JP7196347B1 - 電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラム - Google Patents

電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラム Download PDF

Info

Publication number
JP7196347B1
JP7196347B1 JP2022056126A JP2022056126A JP7196347B1 JP 7196347 B1 JP7196347 B1 JP 7196347B1 JP 2022056126 A JP2022056126 A JP 2022056126A JP 2022056126 A JP2022056126 A JP 2022056126A JP 7196347 B1 JP7196347 B1 JP 7196347B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
potential difference
ground fault
electric circuit
potential
circuit system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022056126A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023148221A (ja
Inventor
希美 河戸
弘行 大澤
研太 荒木
啓城 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2022056126A priority Critical patent/JP7196347B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7196347B1 publication Critical patent/JP7196347B1/ja
Priority to PCT/JP2023/004784 priority patent/WO2023188877A1/ja
Priority to TW112105765A priority patent/TW202343863A/zh
Publication of JP2023148221A publication Critical patent/JP2023148221A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

【課題】地絡の誤検出を抑止可能な電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラムを提供する。【解決手段】電気回路システム１は、複数の電位差発生部１１が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路１０と、各電路１０の中間電位部１３とアースとの間に設けられるとともに、各電路１０の地絡の検出に用いられる地絡検出回路４０と、各地絡検出回路４０によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各電路１０の地絡を検出する制御装置５０と、を備え、制御装置５０は、複数の電路１０の中間電位部１３の電位差を取得する電位差取得部と、電位差取得部によって取得された電位差に基づいて閾値を設定する閾値設定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラムに関するものである。
燃料電池システムなどの高圧直流回路では、回路に求められる耐電圧を小さくするために中間点接地が行われることがある。例えば、正負極の電位差がＶの回路において、電位が中間の位置を接地点とすれば、回路に必要な耐電圧は１／２Ｖとなる。
また、燃料電池システムでは、一般的に、設備保護や安全性の確保のために漏電の検知、すなわち地絡の発生を検知する地絡検出回路が設置されている。特許文献１には、複数の燃料電池を直列に接続した燃料電池スタックにおいて、燃料電池スタックの中間電位を検出し、地絡を検出する技術が開示されている。また特許文献２には、直列に接続された燃料電池の中点を接地する技術が開示されている。また特許文献３には、直列に接続されたセルスタックと断熱体とを電気的に接続し、金属イオンの移動を抑制する技術が開示されている。
特開２００８－２９３６７４号公報 特開昭６３－１６６１５５号公報 特許第６８５４９５４号公報
しかし、特許文献１乃至３の発明では、地絡検出回路が二以上の接地点に接続された状態で各接地点の電位に電位差が生じると、地絡が発生していないにもかかわらず地絡が発生したとして誤検出されるおそれがある。
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各接地点に電位差が生じた場合であっても、地絡の誤検出を抑止可能な電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示の電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラムは以下の手段を採用する。
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電気回路システムは、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出する制御装置と、前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、を備え、前記制御装置は、前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得部と、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、を備える。
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電気回路システムは、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出する制御装置と、前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、を備え、前記制御装置は、前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得部と、前記電位差取得部によって取得された前記電位差を所定の電位差の範囲以内とするように、複数の前記電路に流れる電流を制御する電流制御部と、を備える。
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電気回路システムの制御装置は、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、を備える電気回路システムの制御装置であって、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得部と、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、を備える。
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電気回路システムの制御方法は、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、制御装置と、前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、を備える電気回路システムの制御方法であって、前記制御装置は、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得工程と、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定工程と、を備える。
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電気回路システムの制御プログラムは、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、制御装置と、前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、を備える電気回路システムの制御プログラムであって、前記制御装置は、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得ステップと、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定ステップと、を備え、前記制御装置により実行される。
本開示によれば、地絡の誤検出を抑止することができる。また、電路の運転状態に応じて適切に地絡を検出することができ、電気回路の安全性を向上して設備保護が可能となる。
本開示の幾つかの実施形態における電気回路システムを示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における制御装置を示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示した図である。 本開示の幾つかの実施形態における電気回路システムを示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における変形例１の電気回路システムを示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における変形例２の電気回路システムを示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における中間点の電位差と閾値との関係を示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における電気回路システムを示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における燃料電池の電圧と許容電位差の関係を示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における燃料電池の電流と電圧の関係を示す図である。 本開示の幾つかの実施形態における電気回路システムを備えた燃料電池発電システムを示す図である。
以下に、本開示に係る電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本開示の幾つかの実施形態における電気回路システムについて、図１を用いて説明する。
図１に示されるように、電気回路システム１は、発電装置として複数の燃料電池群（電路、発電装置）１０と、複数のＤＣＤＣコンバータ（電圧変換器、直流電圧変換器）２０と、インバータ３０と、地絡検出回路４０と、制御装置５０と、を主な構成として備えている。なお、複数の燃料電池群１０は、例えば固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＳＯＦＣ）などである。
燃料電池群１０は、複数の燃料電池（電位差発生部）１１が直列に接続されたものである。さらに、燃料電池群１０がカスケード接続（多段接続）されて電気回路システム１を構成している。本願開示の燃料電池群１０は、負極側をコモン電極とし、正極側には燃料電池群１０ごとにそれぞれＤＣＤＣコンバータ２０が接続されている。正極側、負極側のいずれをコモン電極とするかについては、任意に決定することができる。
インバータ３０は各燃料電池群１０で共有とされ、インバータ３０の負極側には、燃料電池群１０の負極側であるコモン電極が接続される。またインバータ３０の正極側には、各燃料電池群１０の正極側に各ＤＣＤＣコンバータ２０を介して接続される。本開示の電気回路システム１では、ＤＣＤＣコンバータ２０は２つとされた例を例示しているが、ＤＣＤＣコンバータ２０は複数であればよく、燃料電池群１０の数に合わせて任意に決定することができる。
地絡検出回路４０は、燃料電池群１０ａの中間点（中間電位部）１３ａとアースとの間、及び燃料電池群１０ｆの中間点（中間電位部）１３ｆとアースとの間に設けられる。地絡検出回路４０は、電圧センサ４１と、抵抗４２と、遮断器４３とを備え、各電圧センサ４１は各抵抗４２の両端の電圧を計測する。燃料電池群１０ａの中間点１３ａから順に、遮断器４３ａ、抵抗４２ａが接続され、燃料電池群１０ｆの中間点１３ｆから順に、遮断器４３ｆ及び抵抗４２ｆが直列に接続される。このように、各燃料電池群１０の中間電位は接地されている。
遮断器４３は、通常閉とされており、地絡検出回路４０が接続された燃料電池群１０において地絡が発生すると開とされる。この時、燃料電池群１０はトリップ（緊急停止）される。
図１では、電気回路システム１において２以上の燃料電池群１０ａ及び１０ｆに対し、各燃料電池群１０と１対１対応するＤＣＤＣコンバータ２０ａ及び２０ｆが接続された例を例示しているが、燃料電池群１０のカスケード接続数は複数であればよく、任意に決定することができる。また本開示の電気回路システム１では、燃料電池群１０ａをトッピング（ガス流れ上流側）とし、燃料電池群１０ｆをボトミング（ガス流れ下流側）とした例を例示しているが、任意に決定することができる。また、燃料電池群１０ａにおいて複数の燃料電池１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ及び１１ｅが直列接続され、燃料電池群１０ｆにおいて複数の燃料電池１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ及び１１ｊが直列接続された例を例示しているが、燃料電池１１の直列接続数は複数であればよく、任意に決定することができる。また、各燃料電池群１０における燃料電池１１の直列接続数は、それぞれ異なっていてもよい。
以下の説明において、各燃料電池群１０、各中間点１３、各ＤＣＤＣコンバータ２０、各電圧センサ４１、各抵抗４２及び各遮断器４３を区別する場合は、末尾にａまたはｆのいずれかを付し、各燃料電池群１０、各ＤＣＤＣコンバータ２０、各電圧センサ４１、各抵抗４２及び各遮断器４３を区別しない場合は、ａまたはｆを省略する。また、各燃料電池１１を区別する場合は、末尾にａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉまたはｊのいずれかを付し、各燃料電池１１を区別しない場合は、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉまたはｊを省略する。
制御装置５０は、各燃料電池群１０の地絡を検出する。
図２は、本開示の幾つかの実施形態における制御装置を示した図である。
図２に示すように、制御装置５０は、電位差取得部５１と、閾値設定部５２と、判定部５３と、電流制御部５４と、を備えている。
電位差取得部５１は、いずれか２つの燃料電池群１０の中間点１３の電位差を取得する。閾値設定部５２は、いずれか２つの燃料電池群１０の各中間点１３の電位の状態に応じて地絡の判定に用いられる閾値を設定する。判定部５３は、地絡検出回路４０に流れる電流を、例えば、電圧センサ４１によって計測された電位差から検知し、閾値設定部５２によって設定された閾値に基づき、地絡発生の有無を判定する。
図３は、本開示の幾つかの実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示した図である。
図３に示すように、制御装置（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５０は、コンピュータシステム（計算機システム）であり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）１１００、二次記憶装置（ＲＯＭ、Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔｏｒａｇｅ：メモリ）１２００、主記憶装置（ＲＡＭ、Ｍａｉｎ Ｍｅｍｏｒｙ）１３００、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４００と、ネットワーク等に接続するための通信部１５００とを備えている。なお、大容量記憶装置としては、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を用いることとしてもよい。これら各部は、バス１８００を介して接続されている。
ＣＰＵ１１００は、例えば、バス１８００を介して接続された二次記憶装置１２００に格納されたＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により制御装置５０全体の制御を行うとともに、二次記憶装置１２００に格納された各種プログラムを実行することにより各種処理を実行する。ＣＰＵ１１００は、１つ又は複数設けられており、互いに協働して処理を実現してもよい。
主記憶装置１３００は、例えば、キャッシュメモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の書き込み可能なメモリで構成され、ＣＰＵ１１００の実行プログラムの読み出し、実行プログラムによる処理データの書き込み等を行う作業領域として利用される。
二次記憶装置１２００は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）である。二次記憶装置１２００は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどである。二次記憶装置１２００の一例として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）フラッシュメモリなどが挙げられる。二次記憶装置１２００は、例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ｉＯＳ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）等の情報処理装置全体の制御を行うためのＯＳ、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、周辺機器類をハードウェア操作するための各種デバイスドライバ、各種アプリケーションソフトウェア、及び各種データやファイル等を格納する。また、二次記憶装置１２００には、各種処理を実現するためのプログラムや、各種処理を実現するために必要とされる各種データが格納されている。二次記憶装置１２００は、複数設けられていてもよく、各二次記憶装置１２００に上述したようなプログラムやデータが分割されて格納されていてもよい。
制御装置５０が備える機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で二次記憶装置１２００などに記憶されており、このプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）１１００が主記憶装置１３００に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、二次記憶装置１２００に予めインストールされている形態や、他の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の一例として、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどが挙げられる。
また、制御装置５０は、キーボードやマウス等からなる入力部や、データを表示する液晶表示装置等からなる表示部などを備えていてもよい。また、表示部を含み、ランプ、音、特にアラーム音を出力するスピーカーなどの通知部を備えていてもよい。
図１の燃料電池群１０ａと燃料電池群１０ｆにおいて、中間点１３ａの電位、中間点１３ｆの電位及びアースとの間に電位差が無い場合を、通常運転状態であるとする。通常運転状態では、地絡検出回路４０には電流は流れない。よって、電圧センサ４１ａ及び４１ｆの計測値は０である。この時、遮断器４３ａ及び４３ｆは閉とされる。
例えば、燃料電池群１０ａの負極において地絡が発生したとすると、各燃料電池１１の電圧が全て１００Ｖである場合、燃料電池群１０ａの中間点１３ａの対地電圧は３００Ｖ（燃料電池１１ｃ、１１ｄ及び１１ｅの３×１００Ｖ）となり、燃料電池群１０ａの中間点１３ａからアースに向けて地絡検出回路４０に電流が流れ、電圧センサ４１ａが抵抗４２ａの電位差を検出する。制御装置５０はあらかじめ設定された閾値に基づき地絡の検出を判定する。地絡が検出されると、遮断器４３ａ及び４３ｆは開とされ、燃料電池群１０はトリップされる。
燃料電池群１０ａの各燃料電池１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ及び１１ｅ、及び燃料電池群１０ｆの各燃料電池１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ及び１１ｊの電圧がそれぞれ１００Ｖであったとする。この時、中間点１３ａ及び１３ｆにおける負極との電位差はそれぞれ３００Ｖであり、中間点１３ａ、中間点１３ｆ及びアースとの間に電位差がない通常運転状態である。
例えば、燃料電池群１０ｆの運転状態が変化することにより、燃料電池群１０ｆの負荷率（発電電圧）が変化して各燃料電池１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ及び１１ｊの電圧がそれぞれ８０Ｖに変化したとする。中間点１３ｆにおける負極との電位差は２４０Ｖ（燃料電池１１ｈ、１１ｉ及び１１ｊの３×８０Ｖ）となり、中間点１３ａと中間点１３ｆとの間に６０Ｖの電位差が生じる。これにより、中間点１３ａから中間点１３ｆへ向けて地絡検出回路４０に電流が流れ、電圧センサ４１ａ及び４１ｆが抵抗４２ａ及び４２ｆの電位差を検出する。この場合、燃料電池群１０ａ及び１０ｆには地絡が発生していないにもかかわらず、中間点１３ａと中間点１３ｆとの間に電位差が生じることで地絡検出回路４０に電流が流れ、制御装置５０が地絡を検出したとの誤判定をする可能性がある。
そこで、本開示の第１実施形態では、制御装置５０は、各燃料電池群１０の運転状態に応じて設定された地絡の検出を判定するための閾値を用いて地絡を判定するものとする。各燃料電池群１０の運転状態としては、各燃料電池群１０における各中間点１３の電位の状態を用いる。
次に、本開示の制御装置５０による制御について説明する。
図４は、本開示の幾つかの実施形態における電気回路システムを示した図である。
図４に示すように、電気回路システム１には、燃料電池群１０ａの中間点１３ａの電位と燃料電池群１０ｆの中間点１３ｆの電位とから各中間点１３の電位差を計測する中間点電圧センサ６０が設けられる。電位差取得部５１は、中間点電圧センサ６０が計測した電位差（電圧）を取得する。
本実施形態では、閾値設定部５２により中間点電圧センサ６０が計測した電位差に基づいて地絡として判定するための閾値が設定される。例えば中間点電圧センサ６０が計測した電位差が６０Ｖであった場合、地絡検出回路４０を流れる電流が、電位差６０Ｖで流れる電流まで、または電位差６０Ｖに所定値を加えた値で流れる電流までは地絡と判定しないように、閾値が設定される。
これにより、判定部５３は、電圧センサ４１ａ及び４１ｆによってそれぞれ検出された電圧値と、閾値設定部５２によって設定された閾値とを比較し、地絡検出回路４０に流れる電流に対応する電圧センサ４１ａ又は４１ｆによって検出された電圧値が閾値を超えた場合に、地絡であると判定する。
［変形例１］
図５は、本開示の幾つかの実施形態における変形例１の電気回路システムを示した図である。
図５に示すように、電気回路システム１には、ＤＣＤＣコンバータ２０ａの入力電圧（燃料電池群１０ａの負極と正極との電位差）を計測するＤＣＤＣコンバータ電圧センサ７０ａ及びＤＣＤＣコンバータ２０ｆの入力電圧（燃料電池群１０ｆの負極と正極との電位差）を計測するＤＣＤＣコンバータ電圧センサ７０ｆが、それぞれＤＣＤＣコンバータ２０の入力側に設けられる。電位差取得部５１は、ＤＣＤＣコンバータ電圧センサ７０ａが計測した電圧、及びＤＣＤＣコンバータ電圧センサ７０ｆが計測した電圧をそれぞれ取得する。
電位差取得部５１は、ＤＣＤＣコンバータ電圧センサ７０ａが計測したＤＣＤＣコンバータ２０ａの入力電圧、及びＤＣＤＣコンバータ電圧センサ７０ｆが計測したＤＣＤＣコンバータ２０ｆの入力電圧から、中間点１３ａと中間点１３ｆとの間の電位差を推測する。例えばＤＣＤＣコンバータ電圧センサ７０ａの計測値が５００Ｖ、ＤＣＤＣコンバータ電圧センサ７０ｆの計測値が４００Ｖであったとすると、制御装置５０は各燃料電池１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ及び１１ｅの電圧をそれぞれ１００Ｖ、各燃料電池１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ及び１１ｊの電圧をそれぞれ８０Ｖであると推測し、中間点１３ａと中間点１３ｆとの間の電位差が６０Ｖであると推測する。閾値設定部５２により、推定された電位差６０Ｖに基づき、地絡検出回路４０に流れる電流が、電位差６０Ｖまたは電位差６０Ｖに所定値を加えた値で流れる電流までは地絡と判定しないように閾値が設定される。
これにより、判定部５３は、電圧センサ４１ａ及び４１ｆによってそれぞれ検出された電圧値に基づき閾値設定部５２によって設定された閾値を用いて、地絡検出回路４０に流れる電流に対応する電圧センサ４１ａ又は４１ｆによって検出された電圧値が閾値を超えた場合に、地絡であると判定する。
［変形例２］
図６は、本開示の幾つかの実施形態における変形例２の電気回路システムを示した図である。
図６に示すように、電気回路システム１には、燃料電池群１０ａの電流を計測する電流センサ８０ａ及び燃料電池群１０ｆの電流を計測する電流センサ８０ｆがそれぞれ設けられる。
電位差取得部５１は、電流センサ８０ａが計測した燃料電池群１０ａの電流、及び電流センサ８０ｆが計測した燃料電池群１０ｆの電流から、各燃料電池１１の発電電圧を算出し、中間点１３ａと中間点１３ｆとの間の電位差を推測する。例えば電位差取得部５１は、各燃料電池１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ及び１１ｅの発電電圧をそれぞれ１００Ｖ、各燃料電池１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ及び１１ｊの発電電圧をそれぞれ８０Ｖであると算出し、中間点１３ａと中間点１３ｆとの間の電位差が６０Ｖであると推測する。閾値設定部５２により推測された電位差に基づいて地絡として判定するための閾値が設定される。推測された電位差が６０Ｖであった場合、地絡検出回路４０に流れる電流が、電位差６０Ｖまたは電位差６０Ｖに所定値を加えた値で流れる電流までは地絡と判定しないように、閾値が設定される。
これにより、判定部５３は、電流センサ８０ａ及び８０ｆによってそれぞれ検出された電圧値に基づいて閾値設定部５２によって設定された閾値を用いて、地絡検出回路４０に流れる電流に対応する電圧センサ４１ａ又は４１ｆによって検出された電圧値が閾値を超えた場合に、地絡であると判定する。
図７は、本開示の幾つかの実施形態における中間点の電位差と閾値との関係を示した図である。
図７において、縦軸は地絡検出回路４０の電圧センサ４１が計測した電圧値（抵抗４２の電位差）、横軸は各燃料電池群１０（例えば、中間点１３ａ及び１３ｆ）の電位差である。また、破線は中間点１３ａと１３ｆの電位差により地絡検出回路４０に流れる電流に対応する電圧値（電圧センサ４１が計測する電圧値）、実線は中間点１３ａと１３ｆの電位差に応じて制御装置５０が設定する所定の閾値を示す。
図７に示されるように、所定の閾値は、中間点１３ａと１３ｆの電位差が無い場合の地絡判定値に、中間点１３ａと１３ｆの電位差に応じて変化する地絡検出回路４０に流れる電流値に対応する電圧値（電圧センサ４１が計測する電圧値）分の値（裕度）を加えた値となる。
上記実施形態では、所定の閾値を電位の状態に応じて設定する場合について説明したが、本実施形態では、各中間点（中間電位部）の電位差が発生しないように制御する場合について説明する。以下、本実施形態に係る制御装置５０について、前述の実施形態と異なる点について主に説明する。
制御装置５０の電流制御部５４（図２参照）は、電位差取得部５１によって取得された電位差を所定の電位差の範囲内とするように、各燃料電池群１０に流れる電流を制御する。
図８は、本開示の幾つかの実施形態における電気回路システムを示した図である。
図８において、制御装置５０の電流制御部５４が各燃料電池群１０の制御を行うことを破線で示す。制御装置５０は、各ＤＣＤＣコンバータ２０ａ及び２０ｆと接続される。
本実施形態では、制御装置５０は、燃料電池群１０ａの中間点１３ａと燃料電池群１０ｆの中間点１３ｆとの間に電位差が発生して、地絡検出回路４０が地絡を誤検知しないように制御を行う。
電流制御部５４は、中間点１３ａと中間点１３ｆとの間に電位差が発生しないように、燃料電池群１０ａと燃料電池群１０ｆの電流を制御する。具体的には、電流制御部５４は、各ＤＣＤＣコンバータ２０ａ及び２０ｆの電流を制御、すなわち負荷を制御する。この場合、電流制御部５４は、電位差が０の場合だけでなく、電位差が許容可能な電位差の範囲内の値であれば許容可能であるとする電位差の範囲を事前に規定しておく。
図９は、本開示の幾つかの実施形態における燃料電池の電圧と許容電位差の関係を示す図である。
図９において、縦軸は燃料電池群１０ｆの電圧（負極と正極間の電位差）、横軸は燃料電池群１０ａの電圧（負極と正極間の電位差）であり、破線が中間点１３ａ及び１３ｆの電位差が無い状態、実線がＤＣＤＣコンバータ２０の電流を制御する際に規定される電位差の範囲の上限値及び下限値を示す。
図９に示されるように、ＤＣＤＣコンバータ２０の電流を制御する際に規定される電位差の範囲は、中間点１３ａ及び１３ｆの電位差が無い状態（Ｖ１）を中心として所定値（Ｖ２）だけ増減させて制御範囲を設定する。上限値の場合は電位差が無い状態（Ｖ１）から所定値（Ｖ２）だけ増加させた値（Ｖ１＋Ｖ２）、下限値の場合は電位差が無い状態（Ｖ１）から所定値（Ｖ２）だけ減少させた値（Ｖ１－Ｖ２）とされる。制御装置５０は、中間点１３ａ及び１３ｆの電位差が、既定の電位差の範囲以内、すなわち下限値以上、上限値以下となるように、ＤＣＤＣコンバータ２０の電流を制御する。電位差の範囲については、電気回路システム１の状態に応じて任意に決定することができる。例えば、各燃料電池群１０の電圧に応じて、増減させる所定値（Ｖ２）を変化させてもよい。
このように、電流制御部５４は、中間点１３ａ及び１３ｆの電位差が、ＤＣＤＣコンバータ２０の電流を制御する際に規定された電位差の範囲内となるように制御を行う。このとき、電流制御部５４は、前述のいずれかの実施形態を用いて中間点１３ａ及び１３ｆの電位差を計測または検出してもよく、また別の方法を用いてもよい。求められた中間点１３ａ及び１３ｆの電位差から電流制御部５４が制御する燃料電池群１０ａ及び１０ｆの電流（ＤＣＤＣコンバータ２０ａ及び２０ｆの電流）の値については、燃料電池群１０ごとの電流と電圧との関係から求める。
図１０は、本開示の幾つかの実施形態における燃料電池の電流と電圧の関係を示す図である。
図１０において、縦軸は燃料電池群１０の電圧、横軸は燃料電池群１０の電流であり、実線が燃料電池の電流と電圧の関係を示す。なお、実線の関係は一例を示したものであり、電気回路の特性により必ずしも直線の関係とは限らない。
図１０に示されるように、燃料電池群１０の電流と電圧の関係は、電流値が増加すると電圧値は減少する右肩下がりのグラフを示す。電流制御部５４は、燃料電池群１０ごとに求められた電流と電圧の関係から、中間点１３ａ及び１３ｆの電位差が生じないような電圧値に対応する電流値を求める。電流制御部５４は、求められた電流値となるように電流（負荷）を制御する。
図１１は、本開示の幾つかの実施形態における電気回路システムを備えた燃料電池発電システムを示す図である。
図１１に示されるように、燃料電池発電システム１００は、第１燃料電池１０２及び第２燃料電池１０４を備える。第１燃料電池１０２及び第２燃料電池１０４は、例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）であり、燃料と酸化剤（酸化性ガス）を用いて電気化学反応により発電を行う。燃料は、例えば、メタンガス（天然ガス）又はプロパンガスであり、酸化剤は、例えば、空気である。燃料流れ上流側（トッピング）である第１燃料電池１０２は図１における燃料電池群１０ａに、燃料流れ下流側（ボトミング）である第２燃料電池１０４は図１における燃料電池群１０ｆに対応する。
第１燃料電池１０２及び第２燃料電池１０４は、発電した直流電力を電力系統１５０に対応する交流電力に変換するためのインバータ１５２を有する。第１燃料電池１０２の温度（発電室温度）は、第１温度センサ１５４によって監視されており、ＤＣＤＣコンバータ２０ａの電流量の調整によって、第１温度センサ１５４の検出値が所定温度になるように制御することができる。
ＤＣＤＣコンバータ２０ｆの電流量は第１燃料電池１０２から排出される第２燃料ガスＧｆ２の量に応じて適切な値に設定される。第２燃料電池１０４の温度（発電室温度）は、第２温度センサ１６４によって監視されており、第２温度センサ１６４の検出値が所定温度になるように第２酸化剤ガスＧｏ２の流量で制御することができる。
燃料ガス（第１燃料ガスＧｆ１）は、燃料ガス供給源１０６から第１燃料ガス供給ライン１０８を介して第１燃料電池１０２に供給される。第１燃料電池１０２は複数の電池セル（不図示）を含んでおり、第１燃料ガス供給ライン１０８は各電池セルに分岐することで並列に燃料ガスを供給する。
第１燃料電池１０２の各電池セルから排出される燃料ガス（第２燃料ガスＧｆ２）は、第２燃料ガス供給ライン１１０を介して、第２燃料電池１０４に供給される。第２燃料電池１０４は少なくとも一つの電池セル（不図示）を含む。
第２燃料電池１０４から排出される燃料ガス（第３燃料ガスＧｆ３）は、燃料ガス排出ライン１１２を介して排出される。燃料ガス排出ライン１１２上には、燃料ガスを燃焼するための燃焼器１１４と、燃焼器１１４によって生成された燃焼ガスによって駆動可能なタービン１１６が設置されている。燃焼器１１４は触媒燃焼器であってもよい。タービン１１６は、後述するように酸化剤ガス供給ライン１１８上に設けられたコンプレッサ１２０に連結されており、コンプレッサ１２０とともにターボチャージャ１２２を構成する。
第２燃料ガス供給ライン１１０上には水分回収器１１３が設置されてもよい。水分回収器１１３は、第１燃料電池１０２から排出される燃料ガス（第２燃料ガスＧｆ２）に含まれる水分を回収するための装置であって、例えば、第２燃料ガス供給ライン１１０上の燃料ガス（第２燃料ガスＧｆ２）を、外部冷却媒体と熱交換することにより、燃料ガス（第２燃料ガスＧｆ２）に含まれる水分を凝縮して回収可能な凝縮器として構成される。これにより、第２燃料電池１０４に供給される燃料ガス（第２燃料ガスＧｆ２）に含まれる水分を減少させることで、第２燃料電池１０４に供給される燃料ガスの発熱量を向上し、第２燃料電池１０４の発電出力を向上できる。
また第２燃料ガス供給ライン１１０のうち水分回収器１１３より下流側には、再循環ライン１２４が分岐される。再循環ライン１２４上にはブロワ１２５が設置されており、ブロワ１２５を駆動することにより、第２燃料ガス供給ライン１１０を流れる燃料ガス（第２燃料ガスＧｆ２）の一部が、第１燃料電池１０２の入り口側に再循環されるように構成される。再循環ライン１２４上には、第１再生熱交換器１２６が設置されており、再循環ライン１２４を通過する燃料ガスが、第２燃料ガス供給ライン１１０と通過する燃料ガスと熱交換することにより昇温可能に構成されている。
また燃料ガス排出ライン１１２のうち燃焼器１１４より上流側には、第２再生熱交換器１２８が設置される。第２再生熱交換器１２８は、第２燃料電池１０４から排出される燃料ガス（第３燃料ガスＧｆ３）を、第２燃料ガス供給ライン１１０を流れる燃料ガス（第２燃料ガスＧｆ２）と熱交換することにより昇温可能に構成される。これにより、燃焼器１１４に供給される燃料ガスの温度を上昇させ、燃焼器１１４の燃焼温度を高めることができる。
酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給源１３０から酸化剤ガス供給ライン１１８を介して第１燃料電池１０２及び第２燃料電池１０４に供給される。酸化剤ガス供給ライン１１８上には酸化剤ガスを圧縮供給するためのコンプレッサ１２０が配置されており、前述のタービン１１６とともにターボチャージャ１２２を構成する。
酸化剤ガス供給ライン１１８は、コンプレッサ１２０より下流側において第１酸化剤ガス供給ライン１３２及び第２酸化剤ガス供給ライン１３４に分岐される。第１酸化剤ガス供給ライン１３２は第１燃料電池１０２に接続されて酸化剤ガス（第１酸化剤ガスＧｏ１）を供給しており、第２酸化剤ガス供給ライン１３４は第２燃料電池１０４に接続されて酸化剤ガス（第２酸化剤ガスＧｏ２）を供給する。これにより、第１燃料電池１０２及び第２燃料電池１０４は、酸化剤ガス供給源１３０に対して並列に接続される。
第１酸化剤ガス供給ライン１３２又は第２酸化剤ガス供給ライン１３４の少なくとも一方には、第２燃料電池１０４に対する酸化剤ガスの供給量を調整するための調整バルブ１４０が設けられる。図１１の例では、第２燃料電池１０４に接続される第２酸化剤ガス供給ライン１３４上に調整バルブ１４０が設けられており、調整バルブ１４０の開度を調整することにより、第２燃料電池１０４に対する酸化剤ガス（第２酸化剤ガスＧｏ２）の供給量を調整可能に構成される。
本開示の電気回路システム１における電路１０は、燃料電池群１０である場合について詳述したが、電路１０は蓄電池であってもよい。また、電路１０は、電解装置であってもよい。これらの場合も、電路１０が燃料電池群１０である場合と同様に扱うことができる。
〈付記〉
以上説明した実施形態に記載の（発明の名称）は、例えば以下のように把握される。
本開示の第１態様に係る電気回路システムは、複数の電位差発生部（１１）が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路（１０）と、各前記電路の中間電位部（１３）とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路（４０）と、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出する制御装置（５０）と、を備え、前記制御装置は、複数の前記電路の中間電位部の電位差を取得する電位差取得部（５１）と、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定部（５２）と、を備える。
各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出する制御装置と、を備え、前記制御装置は、複数の前記電路の中間電位部の電位差を取得する電位差取得部と、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、を備えることから、電路の運転状態に応じて適切に地絡を検出することができ、電気回路の安全性を向上し、設備保護が可能となる。また、地絡の誤検出を抑止することができる。
本開示の第２態様に係る電気回路システムは、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出する制御装置と、を備え、前記制御装置は、複数の前記電路の中間電位部の電位差を取得する電位差取得部と、前記電位差取得部によって取得された前記電位差を所定の電位差の範囲以内とするように、複数の前記電路に流れる電流を制御する電流制御部（５４）と、を備える。
複数の前記電路の中間電位部の電位差を取得する電位差取得部と、前記電位差取得部によって取得された前記電位差を所定の電位差の範囲以内とするように、複数の前記電路に流れる電流を制御する電流制御部と、を備えることから、地絡検出回路に電流が流れることがなく、地絡の誤検出を抑止することができる。また、適切に地絡を検出して電気回路の安全性を向上し、設備を保護することができる。
本開示の第３態様に係る電気回路システムは、前記第１態様または前記第２態様において複数の前記電路の各前記中間電位部の電位差を計測する中間点電圧センサ（６０）を備え、前記電位差取得部は、前記中間点電圧センサから前記電位差を取得してもよい。
複数の前記電路の各前記中間電位部の電位差を計測する中間点電圧センサを備え、前記電位差取得部は、前記中間点電圧センサから前記電位差を取得することから、適切に検出された電位差に基づき地絡の検出を判定することができる。また、地絡の誤検出を抑止することができ、電気回路の安全性を向上し、設備保護が可能となる。
本開示の第４態様に係る電気回路システムは、前記第１態様または前記第２態様において前記電位差取得部は、複数の前記電路の前記コモン電極とは逆の極側における電圧に基づき各前記中間電位部の前記電位を推定することにより、前記電位差を取得してもよい。
前記電位差取得部は、複数の前記電路の前記コモン電極とは逆の極側における電圧に基づき各前記中間電位部の前記電位を推定することにより、前記電位差を取得することから、各電路の電圧から適切に電位差を検出し、その電位差に基づき地絡の検出を判定することができる。また、地絡の誤検出を抑止することができ、電気回路の安全性を向上し、設備保護が可能となる。
本開示の第５態様に係る電気回路システムは、前記第１態様または前記第２態様において各前記電路に流れる電流を検出する電流センサ（８０）を備え、前記電位差取得部は、前記電流センサから取得した電流値を用いて、前記電位差を取得してもよい。
各前記電路に流れる電流を検出する電流センサを備え、前記電位差取得部は、前記電流センサから取得した電流値を用いて、前記電位差を取得することから、各電路の電流値から適切に電位差を検出し、その電位差に基づき地絡の検出を判定することができる。また、地絡の誤検出を抑止することができ、電気回路の安全性を向上し、設備保護が可能となる。
本開示の第６態様に係る電気回路システムは、前記第１態様から前記第５態様のいずれかにおいて各前記電路の他方の極が、電圧変換器を介して接続されてもよい。
本開示の第７態様に係る電気回路システムは、前記第１態様から前記第６態様のいずれかにおいて前記地絡検出回路は、抵抗と、該抵抗の両端の電圧を計測する電圧センサを備え、前記制御装置は、前記電圧センサが計測した前記電圧が前記閾値設定部によって設定された閾値を超えた場合に、地絡と判定する判定部（５３）を備えてもよい。
前記地絡検出回路は、抵抗と、該抵抗の両端の電圧を計測する電圧センサを備え、前記制御装置は、前記電圧センサが計測した前記電圧が前記閾値設定部によって設定された閾値を超えた場合に、地絡と判定することから、地絡を適切に判定することができ、地絡の誤検出を抑止可能である。
本開示の第８態様に係る電気回路システムは、前記第１態様から前記第７態様のいずれかにおいて、前記閾値は、前記電位差取得部が取得した電位差に所定値を加えた値であってもよい。
閾値は、電位差取得部が取得した電位差に所定値を加えた値とすることにより、地絡の判定に裕度を持たせることができ、地絡の誤検知を抑止可能である。
本開示の第９態様に係る電気回路システムは、前記第１態様から前記第８態様のいずれかにおいて、前記電路は、発電装置であってもよい。
本開示の第１０態様に係る電気回路システムは、前記第９態様において、前記発電装置は、燃料電池（ＳＯＦＣ）であってもよい。
本開示の第１１態様に係る電気回路システムは、前記第１態様から前記第８態様のいずれかにおいて、前記電路は、蓄電池であってもよい。
本開示の第１２に係る電気回路システムは、前記第１態様から前記第８態様のいずれかにおいて、前記電路は、電解装置であってもよい。
本開示の第１３態様に係る電気回路システムの制御装置は、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、を備える電気回路システムの制御装置であって、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、複数の前記電路の中間電位部の電位差を取得する電位差取得部と、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、を備える。
本開示の第１４態様に係る電気回路システムの制御方法は、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、制御装置と、を備える電気回路システムの制御方法であって、前記制御装置は、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、複数の前記電路の中間電位部の電位差を取得する電位差取得工程と、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定工程と、を備える。
本開示の第１５態様に係る電気回路システムの制御プログラムは、複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、制御装置と、を備える電気回路システムの制御プログラムであって、前記制御装置は、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、複数の前記電路の中間電位部の電位差を取得する電位差取得ステップと、前記電位差取得部によって取得された電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定ステップと、を備え、前記制御装置により実行される。
１ 電気回路システム
１０ 燃料電池群（電路）
１１ 燃料電池（電位差発生部）
１３ 中間点
２０ ＤＣＤＣコンバータ（電圧変換器）
３０ インバータ
４０ 地絡検出回路
４１ 電圧センサ
４２ 抵抗
４３ 遮断器
５０ 制御装置
５１ 電位差取得部
５２ 閾値設定部
５３ 判定部
５４ 電流制御部
６０ 中間点電圧センサ
７０ ＤＣＤＣコンバータ電圧センサ
８０ 電流センサ
１００ 燃料電池発電システム
１０２ 第１燃料電池
１０４ 第２燃料電池
１０６ 燃料ガス供給源
１０８ 第１燃料ガス供給ライン
１１０ 第２燃料ガス供給ライン
１１２ 燃料ガス排出ライン
１１３ 水分回収器
１１４ 燃焼器
１１６ タービン
１１８ 酸化剤ガス供給ライン
１２０ コンプレッサ
１２２ ターボチャージャ
１２４ 再循環ライン
１２５ ブロワ
１２６ 第１再生熱交換器
１２８ 第２再生熱交換器
１３０ 酸化剤ガス供給源
１３２ 第１酸化剤ガス供給ライン
１３４ 第２酸化剤ガス供給ライン
１４０ 調整バルブ
１５０ 電力系統
１５２ インバータ
１５４ 第１温度センサ
１６４ 第２温度センサ
１１００ ＣＰＵ
１２００ 二次記憶装置
１３００ 主記憶装置
１４００ ハードディスクドライブ
１５００ 通信部
１８００ バス

Claims (15)

  1. 複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、
    各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、
    各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出する制御装置と、
    前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、を備え、
    前記制御装置は、
    前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の前記中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得部と、
    前記電位差取得部によって取得された前記電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、
    を備える電気回路システム。
  2. 複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、
    各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、
    各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出する制御装置と、
    前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、を備え、
    前記制御装置は、
    前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の前記中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得部と、
    前記電位差取得部によって取得された前記電位差を所定の電位差の範囲以内とするように、複数の前記電路に流れる電流を制御する電流制御部と、
    を備える電気回路システム。
  3. 複数の前記電路の各前記中間電位部の前記電位差を計測する中間点電圧センサを備え、
    前記電位差取得部は、前記中間点電圧センサから前記電位差を取得する請求項１に記載の電気回路システム。
  4. 前記電位差取得部は、複数の前記電路の前記コモン電極とは逆の極側における電圧に基づき各前記中間電位部の電位を推定することにより、前記電位差を取得する請求項１に記載の電気回路システム。
  5. 各前記電路に流れる電流を検出する電流センサを備え、
    前記電位差取得部は、前記電流センサから取得した電流値を用いて、前記電位差を取得する請求項１に記載の電気回路システム。
  6. 各前記電路の他方の極が、電圧変換器を介して接続される請求項１または請求項２に記載の電気回路システム。
  7. 前記地絡検出回路は、抵抗と、該抵抗の両端の電圧を計測する電圧センサを備え、
    前記制御装置は、前記電圧センサが計測した前記電圧が前記閾値設定部によって設定された前記閾値を超えた場合に、地絡と判定する判定部を備える請求項１または請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の電気回路システム。
  8. 前記閾値は、前記電位差取得部が取得した前記電位差に所定値を加えた値である請求項７に記載の電気回路システム。
  9. 前記電路は、発電装置である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電気回路システム。
  10. 前記発電装置は、燃料電池（ＳＯＦＣ）である請求項９に記載の電気回路システム。
  11. 前記電路は、蓄電池である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電気回路システム。
  12. 前記電路は、電解装置である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電気回路システム。
  13. 複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、
    各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、
    前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、を備える電気回路システムの制御装置であって、
    各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、
    前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の前記中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得部と、
    前記電位差取得部によって取得された前記電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定部と、
    を備える電気回路システムの制御装置。
  14. 複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、
    各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、
    制御装置と、
    前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、
    を備える電気回路システムの制御方法であって、
    前記制御装置は、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、
    前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の前記中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得工程と、
    前記電位差取得工程によって取得された前記電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定工程と、
    を備える電気回路システムの制御方法。
  15. 複数の電位差発生部が直列に接続されるとともに、一方の極がコモン電極とされた複数の電路と、
    各前記電路の中間電位部とアースとの間に設けられるとともに、各前記電路の地絡の検出に用いられる地絡検出回路と、
    制御装置と、
    前記中間電位部の電位差に関する情報を取得するセンサと、
    を備える電気回路システムの制御プログラムであって、
    前記制御装置は、各前記地絡検出回路によって計測された計測値と、地絡と判定するための閾値との比較において、各前記電路の地絡を検出し、
    前記センサが取得した前記中間電位部の前記電位差に関する情報に基づき複数の前記電路の前記中間電位部の前記電位差を取得する電位差取得ステップと、
    前記電位差取得ステップによって取得された前記電位差に基づいて前記閾値を設定する閾値設定ステップと、
    を備え、前記制御装置により実行される電気回路システムの制御プログラム。
JP2022056126A 2022-03-30 2022-03-30 電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラム Active JP7196347B1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022056126A JP7196347B1 (ja) 2022-03-30 2022-03-30 電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラム
PCT/JP2023/004784 WO2023188877A1 (ja) 2022-03-30 2023-02-13 電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラム
TW112105765A TW202343863A (zh) 2022-03-30 2023-02-17 電路系統、電路系統的控制裝置、電路系統的控制方法及電路系統的控制程式

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022056126A JP7196347B1 (ja) 2022-03-30 2022-03-30 電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7196347B1 true JP7196347B1 (ja) 2022-12-26
JP2023148221A JP2023148221A (ja) 2023-10-13

Family

ID=84600872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022056126A Active JP7196347B1 (ja) 2022-03-30 2022-03-30 電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラム

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7196347B1 (ja)
TW (1) TW202343863A (ja)
WO (1) WO2023188877A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005348483A (ja) 2004-06-01 2005-12-15 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池車用地絡検知装置
JP2006100005A (ja) 2004-09-28 2006-04-13 Toyota Motor Corp 燃料電池の漏電検出装置
JP2008293674A (ja) 2007-05-22 2008-12-04 Toyota Motor Corp 漏電検出器
JP2011209247A (ja) 2010-03-31 2011-10-20 Honda Motor Co Ltd 地絡検出装置および報知装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005348483A (ja) 2004-06-01 2005-12-15 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池車用地絡検知装置
JP2006100005A (ja) 2004-09-28 2006-04-13 Toyota Motor Corp 燃料電池の漏電検出装置
JP2008293674A (ja) 2007-05-22 2008-12-04 Toyota Motor Corp 漏電検出器
JP2011209247A (ja) 2010-03-31 2011-10-20 Honda Motor Co Ltd 地絡検出装置および報知装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023188877A1 (ja) 2023-10-05
JP2023148221A (ja) 2023-10-13
TW202343863A (zh) 2023-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3557269B1 (en) Online detection method for internal short-circuit of battery
WO2013018795A1 (ja) 地絡検出装置、地絡検出方法、太陽光発電システム、及び地絡検出プログラム
JP2023551346A (ja) 燃料電池電気車両スタックの制御方法およびシステム
JP2010027580A (ja) 燃料電池システム
JP5643194B2 (ja) 燃料電池システム及び燃料電池の電力の供給を安定化するための方法
CN104820159A (zh) 一种柔性直流输电系统直流双极短路故障辨识方法
US20120064424A1 (en) Low cost method and signal processing algorithm to rapidly detect abnormal operation of an individual fuel cell in a plurality of series connected fuel cells
CN104820157A (zh) 一种柔性直流输电系统直流单极接地故障判断方法
CN108155663B (zh) 控制配电微电网的方法
WO2013088859A1 (ja) 電池接続制御装置
JP7196347B1 (ja) 電気回路システム、電気回路システムの制御装置、電気回路システムの制御方法、及び電気回路システムの制御プログラム
CN111983377A (zh) 高压直流输电线路故障判定方法和装置
US20150120221A1 (en) Method and system for detecting islanding effect in power electrical network topology
US8372553B2 (en) Fuel cell voltage unit for detecting a failed plate connection
US10971747B2 (en) Fuel cell system and fuel cell control program
KR102221208B1 (ko) 연료전지 셀 평균 전력 측정 장치 및 방법
JP7379832B2 (ja) 燃料電池システム
CN102332697B (zh) 测量飞行器配电系统中的瞬态电气活动
JP2007115490A (ja) 燃料電池システム
JP2023534981A (ja) 電池状態検出装置及び電池保護装置
JP2010118151A (ja) 燃料電池システムおよびその制御方法
JP2015097444A (ja) 電圧制御装置、電圧制御方法、及び電圧制御システム
JPH073791B2 (ja) 燃料電池発電システム
JP5435264B2 (ja) 燃料電池システム、燃料電池システムの通電処理方法、燃料電池の初期性能改善用電流値探出方法及び燃料電池
KR102142447B1 (ko) 연료전지 셀 전압 측정 제어 방법 및 이를 실행하는 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220722

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220830

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221028

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7196347

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150