power supply system constructed with two-way communication means. According to the power supply system of the present invention, when the power supply device side receives the operation mode signal indicating the operation state of the load device via the bidirectional communication means, the power generation state of the power generation device is varied according to the operation mode. There is a feature. Therefore, low-power generation operation according to the operating state of the load device is possible, and when the power generation device is a fuel cell, low-consumption fuel control is possible.

また、動作モードが省電力モードである信号、又は負荷装置が無い信号を双方向通信手段を介して電源装置側が受信すると、発電装置の発電状態は発電電力を抑制する状態となることにより、無駄な発電を抑えることができる。   In addition, when the power supply device receives a signal whose operation mode is the power saving mode or no load device via the two-way communication means, the power generation state of the power generation device becomes a state where the generated power is suppressed. Power generation can be suppressed.

更に、蓄電デバイスの電圧波形に基づいて蓄電デバイスの出力を監視する監視手段を設け、省電力モードである信号による省電力モード状態が一定時間以上継続した後の蓄電デバイスの出力の監視結果が電圧波形の入力仕様下限値に所定値を加算した値か、または当該値以上の電圧を示した場合、発電装置の発電を停止させる。よって、低消費モードの消費を極限に抑えるために負荷装置が省電力モード状態にあり、蓄電デバイスが一定以上の電圧を有していれば発電装置の発電動作停止状態にすることができる。   Furthermore, monitoring means for monitoring the output of the power storage device based on the voltage waveform of the power storage device is provided, and the monitoring result of the output of the power storage device after the power saving mode state by the signal that is the power saving mode continues for a certain time or more is a voltage. When a value obtained by adding a predetermined value to the input specification lower limit value of the waveform or a voltage equal to or higher than the predetermined value is indicated, the power generation of the power generator is stopped. Therefore, if the load device is in the power saving mode in order to minimize the consumption in the low consumption mode and the power storage device has a voltage higher than a certain level, the power generation device can be stopped.

また、蓄電デバイスの出力が発電装置の発電開始電圧に達すると発電動作を開始することにより、低消費モードの消費を極限に抑えることができる。   Further, by starting the power generation operation when the output of the power storage device reaches the power generation start voltage of the power generation device, consumption in the low consumption mode can be minimized.

更に、省電力モード状態から復帰する復帰開始信号を負荷装置から双方向通信手段を介して電源装置が受信すると、発電装置は発電動作を開始することにより、低消費モードの消費を極限に抑えることができる。   Furthermore, when the power supply device receives the return start signal for returning from the power saving mode state from the load device via the bidirectional communication means, the power generation device starts the power generation operation, thereby suppressing the consumption in the low consumption mode to the limit. Can do.

また、省電力モード状態から復帰する復帰開始信号、又は蓄電デバイスの出力が発電装置の発電開始電圧に達したことを通知する信号を負荷装置から双方向通信手段を介して電源装置が受信すると、発電装置は発電動作を開始する。よって、低消費モードの消費を極限に抑えることができる。   In addition, when the power supply device receives a return start signal for returning from the power saving mode state or a signal notifying that the output of the power storage device has reached the power generation start voltage of the power generation device from the load device via the bidirectional communication means, The power generator starts a power generation operation. Therefore, the consumption in the low consumption mode can be minimized.

更に、負荷装置が接続されたか否かを検知するユニット検知信号と、負荷装置へ電力を供給する電力供給ラインとを、遮断する手段とを設けたことにより、負荷装置が低消費モード状態にある時、電源装置の蓄電デバイスの消費を抑えることができ、発電装置の停止時間を延ばすことできることで更なる発電消費を抑制できる。   Furthermore, the load device is in the low-consumption mode state by providing a unit detection signal for detecting whether or not the load device is connected and means for shutting off the power supply line for supplying power to the load device. At the same time, it is possible to suppress the consumption of the power storage device of the power supply device, and to further reduce the power generation consumption by extending the stop time of the power generation device.

また、発電装置は燃料電池であることが好ましい。   The power generation device is preferably a fuel cell.

本発明の給電システムによれば、負荷装置の稼動状態が確認でき、負荷装置の稼動状態に応じた低消費発電動作が可能となる給電システムを提供できる。   According to the power feeding system of the present invention, it is possible to provide a power feeding system in which the operating state of the load device can be confirmed and a low power consumption operation according to the operating state of the load device is possible.

図1は本発明の給電システムにおけるハイブリッド電源装置と当該ハイブリッド電源装置を搭載した負荷装置と負荷制御装置のシステム構成の概略を示す斜視図である。同図に示すように、本発明のハイブリッド電源装置を搭載した、例えばプリンタなどの負荷装置100と当該ハイブリッド電源装置の間は、双方向通信ケーブル101を用いて通信路が構築され、当該通信路を用いて互いの動作状況を送受信できるようになっている。なお、負荷装置100には無線用アンテナ102が設けられ、例えばPCなどの負荷制御装置200にもアンテナ(図示せず)が設けられている。よって、負荷装置100とハイブリッド電源装置の互いの動作状況に応じた制御が可能となり、オペレータに対して便利で、かつ燃料電池の低消費燃料制御が可能となる。   FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a system configuration of a hybrid power supply apparatus, a load apparatus equipped with the hybrid power supply apparatus, and a load control apparatus in the power supply system of the present invention. As shown in the figure, a communication path is constructed using a bidirectional communication cable 101 between a load apparatus 100 such as a printer and the hybrid power supply apparatus on which the hybrid power supply apparatus of the present invention is mounted. Can be used to send and receive each other's operating status. The load device 100 is provided with a wireless antenna 102, and the load control device 200 such as a PC is also provided with an antenna (not shown). Therefore, it is possible to control the load device 100 and the hybrid power supply device according to the operating conditions of each other, which is convenient for the operator and enables low fuel consumption control of the fuel cell.

図2は本発明の一実施の形態に係る給電システムにおけるハイブリッド電源装置の構成を示す概略図である。同図において、図1と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す給電装置であるハイブリッド電源装置10は、CPU11、表示手段12、RAM13、ROM14、燃料電池モジュール15、燃料電池電圧監視回路16、サーミスタ17、燃料ポンプ18、ラジエタファン19、循環ポンプ20、水ポンプ21、ブロワー22、燃料電池出力ON/OFFスイッチ23、二次電池24、二次電池電圧監視回路25、充電ON/OFF制御回路26、スイッチ27〜29、制御系用DC-DCコンバータ30及び駆動系用DC-DCコンバータ31を具備している。また、制御系用DC-DCコンバータ30は、制御系電源を介して負荷装置100の制御系回路103に接続され、駆動系用DC-DCコンバータ31は駆動系電源を介して負荷装置100の駆動系回路104に接続されている。更に、ハイブリッド電源装置10は通信手段である双方向通信ケーブル101を介して負荷装置100と通信可能となっており、また負荷装置100は外部のPCなどの負荷制御回路200とも無線通信路300を介して通信可能に接続されている。また、CPU11には燃料電池電圧監視回路16及びサーミスタ17並びに二次電池電圧監視回路25から各検出信号が供給されている。そして、CPU11は燃料ポンプ18、ラジエタファン19、循環ポンプ20、水ポンプ21及びブロワー22の駆動を制御する駆動制御信号を生成し、充電ON/OFF制御回路26を介してスイッチ27を制御する二次電池充電ON/OFF信号、スイッチ28,29をそれぞれ制御する制御系電源ON/OFF信号及び駆動系電源ON/OFF信号を生成し供給する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the hybrid power supply apparatus in the power supply system according to the embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components. A hybrid power supply 10 that is a power supply apparatus shown in FIG. 1 includes a CPU 11, a display unit 12, a RAM 13, a ROM 14, a fuel cell module 15, a fuel cell voltage monitoring circuit 16, a thermistor 17, a fuel pump 18, a radiator fan 19, and a circulation pump 20. , Water pump 21, blower 22, fuel cell output ON / OFF switch 23, secondary battery 24, secondary battery voltage monitoring circuit 25, charge ON / OFF control circuit 26, switches 27 to 29, DC-DC converter for control system 30 and a DC-DC converter 31 for drive system. The control system DC-DC converter 30 is connected to the control system circuit 103 of the load device 100 via a control system power supply, and the drive system DC-DC converter 31 drives the load device 100 via a drive system power supply. It is connected to the system circuit 104. Furthermore, the hybrid power supply device 10 can communicate with the load device 100 via a bidirectional communication cable 101 as a communication means. The load device 100 also has a wireless communication path 300 with a load control circuit 200 such as an external PC. Via a communicable connection. The CPU 11 is supplied with detection signals from the fuel cell voltage monitoring circuit 16, the thermistor 17, and the secondary battery voltage monitoring circuit 25. Then, the CPU 11 generates a drive control signal for controlling the drive of the fuel pump 18, the radiator fan 19, the circulation pump 20, the water pump 21 and the blower 22, and controls the switch 27 via the charge ON / OFF control circuit 26. A secondary battery charging ON / OFF signal, a control system power ON / OFF signal for controlling the switches 28 and 29, and a drive system power ON / OFF signal are generated and supplied.

図3は本発明の一実施の形態に係る給電システムにおける負荷装置稼動モード及び負荷装置待機モードの動作を示すフローチャートである。同図において、先ず図1のハイブリッド電源装置10の電源投入後、負荷装置100への電力供給のため、負荷装置100の制御系電源と駆動系電源をONする(ステップS101)。その後、ハイブリッド電源装置10は負荷装置100に対し、負荷情報の要求信号を負荷装置100との通信手段の双方向通信ケーブル101を通じて送出して負荷装置100が接続されたことを確認した後(ステップS102;YES)、負荷装置100の電源がONされ負荷装置100からの省エネルギーモード信号が稼動要求を示す信号と、負荷情報、例えば負荷の消費電力を示す情報などを負荷IDで管理されている情報などを発していて当該情報を入手していれば(ステップS103;YES)、燃料電池を利用したハイブリッド電源装置10は負荷情報に基づいて電源装置内のROM14に予め用意されたパラメータ情報をCPU11に呼び込み設定する(ステップS104;YES、ステップS105)。その後、燃料電池の発電動作に入るために、一旦燃料電池の燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFFすることで燃料電池に接続されている負荷への電源供給を遮断し、燃料ポンプ18、ラジエタファン19、循環ポンプ20、水ポンプ21及びブロワー22などの補機類を稼動させる(ステップS106)。なお、これらの補機類が稼動を開始すると、燃料電池モジュール15の表面温度を監視し、その表面温度に応じて燃料を規定時間だけ燃料ポンプを稼動し循環タンクに燃料を供給する。初期の燃料供給が済んだ時点で燃料電池モジュール15の温度が所定の温度に達するまでの十分なる所定の時間(例えば5分間)、燃料電池は待機状態とする。   FIG. 3 is a flowchart showing operations in the load device operation mode and the load device standby mode in the power supply system according to the embodiment of the present invention. In the figure, first, after the hybrid power supply apparatus 10 of FIG. 1 is turned on, the control system power supply and the drive system power supply of the load apparatus 100 are turned on to supply power to the load apparatus 100 (step S101). After that, the hybrid power supply apparatus 10 sends a load information request signal to the load apparatus 100 through the bidirectional communication cable 101 of the communication means with the load apparatus 100 and confirms that the load apparatus 100 is connected (step). S102; YES), information in which the power of the load device 100 is turned on and the energy saving mode signal from the load device 100 indicates an operation request, and load information, for example, information indicating the power consumption of the load, is managed by the load ID. If the information is obtained (step S103; YES), the hybrid power supply device 10 using the fuel cell supplies the CPU 11 with parameter information prepared in advance in the ROM 14 in the power supply device based on the load information. Calling is set (step S104; YES, step S105). Thereafter, in order to enter the power generation operation of the fuel cell, the fuel cell output ON / OFF switch 23 of the fuel cell is turned off once to cut off the power supply to the load connected to the fuel cell, the fuel pump 18, the radiator Auxiliary machines such as the fan 19, the circulation pump 20, the water pump 21, and the blower 22 are operated (step S106). When these auxiliary machines start operating, the surface temperature of the fuel cell module 15 is monitored, and the fuel pump is operated for a specified time according to the surface temperature to supply the fuel to the circulation tank. When the initial fuel supply is completed, the fuel cell is placed in a standby state for a sufficient predetermined time (for example, 5 minutes) until the temperature of the fuel cell module 15 reaches a predetermined temperature.

また、図4に示すように、燃料電池モジュール15の温度が所定の温度に達すると二次電池への充電の有無を判定するために、CPU11は二次電池電圧監視回路25を使用し、二次電池電圧をA/Dを介して呼び込む。もし、二次電池電圧監視回路25の値が充電の必要性を示している状態、すなわちDC-DCコンバータなどの電圧波形整形装置の入力電圧の上限値±第1の許容マージン値を示している状態のようであれば充電を目的とし燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をONさせ、二次電池への充電動作(CHARGE_OPERATING)を実行する。もし、ここで二次電池の電圧が満充電に近い値を示している状態、すなわちDC-DCコンバータなどの電圧波形整形装置の入力電圧の上限値±第1の許容マージン値を示している状態のようであれば充電動作を遮断する。その後は、所定時間経過後、燃料電池モジュール15の温度を監視し、その温度に応じて燃料を所定時間だけ燃料ポンプ18を稼動して燃料タンクから循環タンクに供給する。以降、この一連の動作を周期的に繰り返し行う。   Further, as shown in FIG. 4, when the temperature of the fuel cell module 15 reaches a predetermined temperature, the CPU 11 uses a secondary battery voltage monitoring circuit 25 to determine whether or not the secondary battery is charged. Call the next battery voltage via A / D. If the value of the secondary battery voltage monitoring circuit 25 indicates the necessity of charging, that is, the upper limit value ± first allowable margin value of the input voltage of the voltage waveform shaping device such as a DC-DC converter. If it is in the state, the fuel cell output ON / OFF switch 23 is turned on for the purpose of charging, and the charging operation (CHARGE_OPERATING) to the secondary battery is executed. If the voltage of the secondary battery shows a value close to full charge, that is, the upper limit value of the input voltage of the voltage waveform shaping device such as a DC-DC converter ± first allowable margin value If so, the charging operation is cut off. Thereafter, after a predetermined time elapses, the temperature of the fuel cell module 15 is monitored, and fuel is operated from the fuel tank to the circulation tank by operating the fuel pump 18 for a predetermined time according to the temperature. Thereafter, this series of operations is repeated periodically.

なお、燃料電池が稼動している間は燃料電池が異常な発熱によりダメージを受けないよう燃料電池モジュール15の表面温度をサーミスタ17で監視し、異常な発熱に至った場合はエラー表示を行うとともに燃料電池の発電動作を停止する(ステップS107;YES、ステップS108)。   While the fuel cell is in operation, the surface temperature of the fuel cell module 15 is monitored by the thermistor 17 so that the fuel cell is not damaged by abnormal heat generation. The power generation operation of the fuel cell is stopped (step S107; YES, step S108).

次に、燃料電池稼動後、省エネルギーモード信号が待機状態を要求する信号が発生したり、負荷装置交換のために負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離されて負荷装置100との通信ができなくなった場合など負荷無し状態と判断した場合(ステップS104;NO)、負荷装置を使用した後節電のために負荷装置100の電源がOFFされた時、具体的にはOA機器などの省エネルギーモードは負荷装置100を使用後、一定時間経過後、節電のために負荷装置100の駆動用電源と制御用電源の一部が自動的にOFFされると制御回路内の通信線やCPUはON状態を維持しているか、またはCPUはスリープモードの状態で通信は負荷装置100の起動信号を割り込み処理を行なっている場合が一般的となっている。このように負荷装置100が省エネルギーモードに入ると、ハイブリッド電源装置10と負荷装置100は双方向通信ケーブル101を通じて負荷装置100が省エネルギーモードに入ったことを知らせる信号が負荷装置100から送信される。また、この時、双方向通信ケーブル101を通じて負荷装置100からハイブリッド電源装置10の間で周期的に接続信号や通信状態を確認し、通信不可の場合(応答がない場合や信号が「負荷装置無し」を示す信号を発生した場合)、負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離されたものと判断する。その後、ハイブリッド電源装置10は負荷装置100が省エネルギーモードに入ったことや負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離されたことを知らせる信号を受け取るとハイブリッド電源装置10のCPU11は負荷装置100からの省エネルギーモード信号の待機状態要求信号とROM14から予め用意された負荷情報に伴うパラメータ値を確認及び設定し、負荷装置100が待機状態に入ったことを認識する(ステップS109,S110)。その後、CPU11は負荷装置100の駆動系電源への通電を遮断し、制御系電源のみONさせ、二次電池電圧監視回路25の値を監視することで、二次電池の消費状況を監視する(ステップS111)。   Next, after the fuel cell is operated, a signal for requesting a standby state is generated as an energy saving mode signal, or the load device 100 is separated from the hybrid power supply device 10 for replacement of the load device, and communication with the load device 100 becomes impossible. When it is determined that there is no load (step S104; NO), when the load device 100 is turned off to save power after using the load device, specifically, the energy saving mode of the OA device is the load. After a certain period of time has elapsed after using the device 100, the communication line and the CPU in the control circuit remain ON when a part of the drive power supply and control power supply of the load device 100 is automatically turned off to save power. In general, the CPU is in the sleep mode and the communication is interrupting the activation signal of the load device 100. Thus, when the load device 100 enters the energy saving mode, the hybrid power supply device 10 and the load device 100 transmit a signal from the load device 100 notifying that the load device 100 has entered the energy saving mode through the bidirectional communication cable 101. At this time, a connection signal and a communication state are periodically checked between the load device 100 and the hybrid power supply device 10 through the bidirectional communication cable 101. When communication is impossible (when there is no response or the signal is “no load device”). ”Is determined), it is determined that the load device 100 is separated from the hybrid power supply device 10. Thereafter, when the hybrid power supply apparatus 10 receives a signal notifying that the load apparatus 100 has entered the energy saving mode or that the load apparatus 100 has been separated from the hybrid power supply apparatus 10, the CPU 11 of the hybrid power supply apparatus 10 receives energy from the load apparatus 100. The standby state request signal of the mode signal and the parameter value associated with the load information prepared in advance from the ROM 14 are confirmed and set, and it is recognized that the load device 100 has entered the standby state (steps S109 and S110). Thereafter, the CPU 11 cuts off the power supply to the drive system power supply of the load device 100, turns on only the control system power supply, and monitors the value of the secondary battery voltage monitoring circuit 25, thereby monitoring the consumption status of the secondary battery ( Step S111).

図5に示すように、二次電池電圧監視回路25の監視結果が満充電に近いか、またはそれ以上であれば、監視結果が二次電池充電要求値、すなわちDC-DCコンバータの入力電圧の下限値+第2の許容マージン値に達するまで二次電池への充電動作は行わない(ステップS113;NO)。その後も周期的に二次電池の出力電圧を監視し、二次電池の出力電圧監視結果が二次電池充電要求値、すなわちDC-DCコンバータの入力電圧の下限値+第2の許容マージン値に達した時点で二次電池への充電動作を実施するとともに温度に応じた可変補給動作から一定量の燃料を補給する動作を実施し、監視動作周期を稼働時よりも長くすることで循環タンク内の燃料濃度を下げ、発電能力を負荷装置の使用電力と同じか、または同等位置まで下げることで燃料消費の低減を図る。それ以降は、二次電池消費量に応じて燃料供給動作を周期的に行うことで燃料電池を発電させ、その発電電力を二次電池に供給することで燃料電池からの充電動作(CHARGE_OPERATING)を実行する(ステップS113;YES、ステップS102〜S106)。   As shown in FIG. 5, if the monitoring result of the secondary battery voltage monitoring circuit 25 is close to full charge or more, the monitoring result is the secondary battery charge request value, that is, the input voltage of the DC-DC converter. The secondary battery is not charged until the lower limit value + the second allowable margin value is reached (step S113; NO). After that, the output voltage of the secondary battery is periodically monitored, and the output voltage monitoring result of the secondary battery is the secondary battery charge request value, that is, the lower limit value of the input voltage of the DC-DC converter + the second allowable margin value. When the battery reaches the rechargeable battery, the rechargeable battery is charged and a certain amount of fuel is refilled from the variable refilling operation according to the temperature. The fuel concentration is reduced and the power generation capacity is lowered to the same or equivalent position as the power used by the load device. After that, the fuel cell is generated by periodically performing the fuel supply operation according to the consumption of the secondary battery, and the charging operation (CHARGE_OPERATING) from the fuel cell is performed by supplying the generated power to the secondary battery. Execute (Step S113; YES, Steps S102 to S106).

なお、燃料電池が稼動している間は燃料電池が異常な発熱によりダメージを受けないよう燃料電池モジュール15の表面温度を監視し、異常な発熱に至った場合はエラー表示を行うとともに燃料電池の発電動作を停止する。また、稼動時や待機時は負荷装置100から送信される省エネモード信号や負荷装置100の電源がONされたことを知らせるための信号が送られてくることを待ち状態にしておく。その後、上記信号が負荷装置100との双方向通信ケーブル101を通じて送信されてくるとパラメータを再び負荷装置稼動値に戻し(負荷装置稼動時)で説明した内容で復帰する。   While the fuel cell is in operation, the surface temperature of the fuel cell module 15 is monitored so that the fuel cell is not damaged due to abnormal heat generation. Stop power generation. Further, at the time of operation or standby, an energy saving mode signal transmitted from the load device 100 or a signal for notifying that the power supply of the load device 100 is turned on is put into a waiting state. After that, when the signal is transmitted through the bidirectional communication cable 101 with the load device 100, the parameter is returned to the load device operating value again (when the load device is in operation), and the contents are restored.

図6は本発明の一実施の形態に係る給電システムにおけるハイブリッド電源装置の別の構成を示す概略図である。同図において、図2と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図2と異なる構成要素としては、負荷装置100の制御系回路103に通信用電源105を具備している。   FIG. 6 is a schematic diagram showing another configuration of the hybrid power supply apparatus in the power supply system according to the embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. As a component different from FIG. 2, a communication power source 105 is included in the control system circuit 103 of the load device 100.

次に、本発明の給電システムにおけるハイブリッド電源装置の燃料電池動作モードについて動作フローを示す図7に従って以下に説明する。この燃料電池動作モードは、稼動モード、待機モード、そして停止モードの3つの動作からなる。先ず、負荷装置100の電源をONすると(ステップS201)、図6のCPU11は負荷装置100から送信される省エネモード信号の状態を確認し、その確認信号が負荷装置稼動状態時に有ることを示しているようであれば前述したような負荷装置稼動モードを実行する(ステップS202,S203)。そして、ハイブリッド電源装置10の電源投入後、負荷装置100への電力供給のため、負荷装置100の駆動系電源と制御系電源をONする。その後、ハイブリッド電源装置10は負荷装置100に対し、負荷情報の要求信号を負荷装置100との通信手段の双方向通信ケーブル101を通じて送出する。その後、負荷装置100の電源がONされ負荷装置100からの省エネルギーモード信号が稼動要求を示す信号と負荷情報、例えば負荷の消費電力を示す情報などを負荷IDで管理されている情報などを発していれば燃料電池を利用したハイブリッド電源装置10は負荷情報に基づいて電源装置内のROM14に予め用意されたパラメータ情報をCPU11に呼び込み設定する(ステップS204;YES、ステップS205)。その後、燃料電池の発電動作に入るために一旦、燃料電池の燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFFすることで燃料電池に接続されている負荷への電源供給を遮断し、燃料ポンプ18、ラジエタファン19、循環ポンプ20、水ポンプ21及びブロワー22などの補機類を稼動状態にする(ステップS206)。この時、負荷装置100への電源供給は二次電池24からの供給となる。その後、補機類が稼動を開始すると燃料電池モジュール15の表面温度を監視し、その表面温度に応じて燃料を規定時間だけ燃料ポンプを稼動し循環タンクに燃料を供給する。燃料供給が済んだ時点で燃料電池モジュール15の表面温度が所定の温度に達するまでの時間、暫くの間待機状態にする。燃料電池モジュール15の表面温度が所定の温度に達すると、二次電池24への充電を目的とし燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をONさせ、二次電池24への充電動作(CHAGE_OPERATING)を実行する。なお、この時二次電池電圧監視回路25の監視結果が満充電状態に近い値か、それ以上の電圧値を示しているようであれば充電動作は禁止される。その後、規定時間経過後、燃料電池モジュール15の表面温度を監視する動作を実行し、その時の表面温度に応じて燃料を規定時間だけ燃料ポンプ18を稼動し循環タンクに供給する。この一連の動作は省エネモード信号が待機モードに変化するまで周期的に繰り返し行われる。   Next, the fuel cell operation mode of the hybrid power supply apparatus in the power supply system of the present invention will be described below with reference to FIG. The fuel cell operation mode includes three operations: an operation mode, a standby mode, and a stop mode. First, when the power of the load device 100 is turned on (step S201), the CPU 11 in FIG. 6 confirms the state of the energy saving mode signal transmitted from the load device 100, and indicates that the confirmation signal is in the load device operating state. If so, the load device operation mode as described above is executed (steps S202 and S203). Then, after the hybrid power supply apparatus 10 is turned on, the drive system power supply and the control system power supply of the load apparatus 100 are turned on to supply power to the load apparatus 100. After that, the hybrid power supply device 10 sends a load information request signal to the load device 100 through the bidirectional communication cable 101 of the communication means with the load device 100. Thereafter, the power supply of the load device 100 is turned on, and the energy saving mode signal from the load device 100 emits a signal indicating an operation request and load information, for example, information indicating the power consumption of the load, and the like managed by the load ID. Then, the hybrid power supply device 10 using the fuel cell calls the CPU 11 for parameter information prepared in advance in the ROM 14 in the power supply device based on the load information (step S204; YES, step S205). Thereafter, in order to start the power generation operation of the fuel cell, the fuel cell output ON / OFF switch 23 of the fuel cell is temporarily turned off to cut off the power supply to the load connected to the fuel cell, and the fuel pump 18, radiator Auxiliary devices such as the fan 19, the circulation pump 20, the water pump 21, and the blower 22 are put into operation (step S206). At this time, power supply to the load device 100 is supplied from the secondary battery 24. Thereafter, when the auxiliary machinery starts operation, the surface temperature of the fuel cell module 15 is monitored, and the fuel pump is operated for a specified time according to the surface temperature to supply the fuel to the circulation tank. When the fuel supply is completed, the fuel cell module 15 is placed in a standby state for a while until the surface temperature of the fuel cell module 15 reaches a predetermined temperature. When the surface temperature of the fuel cell module 15 reaches a predetermined temperature, the fuel cell output ON / OFF switch 23 is turned on for the purpose of charging the secondary battery 24, and the charging operation (CHAGE_OPERATING) to the secondary battery 24 is executed. To do. At this time, if the monitoring result of the secondary battery voltage monitoring circuit 25 indicates a value close to a fully charged state or a voltage value higher than that, the charging operation is prohibited. Thereafter, after the lapse of the specified time, an operation for monitoring the surface temperature of the fuel cell module 15 is executed, and the fuel pump 18 is operated for a specified time according to the surface temperature at that time, and supplied to the circulation tank. This series of operations is periodically repeated until the energy saving mode signal changes to the standby mode.

次に、省エネモード信号が待機モードに変化すると負荷装置待機モードを実行する(ステップS204;NO)。この負荷装置待機モードは、燃料電池稼動後、省エネルギーモード信号が待機状態を要求する信号が発生した場合、あるいは負荷装置交換のために負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離され負荷装置100との通信ができなくなった場合など負荷無し状態と判断した場合、あるいは負荷装置100を使用後、節電のために負荷装置100の電源がOFFされた時、具体的にはOA機器などの省エネルギーモードは負荷装置を使用後、一定時間経過後、節電のために負荷装置100の駆動用電源と制御用電源の一部が自動的にOFFされると制御回路内の通信線やCPUはON状態を維持しているか、または、CPUはスリープモードの状態で通信は負荷装置の起動信号を割り込み処理を行なっている場合が一般的となっている。このように負荷装置が省エネルギーモードに入ると、ハイブリッド電源装置10と負荷装置100は双方向通信ケーブル101を通じて負荷装置100が省エネルギーモードに入ったことを知らせる信号が負荷装置から送信される。また、この時、双方向通信ケーブル101を通じて負荷装置100からハイブリッド電源装置10の間で周期的に接続信号や通信状態を確認し、通信不可の場合(応答がない場合や信号が「負荷装置無し」を示す信号を発生した場合)、負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離されたものと判断する。その後、ハイブリッド電源装置10は負荷装置100が省エネルギーモードに入ったことや負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離されたことを知らせる信号を受け取るとハイブリッド電源装置10のCPU11は負荷装置100からの省エネルギーモード信号の待機状態要求信号とROM14から予め用意された負荷情報に伴うパラメータ値を確認及び設定し(ステップS209)、負荷装置100が待機状態に入ったことを認識する(ステップS210)。その後、CPU11は負荷装置100の駆動系電源への通電を遮断し、制御系電源のみをONさせ、二次電池電圧監視回路25の値を監視することで二次電池の消費状況を監視する(ステップS211)。   Next, when the energy saving mode signal changes to the standby mode, the load device standby mode is executed (step S204; NO). In the load device standby mode, after the fuel cell is operated, when the energy saving mode signal generates a signal requesting the standby state, or the load device 100 is separated from the hybrid power supply device 10 for replacement of the load device, When it is determined that there is no load, such as when communication is no longer possible, or when the load device 100 is turned off to save power after using the load device 100, the energy saving mode of the OA device, for example, is a load. When a part of the drive power supply and control power supply of the load device 100 is automatically turned off after a certain period of time has elapsed after using the device to save power, the communication lines and CPU in the control circuit remain on. In general, the CPU is in the sleep mode and the communication is interrupting the start signal of the load device.When the load device enters the energy saving mode in this way, the hybrid power supply device 10 and the load device 100 transmit a signal from the load device that informs that the load device 100 has entered the energy saving mode through the bidirectional communication cable 101. At this time, a connection signal and a communication state are periodically checked between the load device 100 and the hybrid power supply device 10 through the bidirectional communication cable 101. When communication is impossible (when there is no response or the signal is “no load device”). ”Is determined), it is determined that the load device 100 is separated from the hybrid power supply device 10. Thereafter, when the hybrid power supply apparatus 10 receives a signal notifying that the load apparatus 100 has entered the energy saving mode or that the load apparatus 100 has been separated from the hybrid power supply apparatus 10, the CPU 11 of the hybrid power supply apparatus 10 receives energy from the load apparatus 100. The standby state request signal of the mode signal and the parameter value associated with the load information prepared in advance from the ROM 14 are confirmed and set (step S209), and it is recognized that the load device 100 has entered the standby state (step S210). Thereafter, the CPU 11 cuts off the energization to the drive system power supply of the load device 100, turns on only the control system power supply, and monitors the value of the secondary battery voltage monitoring circuit 25 to monitor the consumption status of the secondary battery ( Step S211).

図8に示すように、二次電池電圧監視回路25の監視結果が満充電に近いか、またはそれ以上であれば、監視結果が二次電池充電要求値、すなわちDC-DCコンバータなどの電圧波形整形装置の入力電圧の下限値+第2の許容マージン値に達するまで二次電池24への充電動作は行わない(ステップS213;NO)。その後も周期的に二次電池24の出力電圧を監視し、二次電池24の出力電圧監視結果が二次電池充電要求値、すなわちDC-DCコンバータなどの電圧波形整形装置の入力電圧の下限値+第2の許容マージン値に達した時点で二次電池24への充電動作を実施するとともに温度に応じた可変補給動作から一定量の燃料を補給する動作を実施し、監視動作周期を稼働時よりも長くすることで循環タンク内の燃料濃度を下げ、発電能力を負荷装置の使用電力と同じかまたは、同等位置まで下げることで燃料消費の低減を図る。それ以降は、二次電池消費量に応じて燃料供給動作を周期的に行うことで燃料電池を発電させ、その発電電力を二次電池に供給することで燃料電池からの充電動作(CHARGE_OPERATING)を実行する(ステップS213;YES、ステップS202〜S206)。なお、燃料電池が稼動している間は燃料電池が異常な発熱によりダメージを受けないよう燃料電池モジュール15の表面温度を監視し、異常な発熱に至った場合は、エラー表示を行うとともに燃料電池の発電動作を停止する。   As shown in FIG. 8, if the monitoring result of the secondary battery voltage monitoring circuit 25 is close to full charge or more, the monitoring result is a secondary battery charge request value, that is, a voltage waveform of a DC-DC converter or the like. The charging operation to the secondary battery 24 is not performed until the lower limit value of the input voltage of the shaping device + the second allowable margin value is reached (step S213; NO). Thereafter, the output voltage of the secondary battery 24 is periodically monitored, and the output voltage monitoring result of the secondary battery 24 is the secondary battery charge request value, that is, the lower limit value of the input voltage of the voltage waveform shaping device such as a DC-DC converter. + When the second allowable margin value is reached, the rechargeable battery 24 is charged and a constant amount of fuel is replenished from the variable replenishment operation according to the temperature. The fuel concentration in the circulation tank is lowered by making it longer than this, and the fuel consumption is reduced by lowering the power generation capacity to the same or equivalent position as the electric power used by the load device. After that, the fuel cell is generated by periodically performing the fuel supply operation according to the consumption of the secondary battery, and the charging operation (CHARGE_OPERATING) from the fuel cell is performed by supplying the generated power to the secondary battery. Execute (Step S213; YES, Steps S202 to S206). While the fuel cell is in operation, the surface temperature of the fuel cell module 15 is monitored so that the fuel cell is not damaged by abnormal heat generation. When the fuel cell is abnormally heated, an error is displayed and the fuel cell is displayed. The power generation operation of is stopped.

また、稼動時や待機時は負荷装置から送信される省エネモード信号や負荷装置の電源がONされたことを知らせるための信号が送られてくるのを待ち状態にしておく。その後、前記信号が負荷装置との通信ラインを通じて送信されてくるとパラメータを再び負荷装置稼動値に戻し、上記の負荷装置稼動モードに復帰する。   Further, during operation and standby, an energy saving mode signal transmitted from the load device and a signal for notifying that the power supply of the load device is turned on are kept in a waiting state. Thereafter, when the signal is transmitted through the communication line with the load device, the parameter is returned to the load device operating value again, and the load device operating mode is restored.

次に、燃料電池停止モードの動作について説明する。省エネモード信号の待機モードが所定時間以上継続している場合(ステップS214;YES)、あるいは負荷装置交換のために負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離され負荷装置100との通信ができなくなった場合など負荷無し状態と判断した場合、あるいは負荷装置100を使用後、節電のために負荷装置100の電源がOFFされた時、具体的にはOA機器などの省エネルギーモードは負荷装置100を使用後、一定時間経過後、節電のために負荷装置100の駆動用電源と制御用電源の一部が自動的にOFFされると制御回路内の通信線やCPUはON状態を維持しているか、またはCPUはスリープモードの状態で通信は負荷装置100の起動信号を割り込み処理を行っている場合が一般的となっている。このように負荷装置100が省エネルギーモードに入ると、ハイブリッド電源装置10と負荷装置100は双方向通信ケーブル101を通じて負荷装置100が省エネルギーモードに入ったことを知らせる信号が負荷装置100から送信される。その後、負荷装置100が省エネルギーモードに入った状態で一定時間経過したり、双方向通信ケーブル101を通じて負荷装置100からハイブリッド電源装置10の間で周期的に接続信号や通信状態を確認し、通信不可の場合(応答がない場合や信号が「負荷装置無し」を示す信号を発生した場合)、負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離されたものと判断された場合、以下の燃料電池停止モードを実行し(ステップS215)、更なる燃料消費を抑える動作を行う。   Next, the operation in the fuel cell stop mode will be described. When the standby mode of the energy saving mode signal continues for a predetermined time or longer (step S214; YES), or the load device 100 is separated from the hybrid power supply device 10 for replacement of the load device, and communication with the load device 100 becomes impossible. When it is determined that there is no load, or when the load device 100 is used and then the power of the load device 100 is turned off to save power, specifically, the energy saving mode of OA equipment or the like is after the load device 100 is used. When a part of the driving power source and the control power source of the load device 100 is automatically turned off after a certain period of time to save power, the communication line and CPU in the control circuit are kept in the ON state, or In general, the CPU is in the sleep mode and the communication is interrupting the activation signal of the load device 100. Thus, when the load device 100 enters the energy saving mode, the hybrid power supply device 10 and the load device 100 transmit a signal from the load device 100 notifying that the load device 100 has entered the energy saving mode through the bidirectional communication cable 101. Thereafter, the load device 100 enters the energy saving mode and a certain period of time elapses, or the connection signal and the communication state are periodically checked between the load device 100 and the hybrid power supply device 10 through the bidirectional communication cable 101, and communication is impossible. (When there is no response or when the signal generates a signal indicating “no load device”), when it is determined that the load device 100 is separated from the hybrid power supply device 10, the following fuel cell stop mode is set. It performs (step S215) and performs the operation | movement which suppresses further fuel consumption.

具体的には、図9に示すように上記信号をハイブリッド電源装置が受けると、図6のCPU11は二次電池24の充電状況を監視し、二次電池24の出力電圧がDC_DCコンバータの入力電圧の上限値±第1の許容マージン値であると判断されると燃料電池を停止させる。燃料電池の停止動作は、最初に燃料ポンプ18、ブロワー22を停止させることで発電動作を停止させる。次に、二次電池24の無駄な電力消費を抑えるために二次電池24から電力供給される燃料ポンプ18、ラジエタファン19、循環ポンプ20、水ポンプ21及びブロワー22などの補機類も全て停止させる。なお、燃料電池が停止した時点で二次電池24の出力電圧監視結果が満充電に近い状態、すなわちDC_DCコンバータの入力電圧の上限値±第1の許容マージン値であれば燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFFすることで燃料電池の出力を遮断し、負荷装置100への電源供給は二次電池24からの供給とする。なお、燃料電池の出力に二次電池24からの回りこみを防止する保護用のダイオードが設けられている場合は燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をONのままでも可とする。そして、停止後も、周期的な燃料電池モジュール15の反応熱監視動作、二次電池24の出力電圧監視動作と負荷装置100の動作モード監視動作を継続して行われる。その後、負荷装置100の動作モード監視動作結果が稼動を示したり、負荷装置100の電源がOFFからONに変化したことを告げる信号を受け取ったり、二次電池24の出力電圧監視結果がDC_DCコンバータの入力電圧の上限値±第1の許容マージン値に近づくと再び発電は開始される(ステップS217;YES、ステップS202〜S206)。   Specifically, when the hybrid power supply apparatus receives the above signal as shown in FIG. 9, the CPU 11 in FIG. 6 monitors the charging status of the secondary battery 24, and the output voltage of the secondary battery 24 is the input voltage of the DC_DC converter. If it is determined that the upper limit value ± the first allowable margin value, the fuel cell is stopped. In the stop operation of the fuel cell, the power generation operation is stopped by first stopping the fuel pump 18 and the blower 22. Next, in order to suppress wasteful power consumption of the secondary battery 24, all the auxiliary equipment such as the fuel pump 18, the radiator fan 19, the circulation pump 20, the water pump 21, and the blower 22 that are supplied with power from the secondary battery 24 are also included. Stop. Note that if the output voltage monitoring result of the secondary battery 24 is almost fully charged when the fuel cell is stopped, that is, the upper limit value of the input voltage of the DC_DC converter ± the first allowable margin value, the fuel cell output ON / OFF The output of the fuel cell is shut off by turning off the switch 23, and the power supply to the load device 100 is supplied from the secondary battery 24. In addition, when the protective diode which prevents the wraparound from the secondary battery 24 is provided in the output of the fuel cell, the fuel cell output ON / OFF switch 23 can be left ON. Even after the stop, the periodic reaction heat monitoring operation of the fuel cell module 15, the output voltage monitoring operation of the secondary battery 24, and the operation mode monitoring operation of the load device 100 are continuously performed. Thereafter, the operation mode monitoring operation result of the load device 100 indicates that the load device 100 is in operation, a signal indicating that the power supply of the load device 100 has changed from OFF to ON is received, or the output voltage monitoring result of the secondary battery 24 is the DC_DC converter. When the input voltage approaches the upper limit value ± first allowable margin value, power generation is started again (step S217; YES, steps S202 to S206).

燃料電池は発電開始時に燃料電池のオーバーロード防止のために一旦燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFFすることで燃料電池に接続されている負荷(二次電池や負荷装置など)への電力供給を遮断し、燃料ポンプ18、ラジエタファン19、循環ポンプ20、水ポンプ21及びブロワー22などの補機類への電力補給を二次電池24から行うことで前述した負荷装置稼動モードに従った燃料電池の発電動作を再び開始する。燃料電池が発電動作を開始すると燃料電池モジュール15の表面温度を監視し、その表面温度に応じて燃料を規定時間だけ燃料ポンプ18を稼動し供給する。燃料供給が済むと燃料電池モジュール15の表面温度が所定の温度に達するまで待機状態となる。その後、燃料電池モジュール15の表面温度が所定の温度に達すると燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をONさせ、二次電池24の出力電圧の監視をしながら二次電池24の充電電圧がDC_DCコンバータの入力電圧の上限値±第1の許容マージン値に近い値まで充電動作(CHARGE_OPERATING)を実行する。その後も負荷装置稼動モードの一連の動作を継続する(ステップS216;YES、ステップS202〜S206)。なお、燃料電池が稼動している間は燃料電池が異常な発熱によりダメージを受けないよう燃料電池モジュール15の表面温度を監視し、異常な発熱に至った場合はエラー表示を行うとともに燃料電池の発電動作を停止する。   The fuel cell supplies power to a load (secondary battery, load device, etc.) connected to the fuel cell by turning off the fuel cell output ON / OFF switch 23 once to prevent overload of the fuel cell at the start of power generation. The fuel in accordance with the load device operation mode described above is supplied by supplying power from the secondary battery 24 to the auxiliary machines such as the fuel pump 18, the radiator fan 19, the circulation pump 20, the water pump 21 and the blower 22. The power generation operation of the battery is started again. When the fuel cell starts a power generation operation, the surface temperature of the fuel cell module 15 is monitored, and the fuel pump 18 is operated and supplied for a specified time according to the surface temperature. When the fuel supply is completed, the fuel cell module 15 enters a standby state until the surface temperature of the fuel cell module 15 reaches a predetermined temperature. Thereafter, when the surface temperature of the fuel cell module 15 reaches a predetermined temperature, the fuel cell output ON / OFF switch 23 is turned on, and the charging voltage of the secondary battery 24 is changed to the DC_DC converter while the output voltage of the secondary battery 24 is monitored. The charging operation (CHARGE_OPERATING) is executed up to a value close to the upper limit value of the input voltage ± the first allowable margin value. Thereafter, a series of operations in the load device operation mode is continued (step S216; YES, steps S202 to S206). While the fuel cell is in operation, the surface temperature of the fuel cell module 15 is monitored so that the fuel cell is not damaged due to abnormal heat generation. Stop power generation.

ところで、燃料電池を搭載したハイブリッド電源において、本来であれば、1つの燃料電池モジュールで所定の発電容量を満足できることが理想である。しかし、量産時になると量産効果を考えると複数種の燃料電池モジュールを作製し、管理するよりは少ない燃料電池モジュール種で複数使用し、直列・並列接続にすることで高電圧や高容量のハイブリッド電源を構成するほうが歩留まり、生産ラインの規模の小型化や生産管理の面からトータルコストが安価である。そこで、本発明は複数の燃料電池モジュールを使用した時の負荷装置の稼動状況に応じて燃料消費を最小限に抑え、燃料消費の低減を図る方法を提案する。   By the way, in a hybrid power source equipped with a fuel cell, it is ideal that one fuel cell module can satisfy a predetermined power generation capacity. However, considering the effects of mass production at the time of mass production, multiple types of fuel cell modules are produced, and multiple types of fuel cell modules are used rather than managing them. By connecting them in series and in parallel, high voltage and high capacity hybrid power supply The production cost is lower, and the total cost is lower in terms of downsizing the production line and production management. Therefore, the present invention proposes a method for minimizing fuel consumption and reducing fuel consumption according to the operating condition of the load device when a plurality of fuel cell modules are used.

図10は本発明の一実施の形態に係る給電システムにおけるハイブリッド電源装置の別の構成を示す概略図である。同図において、図2と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。以下、本発明の給電システムにおけるハイブリッド電源装置の動作について当該動作フローを示す図11に従って説明する。   FIG. 10 is a schematic diagram showing another configuration of the hybrid power supply apparatus in the power supply system according to the embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components. Hereinafter, the operation of the hybrid power supply apparatus in the power supply system of the present invention will be described with reference to FIG. 11 showing the operation flow.

先ず、負荷装置100の電源をONすると(ステップS301)、図11のCPU11は負荷装置100から送信される省エネモード信号の状態を確認し、その確認信号が負荷装置稼動状態時にあることを示しているようであれば前述した負荷装置稼動モードを実行する(ステップS302,S303)。最初に、ハイブリッド電源装置10の電源投入後、負荷装置100への電力供給のため、負荷装置100の駆動系電源と制御系電源をONする。その後、ハイブリッド電源装置10は負荷装置100に対し、負荷情報の要求信号を負荷装置100との通信手段を通じて送出した後、負荷装置100の電源がONされ、負荷装置100からの省エネルギーモード信号が稼動要求を示す信号と負荷情報、つまり負荷の消費電力を示す情報などを負荷IDで管理されている情報などを発していれば燃料電池を利用したハイブリッド電源装置10は負荷情報に基づいて電源装置内のROM14に予め用意されたパラメータ情報をCPU11に呼び込み設定する(ステップS304;YES、ステップS305)。その後、燃料電池の発電動作に入るために、一旦燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFFすることで燃料電池に接続されている負荷装置100への電源供給を遮断し、燃料ポンプ18、ラジエタファン19、循環ポンプ20、水ポンプ21及びブロワー22などの補機類を稼動状態にする(ステップS306)。この時、負荷装置100への電源供給は二次電池24からの供給となる。その後、補機類が稼動を開始すると燃料電池モジュール15の表面温度を監視し、その表面温度に応じて燃料を規定時間だけ燃料ポンプ18を稼動し循環タンクに燃料を供給する。なお、本実施の形態では燃料電池モジュール一つに対しそれぞれブロワーや燃料ポンプが設けられているが、もちろん一組のブロワーや燃料ポンプから出力される燃料や空気を、ソレノイドバルブなどを利用し、ON/OFFさせても同様の効果を得ることができる。そして、燃料供給が済んだ時点で燃料電池モジュール15−1,15−2の表面温度が所定の温度に達するまでの時間、暫くの間待機状態にする。それぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2の表面温度が所定の温度に達すると二次電池24への充電を目的とし燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をONさせ、規定時間の間、二次電池24への充電動作(CHAGE_OPERATING)を実行する。その後、所定時間経過後、それぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2の表面温度の監視動作を実行し、その時の表面温度に応じて燃料を規定時間だけそれぞれの燃料ポンプ18−1,18−2を稼動し循環タンクに供給する。その後、この一連の動作は省エネモード信号が待機モードに変化するまで周期的に繰り返し行われる。   First, when the power supply of the load device 100 is turned on (step S301), the CPU 11 in FIG. 11 confirms the state of the energy saving mode signal transmitted from the load device 100 and indicates that the confirmation signal is in the load device operating state. If so, the aforementioned load device operation mode is executed (steps S302 and S303). First, after the hybrid power supply apparatus 10 is turned on, the drive system power supply and the control system power supply of the load apparatus 100 are turned on to supply power to the load apparatus 100. After that, the hybrid power supply apparatus 10 sends a load information request signal to the load apparatus 100 through communication means with the load apparatus 100, and then the power supply of the load apparatus 100 is turned on, and the energy saving mode signal from the load apparatus 100 is activated. If the signal indicating the request and the load information, that is, the information indicating the power consumption of the load, and the like are managed by the load ID, the hybrid power supply device 10 using the fuel cell is in the power supply device based on the load information. The parameter information prepared in advance in the ROM 14 is called into the CPU 11 and set (step S304; YES, step S305). Thereafter, in order to start the power generation operation of the fuel cell, the fuel cell output ON / OFF switch 23 is turned OFF to cut off the power supply to the load device 100 connected to the fuel cell, and the fuel pump 18, radiator fan 19, Auxiliary machines such as the circulation pump 20, the water pump 21, and the blower 22 are put into operation (step S306). At this time, power supply to the load device 100 is supplied from the secondary battery 24. Thereafter, when the auxiliary machinery starts operation, the surface temperature of the fuel cell module 15 is monitored, and the fuel pump 18 is operated for a specified time according to the surface temperature to supply the fuel to the circulation tank. In this embodiment, each of the fuel cell modules is provided with a blower and a fuel pump, but of course, the fuel and air output from a pair of blowers and fuel pumps are used using a solenoid valve, etc. The same effect can be obtained even if it is turned ON / OFF. Then, when the fuel supply is completed, the fuel cell modules 15-1 and 15-2 are set in a standby state for a while until the surface temperature of the fuel cell modules 15-1 and 15-2 reaches a predetermined temperature. When the surface temperature of each of the fuel cell modules 15-1 and 15-2 reaches a predetermined temperature, the fuel cell output ON / OFF switch 23 is turned on for the purpose of charging the secondary battery 24. The charging operation (CHAGE_OPERATING) to the next battery 24 is executed. Thereafter, after a predetermined time has elapsed, the monitoring operation of the surface temperature of each of the fuel cell modules 15-1 and 15-2 is executed, and the fuel pumps 18-1 and 18 are supplied with fuel for a specified time according to the surface temperature at that time. -2 is operated and supplied to the circulation tank. Thereafter, this series of operations is periodically repeated until the energy saving mode signal changes to the standby mode.

次に、省エネモード信号が待機モードに変化すると以下の負荷装置待機モードを実行する(ステップS304;NO)。燃料電池稼動後、省エネルギーモード信号が待機状態を要求する信号が発生した場合、負荷装置100の交換のために負荷装置100がハイブリッド電源装置10から分離され負荷装置100との通信ができなくなった場合など負荷無し状態と判断した場合、負荷装置100を使用後、節電のために負荷装置100の電源がOFFされた時、例えば通常OA機器などは装置用電源におけるメイン電源と装置用電源の制御回線が別けられたものが多く、装置用遮断時は制御の通信線やCPU周辺の電源はONのままとなっている場合が一般的であることから負荷装置100とハイブリッド電源装置10の間の通信は可能状態にある時に、負荷装置100との通信手段の双方向通信ケーブル101を通じて負荷装置100の電源がOFFされたことを知らせる信号を受け取った場合はこれらの信号を受け取った時点でハイブリッド電源装置10のCPU11は負荷装置100からの省エネルギーモード信号の待機状態要求信号とROM14から予め用意された負荷情報に伴うパラメータ値を確認及び設定し(ステップS309)、負荷装置100が待機状態に入ったことを認識する(ステップS310)。その後、CPU11は負荷装置100の駆動系電源への通電を遮断し、制御系電源のみをONさせ、二次電池24の消費状況を監視する(ステップS311)。   Next, when the energy saving mode signal changes to the standby mode, the following load device standby mode is executed (step S304; NO). When a signal requesting a standby state is generated after the fuel cell is operated, when the load device 100 is separated from the hybrid power supply device 10 for replacement of the load device 100 and communication with the load device 100 becomes impossible. When the load device 100 is used and then the power supply of the load device 100 is turned off to save power after using the load device 100, for example, a normal OA device or the like is a control line for the main power supply and the device power supply in the device power supply. In many cases, the control communication line and the power supply around the CPU remain on when the device is shut down. Therefore, communication between the load device 100 and the hybrid power supply device 10 is performed. When the load device 100 is turned off via the bidirectional communication cable 101 of the communication means with the load device 100, When receiving these signals, the CPU 11 of the hybrid power supply device 10 receives the standby state request signal of the energy saving mode signal from the load device 100 and the parameter value accompanying the load information prepared in advance from the ROM 14. Confirmation and setting are performed (step S309), and it is recognized that the load device 100 has entered a standby state (step S310). Thereafter, the CPU 11 cuts off the power supply to the drive system power supply of the load device 100, turns on only the control system power supply, and monitors the consumption status of the secondary battery 24 (step S311).

監視結果が満充電に近いか、またはそれ以上であれば、二次電池24の出力電圧監視結果がDC-DCコンバータの入力電圧の上限値±第2の許容マージン値に達するまで次の二次電池24の充電動作は行わない(ステップS315;NO)。その後、周期的に二次電池24の出力電圧を監視し、電圧監視結果がDC-DCコンバータの入力電圧の上限値±第1の許容マージン値に達した時点でそれぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2で構成されたハイブリッド電源装置10内のそれぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2の温度に応じた燃料補給動作を実施し、燃料電池モジュール15−1,15−2の発電動作を活性化させて燃料電池出力に並列に設けられた二次電池24の充電動作を行う。   If the monitoring result is close to full charge or more, the next secondary until the output voltage monitoring result of the secondary battery 24 reaches the upper limit value ± second allowable margin value of the input voltage of the DC-DC converter. The battery 24 is not charged (step S315; NO). Thereafter, the output voltage of the secondary battery 24 is periodically monitored, and when the voltage monitoring result reaches the upper limit value ± first allowable margin value of the input voltage of the DC-DC converter, each fuel cell module 15-1 , 15-2, the fuel supply operation according to the temperature of each fuel cell module 15-1, 15-2 in the hybrid power supply apparatus 10 constituted by the fuel cell module 15-1, 15-2 is performed. The operation is activated and the secondary battery 24 provided in parallel with the fuel cell output is charged.

この時、稼動の燃料電池モジュール数を変動させ、つまり余分な燃料電池モジュールはポンプ類やブロワーから成る補機類を停止させることで、発電動作を止めることができるので発電能力を負荷装置の使用電力の低減や二次電池と同等まで下げることで燃料消費の低減を図れる。   At this time, by changing the number of operating fuel cell modules, that is, the extra fuel cell modules can be stopped by stopping the auxiliary equipment consisting of pumps and blowers, so the power generation operation can be stopped. Fuel consumption can be reduced by reducing power consumption and reducing it to the same level as secondary batteries.

それ以降は、稼動している二次電池の表面温度に応じて燃料供給動作を周期的に行うことで燃料電池を発電させ、その発電電力を二次電池に供給することで燃料電池からの充電動作(CHARGE_OPERATING)を実行する。なお、燃料電池が稼動している間は燃料電池が異常な発熱によりダメージを受けないようそれぞれの燃料電池モジュールの表面温度を監視し、異常な発熱に至った場合は、エラー表示を行うとともに全ての燃料電池モジュールを発電動作停止する。   After that, the fuel cell generates power by periodically performing the fuel supply operation according to the surface temperature of the operating secondary battery, and charging from the fuel cell is performed by supplying the generated power to the secondary battery. Execute the operation (CHARGE_OPERATING). During the operation of the fuel cell, the surface temperature of each fuel cell module is monitored so that the fuel cell is not damaged by abnormal heat generation. The power generation operation of the fuel cell module is stopped.

更に、省エネモード信号の待機モードが所定時間継続されるようであれば以下のような燃料電池停止モードを実行し、更なる燃料消費を抑える動作を行う。   Further, if the standby mode of the energy saving mode signal is continued for a predetermined time, the following fuel cell stop mode is executed to further suppress the fuel consumption.

また、負荷装置100の待機状態が所定時間以上(ステップS316;YES)、稼動モードに変化しない場合や負荷装置接続監視信号が無負荷(負荷装置が接続されていない)場合、負荷装置100の電源スイッチがOFFされたことを知らせる信号が送られてきた時は以下のような燃料電池停止モードを実行する(ステップS317)。   Further, when the standby state of the load device 100 is longer than the predetermined time (step S316; YES), when the operation mode does not change or when the load device connection monitoring signal is no load (no load device is connected), the power supply of the load device 100 When a signal notifying that the switch has been turned off is sent, the following fuel cell stop mode is executed (step S317).

負荷装置100の電源をONすると、図11のCPU11は二次電池24の充電状況を監視し、二次電池24の出力電圧がDC_DCコンバータの入力仕様の上限値±第1の許容マージン値であると判断されると全ての燃料電池モジュールの発電動作を停止させる。停止させる場合、最初に燃料ポンプ18−1,18−2、ブロワー22−1,22−2を停止させることで発電動作を停止させる。次に、二次電池24の無駄な電力消費を抑えるために二次電池24から電力供給される燃料ポンプ18−1,18−2、ラジエタファン19−1,19−2、循環ポンプ20−1,20−2、水ポンプ21−1,21−2及びブロワー22−1,22−2などの補機類も全て停止させる。燃料電池が停止した時点で二次電池24の出力電圧監視結果がDC_DCコンバータの入力電圧の上限値±第1の許容マージン値に近い状態であれば燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFFすることで燃料電池の出力を遮断し、負荷装置100への電源供給は二次電池24からの供給とする。なお、それぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2の出力に二次電池24や他の燃料電池からの回りこみを防止する保護用のダイオードが設けられている場合は燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をONのままでも可とする。停止後も、それぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2の反応熱監視動作、二次電池24の出力電圧監視動作と負荷装置24の動作モード監視動作及び負荷装置100の電源スイッチがOFFからONに変化したことを示す信号が負荷装置100の通信手段の双方向通信ケーブル101を通じて送信されることを監視する動作を継続する。周期的な負荷装置100の動作モード監視動作結果が稼動を示したり、負荷装置100の電源スイッチがOFFからONに変化したり、二次電池24の出力電圧監視結果がDC_DCコンバータの入力電圧の上限値±第1の許容マージン値に近づくと再び全ての燃料ポンプ18−1,18−2、ラジエタファン19−1,19−2、循環ポンプ20−1,20−2、水ポンプ21−1,21−2及びブロワー22−1,22−2などの補機類が稼動することでそれぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2は発電を開始する(ステップS319;YES、ステップS302〜S306)。   When the power supply of the load device 100 is turned on, the CPU 11 in FIG. 11 monitors the charging status of the secondary battery 24, and the output voltage of the secondary battery 24 is the upper limit value ± first allowable margin value of the input specifications of the DC_DC converter. If it is determined, the power generation operation of all the fuel cell modules is stopped. When stopping, the power generation operation is stopped by first stopping the fuel pumps 18-1 and 18-2 and the blowers 22-1 and 22-2. Next, in order to suppress wasteful power consumption of the secondary battery 24, the fuel pumps 18-1, 18-2, the radiator fans 19-1, 19-2, and the circulation pump 20-1 supplied with power from the secondary battery 24 are used. , 20-2, water pumps 21-1, 21-2 and blowers 22-1 and 22-2 are all stopped. If the output voltage monitoring result of the secondary battery 24 is close to the upper limit value ± the first allowable margin value of the DC_DC converter when the fuel cell is stopped, the fuel cell output ON / OFF switch 23 is turned OFF. Thus, the output of the fuel cell is shut off, and the power supply to the load device 100 is supplied from the secondary battery 24. When the output of each of the fuel cell modules 15-1 and 15-2 is provided with a protective diode for preventing wraparound from the secondary battery 24 or another fuel cell, the fuel cell output is turned on / off. The switch 23 can be left ON. Even after stopping, the reaction heat monitoring operation of each fuel cell module 15-1, 15-2, the output voltage monitoring operation of the secondary battery 24, the operation mode monitoring operation of the load device 24, and the power switch of the load device 100 are turned off. The operation of monitoring that the signal indicating that the signal is changed to ON is transmitted through the bidirectional communication cable 101 of the communication unit of the load device 100 is continued. The operation mode monitoring operation result of the periodic load device 100 indicates operation, the power switch of the load device 100 is changed from OFF to ON, or the output voltage monitoring result of the secondary battery 24 is the upper limit of the input voltage of the DC_DC converter. When the value ± the first allowable margin value is approached, all fuel pumps 18-1, 18-2, radiator fans 19-1, 19-2, circulation pumps 20-1, 20-2, water pump 21-1, The fuel cell modules 15-1 and 15-2 start power generation by operating auxiliary machines such as 21-2 and blowers 22-1 and 22-2 (step S319; YES, steps S302 to S306). .

再び燃料電池が発電開始する場合は燃料電池のオーバーロード防止のために一旦燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFFすることで燃料電池に接続されている負荷(二次電池や負荷装置など)への電力供給を遮断し、燃料ポンプ18−1,18−2、ラジエタファン19−1,19−2、循環ポンプ20−1,20−2、水ポンプ21−1,21−2及びブロワー22−1,22−2などの補機類への電力補給を二次電池24から行うことで前述した負荷装置稼動モードに従った燃料電池の発電動作を開始する。   When the fuel cell starts generating power again, the fuel cell output ON / OFF switch 23 is turned OFF once to prevent the fuel cell from overloading to a load (secondary battery, load device, etc.) connected to the fuel cell. Are cut off, and fuel pumps 18-1, 18-2, radiator fans 19-1, 19-2, circulation pumps 20-1, 20-2, water pumps 21-1, 21-2 and blower 22- The power generation operation of the fuel cell according to the load device operation mode described above is started by supplying power from the secondary battery 24 to the auxiliary machines such as 1, 22-2.

そして、燃料電池が発電動作を開始するとそれぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2の表面温度を監視し、その表面温度に応じて燃料ポンプ18−1,18−2を稼動し燃料を供給する。燃料供給が済むと燃料電池モジュール15−1,15−2の表面温度が所定の温度に達するまで待機状態となる。その後、それぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2の表面温度が所定の温度に達すると二次電池24への充電を目的とし、燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をONさせ、二次電池24の出力電圧の監視をしながら二次電池24のDC_DCコンバータの入力電圧の上限値±第1の許容マージン値に達するまで充電動作(CHARGE_OPERATING)を実行する。その後も負荷装置稼動モードの一連の動作を継続する(ステップS318;YES、ステップS302〜S306)。なお、燃料電池が稼動している間はそれぞれの燃料電池が異常な発熱によりダメージを受けないようそれぞれの燃料電池モジュール15−1,15−2の表面温度を監視し、異常な発熱に至った場合は、エラー表示を行うとともに全ての燃料電池の発電動作を停止する。   When the fuel cell starts a power generation operation, the surface temperature of each of the fuel cell modules 15-1 and 15-2 is monitored, and the fuel pumps 18-1 and 18-2 are operated according to the surface temperature to supply fuel. To do. When the fuel supply is completed, the fuel cell modules 15-1 and 15-2 enter a standby state until the surface temperature of the fuel cell modules 15-1 and 15-2 reaches a predetermined temperature. Thereafter, when the surface temperature of each of the fuel cell modules 15-1 and 15-2 reaches a predetermined temperature, the fuel cell output ON / OFF switch 23 is turned on for the purpose of charging the secondary battery 24, and the secondary battery is turned on. While monitoring the output voltage of 24, the charging operation (CHARGE_OPERATING) is executed until the upper limit value ± first allowable margin value of the input voltage of the DC_DC converter of the secondary battery 24 is reached. Thereafter, a series of operations in the load device operation mode is continued (step S318; YES, steps S302 to S306). During the operation of the fuel cell, the surface temperature of each of the fuel cell modules 15-1 and 15-2 was monitored so that each fuel cell was not damaged by the abnormal heat generation, resulting in abnormal heat generation. In such a case, an error is displayed and the power generation operation of all the fuel cells is stopped.

ここで、ハイブリッド電源装置は特定の負荷のみが接続されるわけではなく負荷装置はハイブリッド電源装置の定格出力条件範囲内であれば負荷とは無関係に電力供給が可能である。しかし、燃料電池を一度停止させた後に異なる負荷装置を接続し、稼動させようとすると、発電容量に余裕を持たせようとすると燃料電池モジュール自体が大きくなり、高価になってしまうことから一般的に容量はなるべく小さく抑えるように作製しているため、ハイブリッド電源装置は負荷に対しハイブリッド電源装置の持てる最大能力に近い状態で動かす必要が生じる。   Here, only a specific load is not connected to the hybrid power supply device, and the load device can supply power regardless of the load as long as it is within the rated output condition range of the hybrid power supply device. However, if the fuel cell is stopped once and then a different load device is connected and operated, the fuel cell module itself becomes large and expensive if an attempt is made to make room for the power generation capacity. Therefore, the hybrid power supply device needs to be moved in a state close to the maximum capacity of the hybrid power supply device with respect to the load.

しかし、燃料電池を一度停止させた後に異なる負荷装置を接続し、稼動させようとするとハイブリッド電源装置は負荷に対しハイブリッド電源装置の持てる最大能力に近い状態で動かす必要が生じる。そこで、ハイブリッド電源装置の持てる最大能力に近い状態で動かすためには燃料電池がある程度まで発電能力が立ち上がっていることが必要となり、二次電池の容量(二次電池から負荷装置に供給できる能力)次第では直に負荷装置を稼動状態にすることができないなどの障害が予想される。そこで、市場でオペレータの実使用は燃料電池搭載のハイブリッド電源装置の電源を落とさず(燃料電池を停止させずに)ケーブル差し替えのみで対応することが予想される。   However, if the fuel cell is stopped once and a different load device is connected and operated, the hybrid power supply device needs to be moved in a state close to the maximum capacity of the hybrid power supply device with respect to the load. Therefore, in order to operate in a state close to the maximum capacity that the hybrid power supply can have, it is necessary for the fuel cell to have a power generation capacity that has risen to some extent, and the capacity of the secondary battery (the capacity that can be supplied from the secondary battery to the load device) Depending on the situation, a failure such as being unable to immediately bring the load device into operation is expected. Therefore, it is expected that the actual use of the operator in the market will be dealt with only by replacing the cable without turning off the power of the hybrid power supply device equipped with the fuel cell (without stopping the fuel cell).

一方、燃料電池が稼動状態での負荷装置の交換を行おうとするとコネクタは活電状態であることからをコネクタ部において負荷装置とハイブリッド電源装置の端子間でのスパークが発生したり、スパークノイズの影響で装置故障や誤動作やオペレータに不快感を与える原因となってしまう。そこで、各DC-DCコンバータ出力をオペレータが故意にON/OFFさせるための負荷出力ON/OFFスイッチを設けることと、負荷出力ON/OFFスイッチのON/OFFに連動して点灯表示(本実施の形態では負荷出力表示)する表示手段を設けることで、オペレータの視覚に訴えON/OFF管理することで負荷装置とハイブリッド電源間でのスパーク発生に伴うオペレータの不快感やスパークノイズの影響で装置の故障原因を回避することができる。   On the other hand, if the load device is replaced while the fuel cell is in operation, the connector is in a live state, so sparks may occur between the load device and the terminals of the hybrid power supply in the connector section, or spark noise may occur. This can cause device failure, malfunction, and operator discomfort. Therefore, a load output ON / OFF switch is provided for the operator to intentionally turn each DC-DC converter output on and off, and a light display is displayed in conjunction with the ON / OFF of the load output ON / OFF switch. By providing display means to display the load output in the form), the operator's vision is turned ON / OFF to manage the device due to the operator's discomfort and spark noise due to the occurrence of a spark between the load device and the hybrid power supply. The cause of failure can be avoided.

もちろん、ケーブル差し換え時や負荷装置が接続された状態でハイブリッド電源のON/OFFをする場合、負荷出力ON/OFFスイッチで電源装置の出力をON/OFFするためには、本使用に対応できるように下記電源シーケンスと負荷出力表示(本実施の形態では負荷出力表示LEDを示す)を燃料電池搭載のハイブリッド電源装置に搭載することを提案する。   Of course, when the hybrid power supply is turned ON / OFF when the cable is replaced or when the load device is connected, this use can be supported in order to turn the power supply device ON / OFF with the load output ON / OFF switch. In addition, it is proposed that the following power supply sequence and load output display (in the present embodiment, a load output display LED is shown) be mounted on a fuel cell-mounted hybrid power supply.

例えば、図12において負荷装置100が接続された状態でハイブリッド電源装置10をON/OFFする場合、先ず図10のように制御系回路103と駆動系回路104を有している負荷装置100は、この負荷装置100に外部から電源を供給しようとすると、制御系回路103を先に立ち上げた後に駆動系回路104を立ち上げないと負荷装置100内の制御回路が稼動しない状態で駆動系電源が印加され、負荷装置100の誤動作や故障の原因となる。そこで、電源立ち上げ時の問題点を回避するために図10に示すように、負荷装置100と燃料電池搭載のハイブリッド電源装置10の間に制御回路上の通信用電源105で動作する通信手段を設ける。ハイブリッド電源装置10の立ち上げ時は制御系用DC-DCコンバータ30と駆動系用DC-DCコンバータ31の出力と負荷出力表示はOFF状態にしておき、通信信号線を接続すると、負荷装置100は通信手段の双方向通信ケーブル101を通じて負荷装置100から接続されたことを示す負荷接続確認信号や負荷情報を燃料電池搭載のハイブリッド電源装置10に送信する。その後、ハイブリッド電源装置10は負荷装置接続と負荷情報をCPU11で確認し、次にCPU11は、負荷出力表示と制御回路に電力供給するために制御系電源ON/OFF信号をONし、制御系用DC-DCコンバータ30や負荷出力表示をONさせる。次に、駆動系電源ON/OFF信号をONすることで駆動系用DC-DCコンバータ31を出力状態にする。以上のことを行うことで負荷装置の立ち上げのシーケンスを確保し、燃料電池は、負荷情報に応じて正常な発電動作を開始する。もちろん、本動作はケーブル差し換え時に次の負荷交換した後、負荷出力ON/OFFスイッチをONすることでも同様な動作を行う。   For example, when the hybrid power supply apparatus 10 is turned on / off in a state where the load apparatus 100 is connected in FIG. 12, the load apparatus 100 having the control system circuit 103 and the drive system circuit 104 as shown in FIG. If power is to be supplied to the load device 100 from the outside, the drive system power supply is turned on in a state where the control circuit in the load device 100 does not operate unless the drive system circuit 104 is started up after the control system circuit 103 is started up first. Applied to the load device 100 may cause malfunction or failure. Therefore, in order to avoid the problem at the time of starting the power supply, as shown in FIG. 10, communication means that operates with the communication power supply 105 on the control circuit is provided between the load device 100 and the hybrid power supply device 10 equipped with the fuel cell. Provide. When the hybrid power supply apparatus 10 is started up, the output of the control system DC-DC converter 30 and the drive system DC-DC converter 31 and the load output display are turned off, and the communication apparatus is connected. A load connection confirmation signal and load information indicating that the load device 100 is connected through the bidirectional communication cable 101 of the communication means are transmitted to the hybrid power supply device 10 equipped with the fuel cell. Thereafter, the hybrid power supply device 10 confirms the load device connection and load information with the CPU 11, and then the CPU 11 turns on the control system power ON / OFF signal to supply power to the load output display and the control circuit. The DC-DC converter 30 and load output display are turned on. Next, the drive system power supply ON / OFF signal is turned ON to bring the drive system DC-DC converter 31 into an output state. By performing the above, a sequence for starting up the load device is secured, and the fuel cell starts a normal power generation operation according to the load information. Of course, the same operation is performed by turning on the load output ON / OFF switch after exchanging the next load when replacing the cable.

また、負荷装置100が接続された状態で、負荷装置100をハイブリッド電源装置10から外す際には負荷接続確認信号を通じて負荷装置が外されたことを確認し、駆動系用DC-DCコンバータ31をOFFした後に制御系用DC-DCコンバータ30をOFFし、ハイブリッド電源装置10からの出力を停止させると共に負荷出力表示をOFFする。なお、ケーブル差し換え時に負荷交換のために、負荷出力ON/OFFスイッチをOFFする際でも同様な動作を行う。また、本実施の形態では図13に示すように、負荷接続確認信号の供給手段はハイブリッド電源装置10にプルアップ抵抗32を設けて負荷装置100を接続することで、ハイブリッド電源装置10内のCPU11のI/Oポート信号がHレベルから負荷を接続することでLレベルへの変化を確認しているが、制御系電源供給をフォトアイソレートしてもハイブリッド電源装置10のCPU11で確認ができる。また、本実施の形態では、負荷接続確認信号と、負荷装置との通信を利用し、負荷情報と負荷接続の確認を行っているが、負荷接続の確認のみの機能であれば負荷接続確認信号と、負荷装置との通信のどちらか一方でも可能とすることができる。   In addition, when the load device 100 is disconnected from the hybrid power supply device 10 with the load device 100 connected, it is confirmed that the load device has been removed through a load connection confirmation signal, and the drive system DC-DC converter 31 is connected. After the power is turned off, the control system DC-DC converter 30 is turned off, the output from the hybrid power supply apparatus 10 is stopped, and the load output display is turned off. The same operation is performed even when the load output ON / OFF switch is turned OFF to replace the load when replacing the cable. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, the load connection confirmation signal supply means provides the pull-up resistor 32 to the hybrid power supply device 10 and connects the load device 100, whereby the CPU 11 in the hybrid power supply device 10 is connected. The I / O port signal is confirmed to change from the H level to the L level by connecting a load. However, even if the control system power supply is photoisolated, it can be confirmed by the CPU 11 of the hybrid power supply 10. In this embodiment, the load connection confirmation signal and the communication with the load device are used to confirm the load information and the load connection. However, if the function is only for the load connection confirmation, the load connection confirmation signal is used. And either of the communication with the load device can be made possible.

更に、本実施の形態では負荷出力ON/OFFスイッチを設けることで、オペレータによる電源のON/OFF管理を行っているが、電源スイッチのON/OFF管理に確実性が無い。そこで、確実性に電力供給ラインのON/OFFを行うために自動で負荷接続確認信号が立ち上がり、確実に負荷との接続が確認された後に電力供給ラインが立ち上がることで負荷接続時のスパークなどを防ぐための遅延時間を設けることが望ましい。   Furthermore, in this embodiment, the load output ON / OFF switch is provided to perform the power ON / OFF management by the operator, but there is no certainty in the power switch ON / OFF management. Therefore, the load connection confirmation signal rises automatically to turn on / off the power supply line with certainty, and when the connection to the load is confirmed reliably, the power supply line rises to prevent sparks at the time of load connection. It is desirable to provide a delay time to prevent it.

具体的な実施の形態としては、図14において、電源供給ラインと負荷接続確認信号ラインを一つの電源プラグ51とし、電源プラグ51をインレットに差す際に負荷接続確認信号ラインが先にグランドに接続され、その信号の変化をCPUが確認後、制御系や駆動系のDC-DCコンバータをONさせ負荷装置への電源供給ラインからの電力供給を行う構造体(負荷接続確認信号端子を他の電力供給ラインより長くすることで実現)にすることで実現することができる。その他の方法としては各電源ラインにスパークが発生しても回路への影響を最小限に抑える方法としてCRスバナ回路を実施してもよい。   As a specific embodiment, in FIG. 14, the power supply line and the load connection confirmation signal line are one power plug 51, and the load connection confirmation signal line is first connected to the ground when the power plug 51 is inserted into the inlet. After the CPU confirms the change in the signal, the control system and drive system DC-DC converter is turned on to supply power from the power supply line to the load device (load connection confirmation signal terminal is connected to other power It can be realized by making it longer than the supply line. As another method, a CR switch circuit may be implemented as a method for minimizing the influence on the circuit even if a spark occurs in each power supply line.

また、負荷出力ON/OFFスイッチがON/OFFされることで負荷装置とハイブリッド電源の電源供給機構がメカ的にロックやロック解除されるロック機構を設けることで、オペレータが確実に電源のON/OFF管理ができるようになる同様の効果を得ることができる。   In addition, the load output ON / OFF switch is turned ON / OFF to provide a lock mechanism that mechanically locks and unlocks the power supply mechanism of the load device and the hybrid power supply, so that the operator can reliably turn the power on / off. The same effect can be obtained that OFF management can be performed.

上述した図14では電源供給ラインと負荷信号との通信ラインは別々のコネクタで接続されているが実際時は一緒にしても束ねても同様の効果が得られる。しかし、束ねる際に電力供給ラインはパワーラインである事から電流変動が大きく電磁波ノイズの発生が懸念される。また、電力供給ラインに負荷信号との通信のための信号ラインを沿わせた状態で実装すると電磁波ノイズの影響で誤動作の危険性がある。そこで、負荷信号との通信ラインと電力供給ラインは別々にシールドを行うことで分離を行うことが望ましい。   In FIG. 14 described above, the power supply line and the communication line for the load signal are connected by separate connectors, but the same effect can be obtained when they are actually bundled or bundled. However, since the power supply line is a power line when bundled, there is a concern that the current fluctuation is large and electromagnetic noise is generated. In addition, if the power supply line is mounted with a signal line for communication with a load signal, there is a risk of malfunction due to electromagnetic noise. Therefore, it is desirable to separate the communication line for the load signal and the power supply line by separately shielding them.

次に、アルコールを燃料とした希釈循環型燃料電池の一連の動作は図10のように高濃度の燃料が保持されている燃料タンク33から燃料ポンプ18で稼動させ循環タンク34に送液する。送液する液量は排水タンクから水ポンプ21で給液した希釈水の量に対し一定濃度となる量とする。送液された燃料と水タンク35から送液される希釈水は循環タンク34に送り込むことで一定の割合の希釈燃料なり循環タンク内に保持される。次に、循環タンク内の希釈燃料は循環ポンプ20によって燃料電池モジュール15に送液、循環され、ブロワー22から送風される空気と反応し、燃料電池モジュール15からは電力や水、熱などを取り出すことができる。燃料電池モジュール15内で燃料と空気が反応して発生する水はこの時点では熱により気体化しているためラジエタ36を通すことで冷やされ生成水として水タンク35に回収される。回収された生成水は再び高濃度燃料の希釈水として再利用される。   Next, a series of operations of the dilution circulation type fuel cell using alcohol as fuel is operated by the fuel pump 18 from the fuel tank 33 holding the high concentration fuel as shown in FIG. The amount of liquid to be fed is set to a constant concentration with respect to the amount of dilution water supplied from the drain tank by the water pump 21. The sent fuel and the diluted water sent from the water tank 35 are sent to the circulation tank 34, and become a fixed ratio of diluted fuel and held in the circulation tank. Next, the diluted fuel in the circulation tank is sent and circulated to the fuel cell module 15 by the circulation pump 20, reacts with the air blown from the blower 22, and electric power, water, heat, etc. are taken out from the fuel cell module 15. be able to. The water generated by the reaction between the fuel and air in the fuel cell module 15 is gasified by heat at this point, so it is cooled by passing through the radiator 36 and is collected in the water tank 35 as generated water. The recovered product water is reused as dilution water for high-concentration fuel.

また、燃料電池モジュール15で発生した電力は二次電池の蓄電及び制御系用DC-DCコンバータ30や駆動系用DC-DCコンバータ31の電源として利用され、各DC-DCコンバータは負荷装置100の電源として利用される。以上がメタノールを燃料とした希釈循環型燃料電池(DMFC)の一連動作である。   The electric power generated in the fuel cell module 15 is used as a power source for the storage and control system DC-DC converter 30 and the drive system DC-DC converter 31 of the secondary battery, and each DC-DC converter is connected to the load device 100. Used as a power source. The above is a series of operations of a diluted circulation fuel cell (DMFC) using methanol as fuel.

ところで、もし燃料や希釈水が無い場合など希釈燃料の濃度管理制御が不可能となり、燃料濃度不足状態で負荷をかけるとオーバーロードになったり、クロスオーバーなどが必要以上に発生し、燃料電池モジュールの劣化の原因となる可能性がある。以上のことから、燃料電池発電のための主原料となる高濃度燃料と希釈水が保持されているタンク内の液残量を把握することは本装置においては不可欠技術となる。   By the way, if there is no fuel or dilution water, it becomes impossible to control the concentration of diluted fuel, and if a load is applied when the fuel concentration is insufficient, overload or crossover will occur more than necessary. It may cause deterioration of From the above, it is an indispensable technique in this apparatus to grasp the remaining amount of liquid in the tank in which the high-concentration fuel and dilution water that are the main raw materials for fuel cell power generation are held.

そこで、本発明はハイブリッド電源装置の希釈水や燃料不足からハイブリッド電源の発電電圧出力低下やモジュール劣化を防ぐことを目的とし希釈水や燃料残量検知を行う。   Therefore, the present invention performs dilution water and remaining fuel detection for the purpose of preventing a decrease in power generation voltage output and module deterioration of the hybrid power supply due to a lack of dilution water and fuel in the hybrid power supply device.

先ず、図10に示すようにハイブリッド電源装置10の燃料タンク33と水タンク35には上限液面位置を検知する上限液面位置センサ37,40、中間液面位置を検知する中間液面位置センサ38,41、下限液面位置を検知する下限液面位置センサ39,42がそれぞれのタンクに設けられており、それらの信号はハイブリッド電源装置10内のCPU11に取り込まれ常に各タンクの液量の変化を監視し、監視結果をハイブリッド電源装置10に設けられた表示手段12に表示すると共に、負荷装置との通信路である双方向通信ケーブル101を通じ、コマンドとステータスのやり取りで負荷装置100にも各タンクの液量変化の監視結果が送信される。これらの情報を受け取った負荷装置100は負荷装置の表示手段61に上記のハイブリッド電源装置10と同様、各タンクの液量変化を表示する。更に、各タンクの液量変化情報をPC(本実施例では情報装置)の負荷制御装置200に「負荷制御装置と負荷装置の通信路」の(PCの場合はUSBやRS232Cなどの汎用通信インターフェイスやネットワークなどを使用)通信路300を通じて送信し、モニタなどに液量変化情報を表示することでオペレータやサービスマンは燃料電池を搭載したハイブリッド電源装置10の燃料や希釈水の残量を常にどの位置にいても確認でき、燃料電池の停止時間を予測できることから突然の電源停止による負荷装置の故障原因を回避できる。なお、停止時間の予測は各タンクに設けられた下限液面位置センサ39,42を下回るとCPU11は燃料ポンプ18や水ポンプ21の稼働時間の計測・記憶と各ポンプのトータル稼働時間を算術し、予め判っている単位時間当りの各ポンプの送液量から下限液面位置センサ39,42を下回った時点からのトータル送液量を求める。その後、予め判っている下限液面位置センサ39,42からのタンク内液残量からトータル送液量の差を求めることで各タンクの残量を把握でき、燃料電池が停止するまでの時間をリアルタイムに予測できる。下限液面位置センサ39,42を下回った時点からのトータル送液量算術結果はハイブリッド電源装置10の停止後も情報が消えないように制御回路内に設ける記憶部としてのSRAMなどを使用して保存しておく。   First, as shown in FIG. 10, the fuel tank 33 and the water tank 35 of the hybrid power supply apparatus 10 have upper limit liquid level position sensors 37 and 40 for detecting the upper limit liquid level position, and an intermediate liquid level position sensor for detecting the intermediate liquid level position. 38, 41, and lower limit liquid level position sensors 39, 42 for detecting the lower limit liquid level position are provided in the respective tanks, and these signals are taken into the CPU 11 in the hybrid power supply apparatus 10 and are constantly in the liquid level of each tank. The change is monitored, and the monitoring result is displayed on the display means 12 provided in the hybrid power supply apparatus 10 and also transmitted to the load apparatus 100 by exchanging commands and statuses through the bidirectional communication cable 101 which is a communication path with the load apparatus. The monitoring result of the change in the amount of liquid in each tank is transmitted. The load device 100 that has received these pieces of information displays the change in the liquid amount in each tank on the display means 61 of the load device, as in the hybrid power supply device 10 described above. Furthermore, the liquid volume change information of each tank is sent to the load control device 200 of the PC (information device in this embodiment) in the “communication path between the load control device and the load device” (in the case of a PC, a universal communication interface such as USB or RS232C By using the communication channel 300 and displaying the liquid volume change information on the monitor or the like, the operator or serviceman can always determine the remaining amount of fuel and dilution water in the hybrid power supply 10 equipped with the fuel cell. Since it can be confirmed even at the position and the stop time of the fuel cell can be predicted, the cause of the failure of the load device due to the sudden power stop can be avoided. When the stop time is predicted to be below the lower limit liquid level position sensors 39 and 42 provided in each tank, the CPU 11 measures and stores the operation time of the fuel pump 18 and the water pump 21 and calculates the total operation time of each pump. Then, the total liquid feeding amount from the time when the liquid feeding amount of each pump per unit time, which is known in advance, falls below the lower limit liquid level position sensors 39 and 42 is obtained. After that, the remaining amount of each tank can be grasped by obtaining the difference between the total liquid feeding amounts from the remaining amount of liquid in the tank from the lower limit liquid level position sensors 39 and 42 which are known in advance, and the time until the fuel cell stops Predict in real time. The total liquid feeding amount arithmetic result from the time when it falls below the lower limit liquid level position sensors 39 and 42 is obtained by using an SRAM or the like as a storage unit provided in the control circuit so that the information does not disappear even after the hybrid power supply 10 is stopped. Save it.

また、本実施の形態において、液面センサ位置は各タンクの上、中、下位置に設ける方法を示したが、センサ位置を細かく配置することで更に液面の変化量を細かく検出できる。また、燃料タンクや水タンクは液面センサを使用したが、コストダウンのために各タンクに一つだけ液面センサを設け、そこから前述したように各ポンプのトータル稼働時間を計測し、そこからトータル送液量を算術し、各タンクのセンサ位置からの液残量から差を求める方法や圧力センサを使用し、液量を重量に換算して求める方法でも同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the method of providing the liquid level sensor positions at the upper, middle, and lower positions of each tank has been described. However, the amount of change in the liquid level can be detected more finely by arranging the sensor positions finely. Fuel tanks and water tanks use liquid level sensors. To reduce costs, only one liquid level sensor is provided in each tank, and the total operating time of each pump is measured from there as described above. The same effect can be obtained by calculating the total liquid supply amount from the tank and calculating the difference from the remaining amount of liquid from the sensor position of each tank or by using the pressure sensor and converting the liquid amount to weight. .

次に、前述したように、燃料電池発電のための主原料となる高濃度燃料と希釈水が保持されているタンク内の液残量を把握することは本装置においては不可欠技術である。特に、本発明は冬場などの低温化で使用する場合など生成水(=希釈水)が凍結する危険性がある場合など有効である。以下に給液エラー機能の実現手段について説明を行う。   Next, as described above, it is an indispensable technique in this apparatus to grasp the remaining amount of liquid in the tank in which the high-concentration fuel that is the main raw material for fuel cell power generation and dilution water is held. In particular, the present invention is effective when there is a risk that the generated water (= diluted water) will freeze, such as when used at low temperatures in winter. The means for realizing the liquid supply error function will be described below.

また、図10に示すように本燃料電池には燃料タンク33、循環タンク34、水タンク35のそれぞれには液面位置を確認するためのセンサが設けられている。ポンプ動作、タンクとセンサに関する一連の動作を説明する上では各タンクに設けられたセンサと各タンクに給液するための各ポンプの動作は同じであることからここでは一例として、循環タンクについて説明を加える。   As shown in FIG. 10, the fuel cell is provided with a sensor for confirming the liquid level position in each of the fuel tank 33, the circulation tank 34, and the water tank 35. In describing the pump operation and a series of operations related to the tank and sensor, the operation of the sensor provided in each tank and the operation of each pump for supplying liquid to each tank are the same. Add

先ず、燃料電池を搭載したハイブリッド電源装置10はパワーオンスイッチをオンするとPOWER_ON信号をCPU11が確認し、その後CPU11は必ず図10の循環タンク34に設けられた循環タンク上限液面センサ43のオン確認動作を行う。この確認信号がHレベル(センサ位置まで液面が無い状態を表す)に達していない場合、水ポンプ35を稼動させ、信号がLレベルに変化するまで排水タンクからの給水動作を実行する。なお、同時にタンク内が液で満たされるまでの時間がセットされたタイマをスタートさせ、時間内に上限センサ位置まで液面が達しなければ水補給の系統に何らかの障害、例えば冬場であれば凍結の危険性やポンプの焼損の可能性などが発生しているものと判断し、水供給Errorとする。この水供給Errorとはエラーと認識されると、循環ポンプ20、ブロアー22、水ポンプ21、駆動系電源、二次電池充電動作をOFFし、エラーランプはONし、点滅動作となる。なお、このエラーモードからの復帰方法は重要なエラー状態にある可能性があることからサービスマンが確認する意味から自動復帰では無く電源再投入により復帰となる。   First, when the power supply switch 10 is turned on, the hybrid power supply device 10 equipped with the fuel cell confirms the POWER_ON signal by the CPU 11, and then the CPU 11 always confirms that the circulation tank upper limit liquid level sensor 43 provided in the circulation tank 34 of FIG. Perform the action. If this confirmation signal has not reached the H level (indicating a state where there is no liquid level up to the sensor position), the water pump 35 is operated, and the water supply operation from the drain tank is executed until the signal changes to the L level. At the same time, a timer that sets the time until the tank is filled with liquid is started, and if the liquid level does not reach the upper limit sensor position within the time, there is some trouble in the water supply system, such as freezing in winter. It is judged that there is a danger or the possibility of burning of the pump, and the water supply error is set. When the water supply error is recognized as an error, the circulation pump 20, the blower 22, the water pump 21, the drive system power supply, and the secondary battery charging operation are turned off, the error lamp is turned on, and the blinking operation is performed. Note that this error mode recovery method may be in an important error state, so that it is returned not by automatic recovery but by power-on for the purpose of confirmation by a service person.

更に、燃料電池モジュール15の出力電圧が低下した状態で大きな負荷をかけ続けた場合、燃料電池モジュール15はオーバーロード状態になりモジュール自信の劣化につながる危険性がある。その理由としては燃料濃度が薄くなり、思ったように反応が進まないために出力電圧が低下するために生じるものと思われる。そこで、図15のようにこれらの障害を防止するために周期的に燃料電池モジュール15の出力電圧を電圧計や抵抗を分圧した時の電圧の変化をCPU11のA/D端子で監視し、燃料電池モジュール15の下限電圧を下回らないように監視する。もし、燃料電池モジュール15の下限電圧を下回った場合、エラーと判断し、ブロアー、水ポンプ、駆動系電源、循環ポンプ、燃料ポンプ、ラジエタファン、二次電池充電動作をOFFし、エラーランプを点灯する。なお、燃料電池モジュールの出力電圧を測定する場合は燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFFした状態で測定するものとする。   Furthermore, when a large load is continuously applied in a state where the output voltage of the fuel cell module 15 is lowered, there is a risk that the fuel cell module 15 enters an overload state and leads to deterioration of module confidence. This is probably because the fuel concentration is low and the reaction does not proceed as expected and the output voltage decreases. Therefore, as shown in FIG. 15, in order to prevent these failures, the output voltage of the fuel cell module 15 is periodically monitored by the A / D terminal of the CPU 11 when the voltmeter or resistance is divided, Monitoring is performed so as not to fall below the lower limit voltage of the fuel cell module 15. If the voltage falls below the lower limit voltage of the fuel cell module 15, it is judged as an error, the blower, water pump, drive system power supply, circulation pump, fuel pump, radiator fan, secondary battery charging operation is turned off, and the error lamp is lit. To do. In addition, when measuring the output voltage of a fuel cell module, it shall measure with the fuel cell output ON / OFF switch 23 turned off.

また、燃料電池モジュール15の表面温度が異常高温状態になった場合、燃料電池モジュール15は自己発熱で内部部品(MEAや触媒など)にダメージを与えモジュール自信の劣化につながる危険性がある。理由としては燃料濃度が濃くなりすぎ予想以上に反応が活性化し、クロスオーバー状態になり、出力電圧が低下すると共にモジュール自身の反応熱で高温状態になるものと思われる。そこで、図16のように、これらの障害を防止するために周期的に燃料電池モジュール15の温度を、サーミスタ17を利用し温度の変化をCPUのA/D端子で監視し、燃料電池モジュールの上限温度を越えないように監視する。もし、燃料電池モジュール15の上限温度を超えてしまった場合、エラーと判断し、最初にブロアー、燃料ポンプ、水ポンプ、駆動系電源、ラジエタファン、二次電池充電動作をOFFし、エラーランプを点灯する。この時、高温状態にあるモジュール内部の燃料が内部で停滞すると内部部品(MEAや触媒など)にダメージを与えモジュール自信の劣化につながる危険性があることから燃料が停滞しないように循環ポンプは稼動状態のままとする。その後、ある程度、燃料温度やモジュール温度が下がった時点で循環ポンプを停止する。   Further, when the surface temperature of the fuel cell module 15 becomes an abnormally high temperature state, the fuel cell module 15 may self-heat and damage internal components (MEA, catalyst, etc.), leading to deterioration of module confidence. The reason is that the fuel concentration becomes too high and the reaction is activated more than expected, resulting in a crossover state, the output voltage is lowered and the reaction heat of the module itself causes a high temperature state. Therefore, as shown in FIG. 16, the temperature of the fuel cell module 15 is periodically monitored using the thermistor 17 to prevent these failures, and the temperature change is monitored by the A / D terminal of the CPU. Monitor not to exceed the maximum temperature. If the upper limit temperature of the fuel cell module 15 is exceeded, it is judged as an error. First, the blower, fuel pump, water pump, drive system power supply, radiator fan, and secondary battery charging operation are turned off, and the error lamp is turned on. Light. At this time, if the fuel inside the module in a high temperature state stagnate inside, the internal pumps (MEA, catalyst, etc.) may be damaged, leading to the risk of deterioration of module confidence. Leave in state. Thereafter, the circulation pump is stopped when the fuel temperature or the module temperature is lowered to some extent.

更に、燃料電池モジュールの温度が低下した状態で大きな負荷をかけ続けた場合、燃料電池モジュールはオーバーロード状態になりモジュール自信の劣化につながる危険性がある。理由としては何らかの原因で燃料濃度が薄くなり、思ったように反応が進まないためにモジュール反応が進まずモジュール温度が低下するために生じるものと思われる。そこで、図17のようにこれらの障害を防止するために周期的に燃料電池モジュール15の温度を、サーミスタ17を利用し、温度の変化をCPUのA/D端子で監視し、燃料電池モジュール15の下限温度を下回らないように監視する。もし、燃料電池モジュール15の下限温度を下回った場合、エラーと判断し、ブロアー、水ポンプ、駆動系電源、循環ポンプ、燃料ポンプ、ラジエタファン、二次電池充電動作をOFFし、エラーランプを点灯する。   Furthermore, when a large load is continuously applied in a state where the temperature of the fuel cell module is lowered, the fuel cell module is overloaded and there is a risk of degrading the module self-confidence. This is probably because the fuel concentration becomes low for some reason and the reaction does not proceed as expected, so the module reaction does not proceed and the module temperature decreases. Therefore, as shown in FIG. 17, the temperature of the fuel cell module 15 is periodically used by the thermistor 17 to prevent these failures, and the temperature change is monitored by the A / D terminal of the CPU. Monitor the temperature so that it does not fall below the minimum temperature. If the temperature falls below the lower limit temperature of the fuel cell module 15, it is judged as an error, the blower, water pump, drive system power supply, circulation pump, fuel pump, radiator fan, secondary battery charging operation is turned off, and the error lamp is lit. To do.

また、燃料電池を搭載したハイブリッド電源装置内の機内ファンが停止し、機内温度が高温状態で大きな負荷をかけ続けた場合、燃料電池モジュールは周囲温度の影響で燃料の化学反応活性化が加速され予想以上高温状態になりモジュール自信の劣化につながったり、ハイブリッド電源の制御基板の誤動作、希釈水や燃料の気化につながり正常な濃度制御ができなくなるなどの危険性がある。そこで、図18のようにこれらの障害を防止するために周期的に燃料電池を搭載したハイブリッド電源装置の機内温度を、サーミスタ44を利用し、機内温度の変化をCPUのA/D端子で監視し、ハイブリッド電源装置の機内温度の上限値を上回らないように監視する。もし、ハイブリッド電源装置の機内温度の上限値を上回る場合、機内ファン停止などの異常が生じたものと判断し、エラーとする。エラーと判断すると、ブロアー、水ポンプ、駆動系電源、循環ポンプ、燃料ポンプ、ラジエタファン、二次電池充電動作をOFFし、エラーランプを点灯する。   In addition, if the in-flight fan in the hybrid power supply equipped with the fuel cell stops and a large load continues to be applied when the in-flight temperature is high, the chemical reaction activation of the fuel is accelerated in the fuel cell module due to the ambient temperature. There is a risk that the module will become hotter than expected, leading to deterioration of module confidence, malfunction of the control board of the hybrid power supply, vaporization of dilution water and fuel, and normal concentration control becoming impossible. Therefore, as shown in FIG. 18, the in-machine temperature of the hybrid power supply apparatus in which the fuel cell is periodically mounted to prevent these obstacles is monitored using the thermistor 44 and the change in the in-machine temperature is monitored by the A / D terminal of the CPU. Then, monitoring is performed so as not to exceed the upper limit value of the in-machine temperature of the hybrid power supply. If it exceeds the upper limit of the in-machine temperature of the hybrid power supply, it is determined that an abnormality such as an in-machine fan stop has occurred and an error is assumed. If an error is determined, the blower, water pump, drive system power supply, circulation pump, fuel pump, radiator fan, and secondary battery charging operation are turned off, and the error lamp is turned on.

更に、燃料電池を搭載したハイブリッド電源装置内に蓄電デバイスとして二次電池を使用しているが電池の過充電を行うことで、著しく寿命の低下や場合によっては破損の可能性がある。そこで、図19のようにこれらの障害を防止するために周期的に二次電池を搭載したハイブリッド電源装置の二次電池24の表面温度を、サーミスタ45を利用し、電池の温度変化をCPUのA/D端子で監視し、二次電池24の充電時の電池高温度保護値の上限値を上回らないように監視する。もし、二次電池24の充電時の電池高温度保護値の上限値を上回った場合、二次電池24の充電高温エラーが生じたものと判断し、充電ON/OFFスイッチと燃料電池出力ON/OFFスイッチ23を強制的にOFFすることで、二重スイッチでプロテクトができ、充電を遮断することができる。もし、強制的に充電を停止したにも関らず更に温度上昇を続けるようであれば、電池の破損に伴う液漏れや破裂、発火を防ぐために二次電池24の表面に温度ヒューズ46などを実装し、メカ的に通電を遮断する機構を設ける。メカ的に遮断することで危険な状態に再び自己復帰することを防止でき、三重にプロテクトすることができる。   Furthermore, although a secondary battery is used as a power storage device in a hybrid power supply apparatus equipped with a fuel cell, over-charging of the battery may cause a significant decrease in life and possibly damage. Therefore, as shown in FIG. 19, the surface temperature of the secondary battery 24 of the hybrid power supply device in which the secondary battery is periodically mounted to prevent these failures is used, the thermistor 45 is used, and the temperature change of the battery is measured by the CPU. Monitoring is performed at the A / D terminal so as not to exceed the upper limit value of the battery high temperature protection value when the secondary battery 24 is charged. If the upper limit value of the battery high temperature protection value at the time of charging the secondary battery 24 is exceeded, it is determined that the high temperature error of the secondary battery 24 has occurred, and the charging ON / OFF switch and the fuel cell output ON / OFF are determined. By forcibly turning off the OFF switch 23, it is possible to protect with a double switch and cut off charging. If the temperature continues to rise even though charging is forcibly stopped, a thermal fuse 46 or the like is provided on the surface of the secondary battery 24 to prevent liquid leakage, rupture or ignition due to battery damage. A mechanism for mounting and mechanically shutting off the power is provided. By mechanically shutting off, it is possible to prevent self-returning to a dangerous state again, and to protect in triplicate.

また、図20に示すように、絶縁性外カバー71、導電性外フレーム72、穴開き平滑絶縁シート部材73、導電性内フレーム74、穴開き絶縁シート部材75の順に外側から覆われ、導電性外フレーム72と導電性内フレーム74を電極とし、これらの電極間の絶縁抵抗76を検知し、基準電圧と比較し、2値信号としてCPUのI/Oポートに渡すコンパレータ77から構成される液漏れ検知回路が設けられている。本回路は導電性外フレーム72、穴開き平滑絶縁シート部材73と導電性内フレーム74を電極としているため、導電性内フレーム74に燃料電池から燃料や生成水(=希釈水)が漏れると、穴開き平滑絶縁シート部材73と導電性内フレーム74間に漏れた液が入りこみ、やがては導電性外カバー72と触れることになる。そうすると導電性外カバー72と導電性内フレーム74間の抵抗値が下がり、コンパレータ77の基準電圧より電圧値が低くなり、コンパレータ出力は反転する。コンパレータ77の反転信号をCPUは感知し、I/Oポートを通じてLEDなどを点灯させる。そのようにすることで、オペレータやサービスマンは液漏れが発生したことを確認でき、迅速な対応と原因究明ができる。   In addition, as shown in FIG. 20, the insulating outer cover 71, the conductive outer frame 72, the perforated smooth insulating sheet member 73, the conductive inner frame 74, and the perforated insulating sheet member 75 are covered from the outside in order. A liquid composed of a comparator 77 that uses the outer frame 72 and the conductive inner frame 74 as electrodes, detects an insulation resistance 76 between these electrodes, compares it with a reference voltage, and passes it as a binary signal to the I / O port of the CPU. A leak detection circuit is provided. Since this circuit uses the conductive outer frame 72, the perforated smooth insulating sheet member 73 and the conductive inner frame 74 as electrodes, if fuel or generated water (= dilution water) leaks from the fuel cell to the conductive inner frame 74, The leaked liquid enters between the perforated smooth insulating sheet member 73 and the conductive inner frame 74 and eventually comes into contact with the conductive outer cover 72. Then, the resistance value between the conductive outer cover 72 and the conductive inner frame 74 decreases, the voltage value becomes lower than the reference voltage of the comparator 77, and the comparator output is inverted. The CPU senses the inverted signal of the comparator 77 and turns on the LED and the like through the I / O port. By doing so, an operator or a service person can confirm that a liquid leak has occurred, and can quickly respond and investigate the cause.

更に、燃料電池を搭載したハイブリッド電源装置でエラーが発生するとCPUはエラーの種別を判断し、表示装置(本実施の形態ではLEDなどを例に挙げている)がハイブリッド電源装置に表示装置を設け、エラーコードや略文字表示などを通じてオペレータやサービスマンに対しアナウンスをすることでエラーへの迅速な対応ができる。更に、エラーへの対応を分かりやすくするために表示装置にエラーの発生箇所の位置表示とエラーコード、考えられる対処法など表示する。   Further, when an error occurs in a hybrid power supply device equipped with a fuel cell, the CPU determines the type of error, and a display device (in this embodiment, an LED is taken as an example) provides a display device in the hybrid power supply device. In addition, it is possible to respond quickly to errors by making announcements to operators and service personnel through error codes and abbreviations. Further, in order to make it easy to understand the response to the error, the display device displays the position of the location where the error occurred, the error code, possible countermeasures, and the like.

また、前述の説明ではエラー時はラジエタファンモータや冷却ファンは停止することになっているが、ハイブリッド電源装置内で発生した水が機械内部で気化されラジエタファンや装置の冷却ファンで外部に送出されている状態で突然これらのファンを停止させると結露の原因となる。そこで、結露を防止するためにラジエタファンモータや冷却ファンに印加している電圧を下げることで回転数を落とす方が更に望ましい。   In the above explanation, the radiator fan motor and cooling fan are stopped when an error occurs. However, the water generated in the hybrid power supply is vaporized inside the machine and sent to the outside by the radiator fan or the cooling fan of the device. Suddenly stopping these fans when the fan is on will cause condensation. Therefore, it is more desirable to reduce the rotational speed by reducing the voltage applied to the radiator fan motor and the cooling fan in order to prevent condensation.

更に、エラーの発生は何時発生するか分からない。しかし、ハイブリッド電源装置の表示のみでエラー発生を通知してもオペレータやサービスマンがハイブリッド電源の近傍にいない場合、対処が遅れてしまう。特に液漏れなどの発生では電源が設置されている場所によっては他の機器の故障原因や書類などを汚してしまう危険性がある。そこで、オペレータやサービスマンに対し迅速にエラーが発生したことを告げるためにエラー情報を負荷装置に送信する手段を設ける。図10に示す実施の形態では、負荷装置との通信路である双方向通信ケーブル101を通じてコマンドとステータスの関係を利用して負荷装置100にエラーが発生したことを知らせる。そのようにすることで、ハイブリッド電源装置10の表示手段12だけではなく、負荷装置100の表示部でもハイブリッド電源装置10で表示する情報と同様の表示ができる。但し、燃料電池はエラーが発生するとハイブリッド電源装置10の内部に有している二次電池24の電圧が規定値に達するまでの電源供給となることから負荷装置100とハイブリッド電源10の表示時間は長時間表示できるわけではない。そこで、負荷装置100は燃料電池を搭載したハイブリッド電源装置10からエラー情報を受け取ると、図10の負荷制御装置と負荷装置間の通信路、例えばUSB,RS232Cなどの汎用インターフェイスやネットワークなどの通信路300を利用し、早急に負荷装置100に送られた情報と同じ情報を負荷制御装置200に送る。そのようにすることで、ハイブリッド電源装置10の二次電池24が規定値に達し、負荷装置100への電源供給が不可となって表示手段12が消えてもオペレータやサービスマンは負荷制御装置(PCや負荷装置に情報を与え制御する装置)200中でエラーの発生を確認することができる。なお、エラー発生後、電源供給を止める場合、オペレータやサービスマンに対し、停止までの予測時間などを段階的に負荷装置100に情報を送信し、やがてハイブリッド電源装置10の二次電池24が規定値に達し、負荷装置100への電源供給が不可となって負荷装置100に対し電源供給ができなくなってしまった場合は、ハイブリッド電源装置10はその旨をオペレータやサービスマンに対し通信手段と表示装置を使って段階的な表示アナウンスを行う。そのようにすることで、オペレータなどは負荷装置100に対し、動作(負荷装置がプリンタの場合、印刷情報の送信など)の送信を控えることができる。具体的に段階的な表示は図21のように電池容量が徐々に低下していく様子を図表示にすることでオペレータにわかりやすくアナウンスできる。   Furthermore, it is not known when an error occurs. However, if an operator or service person is not in the vicinity of the hybrid power supply even if an error is notified only by displaying the hybrid power supply apparatus, the countermeasure is delayed. In particular, when a liquid leak occurs, depending on the location where the power supply is installed, there is a risk that the cause of failure of other equipment or documents may be soiled. Therefore, means for transmitting error information to the load device is provided in order to promptly notify the operator or service person that an error has occurred. In the embodiment shown in FIG. 10, the load device 100 is notified of an error using the relationship between the command and status through the bidirectional communication cable 101 which is a communication path with the load device. By doing so, not only the display unit 12 of the hybrid power supply apparatus 10 but also the display unit of the load apparatus 100 can display the same information as the information displayed on the hybrid power supply apparatus 10. However, when an error occurs in the fuel cell, the display time of the load device 100 and the hybrid power source 10 is that power is supplied until the voltage of the secondary battery 24 in the hybrid power source device 10 reaches a specified value. It cannot be displayed for a long time. Therefore, when the load device 100 receives error information from the hybrid power supply device 10 equipped with the fuel cell, the communication path between the load control device and the load device in FIG. 10, for example, a general-purpose interface such as USB, RS232C, or a communication path such as a network. 300, the same information as the information sent to the load device 100 is sent to the load control device 200 as soon as possible. By doing so, even if the secondary battery 24 of the hybrid power supply device 10 reaches the specified value, the power supply to the load device 100 becomes impossible and the display means 12 disappears, the operator or serviceman can load the load control device ( The occurrence of an error can be confirmed in the device 200 that gives information to a PC or a load device and controls it. In addition, when power supply is stopped after an error occurs, information is transmitted to the load device 100 in stages, such as an estimated time until stoppage, to the operator or service person, and the secondary battery 24 of the hybrid power supply device 10 defines in advance. If the power supply to the load device 100 becomes impossible and the load device 100 cannot be supplied with power, the hybrid power supply device 10 displays a message to that effect to the operator or service person. Make step-by-step display announcements using the device. By doing so, an operator or the like can refrain from transmitting an operation (such as transmission of print information when the load device is a printer) to the load device 100. Specifically, step-by-step display can be announced in an easy-to-understand manner to the operator by displaying the state in which the battery capacity gradually decreases as shown in FIG.

また、ハイブリッド電源装置内で液漏れが発生した場合、電源が設置されている場所によっては他の機器の故障原因や書類などを汚してしまう危険性がある。そこで、図22に示すように、外部に液が漏れ出さないように複数の孔81を加工したカバー82の設置面と側面の途中位置(液が溢れ出さない高さ=一番容量の大きなタンクの液が漏れても溢れない高さ)の形状を、孔加工などを行わず受け皿形状にすることが望ましい。   Further, when a liquid leak occurs in the hybrid power supply device, there is a risk that the cause of failure of other equipment or documents may be soiled depending on the place where the power supply is installed. Therefore, as shown in FIG. 22, the installation surface and the halfway position of the side surface of the cover 82 in which a plurality of holes 81 are processed so that the liquid does not leak outside (the height at which the liquid does not overflow = the tank with the largest capacity) It is desirable to make the shape of a height that does not overflow even if the liquid leaks into a tray shape without drilling or the like.

更に、エラーを理由に発電動作を停止する場合、燃料電池の出力を無負荷にする。ここで言う無負荷にするとは図10に示すCPU11のI/O出力を通じて燃料電池出力ON/OFF信号をOFFさせることで燃料電池出力ON/OFFスイッチ23をOFF状態にすることができ燃料電池を無負荷にすることができる。   Furthermore, when the power generation operation is stopped due to an error, the output of the fuel cell is set to no load. The term "no load" as used herein means that the fuel cell output ON / OFF switch 23 can be turned off by turning off the fuel cell output ON / OFF signal through the I / O output of the CPU 11 shown in FIG. Can be unloaded.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It cannot be overemphasized that various deformation | transformation and substitution are possible if it is description in a claim.

本発明の給電システムにおけるハイブリッド電源装置と当該ハイブリッド電源装置を搭載した負荷装置と負荷制御装置のシステム構成の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the system configuration | structure of the hybrid power supply device in the electric power feeding system of this invention, the load apparatus carrying the said hybrid power supply device, and a load control apparatus. 本発明の一実施の形態に係る給電システムにおけるハイブリッド電源装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the hybrid power supply device in the electric power feeding system which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る給電システムにおける負荷装置稼動モード及び負荷装置待機モードの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the load apparatus operating mode and load apparatus standby mode in the electric power feeding system which concerns on one embodiment of this invention. 燃料電池モジュールにおける負荷装置稼動モードの燃料電池制御を示す概略図である。It is the schematic which shows the fuel cell control of the load apparatus operating mode in a fuel cell module. 燃料電池モジュールにおける負荷装置待機モードの燃料電池制御を示す概略図である。It is the schematic which shows the fuel cell control of the load apparatus standby mode in a fuel cell module. 本発明の別の実施の形態に係る給電システムにおけるハイブリッド電源装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the hybrid power supply device in the electric power feeding system which concerns on another embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る給電システムにおける負荷装置稼動モード及び負荷装置待機モード並びに燃料電池停止モードの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the load apparatus operation mode in the electric power feeding system which concerns on one embodiment of this invention, load apparatus standby mode, and fuel cell stop mode. 燃料電池モジュールにおける負荷装置待機モードの別の燃料電池制御を示す概略図である。It is the schematic which shows another fuel cell control of the load apparatus standby mode in a fuel cell module. 燃料電池モジュールにおける燃料電池停止モードの燃料電池制御を示す概略図である。It is the schematic which shows the fuel cell control of the fuel cell stop mode in a fuel cell module. 本発明の一実施の形態に係る給電システムにおけるハイブリッド電源装置の別の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows another structure of the hybrid power supply device in the electric power feeding system which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る給電システムにおける複数の燃料電池モジュールを有する燃料電池を用いたときの負荷装置稼動モード及び負荷装置待機モード並びに燃料電池停止モードの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the load apparatus operation mode, load apparatus standby mode, and fuel cell stop mode when using the fuel cell which has several fuel cell modules in the electric power feeding system which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の給電システムにおける負荷装置稼動モード及び負荷装置待機モード並びに燃料電池停止モードの動作概念を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement concept of the load apparatus operation mode in the electric power feeding system of this invention, load apparatus standby mode, and fuel cell stop mode. ハイブリッド電源装置と負荷装置の接続形態を示す概略図である。It is the schematic which shows the connection form of a hybrid power supply device and a load apparatus. プラグの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a plug. 燃料電池モジュールの障害防止の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the failure prevention of a fuel cell module. 燃料電池モジュールの障害防止の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the failure prevention of a fuel cell module. 燃料電池モジュールの障害防止の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the failure prevention of a fuel cell module. 燃料電池モジュールの障害防止の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the failure prevention of a fuel cell module. 燃料電池モジュールの障害防止の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the failure prevention of a fuel cell module. 燃料電池のフレーム構造を示す図である。It is a figure which shows the flame | frame structure of a fuel cell. 燃料電池の電池容量状態の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the battery capacity state of a fuel cell. 燃料電池カバーの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a fuel cell cover.

符号の説明Explanation of symbols

10;ハイブリッド電源装置、11;CPU、12;表示手段、
13;RAM、14;ROM、15;燃料電池モジュール、
16;燃料電池電圧監視回路、17;サーミスタ、
18;燃料ポンプ、19;ラジエタファン、20;循環ポンプ、
21;水ポンプ、22;ブロワー、
23;燃料電池出力ON/OFFスイッチ、24;二次電池、
25;二次電池電圧監視回路、26;充電ON/OFF制御回路、
27〜29;スイッチ、30;制御系用DC-DCコンバータ、
31;駆動系用DC-DCコンバータ、
100;負荷装置、101;双方向通信ケーブル、102;アンテナ、
103;制御系回路、104;駆動系回路、
105;通信用電池、200;負荷制御回路、
300;無線通信路。
10; hybrid power supply device; 11; CPU; 12; display means;
13; RAM, 14; ROM, 15; Fuel cell module,
16; fuel cell voltage monitoring circuit; 17; thermistor;
18; fuel pump, 19; radiator fan, 20; circulation pump,
21; water pump, 22; blower,
23; Fuel cell output ON / OFF switch, 24; Secondary battery,
25; Secondary battery voltage monitoring circuit; 26; Charging ON / OFF control circuit;
27 to 29; switch, 30; DC-DC converter for control system,
31; DC-DC converter for driving system,
100; load device; 101; bidirectional communication cable; 102; antenna;
103; control system circuit; 104; drive system circuit;
105; battery for communication, 200; load control circuit,
300: Wireless communication path.

Claims (8)

負荷装置と、発電装置と蓄電デバイスを具備し、前記負荷装置に電力を供給する電源装置と、前記負荷装置と前記電源装置との間の情報を送受信する双方向通信手段を有して構築する給電システムにおいて、
前記負荷装置の稼動状態を示す動作モードの信号を前記双方向通信手段を介して前記電源装置側が受信すると、前記発電装置の発電状態を前記動作モードに応じて可変することを特徴とする給電システム。
A load apparatus, a power generation apparatus, and a power storage device are provided, and a power supply apparatus that supplies power to the load apparatus and a bidirectional communication unit that transmits and receives information between the load apparatus and the power supply apparatus are configured. In the power supply system,
When the power supply device side receives an operation mode signal indicating the operation state of the load device via the bidirectional communication means, the power generation state of the power generation device is varied according to the operation mode. .
前記動作モードが省電力モードである信号、又は前記負荷装置が無い信号を前記双方向通信手段を介して前記電源装置側が受信すると、前記発電装置の発電状態は発電電力を抑制する状態となることを特徴とする請求項1記載の給電システム。   When the power supply device side receives a signal indicating that the operation mode is a power saving mode or a signal indicating that the load device is not present via the bidirectional communication unit, the power generation state of the power generation device is a state where the generated power is suppressed. The power feeding system according to claim 1. 前記蓄電デバイスの電圧波形に基づいて前記蓄電デバイスの出力を監視する監視手段を設け、省電力モードである信号による省電力モード状態が一定時間以上継続した後の前記蓄電デバイスの出力の監視結果が前記電圧波形の入力電圧の下限値に所定値を加算した値か、または当該値以上の電圧を示した場合、前記発電装置の発電を停止させることを特徴とする請求項2記載の給電システム。   A monitoring unit that monitors the output of the power storage device based on the voltage waveform of the power storage device is provided, and the monitoring result of the output of the power storage device after the power saving mode state by the signal that is the power saving mode continues for a certain time or more 3. The power feeding system according to claim 2, wherein power generation of the power generation device is stopped when a value obtained by adding a predetermined value to a lower limit value of the input voltage of the voltage waveform or a voltage equal to or higher than the predetermined value is indicated. 前記蓄電デバイスの出力が前記発電装置の発電開始電圧に達すると発電動作を開始することを特徴とする請求項3記載の給電システム。   The power feeding system according to claim 3, wherein a power generation operation is started when an output of the power storage device reaches a power generation start voltage of the power generation device. 前記省電力モード状態から復帰する復帰開始信号を前記負荷装置から前記双方向通信手段を介して前記電源装置が受信すると、前記発電装置は発電動作を開始することを特徴とする請求項3記載の給電システム。   The power generation device starts a power generation operation when the power supply device receives a return start signal for returning from the power saving mode state from the load device via the bidirectional communication means. Power supply system. 前記省電力モード状態から復帰する復帰開始信号、又は前記蓄電デバイスの出力が前記発電装置の発電開始電圧に達したことを通知する信号を前記負荷装置から前記双方向通信手段を介して前記電源装置が受信すると、前記発電装置は発電動作を開始することを特徴とする請求項3記載の給電システム。   A return start signal for returning from the power saving mode state or a signal notifying that the output of the power storage device has reached the power generation start voltage of the power generation device from the load device via the bidirectional communication means. The power feeding system according to claim 3, wherein the power generation device starts a power generation operation when receiving the power. 前記負荷装置が接続されたか否かを検知するユニット検知信号と、前記負荷装置へ電力を供給する電力供給ラインとを、遮断する手段とを設けたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の給電システム。   7. A unit detection signal for detecting whether or not the load device is connected and means for shutting off a power supply line for supplying power to the load device. The power feeding system according to claim 1. 前記発電装置は燃料電池であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の給電システム。   The power generation system according to claim 1, wherein the power generation device is a fuel cell.
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