JPH0380316A - 燃料電池直流並列運転システム - Google Patents
燃料電池直流並列運転システムInfo
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- JPH0380316A JPH0380316A JP1217771A JP21777189A JPH0380316A JP H0380316 A JPH0380316 A JP H0380316A JP 1217771 A JP1217771 A JP 1217771A JP 21777189 A JP21777189 A JP 21777189A JP H0380316 A JPH0380316 A JP H0380316A
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Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
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、燃料電池の直流出力を直流電源装置により電
圧変換して負荷に給電する燃料電池電源システムに関し
、特に負荷変動に応じて商用電源あるいはエンジン発電
機を入力とする整流器出力と負荷分担を行って、燃料電
池の有効利用を図る燃料電池直流並列運転システムに関
するものである。
圧変換して負荷に給電する燃料電池電源システムに関し
、特に負荷変動に応じて商用電源あるいはエンジン発電
機を入力とする整流器出力と負荷分担を行って、燃料電
池の有効利用を図る燃料電池直流並列運転システムに関
するものである。
［従来の技術］
従来より、電解質を介して正負の電極を対向させ、それ
ぞれの電極に酸化剤と燃料（還元剤）を連続的に供給し
て燃料の持つ化学エネルギーを燃焼させることなしに電
気化学的に直接電気エネルギーへ変換する燃料電池が知
られている。この燃料電池は、１次電池や２次電池のよ
うに放電容量に限界があるのとは異なり、外部から酸化
剤と燃料の供給が続く限り連続的に放電が行える利点と
、エネルギー変換効率が高いという利点がある。
ぞれの電極に酸化剤と燃料（還元剤）を連続的に供給し
て燃料の持つ化学エネルギーを燃焼させることなしに電
気化学的に直接電気エネルギーへ変換する燃料電池が知
られている。この燃料電池は、１次電池や２次電池のよ
うに放電容量に限界があるのとは異なり、外部から酸化
剤と燃料の供給が続く限り連続的に放電が行える利点と
、エネルギー変換効率が高いという利点がある。
第６図は従来例の燃料電池電源システムのブロック図で
ある。１は燃料電池（Ｆｕｅｌ Ｃｅ１ｌ）、２は直流
電源装置、３はこれらの燃料電池ｌおよび直流電源装置
２で構成される燃料電池電源、１０は負荷である。燃料
電池１は、水素と酸素との電気化学反応により直流電力
を発生ずることから、直流負荷に対しては直接給電する
ことができる。
ある。１は燃料電池（Ｆｕｅｌ Ｃｅ１ｌ）、２は直流
電源装置、３はこれらの燃料電池ｌおよび直流電源装置
２で構成される燃料電池電源、１０は負荷である。燃料
電池１は、水素と酸素との電気化学反応により直流電力
を発生ずることから、直流負荷に対しては直接給電する
ことができる。
しかし、一般的には燃料電池出力の電圧変換が必要な場
合が多く、その場合には、第６図に示すように負荷ｌＯ
への給電は、燃料型／ｌｉ！ｉの出力を入力とする直流
電源装置２で電圧変換されて行なわれる。このとき、負
荷１０の消費電力が時間に関わらず一定ならば、燃料電
池電源３の出力容量と負荷ｌＯの消費電力を合わせるこ
とにより燃料電池型ｉＮｉ［３を有効に使うことができ
る。
合が多く、その場合には、第６図に示すように負荷ｌＯ
への給電は、燃料型／ｌｉ！ｉの出力を入力とする直流
電源装置２で電圧変換されて行なわれる。このとき、負
荷１０の消費電力が時間に関わらず一定ならば、燃料電
池電源３の出力容量と負荷ｌＯの消費電力を合わせるこ
とにより燃料電池型ｉＮｉ［３を有効に使うことができ
る。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来の技術における燃料電池電源シ
ステムでは、通常、負荷１０の消費電力が第７図に示す
ように時間とともに変動するため、負荷ｌＯの消費電力
のピーク値に合わせて燃料電池電源３の出力容量を定め
ると、大部分の時間、燃料電池電源３は出力にかなりの
余力を残したままの部分負荷で運転することになり、創
設費用が高価な燃料電池の有効利用が図れないという問
題がある。
ステムでは、通常、負荷１０の消費電力が第７図に示す
ように時間とともに変動するため、負荷ｌＯの消費電力
のピーク値に合わせて燃料電池電源３の出力容量を定め
ると、大部分の時間、燃料電池電源３は出力にかなりの
余力を残したままの部分負荷で運転することになり、創
設費用が高価な燃料電池の有効利用が図れないという問
題がある。
本発明は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、創設費用が高価な燃料電池の有効利用を図るための
燃料電池直流並列運転システムを提供することを目的と
する。
で、創設費用が高価な燃料電池の有効利用を図るための
燃料電池直流並列運転システム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］
上記の目的を達成するための本発明の燃料電池直流並列
運転システムの構成は、 燃料１に池とこの燃料電池の出力を人ツノとし出力電圧
制御手段を有する直流電源装置とから戊る燃料電池電源
と、 商用電源あるいは他の発電源を整流する整流器とを備え
、 前記燃料電池電源の出力と前記整流器の出力とを並列に
接続し、 前記燃料電池電源の直ｔ１ｔ、電源装置の出力電圧を前
記出力電圧制御手段で前記負荷の変動に応じて制御する
ことにより該燃料電池電源の出力の負荷分担の割合を制
御することを特徴とする。
運転システムの構成は、 燃料１に池とこの燃料電池の出力を人ツノとし出力電圧
制御手段を有する直流電源装置とから戊る燃料電池電源
と、 商用電源あるいは他の発電源を整流する整流器とを備え
、 前記燃料電池電源の出力と前記整流器の出力とを並列に
接続し、 前記燃料電池電源の直ｔ１ｔ、電源装置の出力電圧を前
記出力電圧制御手段で前記負荷の変動に応じて制御する
ことにより該燃料電池電源の出力の負荷分担の割合を制
御することを特徴とする。
［作用］
本発明は、燃料電池の出力を入力とし、出力をエンジン
発電機等の出力と並列接続した直流電源装置の出ツノ電
圧を出力電圧制御回路で制御し、整流器との負荷分担の
割合を調節することにより、燃料電池の出力容量を、変
動する負荷の消費電力のピーク値に合わせるのではなく
、例えば消費電力の最小値以下あるいはピーク値と最小
値の間の値に選び、燃料電池電源は常時はぼ定格出力で
運転し、燃料電池電源の出力を超える部分については別
系統の直流出力の電源９例えば商用電源あるいはエンジ
ン発電機等を入力とする整流器の出力から給電して、創
設費用の高価な燃料電池の有効利用を図る。
発電機等の出力と並列接続した直流電源装置の出ツノ電
圧を出力電圧制御回路で制御し、整流器との負荷分担の
割合を調節することにより、燃料電池の出力容量を、変
動する負荷の消費電力のピーク値に合わせるのではなく
、例えば消費電力の最小値以下あるいはピーク値と最小
値の間の値に選び、燃料電池電源は常時はぼ定格出力で
運転し、燃料電池電源の出力を超える部分については別
系統の直流出力の電源９例えば商用電源あるいはエンジ
ン発電機等を入力とする整流器の出力から給電して、創
設費用の高価な燃料電池の有効利用を図る。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明の基本構成を示すブロック図である。
第１図において、第６図の従来例と同一機能の部材や要
素には、同一符号を付しである。
素には、同一符号を付しである。
１は燃料電池（Ｆｕｅｌ Ｃｅ１ｌ）、２は直流電源装
置、３はこれらの燃料電池ｌおよび直流電源装置２で構
成される燃料電池電源である。本実施例の直流電源装置
２は、直流電源装置主回路２−１と、出力電圧制御回路
２−２とから成る。直流電源装置主回路２−１は、燃料
電池ｌの出力を入力として負荷に適合する電圧に変換す
る機能を有する。出力電圧制御回路２−２は、直流電源
装置主回路２１の出力電圧を検出し、所望の出力電圧と
の比較、演算増幅等の処理を行って、直流電源装置主回
路２−１の出力電圧、即ち直流電源装置２の出力電圧を
所望の出力電圧とするように直流電源装置主回路２−１
を制御する機能を有する。４は例えば商用電源であり、
５はその商用電源４を整流する整流器、１０は負荷であ
る。燃料電池３の出力、即ち直流電源装置主回路２−１
の出力は、整流器５の出力と並列に接続して、負荷ｌＯ
へ給電する。
置、３はこれらの燃料電池ｌおよび直流電源装置２で構
成される燃料電池電源である。本実施例の直流電源装置
２は、直流電源装置主回路２−１と、出力電圧制御回路
２−２とから成る。直流電源装置主回路２−１は、燃料
電池ｌの出力を入力として負荷に適合する電圧に変換す
る機能を有する。出力電圧制御回路２−２は、直流電源
装置主回路２１の出力電圧を検出し、所望の出力電圧と
の比較、演算増幅等の処理を行って、直流電源装置主回
路２−１の出力電圧、即ち直流電源装置２の出力電圧を
所望の出力電圧とするように直流電源装置主回路２−１
を制御する機能を有する。４は例えば商用電源であり、
５はその商用電源４を整流する整流器、１０は負荷であ
る。燃料電池３の出力、即ち直流電源装置主回路２−１
の出力は、整流器５の出力と並列に接続して、負荷ｌＯ
へ給電する。
以上のように構成した本発明の基本構成の動作および作
用を述べる。第２図は、直流電源装置２と整流器５の負
荷分担の説明図である。Ｉｏは燃料型／Ｉｌ！電源３の
出力、即ち直流電源装置２の出力と整流器５の出力の負
荷分担による燃料電池直流並列運転システムの出力電流
であり、第４図に実線で示すように、この出力電流Ｉ。
用を述べる。第２図は、直流電源装置２と整流器５の負
荷分担の説明図である。Ｉｏは燃料型／Ｉｌ！電源３の
出力、即ち直流電源装置２の出力と整流器５の出力の負
荷分担による燃料電池直流並列運転システムの出力電流
であり、第４図に実線で示すように、この出力電流Ｉ。
のうち、直流電源装置２が１．を、整流器５がＩ、を分
担している。従って、１ｏ＝Ｌ＋Ｉｚである。第２図の
破線で示すように、直流電源装置２の出力電圧特性を変
化させることにより、直流電源装置２と整流器５の負荷
分担を任意の割合（Ｉ、十ΔＩ ： Ｉ。
担している。従って、１ｏ＝Ｌ＋Ｉｚである。第２図の
破線で示すように、直流電源装置２の出力電圧特性を変
化させることにより、直流電源装置２と整流器５の負荷
分担を任意の割合（Ｉ、十ΔＩ ： Ｉ。
Δｌ）に変えることかできる。即ち、負荷ＩＯに流れる
電流が変化したり、商用電源４の変動により整流器の出
力電圧か変化したときなどに、直流電源装置２と整流器
５の負荷分担の割合か変化し、直流ｉ源装置２の出力が
変化するが、出力電圧制御回路２−２を適宜な手段によ
Ｆ１制ｍ＋、て直流電源装置２の出力電圧を変化させる
ことにより、直流′ＷＸｉ源装置２の出力即ち燃料電池
電源３の出力の負荷分担の割合を制御することができる
。これによって、燃料電池ｌの出力容量を負荷のピーク
値以下に規定することが可能になる。即ち、燃料電池ｌ
の出力容量を、変動する負荷ＩＯの消費電力の最小値以
下あるいはピーク値と最小値の間の間に選び、負荷１０
の消費電力（電流）の変動に応じて、第２図の破線や実
線で示すように直流電源装置２の出力電圧特性を変化さ
せることにより、燃料電池電源３は常時はぼ定格出力で
運転し、燃料電池電源３の定格出力を超える部分につい
ては別系統の直流出力の電源０例えば商用電源あるいは
エンジン発電機等を入力とする整流器の出力から給電し
、これにより創設費用が高価な燃料電池の有効利用を図
ることができる。
電流が変化したり、商用電源４の変動により整流器の出
力電圧か変化したときなどに、直流電源装置２と整流器
５の負荷分担の割合か変化し、直流ｉ源装置２の出力が
変化するが、出力電圧制御回路２−２を適宜な手段によ
Ｆ１制ｍ＋、て直流電源装置２の出力電圧を変化させる
ことにより、直流′ＷＸｉ源装置２の出力即ち燃料電池
電源３の出力の負荷分担の割合を制御することができる
。これによって、燃料電池ｌの出力容量を負荷のピーク
値以下に規定することが可能になる。即ち、燃料電池ｌ
の出力容量を、変動する負荷ＩＯの消費電力の最小値以
下あるいはピーク値と最小値の間の間に選び、負荷１０
の消費電力（電流）の変動に応じて、第２図の破線や実
線で示すように直流電源装置２の出力電圧特性を変化さ
せることにより、燃料電池電源３は常時はぼ定格出力で
運転し、燃料電池電源３の定格出力を超える部分につい
ては別系統の直流出力の電源０例えば商用電源あるいは
エンジン発電機等を入力とする整流器の出力から給電し
、これにより創設費用が高価な燃料電池の有効利用を図
ることができる。
第３図は本発明の一実施例を説明する図であって、前記
直流電源装置の出力電圧の一制御方法を示した燃料電池
直流並列運転システムのブロック図である。本実施例に
おいて、第１図の基本構成と同一機能の部材や要素には
同一の符号を付しである。本実施例は、燃料電池ｌおよ
びその出力を入力とし直流電源装置主回路１１と出力電
圧制御回路２−２を有する直流電源装置２からなる燃料
電池電源３の出力と、商用電源４を整流する整流器５の
出力とを並列接続し、負荷１０に給電する第１図の基本
構成において、出力電圧制御回路２に対し負荷１０の消
費電力に応じて制御指令を与える適宜な手段として、負
荷１０への電力供給線に結合した負荷電流／電力検出手
段６と、直流電源装置２の出力線に接続した直流電源装
置出力電流／電力検出手段７と、負荷電流／電力検出手
段６の検出出力■、から直流電源装置３が分担ずべき電
流値（Ｉｔ、またはＩＬｍａｘ）を設定する直流電源装
置出力電流／電力設定手段８と、その設定電流値（ＩＬ
またはＩｔｍａｘ）と直流電源装置出力電流／電力検出
手段７の検出出力１ｄとを比較してその誤差に応じた出
力電圧制御用の信号ＶＱを出力電圧制御回路２−２へ送
出する直流電源装置出力電圧制御用信号出力手段９とを
備えたちのである。
直流電源装置の出力電圧の一制御方法を示した燃料電池
直流並列運転システムのブロック図である。本実施例に
おいて、第１図の基本構成と同一機能の部材や要素には
同一の符号を付しである。本実施例は、燃料電池ｌおよ
びその出力を入力とし直流電源装置主回路１１と出力電
圧制御回路２−２を有する直流電源装置２からなる燃料
電池電源３の出力と、商用電源４を整流する整流器５の
出力とを並列接続し、負荷１０に給電する第１図の基本
構成において、出力電圧制御回路２に対し負荷１０の消
費電力に応じて制御指令を与える適宜な手段として、負
荷１０への電力供給線に結合した負荷電流／電力検出手
段６と、直流電源装置２の出力線に接続した直流電源装
置出力電流／電力検出手段７と、負荷電流／電力検出手
段６の検出出力■、から直流電源装置３が分担ずべき電
流値（Ｉｔ、またはＩＬｍａｘ）を設定する直流電源装
置出力電流／電力設定手段８と、その設定電流値（ＩＬ
またはＩｔｍａｘ）と直流電源装置出力電流／電力検出
手段７の検出出力１ｄとを比較してその誤差に応じた出
力電圧制御用の信号ＶＱを出力電圧制御回路２−２へ送
出する直流電源装置出力電圧制御用信号出力手段９とを
備えたちのである。
また、第４図は、上記直流電源装置出力電圧制御用信号
出力手段９の出力信号ＶＱにより直流電源装置２の出力
電圧を変化させるための出力電圧制御回路２−２の構成
例を示す回路図である。演算増幅器１１とその一方の入
力に接続した入力用の抵抗１２および出力の帰還抵抗１
３とは誤差増幅器を形成する。この誤差増幅器の一方の
入力、即ち抵抗１２を介する入力には、抵抗■４、ツェ
ナーダイオード１５からなる基準電圧を逆流阻止用ダイ
オード１６を介して接続し、他方の入力には直流電源装
置２の出力電圧を抵抗１７．１８で分圧して接続する。
出力手段９の出力信号ＶＱにより直流電源装置２の出力
電圧を変化させるための出力電圧制御回路２−２の構成
例を示す回路図である。演算増幅器１１とその一方の入
力に接続した入力用の抵抗１２および出力の帰還抵抗１
３とは誤差増幅器を形成する。この誤差増幅器の一方の
入力、即ち抵抗１２を介する入力には、抵抗■４、ツェ
ナーダイオード１５からなる基準電圧を逆流阻止用ダイ
オード１６を介して接続し、他方の入力には直流電源装
置２の出力電圧を抵抗１７．１８で分圧して接続する。
２０は、パルス幅変調回路を含み、上記誤差増幅器の出
力を受けて直流電源装置主回路２−２の出力電圧の安定
化を図る駆動制御回路である。
力を受けて直流電源装置主回路２−２の出力電圧の安定
化を図る駆動制御回路である。
以上のように構成した一実施例の動作および作用を述べ
る。負荷電流あるいは電力は負荷電流／電力検出手段６
で検出され、負荷電流あるいは電力に対応する信号値Ｉ
Ｌが直流電源装置出力電流／電力設定手段８に送出され
る。直流電源装置出力電流／電力設定手段８では、予め
定められた設定上限値ＩＬｍａｘと負荷電流あるいは電
力に対応する信号値！ ＋−を比較し、Ｉｔ、がＩ Ｌ
ｍ ａ 、ｘよりも大きければ１ ＋−ｍ ａ ｘを、
■、がＩｔ−ｍａｘよりも小さければＩＬを直流電源装
置出力電圧制御用信号出力手段９に送出する。直流電源
装置出力電圧制御用信号出力手段９では、直流電源装置
出力電流／電圧検出手段７から送出されてくる直流電源
装置２の出力電流あるいは電力に対応する信号Ｉｄと直
流電源装置出力電流／電力設定手段８から送出される信
７号■、あるいはＩＬｍａｘと比較し、その誤差に応じ
た信号ＶＱを出力電圧制御回路２２に送出する。
る。負荷電流あるいは電力は負荷電流／電力検出手段６
で検出され、負荷電流あるいは電力に対応する信号値Ｉ
Ｌが直流電源装置出力電流／電力設定手段８に送出され
る。直流電源装置出力電流／電力設定手段８では、予め
定められた設定上限値ＩＬｍａｘと負荷電流あるいは電
力に対応する信号値！ ＋−を比較し、Ｉｔ、がＩ Ｌ
ｍ ａ 、ｘよりも大きければ１ ＋−ｍ ａ ｘを、
■、がＩｔ−ｍａｘよりも小さければＩＬを直流電源装
置出力電圧制御用信号出力手段９に送出する。直流電源
装置出力電圧制御用信号出力手段９では、直流電源装置
出力電流／電圧検出手段７から送出されてくる直流電源
装置２の出力電流あるいは電力に対応する信号Ｉｄと直
流電源装置出力電流／電力設定手段８から送出される信
７号■、あるいはＩＬｍａｘと比較し、その誤差に応じ
た信号ＶＱを出力電圧制御回路２２に送出する。
出力電圧制御回路２−２では、第４図の構成例により、
直流電源装置出力電圧制御用信号出力手段９の出力信号
ＶＱを逆流阻止用ダイオード１９を介して誤差増幅器の
基準電圧入力側に接続することによって、出力信号ＶＱ
により直流電源装置９ の 由 リｉｓｉ、ｚ＊ イ
ｌ＝ 太 ＋−）Ｘ、ｌ−ｆｉｈ＜−７３ＡＡ−［！
ＩＩ出力信号ＶＱのレベルを上げることにより、直流電
源装置主回路２−２の出力電圧を上昇させることができ
、これにより直流電源装置２の負荷電流あるいは電力の
分担の割合を増加することができる。なお、必要に応じ
てクランプ用ツェナーダイオード２１を設けることによ
り、信号ＶＱの上限値、即ち直流電源装置２の出力電圧
の上限値を抑えることもできる。また、直流電源装置出
力電流／ｉＪ圧検出手段７、直流電源装置出力電圧制御
用信号出力手段９、出力電圧制御回路２−２、直流電源
装置主回路２−１からなるフィードバックループを構成
していることから、直流電源装置出力電流／ｉ圧検出手
段７から送出されてくる直流電源装置２の出力電流ある
いは電圧に対応する信号１、を、直流電源装置出力電流
／電力設定手段８から送出される信号ＩＬあるいはＩＬ
ｍａｘと等しくすることが可能となる。即ち、直流電源
装置２の出力電流あるいは電力を、直流電源装置出力電
流／電力設定手段８で設定した値に対応する負荷電流あ
るいは電力に合わせることができる。但し、出力信号Ｖ
Ｑが送出されていないにも関わらず、直流電源装置２の
出力電圧が整流器５の電圧よりも高くなるように電圧設
定されている場合には、直流電源装置２の出力電流ある
いは電力は、直流電源装置出力電流／電力設定手段８で
設定した上限値１１．ｍ ａ ｘに対応する負荷電流あ
るいは電力を超えて供給することになる。
直流電源装置出力電圧制御用信号出力手段９の出力信号
ＶＱを逆流阻止用ダイオード１９を介して誤差増幅器の
基準電圧入力側に接続することによって、出力信号ＶＱ
により直流電源装置９ の 由 リｉｓｉ、ｚ＊ イ
ｌ＝ 太 ＋−）Ｘ、ｌ−ｆｉｈ＜−７３ＡＡ−［！
ＩＩ出力信号ＶＱのレベルを上げることにより、直流電
源装置主回路２−２の出力電圧を上昇させることができ
、これにより直流電源装置２の負荷電流あるいは電力の
分担の割合を増加することができる。なお、必要に応じ
てクランプ用ツェナーダイオード２１を設けることによ
り、信号ＶＱの上限値、即ち直流電源装置２の出力電圧
の上限値を抑えることもできる。また、直流電源装置出
力電流／ｉＪ圧検出手段７、直流電源装置出力電圧制御
用信号出力手段９、出力電圧制御回路２−２、直流電源
装置主回路２−１からなるフィードバックループを構成
していることから、直流電源装置出力電流／ｉ圧検出手
段７から送出されてくる直流電源装置２の出力電流ある
いは電圧に対応する信号１、を、直流電源装置出力電流
／電力設定手段８から送出される信号ＩＬあるいはＩＬ
ｍａｘと等しくすることが可能となる。即ち、直流電源
装置２の出力電流あるいは電力を、直流電源装置出力電
流／電力設定手段８で設定した値に対応する負荷電流あ
るいは電力に合わせることができる。但し、出力信号Ｖ
Ｑが送出されていないにも関わらず、直流電源装置２の
出力電圧が整流器５の電圧よりも高くなるように電圧設
定されている場合には、直流電源装置２の出力電流ある
いは電力は、直流電源装置出力電流／電力設定手段８で
設定した上限値１１．ｍ ａ ｘに対応する負荷電流あ
るいは電力を超えて供給することになる。
以」二のように動作することから、直流電源装置出力電
流／電力設定手段８で定められる設定上限値１ ＋−ｍ
ａ ｘを燃料電池電源３の定格出力電流あるいは電力
に対応する値とするならば、負荷電流あるいは電力が燃
料電池電源３の定格出力電流あるいは電力以下の場合は
、全ての負荷電流あるいは電力を燃料電池電源３から供
給し、負荷電流あるいは電力が燃料電池電源３の定格出
力電流あるいは電力を超える場合は、燃料電池電源３か
らは少なくともその定格出力電流あるいは電力を供給す
ることができる。
流／電力設定手段８で定められる設定上限値１ ＋−ｍ
ａ ｘを燃料電池電源３の定格出力電流あるいは電力
に対応する値とするならば、負荷電流あるいは電力が燃
料電池電源３の定格出力電流あるいは電力以下の場合は
、全ての負荷電流あるいは電力を燃料電池電源３から供
給し、負荷電流あるいは電力が燃料電池電源３の定格出
力電流あるいは電力を超える場合は、燃料電池電源３か
らは少なくともその定格出力電流あるいは電力を供給す
ることができる。
なお、上記説明では、負荷電流／電力検出手段６と直流
電源装置出力電流／電力検出手段７の検出対象である電
流あるいは電力を、同じもの即ち電流を検出する場合に
ついて示したが、必ずしも負荷電流１Ｍｌ力検出手段６
と直流電源装置出力電流／電力検出手段７において検出
対象を一致させる必要はない。例えば、負荷電流／ＩＩ
力検出手段６では電力を検出し、直流電源装置出力電流
／ｉｔ力設定手段８あるいは直流電源装置出力電圧制御
用信号出力手段９においてなんらかの方法（例えば、直
流電源装置２の出力電圧を第３図には図示されていない
手段で検出してきて、この出力電圧で負荷電流／１！圧
検出手段６で検出した電圧を割るなど）で電流に変換す
れば、直流電源装置電流／電力検出手段７では電流を検
出しても問題がないからである。
電源装置出力電流／電力検出手段７の検出対象である電
流あるいは電力を、同じもの即ち電流を検出する場合に
ついて示したが、必ずしも負荷電流１Ｍｌ力検出手段６
と直流電源装置出力電流／電力検出手段７において検出
対象を一致させる必要はない。例えば、負荷電流／ＩＩ
力検出手段６では電力を検出し、直流電源装置出力電流
／ｉｔ力設定手段８あるいは直流電源装置出力電圧制御
用信号出力手段９においてなんらかの方法（例えば、直
流電源装置２の出力電圧を第３図には図示されていない
手段で検出してきて、この出力電圧で負荷電流／１！圧
検出手段６で検出した電圧を割るなど）で電流に変換す
れば、直流電源装置電流／電力検出手段７では電流を検
出しても問題がないからである。
第５図は本発明の他の実施例を説明する図であって、直
流電源装置の出力電圧の一制御方法を示した燃料電池直
流並列運転システムのブロック図である。第３図と同符
号のものは同一機能のものである。この第５図の実施例
が第３図の実施例と異なるのは、燃料電池直流並列運転
システムが負荷１０に供給する電流あるいは電力の検出
方法を、直流電源装置２の出力電流あるいは電力と整流
器５の出力電流あるいは一電力を個別に検出し、両者を
加算して負荷電流／電力検出手段とした点にある。即ち
、６１は整流器５の出力電流あるいは電力を検出する整
流器出力電流／電力検出手段であり、６２はその検出さ
れた出力電流あるいは出力電力と前述の直′ＩＮ、７４
Ｎ装置出力電流／電力検出手段７が検出した出力電流あ
るいは電力とを加算して負荷電流あるいは負荷の消費電
力の検出出力として前述の直流電源装置出力電流／電力
設定手段８へ送出する加算器である。このように構成し
てし、上述した第３図の実施例と同様の動作を行い、同
様に作用することは明らかである。
流電源装置の出力電圧の一制御方法を示した燃料電池直
流並列運転システムのブロック図である。第３図と同符
号のものは同一機能のものである。この第５図の実施例
が第３図の実施例と異なるのは、燃料電池直流並列運転
システムが負荷１０に供給する電流あるいは電力の検出
方法を、直流電源装置２の出力電流あるいは電力と整流
器５の出力電流あるいは一電力を個別に検出し、両者を
加算して負荷電流／電力検出手段とした点にある。即ち
、６１は整流器５の出力電流あるいは電力を検出する整
流器出力電流／電力検出手段であり、６２はその検出さ
れた出力電流あるいは出力電力と前述の直′ＩＮ、７４
Ｎ装置出力電流／電力検出手段７が検出した出力電流あ
るいは電力とを加算して負荷電流あるいは負荷の消費電
力の検出出力として前述の直流電源装置出力電流／電力
設定手段８へ送出する加算器である。このように構成し
てし、上述した第３図の実施例と同様の動作を行い、同
様に作用することは明らかである。
なお、以上の実施例における商用電源４は、エンジン発
電機等の他の発電機等であっても良い。
電機等の他の発電機等であっても良い。
また、出力電圧制御回路２−２を制御する手段は上記の
実施例に限るものではなく、要は負荷電流（または負荷
の消費電力）の変動に応じて制御用の信号を変化させる
ことができるものであれば良い。このように、本発明は
その主旨に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取
り得るしのである。
実施例に限るものではなく、要は負荷電流（または負荷
の消費電力）の変動に応じて制御用の信号を変化させる
ことができるものであれば良い。このように、本発明は
その主旨に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取
り得るしのである。
［発明の効果］
以上の説明で明らかなように、本発明の燃料電池直流並
列運転システムによれば、燃料７Ｉｉ／！Ｉ！の直流出
力を直流電源装置により電圧変換して負荷に給電する燃
料電池ｉ！ｉ源を、変動する負荷の電源に適用する場合
、負荷電流あるいは電力が燃料電池電流の定格内ならば
燃料電池が全負荷を分担し、負荷電流あるいは電力が燃
料電池電源の定格を超える場合は、燃料電池電源は少な
くとも定格出力電流あるいは電力を負荷分担することに
なり、創設費用の高価な燃料電池を有効に利用すること
が可能となる。
列運転システムによれば、燃料７Ｉｉ／！Ｉ！の直流出
力を直流電源装置により電圧変換して負荷に給電する燃
料電池ｉ！ｉ源を、変動する負荷の電源に適用する場合
、負荷電流あるいは電力が燃料電池電流の定格内ならば
燃料電池が全負荷を分担し、負荷電流あるいは電力が燃
料電池電源の定格を超える場合は、燃料電池電源は少な
くとも定格出力電流あるいは電力を負荷分担することに
なり、創設費用の高価な燃料電池を有効に利用すること
が可能となる。
第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図は
燃料型７ｔＩ！電源を構成する直流電源装置と整流器の
負荷分担の説明図、第３図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図、第４図は上記実施例の出力電圧制御回路の構
成例を示す回路図、第５図は本発明の他の実施例を示す
ブロック図、第６図は従来例の燃料電池電源システムの
ブロック図、第７図は負荷の消費電力の時間変化を示す
図である。 １・・・燃料電池、２・・・直流電源装置、２〜ｌ・・
・直流電源装置主回路、２−２・・・出力電圧制御回路
、３・・・燃料電池電源、４・・・商用電源、５・・・
整流器、６・・・負荷電流／電力検出手段、７・・・直
流電源装置出力電流／ｉｉ力検出手段、８・・・直流電
源装置出力電流／電力設定手段、９・・・直流電源装置
出力電圧制御用信号出力手段、！０・・・負荷、１１・
・・演算増幅器、１２．＋ ３．１４．１７．１８・・
・抵抗、１５・・・ツェナーダイオード、１６．１９・
・・ダイオード、２０・・パルス幅変調回路を含む駆動
制御回路、２１・・・クランプ用ツェナーダイオード、
６１・・・整流器出力電流／電力検出手段、６２・・・
加算器。 第１ 図 ＯＩｉ流電；Ｊｌｉ１２夏２の □出力電流 第２ 整流器５の ０ 出力ｔ；克 図
燃料型７ｔＩ！電源を構成する直流電源装置と整流器の
負荷分担の説明図、第３図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図、第４図は上記実施例の出力電圧制御回路の構
成例を示す回路図、第５図は本発明の他の実施例を示す
ブロック図、第６図は従来例の燃料電池電源システムの
ブロック図、第７図は負荷の消費電力の時間変化を示す
図である。 １・・・燃料電池、２・・・直流電源装置、２〜ｌ・・
・直流電源装置主回路、２−２・・・出力電圧制御回路
、３・・・燃料電池電源、４・・・商用電源、５・・・
整流器、６・・・負荷電流／電力検出手段、７・・・直
流電源装置出力電流／ｉｉ力検出手段、８・・・直流電
源装置出力電流／電力設定手段、９・・・直流電源装置
出力電圧制御用信号出力手段、！０・・・負荷、１１・
・・演算増幅器、１２．＋ ３．１４．１７．１８・・
・抵抗、１５・・・ツェナーダイオード、１６．１９・
・・ダイオード、２０・・パルス幅変調回路を含む駆動
制御回路、２１・・・クランプ用ツェナーダイオード、
６１・・・整流器出力電流／電力検出手段、６２・・・
加算器。 第１ 図 ＯＩｉ流電；Ｊｌｉ１２夏２の □出力電流 第２ 整流器５の ０ 出力ｔ；克 図
Claims (2)
- （１）燃料電池とこの燃料電池の出力を入力とし出力電
圧制御手段を有する直流電源装置とから成る燃料電池電
源と、 商用電源あるいは他の発電源を整流する整流器とを備え
、 前記燃料電池電源の出力と前記整流器の出力とを並列に
接続し、 前記燃料電池電源の直流電源装置の出力電圧を前記出力
電圧制御手段で前記負荷の変動に応じて制御することに
より該燃料電池電源の出力の負荷分担の割合を制御する
ことを特徴とする燃料電池直流並列運転システム。 - （２）請求項１記載の燃料電池直流並列運転システムに
おいて、出力電圧制御手段が、 前記燃料電池直流並列運転システムが負荷に供給する負
荷電流あるいは電力を検出する負荷電流／電力検出手段
と、 前記直流電源装置の出力電流あるいは電力を検出しそれ
に対応する信号を出力する直流電源装置出力電流／電力
検出手段と、 前記負荷電流／電力検出手段からの検出出力を受け前記
負荷電流あるいは電力が所定の電流あるいは電力以下の
場合は該負荷電流あるいは電力に対応する信号を出力し
、該負荷電流あるいは電力が所定の電流あるいは電力を
超える場合は前記所定の電流あるいは電力に対応する信
号を出力する直流電源装置出力電流／電力設定手段と、 前記直流電源装置出力電流／電力検出手段から出力され
る信号と前記直流電源装置出力電流／電力設定手段から
出力される信号を比較し、前記直流電源装置の出力電流
あるいは電力を前記所定の電流あるいは電力以下の範囲
内で前記負荷電流あるいは電力に近付けるために、前記
直流電源装置から前記負荷に供給される直流電力の出力
電圧が、前記整流器から前記負荷に供給される直流電力
の出力電圧以上の電圧で出力されるように制御する直流
電源装置出力電圧制御用信号を出力する直流電源装置出
力電圧制御用信号出力手段とを備え、前記直流電源装置
の前記出力電圧制御回路を、負荷電流あるいは電力が前
記所定の電流あるいは電力以下の場合、前記直流電源装
置出力電圧制御用信号出力手段から出力される前記直流
電源装置出力電圧制御用信号によって、前記直流電源装
置から前記負荷に供給される直流電力の出力電圧が前記
整流器から前記負荷に供給される直流電力の出力電圧以
上の電圧で出力されるように制御し、大部分あるいは全
ての負荷電流あるいは電力を直流電源装置から供給し、
負荷電流あるいは電力が前記所定の電流あるいは電力を
超える場合、前記直流電源装置出力電圧制御用信号出力
手段から出力される前記直流電源装置出力電圧制御用信
号によって、前記直流電源装置から前記負荷に供給され
る直流電力の出力電圧が前記整流器から前記負荷に供給
される直流電力の出力電圧に対し、少なくとも前記所定
の電流あるいは電力を前記直流電源装置が負荷分担して
前記負荷に供給する電圧で出力されるように制御するこ
とを特徴とする燃料電池直流並列運転システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217771A JP2520963B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 燃料電池直流並列運転システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217771A JP2520963B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 燃料電池直流並列運転システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0380316A true JPH0380316A (ja) | 1991-04-05 |
| JP2520963B2 JP2520963B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=16709476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1217771A Expired - Fee Related JP2520963B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 燃料電池直流並列運転システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520963B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03118734A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-21 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池発電システムのバックアップ制御装置 |
| WO2005004271A1 (ja) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Sony Corporation | 燃料電池発電システム及び燃料電池発電制御方法、並びに燃料電池発電装置 |
| US7410711B2 (en) | 2000-11-28 | 2008-08-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell output characteristic estimation apparatus and output characteristic estimation method, fuel cell system and vehicle having the same, and fuel cell output control method and data storage medium |
| JP2009232674A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-10-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電源供給装置 |
| WO2010150828A1 (ja) * | 2009-06-25 | 2010-12-29 | パナソニック電工株式会社 | 電力供給装置 |
| JP5369184B2 (ja) * | 2009-06-25 | 2013-12-18 | パナソニック株式会社 | 電力供給装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5346255B2 (ja) * | 2009-09-02 | 2013-11-20 | パナソニック株式会社 | 電源供給装置 |
| JP4994476B2 (ja) * | 2010-02-08 | 2012-08-08 | 實 村野 | 直流電源利用システム |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP1217771A patent/JP2520963B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03118734A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-21 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池発電システムのバックアップ制御装置 |
| US7410711B2 (en) | 2000-11-28 | 2008-08-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell output characteristic estimation apparatus and output characteristic estimation method, fuel cell system and vehicle having the same, and fuel cell output control method and data storage medium |
| US8518590B2 (en) | 2000-11-28 | 2013-08-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell output characteristic estimation apparatus and output characteristic estimation method, fuel cell system and vehicle having the same, and fuel cell output control method and data storage medium |
| WO2005004271A1 (ja) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Sony Corporation | 燃料電池発電システム及び燃料電池発電制御方法、並びに燃料電池発電装置 |
| US7794887B2 (en) | 2003-07-07 | 2010-09-14 | Sony Corporation | Fuel cell power generating system, method for controlling fuel cell power generation, and fuel cell power generating apparatus |
| JP2009232674A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-10-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電源供給装置 |
| WO2010150828A1 (ja) * | 2009-06-25 | 2010-12-29 | パナソニック電工株式会社 | 電力供給装置 |
| JP5303032B2 (ja) * | 2009-06-25 | 2013-10-02 | パナソニック株式会社 | 電力供給装置 |
| JP5369184B2 (ja) * | 2009-06-25 | 2013-12-18 | パナソニック株式会社 | 電力供給装置 |
| US9142958B2 (en) | 2009-06-25 | 2015-09-22 | Panasonic Corporation | Power supply apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2520963B2 (ja) | 1996-07-31 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |