JPH02168572A - Controlling method and device for fuel battery - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃料電池発電装置における燃料電池の出力電
圧制御方法および装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for controlling the output voltage of a fuel cell in a fuel cell power generation device.
（従来の技術）
燃料電池の発生電圧は、燃料電池から負荷に電力を供給
しているときとそうではないときとでは電圧値の変動が
大きいという特徴がある。(Prior Art) A characteristic of the voltage generated by a fuel cell is that the voltage value varies greatly between when power is being supplied from the fuel cell to a load and when it is not.
また、燃料電池を高電圧（０，８Ｖ／セル以上）の状態
で放置した場合に燃料電池が劣化すること、燃料電池が
低電圧であるときに起こる燃料電池反転現象によって燃
料電池が劣化することが知られている。Additionally, if the fuel cell is left at a high voltage (0.8V/cell or higher), the fuel cell may deteriorate, and the fuel cell may deteriorate due to the fuel cell reversal phenomenon that occurs when the fuel cell is at low voltage. It has been known.
燃料電池発電装置においては、燃料電池が発生する直流
電力を直流／直流変換器または直流／交流変換器を介し
て直流または交流に変換し、負荷へ電力を供給している
。上述のように電圧変動が大きいので、変換装置の構成
要素であるパワー素子としては一般に耐電圧性の高いも
のが用いられている。In a fuel cell power generation device, DC power generated by a fuel cell is converted into DC or AC via a DC/DC converter or a DC/AC converter to supply power to a load. As described above, since voltage fluctuations are large, power elements that are components of conversion devices are generally used with high voltage resistance.
一方、燃料電池を高電圧の状態で放置することは、発電
装置が停止したとき（このとき変換装置も停止）、燃料
電池内に残留するガスによって電気化学反応が起こり、
無負荷の状態において高電圧が発生する。そこで、公知
のように放電回路を用いた方法によって速やかに残留ガ
スを消費している。On the other hand, leaving a fuel cell in a high voltage state means that when the power generation device stops (at this time the conversion device also stops), an electrochemical reaction will occur due to the gas remaining in the fuel cell.
High voltage is generated under no load condition. Therefore, the residual gas is quickly consumed by a known method using a discharge circuit.
放電回路によって残留ガスを消費する方法においては、
放電回路を制御するための制御電源を別系統から受電す
る方法か一般的である。ただし、移動式燃料電池発電装
置においては別系統から受電することは困難である。In the method of consuming residual gas by a discharge circuit,
A common method is to receive control power for controlling the discharge circuit from another system. However, in a mobile fuel cell power generation device, it is difficult to receive power from another system.
燃料電池（以後ＦＣ）発電装置の起動および停止の方法
は、第１１図に示す動作が一般的である。グラフ４０１
，４０２および４０３は、それぞれＦＣ電圧、 ＦＣ電
流およ・びＦＣガス導入量の経時変化を示す。燃料ガス
および酸素のようなＦＣガスがＦＣｌに導入されるまで
はＦＣ昇温期間（１，）である。ＦＣにガスが導入され
るとＦＣ電圧は急上昇する。ＰＣＩにガスが導入されて
からＰＣＩにおいて発電が行なわれ、給電が開始される
まではＦＣ開回路電圧チエツク期間（ｔ２）である。As a method for starting and stopping a fuel cell (hereinafter FC) power generation device, the operation shown in FIG. 11 is generally used. Graph 401
, 402 and 403 respectively indicate changes over time in the FC voltage, the FC current, and the amount of FC gas introduced. There is an FC heating period (1,) until FC gases such as fuel gas and oxygen are introduced into the FCl. When gas is introduced into the FC, the FC voltage increases rapidly. There is an FC open circuit voltage check period (t2) from when gas is introduced into the PCI to when power is generated in the PCI and until power supply is started.
給電が開始されてから安定した給電状態に移るまでは、
発電電力上昇期間（ｔ３）である。所定電力給電期間（
ｔ４）においてはＰＣＩから安定した電力が併給される
。ＦＣガスの導入が停止されることによってＦＣからの
給電が停止してからＦＣ電圧がほぼＯになるまでには所
定の時間（シ、）を要する。After power supply starts until stable power supply status is reached,
This is the generated power rising period (t3). Predetermined power supply period (
At t4), stable power is co-supplied from the PCI. A predetermined period of time is required for the FC voltage to reach approximately O after the power supply from the FC is stopped due to the stoppage of the introduction of the FC gas.
第１１図において符号Ａ、Ｃおよびｂで示す部分につい
ては第１４図および第１５図において後述する。Portions indicated by symbols A, C, and b in FIG. 11 will be described later in FIGS. 14 and 15.
この方法は、プラントの容量の大小にかかわりなく、燃
料電池発電装置の起動および停止方法として知られてい
る。起動方法は「富士時報ｖｏ１６１、Ｎｏ２．１９８
８．１５６ （４０）ベージＪに記載されている。ここ
で、燃料電池において発電した直流電力を変換して所定
の電力を併給する方法には以下のようなものがあげられ
る。This method is known as a method for starting and stopping fuel cell power generation equipment, regardless of the capacity of the plant. How to start is "Fuji Jiho vo161, No.2.198"
8.156 (40) Described in Page J. Here, the following methods can be cited as methods for converting DC power generated in a fuel cell and co-supplying a predetermined power.
第１２図はＰＣＩから出力される直流電力をインバータ
（ＩＮＶ） ２によって交流電力に変換し、交流負荷３
および他の系統４に供給する方法である。Figure 12 shows that the DC power output from the PCI is converted to AC power by an inverter (INV) 2, and the AC load 3
and the other system 4.
インバータ２から出力される交流電力はフィルタ（ＦＬ
）５．変圧器（ＴＲ）６を介し、出力スイッチ（ＳＷＡ
Ｃ） ７がオンのときに交流負荷３および他の系統４に
供給される。８は主回路スイッチ（ＳＷＭ）であり、Ｑ
は放電抵抗スイッチ（ＳＷＲ）であり、】０は放電抵抗
（ｌ′ｌＤ）である。The AC power output from inverter 2 is filtered (FL
)5. Through the transformer (TR) 6, the output switch (SWA
C) is supplied to the AC load 3 and other systems 4 when 7 is on. 8 is the main circuit switch (SWM), Q
is a discharge resistance switch (SWR), and ]0 is a discharge resistance (l'lD).
第１３図はＰＣＩから出力される直流電力を昇圧チョッ
パ１１によって直流／直流変換する方法を示す。第１３
図において第１２図と同様の個所には同の符号を付す。FIG. 13 shows a method of converting the DC power output from the PCI into DC/DC using the step-up chopper 11. 13th
In the figure, the same parts as in FIG. 12 are given the same reference numerals.
第１３図（八）はバックアップ用のバッテリ（Ｂ）１５
を用いて燃料電池発電装置のハイブリッド連転を行ない
、直流負荷３Ａに電力を供給する場合の装置構成を示す
。Figure 13 (8) is a backup battery (B) 15
The configuration of the device is shown in which hybrid continuous operation of the fuel cell power generation device is performed using the following, and power is supplied to a DC load 3A.
第１３図（Ｂ） はチョッパ１１で直流／直流変換され
た電力をインバータ２Ａで交流に変換し、フィルタ５Ａ
を介して交流負荷３に併給する場合の装置構成をンバす
。FIG. 13(B) shows that the power converted from DC/DC by the chopper 11 is converted to AC by the inverter 2A, and then the power is converted to AC by the inverter 2A.
The device configuration when supplying the AC load 3 together through the AC load 3 is described below.
第１４図は第１２図に対応する燃料電池特性な示す。こ
こで、曲線７０１は燃料電池電流Ｉｒと燃料電池電圧Ｖ
、との関係を示す。７０２はｌＯ峙負負荷抵抗線あり、
曲線７０１においてＦＣ定格電流値すをとるときの定格
点Ｎと原点とを結ぶ直線である。このときＦＣ電圧値は
Ｃである。FIG. 14 shows fuel cell characteristics corresponding to FIG. 12. Here, the curve 701 represents the fuel cell current Ir and the fuel cell voltage V.
, shows the relationship with . 702 has a negative load resistance line against lO,
This is a straight line connecting the rated point N and the origin when taking the FC rated current value S in the curve 701. At this time, the FC voltage value is C.
直線７０３は放電抵抗線であり、曲線７０１において、
ＦＣＩ、５ＷＲ９およびＲＤＩＯが閉回路を形成したと
きのＦＣ電流値をとるときの点Ｎ′ と原点とを結ぶ直
線である。直線７０４はＦＣ電流ｒｒが曲線７０１にお
いてａ′ という値をとるときの抵抗線である。このと
ぎのＦＣ電圧はａ′ という値をとる。The straight line 703 is a discharge resistance line, and in the curve 701,
This is a straight line connecting point N' and the origin when taking the FC current value when FCI, 5WR9 and RDIO form a closed circuit. A straight line 704 is a resistance line when the FC current rr takes the value a' in the curve 701. This next FC voltage takes the value a'.
第１１図に示したように、インバータ２は給電開始点か
ら動作を開始し、給電から停止までの期間（ｔ４）にお
いては、電流値すを流す能力を備えなければならない。As shown in FIG. 11, the inverter 2 starts operating from the power supply start point, and must have the ability to flow a current value S during the period (t4) from power supply to stop.
すなわち、インバータ２は、第１４図において原点、Ａ
、０およびｂで囲まれた容量を持つことが必要とされる
。That is, the inverter 2 is located at the origin, A in FIG.
, 0 and b.
第１５図は第１３図に対応する燃料電池特性を示す。第
１５図において第１４図と同様の個所には同一の符号を
付す。第１５図において、８０１．８０２，８０３およ
び８０４は第１４図の７０１，７０２，７０３および７
０４と同様の曲線あるいは直線を示す６曲線８０５はバ
ッテリ電流ｒａとバッテリ電圧Ｖａとの関係を示す。FIG. 15 shows fuel cell characteristics corresponding to FIG. 13. In FIG. 15, the same parts as in FIG. 14 are given the same reference numerals. In FIG. 15, 801, 802, 803 and 804 are 701, 702, 703 and 7 in FIG.
6 curve 805 showing a curve similar to 04 or a straight line shows the relationship between battery current ra and battery voltage Va.
第１１図に示したように、期間ｔ、においてＦＣ電圧が
徐々に上昇していく過程において、第１５ＣｉｌＱに示
すバッテリ電圧ＦよりもＦＣ電圧が高くなったところで
、昇圧チョッパ１１は停止しているにもかかわらず、Ｆ
ＣＩ→コイルＬ→ダイオードＤ→バッテリ１５あるいは
負荷３＾または３へ電流が流れる。チョッパ１１は本来
は第１１図に示した給電開始のときから動作を開始する
。チョッパ１１は第１５図において、原点、Ａ、０およ
びｂで囲まれた容量あるいは原点、Ｆ、０“およびｂで
囲まれた容量を備える必要がある。As shown in FIG. 11, in the process in which the FC voltage gradually increases during period t, the boost chopper 11 stops when the FC voltage becomes higher than the battery voltage F shown in No. 15CilQ. Despite this, F
Current flows from CI to coil L to diode D to battery 15 or load 3^ or 3. The chopper 11 originally starts operating from the time when power supply starts as shown in FIG. In FIG. 15, the chopper 11 needs to have a capacitance surrounded by the origin, A, 0 and b, or a capacitance surrounded by the origin, F, 0'' and b.
（発明が解決しようとする課題）
燃料電池の起動時において、第１１図に示した開回路電
圧チエツク期間（ｔ２）はＦＣ発生電圧が所定以上の値
になっていることをもってＦＣガス供給系の異状の有無
をチエツクする期間であり、この期間は無負荷の状態で
ＦＣガス供給系の異状の有無をチエツクする必要がある
。(Problem to be Solved by the Invention) When starting up the fuel cell, the open circuit voltage check period (t2) shown in FIG. This is a period for checking whether there is any abnormality, and during this period it is necessary to check whether there is any abnormality in the FC gas supply system in a no-load state.
ＦＣガス供給系に異状があれば発生電圧が低下し、負荷
に電力を供給するとＦＣの発生電圧が低下するのでＦＣ
の異状チエツクを正確に行なうことができなくなるとい
う問題点があった。If there is an abnormality in the FC gas supply system, the generated voltage will drop, and when power is supplied to the load, the FC generated voltage will drop, so the FC
There was a problem that it became impossible to accurately check for abnormalities.
第１１図に示したように、システムを停止するとＦＣガ
スも遮断されるが、ＦＣ内および配管内に残留するガス
によって電圧が発生するのでＦＣは開回路の容量の変換
装置を備えなければならないという問題点があった。As shown in Figure 11, when the system is stopped, the FC gas is also shut off, but the gas remaining in the FC and piping generates voltage, so the FC must be equipped with an open circuit capacity converter. There was a problem.
また、変換装置の構成要素であるパワー素子として耐電
圧性の高いものを用いているので、変換装置の大型化お
よび変換効率の低下を招くという問題点があった。Furthermore, since a power element having high voltage resistance is used as a component of the converter, there is a problem in that the converter becomes larger and the conversion efficiency decreases.
そこで、本発明の目的は上述の問題点を解決し、小型の
変換装置を用いることができるように制御を行なうこと
ができる燃料電池制御方法および装置を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell control method and device that can solve the above-mentioned problems and perform control such that a small-sized conversion device can be used.
このような目的を達成するために、本発明は、燃料電池
と、燃料電池からの直流出力電力を交流出力電力に変換
する変換装置とを有する燃料電池発電装置において、燃
料電池の起動時には、燃料電池と並列に抵抗器を挿入す
ることにより燃料電池の端子電圧を降下させてから変換
装置を作動さヒ、燃料電池からの出力電力が上昇してい
く過程においては、燃料電池の出力電流および端子電圧
の少くとも一方が所定の値に達したときに抵抗器の燃料
電池に対する接続を断路することを特徴とする。In order to achieve such an object, the present invention provides a fuel cell power generation device that includes a fuel cell and a conversion device that converts DC output power from the fuel cell into AC output power. By inserting a resistor in parallel with the battery, the terminal voltage of the fuel cell is lowered, and then the converter is activated. In the process of increasing the output power from the fuel cell, the output current of the fuel cell and the terminal voltage are lowered. It is characterized in that the connection of the resistor to the fuel cell is disconnected when at least one of the voltages reaches a predetermined value.
また、本発明は、燃料電池と、燃料電池からの直流出力
電力を交流出力電力に変換する変換装置とを有する燃料
電池発電装置において、燃料電池と並列に接続されたス
イッチング手段および抵抗器の直列回路と、燃料電池の
起動時には、抵抗器が燃料電池と並列に接続されるよう
にスイッチング手段を制御して、燃料電池の端子電圧を
降下させてから変換装置を作動させる第１制御手段と、
燃料電池からの出力電力が上昇していく過程においては
、燃料電池の出力電流および端子電圧の少くとも一方が
所定の値に達したときに抵抗器の燃料電池に対する接続
を断路する第２制御手段とを具えたことを特徴とする。The present invention also provides a fuel cell power generation device having a fuel cell and a conversion device for converting DC output power from the fuel cell into AC output power, in which switching means and a resistor are connected in parallel with the fuel cell. a circuit; and a first control means for controlling the switching means so that the resistor is connected in parallel with the fuel cell to lower the terminal voltage of the fuel cell and then operating the converter when the fuel cell is started;
In the process of increasing the output power from the fuel cell, a second control means disconnects the resistor from the fuel cell when at least one of the output current and the terminal voltage of the fuel cell reaches a predetermined value. It is characterized by having the following.
（作 用）
起動時はＦＣの放電抵抗を利用し開回路電圧チエツク後
、放電抵抗を先に接続してＦＣ電圧を下げ、その後変換
装置を作動させるように制御を行なうことにより変換装
置の小型化を図ることができる。(Function) At startup, after checking the open circuit voltage using the FC discharge resistor, the discharge resistor is connected first to lower the FC voltage, and then the converter is controlled to operate, thereby reducing the size of the converter. It is possible to aim for
また、ＦＣ放電抵抗を開閉するスイッチは常時閉（ｂ接
点）型を用いることにより、このスイッチを作動させる
ための電源が停電（ＢＬＡＣＫ−０υＴ）シたときでも
確実にＦＣの放電を行なってＦＣの劣化保護を図ること
ができる。In addition, by using a normally closed (b contact) switch for opening and closing the FC discharge resistor, even if the power supply for operating this switch is interrupted (BLACK-0υT), the FC can be reliably discharged and the FC can be reliably discharged. can protect against deterioration.
さらに、燃料電池の無負荷付近での高電圧発生を抵抗負
荷によって減圧し変換装置の構成要素であるパワー素子
を低耐電圧性のものとすることによって変換装置の小型
化および高効率化を図ることができる。また、発電装置
停止時には燃料電池残留ガスによって発生ずる残留電圧
を利用し、上述の抵抗負荷と兼用の放電抵抗によって速
やかに燃料電池を放電し、燃料電池の劣化保護を図るこ
とができる。Furthermore, the high voltage generated near the no-load area of the fuel cell is reduced by a resistive load, and the power element, which is a component of the conversion device, has low withstand voltage, thereby making the conversion device more compact and highly efficient. be able to. Furthermore, when the power generator is stopped, the residual voltage generated by the fuel cell residual gas is used to quickly discharge the fuel cell using the above-mentioned discharge resistor that also serves as a resistive load, thereby protecting the fuel cell from deterioration.
〔実施例） 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。〔Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
実」０独工 第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す。Real” 0 self-made FIG. 1 shows the configuration of a first embodiment of the present invention.
第１図において、第１２図と同様の個所には同一の符号
を付す。１１は例えばマイクロプロセッサの形態のコン
トローラであり、燃料電池発電装置全体の制御を行なう
。コントローラ１１に設けられたメモリ１１八には第３
図のフローチャートに従った制御プログラムが格納され
ている。In FIG. 1, the same parts as in FIG. 12 are given the same reference numerals. Reference numeral 11 denotes a controller in the form of a microprocessor, for example, which controls the entire fuel cell power generation system. The memory 118 provided in the controller 11 has a third
A control program according to the flowchart shown in the figure is stored.
コントローラ１１は制御電源１２から電力が供給される
。スイッチ３の開閉も制御電源１２からの供給電力によ
って行なわれる。The controller 11 is supplied with power from a control power source 12 . The opening and closing of the switch 3 is also performed by the power supplied from the control power supply 12.
１３は変流器（ＣＴ）の形態の電流検出器であり、ＰＣ
Ｉで発生する電流を検出し、その検出信号をコントロー
ラ１１に送出する。１４は電圧検出器（ＶＯ）であり、
ＦＣｌの端子電圧を検出し、その検出信号をコントロー
ラ１１に送出する。13 is a current detector in the form of a current transformer (CT), and the PC
The current generated at I is detected and the detection signal is sent to the controller 11. 14 is a voltage detector (VO);
The terminal voltage of FCl is detected and the detection signal is sent to the controller 11.
第２図は本発明実施例のタイムチャートを示す。第３図
は第２図のタイムチャートに従ったフローチャートを示
す。第２図において、符号Ａ。FIG. 2 shows a time chart of the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a flowchart according to the time chart of FIG. In FIG. 2, symbol A.
Ｂ、Ｃ，ａおよびａ で示す部分は第１４図および第１
５図に同符号で示した部分と同一である。The parts indicated by B, C, a and a are shown in Fig. 14 and Fig. 1.
The parts are the same as those shown with the same reference numerals in FIG.
ＦＣｌ にＦＣガスを導入する（ステップＳｌ） と
、第２図の曲線２０１に示すようにＦＣ電圧が徐々に上
昇し、電圧値がＡとなる。このとき、電圧検出器１４に
よって開回路電圧が所定値以上になっているかどうかを
チエツクする（ステップＳ２）。When FC gas is introduced into FCl (step Sl), the FC voltage gradually rises to a voltage value of A, as shown by curve 201 in FIG. At this time, the voltage detector 14 checks whether the open circuit voltage is higher than a predetermined value (step S2).
次にステップＳ３において、５Ｗ１１９の接点を閉（オ
ン）とし、ＦＣＩ→５ＷＲ９→放電抵抗（ＲＤ）１０の
閉回路を形成する。この形成により、ａの値のＦＣ電流
が流れ、このときＦＣ電圧はＢとなる。Next, in step S3, the contact of 5W119 is closed (turned on) to form a closed circuit of FCI→5WR9→discharge resistor (RD) 10. Due to this formation, an FC current with a value of a flows, and the FC voltage becomes B at this time.
放電抵抗ｌＯをオンにしてからＴ秒（実際は同時もしく
は１秒程度）後にインバータ２の運転を開始する（ステ
ップＳ４）。そして、ＰＣＩからの出力を徐々に上昇さ
せてい籾、ＦＣ電圧がＢ′に達したときにスイッチ５Ｗ
Ｒ９をオフにする（ステップＳ５および５６）。このと
きＦＣ電流はａ であり、抵抗線は第１４図および第１
５図に直線７０４ および８０４で示すようになる。The operation of the inverter 2 is started after T seconds (actually, simultaneously or about 1 second) after turning on the discharge resistor IO (step S4). Then, the output from the PCI is gradually increased, and when the FC voltage reaches B', the switch is switched to 5W.
Turn off R9 (steps S5 and 56). At this time, the FC current is a, and the resistance wire is
5 as shown by straight lines 704 and 804.
５ＷＲ９をオフにするとＦＣｌの負荷としての放電抵抗
ｌＯが開路されるので、ＦＣ電圧値はＢに、ＦＣ電流値
はａの値にもどり、第２図の直線２０３に示すようにイ
ンバータ２を介した負荷３への電流を増加させる。そし
て、負荷３に所定の電力を供給する（ステップＳ７）。When 5WR9 is turned off, the discharge resistor lO as a load of FCl is opened, so the FC voltage value returns to B, the FC current value returns to the value a, and the current flows through the inverter 2 as shown by the straight line 203 in FIG. The current to load 3 is increased. Then, a predetermined power is supplied to the load 3 (step S7).
停止時は、インバータ２を停止しくステップ５８） 、
５Ｗｎ９をオンにし、ＦＣ放電回路を形成することによ
り、すみやかにＦＣｌ内の残留ガスによる発生電圧を放
電するようにする（ステップＳ９）。また、制御電源１
２が停電したときは一切の制御が不能となるが、スイッ
チ５ＷＲ９の接点はオンとなるので上述したのと同じ動
作を確保することができるので残留ガスを消費すること
ができ、ＰＣＩの劣化を防止することができる。When stopped, stop the inverter 2 (step 58),
By turning on 5Wn9 and forming an FC discharge circuit, the voltage generated by the residual gas in FCl is immediately discharged (step S9). In addition, the control power supply 1
When power goes out, all control becomes impossible, but since the contact of switch 5WR9 is turned on, the same operation as described above can be ensured, and the residual gas can be consumed, preventing PCI deterioration. It can be prevented.
以上は、起動時にＦＣ電圧を検出することによフて５Ｗ
Ｒ９をオフとする場合について説明したが、これに限る
ものではなく電流値を検出することによって上述の制御
を行なってもよい。あるいは電圧値と電流値の両方を検
出することにより、両方の値が所定値に達したとぎに５
ＷＲ９をオフとしてもよい。さらに、予めＦＣ電流およ
びＦＣ電圧の少なくとも一方が所定の値に達するのに要
する時間を測定しておき、タイマなどを用いることによ
り、５ＷＲ９の制御を行なってもよい。The above is 5W by detecting the FC voltage at startup.
Although the case where R9 is turned off has been described, the above control is not limited to this, and the above-mentioned control may be performed by detecting the current value. Alternatively, by detecting both the voltage value and the current value, the 5
WR9 may be turned off. Furthermore, the time required for at least one of the FC current and the FC voltage to reach a predetermined value may be measured in advance, and the 5WR 9 may be controlled by using a timer or the like.
Ｋ腹■ユ
本実施例においては、燃料電池の起動時、変換装置を動
作させる前に抵抗をＦＣに一旦接続し、ＦＣ電圧が低下
してから変換装置を動作させるようにする。発電停止時
はＦＣが高電圧にならないように抵抗を接続し、かつＦ
Ｃが低電圧になったときには反転電位にならないように
抵抗のオン／オフを制御し、ＦＣを劣化させないように
するために残留ガスを放電する。In this embodiment, when starting up the fuel cell, a resistor is once connected to the FC before operating the converter, and the converter is operated only after the FC voltage has decreased. When power generation is stopped, connect a resistor to prevent the FC from becoming high voltage, and
When C becomes a low voltage, the on/off of the resistor is controlled so that the potential is not reversed, and residual gas is discharged to prevent deterioration of the FC.
第４図は本発明の第２の実施例の構成を示す。FIG. 4 shows the configuration of a second embodiment of the present invention.
第４図において第１図と同様の個所には同一の符号を付
す。２１は放電抵抗制御回路（ＲＤＣＮＴ）である。系
統４から制御電源１２へ電力を供給し、制御電源１２か
らコントローラ（（：ＮＴ）１１ 、制御スイッチ（Ｓ
Ｗｏ） ２２および制御スイッチ（ＳＷｕ） ２３へ制
御電源を供給する。放電抵抗（ＲＤ）１０は放電制御回
路２１内に設けられたパワー素子（第５図において後述
）によってオン／オフが行なわれる。In FIG. 4, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. 21 is a discharge resistance control circuit (RDCNT). Power is supplied from the system 4 to the control power supply 12, and from the control power supply 12 the controller ((:NT) 11 and the control switch (S
Control power is supplied to the control switch (Wo) 22 and the control switch (SWu) 23. The discharge resistor (RD) 10 is turned on/off by a power element (described later in FIG. 5) provided in a discharge control circuit 21.
第５図は放電抵抗制御回路２１の一例を示す。第５図に
おいて制御スイッチ（ＳＷｕ）２３はＰＣＩが電圧を発
生する前はオフ状態にしておく。制御スイッチ（ＳＷＤ
） ２２はＰＣＩが電圧を発生し、交流負荷３への電力
供給開始点においてオンするようにしておく。FIG. 5 shows an example of the discharge resistance control circuit 21. In FIG. 5, the control switch (SWu) 23 is turned off before the PCI generates a voltage. Control switch (SWD)
) 22 is configured so that the PCI generates a voltage and turns on at the start point of power supply to the AC load 3.
第６図はＰＣＩの■−Ｖ特性に対する、変換装置である
インバータ２の素子電圧、放電抵抗ｌＯを接続したとき
のＦＣ電圧（ＦＣ動作点）および後述する電圧検出設定
レベル（Ｖ）１．およびＶＨ２）の関係を示す。FIG. 6 shows the element voltage of the inverter 2, which is a converter, the FC voltage (FC operating point) when the discharge resistor lO is connected, and the voltage detection setting level (V) 1. and VH2).
第７図はＦＣ停止時の放電電圧と後述する電圧検出設定
レベル（ＶＬ３およびＶＬ４）との関係を示す。FIG. 7 shows the relationship between the discharge voltage when the FC is stopped and voltage detection setting levels (VL3 and VL4), which will be described later.
第６図において、曲線６０１は燃料電池電流！、と燃料
電池電圧ｖ２との関係であるＩ−Ｖ特性を示す。In FIG. 6, a curve 601 indicates the fuel cell current! , and the fuel cell voltage v2.
６０２は１００＊負荷抵抗線であり、曲線６０１ にお
いてＦＣ定格電流値をとるときの定格点Ｎと原点とを結
ぶ直線である。直線６０３は放電抵抗線であり、後述す
るＰ点と原点とを結ぶ直線である。ＭはＰＣＩが取り得
る最大電圧を示す。602 is a 100*load resistance line, which is a straight line connecting the rated point N and the origin when taking the FC rated current value in the curve 601. A straight line 603 is a discharge resistance line, and is a straight line connecting a point P, which will be described later, and an origin. M indicates the maximum voltage that PCI can take.
第７図において、曲線６１０はインバータ（ＩＮＶ）２
のオン／オフとＦＣ電圧との関係を示す。In FIG. 7, a curve 610 represents the inverter (INV) 2
The relationship between on/off and FC voltage is shown.
第６図および第７図に示す関係を念頭において第５図に
示した燃料電池発電装置の動作を具体的に説明する。発
電装置が起動し、ＰＣＩへガスを供給する前に制御スイ
ッチ（ＳＷｕ） ２３をオンにするとそのｂ接点が開放
され、信号５０１はオフ状態で待機する。The operation of the fuel cell power generating apparatus shown in FIG. 5 will be specifically described with the relationships shown in FIGS. 6 and 7 in mind. When the power generator starts up and the control switch (SWu) 23 is turned on before supplying gas to the PCI, its b contact is opened, and the signal 501 waits in the off state.
ＰＣＩにガスが供給されＦＣ電圧が発生した後に制御ス
イッチ（ＳＷ、）２２をオンにすると、そのａ接点が閉
じる。このため、ＰＣＩおよび制御スイッチ（ＳＷＤ）
２２を介して、ＦＣ発生電圧すなわち信号５０２が流れ
、ダイオード（Ｄ３）２４Ｃを介してパワー素子駆動回
路（ＢＤＩＩ） ２５がオンし、パワー素子（Ｔｒ）２
ＢがオンしてＰＣＩに放電抵抗（ＲＤ）１０が接続され
る。放電抵抗（＋１０）１０の接続により、第６図に示
すＰ点まてＦＣ電圧が低下する。When the control switch (SW, ) 22 is turned on after gas is supplied to the PCI and an FC voltage is generated, its a contact closes. For this reason, PCI and control switch (SWD)
The FC generated voltage, that is, the signal 502 flows through the diode (D3) 24C, the power element drive circuit (BDII) 25 is turned on, and the power element (Tr) 2
B is turned on and the discharge resistor (RD) 10 is connected to the PCI. By connecting the discharge resistor (+10) 10, the FC voltage decreases to point P shown in FIG.
信号５０２が７んれると、ダイオード（Ｄ２）２４Ｂを
介して安定化電源（＾ＶＲ）２７にＦＣＩからの出力電
力が供給され、リレー（ＲＹ）２８がオンする。信号５
０３がオンするとともに各制御回路への制御電源の供給
が開始される。これを電源の自己保持という。When the signal 502 is turned on, the output power from the FCI is supplied to the stabilized power supply (^VR) 27 via the diode (D2) 24B, and the relay (RY) 28 is turned on. signal 5
03 is turned on, supply of control power to each control circuit is started. This is called power self-maintenance.
また、信号５０２およびダイオード（Ｄ、）２４Ｇを介
し、フリップフロップ（ＦＦＩ）２９Ａをセットすると
、フリップフロップ（ＦＦ ＋） ２９Ａから信号５０
４が出力される。出力信号５０４はダイオード（Ｄ４）
２４Ｄを介して流れ、信号５０５によってＢＤυ２５を
オンし、パワー素子２６のオン状態および放電抵抗（Ｉ
ＩＤ）１０のオン状態を継続する。Also, when flip-flop (FFI) 29A is set via signal 502 and diode (D,) 24G, signal 50 is output from flip-flop (FF +) 29A.
4 is output. Output signal 504 is a diode (D4)
24D, turns on BDυ25 by a signal 505, and changes the on state of the power element 26 and the discharge resistance (I
ID) 10 continues to be on.
第８図における給電の時点において制御スイッチ（ＳＷ
、） ２２をオフにし、インバータ２の運転を開始する
と、ＰＣＩからの出力電力が徐々に増加していくので、
第８図に示すようにＦＣ電圧が低下してくる。At the time of power supply in Fig. 8, the control switch (SW
, ) 22 is turned off and the inverter 2 starts operating, the output power from the PCI gradually increases.
As shown in FIG. 8, the FC voltage decreases.
このとき、第５図に示す（信号５０３）値が低下して電
圧設定器（ＶＲ２）３０Ｂで設定した電圧値ＶＨ２以下
になると、コンパレータ（ＣＰ２）３１Ｂがオフになり
、ノアゲート（ＮＲＩ）３２Ａにより信号反転を行なっ
て反転信号５０６を得、フリップフロップ（ＦＦ、）２
９＾をリセットする。このリセットにより信号５０４が
オフの状態となり、信号５０５がオフ−ＢＤＩＩ２５が
オフ−パワー素子（Ｔｒ）２Ｂがオフという状態になり
、放電抵抗（ＲＤ）１０が開放される。放電抵抗（ＲＤ
）１０がオフ状態となったことにより、このときＰＣＩ
からの出力電圧は若干上昇する。At this time, when the value (signal 503) shown in FIG. 5 decreases to below the voltage value VH2 set by the voltage setter (VR2) 30B, the comparator (CP2) 31B is turned off and the NOR gate (NRI) 32A is activated. The signal is inverted to obtain an inverted signal 506, and the flip-flop (FF, ) 2
Reset 9^. By this reset, the signal 504 is turned off, the signal 505 is turned off, the BDII 25 is turned off, the power element (Tr) 2B is turned off, and the discharge resistor (RD) 10 is opened. Discharge resistance (RD
)10 is turned off, at this time the PCI
The output voltage will increase slightly.
また、当然のことながら、（信号５０３）値が電圧設定
器（ＶＲ＋）３０Ａで設定された電圧値以下であればコ
ンパレータ（ＣＰ、）３１Ａはセットされないので、放
電抵抗（ＲＤ）１０はオンされない。Also, as a matter of course, if the (signal 503) value is less than the voltage value set by the voltage setting device (VR+) 30A, the comparator (CP, ) 31A is not set, so the discharge resistor (RD) 10 is not turned on. .
第８図に示すような運転時軽負荷モードが発生した場合
には（信号５０３）値が上昇し、この値が電圧設定器（
ＶＲ，）３０Ａで設定した電圧値ＶＨ，以上になったと
きに、コンパレータ（ＣＰＩ）がセットされてダイオー
ド（Ｄ６）２４Ｆを介し、フリップフロップ（Ｆ１２９
Ａをセット→信号５０４をオン−ダイオード（Ｄ４）２
４Ｄ ４信号５０５オン→ＢＤＬＩ２５オン→パワー素
子（Ｔｒ）Ｊ６オンー放電抵抗（ＲＤ）１（ｌオンとい
うように動作してＦＣ出力電圧が上昇するのを防止し、
インバータ２のパワー素子２６Ａを保護する。When a light load mode occurs during operation as shown in Fig. 8, the value (signal 503) increases, and this value is set by the voltage setting device (signal 503).
When the voltage value VH, set by VR, ) 30A or higher is reached, the comparator (CPI) is set and the flip-flop (F129
Set A → Turn on signal 504 - Diode (D4) 2
4D 4 signal 505 on → BDLI25 on → power element (Tr) J6 on - discharge resistor (RD) 1 (l on) to prevent the FC output voltage from rising,
Protects the power element 26A of the inverter 2.
コンパレータ（ＣＰ２）３１Ｂはフリップフロップ（Ｆ
Ｆ、）２９Ａ６’らの出力信号５０５がオンのときに作
動するようにしておくと、上述の軽負荷の状態からイン
バータ２の電圧が徐々に増加していぎ、信号５０３が電
圧設定器（ＶＲ２） ３０Ｂで設定した設定電圧ｖ１１
２以下になると、コンパレータ（［：Ｐ２）３１Ｂオフ
→信号５０７オフ→ノアゲート（ＮＲＩ）３２＾反転→
信号５０６オン→フリップフロップ（ＦＦＩ）２９Ａリ
セット→信号５０４オフ→信号５０５オフ→ＢＤＩＩ２
５オフ−パワー素子（Ｔｒ）２６オフのように動作し、
放電抵抗（ＲＤ）１０をオフの状態にする。停止モード
においては、第４図に示したコントローラ信号４１Ｇに
よって５Ｗｕ２３をオフにするとそのｂ接点が閉じるの
で第５図の信号５０１がオンし、コンパレータ（ＣＰ３
）３１Ｃのロックを解除する。Comparator (CP2) 31B is a flip-flop (F
If the output signal 505 of the F, )29A6', etc. is turned on, the voltage of the inverter 2 will gradually increase from the above-mentioned light load state, and the signal 503 will be activated by the voltage setting device (VR2). ) Set voltage v11 set at 30B
When it becomes 2 or less, comparator ([:P2) 31B turns off → signal 507 turns off → NOR gate (NRI) 32^ inverts →
Signal 506 on → flip-flop (FFI) 29A reset → signal 504 off → signal 505 off → BDII2
5 off-power element (Tr) operates like 26 off,
The discharge resistor (RD) 10 is turned off. In the stop mode, when 5Wu23 is turned off by the controller signal 41G shown in FIG. 4, its b contact is closed, so the signal 501 shown in FIG.
) Unlock 31C.
電圧設定器（ＶＲ３）３０Ｃで設定された電圧値ＶＬ３
よりも信号５０３が大きいときにコンパレータ（Ｃｈ）
３１Ｇがオンするようにしておくと、信号５０８オン→
フリツプフロツプ（ＦＦ２） ２９Ｂセット→信号５０
９オン→ダイオード（Ｄ、）２４Ｅ→信号５０５オン→
Ｂ（ＩＵ２５オン→パワー素子（Ｔｒ）２８オン→放電
抵抗（ＲＤ）１０オンにより、ＦＣ残留ガスによって発
生した電圧を放電抵抗（ＲＤ）１０によって放電する。Voltage value VL3 set with voltage setting device (VR3) 30C
When the signal 503 is larger than the comparator (Ch)
If 31G is turned on, signal 508 is turned on →
Flip-flop (FF2) 29B set → signal 50
9 on → diode (D,) 24E → signal 505 on →
B (IU 25 on→power element (Tr) 28 on→discharge resistor (RD) 10 on), the voltage generated by the FC residual gas is discharged by the discharge resistor (RD) 10.
なお、発電装置停止時点におけるＦＣｌへのガス供給は
当然停止される。Note that the gas supply to the FCl is naturally stopped when the power generation device is stopped.
一方、信号５０９によりコンパレータ（ＣＰ４）３１０
のロックを解除すると、電圧設定器（ＶＲ４）３００で
設定された設定電圧値ｖＬ４以下になると、コンパレー
タ（ＣＰ４）３１［１オフ→信号５１０オフ→ノアゲー
ト（ＮＲ２）３２Ｂによる信号反転−信号５１１オン→
フリップフロップ（ＦＦ２）２９［＋リセットという動
作によって、信号５０９オフ→ダイオード（Ｄ５）２４
Ｅ −信号５０５オフ −ＢＤＵ２５オフ→ハイパワー
素子（Ｔｒ）２６オフ→放電抵抗（ＲＤ）１０オフとい
うようにＰＣＩに対する放電抵抗（ＲＤ）１０の接続を
断路する。On the other hand, the signal 509 causes the comparator (CP4) 310
When the lock becomes lower than the set voltage vL4 set by the voltage setting device (VR4) 300, the comparator (CP4) 31 [1 off → signal 510 off → signal inversion by NOR gate (NR2) 32B - signal 511 on →
By the operation of flip-flop (FF2) 29 [+reset, signal 509 is turned off → diode (D5) 24
E - Signal 505 off - The connection of the discharge resistor (RD) 10 to the PCI is disconnected as follows: BDU 25 off → high power element (Tr) 26 off → discharge resistor (RD) 10 off.
このとき、第７図に示すように放電抵抗（ＲＤ）１０を
オフすると、ＰＣＩの電極内に残留している燃料ガスお
はび空気によって電気化学反応が起こり、再びＦＣ電圧
が徐々に増加していく。At this time, when the discharge resistor (RD) 10 is turned off as shown in Figure 7, an electrochemical reaction occurs with the fuel gas and air remaining in the PCI electrode, and the FC voltage gradually increases again. To go.
このとき、（信号５０３）値が電圧設定器（ＶＲ３）
３０Ｃで設定された設定電圧値ｖＬ３以上になると、コ
ンパレータｆｃＰ３）３１Ｃがオンし、信号５０９オン
−フリップフロップ（ＦＦ２） ２９Ｂセット→信号５
０９オン〜ダイオード（Ｄ５）２４Ｅ→信号５０５オン
ーＢＤＩＩ２５オン−ハイパワー素子（Ｔｒ）２８オン
→放電抵抗ｆＲＤ）１０オンジ、ＦＣＴＬ圧は放電抵抗
（ＲＤ） ＩＯニよッて放電し徐々に低下して行く。At this time, the (signal 503) value is set to the voltage setting device (VR3).
When the set voltage value vL3 set by 30C is exceeded, comparator fcP3) 31C turns on, and signal 509 turns on - flip-flop (FF2) 29B set → signal 5
09 ON - Diode (D5) 24E → Signal 505 ON - BDII 25 ON - High power element (Tr) 28 ON → Discharge resistance fRD) 10 ON, FCTL pressure discharges due to discharge resistance (RD) IO and gradually decreases. Go.
そして、（信号５０３）値が電圧設定器（ＶＲ４）：１
００で設定された設定電圧値ｖ１４４以下になると、コ
ンパレータ（ＣＰ３）３１Ｇオフ→信号５１０オフーノ
アゲート（ＮＲ２１３２Ｂによる信号反転→信号５１１
オン→フリツブフロップ（ＦＦ２）２９Ｂをリセットの
ように動作し、放電抵抗（ＲＤ）１０をオフする。Then, the (signal 503) value is voltage setter (VR4): 1
When the voltage becomes lower than the set voltage value v144 set by 00, comparator (CP3) 31G off → signal 510 off nor gate (signal inversion by NR2132B → signal 511
On→Flip-flop (FF2) 29B operates like a reset, and discharge resistor (RD) 10 is turned off.
以上の動作をくり返すことにより、ＦＣ残留ガスによっ
て発生した電圧を放電抵抗（ＲＤ）１０によって速やか
に放電する。By repeating the above operations, the voltage generated by the FC residual gas is quickly discharged by the discharge resistor (RD) 10.
ここで、ＦＣ反転電圧について説明する。第９図は放電
動作時におけるＦＣセルの放電時の電圧傾向を示す、第
９図（Ａ）は燃料電池電流１１が流れる方向を示す。第
９図（Ｂ）は放電時のＦＣ電圧の上部セルｌ＾における
傾向を示す、第９図（Ｃ）は同様に下部セルＩＢにおけ
る傾向を示す。Here, the FC inversion voltage will be explained. FIG. 9 shows the voltage trend during discharging of the FC cell during the discharging operation, and FIG. 9(A) shows the direction in which the fuel cell current 11 flows. FIG. 9(B) shows the tendency of the FC voltage during discharge in the upper cell l^, and FIG. 9(C) similarly shows the tendency in the lower cell IB.
ＰＣＩは一般に、数十〜数百個の単セルを垂直方向に積
層した構造を持ち、放電動作時には下部セルＩＢの方が
上部セルＩＡよりも比較的早く電圧が減衰する傾向があ
る。PCI generally has a structure in which tens to hundreds of single cells are vertically stacked, and during a discharge operation, the voltage of the lower cell IB tends to attenuate relatively faster than that of the upper cell IA.
放電動作時、放電抵抗（ＲＤ）１０を接続したままにす
ると、第１Ｏ図に示すように上部セルの電圧によって放
電抵抗（ＲＤ）１０を介して燃料電池電流■２が流れる
。しかし、下部セル１Ｂの残留ガスがなくなると第１Ｏ
図に示すように下部セルＩＢはカーボン電極からなる抵
抗体となるので、ＦＣ発電中の電位とは逆の逆極性電位
が発生する。逆極性電位の発生はカーボン電極を酸化腐
蝕させる。この酸化腐蝕はＰＣＩの劣化を招くことが知
られている。During the discharge operation, if the discharge resistor (RD) 10 is left connected, the fuel cell current 2 flows through the discharge resistor (RD) 10 due to the voltage of the upper cell as shown in FIG. 1O. However, when the residual gas in the lower cell 1B disappears, the first O
As shown in the figure, since the lower cell IB is a resistor made of a carbon electrode, a reverse polarity potential opposite to the potential during FC power generation is generated. The generation of reverse polarity potential causes oxidative corrosion of the carbon electrode. This oxidative corrosion is known to cause deterioration of PCI.
従って、ＦＣ全電圧すなわち第５図に示した信号５０３
が第１Ｏ図に示すように反転することがないように、ａ
圧設定器（ＶＢ２）３００によって電圧を設定しておけ
ば、ＰＣＩを劣化させることがなくなり、かつ最適なＦ
Ｃ放電を行なうことが可能となる。Therefore, the FC total voltage, i.e., the signal 503 shown in FIG.
a is not reversed as shown in Figure 1O.
By setting the voltage using the pressure setting device (VB2) 300, you can avoid deteriorating the PCI and set the optimum F.
It becomes possible to perform C discharge.
制御電源停電時（ＢＬＡＣＫ−０υＴ時）は第４図に示
した電源１２をオフにすると、信号５０３オフ−５Ｗｕ
２３オフとなり、第５図に示した５ＷＵ２３のｂ接点を
閉じることにより燃料電池の放電動作を行なう。During a control power outage (BLACK-0υT), when the power supply 12 shown in Fig. 4 is turned off, the signal 503 OFF-5Wu
23 is turned off, and the b contact of the 5WU 23 shown in FIG. 5 is closed, thereby performing a discharging operation of the fuel cell.
以上説明したように、本実施例においては、起動時には
インバータ２を動作させる前に放電抵抗を接続し、ＦＣ
電圧を下げてからインバータ２を動作させる。燃料電池
発電装置運転中に軽負荷が発生したとぎにも放電抵抗を
接続し、インバータ２の入力端子が所定値以上にならな
いように制御する。燃料電池発電装置の通常停止時また
は制御電源停電時には、ＦＣの残留電圧を利用した放電
制御回路によって、速やかに放電してＦＣ高電圧放置に
よるＦＣ劣化を防止する。放電の終期においては、ＦＣ
を構成する上部セルと下部セルとの間の放電特性差を引
き起こす原因となるＦＣ反転電位によるＦＣ劣化を防止
するように作用する。このようにして、変換装置である
インバータの小型化および高効率化を図ることができか
つＦＣが劣化するのを防止することかできる。As explained above, in this embodiment, at startup, before operating the inverter 2, the discharge resistor is connected, and the FC
After lowering the voltage, inverter 2 is operated. Even when a light load occurs during operation of the fuel cell power generator, a discharge resistor is connected to control the input terminal of the inverter 2 so that it does not exceed a predetermined value. When the fuel cell power generator is normally stopped or when a control power supply is cut off, a discharge control circuit that utilizes the residual voltage of the FC quickly discharges the FC to prevent FC deterioration due to being left at a high FC voltage. At the end of discharge, FC
It acts to prevent FC deterioration due to the FC inversion potential, which causes a difference in discharge characteristics between the upper cell and the lower cell constituting the cell. In this way, the inverter, which is a conversion device, can be made smaller and more efficient, and the FC can be prevented from deteriorating.
以上説明したように、本発明においては、起動時の開回
路電圧チエツク後、放電抵抗を利用してＦＣ％を圧を下
げてから変換装置を動作させるようにしたので、変換装
置の小型化を図ることができるという効果がある。As explained above, in the present invention, after checking the open circuit voltage at startup, the converter is operated after lowering the FC% using a discharge resistor, so that the converter can be made smaller. This has the effect of being able to achieve this goal.
また、放電回路のオン／オフスイッチを常時閉（ｂ接点
）とするようにしたので、燃料電池運転が停止したとき
あるいは制御電源が停電したときでもＦＣの放電を行な
ってＦＣおよび配管内に残留したＦＣガスを消費するこ
とができ、安全かつ確実にＦＣの保護を行なうことがで
きるという効果がある。In addition, since the on/off switch of the discharge circuit is always closed (contact B), even when fuel cell operation is stopped or the control power supply is interrupted, the FC is discharged and residual gas remains in the FC and piping. This has the effect that the FC gas can be consumed and the FC can be protected safely and reliably.
さらに、燃料電池の無負荷付近での高電圧発生を抵抗負
荷によって減圧し変換装置の構成要素であるパワー素子
を低耐電圧性のものとする様にしたので、変換装置の小
型化および高効率化を図ることができるという効果があ
る。また、発電装置停止時には燃料電池残留ガスによっ
て発生する残留電圧を利用し、上述の抵抗負荷と兼用の
放電抵抗によって速やかに燃料電池を放電するように１
７たので、燃料電池の劣化保護を図ることができるとい
う効果がある。Furthermore, the high voltage generated near the no-load area of the fuel cell is reduced by a resistive load, and the power element, which is a component of the converter, has low withstand voltage, making the converter more compact and highly efficient. This has the effect of making it possible to improve the In addition, when the power generator is stopped, the residual voltage generated by the fuel cell residual gas is used to quickly discharge the fuel cell using the discharge resistor that also serves as the resistive load described above.
7, it is possible to protect the fuel cell from deterioration.
第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図は
本発明の第１の実施例の動作説明用タイムチャート、
第３図は本発明の第１の実施例における制御手順の−例
を示すフローチャート、
第４図は本発明の第２の実施例を示す回路図、第５図は
本発明の第２の実施例の放電抵抗制御回路図、
第６図および第７図は本発明の第２の実施例の燃料電池
特性図、
第８図は本発明の第２の実施例のタイムチャート、
第９図および第１θ図は本発明の第２の実施例における
ＦＣ反転説明図、
第１１図は従来例のタイムチャート、
第１２図および第１３図は従来例を示す回路図、第１４
図は第１２図の回路に対応する特性図、第１５図は第１
３図の回路に対応する特性図である。
・・・燃料電池（ＦＣ）、
・・・インバータ（ＩＮＶ）、
・・・交流負荷、
・・・フィルタ（ＦＬ）、
・・・変圧器（ＴＲ）、
７・・・出力スイッチ（ＳＷＡＣ）、
８・・・主回路スイッチ（ＳＷＭ）、
９・・・放電抵抗スイッチ（Ｓ’＃ｎ）、１０・・・放
電抵抗（ＲＯ）、
１１・・・コントローラ（ＣＮＴ）、
１２・・・制御電源、
１３７・電流検出器（ＣＴ）、
１４・・・電圧検出器（ＶＯ）。
２１・・・放電抵抗制御回路（ＩＩＤＣＮＴ）、２２・
・・制御スイッチ（ＳＷＯ）、
２３・・・制御スイッチ（ＳＷＵ）、
２５・・・パワー素子駆動回路、
２６．２６Ａ・・・パワー素子、
２７・・・安定化電源（ＡＶＲ）、
３０Ａ、３０８．３０Ｇ、３００・・・電圧設定器、３
１Ａ、３１８．３１Ｃ，３１Ｄ・・・コンパレータ。
本発明の第２の裏施例におｔするＦＣｌム悦萌図第１０
図
−＋ ％６１ヒ４ｔ、ｚｓｔｉ ＩＦ （Ａ）邪１２
図１′：す才人する燃十斗電う也侍ノ匿図第１４図FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a control diagram in the first embodiment of the present invention. Flowchart showing an example of the procedure; FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention; FIG. 5 is a discharge resistance control circuit diagram of the second embodiment of the present invention; FIGS. The figure is a fuel cell characteristic diagram of the second embodiment of the present invention, Figure 8 is a time chart of the second embodiment of the present invention, and Figure 9 and 1θ are FC characteristics of the second embodiment of the present invention. Inversion explanatory diagram, Figure 11 is a time chart of the conventional example, Figures 12 and 13 are circuit diagrams showing the conventional example, and Figure 14 is a time chart of the conventional example.
The figure is a characteristic diagram corresponding to the circuit in Figure 12, and Figure 15 is a characteristic diagram corresponding to the circuit in Figure 1.
4 is a characteristic diagram corresponding to the circuit in FIG. 3; FIG. ...Fuel cell (FC), ...Inverter (INV), ...AC load, ...Filter (FL), ...Transformer (TR), 7...Output switch (SWAC), 8... Main circuit switch (SWM), 9... Discharge resistance switch (S'#n), 10... Discharge resistance (RO), 11... Controller (CNT), 12... Control power supply , 137・Current detector (CT), 14...Voltage detector (VO). 21...Discharge resistance control circuit (IIDCNT), 22.
...Control switch (SWO), 23...Control switch (SWU), 25...Power element drive circuit, 26.26A...Power element, 27...Stabilized power supply (AVR), 30A, 308 .30G, 300...voltage setting device, 3
1A, 318.31C, 31D... Comparator. FCl Moe Moe Figure No. 10 according to the second embodiment of the present invention
Figure-+ %61hi 4t, zsti IF (A) evil 12
Figure 1': Hidden map of the talented Mojutoden Uya Samurai Figure 14
Claims (1)
出力電力に変換する変換装置とを有する燃料電池発電装
置において、 前記燃料電池の起動時には、前記燃料電池と並列に抵抗
器を挿入することにより前記燃料電池の端子電圧を降下
させてから前記変換装置を作動させ、前記燃料電池から
の前記出力電力が上昇していく過程においては、前記燃
料電池の出力電流および端子電圧の少くとも一方が所定
の値に達したときに前記抵抗器の前記燃料電池に対する
接続を断路することを特徴とする燃料電池制御方法。 ２）燃料電池と、該燃料電池からの直流出力電力を交流
出力電力に変換する変換装置とを有する燃料電池発電装
置において、 前記燃料電池と並列に接続されたスイッチング手段およ
び抵抗器の直列回路と、 前記燃料電池の起動時には、前記抵抗器が前記燃料電池
と並列に接続されるように前記スイッチング手段を制御
して、前記燃料電池の端子電圧を降下させてから前記変
換装置を作動させる第１制御手段と、 前記燃料電池からの前記出力電力が上昇していく過程に
おいては、前記燃料電池の出力電流および端子電圧の少
くとも一方が所定の値に達したときに前記抵抗器の前記
燃料電池に対する接続を断路する第２制御手段と を具えたことを特徴とする燃料電池制御装置。 ３）前記抵抗器と前記燃料電池との接続を放電抵抗制御
回路によって行なうことを特徴とする請求項２記載の燃
料電池制御装置。[Scope of Claims] 1) In a fuel cell power generation device having a fuel cell and a conversion device that converts DC output power from the fuel cell into AC output power, when the fuel cell is started, the fuel cell is connected in parallel with the fuel cell. The output current of the fuel cell and A method for controlling a fuel cell, comprising: disconnecting the resistor from the fuel cell when at least one of the terminal voltages reaches a predetermined value. 2) A fuel cell power generation device having a fuel cell and a conversion device for converting DC output power from the fuel cell into AC output power, comprising: a switching means connected in parallel with the fuel cell and a series circuit of a resistor; , when starting up the fuel cell, controlling the switching means so that the resistor is connected in parallel with the fuel cell to lower the terminal voltage of the fuel cell, and then activating the conversion device; a control means, in the process of increasing the output power from the fuel cell, when at least one of the output current and the terminal voltage of the fuel cell reaches a predetermined value, the resistor increases the output power of the fuel cell; 2. A fuel cell control device comprising: second control means for disconnecting the connection to the fuel cell control device. 3) The fuel cell control device according to claim 2, wherein the resistor and the fuel cell are connected by a discharge resistance control circuit.
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| US07/392,290 US5023150A (en) | 1988-08-19 | 1989-08-11 | Method and apparatus for controlling a fuel cell |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168572A true JPH02168572A (en) | 1990-06-28 |
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