JP2013504845A - 燃料電池用電圧制御装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図4
Description
‐前記制御装置は、燃料電池の直列接続された多数の個別セルの少なくとも1つの閾値電圧の通過を検知するように設計されており、前記制御装置は:
・関連付けられた個別セルに対してベースにおいて接続されることにより、それぞれが、燃料電池と関連付けられた個別セルと並列に取り付けられた複数の第1のトランジスタと、
・第2の閾値電圧を有する複数の第2のトランジスタであって、それぞれがベースにおいて第1のトランジスタのコレクタに接続され、そのエミッタにおいて隣接の第2のトランジスタのコレクタに接続されるように、互いに直列に取り付けられ、個別セルが第1の閾値電圧よりも小さな電圧を示したときに電流を遮断するように、電流源に直列に取り付けられた第2のトランジスタと
を備えている。
‐第1の閾値電圧は、第2の閾値電圧と等しい。
‐第1の閾値電圧は、第2の閾値電圧と異なっており、調整電源が、各個別セルと各第1のトランジスタとの間に挿入され、調整電源が、第1と第2の閾値電圧の電位差に等しい調整電圧を供給する。
‐前記調整電源は、調整電流源と抵抗とからなる。
‐前記調整電流源は、定電圧源と抵抗とからなる。
‐定電圧源は、燃料電池の所定個数の個別セル、ツェナーダイオード、及び抵抗により実現される。
‐前記個別セルの端子の電圧は、ツェナーダイオードのツェナー電圧よりも大きい。
‐電流源は、トランジスタを用いた電流源であり:
・トランジスタと、
・トランジスタと直列に取り付けられ、トランジスタのエミッタに接続された第1の抵抗と、
・トランジスタを通って流れる電流を制限するために、トランジスタのベースに接続された第2の抵抗と、
・電源と、
・電源と並列に取り付けられた、第2の抵抗と直列なツェナーダイオードであって、その端子で定電圧を示し、第1の抵抗及びトランジスタのベースに接続されたツェナーダイオードと
を備えている。
‐電流源の電源は、燃料電池の所定個数の個別セルからなり、前記個別セルの端子の電圧が、ツェナーダイオードのツェナー電圧よりも大きくなっている。
‐前記制御装置は、電流情報を電圧情報に転換するために、電流源と直列に取り付けられた電流回路終端部抵抗を備えている。
‐前記装置は、ガルバニック絶縁を提供するために、電流源と直列に取り付けられた電流回路終端部光結合素子を備えている。
‐トランジスタQ3と、
‐トランジスタQ3と直列に取り付けられ、トランジスタQ3のエミッタに接続された第1の抵抗R31と、
‐トランジスタQ3に流れる電流を制限するために、トランジスタQ3のベースに接続された第2の抵抗R32と、
‐電源V3と、
‐電源V3と並列に取り付けられ、第2の抵抗R32と直列なツェナーダイオードDであって、その端子において定電圧を示し、第1の抵抗R31及びトランジスタQ3のベースに接続されたツェナーダイオードDと
を備えている。
‐1つの形態では、そのエミッタがツェナーダイオードDに、そのコレクタがトランジスタを用いた電流源の第1の抵抗R31に、
‐他の形態では、トランジスタを用いた電流源のための電源として用いられるX個の個別セルに関連付けられた直列接続の第2のトランジスタQ2n-xからQ2nの総てに、
接続されている。
Q2 第2のトランジスタ
VRi 調整電源
Cell 個別セル
I 電流源
D ツェナーダイオード
Claims (10)
- 燃料電池の個別セルの電圧を制御する制御装置において、前記個別セルは、第1の閾値電圧を有し、前記制御装置は、
前記第1の閾値電圧と異なる第2の閾値電圧を有する第1のトランジスタ(Q1)であって、前記個別セルと関連付けられており、そのベースにおいて前記個別セルに接続される一方で、電流源に接続された第1のトランジスタ(Q1)と、
前記個別セルと、関連付けられた前記第1のトランジスタ(Q1)との間に挿入された調整電源(VRi)と
を備え、
前記調整電源は、
前記個別セルが前記第1の閾値電圧よりも大きな電圧(V1)を示すとき、前記第1のトランジスタは、ベース-エミッタ結合の端子において、前記第2の閾値電圧よりも大きな電圧(Vbe1)を示し、電流を通し、
前記個別セルが前記第1の閾値電圧よりも小さな電圧(V1)を示すとき、前記第1のトランジスタは、ベース-エミッタ結合の端子において、前記第2の閾値電圧よりも小さな電圧(Vbe1)を示し、電流の伝達を遮断する
ように、前記第1と第2の閾値電圧の電位差に等しい調整電圧を供給することを特徴とする制御装置。 - 燃料電池の直列に接続された複数の個別セル(Cell1からCelln)の少なくとも1つの個別セルにおける第1の閾値電圧の通過を検知するように設計され、
前記制御装置は、
関連付けられた個別セル(Cell1からCelln)に対してベースが接続されることにより、燃料電池と関連する個別セル(Cell1からCelln)に対して、それぞれ並列に取り付けられた複数の第1のトランジスタ(Q11からQ1n)と、
第2の閾値電圧を有する複数の第2のトランジスタ(Q21からQ2n)と
を備え、
前記複数の第2のトランジスタは、
ぞれぞれ、第1のトランジスタ(Q11からQ1n)のコレクタに対してベースが接続され、
1つの第2のトランジスタが、そのエミッタにおいて隣接の第2のトランジスタのコレクタに接続されるように、互いに直列に取り付けられ、
個別セル(Cell1からCelln)が前記第1の閾値電圧よりも小さな電圧を示したとき、電流の伝達を遮断するように、電流源(I)と直列に取り付けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記調整電源(VRi)は、調整電流源(Iij)と抵抗(Rij)とからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。
- 前記調整電流源(Iij)は、定電圧源(Vij)と抵抗(Rki)とを備えていることを特徴とする請求項3に記載の制御装置。
- 前記定電圧源は、燃料電池の所定個数の個別セルと、ツェナーダイオード(Di)と、抵抗(R1j)とから実現されることを特徴とする請求項4に記載の制御装置。
- 前記個別セルの端子における電圧は、ツェナーダイオード(Di)のツェナー電圧よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載の制御装置。
- 前記電流源は、トランジスタを用いた電流源であり、前記トランジスタを用いた電流源は、
トランジスタ(Q3)と、
前記トランジスタと直列に取り付けられ、前記トランジスタ(Q3)のエミッタに接続された第1の抵抗(R31)と、
前記トランジスタ(Q3)を通って流れる電流を制限するために、トランジスタ(Q3)のベースに接続された第2の抵抗(R32)と、
電源(V3)と、
前記電源(V3)と並列に取り付けられ、前記第2の抵抗(R32)と直列なツェナーダイオード(D)であって、その端子において定電圧を示し、前記第1の抵抗(R31)及び前記トランジスタ(Q3)のベースに接続されたツェナーダイオード(D)と
を備えていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記電流源の電源(V3)は、前記燃料電池の所定個数の個別セルからなり、前記個別セルの端子における電圧は、前記ツェナーダイオード(D)のツェナー電圧よりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の制御装置。
- 電流情報を電圧情報に変換するために、前記電流源に直列に取り付けられた電流回路終端部抵抗(Rz)を備えていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記制御装置は、ガルバニック絶縁を提供するために、前記電流源に直列に取り付けられた電流回路終端部光結合素子を備えていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の制御装置。
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