JPH01298649A - 燃料電池の放電制御回路 - Google Patents
燃料電池の放電制御回路Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃料電池発電装置の制御電源が喪失した緊急
停止時に、燃料電池本体の残エネルギーを電気エネルギ
ーとして放電抵抗に放電消費させる放電制御回路に関す
る。
停止時に、燃料電池本体の残エネルギーを電気エネルギ
ーとして放電抵抗に放電消費させる放電制御回路に関す
る。
燃料電池発電装置の運転を停止する場合には、燃料電池
本体の高温、高電位によるセル特性の劣化を防ぐために
、運転停止時点で電池本体内部に残存している燃料の保
有エネルギーを速やかに除去してセル電位を下げること
が必要であり、かつこの残エネルギーの除去方法として
、運転停止と同時に燃料電池の出力端子間に放電抵抗を
投入接続し、残エネルギーを電気エネルギーとして放電
抵抗へ放電させて消費する方式が従来より実施されてい
る。
本体の高温、高電位によるセル特性の劣化を防ぐために
、運転停止時点で電池本体内部に残存している燃料の保
有エネルギーを速やかに除去してセル電位を下げること
が必要であり、かつこの残エネルギーの除去方法として
、運転停止と同時に燃料電池の出力端子間に放電抵抗を
投入接続し、残エネルギーを電気エネルギーとして放電
抵抗へ放電させて消費する方式が従来より実施されてい
る。
次に従来における燃料電池の放電制御回路を第２図によ
り説明すると、図において１は多数個の単セルを積層し
てセルスタックを構成した燃料電池本体、ｌａ、 ｌｂ
はその出力端子であり、該出力端子に図示されてないイ
ンバータを介してＪＬ［へｔ：ｖ給電を行っている。一
方、出力端子１ａ、 ｌｂＯ間には放電抵抗２．および
該放電抵抗２と直列に放電制御リレー３のａ接点３ａが
接続されており、かつ放電制ｍ リレー３は放電制御器
４を介して燃料電池発電装置の制御電源５に接続されて
いる。
り説明すると、図において１は多数個の単セルを積層し
てセルスタックを構成した燃料電池本体、ｌａ、 ｌｂ
はその出力端子であり、該出力端子に図示されてないイ
ンバータを介してＪＬ［へｔ：ｖ給電を行っている。一
方、出力端子１ａ、 ｌｂＯ間には放電抵抗２．および
該放電抵抗２と直列に放電制御リレー３のａ接点３ａが
接続されており、かつ放電制ｍ リレー３は放電制御器
４を介して燃料電池発電装置の制御電源５に接続されて
いる。
かかる構成で燃料電池の停止の際には、負荷を遮断し、
かつ燃料電池本体１への反応ガス供給を停止すると同時
に放電制御器４に指令を与えてその接点を閉じる。した
がって放電制御リレー３が作動してそのリレー接点３ａ
が閉じ、放電抵抗２が燃料電池本体１の出力端子間に投
入接続される。
かつ燃料電池本体１への反応ガス供給を停止すると同時
に放電制御器４に指令を与えてその接点を閉じる。した
がって放電制御リレー３が作動してそのリレー接点３ａ
が閉じ、放電抵抗２が燃料電池本体１の出力端子間に投
入接続される。
これにより燃料電池本体の残エネルギーは電気エネルギ
ーとして放電抵抗２を通じて放電、消費される。なお、
放電抵抗２の抵抗値、投入時間等は燃料電池が過放電と
なることのないように適宜に選定される。
ーとして放電抵抗２を通じて放電、消費される。なお、
放電抵抗２の抵抗値、投入時間等は燃料電池が過放電と
なることのないように適宜に選定される。
（発明が解決しようとする課題）
ところで上記した従来の放電制御回路では、停電、ｉｉ
圧圧下下等電源トラブルでｆｆ＋ＩＪｍｔ［５が不測に
喪失した緊急停止時の事態では放電制御リレー３が動作
せず、放電抵抗２の投入、切り離し制御が不能となって
燃料電池の残エネルギーの速やかな除去が遂行できない
。
圧圧下下等電源トラブルでｆｆ＋ＩＪｍｔ［５が不測に
喪失した緊急停止時の事態では放電制御リレー３が動作
せず、放電抵抗２の投入、切り離し制御が不能となって
燃料電池の残エネルギーの速やかな除去が遂行できない
。
なお、この対策として制Ｓ電源４とは別に緊急事態に備
えて補助バッテリーを装備して置き、制御−電源が喪失
した場合には補助バッテリーを用いて放電制御を遂行さ
せる方式も知られているが、補助バッテリーを装備して
常時充電状態に保持することは発電装置の設備費が増す
のみならず、バッテリーの充電回路を含めてシステムが
複雑化する。
えて補助バッテリーを装備して置き、制御−電源が喪失
した場合には補助バッテリーを用いて放電制御を遂行さ
せる方式も知られているが、補助バッテリーを装備して
常時充電状態に保持することは発電装置の設備費が増す
のみならず、バッテリーの充電回路を含めてシステムが
複雑化する。
本発明は上記の点にかんがみ成されたものであり、補助
バッテリーを用いることなく制御電源喪失による’Ｉ急
停止時に、支障なく放電抵抗を燃料電池の出力端子間に
投入接続して電池本体の残エネルギーを電気エネルギー
として速やかに放電消費させるともに、燃料電池の過放
電も防止して燃料電池を保護できるようにした燃料電池
の放電制御回路を提供することを目的とする。
バッテリーを用いることなく制御電源喪失による’Ｉ急
停止時に、支障なく放電抵抗を燃料電池の出力端子間に
投入接続して電池本体の残エネルギーを電気エネルギー
として速やかに放電消費させるともに、燃料電池の過放
電も防止して燃料電池を保護できるようにした燃料電池
の放電制御回路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、本発明の放電制御回路にお
いては、燃料電池の出力端子間に接続した放電抵抗と直
列に同じく燃料電池の出力端子間に接続した放電制御リ
レーの接点を接続するとともに、該放電制御リレーと直
列に制御電源喪失検出リレーの接点を接続し、制御電源
喪失の緊急停止時に放電制御リレー回路を閉じ、この状
態で燃料電池の残電気エネルギーにより放電制御リレー
を作動させて放電抵抗を燃料電池の出力端子間に投入接
続するようにしたものである。
いては、燃料電池の出力端子間に接続した放電抵抗と直
列に同じく燃料電池の出力端子間に接続した放電制御リ
レーの接点を接続するとともに、該放電制御リレーと直
列に制御電源喪失検出リレーの接点を接続し、制御電源
喪失の緊急停止時に放電制御リレー回路を閉じ、この状
態で燃料電池の残電気エネルギーにより放電制御リレー
を作動させて放電抵抗を燃料電池の出力端子間に投入接
続するようにしたものである。
上記の構成により、燃料電池発電装置が制御電源の不測
な喪失により緊急停止した場合には、前記制御電源喪失
検出リレーがオフ動作し、そのリレー接点（ｂ接点）を
オンにして放電制御リレーの回路を閉じる。したがって
この状態で燃料電池本体の端子電圧が残エネルギーによ
り高電位であれば、放電制御リレーがオン動作して放電
抵抗の回路を閉じ、放電抵抗が燃料電池の出力端子間に
投入接続される。これにより燃料電池本体の残エネルギ
ーが電気エネルギーとして放電抵抗に放電。
な喪失により緊急停止した場合には、前記制御電源喪失
検出リレーがオフ動作し、そのリレー接点（ｂ接点）を
オンにして放電制御リレーの回路を閉じる。したがって
この状態で燃料電池本体の端子電圧が残エネルギーによ
り高電位であれば、放電制御リレーがオン動作して放電
抵抗の回路を閉じ、放電抵抗が燃料電池の出力端子間に
投入接続される。これにより燃料電池本体の残エネルギ
ーが電気エネルギーとして放電抵抗に放電。
消費されるようになる。また放電に伴って残エネルギー
が少なくなり、燃料電池本体の電圧が降下して放電制御
リレーの保持電圧以下になれば、自動的に放電制御リレ
ーがオフ動作して放電抵抗が出力端子より切り離され、
燃料電池の過放電を防ぐようにこの時点で放電動作が終
了する。なお制御電源が健全な定常運転状態では、前記
放電制御リレーの回路に介挿した制御電源喪失検出リレ
ーのリレー接点がオフに保持されるので不要に放電抵抗
が投入接続されることはない。
が少なくなり、燃料電池本体の電圧が降下して放電制御
リレーの保持電圧以下になれば、自動的に放電制御リレ
ーがオフ動作して放電抵抗が出力端子より切り離され、
燃料電池の過放電を防ぐようにこの時点で放電動作が終
了する。なお制御電源が健全な定常運転状態では、前記
放電制御リレーの回路に介挿した制御電源喪失検出リレ
ーのリレー接点がオフに保持されるので不要に放電抵抗
が投入接続されることはない。
なお、上記の放電制御回路を従来の放電制御回路と組合
せて構成することにより、制御電源が健全である通常の
運転停止時は勿論のこと制ｗｊｔｆ源喪失による緊急停
止時にも支障なく燃料電池本体の残エネルギーを放電抵
抗に放電消費させて燃料電池を保護できる。
せて構成することにより、制御電源が健全である通常の
運転停止時は勿論のこと制ｗｊｔｆ源喪失による緊急停
止時にも支障なく燃料電池本体の残エネルギーを放電抵
抗に放電消費させて燃料電池を保護できる。
第１図は第２図で述べた従来の放電制御回路と組合せて
構成した本発明の実施例による放電制御回路図を示すも
のであり、第２図に対応する同一部品には同じ符号が付
しである。
構成した本発明の実施例による放電制御回路図を示すも
のであり、第２図に対応する同一部品には同じ符号が付
しである。
すなわち本発明により、まず燃料電池ｌの出力端子１ａ
と１ｂとの間には緊急停止時用の放電制御リレー６が接
続され、かつ該リレー６のａ接点６ａが放電抵抗２の回
路に介挿接続した通常停止用の放電制御リレー３のリレ
ー接点３ａと並列に接続されている。さらに制？３１電
源５側には通常停止用の放電制御リレー３の他に制御電
−ａ￥！！失検出リレー７が接続され、かつ該リレー７
のｂ接点７ｂが調整抵抗８とともに前記した放電制御リ
レー６と直列に接続されている。
と１ｂとの間には緊急停止時用の放電制御リレー６が接
続され、かつ該リレー６のａ接点６ａが放電抵抗２の回
路に介挿接続した通常停止用の放電制御リレー３のリレ
ー接点３ａと並列に接続されている。さらに制？３１電
源５側には通常停止用の放電制御リレー３の他に制御電
−ａ￥！！失検出リレー７が接続され、かつ該リレー７
のｂ接点７ｂが調整抵抗８とともに前記した放電制御リ
レー６と直列に接続されている。
かかる構成で、制御電源５が健全な通常運転での停止時
には第２図で述べたように放電制御器４゜放電制御リレ
ー３の動作によりリレー接点３ａが閉じて放電抵抗２が
燃料電池本体１の出力端子間に投入接続され、これによ
り燃料電池本体の残電気エネルギーが放電抵抗２を通じ
て放電消費される。
には第２図で述べたように放電制御器４゜放電制御リレ
ー３の動作によりリレー接点３ａが閉じて放電抵抗２が
燃料電池本体１の出力端子間に投入接続され、これによ
り燃料電池本体の残電気エネルギーが放電抵抗２を通じ
て放電消費される。
一方、制御電源５が不測なｔ源トラブルで喪失した緊急
停止の事態になると、まず制御電源の喪失を検出した制
御電源喪失検出リレー７がオフ動作してそのリレー接点
７ｂが閉じ、これにより放電制御リレー６が前記リレー
接点７ｂ、 ＩＮＮ低抵抗８介して燃料電池本体１の出
力端子間に投入接続さる。ここで燃料電池本体１の残エ
ネルギーが多くその出力端子間電圧が高電位の状態にあ
れば、調整抵抗８を通じて放電制御リレー６に電流が流
れてリレー６がオン動作し、そのリレー接点６ａを閉じ
る。したがって放電抵抗２はリレー接点６Ｂを介して燃
料電池本体１の出力端子間に投入接続され、燃料電池本
体の残エネルギーが電気エネルギーとして放電抵抗２を
通じて放電消費されるようになる。またこの放電に伴っ
て燃料電池本体１の電位が降下し、放電制御リレー６に
流れる電流が保持電流以下になると、放電制御リレー６
はオフ動作して放電抵抗２を回路から切り離し、この時
点で放電動作で終了する。なお、調整抵抗８の抵抗値を
あらかじめ適正に調整しておくことにより、前記放電動
作を燃料電池本体が過放電となる以前の段階で終了させ
ることができる。
停止の事態になると、まず制御電源の喪失を検出した制
御電源喪失検出リレー７がオフ動作してそのリレー接点
７ｂが閉じ、これにより放電制御リレー６が前記リレー
接点７ｂ、 ＩＮＮ低抵抗８介して燃料電池本体１の出
力端子間に投入接続さる。ここで燃料電池本体１の残エ
ネルギーが多くその出力端子間電圧が高電位の状態にあ
れば、調整抵抗８を通じて放電制御リレー６に電流が流
れてリレー６がオン動作し、そのリレー接点６ａを閉じ
る。したがって放電抵抗２はリレー接点６Ｂを介して燃
料電池本体１の出力端子間に投入接続され、燃料電池本
体の残エネルギーが電気エネルギーとして放電抵抗２を
通じて放電消費されるようになる。またこの放電に伴っ
て燃料電池本体１の電位が降下し、放電制御リレー６に
流れる電流が保持電流以下になると、放電制御リレー６
はオフ動作して放電抵抗２を回路から切り離し、この時
点で放電動作で終了する。なお、調整抵抗８の抵抗値を
あらかじめ適正に調整しておくことにより、前記放電動
作を燃料電池本体が過放電となる以前の段階で終了させ
ることができる。
本発明の放電制御回路は、以上説明したように構成され
ているので、次記の効果を奏する。
ているので、次記の効果を奏する。
すなわち、制ｉｔ源喪失の緊急停止時の際に、燃料電池
本体の残エネルギーを活用して放電抵抗を出力端子間に
投入接続させるよう放電制御回路を構成したことにより
、従来の放電制御回路では不能であった放電制御を補助
バッテリーを用いることなく遂行して燃料電池放電の残
エネルギーを電気エネルギーとして放電消費させ、燃料
電池を高電位状態から速やかに低電位状態に移すことが
できる。しかも放電動作により燃料電池の電位が低レベ
ル値に降下すれば、自動的に放電動作が終了するので燃
料電池が過放電に移行するのを防止でき、これにより高
温、高電位によるセル特性の劣化防止、並びに過放電に
起因したセル電位逆転による特性劣化も防止できる。
本体の残エネルギーを活用して放電抵抗を出力端子間に
投入接続させるよう放電制御回路を構成したことにより
、従来の放電制御回路では不能であった放電制御を補助
バッテリーを用いることなく遂行して燃料電池放電の残
エネルギーを電気エネルギーとして放電消費させ、燃料
電池を高電位状態から速やかに低電位状態に移すことが
できる。しかも放電動作により燃料電池の電位が低レベ
ル値に降下すれば、自動的に放電動作が終了するので燃
料電池が過放電に移行するのを防止でき、これにより高
温、高電位によるセル特性の劣化防止、並びに過放電に
起因したセル電位逆転による特性劣化も防止できる。
第１図は本発明実施例の放電制御回路図、第２図は従来
における燃料電池の放電制御回路である。 各図において、 １：燃料電池本体、１ａ＋１ｂ：出力端子、２：放電抵
抗、５：制御を源、６：緊急停止時用の放電制御リレー
、６ａ：リレー接点、７：制御電源喪失検出リレー、７
ａ：リレー接点。
における燃料電池の放電制御回路である。 各図において、 １：燃料電池本体、１ａ＋１ｂ：出力端子、２：放電抵
抗、５：制御を源、６：緊急停止時用の放電制御リレー
、６ａ：リレー接点、７：制御電源喪失検出リレー、７
ａ：リレー接点。
Claims (1)
- １）制御電源喪失の緊急停止時に燃料電池の出力端子間
に放電抵抗を投入接続して燃料電池の残電気エネルギー
を放電させる放電制御回路であって、燃料電池の出力端
子間に接続した放電抵抗と直列に同じく燃料電池の出力
端子間に接続した放電制御リレーの接点を接続するとと
もに、該放電制御リレーと直列に制御電源喪失検出リレ
ーの接点を接続し、制御電源喪失の緊急停止時に放電制
御リレー回路を閉じ、かつこの状態で燃料電池の残電気
エネルギーにより放電制御リレーを作動させて放電抵抗
を燃料電池の出力端子間に投入接続するようにしたこと
を特徴とする燃料電池の放電制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129869A JPH07107859B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 燃料電池の放電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129869A JPH07107859B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 燃料電池の放電制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298649A true JPH01298649A (ja) | 1989-12-01 |
| JPH07107859B2 JPH07107859B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=15020308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63129869A Expired - Lifetime JPH07107859B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 燃料電池の放電制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107859B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999044251A1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-02 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Fuel cell generator energy dissipator |
| JP2006066244A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池システム及び制御方法 |
| AT512622A1 (de) * | 2012-02-15 | 2013-09-15 | Fronius Int Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennstoffzelleneinheit |
| US8691457B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-04-08 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system and driving method thereof |
| JP2017147152A (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
-
1988
- 1988-05-27 JP JP63129869A patent/JPH07107859B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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