JPH0260058A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH0260058A JPH0260058A JP63209660A JP20966088A JPH0260058A JP H0260058 A JPH0260058 A JP H0260058A JP 63209660 A JP63209660 A JP 63209660A JP 20966088 A JP20966088 A JP 20966088A JP H0260058 A JPH0260058 A JP H0260058A
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- fuel cell
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 29
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Classifications
-
- 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
- H01M8/04574—Current
- H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
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- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04746—Pressure; Flow
- H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
-
- 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
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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〕
この発明は燃料および酸化剤を供給し電気化学的に発電
する燃料電池発電装置に関する。
する燃料電池発電装置に関する。
燃料電池発電装置の基本構成は従来第３図に示すように
燃料電池本体２．燃料ガス、空気の供給部よりなる反応
ガス供給装置１．電池の直流出力を外部負荷に必要な形
に変換する電力変換器３゜および設定負荷に対応した反
応ガスの供給を制御するための制御部５から成り、電力
変換器３の出力側には外部負荷４が接続されている。
燃料電池本体２．燃料ガス、空気の供給部よりなる反応
ガス供給装置１．電池の直流出力を外部負荷に必要な形
に変換する電力変換器３゜および設定負荷に対応した反
応ガスの供給を制御するための制御部５から成り、電力
変換器３の出力側には外部負荷４が接続されている。
電力変換器３を構成する電力用半導体素子の数は発電装
置の定格出力における最大電流値により決定される。電
流値が大きく成るほど素子の数は増す。
置の定格出力における最大電流値により決定される。電
流値が大きく成るほど素子の数は増す。
一方第４図に示す如く電池の出力特性は長期の運転と共
に徐々に低下し一定電流値で比較すると出力電圧が低下
する。出力電圧が低下した場合においても出力を一足に
するには電流値を増し所定出力を得る方式を採用してい
る。そのため目標とする運転時間における出力電圧の低
下による電流増加を見込んで電力変換器の電力用半導体
素子を予め発電装置に組み込む必要がある。そのため。
に徐々に低下し一定電流値で比較すると出力電圧が低下
する。出力電圧が低下した場合においても出力を一足に
するには電流値を増し所定出力を得る方式を採用してい
る。そのため目標とする運転時間における出力電圧の低
下による電流増加を見込んで電力変換器の電力用半導体
素子を予め発電装置に組み込む必要がある。そのため。
それに伴い素子数の増加、あるいは素子をより大容量と
するなど電流増加による電力変換器における損失が増す
等の欠点があった。
するなど電流増加による電力変換器における損失が増す
等の欠点があった。
この発明は前述のような点に鑑み、ｔｔ電力変換器要す
る素子を必要最小数とする燃料電池発電装置を提供する
ことを目的とする。・ 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために、この発明によれば。
る素子を必要最小数とする燃料電池発電装置を提供する
ことを目的とする。・ 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために、この発明によれば。
反応ガス供給装置、燃料電池本体、電力変換器およびそ
れらを連携して運転するための制御部から成る燃料電池
発電装置（こおいて、所定の出力における電流値を入力
信号としこれと所定負荷における初期の設定電流値との
差を検知する特性評価部と、燃料電池本体の反応ガス供
給側と排気側とに配せられ、前記特性評価部の出力に関
連して反応ガス圧力を制御するガス絞り弁とを有するも
のとし、あるいは所定の出力における電流値を入力信号
としこれと所定負荷における初期の設定電流値との差を
検知する特性評価部と、燃料電池本体の反応ガス供給側
ｌこ配せられ、前記特性評価部の出力に関連して反応ガ
ス供給量を制御するガス絞り升を有するものとする。
れらを連携して運転するための制御部から成る燃料電池
発電装置（こおいて、所定の出力における電流値を入力
信号としこれと所定負荷における初期の設定電流値との
差を検知する特性評価部と、燃料電池本体の反応ガス供
給側と排気側とに配せられ、前記特性評価部の出力に関
連して反応ガス圧力を制御するガス絞り弁とを有するも
のとし、あるいは所定の出力における電流値を入力信号
としこれと所定負荷における初期の設定電流値との差を
検知する特性評価部と、燃料電池本体の反応ガス供給側
ｌこ配せられ、前記特性評価部の出力に関連して反応ガ
ス供給量を制御するガス絞り升を有するものとする。
〔作用」
この発明の構成によれば、第５図の特性図に示す如く、
燃料電池の反応ガス圧力を増加させると一定負荷電流値
において出力電圧が上昇することに着目したもので発電
時間の経過に伴って長期運転後の定格出力での出力電圧
低下を補うために燃料電池の反応ガス圧力を上昇させる
ことにより冗格負荷での電流値を維持するものである。
燃料電池の反応ガス圧力を増加させると一定負荷電流値
において出力電圧が上昇することに着目したもので発電
時間の経過に伴って長期運転後の定格出力での出力電圧
低下を補うために燃料電池の反応ガス圧力を上昇させる
ことにより冗格負荷での電流値を維持するものである。
また。
第６図の特性図に示す如く、燃料電池に供給する反応ガ
スの利用率が低くなると即ち１反応ガスが今までよりも
多（燃料！池に供給され、電極内を早く通過させるよう
にすると、一定負荷電流値において出力電圧が上昇する
ことに着目し１発電時間の経過に伴って長期運転後の定
格出力での出力電圧低下を補うために反応ガス供給量を
増し反応ガスの利用率を低（させることにより定格負荷
での電流値を維持する。両者ともＷ池出力電圧の検知は
、８ｇ４図に示す燃料電池の出力特性図のように、長期
運転後は同一出力を維持するのには出力電流が運転初期
よりも増加するのを、第１図に示した特性評価部にて演
算を行ないその結果を制御部へ伝える。
スの利用率が低くなると即ち１反応ガスが今までよりも
多（燃料！池に供給され、電極内を早く通過させるよう
にすると、一定負荷電流値において出力電圧が上昇する
ことに着目し１発電時間の経過に伴って長期運転後の定
格出力での出力電圧低下を補うために反応ガス供給量を
増し反応ガスの利用率を低（させることにより定格負荷
での電流値を維持する。両者ともＷ池出力電圧の検知は
、８ｇ４図に示す燃料電池の出力特性図のように、長期
運転後は同一出力を維持するのには出力電流が運転初期
よりも増加するのを、第１図に示した特性評価部にて演
算を行ないその結果を制御部へ伝える。
以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の第１の実施例を示すブロック図で、燃料電池本
体２と反応ガス供給装置１との間には燃料ガス供給絞り
９Ｐ７．空気供給絞り弁８が設けられ、燃料電池本体２
の排気側に燃料排ガス絞り弁９．空気排ガス絞り升ＩＯ
が設けられている。
の発明の第１の実施例を示すブロック図で、燃料電池本
体２と反応ガス供給装置１との間には燃料ガス供給絞り
９Ｐ７．空気供給絞り弁８が設けられ、燃料電池本体２
の排気側に燃料排ガス絞り弁９．空気排ガス絞り升ＩＯ
が設けられている。
電力変換器おから検出した出力電流値は特性評価部６で
演算されて、制御ｓ５５に連係している。この特性評価
部６には、燃料′Ｉ！池運転初期特性として電力電流特
性を記憶しており、所定の出力負荷電力に対して燃料電
池の出力電流値が大きい場合には前記絞り弁７，８の開
度を大きくし反応ガスの供給量を増加させ、また前記絞
り弁９．１０の開度を小さくして排気を絞ることによっ
て燃料電池本体内の反応ガスの圧力が上昇する。これに
よって第５図に示した特性によってその負荷状態に２け
る出力電圧が上昇し出力電流値を余分に増すことなく出
力電力値を維持することができる。
演算されて、制御ｓ５５に連係している。この特性評価
部６には、燃料′Ｉ！池運転初期特性として電力電流特
性を記憶しており、所定の出力負荷電力に対して燃料電
池の出力電流値が大きい場合には前記絞り弁７，８の開
度を大きくし反応ガスの供給量を増加させ、また前記絞
り弁９．１０の開度を小さくして排気を絞ることによっ
て燃料電池本体内の反応ガスの圧力が上昇する。これに
よって第５図に示した特性によってその負荷状態に２け
る出力電圧が上昇し出力電流値を余分に増すことなく出
力電力値を維持することができる。
次にこの発明の第２の実施例を示すブロック図を第２図
１こ示す。この図では燃料電池本体２と反応ガス供給装
置１との間には燃料ガス供給絞り弁７、空気供給絞り弁
８が設けられている。電力変換器おから検出した出力［
流値は特性評価部６６で演算されて、制御部あに連−係
している。この特性評価部６６には、燃料電池運転初期
特性として電力電流特性を記憶しており、所定の出力負
荷電力に対して燃料電池の出力電流値が大きい場合には
前記絞り升７，８の開度を大きくし反応ガスの供給ｔｈ
ｌを増やして、燃料電池本体２内で反応ガス利用率を低
下させる。これによって第６図に示した特性をこまって
その負荷状態にＲける出力電圧が上昇し出力を流値を余
分に増すことなく出力′胤力値を維持することができる
。
１こ示す。この図では燃料電池本体２と反応ガス供給装
置１との間には燃料ガス供給絞り弁７、空気供給絞り弁
８が設けられている。電力変換器おから検出した出力［
流値は特性評価部６６で演算されて、制御部あに連−係
している。この特性評価部６６には、燃料電池運転初期
特性として電力電流特性を記憶しており、所定の出力負
荷電力に対して燃料電池の出力電流値が大きい場合には
前記絞り升７，８の開度を大きくし反応ガスの供給ｔｈ
ｌを増やして、燃料電池本体２内で反応ガス利用率を低
下させる。これによって第６図に示した特性をこまって
その負荷状態にＲける出力電圧が上昇し出力を流値を余
分に増すことなく出力′胤力値を維持することができる
。
この発明は前述のよう（こ燃料電池発電装置において所
定負荷における負荷電流値を初期（こ設定した負荷電流
値とを比較し１反応ガス圧力を燃料電池本体内で増加さ
せ、あるいは反応ガスの燃料電池本体内での利用率を低
下させるように制御するので、長期運転後においても負
荷電流を増やすこと無く出力電圧を維持することが出来
るため電力変換器に使用する電力用半導体素子を必要最
小数（こすることが可能となる。
定負荷における負荷電流値を初期（こ設定した負荷電流
値とを比較し１反応ガス圧力を燃料電池本体内で増加さ
せ、あるいは反応ガスの燃料電池本体内での利用率を低
下させるように制御するので、長期運転後においても負
荷電流を増やすこと無く出力電圧を維持することが出来
るため電力変換器に使用する電力用半導体素子を必要最
小数（こすることが可能となる。
第１図はこの発明の実施例を説明する燃料電池発生装置
のブロック図、第２図はこの発明の異なる実施例を説明
する燃料電池発電装置のブロック図、巣３図は従来例を
示すブロック図、第４図は燃料電池本体の出力特性図、
第５図と第６図は燃料１！池本体の運転特性図である。 １・・・反応ガス供給装置、２・・・燃料電池本体。 ３．３３・・・電力変換器、４・・・外部負荷、５，５
５．５６・・・制御部、６，６６・・・特性評価部％
７・・・燃料ガス供給絞り升、８・・・空気供給絞り升
、９・・・燃料排ガス絞り弁、１０・・・空気排ガス絞
り弁。 ５ 第３区 第１ 区 一４式力電；糺 冨１１４ 弔Ｚ 区 第５閃 乃Ａ−口
のブロック図、第２図はこの発明の異なる実施例を説明
する燃料電池発電装置のブロック図、巣３図は従来例を
示すブロック図、第４図は燃料電池本体の出力特性図、
第５図と第６図は燃料１！池本体の運転特性図である。 １・・・反応ガス供給装置、２・・・燃料電池本体。 ３．３３・・・電力変換器、４・・・外部負荷、５，５
５．５６・・・制御部、６，６６・・・特性評価部％
７・・・燃料ガス供給絞り升、８・・・空気供給絞り升
、９・・・燃料排ガス絞り弁、１０・・・空気排ガス絞
り弁。 ５ 第３区 第１ 区 一４式力電；糺 冨１１４ 弔Ｚ 区 第５閃 乃Ａ−口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）反応ガス供給装置、燃料電池本体、電力変換器およ
びそれらを連携して運転するための制御部から成る燃料
電池発電装置において、所定の出力における電流値を入
力信号としこれと所定負荷における初期の設定電流値と
の差を検知する特性評価部と、燃料電池本体の反応ガス
供給側と排気側とに配せられ、前記特性評価部の出力に
関連して反応ガス圧力を制御するガス絞り弁とを有する
ことを特徴とする燃料電池発電装置。 ２）反応ガス供給装置、燃料電池本体、電力変換器およ
びそれらを連携して運転するための制御部から成る燃料
電池発電装置において、所定の出力における電流値を入
力信号としこれと所定負荷における初期の設定電流値と
の差を検知する特性評価部と、燃料電池本体の反応ガス
供給側に配せられ、前記特性評価部の出力に関連して反
応ガス供給量を制御するガス絞り弁を有することを特徴
とする燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63209660A JPH0260058A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63209660A JPH0260058A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260058A true JPH0260058A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16576491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63209660A Pending JPH0260058A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0260058A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0471168A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP63209660A patent/JPH0260058A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0471168A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント |
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