JPS63181269A - 燃料電池発電システム - Google Patents

燃料電池発電システム

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JPS63181269A
JPS63181269A JP62014346A JP1434687A JPS63181269A JP S63181269 A JPS63181269 A JP S63181269A JP 62014346 A JP62014346 A JP 62014346A JP 1434687 A JP1434687 A JP 1434687A JP S63181269 A JPS63181269 A JP S63181269A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔卒業上の利用分野〕 この発明は、燃料電池発電システムに関し、特にその起
動方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第４図、第５図は例えば特開昭６１−１５７２７０号公
報に示され九従来の燃料電池発電システムを示す図であ
シ、図において、（１）は燃料電池、０及びａ４はこの
燃料電池（１）の出力側に接続された保全用抵抗器及び
これを入切する保全用抵抗器用スイッチ、（２）及び（
３）は保全用抵抗器Ｑ３と並列に接続された抵抗器及び
抵抗器用スイッチ、（６）は直流しゃ断器、（７）は交
流しゃ断器である。（８）は空気供給路、（９）は燃料
供給路であ勺、空気と燃料を燃料電池（１）の空気極、
燃料極にそれぞれに供給し、化学反応によシ直流電力を
発生する。燃料電池（１）から発生する直流電力は直交
変換装置（４）によシ交流電力に変換され、出力用変圧
器（５）を通して外部の系統へ供給される。
次に動作について説明する。燃料電池（１）が発電して
いない状態では、保全用抵抗器スイッチａ４゜抵抗器用
スイッチ（３）、直流しゃ断器（６）及び交流しゃ断器
（７）は共に開状態にある。ここで保全用抵抗器（至）
は電池電圧上昇の抑制と空気極に流入した微量酸素の消
費を目的として設置されたものである。
燃料電池（１）の発電を開始するため、まず燃料供給路
（９）より必要な燃料量を燃料電池（１）に供給する。
そして、燃料供給量が一定値に達した後、空気供給路（
８）よシ空気の供給を開始する。燃料電池（１）への空
気供給開始と共に直流出力電圧ＶＳＴＫが上昇し、電池
電圧がある設定値７３以上になった時点で保全用抵抗器
用スイッチ０４を閉じ保全用抵抗器（転）を投入する。
空気供給量の増電により、電池電圧はさらに上昇し、電
池電圧がＶ、より大きい設定値Ｖ！以上になった時点で
抵抗用ヌイツチ（３）を閉じ抵抗器（２）を投入すると
同時に、保全用抵抗器用スイッチα荀を開き保全用抵抗
器（至）を切シ離す。抵抗器（２）の投入によシ一旦低
下した電池電圧ＶＳＴＫは、空気供給量の増加と共に再
び上昇し、空気供給量が十分大きくなった時点で直流し
ゃ断器（６）を閉とし直交変換装置（４）に接続すると
同時に、抵抗器用スイッチ（３）を開き抵抗器（２）を
切り離す、さらにこれと同時に交流しゃ断器（７）が投
入され、燃料電池（１）の直流出力は交流に変換され交
流系統に供給される。
第５図（ａ）　、　（ｂｌ　、　（ｃｌは上述の様に空
気供給量の増加に伴う燃料電池（１）の直流出力電圧Ｖ
ＳＴＫと直流出力電流ｌ５ＴＫの時間的変化の関係を示
したものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の燃料電池発電システムの起動は以上のように行わ
れるので、起動時の各セルへの流量分配や、流量分布の
不均一性などからセル電圧のたち上シのばらつきが大き
い場合、全てのセル電圧がたち上る前に負荷を投入する
ことになシ、逆電圧がかかるセルが発生する。これによ
り電極の腐食、シンタリング等電池劣化の大きな要因と
なるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので電池劣化を防止しつつ、電池に悪影響を及ぼす
ことなく速やかに起動できる燃料電池発電システムを得
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る燃料電池発電システムは、燃料電池と並
列に抵抗器と抵抗器用スイッチを接続し、燃料電池の発
電を開始するため燃料及び空気供給を開始した後、すべ
てのセル電圧が一定値以上に立ち上がったことを検出手
段によ量検出し、制御手段により抵抗器用スイッチを制
御して抵抗器を投入するようにしたものである。
〔作用〕
この発明における燃料電池発電システムは、燃料電池と
並列に接続された抵抗器を全てのセル電圧が一定値以上
にたち上がったことを確認した後投入する。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。隼１
図において、（１）は燃料電池、（２ａ）、（２ｂ）。
（２Ｃ）は燃料電池（１）の出力側に並列に接続された
抵抗器、（８ａ）（８ｂ）（８ｃ）は燃料電池（１）に
並列に且つ抵抗器（２ａ）、（２ｂ）　、（２ｃ）と直
列に接続された抵抗器用スイッチ、（４）は燃料電池（
１）で発生した直流電力を交流電力に変換する直交変換
装置、（５）は系統と連系するため電圧変換を行う変圧
器、（６ａ）、（６ｂ）及び（６ｃ）、（６ｄ）は抵抗
器上流側及び下流側の直流しゃ断器、（ｓｌ　、　（９
３は電池発電に必要な空気と燃料を供給する空気供給路
及び燃料供給路、ＱＧは空気流量を計測する空電流量検
出器、αηは燃料電池（１）の各セル電圧を計測する電
圧検出器、（２）は空気流量及び各セル電圧を監視しな
がら抵抗器用スイッチ（８ａ）　、　（８ｂ）　、　（
８ｃ）を開閉するための制御装置である。
また第２図は起動時の空気流量と抵抗器及び電池電圧の
特性を、第８図は制御動作のフローチャートを示す。
次に本発明の動作について説明する。燃料電池が発電前
の状態では抵抗用スイッチ（８ａ）　、（８ｂ）、（８
ｃ）。
下流側直流しゃ断器（６ｃ）、（６ｄ）及び交流しゃ断
器（７）は共に開状態に、上流側直流しゃ断器（６ａ）
、（６ｂ）は閉状態にしておく。そこで燃料電池の発電
を開始するため、まず燃料供給路（９）よシ必要な燃料
量を燃料電池（１）に供給し、供給燃料量が一定値に達
した後、空気供給路（８）よシ空気の供給を開始する。
燃料電池（１）への空気供給開始と共に各セルの電圧が
上昇する。空気流量検出器αＯよ量検出される空気流量
がある設定値０１以上になり、かつ、セル電圧検出器α
υよ量検出される全てのセルの電圧がある下限値７１以
上になった時点で、制御装置（２）からの信号によシ抵
抗器用スイッチ（８ａ）を閉じ抵抗器（２ａ）を投入す
る。この抵抗器（２ａ）の投入により一旦低下したセル
電圧は、燃料電池（１）に供給される空電流量の増加と
共に再び上昇する。そこで同様に、空気流量検出器αＯ
より検出される空気流量がある設定値０２以上になり、
かつセル電圧検出器Ｑηよ量検出される全てのセルの電
圧が下限値７２以上だなった時点で、制御装置（２）か
らの信号によシ抵抗器用スイッチ（８ｂ）を閉じ抵抗器
（２ｂ）を投入する。
以下同様に空気流量の増加とセル電圧下限値の設定によ
シ順番に抵抗器（イ）まで投入する。そして、空気流量
が十分大きくなった時点で下流側直流しゃ断ＲＪ　（６
ｃ）、（６ｄ）及び交流しゃｌＦｒ器（７）を投入し、
燃料電池（１）の直流出力は直交変換装置（４）によシ
交流に変換され系統に電力供給を開始する。系統への電
力供給量の増加に比例し、制御装置Ｏ■からの信号によ
り抵抗器用スイッチ（ａｃ）　、　（１３ｂ）　、　（
ａａ）を１碩次開とし、抵抗器（２ｃ）　、　（２ｂ）
　、　（２ａ）を切ｂｍし、ａＸ系の起動を完了する。
ここで、燃料電池（１）への空気供給が開始され、空気
流量が設定値９１以上供給され、十分時間が経過してい
る（例えばｔ１時間経過）にもかかわらず、セル電圧に
ばらつきがあるなど、セル電圧が下限値Ｖ１に達しない
セルがある場合、電池の異常として警報を発する。又、
抵抗器（２ａ）投入後、セル電圧下限値Ｖｔ　Ｋ達しな
いセルがある場合なども同様に警報を発する。このよう
に電池の異常の早期発見ができるという効果もある。
なお、上記実施例では抵抗器として固定抵抗器を用いた
が、可変抵抗を用いセル電圧により抵抗値を連続的に変
化する制御を行ってもよい。
また上記実施例では系統に連系する場合について述べた
が、交流側あるいは直流側に負荷装置を接続してもよい
。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば燃料電池と並列に抵抗
器と抵抗器用スイッチを備え、すべてのセル電圧が一定
値以上に立ち上がったことを確認し、負荷投入するよう
にしたので！極の腐食、シンタリング等電池劣化を防ぎ
、電池に悪影響を及ぼすことなく起動できる効果がある
。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムの回路構成図、第２図はこの発明の一実施例による起
動時の空気流量と抵抗器及び電池電圧の特性図、第８図
はこの発明の一実施例による制御動作のフローチャート
、第４図は従来の燃料電池発電システムの回路構成図、
第５図は従来の起動時の空気流量と電池電圧、電流の特
性図である。 （１）は燃料電池、（２）は抵抗器、（３）は抵抗器用
スイッチ、α刀は検出手段、＠は制御手段である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）燃料電池の発電出力を直交変換装置を通して負荷
    に供給する燃料電池発電システムにおいて、上記燃料電
    池と並列に接続される抵抗器及び抵抗器用スイッチ、上
    記燃料電池の発電を開始するため燃料及び空気の供給を
    開始した後、すべてのセル電圧が一定値以上に立ち上が
    つたことを検出する検出手段、この検出手段の検出信号
    に応答して上記抵抗器用スイッチを制御し上記抵抗器を
    投入する制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発
    電システム。
JP62014346A 1987-01-23 1987-01-23 燃料電池発電システム Expired - Lifetime JPH073791B2 (ja)

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