JP4055409B2 - Fuel cell control device - Google Patents

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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水素と酸素との電気化学的な反応によって電力を得る燃料電池の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池は、水素と酸素との電気化学的な反応によって電力を得るものである。この燃料電池は、熱エネルギや運動エネルギの過程を経ない発電装置であるために高い発電効率を期待できるとともに、窒素酸化物などの排出が少なく、騒音や振動も小さいので環境性がよい、などの利点がある。このような燃料電池は、例えば、商用電源が停電した時のバックアップ電源として用いられている。燃料電池をバックアップ電源として用いる停電電源システムの一例が、特開2000−341881号公報に記載されている。
【0003】
この公報には電気回路が記載されており、その電気回路には、交流電源と交流負荷との間に開閉スイッチが設けられている。また、交流電源と開閉スイッチとの間に、検出器を介して燃料電池が接続されている。さらに、交流負荷と開閉電源との間には、双方向電力変換装置が配置されている。この双方向電力変換装置に対して、燃料電池および電力蓄積装置が接続されている。この燃料電池と電力蓄積装置とが並列に配置されている。さらに、燃料電池と双方向電力変換装置との間には、ダイオードが設けられている。さらにまた、開閉スイッチおよび双方向電力変換装置を制御する制御部が設けられている。
【0004】
上記公報においては、交流電源の停電などの故障が検出器により検出されると、開閉スイッチが開かれるとともに、双方向電力変換装置がインバータとして動作する。また、電力蓄積装置が放電し、その放電電圧が、双方向電力変換装置で交流電圧に変換された後、交流負荷に供給される。さらに、燃料電池に対する運転信号が発生して、燃料電池が起動される。燃料電池の起動に要する一定時間が経過した後、燃料電池から直流電圧が出力される。燃料電池の出力電圧は、電力蓄積装置の電圧よりも高く設定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料電池は、電解質を移動する水素と酸素とが反応して、起電力を生じるものであるが、その発電抵抗は、各種の条件により異なる。例えば、燃料電池の一種である固体高分子型燃料電池においては、電解質の湿潤状態により導電性が変化するため、水分を供給して電解質の内部抵抗を低下させる必要がある。しかしながら、長時間に亘って発電をおこなうことなく、固体高分子型燃料電池が放置された場合は、電解質に水分が補給されないために、その湿度が低下する。すると、電解質の内部抵抗が増加するとともに、固体高分子型燃料電池を構成する各単セルの内部抵抗差も大きくなる。
【0006】
このような状態において、固体高分子型燃料電池を起動し、かつ、大電流を出力させようとした場合は、その出力電圧を充分に確保できなくなり、起動不良が発生する問題があった。また、大電流を出力させようとした場合、セルによっては異常電流が流れて、固体高分子型燃料電池が破損する可能性もあった。なお、固体高分子型燃料電池以外の種類の燃料電池においても、温度などの条件により発電抵抗が変化する。しかしながら、上記公報においては、燃料電池の起動時における目標電力をどのように設定するかについては認識されておらず、この点で改善の余地があった。
【0007】
この発明は、燃料電池の出力性能に基づいて発生する不具合を、未然に回避することのできる燃料電池の制御装置を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記目的を達成するため請求項1の発明は、水素と酸素との反応によって電力を発生する燃料電池の制御装置において、燃料電池で電力を発生しない非発電時間に基づいて、水素イオンが移動する電解質の湿度を推定する制御と、燃料電池で発電を開始する起動時に、前記電解質の湿度に基づいて前記燃料電池の発電抵抗を判断する制御と、この発電抵抗の判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避する制御とを含む目標電力設定手段を有するものである。
【0009】
請求項1の発明によれば、燃料電池で電力を発生しない非発電時間に基づいて、水素イオンが移動する電解質の湿度が推定される。そして、燃料電池で発電を開始する起動時に、前記電解質の湿度に基づいて燃料電池の発電抵抗を判断する。さらに、この発電抵抗の判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避する。したがって、例えば、燃料電池の起動時などのように、燃料電池の出力特性が不安定な状態で“大電流が出力され、かつ、電圧が低下すること”が回避される。
【0010】
請求項2の発明は、水素と酸素との反応によって電力を発生する燃料電池の制御装置において、燃料電池で発電を開始する起動時の発電抵抗を判断し、かつ、その判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避するにあたり、相互に並列に配置される複数の出力制御器の起動時期を各々制御することにより前記燃料電池の電流を制御する目標電力設定手段を備えていることを特徴とするものである。
【0011】
請求項2の発明によれば、燃料電池で発電を開始する起動時の発電抵抗を判断し、この発電抵抗に基づいて燃料電池の目標電流を制御して電圧の低下を回避するにあたり、複数の出力制御器の起動時期を各々制御することにより、燃料電池の電流が制御される。したがって、例えば、燃料電池の起動時などのように、燃料電池の出力特性が不安定な状態で“大電流が出力され、かつ、電圧が低下すること”が回避される。
【0012】
請求項3の発明は、請求項2の構成に加えて、前記目標電力設定手段は、水素イオンが移動する電解質の湿度に関連する物理量に基づいて、前記燃料電池の発電抵抗を判断する機能を、更に備えていることを特徴とするものである。
【0013】
請求項3の発明によれば、請求項2の発明と同様の作用が生じる他に、電解質の湿度に関連する物理量に基づいて、燃料電池の発電抵抗が判断される
【0014】
請求項4の発明は、請求項1の構成に加えて、前記目標電力設定手段は、前記発電抵抗の判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避するにあたり、相互に並列に配置される複数の出力制御器の起動時期を各々制御することにより前記燃料電池の電流を制御する機能を、更に有していることを特徴とするものである。
【0015】
請求項4の発明によれば、請求項1の発明と同様の作用が生じる他に、発電抵抗の判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避するにあたり、複数の出力制御器の起動時期を各々制御することにより、燃料電池の電流が制御される。
【0016】
【発明の実施の形態】
(第1の実施例)
つぎに、この発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図2は、この発明の制御対象の一例である無停電電源システムA1を示す模式図である。無停電電源システムA1は、負荷である通信機1と、通信機1に電力を供給する商用電源2および燃料電池3およびバックアップ電池4とを有する。この実施例では、燃料電池3として、固体高分子型燃料電池を用いた場合について説明する。以下、燃料電池3を固体高分子型燃料電池3と記す。
【0017】
固体高分子型燃料電池3と通信機1とを接続する電気回路には、固体高分子型燃料電池3の電力(言い換えれば電気エネルギ)を制御するコントローラ5が設けられているとともに、コントローラ5を制御するDC−DCコンバータ6が設けられている。固体高分子型燃料電池3の単セルは、電解質(言い換えれば、プロトン導電体)7と、電解質7の両側に配置されたアノード(陰極、燃料極)8と、カソード(陽極、空気極)9とを有している。なお、図2においては、便宜上、単セルが示されているが実用上は、複数のセルを直列または並列に配置して使用される。
【0018】
なお、アノード8およびカソード9は、撥水性のある粒子および触媒粒子からなる多孔質層に、集電体を密着させて構成されている。さらに、アノード8側には、水素流路(図示せず)が接続される。一方、カソード9側には、空気流路(図示せず)が接続される。さらに、カソード9側には端子10が設けられ、アノード8側には端子11が設けられている。
【0019】
このように構成された固体高分子型燃料電池3に対して、DC−DCコンバータ6が接続されている。DC−DCコンバータ6は、スイッチング素子12とトランス13とコンバータ制御回路14とトランジスタ15,16とを有する。スイッチング素子12には端子17,18が形成されており、端子10と端子17とが接続され、端子11と端子18とが接続されている。コンバータ制御回路14は、PWM制御機能を備えており、コンバータ制御回路14からは、スイッチング素子12のオン・オフを制御する駆動信号が出力される。
【0020】
前記バックアップ電池4と固体高分子型燃料電池3とは相互に並列に配置されている。また商用電源2と通信機1との間の電気回路には、整流器(レクチ)19が設けられている。また、前記コントローラ5は、演算処理装置(CPU9)および記憶装置(RAM,ROM)および入出力インタフェースを備えた電子制御装置である。コントローラ5には、固体高分子型燃料電池3の発電抵抗、具体的には、電解質7を移動する水素イオンの移動抵抗に基づいて、固体高分子型燃料電池3の目標電力を設定するためのデータが記憶されている。
【0021】
このコントローラ5には、固体高分子型燃料電池3の出力電圧を検知する電圧検知センサ20の信号、固体高分子型燃料電池3の出力電流を検知する電流検知センサ21の信号、DC−DCコンバータ6の出力電流(DC/DC電流)を検知する電流検知センサ22の信号、バックアップ電池4の出力電流を検知する電流検知センサ23の信号、DC−DCコンバータ6の出力電圧を検知する電圧検知センサ24の信号、商用電源2の故障・異常・停電などを検知する不具合検知センサ25の信号などが入力される。これに対して、コントローラ5からは、DC−DCコンバータ6を制御する信号、バックアップ電池4の電力を制御する信号などが出力される。
【0022】
つぎに、無停電電源システムA1の制御を説明する。まず、商用電源2が正常である場合は、商用電源2の電力がレクチ19により整流されて、通信機1に供給される。これに対して、商用電源2から通信機1に供給される電力が低下した場合、例えば、停電状態となった場合には、バックアップ電池4の電力が通信機1に供給されるとともに、固体高分子型燃料電池3による発電がおこなわれる。
【0023】
具体的には、空気流路に空気が供給され、かつ、水素流路に水素が供給され、かつ、DC−DCコンバータ6のスイッチング素子12がオン・オフされる。すると、アノード8の表面において水素が反応して水素イオンと電子となり、水素イオンが電解質7の内部を移動してカソード9に向かう。カソード9では、前記水素イオンと、電気回路を流れてきた電子と、酸素とが反応を起こして水を生成する。このような電気化学的な作用により、起電力が得られる。ここで、固高分子型燃料電池3の電力、すなわち、電流および電圧は、スイッチング素子12のデューティ比、すなわちオンの割合により調整することができる。
【0024】
固体高分子型燃料電池3の出力電流はDC−DCコンバータ6に供給されるとともに、その電力の電圧がDC−DCコンバータ6で変圧(降圧)された後、通信機1に供給される。なお、固体高分子型燃料電池3では、電解質7の内部を移動する水素イオンの移動抵抗の上昇を抑制するために、水素ガスおよび空気に水分を含ませて供給し、固体高分子型燃料電池3を加湿している。
【0025】
このようにして固体高分子型燃料電池3を起動させる場合において、その電力の制御方法の一例を、図1に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、固体高分子型燃料電池3の出力電圧の目標値、言い換えれば初期電圧が指示される(ステップS1)。この初期電圧は、バックアップ電池4の電圧以下に設定される。
【0026】
このステップS1についで、固体高分子型燃料電池3の出力電圧が定格未満であるか否か”が判断される(ステップS2)。このステップS2で肯定的に判断された場合は固体高分子型燃料電池3の出力電流を計測するとともに(ステップS3)、固体高分子型燃料電池3の出力電流と目標電流とが比較される(ステップS4)。目標電流は、例えば、固体高分子型燃料電池3の放置時間に基づいて設定することができる。固体高分子型燃料電池3の放置時間とは、前回、固体高分子型燃料電池3による発電を終了してから、今回、固体高分子型燃料電池3による発電を開始するまでの経過時間、言い換えれば、非発電時間を意味している。目標電流の設定方法の一例を、図3のマップに基づいて説明する。図3のマップにおいては、横軸に時間が示され、縦軸に目標電流が示されている。
【0027】
図3には、放置時間が1週間である場合の目標電流と、放置時間が1ヶ月である場合の目標電流と、放置時間が6ヶ月である場合の目標電流とが例示されている。図3のマップに示すように、異なる放置時間毎に、異なる目標電流が設定される。具体的には、固体高分子型燃料電池3の起動開始点からの経過時間が所定範囲内にある場合は、同じ時刻であっても、放置時間が長いほど、目標電流が低く(小さく、または少なく)なるように、各目標電流同士の対応が設定されている。
【0028】
このように、放置時間が長いほど目標電流が低く設定される理由を説明する。固体高分子型燃料電池3は、電解質7の湿度によって水素イオンの移動抵抗が変動する特性を備えている。具体的には、電解質7の湿度が低下するほど、内部抵抗が増大し、かつ、各セルの内部抵抗差も大きくなる。そして、電解質7の湿度が低下している状態で、固体高分子型燃料電池3から大電流を出力させようとすると、電圧が急低下し、かつ、起動不可能となる可能性もある。また、セルによっては、固体高分子型燃料電池3から大電流を出力させようとすると、異常電流になり、破損の原因となる。
【0029】
上記のように、電解質7の湿度が低下する要因の一つとして、固体高分子型燃料電池3の放置時間が挙げられる。それは、前述のように水素ガスおよび空気に水分を含ませて固体高分子型燃料電池3に供給する方法を採用した場合、固体高分子型燃料電池3による発電が停止されると、固体高分子型燃料電池3に対して水分が供給されなくなるからである。つまり、放置時間が長いほど電解質7の湿度が低下しやすくなる。そこで、この実施例では、放置時間が長いほど目標電流を低く設定している。
【0030】
前記ステップS4において、固体高分子型燃料電池3の出力電流が目標電流未満あると判断された場合は、固体高分子型燃料電池3の出力電圧を上昇するように、DC−DCコンバータ6が制御され(ステップS5)、ステップS2に戻る。これに対してステップS4において、固体高分子型燃料電池3の出力電流が目標電流を越えていると判断された場合は、固体高分子型燃料電池3の出力電圧を低下させるように、DC−DCコンバータ6が制御され(ステップS6)、ステップS2に戻る。
【0031】
以上のように、この第1の実施例においては、固体高分子型燃料電池3の放置時間に基づいて、電解質7の湿度を推定し、その推定結果に基づいて、固体高分子型燃料電池3の起動時における目標電流値を、図3のマップを用いて制御している。したがって、固体高分子型燃料電池3の起動時において、固体高分子型燃料電池3の出力特性が不安定な状態で大電流が出力されることを回避でき、固体高分子型燃料電池3の電圧の低下による起動不良を未然に防止できる。また、固体高分子型燃料電池3から大電流が出力されてセルが破損すること、を未然に防止できる。
【0032】
上記図1に示すステップS4の説明のうち、「図3のマップを用いて目標電流値を設定することにより、電圧の低下を回避する処理」が、この発明の目標電力設定手段に相当する。また、図1ないし図3に基づいて説明した事項と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、放置時間がこの発明の“電解質の湿度に関連する物理量”および“非発電時間”に相当し、電解質7における水素イオンの移動抵抗が、この発明の“発電抵抗”に相当する。
【0033】
(第2の実施例)
図4は、他の無停電電源システムA1を示す概念図である。図4において、図2の構成と同様部分については、図2と同じ符号を付してその説明を省略する。図4においては、DC−DCコンバータを複数有するDC−DCコンバータユニット(アッシー)30が設けられている。具体的には、マスターコンバータ6aおよび複数のスレーブコンバータ6b,6cを有している。マスターコンバータは1個であるが、スレーブコンバータは1個でも2個以上でもよい。
【0034】
また、各コンバータ6a,6b,6cは、各コンバータ6a,6b,6cに設けられた端子17が固体高分子型燃料電池3の端子10に接続され、各コンバータ6a,6b,6cに設けられた端子18が固体高分子型燃料電池3の端子11に接続されている。また、各コンバータ6a,6b,6cに設けられた端子32が通信機1に接続され、各コンバータ6a,6b,6cに設けられた端子33が接地されている。このようにして、各コンバータ6a,6b,6cが相互に並列に配置されている。そして、コントローラ5から各コンバータ6a,6b,6cに対して、スイッチング素子(図示せず)のオン・オフを制御する信号が出力される。なお、商用電源2または固体高分子型燃料電池3の電力が、各FC補機負荷31およびコントローラ5にも供給される。
【0035】
この図4に示す無停電電源システムA1においても、商用電源2が正常である場合は、商用電源2の電力が通信機1に供給される。つぎに、図4に示す無停電電源システムA1において、商用電源2から通信機1に供給する電力が低下した場合の制御例を、図5のフローチャートに基づいて説明する。商用電源2が停電状態となった場合は、マスターコンバータ6aのみを起動させて、固体高分子型燃料電池3の発電を開始する(ステップS11)。つまり、スレーブコンバータ6b,6cは起動されず、マスターコンバータ6aの機能により、固体高分子型燃料電池3の電力が制御される。このステップS11についでステップS12に進む。ステップS12の内容は、図1のステップS1と同じである。ステップS12についでステップS13に進む。このステップS13の内容は、図1のステップS2と同じである。
【0036】
ステップS13で肯定的に判断された場合は、ステップS14に進む。ステップS14の内容は、図1のステップS3の内容と同じである。ステップS14についでステップS15に進む。ステップS15の内容は、図1のステップS4の内容と同じである。ステップS15で、固体高分子型燃料電池3の出力電流が目標電流未満であると判断された場合は、DC−DCコンバータユニット30の出力電流が、スレーブコンバータを起動させるための目標値以上であるか否かが判断される(ステップS16)。
【0037】
このステップS16で肯定的に判断された場合は、複数のスレーブコンバータのうちの少なくとも1個を起動させるとともに(ステップ17)、固体高分子型燃料電池3の出力電圧を上昇させる制御をおこない(ステップ18)、ステップ13に戻る。なお、ステップ16で否定判断された場合も、ステップ18に進む。
【0038】
一方、前記ステップ15で、固体高分子型燃料電池3の出力電流が目標電流を越えていると判断された場合は、固体高分子型燃料電池3の出力電圧を低下させるように、DC−DCコンバータユニット30を制御し(ステップ19)、ステップ13に戻る。なお、前記ステップ13で否定判断された場合は、この制御ルーチンを終了する。
【0039】
なお、スレーブコンバータが複数ある場合は、ステップ17において、全てのスレーブコンバータを同時期に起動させる制御、または、複数のスレーブコンバータを、各々異なる時期に起動させる(言い換えれば、順次起動させる)制御のいずれかを選択することができる。
【0040】
以上のように、第2の実施例においても、図3のマップを用いて、固体高分子型燃料電池3の放置時間に基づいて、電解質3の湿度を推定し、その推定結果に基づいて、固体高分子型燃料電池3の起動時における目標電流を設定している。したがって、固体高分子型燃料電池3の起動時において、固体高分子型燃料電池3の出力特性が不安定な状態で大電流が出力されることを回避でき、固体高分子型燃料電池3の電圧の低下を未然に防止できる。また、固体高分子型燃料電池3で大電流が出力されてセルが破損すること、を未然に防止できる。
【0041】
また、固体高分子型燃料電池3の定格出力が大電力(例えば15kw)の場合は、その出力を徐々に高めようとして、DC−DCコンバータユニットのスイッチング素子のデューティ比を最も少ない値に制御したとしても、ある程度の電力が流れる(暗電流)。しかしながら、第2の実施例のように、マスターコンバータを起動させ、その後にスレーブコンバータを起動させる制御をおこなえば、このような不具合を回避できる。図4に示す制御例は請求項1ないし4の発明に対応するものである。ここで、図4に示す機能的手段とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、図1の制御と同様にして、前記図3のマップを用いて目標電流を設定して電圧の低下を回避する処理が、この発明の目標電力設定手段に相当する。また、マスターコンバータおよびスレーブコンバータが、この発明の“複数の出力制御器”に相当する。
【0042】
ここで、第1および第2の実施例と、燃料電池の放置時間に関わりなく燃料電池の目標電流を設定した場合の比較例との相違例を、図6に基づいて説明する。図6において、実施例における電圧が太い実線で示され、実施例における電流が細い実線で示され、目標電流が破線、比較例における電圧が一点鎖線で示され、比較例における電流が二点鎖線で示されている。なお、破線は、細い実線の陰に隠れており、確認は困難である。この図6からわかるように、経時的な電流の増加程度(増加勾配、増加率)は、実施例の電流の方が比較例の電流よりも少なく制御されており、経時的な電圧の低下程度(低下勾配、低下率)は、実施例の電圧の方が比較例の電流よりも少なく(小さく)なる。
【0043】
なお、上記実施例においては、放置時間に基づいて電解質の湿度を推定しているが、電解質の湿度を湿度センサにより直接検知し、その検知結果に基づいて燃料電池の電力を制御することも、この発明の実施例に含まれる。さらに、電解質におけるイオンの移動抵抗を判断する方法としては、電解質の湿度に関連する物理量の他に、直接、内部抵抗を測定する方法(例えば、交流インピーダンス法)などが挙げられる。
【0044】
上記の説明では、燃料電池として固体高分子型燃料電池を例として説明したが、他の種類の燃料電池、例えば、アルカリ水溶液型燃料電池、リン酸水溶液型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体電解質型燃料電池などに対しても、この実施例を適用できる。これらの燃料電池においては、例えば、温度変化に基づいて触媒の反応抵抗、電解質の電気抵抗などが異なるため、温度を検知して各種の燃料電池の発電抵抗を判断し、その判断結果に基づいて目標電流を設定することができる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明によれば、燃料電池で発電を開始する起動時に、発電抵抗の判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避する。このため、燃料電池の起動時などのように、燃料電池の出力特性が不安定な状態において、「燃料電池から大電流が出力されて電圧が低下し、起動不良が生じること」を未然に防止できる。また、「燃料電池から大電流が出力されて破損すること」を未然に防止できる。
【0046】
請求項2の発明によれば、発電抵抗に基づいて燃料電池の目標電流を制御して電圧の低下を回避するにあたり、複数の出力制御器の起動時期を各々制御することにより、燃料電池の電流が制御される。したがって、例えば、燃料電池の起動時などのように、燃料電池の出力特性が不安定な状態で“大電流が出力され、かつ、電圧が低下すること”が回避される。また、並列に配置された数の出力制御器の起動時期を各々異ならせることにより、燃料電池の電流を制御できる。したがって、暗電流の発生を回避できる。
【0047】
請求項3の発明によれば、請求項2の発明と同様の効果を得られる他に、電解質の湿度に関連する物理量に基づいて、燃料電池の発電抵抗を判断できる
【0048】
請求項4の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得られる他に、電力を発生しない非発電時間に基づいて発電抵抗が判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図2】 図1の制御例が適用されるシステムの概念図である。
【図3】 図1および図5の制御例で用いられるマップである。
【図4】 他のシステムの概念図である。
【図5】 この発明の他の制御例を示すフローチャートである。
【図6】 この発明の実施例をおこなった場合の燃料電池の電力と、比較例の制御をおこなった場合の燃料電池の電力とを比較する特性線図である。
【符号の説明】
1…無停電電源システム、 2…商用電源、 3…固体高分子型燃料電池、 5…コントローラ、 6…DC−DCコンバータ、 6a…マスターコンバータ、 6b,6c…スレーブコンバータ、 30…DC−DCコンバータユニット、 7…電解質。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell control device that obtains electric power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen.
[0002]
[Prior art]
A fuel cell obtains electric power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. This fuel cell is a power generation device that does not go through the process of thermal energy or kinetic energy, so it can be expected to have high power generation efficiency, has low emissions of nitrogen oxides, has low noise and vibration, and is environmentally friendly. There are advantages. Such a fuel cell is used, for example, as a backup power source when a commercial power source fails. An example of a power failure power supply system that uses a fuel cell as a backup power supply is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-341881.
[0003]
This publication describes an electric circuit, and the electric circuit is provided with an open / close switch between an AC power source and an AC load. Further, a fuel cell is connected between the AC power source and the open / close switch via a detector. Furthermore, a bidirectional power converter is disposed between the AC load and the switching power supply. A fuel cell and a power storage device are connected to the bidirectional power converter. The fuel cell and the power storage device are arranged in parallel. Furthermore, a diode is provided between the fuel cell and the bidirectional power converter. Furthermore, a control unit for controlling the open / close switch and the bidirectional power converter is provided.
[0004]
In the above publication, when a failure such as a power failure of the AC power supply is detected by the detector, the open / close switch is opened and the bidirectional power converter operates as an inverter. Further, the power storage device is discharged, and the discharge voltage is converted into an AC voltage by the bidirectional power converter, and then supplied to the AC load. Further, an operation signal for the fuel cell is generated and the fuel cell is activated. After a certain time required for starting the fuel cell has elapsed, a direct current voltage is output from the fuel cell. The output voltage of the fuel cell is set higher than the voltage of the power storage device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the fuel cell, hydrogen and oxygen moving through the electrolyte react to generate an electromotive force, but the power generation resistance varies depending on various conditions. For example, in a polymer electrolyte fuel cell, which is a kind of fuel cell, the conductivity changes depending on the wet state of the electrolyte. Therefore, it is necessary to supply moisture to reduce the internal resistance of the electrolyte. However, when the polymer electrolyte fuel cell is left without generating power for a long time, moisture is not replenished to the electrolyte, so that the humidity decreases. Then, the internal resistance of the electrolyte increases, and the internal resistance difference of each single cell constituting the solid polymer fuel cell also increases.
[0006]
In such a state, when the polymer electrolyte fuel cell is started and a large current is to be output, the output voltage cannot be sufficiently secured, and there is a problem that a starting failure occurs. Also If you try to output a large current, By le Is different There was a possibility that the polymer electrolyte fuel cell would be damaged due to normal current flow. In addition, in a fuel cell of a type other than the polymer electrolyte fuel cell, the power generation resistance changes depending on conditions such as temperature. However, the above publication does not recognize how to set the target power at the start of the fuel cell, and there is room for improvement in this respect.
[0007]
The present invention provides a control device for a fuel cell that can avoid problems occurring based on the output performance of the fuel cell.
[0008]
[Means for Solving the Problem and Action]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a control apparatus for a fuel cell that generates electric power by a reaction between hydrogen and oxygen. The control of estimating the humidity of the electrolyte through which hydrogen ions move based on the non-power generation time during which no power is generated in the fuel cell, and the power generation resistance of the fuel cell based on the humidity of the electrolyte at the start of power generation in the fuel cell Control to judge and judgment of this power generation resistance Based on the disconnection result, set the target value of the current to be generated to avoid the voltage drop Control and eye including It has a standard power setting means.
[0009]
According to the invention of claim 1 Based on the non-power generation time during which no electric power is generated in the fuel cell, the humidity of the electrolyte to which hydrogen ions move is estimated. Then, at the time of starting the power generation by the fuel cell, the power generation resistance of the fuel cell is determined based on the humidity of the electrolyte. Furthermore, based on the determination result of the power generation resistance, the target value of the current to be generated is set and power is generated. Avoid pressure drop. Therefore, for example, “a large current is output and a voltage is reduced” is avoided when the output characteristics of the fuel cell are unstable, such as when the fuel cell is started.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in a fuel cell control device that generates electric power by a reaction between hydrogen and oxygen, a power generation resistance at the start of power generation in the fuel cell is determined, and based on the determination result, In setting the target value of the current to be generated and avoiding the voltage drop, the power supply of the fuel cell is controlled by controlling the starting times of the plurality of output controllers arranged in parallel with each other. Flow A target power setting means for controlling is provided.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, in determining the power generation resistance at the start of power generation by the fuel cell and controlling the target current of the fuel cell based on the power generation resistance to avoid a voltage drop, By controlling the starting time of the output controller, the fuel cell Power of The flow is controlled. Therefore, for example, “a large current is output and a voltage is reduced” is avoided when the output characteristics of the fuel cell are unstable, such as when the fuel cell is started.
[0012]
In addition to the structure of claim 2, the invention of claim 3 is The target power setting means further includes a function of determining the power generation resistance of the fuel cell based on a physical quantity related to the humidity of the electrolyte through which hydrogen ions move. It is characterized by being.
[0013]
According to the invention of claim 3 In addition to the same effect as the invention of claim 2, the power generation resistance of the fuel cell is determined based on the physical quantity related to the humidity of the electrolyte. .
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the target power setting means sets a target value of the current to be generated based on the determination result of the power generation resistance to avoid a voltage drop. And controlling the start-up times of the plurality of output controllers arranged in parallel with each other, Flow It further has a function to control.
[0015]
According to the invention of claim 4, in addition to the effect similar to that of the invention of claim 1, in setting the target value of the current to be generated based on the determination result of the power generation resistance to avoid the voltage drop, By controlling the startup timing of each of the output controllers, Flow Be controlled.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Next, the present invention will be described based on a specific example shown in the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram showing an uninterruptible power supply system A1 which is an example of a control target of the present invention. The uninterruptible power supply system A1 includes a communication device 1 that is a load, a commercial power source 2 that supplies power to the communication device 1, a fuel cell 3, and a backup battery 4. In this embodiment, a case where a solid polymer fuel cell is used as the fuel cell 3 will be described. Hereinafter, the fuel cell 3 is referred to as a polymer electrolyte fuel cell 3.
[0017]
The electric circuit that connects the polymer electrolyte fuel cell 3 and the communication device 1 is provided with a controller 5 that controls electric power (in other words, electric energy) of the polymer electrolyte fuel cell 3. A DC-DC converter 6 to be controlled is provided. A single cell of the polymer electrolyte fuel cell 3 includes an electrolyte (in other words, a proton conductor) 7, an anode (cathode, fuel electrode) 8 disposed on both sides of the electrolyte 7, and a cathode (anode, air electrode) 9. And have. In FIG. 2, a single cell is shown for convenience, but in practice, a plurality of cells are arranged in series or in parallel.
[0018]
The anode 8 and the cathode 9 are configured by bringing a current collector into close contact with a porous layer made of water-repellent particles and catalyst particles. Further, a hydrogen flow path (not shown) is connected to the anode 8 side. On the other hand, an air flow path (not shown) is connected to the cathode 9 side. Further, a terminal 10 is provided on the cathode 9 side, and a terminal 11 is provided on the anode 8 side.
[0019]
A DC-DC converter 6 is connected to the polymer electrolyte fuel cell 3 configured as described above. The DC-DC converter 6 includes a switching element 12, a transformer 13, a converter control circuit 14, and transistors 15 and 16. Terminals 17 and 18 are formed in the switching element 12, the terminal 10 and the terminal 17 are connected, and the terminal 11 and the terminal 18 are connected. The converter control circuit 14 has a PWM control function, and a drive signal for controlling on / off of the switching element 12 is output from the converter control circuit 14.
[0020]
The backup battery 4 and the polymer electrolyte fuel cell 3 are arranged in parallel with each other. Further, a rectifier 19 is provided in the electric circuit between the commercial power source 2 and the communication device 1. The controller 5 is an electronic control device including an arithmetic processing device (CPU 9), a storage device (RAM, ROM), and an input / output interface. The controller 5 sets the target power of the polymer electrolyte fuel cell 3 based on the power generation resistance of the polymer electrolyte fuel cell 3, specifically, the movement resistance of hydrogen ions moving through the electrolyte 7. Data is stored.
[0021]
The controller 5 includes a signal of a voltage detection sensor 20 that detects an output voltage of the polymer electrolyte fuel cell 3, a signal of a current detection sensor 21 that detects an output current of the polymer electrolyte fuel cell 3, a DC-DC converter. 6, a signal of the current detection sensor 22 that detects the output current (DC / DC current), a signal of the current detection sensor 23 that detects the output current of the backup battery 4, and a voltage detection sensor that detects the output voltage of the DC-DC converter 6. 24 signal, a signal of the failure detection sensor 25 for detecting a failure / abnormality / power failure of the commercial power source 2, and the like are input. On the other hand, the controller 5 outputs a signal for controlling the DC-DC converter 6, a signal for controlling the power of the backup battery 4, and the like.
[0022]
Next, control of the uninterruptible power supply system A1 will be described. First, when the commercial power source 2 is normal, the power of the commercial power source 2 is rectified by the rectifier 19 and supplied to the communication device 1. On the other hand, when the power supplied from the commercial power source 2 to the communication device 1 decreases, for example, when a power failure occurs, the power of the backup battery 4 is supplied to the communication device 1 and the Power generation by the molecular fuel cell 3 is performed.
[0023]
Specifically, air is supplied to the air flow path, hydrogen is supplied to the hydrogen flow path, and the switching element 12 of the DC-DC converter 6 is turned on / off. Then, hydrogen reacts on the surface of the anode 8 to become hydrogen ions and electrons, and the hydrogen ions move inside the electrolyte 7 toward the cathode 9. At the cathode 9, the hydrogen ions, the electrons flowing through the electric circuit, and oxygen react to generate water. An electromotive force is obtained by such an electrochemical action. Here, the power of the polymer electrolyte fuel cell 3, that is, the current and voltage can be adjusted by the duty ratio of the switching element 12, that is, the ON ratio.
[0024]
The output current of the polymer electrolyte fuel cell 3 is supplied to the DC-DC converter 6, and the voltage of the electric power is transformed (stepped down) by the DC-DC converter 6 and then supplied to the communication device 1. In the polymer electrolyte fuel cell 3, in order to suppress an increase in the movement resistance of hydrogen ions moving inside the electrolyte 7, hydrogen gas and air are supplied with moisture, and the polymer electrolyte fuel cell is supplied. 3 is humidified.
[0025]
In the case of starting the polymer electrolyte fuel cell 3 in this way, an example of a method for controlling the power will be described based on the flowchart shown in FIG. First, the target value of the output voltage of the polymer electrolyte fuel cell 3, in other words, the initial voltage is instructed (step S1). This initial voltage is set below the voltage of the backup battery 4.
[0026]
Following this step S1, it is determined whether or not the output voltage of the polymer electrolyte fuel cell 3 is less than the rated value (step S2). If the determination in step S2 is affirmative, the polymer electrolyte fuel cell 3 is determined. The output current of the fuel cell 3 is measured (step S3), and the output current of the polymer electrolyte fuel cell 3 is compared with the target current (step S4) The target current is, for example, a polymer electrolyte fuel cell. It can be set based on the standing time of 3. The standing time of the polymer electrolyte fuel cell 3 is the last time the power generation by the polymer electrolyte fuel cell 3 was finished last time, and this time the polymer electrolyte fuel cell 3 This means an elapsed time until power generation by the battery 3 is started, in other words, a non-power generation time, and an example of a method for setting a target current will be described based on the map of Fig. 3. In the map of Fig. 3, On the horizontal axis During is shown, the target current on the vertical axis is shown.
[0027]
FIG. 3 illustrates a target current when the leaving time is one week, a target current when the leaving time is one month, and a target current when the leaving time is six months. When left unattended as shown in the map of FIG. Every Different target currents are set. Specifically, when the elapsed time from the starting start point of the polymer electrolyte fuel cell 3 is within a predetermined range, the target current becomes lower (smaller or The correspondence between the target currents is set so as to be less.
[0028]
The reason why the target current is set lower as the standing time is longer will be described. The polymer electrolyte fuel cell 3 has a characteristic that the movement resistance of hydrogen ions varies depending on the humidity of the electrolyte 7. Specifically, as the humidity of the electrolyte 7 decreases, the internal resistance increases and the internal resistance difference of each cell also increases. Then, if a large current is to be output from the polymer electrolyte fuel cell 3 in a state where the humidity of the electrolyte 7 is lowered, the voltage may drop suddenly and it may become impossible to start. Also, depending on the cell When trying to output a large current from the polymer electrolyte fuel cell 3, an abnormal current is generated, Cause loss.
[0029]
As described above, one of the factors that decrease the humidity of the electrolyte 7 is the time for which the polymer electrolyte fuel cell 3 is left. As described above, when the method of supplying water to the polymer electrolyte fuel cell 3 by adding moisture to the hydrogen gas and air is adopted, when the power generation by the polymer electrolyte fuel cell 3 is stopped, the polymer electrolyte This is because moisture is no longer supplied to the fuel cell 3. That is, the longer the standing time, the easier the humidity of the electrolyte 7 decreases. Therefore, in this embodiment, the target current is set lower as the standing time is longer.
[0030]
If it is determined in step S4 that the output current of the polymer electrolyte fuel cell 3 is less than the target current, the DC-DC converter 6 controls the output voltage of the polymer electrolyte fuel cell 3 to increase. (Step S5), the process returns to Step S2. On the other hand, if it is determined in step S4 that the output current of the polymer electrolyte fuel cell 3 exceeds the target current, the DC- The DC converter 6 is controlled (step S6), and the process returns to step S2.
[0031]
As described above, in the first embodiment, the humidity of the electrolyte 7 is estimated based on the standing time of the polymer electrolyte fuel cell 3, and the polymer electrolyte fuel cell 3 is estimated based on the estimation result. At startup The target current value is controlled using the map shown in FIG. I'm doing it. Therefore, when the polymer electrolyte fuel cell 3 is started, it can be avoided that a large current is output with the output characteristics of the polymer electrolyte fuel cell 3 being unstable, and the voltage of the polymer electrolyte fuel cell 3 can be avoided. Start-up failure due to drop in Good can be prevented beforehand. In addition, a large current is output from the polymer electrolyte fuel cell 3 and the cell is damaged. It can be prevented beforehand.
[0032]
Shown in Figure 1 above Sus In the description of step S4, “a process for avoiding a voltage drop by setting a target current value using the map of FIG. 3” corresponds to the target power setting means of the present invention. Further, the correspondence between the matters described with reference to FIGS. 1 to 3 and the configuration of the present invention will be explained. The neglected time is the “physical quantity related to the humidity of the electrolyte” and “non-power generation time” of the present invention. The movement resistance of hydrogen ions in the electrolyte 7 corresponds to the “power generation resistance” of the present invention.
[0033]
(Second embodiment)
FIG. 4 is a conceptual diagram showing another uninterruptible power supply system A1. 4, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In FIG. 4, a DC-DC converter unit (assembly) 30 having a plurality of DC-DC converters is provided. Specifically, it has a master converter 6a and a plurality of slave converters 6b and 6c. Although there is one master converter, there may be one or two or more slave converters.
[0034]
Each converter 6a, 6b, 6c has a terminal 17 provided in each converter 6a, 6b, 6c connected to a terminal 10 of the polymer electrolyte fuel cell 3, and is provided in each converter 6a, 6b, 6c. A terminal 18 is connected to the terminal 11 of the polymer electrolyte fuel cell 3. Moreover, the terminal 32 provided in each converter 6a, 6b, 6c is connected to the communication apparatus 1, and the terminal 33 provided in each converter 6a, 6b, 6c is earth | grounded. In this way, the converters 6a, 6b, 6c are arranged in parallel with each other. A signal for controlling on / off of a switching element (not shown) is output from the controller 5 to each converter 6a, 6b, 6c. The electric power from the commercial power source 2 or the polymer electrolyte fuel cell 3 is also supplied to the FC auxiliary machine loads 31 and the controller 5.
[0035]
Also in the uninterruptible power supply system A1 shown in FIG. 4, when the commercial power source 2 is normal, the power of the commercial power source 2 is supplied to the communication device 1. Next, in the uninterruptible power supply system A1 shown in FIG. 4, an example of control when the power supplied from the commercial power supply 2 to the communication device 1 is reduced will be described based on the flowchart of FIG. When the commercial power source 2 is in a power failure state, only the master converter 6a is activated and power generation of the polymer electrolyte fuel cell 3 is started (step S11). That is, the slave converters 6b and 6c are not activated, and the power of the polymer electrolyte fuel cell 3 is controlled by the function of the master converter 6a. After step S11, the process proceeds to step S12. The content of step S12 is the same as step S1 of FIG. Following step S12, the process proceeds to step S13. The contents of step S13 are the same as step S2 in FIG.
[0036]
If a positive determination is made in step S13, the process proceeds to step S14. The content of step S14 is the same as the content of step S3 in FIG. After step S14, the process proceeds to step S15. The content of step S15 is the same as the content of step S4 in FIG. If it is determined in step S15 that the output current of the polymer electrolyte fuel cell 3 is less than the target current, the output current of the DC-DC converter unit 30 is equal to or greater than the target value for starting the slave converter. Is determined (step S16).
[0037]
If the determination in step S16 is affirmative, at least one of the plurality of slave converters is activated (step 17), and control is performed to increase the output voltage of the polymer electrolyte fuel cell 3 (step 17). 18) Return to Step 13. If a negative determination is made in step 16, the process proceeds to step 18.
[0038]
On the other hand, if it is determined in step 15 that the output current of the polymer electrolyte fuel cell 3 exceeds the target current, the DC-DC is set so as to reduce the output voltage of the polymer electrolyte fuel cell 3. The converter unit 30 is controlled (step 19), and the process returns to step 13. If a negative determination is made in step 13, this control routine is terminated.
[0039]
If there are a plurality of slave converters, in step 17, control for starting all the slave converters at the same time, or control for starting each of the plurality of slave converters at different times (in other words, starting them sequentially). Either can be selected.
[0040]
As described above, also in the second embodiment Using the map in Figure 3, The humidity of the electrolyte 3 is estimated based on the standing time of the polymer electrolyte fuel cell 3, and the target current at the time of starting the polymer electrolyte fuel cell 3 is set based on the estimation result. Therefore, when the polymer electrolyte fuel cell 3 is started, it can be avoided that a large current is output with the output characteristics of the polymer electrolyte fuel cell 3 being unstable, and the voltage of the polymer electrolyte fuel cell 3 can be avoided. Low The bottom can be prevented beforehand. In addition, a large current is output from the polymer electrolyte fuel cell 3 and the cell is damaged. It can be prevented beforehand.
[0041]
In addition, when the rated output of the polymer electrolyte fuel cell 3 is high power (for example, 15 kw), the DC-DC converter unit is designed to gradually increase the output. Knit Even if the duty ratio of the switching element is controlled to the smallest value, a certain amount of power flows (dark current). However, if the master converter is activated and then the slave converter is activated as in the second embodiment, such a problem can be avoided. The control example shown in FIG. 4 corresponds to the first to fourth aspects of the invention. Here, the correspondence between the functional means shown in FIG. 4 and the configuration of the present invention will be described. As in the control of FIG. 1, the process of setting the target current using the map of FIG. Goal of this invention Power plant It corresponds to the fixed means. The master converter and the slave converter correspond to “a plurality of output controllers” of the present invention.
[0042]
Here, an example of the difference between the first and second embodiments and the comparative example in the case where the target current of the fuel cell is set regardless of the leaving time of the fuel cell will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the voltage in the example is indicated by a thick solid line, the current in the example is indicated by a thin solid line, the target current is indicated by a broken line, the voltage in the comparative example is indicated by a one-dot chain line, and the current in the comparative example is indicated by a two-dot chain line. It is shown in The broken line is hidden behind the thin solid line and is difficult to confirm. As can be seen from FIG. 6, the degree of increase in current over time (increase in slope and rate of increase) is controlled so that the current in the example is smaller than the current in the comparative example, and the degree of voltage drop over time. (Drop gradient, drop rate) is lower (smaller) in the voltage of the example than the current of the comparative example.
[0043]
In the above embodiment, the humidity of the electrolyte is estimated based on the standing time, but the humidity of the electrolyte is directly detected by a humidity sensor, and the power of the fuel cell is controlled based on the detection result. It is contained in the Example of this invention. Furthermore, as a method for determining the ion migration resistance in the electrolyte, in addition to a physical quantity related to the humidity of the electrolyte, a method of directly measuring internal resistance (for example, an AC impedance method) can be cited.
[0044]
In the above description, a polymer electrolyte fuel cell has been described as an example of a fuel cell. However, other types of fuel cells, for example, alkaline aqueous fuel cells, phosphoric acid aqueous fuel cells, molten carbonate fuel cells, This embodiment can also be applied to a solid oxide fuel cell. In these fuel cells, for example, the reaction resistance of the catalyst and the electrical resistance of the electrolyte are different based on the temperature change. Therefore, the power generation resistance of various fuel cells is determined by detecting the temperature, and based on the determination result. Goal Current Can be set.
[0045]
【The invention's effect】
As explained above, according to the invention of claim 1 At the start of power generation by the fuel cell, a target value of the current to be generated is set based on the determination result of the power generation resistance to avoid a voltage drop. For this reason, Like when starting a battery , Burning When the output characteristics of the battery are unstable , "Burn It can be prevented in advance that a large current is output from the rechargeable battery and the voltage drops to cause a starting failure. Further, it is possible to prevent “a large current from being output from the fuel cell and being damaged”.
[0046]
According to the second aspect of the present invention, when the target current of the fuel cell is controlled based on the power generation resistance to avoid the voltage drop, the fuel cell is controlled by controlling the start timings of the plurality of output controllers. Power of The flow is controlled. Therefore, for example, “a large current is output and a voltage is reduced” is avoided when the output characteristics of the fuel cell are unstable, such as when the fuel cell is started. In addition, the current of the fuel cell can be controlled by varying the starting times of the number of output controllers arranged in parallel. Therefore, generation of dark current can be avoided.
[0047]
According to the invention of claim 3 In addition to obtaining the same effect as the invention of claim 2, the power generation resistance of the fuel cell can be determined based on the physical quantity related to the humidity of the electrolyte. .
[0048]
According to the invention of claim 4, the claim 1's Besides obtaining the same effect as the invention The power generation resistance can be determined based on the non-power generation time when power is not generated. wear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for explaining a control example of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a system to which the control example of FIG. 1 is applied.
FIG. 3 is a map used in the control examples of FIGS. 1 and 5;
FIG. 4 is a conceptual diagram of another system.
FIG. 5 is a flowchart showing another control example of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram comparing the power of the fuel cell when the embodiment of the present invention is performed and the power of the fuel cell when the control of the comparative example is performed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Uninterruptible power supply system, 2 ... Commercial power supply, 3 ... Solid polymer fuel cell, 5 ... Controller, 6 ... DC-DC converter, 6a ... Master converter, 6b, 6c ... Slave converter, 30 ... DC-DC converter Unit, 7 ... electrolyte.

Claims (4)

水素と酸素との反応によって電力を発生する燃料電池の制御装置において、
燃料電池で電力を発生しない非発電時間に基づいて、水素イオンが移動する電解質の湿度を推定する制御と、燃料電池で発電を開始する起動時に、前記電解質の湿度に基づいて前記燃料電池の発電抵抗を判断する制御と、この発電抵抗の判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避する制御とを含む目標電力設定手段を有することを特徴とする燃料電池の制御装置。
In a control device for a fuel cell that generates electric power by a reaction between hydrogen and oxygen,
Based on the non-power generation time during which no electric power is generated in the fuel cell, control for estimating the humidity of the electrolyte to which hydrogen ions move, and power generation of the fuel cell based on the humidity of the electrolyte at the start of power generation in the fuel cell A fuel cell comprising target power setting means including control for determining resistance and control for setting a target value of a current to be generated based on the determination result of the power generation resistance to avoid a voltage drop Control device.
水素と酸素との反応によって電力を発生する燃料電池の制御装置において、
燃料電池で発電を開始する起動時の発電抵抗を判断し、かつ、その判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避するにあたり、相互に並列に配置される複数の出力制御器の起動時期を各々制御することにより前記燃料電池の電流を制御する目標電力設定手段を備えていることを特徴とする燃料電池の制御装置。
In a control device for a fuel cell that generates electric power by a reaction between hydrogen and oxygen,
Judgment of power generation resistance at the start of power generation by the fuel cell, and setting the target value of the current to be generated based on the determination result to avoid voltage drop, they are arranged in parallel with each other control apparatus for a fuel cell, characterized in that it comprises a target power setting means for controlling the current of the fuel cell by each control activation timing of a plurality of output controllers.
前記目標電力設定手段は、水素イオンが移動する電解質の湿度に関連する物理量に基づいて、前記燃料電池の発電抵抗を判断する機能を、更に備えていることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池の制御装置。  The target power setting means further comprises a function of determining a power generation resistance of the fuel cell based on a physical quantity related to the humidity of an electrolyte through which hydrogen ions move. Fuel cell control device. 前記目標電力設定手段は、前記発電抵抗の判断結果に基づいて、発電する電流の目標値を設定して電圧の低下を回避するにあたり、相互に並列に配置される複数の出力制御器の起動時期を各々制御することにより前記燃料電池の電流を制御する機能を、更に有していることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池の制御装置。The target power setting means sets the target value of the current to be generated based on the determination result of the power generation resistance and avoids the voltage drop, and the start timings of the plurality of output controllers arranged in parallel with each other the fuel cell control apparatus according to claim 1, characterized in that the function of controlling the current of the fuel cell, has further by each controlled.
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