JPH0278159A - 燃料電池系統切替え装置 - Google Patents

燃料電池系統切替え装置

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JPH0278159A
JPH0278159A JP63227517A JP22751788A JPH0278159A JP H0278159 A JPH0278159 A JP H0278159A JP 63227517 A JP63227517 A JP 63227517A JP 22751788 A JP22751788 A JP 22751788A JP H0278159 A JPH0278159 A JP H0278159A
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fuel cells
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Yasuhiro Takemoto
岳元　康広
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複数の燃料電池を直列に接続した燃料電池系
統切替え装置において、異常が発生した燃料電池あるい
は点検をすべき燃料電池の接続を動作中に切り離すこと
ができる燃料電池系統切替え装置に関する。
（従来の技術） 複数の燃料電池構成は、電池出力側ｋｎ接続される直流
・交流変換装置の容量及びケーブルサイズの問題から、
電池出力電流を抑えなければならない。そのために、複
数の燃料電池は、並列に接続されるのでなく、直列に接
続されている。
第３図に、複数の燃料電池を有する従来の燃料電池発電
システムの一例を示す。
図において、４台の燃料電池１，２，３．４は、直列に
接続され、上記燃料電池１，２，３．４の直流出力は、
直流・交流変換装置５により、交流に変換された後、図
示されていない昇圧変圧器を介して系統へ接続される。
上記燃料電池１，２，３．４の接続構成は、固定されて
いる為例えば、燃料電池２が故障した°場合、燃料電池
１，３．４の発電を中止して、燃料電池２の故障の原因
調査及び復旧作業を行なう必要がある。その為に、燃料
電池２の故障の調査及び復旧作業を行なっている間は、
発電を中止しなければならなかった。
又、燃料電池１，２，３．４の内部を定期的に点検する
必要があり、その場合においても、発電を中止した後に
電池内部の点検を実施しなければならなかった。
（発明が解決しようとする課題） このように、従来の燃料電池発電システムでは、複数あ
る燃料電池の内、１台のみの故障によっても、発電シス
テムを停止させる必要があり、又定期点検においても発
電システムを全て停止させねばならないという問題があ
った。このため系統側へ与える信頼性を向上させるため
には、上記燃料電池発電システムが停止した場合に備え
、常時バックアップ用として、別に発電システムを備え
ておく必要があるという問題があった。
本発明は、複数ある燃料電池の内、いずれかの燃料電池
が故障あるいは電池毎の点検中においても、発電システ
ムを停止させることなく、運転を継続することが出来、
系統側への信頼性を向上させると共にバックアップ用の
別発電システムを不要とする燃料電池系統切替え装置を
提供することを目的とする。
［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、以上のような目的を達成するために、直列に
接続された複数の燃料電池を有する燃料電池系統切替え
装置で、個々の燃料電池の電圧異常と上記燃料電池の電
圧を発生させるための燃料の異常あるいは電池を冷却す
るための冷却水の異常からなる燃料電池のプロセス異常
を常に監視するとともに、これらの異常信号を検出する
検出器を設けておき、前記検出器から検出される２つの
異常信号が入力する第１の論理和回路と、前記第１の論
理和回路の出力信号と点検時に使用する手動閉信号とが
人力する第２の論理和回路と、第２の論理和回路の出力
信号により直列に接続された複数の燃料電池を切り雌し
、点検終了時に切り雑された燃料電池を接続するための
開閉器とを有し。
燃料電池系統を切り離さずに、複数の直列に接続された
燃料電池系統から少なくとも１つの燃料電池を切り離す
ことを特徴とするものである。
また、本発明は、複数の燃料電池系統から燃料電池が切
り離された場合に、残りの燃料電池系統の許容負荷に応
じて負荷制限を行なう負荷制限回路を有することを特徴
とするものである。
［作　用コ 本発明は、電池電圧異常信号あるいは電池プロセス異常
信号のいずれかが発生した場合、あるいは燃料電池の点
検をする場合には、開閉器が動作して異常が発生した燃
料電池あるいは点検すべき燃料電池のみを燃料電池系統
から切り離すことができる。
そして、異常の発生がなくなった場合あるいは点検が終
了した場合には１手動間借号により前記開閉器を動作し
て前記燃料電池を元の状態に接続することができる。
また、前記の原因により燃料電池が切り離された場合に
は、燃料電池を切り離す前の負荷容量とは異なるため、
燃料電池を切り離した開閉器の接点信号により負荷の制
限を行なう制限回路を有する。
［実施例］ 第１図に、本発明の一実施例に係る燃料電池切替え装置
の構成図を、また、第２図には、本発明の一実施例に係
る燃料電池切替え装置の制御ブロック図を示す。
これらの図において、燃料電池１の正、負極側両端には
開閉器６ＣＢに励磁信号が来た時に閉成する開閉器接点
６ｂｌ、６ｂ２が直列に接続されると共に閉成する開閉
器接点６ａが並列に接続される。
燃料電池２，３．４についても燃料電池１と同様に、開
閉器７ＣＢ、８ＣＢ、９ＣＢの接点７ａ。
７ｂｌ、７ｂ２，８ａ、８ｂｌ、８ｂ２，９ａ。
９ｂｌ、９ｂ２が燃料電池２，３．４の正、負極側両端
に並列及び直列に接続され、４台の燃料電池１，２，３
．４の直流出力は、直流・交流変換装置５によって、交
流に変換された後、図示されていない昇圧変圧器を介し
、系統側へ出力される。
従って、接点６ａ、６ｂｌ、６ｂ２を有する開閉器６Ｃ
Ｂが後述の異常信号１１．１５により励磁し°た場合、
燃料電池１に直列に接続されている開閉器接点６ｂｌ、
６ｂ２が開き並列に接続されている開閉器接点６ａが閉
じるので、上記燃料電池１は、４台の燃料電池系統から
除外され、３台の燃料電池２，３．４の電圧は、開閉器
接点６ａを介して出力される。
他の燃料電池２，３．４についても、同様にそれぞれの
開閉器７ＣＢ、８ＣＢ、９ＣＢが励磁することにより、
それらの開閉器接点７ａ、８ａ。
９ａが閉成し、この接点を介して燃料電池の電圧が出力
される。
本実施例においては、４台の燃料電池系統から２台ある
いは３台の燃料電池を除外する場合も同様である。例え
ば、燃料電池１，２を除外する場合、それぞれの開閉器
６８Ｃ，７ＢＣが励磁することにより上記燃料電池１，
２に直列に接続されているそれぞれの開閉器接点６ｂｌ
、６ｂ２゜７ｂｌ、７ｂ２が開成し、並列に接続されて
いるそれぞれの開閉器接点６ａ、７ａが閉成する。これ
により、燃料′？ｊｉ池１，２は４台の燃料電池系統か
ら除外され、燃料電池３，４の電圧はそれぞれの開閉器
６ＣＢ、７ＣＢの接点６ａ、７ａを介し、出力される。
次に、本発明の開閉器の制御について、更に詳細に説明
する。第２図において５手動操作信号１０Ｃ〜゛１３Ｃ
は、手動操作により開閉器６ＣＢ〜９ＣＢを励磁する為
の信号であり、又手動操作信号１００〜１３０は手動操
作により開°閉器６ＣＢ〜９ＣＢを非励磁にする為の信
号である。
電池電圧異常信号１１は、第１図における燃料電池１の
電池電圧の異常信号である。同様に電池電圧異常信号１
２，１３．１４は、第１図における燃料電池２，３．４
の電池電圧のそれぞれの異常信号である。
電池プロセス異常信号１５は、第１図における燃料電池
１を冷却する為の冷却水の温度又は、電池の燃料である
水素、酸素の濃度が、高くなった時に出力される信号で
ある。同様に電池プロセス異常信号１６．１７．．１８
は、第１図における燃料電池２，３．４の冷却水の温度
又は、電池の燃料である水素、酸素の濃度が高くなった
時出力される信号である。
次に、本発明における燃料電池系統切替え装置の動作に
ついて説明する。
今、燃料電池１の電池電圧が異常に高くなると、電池電
圧異常信号１１が出力され、あるいは、燃料電池１の冷
却水温度、水素、酸素濃度が異常に高くなると、電池プ
ロセス異常信号１５が出力され、これらの信号１１．１
５は論理和２０ａおよび論理和２１ａを介して開閉器６
ＣＢに入力され、開閉器接点６ａを閉成し、開閉器接点
６ｂ１゜６ｂ２を開成する。
他の燃料電池２，３．４についても燃料電池１の場合と
同様に、開閉器７ＢＣ，８ＢＣ，９ＢＣが動作する。
また、点検が必要な場合、または異常の発生が無くなり
、あるいは点検が終了した場合には、開閉器６ＣＢ、７
ＣＢ、８ＣＢ、９ＣＢを手動操作により励磁または非励
磁とする。たとえば燃料電池１を手動操作により４台の
燃料電池系統から除外する場合、手動閉信号１０Ｃによ
り論理和２１ａを介して開閉器６ＣＢを励磁し、燃料電
池１を系統から除外する。
元の状態に戻す場合には、手動（３号１ｏ○により開閉
器を非励磁にする。
さらに、以上のように直列に接続された複数の燃料電池
系統において、電池電圧および電池プロセスの異常信号
により除外された残りの燃料電池の許容負荷までに負荷
の制限を行なうため、残りの燃料電池に属する開閉器の
接点信号により運転台数を把握してそれに見合った負荷
の制限を行なう負荷制御回路（図末省略）を設けるよう
にしてもよい。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、複数の燃料電池の
内いずれかの燃料電池に異常が生じた場合、自動的に異
常が発生した燃料電池のみを燃料電池系統から除外する
ことができるので、発′准運転を中止することなく、運
転継続が可能となる。
又、燃料電池の点検を行なう場合においても、該当する
燃料電池を手動操作により燃料電池系統から除外するこ
とができるので、発電運転を中止することなく運転継続
が可能となる。
従って、不必要に発電プラントを停止することがなくな
り、系統側への信頼性が向上すると共にバックアップ用
の別発電システムも不要となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に係る燃料電池切替え装置
の構成図、第２図は第１図の燃料電池切替え装置の制御
ブロック図、第３図は従来の複数の燃料電池を有する燃
料電池発電システムの構成図である。 １．２，３．４・・・燃料電池、　５・・・直流・交流
変換装置、　６ａ、７ａ、８ａ、９ａ・・・開閉器のａ
接点（開閉器が励磁した時閉じる接点）６ｂｌ、６ｂ２
，７ｂｌ、７ｂ２，８ｂｌ。 ８ｂ２，９ｂｌ、９ｂ２・・・開閉器のｂ接点（開閉器
が非励磁の時閉じる接点）、　　６ＣＢ、７ＣＢ。 ８ＣＢ、９ＣＢ・・・開閉器、 ２０　ａ　、　２０　ｂ　、　２０　ｃ　ｙ　２０　ｄ
　＋　２１　ａ　ｙ２１ｂ　、　２１ｃ　、　２１　ｄ
　−論理和。 （７３１７）代理人　弁理士　　則　近　憲　佑（８８
６９）代理人　弁理士　　第子丸　　健第１図 第２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直列に接続された複数の燃料電池からなる燃料電池系統
    において、個々の燃料電池の電圧異常信号とプロセス異
    常信号とを検出する個々の検出器と、これら個々の検出
    器から検出される２つの異常信号が入力する第１の個々
    の論理和回路と、前記第１の論理和回路の出力信号と手
    動信号とが入力する第２の個々の論理和回路と、これら
    第２の個々の論理和回路の出力信号により動作する直列
    に接続された複数の燃料電池を切り離すための個々の開
    閉器と、前記燃料電池個々に直列に継続され前記個々の
    開閉器が非励磁のとき閉成する個々の接点と、前記燃料
    電池個々に並列に接続され前記個々の開閉器が励磁のと
    き閉成する個々の接点とを備え、燃料電池系統を切り離
    さずに、複数の直列に接続された燃料電池系統から少な
    くとも１つの燃料電池を除外することを特徴とする燃料
    電池系統切替え装置。
JP63227517A 1988-09-13 1988-09-13 燃料電池系統切替え装置 Pending JPH0278159A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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