JP2009032690A - 直並列回路を具備する燃料電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 直並列回路を具備する燃料電池装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置は、複数個の燃料電池パックと1つの直並列回路ユニットを含み、各燃料電池パックは各々直流電力出力側を含み、且つ、前記直並列回路ユニットは複数個の並列選択ユニットと直流電力出力側を含む。各燃料電池パックの直流電力出力側は各々前記直並列回路ユニット内の対応する並列選択ユニットに電気的に接続し、これら並列選択ユニットは前記直並列回路ユニットの直流電力出力側に電気的に並列接続され、且つ、各並列選択ユニットは対応する燃料電池パックの直流電力出力側と前記直並列回路ユニットの直流電力出力側との電気導通或いは電気遮断を選択する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一種の直並列回路を具備する燃料電池装置に関り、特に、複数個の燃料電池パックの電気的な直列・並列接続及びその出力電力の制御を提供することに関る。

従来の燃料電池は、水素と酸素の結合を通じて、電気化学反応を起こすことで、電気エネルギーを供給できる新規エネルギーである。負荷に要する電力を提供するため、通常燃料電池は直流電圧の変換を経て、燃料電池の出力電圧を制御しなければならない。しかしながら、直流電圧の変換手段から言うと、過大な変換比率或いは不適当な変換範囲は、燃料電池の電力ロスを増加させることになる。その他に、この種の燃料電池に多段階電圧変換を用いると、全体的なコストを引き上げるだけでなく、且つ変換できる電圧範囲も依然として制限される。

次に、単純な直列接続或いは並列接続の手段を通じ、複数個の燃料電池の電力を統合することで、特定電圧或いは特定電流の電力を出力する。ただしこの種の燃料電池は再度直流電圧の変換を経ることで、必要な電力特性を得ることができる。

これにより、本発明の発明者は従来の燃料電池の欠陥に鑑み、直並列回路を具備する燃料電池装置を提供することをその課題としている。

本発明の主な目的は、複数個の燃料電池パックを特定の直並列回路の統合により、全ての並列接続する燃料電池パックを共通接地させる直並列回路を具備する燃料電池装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、複数個の燃料電池パックを各々電圧変換させた後、更に特定の直並列回路の統合を経て、有効的に必要な電力特性を出力でき、また比較的大きな範囲の電圧変換を提供できる直並列回路を具備する燃料電池装置を提供することにある。

さらに、本発明の別の目的は、複数個の燃料電池パックの各々出力電圧変換の制御を通じて、直並列回路を経由した後の出力電圧或いは電流特性を調整する直並列回路を具備する燃料電池装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、直並列回路を具備する燃料電池装置を提供することにあり、これには複数個の燃料電池パック及び1つの直並列回路ユニットを含み、各燃料電池パックは各々直流電力出力側を含み、且つ該直並列回路ユニットは複数個の並列選択ユニット及び直流電力出力側を含む。各燃料電池パックの直流電力出力側は各々該直並列回路ユニット内の対応する並列選択ユニットに電気的に接続し、これら並列選択ユニットは該直並列回路ユニットの直流電力出力側に電気的に並列接続され、且つ各並列選択ユニットは対応する燃料電池パックの直流電力出力側と該直並列回路ユニットの直流電力出力側との電気導通或いは電気遮断を選択する。

当該技術を熟知する者に本発明の目的、特徴及び効果について理解していただくため、下記の具体的な実施例を介し付属の図面を組み合わせることで、本発明に対する詳細な説明を後記のとおり行うものである。

図１は、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第１具体的な実施例を示したデバイス関係図である。本発明は直並列回路を具備する燃料電池装置に関り、且つ第１燃料電池パック１、第２燃料電池パック２及び第３燃料電池パック３の複数個の燃料電池パックを含み、また直並列回路ユニット４を通じてこれら燃料電池パックに電気的に接続し、及び該直並列回路ユニット４を通じて電子装置５に電気的に接続し、これら燃料電池パックが電力を該電子装置５に伝送させることができる。

前述の本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置において、該第１燃料電池パック１は直流電力出力側を具備し、且つ該第１燃料電池パック１の直流電力出力側は第１直流電力の正極出力側１１と第１直流電力の負極出力側１２を含む。該第１直流電力の正極出力側１１と該第１直流電力の負極出力側１２が各々該第１燃料電池パック１の直流電力の正極側と負極側とすることができ、且つ該第１燃料電池パック１が該第１直流電力の正極出力側１１と第１直流電力の負極出力側１２を通じて該直並列回路ユニット４に電気的に接続する。該第２燃料電池パック２は直流電力出力側を具備し、且つ該第２燃料電池パック２の直流電力出力側は第２直流電力の正極出力側２１と第２直流電力の負極出力側２２を含む。該第２直流電力の正極出力側２１と該第２直流電力の負極出力側２２が各々該第２燃料電池パック２の直流電力の正極側と負極側とすることができ、且つ該第２燃料電池パック２が該第２直流電力の正極出力側２１と該第２直流電力の負極出力側２２を通じて該直並列回路ユニット４に電気的に接続する。該第３燃料電池パック３は直流電力出力側を具備し、且つ該第３燃料電池パック３の直流電力出力側は第３直流電力の正極出力側３１と第３直流電力の負極出力側３２を含む。該第３直流電力の正極出力側３１と該第３直流電力の負極出力側３２が各々該第３燃料電池パック３の直流電力の正極側と負極側とすることができ、且つ該第３燃料電池パック３が該第３直流電力の正極出力側３１と該第３直流電力の負極出力側３２を通じて該直並列回路ユニット４に電気的に接続する。及び該直並列回路ユニット４は複数個の並列選択ユニット及び直流電力出力側を含む。これら並列選択ユニットは第１並列選択ユニット４１、第２並列選択ユニット４２及び第３並列選択ユニット４３を含む。該直並列回路ユニット４の直流電力出力側は直流電力の正極統合出力側４４及び直流電力の負極統合出力側４５を含む。該第１並列選択ユニット４１、該第２並列選択ユニット４２及び該第３並列選択ユニット４３は各々対応する該第１燃料電池パック１、該第２燃料電池パック２及び該第３燃料電池パック３に電気的に接続し、更に該第１並列選択ユニット４１、該第２並列選択ユニット４２及び該第３並列選択ユニット４３を経由して該直並列回路ユニット４の直流電力の正極統合出力側４４と直流電力の負極統合出力側４５に電気的に並列接続し、これら燃料電池パックに電気的に並列接続する電気的な接続関係を形成させる。更に、該第１並列選択ユニット４１は、該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と該直流電力の正極統合出力側４４との電気導通或いは電気遮断を選択でき、若しくは該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該直流電力の負極統合出力側４５との電気導通或いは電気遮断を選択できる。該第２並列選択ユニット４２は該第２燃料電池パック２の第２直流電力の正極出力側２１と該直流電力の正極統合出力側４４との電気導通或いは電気遮断を選択でき、若しくは該第２燃料電池パック２の第２直流電力の負極出力側２２と該直流電力の負極統合出力側４５との電気導通或いは電気遮断を選択できる。及び該第３並列選択ユニット４３は該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１と該直流電力の正極統合出力側４４との電気導通或いは電気遮断を選択でき、若しくは該第３燃料電池パック３の第３直流電力の負極出力側３２と該直流電力の負極統合出力側４５との電気導通或いは電気遮断を選択できる。これにより、前述の本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置において、各電気的に並列接続する燃料電池パックを共通接地させ、且つ該直並列回路ユニット４が複数個の電気通路を形成させ、各電気通路を経由して各々対応する並列選択ユニットの電気導通或いは電気遮断を選択でき、これら燃料電池パックの電力を該直流電力の正極統合出力側４４と該直流電力の負極統合出力側４５で統合した後で該電子装置５へ出力し、該電子装置５に要する電力を供給させることができる。

その他、前述の本発明の燃料電池の直並列回路において、更に一歩進んで制御ユニット６を含み、該制御ユニット６は該直並列回路を具備する燃料電池装置の運転に要する論理制御手段を具備し、並びに、論理回路或いはファームウエアを搭載したチップからなることができる。前述の第１並列選択ユニット４１、第２並列選択ユニット４２及び第３並列選択ユニット４３は、各々該制御ユニット６に電気的に接続し、また該制御ユニット６により各並列選択ユニットを制御して対応する電気通路を電気導通或いは電気遮断する選択操作を行う。具体的に言うと、該制御ユニット６はファームウエアを搭載したマイクロコントローラとすることができ、並びに該マイクロコントローラのファームウエアを通じて関連の演算及び該マイクロコントローラを通じて前述の直並列回路ユニット４内の各並列選択ユニットを含んだ対応の制御されるデバイスに電気的に接続することで、該直並列回路ユニット４内の各並列選択ユニットの作動を制御できる。

図２は、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第２具体的な実施例を示したデバイス関係図である。前述の実施例に基づき、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置において、更に一歩進んで第１直列選択ユニット４６を含む。該第１直列選択ユニット４６はこれら燃料電池パック内の2個の燃料電池パックの間における電気導通或いは電気遮断を選択し、且つ前述に合わせて該第２燃料電池パック２と該第３燃料電池パック３の該第２並列選択ユニット４２と該第３並列選択ユニット４３に対応することで、該第２燃料電池パック２と該第３燃料電池パック３の電気的な接続関係を電気的な直列接続或いは電気的な並列接続を選択できる。具体的な実施例から言うと、該第１直列選択ユニット４６の一端が該第２燃料電池パック２の第２直流電力の負極出力側２２に電気的に接続し、且つ他端が該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１に電気的に接続する。該第１直列選択ユニット４６は該第２燃料電池パック２の第２直流電力の負極出力側２２と該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１との電気導通或いは電気遮断を選択でき、且つ前述の第２並列選択ユニット４２は該第２燃料電池パック２の第２直流電力の負極出力側２２と該直流電力の負極統合出力側４５との電気導通或いは電気遮断を選択できる。前述の第３並列選択ユニット４３は該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１と該直流電力の正極統合出力側４４との電気導通或いは電気遮断を選択できる。及び該第１直列選択ユニット４６は該制御ユニット６に電気的に接続し、並びに該制御ユニット６により該第１直列選択ユニット４６を制御して対応の電気通路を電気導通或いは電気遮断する選択操作を行う。

これにより、該制御ユニット６は、該第１直列選択ユニット４６が該第２燃料電池パック２の第２直流電力の負極出力側２２と該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１との電気導通を選択し、該第２並列選択ユニット４２が該第２燃料電池パック２の第２直流電力の負極出力側２２と該直流電力の負極統合出力側４５との電気遮断を選択し、該第３並列選択ユニット４３が該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１と該直流電力の正極統合出力側４４との電気遮断を選択し、及び該第１並列選択ユニット４１が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と第１直流電力の負極出力側１２が各々該直流電力の正極統合出力側４４と該直流電力の負極統合出力側４５との電気導通を選択することについて同時に制御する時、該第２燃料電池パック２と該第３燃料電池パック３が電気的な直列接続を形成し、且つ電気的に直列接続する該第２燃料電池パック２の第２直流電力の正極出力側２１と該第３燃料電池パック３の第３直流電力の負極出力側３２が各々該直流電力の正極統合出力側４４と該直流電力の負極統合出力側４５に電気的に接続し、電気的に直列接続する該第２燃料電池パック２の第２直流電力の正極出力側２１と該第３燃料電池パック３の第３直流電力の負極出力側３２が該第１燃料電池パック１と電気的な並列接続を形成させる。

図３は、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第３具体的な実施例を示したデバイス関係図である。前記複数個の燃料電池パックにおいて、いずれかの燃料電池パックが燃料電池部及び該燃料電池部に対応する直流電圧変換ユニットを含むことができる。該燃料電池部は発電部で、また水素リッチ燃料と酸素燃料の注入を通じ、且つ適当な電気化学反応の制御によって直流電力を出力できる。及び該直流電圧変換ユニットは直流電力を特定電圧のある出力電力に変換することに用いることができる。具体的に言うと、該第１燃料電池パック１は第１燃料電池部１３及び第１直流電圧変換ユニット１４を含むことができる。該第１燃料電池部１３は該第１直流電圧変換ユニット１４に電気的に直列接続し、並びに該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と第１直流電力の負極出力側１２を通じて該第１燃料電池部１３の該第１直流電圧変換ユニット１４によって電圧変換した電力を出力する。

図４は、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第４具体的な実施例を示したデバイス関係図である。前記複数個の燃料電池パックにおいて、いずれかの燃料電池パックが複数個の燃料電池部及び複数個の該燃料電池部に対応する直流電圧変換ユニットを含むことができる。これら燃料電池部は各々発電部で、また水素リッチ燃料と酸素燃料の注入を通じ、且つ適当な電気化学反応の制御によって直流電力を出力できる。及びこれら直流電圧変換ユニットは直流電力を特定電圧のある出力電力に変換することに用いることができる。具体的に言うと、該第１燃料電池パック１は複数個の前記第１燃料電池部１３及び複数個の前記第１直流電圧変換ユニット１４を含むことができる。これら第１燃料電池部１３は各々対応する第１直流電圧変換ユニット１４に電気的に直列接続し、各第１直流電圧変換ユニット１４の直流電力出力側が電気的な直列接続を形成し、並びに該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と第１直流電力の負極出力側１２を通じて該第１燃料電池部１３の該第１直流電圧変換ユニット１４によって電圧変換した統合電力を出力する。

これにより、これら燃料電池パックの出力電気的特性の設計を通じ、例えば該第１燃料電池パック１、該第２燃料電池パック２及び該第３燃料電池パック３が各々特定の電圧、電流或いは電力を出力し、該直並列回路ユニット４を経由して電気的に接続した後、特定の電圧、電流或いは電力を統合して電力を該電子装置５へ出力できる。具体的に言うと、該第１燃料電池パック１、該第２燃料電池パック２及び該第３燃料電池パック３は各々異なる直流電流の電力を出力して、該第１燃料電池パック１、該第２燃料電池パック２及び該第３燃料電池パック３が該直並列回路ユニット４の電気的な並列接続を通じ、各燃料電池パックの出力電流を総計した出力電力を出力させることができる。各燃料電池パックの間における直列・並列接続関係を変更すると、別の出力電気的特性の電力を得ることができる。

図５は、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第５具体的な実施例を示したデバイス関係図である。前記実施例に基づくと、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置において、更に一歩進んで第４燃料電池パック７及び第２直列選択ユニット４７を含むことができる。該第４燃料電池パック７の直流電力出力側は第４直流電力の正極出力側７１と第４直流電力の負極出力側７２を含む。該第４直流電力の正極出力側７１と該第４直流電力の負極出力側７２は各々該第４燃料電池パック７の直流電力の正極端と負極端とすることができ、且つ該第４燃料電池パック７は該第４直流電力の正極出力側７１と該第４直流電力の負極出力側７２を通じて該直並列回路ユニット４に電気的に接続する。及び該第２直列選択ユニット４７は該第１燃料電池パック１、該第４燃料電池パック７や該第１並列選択ユニット４１の間の電気導通関係を選択し、且つ前述の該第１燃料電池パック１に対応する該第１並列選択ユニット４１に合わせて、該第１燃料電池パック１と該第４燃料電池パック７との電気的な直列接続関係の電気導通或いは電気遮断を選択できる。具体的な実施例で言うと、該第２直列選択ユニット４７は４個の電気接点及び接点間に対応する電気導通/電気遮断の切替素子(図内には未表示)を含む。該第２直列選択ユニット４７の一端が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１に電気的に接続し、該第２直列選択ユニット４７の他端が該第４燃料電池パック７の第４直流電力の負極出力側７２に電気的に接続し、該第２直列選択ユニット４７の更なる一端が該第４直流電力の正極出力側７１に電気的に接続し、該第２直列選択ユニット４７の更なる他端が該第１並列選択ユニット４１に電気的に接続し、且つ該第２直列選択ユニット４７は該第４燃料電池パック７の第４直流電力の負極出力側７２と該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１を電気導通或いは電気遮断、及び該第４燃料電池パック７の第４直流電力の正極出力側７１と該第１並列選択ユニット４１との電気導通或いは電気遮断を同時に選択できる。若しくは該第２直列選択ユニット４７は該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と該第１並列選択ユニット４１との電気導通或いは電気遮断を選択できる。

該制御ユニット６は、該第２直列選択ユニット４７が該第４燃料電池パック７の第４直流電力の負極出力側７２と該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１を電気導通として選択、該第２直列選択ユニット４７が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と該第１並列選択ユニット４１を電気遮断として選択、該第１並列選択ユニット４１が該第４燃料電池パック７の第４直流電力の正極出力側７１と該直流電力の正極統合出力側４４を電気導通として選択及び該第１並列選択ユニット４１が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該直流電力の負極統合出力側４５を電気導通として選択を同時に制御した時、該第１燃料電池パック１と該第４燃料電池パック７が電気的な直列接続を形成し、且つ該第４燃料電池パック７の第４直流電力の正極出力側７１と該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２を通じて各々該直流電力の正極統合出力側４４と該直流電力の負極統合出力側４５が電気的に接続して、該第２燃料電池パック２及び該第３燃料電池パック３と電気的な並列接続を形成する。これにより、該第１燃料電池パック１が該第４燃料電池パック７と電気的に直列接続することで、該第２燃料電池パック２及び該第３燃料電池パック３と電気的な並列接続を形成する。

その他、該制御ユニット６は、該第２直列選択ユニット４７が該第４燃料電池パック７の第４直流電力の負極出力側７２と該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１を電気遮断として選択、該第２直列選択ユニット４７が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と該第１並列選択ユニット４１を電気導通として選択及び該第１並列選択ユニット４１が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該直流電力の負極統合出力側４５を電気導通として選択を同時に制御した時、該第１燃料電池パック１が該第２燃料電池パック２及び該第３燃料電池パック３と電気的な並列接続を形成し、且つ該第４燃料電池パック７が電力を該直流電力の正極統合出力側４４と該直流電力の負極統合出力側４５へ出力しない状態を形成する。

図６は、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第６具体的な実施例を示したデバイス関係図である。本発明の前記実施例に基づき、本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置において、更に一歩進んで第３直列選択ユニット４８を含むことができる。該第３直列選択ユニット４８はこれら燃料電池パック内の2個の燃料電池パックの間における電気導通或いは電気遮断を選択し、且つ前述の該第１燃料電池パック１に対応する該第１並列選択ユニット４１、該第２燃料電池パック２に対応する該第２並列選択ユニット４２及び該第３燃料電池パック３に対応する該第３並列選択ユニット４３に合わせ、該第３直列選択ユニット４８が該第１燃料電池パック１と該第２燃料電池パック２との電気的な直列接続関係の電気導通或いは電気遮断を選択させ、若しくは該第３直列選択ユニット４８が該第１燃料電池パック１と該第３燃料電池パック３との電気的な直列接続関係の電気導通或いは電気遮断を選択させる。具体的な実施例で言うと、該第３直列選択ユニット４８は３点接続の切替素子で、該第３直列選択ユニット４８の一端が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２に電気的に接続し、該第３直列選択ユニット４８の他端が該第２燃料電池パック２の第２直流電力の正極出力側２１に電気的に接続し、該第３直列選択ユニット４８の更なる一端が該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１に電気的に接続し、且つ該第３直列選択ユニット４８は該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該第２燃料電池パック２の第２直流電力の正極出力側２１との電気導通或いは電気遮断を選択できる。若しくは第３直列選択ユニット４８は該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１との電気導通或いは電気遮断を選択できる。

これにより、該制御ユニット６は、該第３直列選択ユニット４８が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該第２燃料電池パック２の第２直流電力の正極出力側２１を電気導通として選択、該第１並列選択ユニット４１が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と該直流電力の正極統合出力側４４との電気的な接続を選択、第１並列選択ユニット４１が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該直流電力の負極統合出力側４５を電気遮断として選択、該第２並列選択ユニット４２が該第２燃料電池パック２の第２直流電力の正極出力側２１と該直流電力の正極統合出力側４４を電気遮断として選択及び該第２並列選択ユニット４２が該第２燃料電池パック２の第２直流電力の負極出力側２２と該直流電力の負極統合出力側４５を電気導通として選択を同時に制御した時、該第１燃料電池パック１と該第２燃料電池パック２が電気的な直列接続を形成し、且つ該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と該第２燃料電池パック２の第２直流電力の負極出力側２２を通じて各々該直流電力の正極統合出力側４４と該直流電力の負極統合出力側４５が電気的に接続して、同時に該第３燃料電池パック３と電気的な並列接続を形成する。

その他、該制御ユニット６は、該第３直列選択ユニット４８が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１を電気導通として選択、該第１並列選択ユニット４１が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と該直流電力の正極統合出力側４４を電気導通として選択、該第１並列選択ユニット４１が該第１燃料電池パック１の第１直流電力の負極出力側１２と該直流電力の負極統合出力側４５を電気遮断として選択、該第３並列選択ユニット４３が該第３燃料電池パック３の第３直流電力の正極出力側３１と該直流電力の正極統合出力側４４を電気遮断として選択及び該第３並列選択ユニット４３が該第３燃料電池パック３の第３直流電力の負極出力側３２と該直流電力の負極統合出力側４５を電気導通として選択を同時に制御した時、該第１燃料電池パック１と該第３燃料電池パック３が電気的な直列接続を形成し、且つ該第１燃料電池パック１の第１直流電力の正極出力側１１と該第３燃料電池パック３の第３直流電力の負極出力側３２を通じて各々該直流電力の正極統合出力側４４と該直流電力の負極統合出力側４５にまで電気的に接続し、同時に該第２燃料電池パック２と電気的な並列接続を形成する。

以上、本発明を詳細に説明したが、以上の述べるものは本発明の好ましい実施例のみであって、本発明の実施範囲に限定されることなく、本発明の請求範囲に基づいて行った種々の改良変更をなし得ることは本発明の特許請求範囲内に含めるものであるのが勿論である。

本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第１具体的な実施例のデバイス関係図である 本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第２具体的な実施例のデバイス関係図である 本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第３具体的な実施例のデバイス関係図である 本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第４具体的な実施例のデバイス関係図である 本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第５具体的な実施例のデバイス関係図である 本発明である直並列回路を具備する燃料電池装置の第６具体的な実施例のデバイス関係図である

符号の説明

１ 第１燃料電池パック
１１ 第１直流電力の正極出力側
１２ 第１直流電力の負極出力側
１３ 第１燃料電池部
１４ 第１直流電圧変換ユニット
２ 第２燃料電池パック
２１ 第２直流電力の正極出力側
２２ 第２直流電力の負極出力側
３ 第３燃料電池パック
３１ 第３直流電力の正極出力側
３２ 第３直流電力の負極出力側
４ 直並列回路ユニット
４１ 第１並列選択ユニット
４２ 第２並列選択ユニット
４３ 第３並列選択ユニット
４４ 直流電力の正極統合出力側
４５ 直流電力の負極統合出力側
４６ 第１直列選択ユニット
４７ 第２直列選択ユニット
４８ 第３直列選択ユニット
５ 電子装置
６ 制御ユニット
７ 第４燃料電池パック
７１ 第４直流電力の正極出力側
７２ 第４直流電力の負極出力側

Claims (8)

1. 直並列回路を具備する燃料電池装置であって、
   各燃料電池パックが各々直流電力出力側を含んだ複数個の燃料電池パックと、
   複数個の並列選択ユニット及び直流電力出力側を含んだ直並列回路ユニット、及び、
   該直並列回路ユニット内の各並列選択ユニットの作動を制御する制御ユニットを含み、各燃料電池パックの直流電力出力側は各々前記直並列回路ユニット内の対応する並列選択ユニットに電気的に接続し、これら並列選択ユニットは前記直並列回路ユニットの直流電力出力側に電気的に並列接続され、且つ、各並列選択ユニットは対応する燃料電池パックの直流電力出力側と前記直並列回路ユニットの直流電力出力側との電気導通或いは電気遮断を選択することを特徴とする、直並列回路を具備する燃料電池装置。
2. 請求項１記載の直並列回路を具備する燃料電池装置において、これら燃料電池パックは第１燃料電池パックを含み、前記第１燃料電池パックは燃料電池部と前記燃料電池部に対応する直流電圧変換ユニットを含み、及び、前記第１燃料電池パックの直流電力出力側が前記直流電圧変換ユニットから変換した後の出力電力を出力することを特徴とする、直並列回路を具備する燃料電池装置。
3. 請求項１記載の直並列回路を具備する燃料電池装置において、前記第１燃料電池パックは複数個の燃料電池部と複数個の前記燃料電池部に対応する直流電圧変換ユニットを含み、且つ、これら燃料電池部も各々発電部で、並びに、直流電力を前記直流電圧変換ユニットへ出力し、前記直流電圧変換ユニットは入力した直流電力を特定電圧の出力直流電力に変換し、及び、各第１直流電圧変換ユニットの直流電力出力側が電気的な直列接続を形成し、且つ、前記第１燃料電池パックの直流電力出力側がこれら直流電圧変換ユニットの電気的に直列接続する統合電力を出力することを特徴とする、直並列回路を具備する燃料電池装置。
4. 請求項１記載の直並列回路を具備する燃料電池装置において、前記直並列回路ユニットの直流電力出力側は直流電力の正極統合出力側と直流電力の負極統合出力側を含み、これら燃料電池パックは第１燃料電池パックと第２燃料電池パックを含み、前記第１燃料電池パックの直流電力出力側が第１直流電力の正極出力側と第１直流電力の負極出力側を含み、前記第２燃料電池パックの直流電力出力側が第２直流電力の正極出力側と第２直流電力の負極出力側を含み、及び、これら並列選択ユニットは第１並列選択ユニットと第２並列選択ユニットを含み、前記第１並列選択ユニットと前記第２並列選択ユニットが各々該第１燃料電池パックと該第２燃料電池パックに対応して電気的に接続し、且つ、前記第１並列選択ユニットと前記第２並列選択ユニットが前記直並列回路ユニットの直流電力の正極統合出力側と直流電力の負極統合出力側へ電気的に並列接続し、
   前記第１並列選択ユニットは前記第１燃料電池パックの第１直流電力の正極出力側と前記直流電力の正極統合出力側との電気導通、或いは、電気遮断を選択でき、若しくは、前記第１燃料電池パックの第１直流電力の負極出力側と前記直流電力の負極統合出力側との電気導通、或いは、電気遮断を選択でき、及び、前記第２並列選択ユニットは前記第２燃料電池パックの第２直流電力の正極出力側と前記直流電力の正極統合出力側との電気導通、或いは、電気遮断を選択でき、若しくは、前記第２燃料電池パックの第２直流電力の負極出力側と前記直流電力の負極統合出力側との電気導通、或いは、電気遮断を選択できることを特徴とする、直並列回路を具備する燃料電池装置。
5. 請求項１記載の直並列回路を具備する燃料電池装置において、これら燃料電池パックは第１燃料電池パックと第２燃料電池パックを含み、及び、前記直並列回路ユニットも直列選択ユニット、第１並列選択ユニットと第２並列選択ユニットを更に含み、前記第１並列選択ユニットと前記第２並列選択ユニットが各々前記第１燃料電池パックと前記第２燃料電池パックに対応して電気的に接続し、且つ、前記第１並列選択ユニットと前記第２並列選択ユニットが前記直並列回路ユニットの直流電力出力側へ電気的に並列接続し、
   前記制御ユニットは更に前記直並列回路ユニットの直列選択ユニットの作動を制御し、前記直列選択ユニットは前記第１燃料電池パックと前記第２燃料電池パックが電気的に直列接続する導通状態を選択し、且つ、前記第１並列選択ユニットと前記第２並列選択ユニットが電気的に直列接続する前記第１燃料電池パックと前記第２燃料電池パックの電気回路を前記直並列回路ユニットの直流電力出力側まで電気的に並列接続することを選択し、若しくは、前記直列選択ユニットが前記第１燃料電池パックと前記第２燃料電池パックを電気的に直列接続する遮断状態を選択することを特徴とする、直並列回路を具備する燃料電池装置。
6. 請求項５記載の直並列回路を具備する燃料電池装置において、これら燃料電池パックは第３燃料電池パックを更に含み、及び、前記直並列回路ユニットは第３並列選択ユニットを更に含み、前記第３並列選択ユニットが前記第３燃料電池パックに電気的に接続し、
   前記直列選択ユニットは前記第１燃料電池パックと前記第３燃料電池パックを電気的に直列接続する導通状態を選択でき、且つ、前記第１並列選択ユニットと前記第３並列選択ユニットが電気的に直列接続する前記第１燃料電池パックと前記第３燃料電池パックの電気回路を前記直並列回路ユニットの直流電力出力側に並列接続することを選択することを更に含み、若しくは、前記直列選択ユニットは前記第１燃料電池パックと前記第３燃料電池パックを電気的に直列接続する遮断状態を選択できることを更に含むことを特徴とする、直並列回路を具備する燃料電池装置。
7. 請求項１記載の直並列回路を具備する燃料電池装置において、これら燃料電池パックは第１燃料電池パックと第２燃料電池パックを含み、及び、前記直並列回路ユニットは直列選択ユニットと並列選択ユニットを更に含み、前記直列選択ユニットは前記第１燃料電池パックと前記第２燃料電池パックに電気的に接続し、
   前記制御ユニットは更に前記直並列回路ユニットの直列選択ユニットの作動を制御し、前記直列選択ユニットが前記第１燃料電池パックと前記第２燃料電池パックを電気的に直列接続する導通状態を選択し、且つ、前記並列選択ユニットが電気的に直列接続する前記第１燃料電池パックと前記第２燃料電池パックを前記直並列回路ユニットの直流電力出力側に電気的に並列接続することを選択し、若しくは、前記直列選択ユニットが前記第１燃料電池パックと前記第２燃料電池パックを電気的に直列接続する遮断状態を選択し、且つ、前記並列選択ユニットが前記第１燃料電池パックを前記直並列回路ユニットの直流電力出力側が電気的に並列接続することを選択することを特徴とする、直並列回路を具備する燃料電池装置。
8. 請求項１記載の直並列回路を具備する燃料電池装置において、前記制御ユニットは前記直並列回路を具備する燃料電池装置の運転に要する論理制御手段を具え、並びに、論理回路、或いは、ファームウエアを搭載したチップからなることができることを特徴とする、直並列回路を具備する燃料電池装置。

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