JPH06225406A - 電気自動車のバッテリー充電システム - Google Patents
電気自動車のバッテリー充電システムInfo
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- JPH06225406A JPH06225406A JP5024797A JP2479793A JPH06225406A JP H06225406 A JPH06225406 A JP H06225406A JP 5024797 A JP5024797 A JP 5024797A JP 2479793 A JP2479793 A JP 2479793A JP H06225406 A JPH06225406 A JP H06225406A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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-
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 商用電源と系統連系運転される燃料電池発電
システムにより電気自動車のバッテリーを充電する場
合、燃料電池にかかる負荷の変動をできるだけ小さくし
て燃料電池の性能の劣化を防止するとともに効率の低下
を防止する。 【構成】 燃料電池１の直流出力をインバータ２により
交流変換して出力する燃料電池パッケージ１０と、燃料
電池１の直流出力を電圧調整して電気自動車６のバッテ
リーに適合した電圧を出力する充電器５とから成る電気
自動車６のバッテリー充電システムにおいて、燃料電池
１の負荷電流を検出する電流センサ７と、燃料電池１の
負荷電流ＩL が燃料電池１の定格電流ＩR 以上になった
ときはインバータ２の位相を制御して交流有効電流を減
少し、燃料電池１の負荷電流ＩL が定格電流ＩR 以下に
なったときはインバータ２の位相を制御して交流有効電
流を増加する自動電流調整器９およびゲートドライブ回
路１１とを設けた。
システムにより電気自動車のバッテリーを充電する場
合、燃料電池にかかる負荷の変動をできるだけ小さくし
て燃料電池の性能の劣化を防止するとともに効率の低下
を防止する。 【構成】 燃料電池１の直流出力をインバータ２により
交流変換して出力する燃料電池パッケージ１０と、燃料
電池１の直流出力を電圧調整して電気自動車６のバッテ
リーに適合した電圧を出力する充電器５とから成る電気
自動車６のバッテリー充電システムにおいて、燃料電池
１の負荷電流を検出する電流センサ７と、燃料電池１の
負荷電流ＩL が燃料電池１の定格電流ＩR 以上になった
ときはインバータ２の位相を制御して交流有効電流を減
少し、燃料電池１の負荷電流ＩL が定格電流ＩR 以下に
なったときはインバータ２の位相を制御して交流有効電
流を増加する自動電流調整器９およびゲートドライブ回
路１１とを設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池を利用して電気
自動車のバッテリーを充電するバッテリー充電システム
に関する。
自動車のバッテリーを充電するバッテリー充電システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油資源の有限性に端を発し、政治、経
済上の原因による石油価格の変動また最近は環境汚染の
問題などからガソリンを使用する自動車に代わって電気
自動車が注目され、一部で実用化されている。
済上の原因による石油価格の変動また最近は環境汚染の
問題などからガソリンを使用する自動車に代わって電気
自動車が注目され、一部で実用化されている。
【０００３】電気自動車はバッテリーを搭載し、バッテ
リーが消耗したときは充電設備を備えたガソリンスタン
ドなどで充電して使用される。
リーが消耗したときは充電設備を備えたガソリンスタン
ドなどで充電して使用される。
【０００４】一方、同様の理由から最近燃料電池が注目
されている。燃料電池はその特性上負荷変動が小さいこ
とが望ましく、その点電気自動車のバッテリーは燃料電
池の負荷としては好ましい。
されている。燃料電池はその特性上負荷変動が小さいこ
とが望ましく、その点電気自動車のバッテリーは燃料電
池の負荷としては好ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】通常、燃料電池発電シ
ステムは商用電源と系統連系運転されることが多いし、
交流負荷が多いため、燃料電池の直流発電出力はインバ
ータによって交流電力に変換され、交流負荷に給電して
いる。このような燃料電池発電システムを利用して電気
自動車のバッテリーを充電するには、発電システムの出
力を全波整流器と平滑回路とを備えた充電器に供給し、
ここで直流電力に変換した後バッテリーを充電するよう
にしている。
ステムは商用電源と系統連系運転されることが多いし、
交流負荷が多いため、燃料電池の直流発電出力はインバ
ータによって交流電力に変換され、交流負荷に給電して
いる。このような燃料電池発電システムを利用して電気
自動車のバッテリーを充電するには、発電システムの出
力を全波整流器と平滑回路とを備えた充電器に供給し、
ここで直流電力に変換した後バッテリーを充電するよう
にしている。
【０００６】ところが電気自動車のバッテリ−の充電に
は直流電力が必要であるため、燃料電池の直流発電出力
を電圧調整だけしてバッテリーを直接充電する方が効率
がよいので本発明者はそのようなバッテリー充電システ
ムを提案した。
は直流電力が必要であるため、燃料電池の直流発電出力
を電圧調整だけしてバッテリーを直接充電する方が効率
がよいので本発明者はそのようなバッテリー充電システ
ムを提案した。
【０００７】ところがこのような充電システムを商用電
源と系統連系運転しながら電気自動車のバッテリーを充
電する場合、バッテリーの充電を始めるとそれまでの交
流負荷にバッテリー負荷が新たに加わるのでその分だけ
燃料電池の負荷が増加することになる。燃料電池は急激
な負荷変動があると性能が劣化する上運転効率が低下す
るという問題がある。
源と系統連系運転しながら電気自動車のバッテリーを充
電する場合、バッテリーの充電を始めるとそれまでの交
流負荷にバッテリー負荷が新たに加わるのでその分だけ
燃料電池の負荷が増加することになる。燃料電池は急激
な負荷変動があると性能が劣化する上運転効率が低下す
るという問題がある。
【０００８】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、商用電源と系統連系運転される燃料電池発電シス
テムにより電気自動車のバッテリーを充電する場合、燃
料電池にかかる負荷の変動をできるだけ小さくして燃料
電池の性能の劣化を防止するとともに効率の低下を防止
することを目的とする。
ので、商用電源と系統連系運転される燃料電池発電シス
テムにより電気自動車のバッテリーを充電する場合、燃
料電池にかかる負荷の変動をできるだけ小さくして燃料
電池の性能の劣化を防止するとともに効率の低下を防止
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、燃料電池の直流出力をインバータにより
交流変換して出力する燃料電池パッケージと、燃料電池
の直流出力を電圧調整して電気自動車のバッテリーに適
合した電圧を出力する充電器とから成る電気自動車のバ
ッテリー充電システムにおいて、上記の目的を達成する
ために、前記燃料電池の負荷電流を検出する検出器と、
燃料電池の負荷電流が該燃料電池の定格電流以上になっ
たときは前記インバータの位相を制御して交流有効電流
を減少し、燃料電池の負荷電流が定格電流以下になった
ときは前記インバータの位相を制御して交流有効電流を
増加する位相制御回路とを設けたものである。
成するために、燃料電池の直流出力をインバータにより
交流変換して出力する燃料電池パッケージと、燃料電池
の直流出力を電圧調整して電気自動車のバッテリーに適
合した電圧を出力する充電器とから成る電気自動車のバ
ッテリー充電システムにおいて、上記の目的を達成する
ために、前記燃料電池の負荷電流を検出する検出器と、
燃料電池の負荷電流が該燃料電池の定格電流以上になっ
たときは前記インバータの位相を制御して交流有効電流
を減少し、燃料電池の負荷電流が定格電流以下になった
ときは前記インバータの位相を制御して交流有効電流を
増加する位相制御回路とを設けたものである。
【００１０】
【作用】本発明は以上の構成によって、商用電源と系統
連系運転が可能な燃料電池発電システムを用いて電気自
動車のバッテリーを充電する場合、バッテリーの充電に
より燃料電池の負荷電流が定格電流以上になったときは
位相制御回路によりインバータの位相を制御して交流有
効電流を減少し、燃料電池の負荷電流が定格電流以下に
なったときはインバータの位相を制御して交流有効電流
を増加するように制御する。
連系運転が可能な燃料電池発電システムを用いて電気自
動車のバッテリーを充電する場合、バッテリーの充電に
より燃料電池の負荷電流が定格電流以上になったときは
位相制御回路によりインバータの位相を制御して交流有
効電流を減少し、燃料電池の負荷電流が定格電流以下に
なったときはインバータの位相を制御して交流有効電流
を増加するように制御する。
【００１１】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は本発明によるバッテリー充電システ
ムの一実施例を示す。
ムの一実施例を示す。
【００１３】破線で囲んで示す燃料電池パッケージ１０
には、燃料電池１のほかに、燃料電池１の直流出力を交
流変換するためのインバータ２と、昇圧用トランス３
と、遮断器４とが設けられている。燃料電池パッケージ
１０の交流電力は端子Ａに出力され、外部の商用電源２
０と系統連系運転するようになっている。
には、燃料電池１のほかに、燃料電池１の直流出力を交
流変換するためのインバータ２と、昇圧用トランス３
と、遮断器４とが設けられている。燃料電池パッケージ
１０の交流電力は端子Ａに出力され、外部の商用電源２
０と系統連系運転するようになっている。
【００１４】燃料電池１からのインバータ２による交流
変換前の直流出力を充電器５に供給し、この充電器５に
より降圧、平滑して電圧調整した後電気自動車６のバッ
テリー（図示せず）を充電する。
変換前の直流出力を充電器５に供給し、この充電器５に
より降圧、平滑して電圧調整した後電気自動車６のバッ
テリー（図示せず）を充電する。
【００１５】燃料電池１の出力側には燃料電池１の負荷
電流ＩL を検出するための電流センサ７（たとえば変流
器）が接続されている。８は燃料電池１の定格電流目標
値Ｉ R から負荷電流ＩL を減算する減算器、９は減算器
８の出力に基づいてレベルが変化する電圧値を出力する
自動電流調整器、１１は三角波信号と正弦波信号とから
生成され自動電流調整器９の出力レベルに基づいて位相
が変化される位相制御信号を出力するゲートドライブ回
路である。
電流ＩL を検出するための電流センサ７（たとえば変流
器）が接続されている。８は燃料電池１の定格電流目標
値Ｉ R から負荷電流ＩL を減算する減算器、９は減算器
８の出力に基づいてレベルが変化する電圧値を出力する
自動電流調整器、１１は三角波信号と正弦波信号とから
生成され自動電流調整器９の出力レベルに基づいて位相
が変化される位相制御信号を出力するゲートドライブ回
路である。
【００１６】次に本発明によるバッテリー充電システム
の動作を説明する。
の動作を説明する。
【００１７】いま燃料電池パッケージ１０は端子Ａから
定格交流電力を出力して商用電源２０と系統連系運転を
しており、電気自動車６のバッテリーはまだ充電態勢に
入っていないものとする。このとき電流センサ７により
検出される負荷電流ＩL は定格電流目標値ＩR に等し
い。したがって減算器８の出力は０となり、自動電流調
整器９およびゲートドライブ回路１１はインバータ２の
位相を一定値に維持する位相制御信号を出力する。
定格交流電力を出力して商用電源２０と系統連系運転を
しており、電気自動車６のバッテリーはまだ充電態勢に
入っていないものとする。このとき電流センサ７により
検出される負荷電流ＩL は定格電流目標値ＩR に等し
い。したがって減算器８の出力は０となり、自動電流調
整器９およびゲートドライブ回路１１はインバータ２の
位相を一定値に維持する位相制御信号を出力する。
【００１８】ここで充電器５のスイッチを閉じて電気自
動車６のバッテリーの充電を開始すると、充電器５に流
れる電流ＩB は図２に示すようにそれまでの０から増加
するので燃料電池１の負荷電流ＩL はその分だけそれま
での定格電流目標値ＩR より増加する。その結果減算器
８の出力は負となり、自動電流調整器９から出力する電
圧レベルは減少する。その結果ゲートドライブ回路１１
からは位相の遅れた位相制御信号が出力され、インバー
タ２はこの位相制御信号を受けて有効電力を減少するよ
うに動作する。このとき交流負荷電流ＩACは図２に示す
ように減少する。
動車６のバッテリーの充電を開始すると、充電器５に流
れる電流ＩB は図２に示すようにそれまでの０から増加
するので燃料電池１の負荷電流ＩL はその分だけそれま
での定格電流目標値ＩR より増加する。その結果減算器
８の出力は負となり、自動電流調整器９から出力する電
圧レベルは減少する。その結果ゲートドライブ回路１１
からは位相の遅れた位相制御信号が出力され、インバー
タ２はこの位相制御信号を受けて有効電力を減少するよ
うに動作する。このとき交流負荷電流ＩACは図２に示す
ように減少する。
【００１９】バッテリーの充電が終了すると、充電器５
に流れる電流ＩB が０となるので負荷電流ＩL はその分
だけ減少する。その結果減算器８の出力は正となり、自
動電流調整器９から出力する電圧レベルは増加し、ゲー
トドライブ回路１１からは位相の進んだ位相制御信号が
出力する。インバータ２はこの位相制御信号を受けて有
効電力を増加するように動作し、負荷電流ＩL が定格電
流目標値ＩR に等しくなったところで減算器８の出力が
０となるので、自動電流調整器９からの電圧レベルはバ
ッテリー充電前の一定値となり、ゲートドライブ回路１
１からはインバータ２の位相をバッテリー充電前の一定
値に維持する位相制御信号が出力する。その結果、イン
バータ２はバッテリー充電前の有効電力を出力するので
燃料電池１の負荷電流ＩL はほとんど変化しない。
に流れる電流ＩB が０となるので負荷電流ＩL はその分
だけ減少する。その結果減算器８の出力は正となり、自
動電流調整器９から出力する電圧レベルは増加し、ゲー
トドライブ回路１１からは位相の進んだ位相制御信号が
出力する。インバータ２はこの位相制御信号を受けて有
効電力を増加するように動作し、負荷電流ＩL が定格電
流目標値ＩR に等しくなったところで減算器８の出力が
０となるので、自動電流調整器９からの電圧レベルはバ
ッテリー充電前の一定値となり、ゲートドライブ回路１
１からはインバータ２の位相をバッテリー充電前の一定
値に維持する位相制御信号が出力する。その結果、イン
バータ２はバッテリー充電前の有効電力を出力するので
燃料電池１の負荷電流ＩL はほとんど変化しない。
【００２０】このようにバッテリ−の充電前後の負荷電
流ＩL すなわち燃料電池１にかかる負荷はほぼ一定とな
る。
流ＩL すなわち燃料電池１にかかる負荷はほぼ一定とな
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリーの充電により燃料電池の負荷電流が定格電流
以上になったときは位相制御回路によりインバータの位
相を制御して交流有効電流を減少し、燃料電池の負荷電
流が定格電流以下になったときはインバータの位相を制
御して交流有効電流を増加するように制御するので、燃
料電池の負荷変動がほとんどなくなり、燃料電池の性能
の劣化を防止できるとともに、運転効率の低下を防止で
きる。
バッテリーの充電により燃料電池の負荷電流が定格電流
以上になったときは位相制御回路によりインバータの位
相を制御して交流有効電流を減少し、燃料電池の負荷電
流が定格電流以下になったときはインバータの位相を制
御して交流有効電流を増加するように制御するので、燃
料電池の負荷変動がほとんどなくなり、燃料電池の性能
の劣化を防止できるとともに、運転効率の低下を防止で
きる。
【図１】本発明によるバッテリー充電システムの一実施
例を示す。
例を示す。
【図２】充電時における負荷電流、充電電流、交流負荷
電流の変化を示す。
電流の変化を示す。
１ 燃料電池 ２ インバータ ３ 昇圧トランス ４ 遮断器 ５ 充電器 ６ 電気自動車 ７ 電流センサ ８ 減算器 ９ 自動電流調整器 １０ 燃料電池パッケージ １１ ゲートドライブ回路 Ａ 端子
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料電池の直流出力をインバータにより
交流変換して出力する燃料電池パッケージと、燃料電池
の直流出力を電圧調整して電気自動車のバッテリーに適
合した電圧を出力する充電器とを有し、前記燃料電池パ
ッケージが商用電源と系統連系運転が可能な電気自動車
のバッテリー充電システムにおいて、前記燃料電池の負
荷電流を検出する検出器と、燃料電池の負荷電流が該燃
料電池の定格電流以上になったときは前記インバータの
位相を制御して交流有効電流を減少し、燃料電池の負荷
電流が定格電流以下になったときは前記インバータの位
相を制御して交流有効電流を増加する位相制御回路とを
設けたことを特徴とする電気自動車のバッテリー充電シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5024797A JPH06225406A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 電気自動車のバッテリー充電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5024797A JPH06225406A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 電気自動車のバッテリー充電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06225406A true JPH06225406A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12148188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5024797A Pending JPH06225406A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 電気自動車のバッテリー充電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06225406A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009105448A2 (en) | 2008-02-19 | 2009-08-27 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell system for charging an electric vehicle |
| JP2010093878A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 燃料電池発電システム |
| KR100963530B1 (ko) * | 2010-02-26 | 2010-06-15 | 한국에너지기술연구원 | 전기자동차 충전소의 연료전지 시스템과 그 제어방법 |
| KR102096390B1 (ko) * | 2019-04-01 | 2020-04-03 | 주식회사 디이앤씨 | 연료전지 기반 전기차 충전 시스템 |
-
1993
- 1993-01-20 JP JP5024797A patent/JPH06225406A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009105448A2 (en) | 2008-02-19 | 2009-08-27 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell system for charging an electric vehicle |
| EP2258017A2 (en) * | 2008-02-19 | 2010-12-08 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell system for charging an electric vehicle |
| CN101946351A (zh) * | 2008-02-19 | 2011-01-12 | 博隆能源股份有限公司 | 用于给电动交通工具充电的燃料电池系统 |
| EP2258017A4 (en) * | 2008-02-19 | 2012-04-25 | Bloom Energy Corp | FUEL CELL SYSTEM FOR LOADING AN ELECTRIC VEHICLE |
| US8624549B2 (en) | 2008-02-19 | 2014-01-07 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell system for charging an electric vehicle |
| US9597966B2 (en) | 2008-02-19 | 2017-03-21 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell system for charging an electric vehicle |
| JP2010093878A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 燃料電池発電システム |
| KR100963530B1 (ko) * | 2010-02-26 | 2010-06-15 | 한국에너지기술연구원 | 전기자동차 충전소의 연료전지 시스템과 그 제어방법 |
| KR102096390B1 (ko) * | 2019-04-01 | 2020-04-03 | 주식회사 디이앤씨 | 연료전지 기반 전기차 충전 시스템 |
| WO2020204577A1 (ko) * | 2019-04-01 | 2020-10-08 | 주식회사 디이앤씨 | 연료전지 기반 전기차 충전 시스템 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021126 |