JPH0451466A - 燃料電池発電システムの出力制御装置 - Google Patents
燃料電池発電システムの出力制御装置Info
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- JPH0451466A JPH0451466A JP2161766A JP16176690A JPH0451466A JP H0451466 A JPH0451466 A JP H0451466A JP 2161766 A JP2161766 A JP 2161766A JP 16176690 A JP16176690 A JP 16176690A JP H0451466 A JPH0451466 A JP H0451466A
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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
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Fuel Cell (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〕
この発明は、出力側にＤ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器を介して補
助蓄電池が接続されたハイブリッド方式の燃料電池発電
システムの出力制御装置に関する。
助蓄電池が接続されたハイブリッド方式の燃料電池発電
システムの出力制御装置に関する。
一般に燃料電池と燃料改質器とを組み合わせた燃料電池
発電システムでは、改質系の応答速度が燃料電池のそれ
に比べて遅いことから、負荷が急激に変動する用途２例
えばフォークリフトや電気自動車の移動電源装置などに
おいては、燃料電池の出力を負荷変動に応答よく追従さ
せることが困難である。このため、燃料改質器の代りに
水素全圧力ボンベに高圧充填して使用したものが知られ
ているが、燃料供給系全通って燃料ガスが燃料電池に到
達するまでに多少の時間遅れが発生する。
発電システムでは、改質系の応答速度が燃料電池のそれ
に比べて遅いことから、負荷が急激に変動する用途２例
えばフォークリフトや電気自動車の移動電源装置などに
おいては、燃料電池の出力を負荷変動に応答よく追従さ
せることが困難である。このため、燃料改質器の代りに
水素全圧力ボンベに高圧充填して使用したものが知られ
ているが、燃料供給系全通って燃料ガスが燃料電池に到
達するまでに多少の時間遅れが発生する。
そこで、燃料電池の出力側に補助蓄電池を設け、燃料電
池の出力に対して負荷が大きい重負荷運転状態では電力
不足分を補助蓄電池が放電して補給し、軽負荷時や無負
荷時には燃料電池の余剰電力で蓄電池を回復光電する。
池の出力に対して負荷が大きい重負荷運転状態では電力
不足分を補助蓄電池が放電して補給し、軽負荷時や無負
荷時には燃料電池の余剰電力で蓄電池を回復光電する。
いわゆるハイブリッド方式の燃料電池発電システムおよ
びその制御装置が、本願出願人等によってすでに提案さ
れている（特開平１−２１１８６０号公報参照）。
びその制御装置が、本願出願人等によってすでに提案さ
れている（特開平１−２１１８６０号公報参照）。
第６図はハイブリッド方式の燃料電池発電システムと従
来の出力制御装置を示すシステム構成図である。図にお
いて、原料タンク１に貯蔵されたメタノールなどの改質
原料は、原料ポンプＺを介して改質器２に送られ、水蒸
気改質反応によって生成した水素リッチな改質ガスが燃
料電池３の燃料室に送られる。一方空気室にはブロワ９
を介して反応空気が送られ、電解質を挟む一対の電極間
で電気化学反応に基づく直接発電が行われる。丑だ、燃
料室のオフガスは改質器２のバーナに送られ、ブロワ８
から送られる支燃空気と混合して燃焼することによシ、
吸熱反応である水蒸気改質反応に必要な熱源として利用
される。
来の出力制御装置を示すシステム構成図である。図にお
いて、原料タンク１に貯蔵されたメタノールなどの改質
原料は、原料ポンプＺを介して改質器２に送られ、水蒸
気改質反応によって生成した水素リッチな改質ガスが燃
料電池３の燃料室に送られる。一方空気室にはブロワ９
を介して反応空気が送られ、電解質を挟む一対の電極間
で電気化学反応に基づく直接発電が行われる。丑だ、燃
料室のオフガスは改質器２のバーナに送られ、ブロワ８
から送られる支燃空気と混合して燃焼することによシ、
吸熱反応である水蒸気改質反応に必要な熱源として利用
される。
また、燃料電池３の出力は電流検出器１７を介して例え
ばＤ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器４によって制御されて負荷５に
供給されるが、ＤＣ／ＤＣ変換器４の出力側には補助蓄
電池６が設けられ、いわゆるノ・イブリッド方式の燃料
電池発電システムが構成される。なお、１０は補機制御
部であり、ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電力の一部を受けて
ポンプ７、ブロワ８，９などが制御される。
ばＤ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器４によって制御されて負荷５に
供給されるが、ＤＣ／ＤＣ変換器４の出力側には補助蓄
電池６が設けられ、いわゆるノ・イブリッド方式の燃料
電池発電システムが構成される。なお、１０は補機制御
部であり、ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電力の一部を受けて
ポンプ７、ブロワ８，９などが制御される。
一方、出カニｌ１ｌＪ御装置は補助蓄電池乙の充、放電
電流の検出器１１．・電流検出器１１の検出電流を積算
するアンペアアワー計１２．蓄電池電圧の検出Ｓ１６．
およびアンペアアワー計１２の出力および電圧検出器１
３の検出電圧を受けて所定の演ｑを行い、出力電流の指
令信号工ｆｓ ｑ出力する演算制御部１５とで構成さ
れ、信号工ｆｓは比較器１８で燃料電池３の出力電流の
検出電流工ｆｒと比較され、両者の差に基づいて制御器
１６が差を縮める方向の制御信号を発することによシ、
ＤＣ／ＤＣ変換器１６の出力電流が制御される。また、
指令信号工ｆｓ は補機制御部１０にも供給され、反
応ガス量および燃料電池の出力がＤ Ｃ／ＤＣ変換器が
要求する出力電流に対応して制御される。
電流の検出器１１．・電流検出器１１の検出電流を積算
するアンペアアワー計１２．蓄電池電圧の検出Ｓ１６．
およびアンペアアワー計１２の出力および電圧検出器１
３の検出電圧を受けて所定の演ｑを行い、出力電流の指
令信号工ｆｓ ｑ出力する演算制御部１５とで構成さ
れ、信号工ｆｓは比較器１８で燃料電池３の出力電流の
検出電流工ｆｒと比較され、両者の差に基づいて制御器
１６が差を縮める方向の制御信号を発することによシ、
ＤＣ／ＤＣ変換器１６の出力電流が制御される。また、
指令信号工ｆｓ は補機制御部１０にも供給され、反
応ガス量および燃料電池の出力がＤ Ｃ／ＤＣ変換器が
要求する出力電流に対応して制御される。
演３？−制御部１５は補助蓄電池乙の充電目標値（充１
！！８０％以上の値）および充電電圧の設定値全記憶す
るメモリー１４を備え、演算部１５がアンペアアワー計
１２および電圧検出器１３の出力信号に基づいて蓄電池
６の残存容量（充電針と放電量との差の積算値）を求め
、この残存容量と充電目標値との対比、および設定電圧
と検出電圧との対比に基づいてＤ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器４
の出力ｉ流の指令信号１ｆｒｉ出力するよう構成されて
いる。
！！８０％以上の値）および充電電圧の設定値全記憶す
るメモリー１４を備え、演算部１５がアンペアアワー計
１２および電圧検出器１３の出力信号に基づいて蓄電池
６の残存容量（充電針と放電量との差の積算値）を求め
、この残存容量と充電目標値との対比、および設定電圧
と検出電圧との対比に基づいてＤ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器４
の出力ｉ流の指令信号１ｆｒｉ出力するよう構成されて
いる。
前述の出力、制御装置では、補助蓄電池の充。
放電電流の検出器の検出電流全積算して残存容惜算出の
基本量としているが、蓄電池は充電丑たは放電に際して
電気的エネルギーの一部全電池内部で熱エネルギーとし
て消費するため、充放電全長時間繰り返すうちに電池内
部損失による誤差も積算され、実際の残存容量とアンペ
アアワー計による計測値との差が大きくなり、残存容量
（または元ｉｔ量）全正確に把握できないという問題が
発生する。
基本量としているが、蓄電池は充電丑たは放電に際して
電気的エネルギーの一部全電池内部で熱エネルギーとし
て消費するため、充放電全長時間繰り返すうちに電池内
部損失による誤差も積算され、実際の残存容量とアンペ
アアワー計による計測値との差が大きくなり、残存容量
（または元ｉｔ量）全正確に把握できないという問題が
発生する。
また、出力制御装置の回路構成が複雑であり、経済的不
利益をまねくばかりか、−旦回路が故障するとその修復
に高度の技術を必要とするため、例えば移動用電源への
適用にあたっては、その回路構成の一部素化が求められ
ている。
利益をまねくばかりか、−旦回路が故障するとその修復
に高度の技術を必要とするため、例えば移動用電源への
適用にあたっては、その回路構成の一部素化が求められ
ている。
この発明の目的は、負荷の変動に対応して補助蓄電池の
充放電を適確かつ安定して制御でき、かつ回路構成が簡
素な出力制御装置を得ることにある。
充放電を適確かつ安定して制御でき、かつ回路構成が簡
素な出力制御装置を得ることにある。
上記課題を解決するために、この発明によれば、燃ｆ４
電池の出力側に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器と、その負
荷回路側に接続された補助蓄電池と、前記燃料電池の反
応ガス供給系を制御する補機制御部とを有するハイブリ
ッド方式の燃料電池発電システムにおいて、前記補助蓄
電池の電圧を監視する電圧検出器と、前記Ｄ Ｃ／Ｄ
Ｃ変換器の出力電圧目標値の設定器と、この設定器の設
定値に前記電圧検出器の検出電圧を近づけるよう前記Ｄ
Ｏ／ＤＣ変換器の出力電流および反応ガス量を制御する
指令信号を前記Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器および前記補機制
御部に向けて出力する制御部とからなり、前記出力電圧
目標値が前記補助蓄電池の１００％充電時の開放電圧を
下限値としてその近傍の電圧値に設定されてなるものと
する。
電池の出力側に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器と、その負
荷回路側に接続された補助蓄電池と、前記燃料電池の反
応ガス供給系を制御する補機制御部とを有するハイブリ
ッド方式の燃料電池発電システムにおいて、前記補助蓄
電池の電圧を監視する電圧検出器と、前記Ｄ Ｃ／Ｄ
Ｃ変換器の出力電圧目標値の設定器と、この設定器の設
定値に前記電圧検出器の検出電圧を近づけるよう前記Ｄ
Ｏ／ＤＣ変換器の出力電流および反応ガス量を制御する
指令信号を前記Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器および前記補機制
御部に向けて出力する制御部とからなり、前記出力電圧
目標値が前記補助蓄電池の１００％充電時の開放電圧を
下限値としてその近傍の電圧値に設定されてなるものと
する。
この発明の構成において、電圧検出器の検出電圧全目標
電圧に近づける指令信号を発する制御部によ１７、ＤＣ
／ＤＣ変換器の出力電流を制御するとともに、補機制御
部を介して燃料電池の発′１ｉＩｔ量全制御するよう構
成したことにより、負荷急増に際してはＤ Ｃ／Ｄ Ｃ
変換器の出力電流の増加の遅れ分音補助蓄電池が放電し
て補償する。また、放ＩＩＫよる蓄電池電圧の低下は制
御部によって検知され、指令信号によって発電量および
Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器の出力電流が増加した時点、また
は負荷電流が減少した時点で回復充電され、目標電圧に
近づくよう自動的に制御される。
電圧に近づける指令信号を発する制御部によ１７、ＤＣ
／ＤＣ変換器の出力電流を制御するとともに、補機制御
部を介して燃料電池の発′１ｉＩｔ量全制御するよう構
成したことにより、負荷急増に際してはＤ Ｃ／Ｄ Ｃ
変換器の出力電流の増加の遅れ分音補助蓄電池が放電し
て補償する。また、放ＩＩＫよる蓄電池電圧の低下は制
御部によって検知され、指令信号によって発電量および
Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器の出力電流が増加した時点、また
は負荷電流が減少した時点で回復充電され、目標電圧に
近づくよう自動的に制御される。
さらに、ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電圧口（票ｆ直を、補
助蓄電池の１００％充電時における開放電圧を下限値と
してこれに近い電圧レベルとしたことにより、回ゆ充電
における充電電流の流れ議ぎによる過充電を防止する１
幾能が得られるので、燃料電池発電システムを負荷変動
の大きい移動電源に適用するに際して、負荷電流の変化
全蓄電池電圧の低下によって検知して出力電流を制御で
きるとともに、回復充電においては、過充電による補助
蓄電池の劣化を防止することができる。
助蓄電池の１００％充電時における開放電圧を下限値と
してこれに近い電圧レベルとしたことにより、回ゆ充電
における充電電流の流れ議ぎによる過充電を防止する１
幾能が得られるので、燃料電池発電システムを負荷変動
の大きい移動電源に適用するに際して、負荷電流の変化
全蓄電池電圧の低下によって検知して出力電流を制御で
きるとともに、回復充電においては、過充電による補助
蓄電池の劣化を防止することができる。
以下この発明全実施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例になる燃料電池発電システム
の出力制御装置を示すシステム構成図であり、従来技術
と同じ部分には同一参照符号を用いることによ勺、詳細
な説明を省略する。図において、出力電流の制御装置は
、補助蓄電池乙の電圧Ｅｄを監視する電圧検出器１３と
、ＤＣ／ＤＣ変換器４の出力電圧の目標値Ｅ８の設定器
２２と、目標値Ｅｓ と検出電圧Ｅｄ全比較して電圧Ｅ
ｄ を目標値Ｅｓに近づけるようＤＣ／ＤＣ変換器の出
力電流Ｉｆを制御する指令信号工８を出力する。
の出力制御装置を示すシステム構成図であり、従来技術
と同じ部分には同一参照符号を用いることによ勺、詳細
な説明を省略する。図において、出力電流の制御装置は
、補助蓄電池乙の電圧Ｅｄを監視する電圧検出器１３と
、ＤＣ／ＤＣ変換器４の出力電圧の目標値Ｅ８の設定器
２２と、目標値Ｅｓ と検出電圧Ｅｄ全比較して電圧Ｅ
ｄ を目標値Ｅｓに近づけるようＤＣ／ＤＣ変換器の出
力電流Ｉｆを制御する指令信号工８を出力する。
例えば比例積分１個節器（Ｐ工調節器）等からなる制御
部２１とで構成される。指令信号工ＳはＤＣ／ＤＣ変換
器４に向けて出力されるとともに、補機側ａ部１０にも
送られ、Ｉ科ポンプ７や空気プロワ８，９などの補機全
制御することにより、燃料電池６０発電社がＤ Ｃ／Ｄ
Ｃ変換器４の出刃電流工ｆに追従して増減するよう制
御される。
部２１とで構成される。指令信号工ＳはＤＣ／ＤＣ変換
器４に向けて出力されるとともに、補機側ａ部１０にも
送られ、Ｉ科ポンプ７や空気プロワ８，９などの補機全
制御することにより、燃料電池６０発電社がＤ Ｃ／Ｄ
Ｃ変換器４の出刃電流工ｆに追従して増減するよう制
御される。
第２図は実施例における補助蓄電池の目標電圧を充／７
電特性に対応して示す特性線図であり、補助蓄電池６と
して、１００％充電時の単セル当りの開放電圧が２．１
Ｖの鉛蓄電池を用いた場合全例に示したものである。図
において、１００％充電された電池の放電時における電
圧の経時変化は放電電流の大きさ、すなわち放電率によ
って異なり、１０時間放電率の場合、放電開始直後に開
放電圧２．１Ｖから２．０Ｖ程度の充電電圧に下が９、
その後所定時間この電圧を保持した後電圧が急速に低下
して放電終期に至り、放電率が８時間。
電特性に対応して示す特性線図であり、補助蓄電池６と
して、１００％充電時の単セル当りの開放電圧が２．１
Ｖの鉛蓄電池を用いた場合全例に示したものである。図
において、１００％充電された電池の放電時における電
圧の経時変化は放電電流の大きさ、すなわち放電率によ
って異なり、１０時間放電率の場合、放電開始直後に開
放電圧２．１Ｖから２．０Ｖ程度の充電電圧に下が９、
その後所定時間この電圧を保持した後電圧が急速に低下
して放電終期に至り、放電率が８時間。
５時間と短かぐなると電圧の低下傾向が全体的〈著しく
なり、俄り出し得る容量そのものが著しく減少する。
なり、俄り出し得る容量そのものが著しく減少する。
一方、蓄電池の光電特性も充電率によって異なり、１０
時間充電率の場合、開放電圧へより幾分高い２゜２ない
し２゜６Ｖ程度の充電電圧を保持して大部分の充電が進
行した後、充電終期で充電電圧が急上昇する。
時間充電率の場合、開放電圧へより幾分高い２゜２ない
し２゜６Ｖ程度の充電電圧を保持して大部分の充電が進
行した後、充電終期で充電電圧が急上昇する。
実施例の場合、Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃ変換器４の出力電圧の目
標値Ｅｓば、１００％充電時の開放電圧（図では２゜Ｉ
Ｖ）を下廻らない範囲で、なるぺぐこれに近い電圧値に
設定される。
標値Ｅｓば、１００％充電時の開放電圧（図では２゜Ｉ
Ｖ）を下廻らない範囲で、なるぺぐこれに近い電圧値に
設定される。
上述のように構成された出力制御装置を備えた燃料電池
発電システムにおいて、負荷５に流れる電流および蓄電
池乙に流れる充電電流の和が、燃料電池６０発電症と平
衡し、したがって蓄電池乙の電圧が目Ｎ電圧Ｅｓと等し
くなっている状態では、変換器４の出力電流工ｆは負荷
５および蓄電池６の内部抵抗によって自動的に配分され
る。この状態で負荷５の要求電流が増加すると、これを
負荷の内部抵抗の低下によって検知しｆｃ蓄電池６が放
電全開始して負荷電流の増加分を補償する。
発電システムにおいて、負荷５に流れる電流および蓄電
池乙に流れる充電電流の和が、燃料電池６０発電症と平
衡し、したがって蓄電池乙の電圧が目Ｎ電圧Ｅｓと等し
くなっている状態では、変換器４の出力電流工ｆは負荷
５および蓄電池６の内部抵抗によって自動的に配分され
る。この状態で負荷５の要求電流が増加すると、これを
負荷の内部抵抗の低下によって検知しｆｃ蓄電池６が放
電全開始して負荷電流の増加分を補償する。
このとき、電圧検出器１６は蓄電池電圧の低下を検知し
て検出電圧Ｅｄが変化するので、目標電圧Ｅｓの設定値
との間〈差電圧が生じ、７制御部２１は差電圧の拡大に
対応して変換器４の出方電流Ｉｆの増加を指令する信号
工Ｓを出力する。しかし、燃料電池３忙は燃料改質系の
応答遅れがあるために直ちに出力電流Ｉｆは増力ａせず
、その出力電圧は蓄電池６の放電特性によって決まる電
圧にまで一時的〈低下する。指令信号工Ｓにより燃料電
池３の発電量が増加ｊ−はじめると、変換器４の出力電
流工ｆが増加し、これに伴なって蓄電池乙の放電′ＦＩ
Ｌ流は減少し、やかで負荷電流と充電電流が燃料電池３
の発電量によってまかなわれる。蓄電池の充電量は検出
電圧Ｅｄが目標電圧Ｅｓの設定値に近づくことによって
検知されるが、目標電圧Ｅｓが１００充電時の開放電圧
程度の低い電圧レベルに保持されているので、多きな充
電電流は流れず、例えば１０時間充電率以下の充電電流
で持続して回復充電が行われ、したがって全負荷状態に
おいても、これと並行して回復充電を支障なく行うこと
ができる。
て検出電圧Ｅｄが変化するので、目標電圧Ｅｓの設定値
との間〈差電圧が生じ、７制御部２１は差電圧の拡大に
対応して変換器４の出方電流Ｉｆの増加を指令する信号
工Ｓを出力する。しかし、燃料電池３忙は燃料改質系の
応答遅れがあるために直ちに出力電流Ｉｆは増力ａせず
、その出力電圧は蓄電池６の放電特性によって決まる電
圧にまで一時的〈低下する。指令信号工Ｓにより燃料電
池３の発電量が増加ｊ−はじめると、変換器４の出力電
流工ｆが増加し、これに伴なって蓄電池乙の放電′ＦＩ
Ｌ流は減少し、やかで負荷電流と充電電流が燃料電池３
の発電量によってまかなわれる。蓄電池の充電量は検出
電圧Ｅｄが目標電圧Ｅｓの設定値に近づくことによって
検知されるが、目標電圧Ｅｓが１００充電時の開放電圧
程度の低い電圧レベルに保持されているので、多きな充
電電流は流れず、例えば１０時間充電率以下の充電電流
で持続して回復充電が行われ、したがって全負荷状態に
おいても、これと並行して回復充電を支障なく行うこと
ができる。
一万、この状態で負荷電流が急激に減少すると、昇は検
出電圧Ｅｄによって制御部２１が検知し、［αちに変換
器４の出力電流を抑制するので、変換器の出力電圧はそ
の目標電圧Ｅｓに抑さえられ、蓄電池６には大きな充電
電流が流れることなく、軽負荷時の余剰電力全有効に利
用して回復充電が行われる。また燃料電池乙の発電量も
補機制御部１０が反応ガスの供給を絞るよう動作するの
で、反応ガスの無駄な消費を最小限に抑さえた発電運転
全保持することができる。
出電圧Ｅｄによって制御部２１が検知し、［αちに変換
器４の出力電流を抑制するので、変換器の出力電圧はそ
の目標電圧Ｅｓに抑さえられ、蓄電池６には大きな充電
電流が流れることなく、軽負荷時の余剰電力全有効に利
用して回復充電が行われる。また燃料電池乙の発電量も
補機制御部１０が反応ガスの供給を絞るよう動作するの
で、反応ガスの無駄な消費を最小限に抑さえた発電運転
全保持することができる。
なお、目標電圧Ｅ８の設定レベルは、燃料電池側の負荷
応答性と、負荷電流の変動の程度とを勘案して決めるこ
とができ、例えば反応ガスとして圧力ボンベに充填され
た水素およびｅ素を使用する場合のように負荷応答性が
比較的によい反応ガス供給系全有するシステムでは、目
標電圧を１００％充電時の開放電圧と同等とすることが
でき、また改質器を用い／こシステムを移動電源に適用
するような場合には目標電圧をヤや高めに設定するとよ
い。
応答性と、負荷電流の変動の程度とを勘案して決めるこ
とができ、例えば反応ガスとして圧力ボンベに充填され
た水素およびｅ素を使用する場合のように負荷応答性が
比較的によい反応ガス供給系全有するシステムでは、目
標電圧を１００％充電時の開放電圧と同等とすることが
でき、また改質器を用い／こシステムを移動電源に適用
するような場合には目標電圧をヤや高めに設定するとよ
い。
また、この発明の変形例として、＠科電池６がその出力
側に放電抵抗器を備え、無負荷時、または軽負荷時に燃
料電池３が高電位となることを防ぐために、放電抵抗器
に流れる電流全負荷状態によってオン・オフ制御しよう
とする場合、これによって生ずるＤＣ／ＤＣ変換器の入
力端子の変化に対しても、前述の実施例になる出力制御
装置は有効に機能し、出力電流全安定に制御することが
できる。
側に放電抵抗器を備え、無負荷時、または軽負荷時に燃
料電池３が高電位となることを防ぐために、放電抵抗器
に流れる電流全負荷状態によってオン・オフ制御しよう
とする場合、これによって生ずるＤＣ／ＤＣ変換器の入
力端子の変化に対しても、前述の実施例になる出力制御
装置は有効に機能し、出力電流全安定に制御することが
できる。
この発明は前述のように、補助蓄電池電圧の検出値全目
標電圧の設定値に近づけるようＤＣ／ＤＣ変換器の出力
電流および燃料電池の発電量を制御する指令信号を出力
制御装置が出力するとともに、変換器の出力電圧目標イ
直を１００％充電時の開放電圧にほぼ合わせるよう構成
した。その結果、負荷の烏、増時には蓄電池の放電をそ
の電圧降下で捉えて燃料電池の発電量および変換器出力
電流の増加を指令し、出力電流が増力口した時点では変
換器の出力電圧全開放電圧に保持して負荷電流および充
電電流をそれぞれの抵抗値に対応して供給して回復充電
を行うとともに、負荷の減少時にはこれを蓄電池電圧の
上昇によってとらえて変換器の出力電流および発電量全
減少し、変換器の出力電圧を目標値に保持して蓄電池の
回復充電を行うので、変動の著しい移動電源などに適用
した場合にも、燃料電池の負荷応答性の遅れが補助蓄電
池の放電電流によって補慣されて負荷応答性のよい燃料
電池発電システム全提供できるとともに、蓄電池の回復
充電が１００％充電時の開放電圧とほぼ等しい目標電圧
を保持して行われるので、長時間軽負荷状態が続いた場
合にも過充電となることなく補助蓄電池を正常状態に安
定して保持できる利点が得られる。ことに、ＤＣ／ＤＣ
変換器の出力電流全蓄電池の電流時間積に基づいて制御
する従来技術でｒ＝ｊ題となった、蓄電池の残存充電量
と電流時間積との間の誤差は、蓄電池電圧に基づく制御
に変えることによってほぼ完全に排除でき、かつ出力ｊ
ｌｊＪ御装置の回路構成を従来の装置のそれに比べて著
しく簡素化できるので、移動電源に適用した場合にも制
御誤差を生ずることなく安定した出力制御および補助蓄
電池の充放電制御を行える出力制御装置金儲えたハイブ
リッド方式の燃料電池発電システム全経済的にも有利に
提供できる。
標電圧の設定値に近づけるようＤＣ／ＤＣ変換器の出力
電流および燃料電池の発電量を制御する指令信号を出力
制御装置が出力するとともに、変換器の出力電圧目標イ
直を１００％充電時の開放電圧にほぼ合わせるよう構成
した。その結果、負荷の烏、増時には蓄電池の放電をそ
の電圧降下で捉えて燃料電池の発電量および変換器出力
電流の増加を指令し、出力電流が増力口した時点では変
換器の出力電圧全開放電圧に保持して負荷電流および充
電電流をそれぞれの抵抗値に対応して供給して回復充電
を行うとともに、負荷の減少時にはこれを蓄電池電圧の
上昇によってとらえて変換器の出力電流および発電量全
減少し、変換器の出力電圧を目標値に保持して蓄電池の
回復充電を行うので、変動の著しい移動電源などに適用
した場合にも、燃料電池の負荷応答性の遅れが補助蓄電
池の放電電流によって補慣されて負荷応答性のよい燃料
電池発電システム全提供できるとともに、蓄電池の回復
充電が１００％充電時の開放電圧とほぼ等しい目標電圧
を保持して行われるので、長時間軽負荷状態が続いた場
合にも過充電となることなく補助蓄電池を正常状態に安
定して保持できる利点が得られる。ことに、ＤＣ／ＤＣ
変換器の出力電流全蓄電池の電流時間積に基づいて制御
する従来技術でｒ＝ｊ題となった、蓄電池の残存充電量
と電流時間積との間の誤差は、蓄電池電圧に基づく制御
に変えることによってほぼ完全に排除でき、かつ出力ｊ
ｌｊＪ御装置の回路構成を従来の装置のそれに比べて著
しく簡素化できるので、移動電源に適用した場合にも制
御誤差を生ずることなく安定した出力制御および補助蓄
電池の充放電制御を行える出力制御装置金儲えたハイブ
リッド方式の燃料電池発電システム全経済的にも有利に
提供できる。
また、構成が簡素化されて、目標電圧設定値の調整を燃
料電池の負荷応答性や負荷の変動状況に対応して容易に
調整でき、かつ構成が簡素化されて故障も起こり難いの
で、装置の保守管理全従来装置のそれに比べて大幅に省
力化できる利点が得られる。
料電池の負荷応答性や負荷の変動状況に対応して容易に
調整でき、かつ構成が簡素化されて故障も起こり難いの
で、装置の保守管理全従来装置のそれに比べて大幅に省
力化できる利点が得られる。
第１図はこの発明の実施例になる燃料電池発電システム
とその出力制御装置を示すシステム構成図、第２図は実
施例における目標電圧の設定状況を示す補助蓄電池の充
放電特性線図、第６図は従来の装置全示すシステム構成
図である。
とその出力制御装置を示すシステム構成図、第２図は実
施例における目標電圧の設定状況を示す補助蓄電池の充
放電特性線図、第６図は従来の装置全示すシステム構成
図である。
Claims (1)
- １）燃料電池の出力側に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器と
、その負荷回路側に接続された補助蓄電池と、前記燃料
電池の反応ガス供給系を制御する補機制御部とを有する
ハイブリッド方式の燃料電池発電システムにおいて、前
記補助蓄電池の電圧を監視する電圧検出器と、前記ＤＣ
／ＤＣ変換器の出力電圧目標値の設定器と、この設定器
の設定値に前記電圧検出器の検出電圧を近づけるよう前
記ＤＣ／ＤＣ変換器の出力電流および反応ガス量を制御
する指令信号を前記ＤＣ／ＤＣ変換器および前記補機制
御部に向けて出力する制御部とからなり、前記出力電圧
目標値が前記補助蓄電池の１００％充電時の開放電圧を
下限値としてその近傍の電圧値に設定されてなることを
特徴とする燃料電池発電システムの出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161766A JPH0451466A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 燃料電池発電システムの出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161766A JPH0451466A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 燃料電池発電システムの出力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0451466A true JPH0451466A (ja) | 1992-02-19 |
Family
ID=15741493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2161766A Pending JPH0451466A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 燃料電池発電システムの出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0451466A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993018556A1 (en) * | 1992-03-13 | 1993-09-16 | Ballard Power Systems Inc. | Constant voltage fuel cell with improved reactant supply and control system |
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| JP2014029869A (ja) * | 2013-10-01 | 2014-02-13 | Sony Corp | 電源システム |
| JP2017200273A (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 富士電機株式会社 | 燃料電池電源装置の制御方法および制御装置 |
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-
1990
- 1990-06-20 JP JP2161766A patent/JPH0451466A/ja active Pending
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