JPS63217930A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPS63217930A JPS63217930A JP62050854A JP5085487A JPS63217930A JP S63217930 A JPS63217930 A JP S63217930A JP 62050854 A JP62050854 A JP 62050854A JP 5085487 A JP5085487 A JP 5085487A JP S63217930 A JPS63217930 A JP S63217930A
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- 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
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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。
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、燃料電池発電装置に係り、特に燃料電池の出
力電圧より高い電圧を負荷に供給できるように蓄電池を
備えてなる燃料電池発電装置に関する。
力電圧より高い電圧を負荷に供給できるように蓄電池を
備えてなる燃料電池発電装置に関する。
燃料電池は、燃料および酸化剤の反応エネルギーを直接
電気エネルギーとして取り出すものであり、発電効率が
高い、可動部分が殆んどないため騒音、振動が少なく、
排ガスが正常である等の特徴がある。したがって、新発
電方式として期待されている。
電気エネルギーとして取り出すものであり、発電効率が
高い、可動部分が殆んどないため騒音、振動が少なく、
排ガスが正常である等の特徴がある。したがって、新発
電方式として期待されている。
この燃料電池の出力電圧は、主として反応系により決定
され、一対の電極からなる単位電池の出力電圧は、運転
条件にもよるが、１ボルトを越えることは通常ないもの
となっている。例えば、液体燃料電池では、アルカリ電
解質型水素−空気燃料電池の場合０．７ Ｖ程度、ヒド
ラジン−空気燃料電池では０．６ Ｖ程度、酸性電解
質型メタノール−空気燃料電池では０．４ Ｖ程度で
ある。また。
され、一対の電極からなる単位電池の出力電圧は、運転
条件にもよるが、１ボルトを越えることは通常ないもの
となっている。例えば、液体燃料電池では、アルカリ電
解質型水素−空気燃料電池の場合０．７ Ｖ程度、ヒド
ラジン−空気燃料電池では０．６ Ｖ程度、酸性電解
質型メタノール−空気燃料電池では０．４ Ｖ程度で
ある。また。
空気を燃料とする燃料電池のリン酸型燃料電池では、０
．７ ｖ程度、溶融炭酸塩型燃料電池では０．７５Ｖ程
度である。したがって、それぞれの燃料電池の用途に応
じた出力電圧を得るためには。
．７ ｖ程度、溶融炭酸塩型燃料電池では０．７５Ｖ程
度である。したがって、それぞれの燃料電池の用途に応
じた出力電圧を得るためには。
単位電池を直列に接続し、すなわち単位電池を多数積Ｍ
して所定の出力電圧を得るようにする。
して所定の出力電圧を得るようにする。
燃料電池で必要とされる電圧は、負荷側から要求される
電圧により異なってくる。直流負荷の場合には、Ｌ２Ｖ
、２４Ｖ、４８Ｖ等が代表的である。近年高電圧側に対
する要求が高まっている。
電圧により異なってくる。直流負荷の場合には、Ｌ２Ｖ
、２４Ｖ、４８Ｖ等が代表的である。近年高電圧側に対
する要求が高まっている。
また、交流負荷の場合には、１００Ｖ、２００Ｖが一般
的である。燃料電池から供給されるのは直流であるため
、インバータにより交流に変換される。変換の際の効率
は、燃料電池の直流出力電圧が高いほど有効である。
的である。燃料電池から供給されるのは直流であるため
、インバータにより交流に変換される。変換の際の効率
は、燃料電池の直流出力電圧が高いほど有効である。
このように、単位電池の発電される電圧が低いというこ
とおよび負荷側からの要求から、単位電池を複数積層し
て、目的の電圧を得ることが必要となっている。
とおよび負荷側からの要求から、単位電池を複数積層し
て、目的の電圧を得ることが必要となっている。
しかし、理論上は単位電池の複数を接続すれば、目的と
する高い出力電圧が得られるが、積層数を多くすること
により次の問題が生ずる。
する高い出力電圧が得られるが、積層数を多くすること
により次の問題が生ずる。
多数の単位電池を積層すると、積層位置のずれを生じる
ことなく、しかも単位電池間および単位電池の電極およ
びセパレータ等の構成材料間の電気的接続条件を好適に
保つように組み立てることは、かなり困難となる。さら
に、多数の単位電池に均等に燃料および酸化剤を供給す
ることも困積となる。特に液体燃料電池に関しては、単
位電池の積層数を増し、出力電圧を大きくすることは、
燃料を通じて流れる漏洩電流を増すことになる。
ことなく、しかも単位電池間および単位電池の電極およ
びセパレータ等の構成材料間の電気的接続条件を好適に
保つように組み立てることは、かなり困難となる。さら
に、多数の単位電池に均等に燃料および酸化剤を供給す
ることも困積となる。特に液体燃料電池に関しては、単
位電池の積層数を増し、出力電圧を大きくすることは、
燃料を通じて流れる漏洩電流を増すことになる。
したがって、電池構成材料の電食を著しく助長すること
につながる。このように、単位電池を複数個積層して目
的とする出力電圧を得るということは、大容量の電源の
場合には応用できるが、小容量の電源には応用が困難と
なる。すなわち、燃料電池の出力電圧が前記したように
低いため、積層単位電池数および積層電池数を増した場
合、電流値を低くとるため、電極面積を小さくする必要
が生じる。この結果、電極面積と単位電池の積層数の間
の不均衡が生じ、単位電池そのものを安定して積層する
ことができなくなる。
につながる。このように、単位電池を複数個積層して目
的とする出力電圧を得るということは、大容量の電源の
場合には応用できるが、小容量の電源には応用が困難と
なる。すなわち、燃料電池の出力電圧が前記したように
低いため、積層単位電池数および積層電池数を増した場
合、電流値を低くとるため、電極面積を小さくする必要
が生じる。この結果、電極面積と単位電池の積層数の間
の不均衡が生じ、単位電池そのものを安定して積層する
ことができなくなる。
このように、目的とする出力電圧を得るといっても、単
位電池の積層数には自ずと限度があり、単位電池を積層
して目的とする出力電圧を得るということは困難であっ
た。
位電池の積層数には自ずと限度があり、単位電池を積層
して目的とする出力電圧を得るということは困難であっ
た。
なお、燃料電池と負荷との間に蓄電池を介在させる従来
例として、特開昭５０−１１６９２５号に開示されたも
のが存在する。しかし、この従来例では、負荷の消費電
流の変動を吸収するために蓄電池が設けられており、燃
料電池とほぼ等しい電圧の電力が負荷に供給されるにす
ぎず、その結果、目的とする出力電圧を得ることができ
なかった。
例として、特開昭５０−１１６９２５号に開示されたも
のが存在する。しかし、この従来例では、負荷の消費電
流の変動を吸収するために蓄電池が設けられており、燃
料電池とほぼ等しい電圧の電力が負荷に供給されるにす
ぎず、その結果、目的とする出力電圧を得ることができ
なかった。
本発明は、かかる問題点を解決するために、多くの単位
電池を積層しなくても、燃料電池の出力電圧より高い電
圧である目的の電圧を供給することができる燃料電池発
電装置を提供することを目的とする。
電池を積層しなくても、燃料電池の出力電圧より高い電
圧である目的の電圧を供給することができる燃料電池発
電装置を提供することを目的とする。
本発明は、複数のＭ電池が直列に接続されてなる蓄電池
群と、複数の単位電池が積層されてなる積層燃料電池と
を備え、該積層燃料電池の出力端子は前記蓄電池群の所
定の一の蓄電池の端子と接続してなり、所定時間経過後
、前記積層燃料電池が前記一の蓄電池から他の所定蓄電
池に接続するように切り換える切換え制御装置が設けら
れてなり、前記蓄電池から負荷に電圧を供給することを
特徴とする燃料電池発電装置である。
群と、複数の単位電池が積層されてなる積層燃料電池と
を備え、該積層燃料電池の出力端子は前記蓄電池群の所
定の一の蓄電池の端子と接続してなり、所定時間経過後
、前記積層燃料電池が前記一の蓄電池から他の所定蓄電
池に接続するように切り換える切換え制御装置が設けら
れてなり、前記蓄電池から負荷に電圧を供給することを
特徴とする燃料電池発電装置である。
本発明によれば、積層燃料電池と負荷の間に複数の蓄電
池を直列に接続してなる蓄電池群を介在せしめ、燃料電
池の出力で蓄電池群の充電を行い、一方、蓄電池群から
負荷へ放電を行う。積層燃料電池からの蓄電池群への充
電は、積層燃料電池が蓄電池群の所定の蓄電池に所定時
間経過後側々に行われるため、蓄電池群から負荷に電力
を連続して供給することができる。
池を直列に接続してなる蓄電池群を介在せしめ、燃料電
池の出力で蓄電池群の充電を行い、一方、蓄電池群から
負荷へ放電を行う。積層燃料電池からの蓄電池群への充
電は、積層燃料電池が蓄電池群の所定の蓄電池に所定時
間経過後側々に行われるため、蓄電池群から負荷に電力
を連続して供給することができる。
負荷への電力供給は、各蓄電池の電圧が加算された電圧
で行われる。一方、各蓄電池へ供給される電圧は、積層
燃料電池の出力電圧とほぼ等しいため、積層燃料電池出
力電圧より高い電圧を負荷へ連続して供給することがで
きる。
で行われる。一方、各蓄電池へ供給される電圧は、積層
燃料電池の出力電圧とほぼ等しいため、積層燃料電池出
力電圧より高い電圧を負荷へ連続して供給することがで
きる。
次に、本発明の一実施例を添付図面に従い詳説する。第
１図は一実施例の構成図である。
１図は一実施例の構成図である。
第１図において、４つの蓄電池３Ａ〜３Ｄが直列に接続
され、蓄電池群２を形成している。この蓄電池群の両端
部の端子には、負荷４が接続されている。各蓄電池から
は、独立に＋側の接点Ｐ１〜Ｐ４が存在する。一方、各
蓄電池にはそれぞれ独立に一側の接点Ｎ１〜Ｎ４が存在
する。
され、蓄電池群２を形成している。この蓄電池群の両端
部の端子には、負荷４が接続されている。各蓄電池から
は、独立に＋側の接点Ｐ１〜Ｐ４が存在する。一方、各
蓄電池にはそれぞれ独立に一側の接点Ｎ１〜Ｎ４が存在
する。
一方、単位電池が４０セル積層された積層燃料電池１が
設けられており、この積層燃料電池１には＋側のスイッ
チ６Ａが存在し、−側のスイッチ６Ｂが存在する。＋側
のスイッチ６Ａと積層燃料電池１との間には、逆流防止
ダイオード５が設けられている。切換えスイッチ６Ａ、
６Ｂには、切換えスイッチ制御装置７が接続されている
。
設けられており、この積層燃料電池１には＋側のスイッ
チ６Ａが存在し、−側のスイッチ６Ｂが存在する。＋側
のスイッチ６Ａと積層燃料電池１との間には、逆流防止
ダイオード５が設けられている。切換えスイッチ６Ａ、
６Ｂには、切換えスイッチ制御装置７が接続されている
。
次に、本実施例の動作について説明する。積層燃料電池
１は、蓄電池３Ａ〜３Ｄのいずれかと接続されるように
なっている。すなわち、切換えスイッチ６Ａ、６Ｂが、
（Ｐｌ ｙ Ｎｌ）＋ （Ｐ２ ＋Ｎｚ ） ｙ
（Ｐａ ＋ Ｎａ ） ｒ （Ｐｌ ｒ Ｎａ ）の
いずれかと接続するようになっている。積層燃料電池１
と蓄電池が接続されると、そのＮ電池に積層燃料電池の
電力が対応する蓄電池に供給されるようになっている。
１は、蓄電池３Ａ〜３Ｄのいずれかと接続されるように
なっている。すなわち、切換えスイッチ６Ａ、６Ｂが、
（Ｐｌ ｙ Ｎｌ）＋ （Ｐ２ ＋Ｎｚ ） ｙ
（Ｐａ ＋ Ｎａ ） ｒ （Ｐｌ ｒ Ｎａ ）の
いずれかと接続するようになっている。積層燃料電池１
と蓄電池が接続されると、そのＮ電池に積層燃料電池の
電力が対応する蓄電池に供給されるようになっている。
対応する蓄電池に供給される電圧は、積層燃料電池１の
電圧とほぼ等しい値となっている。
電圧とほぼ等しい値となっている。
切換えスイッチ６Ａ、６Ｂは、切換えスイッチ制御装置
ｉ！７により蓄電池への接続状態が制御される。切換え
スイッチ６Ａ、６Ｂと各蓄電池との接続状態の制御方法
には、蓄電池３Ａ−蓄電池３Ｂ〜蓄電池３Ｃ−蓄電池３
Ｄのように順次繰り返し接続し、充電池３Ｄを充電した
ら、蓄電池３Ａを充電するようにする方法がある。その
他、各Ｗｆｆｉ池の充電状態を電圧計等で監視し、放電
深度の高い蓄電池から優先的に充電する方法も存在する
。
ｉ！７により蓄電池への接続状態が制御される。切換え
スイッチ６Ａ、６Ｂと各蓄電池との接続状態の制御方法
には、蓄電池３Ａ−蓄電池３Ｂ〜蓄電池３Ｃ−蓄電池３
Ｄのように順次繰り返し接続し、充電池３Ｄを充電した
ら、蓄電池３Ａを充電するようにする方法がある。その
他、各Ｗｆｆｉ池の充電状態を電圧計等で監視し、放電
深度の高い蓄電池から優先的に充電する方法も存在する
。
その他、タイマを設け、所定時間経過後接続されるべき
蓄電池を変えていく方法もある。
蓄電池を変えていく方法もある。
各蓄電池は、直列に接続されて蓄電池群に構成している
ため、負荷４に各蓄電池の出力電圧を足し合わせた電圧
の電力が供給される。その結果。
ため、負荷４に各蓄電池の出力電圧を足し合わせた電圧
の電力が供給される。その結果。
燃料電池１そのものの出力電圧が低くても、負荷４には
高い電圧を供給することができる。
高い電圧を供給することができる。
負荷４への電力の供給に当っては、積層燃料電池と接続
する蓄電池が個々に変えられるため、連続して充電が行
われる結果、蓄電池群２から負荷４へ連続して電力を供
給することができる。
する蓄電池が個々に変えられるため、連続して充電が行
われる結果、蓄電池群２から負荷４へ連続して電力を供
給することができる。
積層燃料電池１の出力電圧と各蓄電池電圧は、燃料電池
出力が蓄電池へ良好に供給されるように調整されている
。しかし、何らかの事情で燃料電池出力電圧が、蓄電池
との電圧設定関係状態よりも低くなった場合においては
、各蓄電池から積層燃料電池へ電流の逆流が起こるおそ
れがある。そこで、本実施例では、その逆流を防止する
ために。
出力が蓄電池へ良好に供給されるように調整されている
。しかし、何らかの事情で燃料電池出力電圧が、蓄電池
との電圧設定関係状態よりも低くなった場合においては
、各蓄電池から積層燃料電池へ電流の逆流が起こるおそ
れがある。そこで、本実施例では、その逆流を防止する
ために。
逆流防止ダイオード５が積層燃料電池と切換えスイッチ
６Ａとの間に設けられている。
６Ａとの間に設けられている。
蓄電池には、鉛蓄電池、ニッケルーカドミウム電池、レ
ドックスフロー電池等の二次電池全般を適用できる。特
に充電操作が容易で内部抵抗の小さいものほど有効であ
る。
ドックスフロー電池等の二次電池全般を適用できる。特
に充電操作が容易で内部抵抗の小さいものほど有効であ
る。
燃料電池には、各種のものを使用することができるが、
特に単位電池出力電圧が比較的低く、液体を燃料とする
ため、漏洩電流とそれに伴う電池材料の電食が生じやす
い酸性電解質型メタノール−空気燃料電池、ヒドラジン
−空気燃料電池を特に用いることができる。
特に単位電池出力電圧が比較的低く、液体を燃料とする
ため、漏洩電流とそれに伴う電池材料の電食が生じやす
い酸性電解質型メタノール−空気燃料電池、ヒドラジン
−空気燃料電池を特に用いることができる。
本実施例では、蓄電池を４個直列に接続したが、目的と
する負荷電圧に応じて、蓄電池の接続数を適宜選択する
ことができる。
する負荷電圧に応じて、蓄電池の接続数を適宜選択する
ことができる。
本実施例では、１つの積層燃料電池が対応する蓄電池と
接続した状態を示しているが、積層燃料電池を複数個設
け、個々の積層燃料電池が対応する蓄電池と接続するよ
うにすれば、充電速度を早くでき、その結果、負荷に対
する応答性が良好となる。
接続した状態を示しているが、積層燃料電池を複数個設
け、個々の積層燃料電池が対応する蓄電池と接続するよ
うにすれば、充電速度を早くでき、その結果、負荷に対
する応答性が良好となる。
負荷に交流電力が供給される場合には、蓄電池出力をイ
ンバータを介して交流に変換し、これを負荷に供給する
ことができる。
ンバータを介して交流に変換し、これを負荷に供給する
ことができる。
次に、本発明の他の実施例について説明する。
第２図は、その実施例の構成図である。
第２図と第１図の実施例との異なる点は、Ｍｌ池３Ｃ，
ｉ電池３Ｄとの間に負荷４Ｂを設けた点である。この実
施例によれば、蓄電池群全体の電圧のほか、蓄電池３Ｃ
と３Ｄが直列で接続された状態の電圧の２種類をとるこ
とができる。したがって、２種類の負荷４Ａ、４Ｂに同
時に電力を供給することができる。この際、切換えスイ
ッチ制御装置７におけるスイッチの切り換えは、各￥ｊ
組電池放電進度を電圧等で検出して行うのが好ましい。
ｉ電池３Ｄとの間に負荷４Ｂを設けた点である。この実
施例によれば、蓄電池群全体の電圧のほか、蓄電池３Ｃ
と３Ｄが直列で接続された状態の電圧の２種類をとるこ
とができる。したがって、２種類の負荷４Ａ、４Ｂに同
時に電力を供給することができる。この際、切換えスイ
ッチ制御装置７におけるスイッチの切り換えは、各￥ｊ
組電池放電進度を電圧等で検出して行うのが好ましい。
すなわち、蓄電池３Ｃおよび３Ｄは、蓄電池３Ａおよび
３Ｂに比べ放電進度が大きくなるため。
３Ｂに比べ放電進度が大きくなるため。
積層燃料電池１との接続の切り換えは、制御装置７によ
り蓄電池３Ｃおよび３Ｄが他の蓄電池より優先するよう
にするためである。こうすることにより、蓄電池３Ｃお
よび３Ｄが負荷４Ｂに電力を連続して供給することがで
きる。
り蓄電池３Ｃおよび３Ｄが他の蓄電池より優先するよう
にするためである。こうすることにより、蓄電池３Ｃお
よび３Ｄが負荷４Ｂに電力を連続して供給することがで
きる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る燃料電池発電装置に
よれば、複数の蓄電池が直列に接続され、しかも積層燃
料電池から各燃料電池に連続して充電を行うことができ
るため、積層燃料電池出力電圧より高い電圧を連続して
負荷に供給することができる。
よれば、複数の蓄電池が直列に接続され、しかも積層燃
料電池から各燃料電池に連続して充電を行うことができ
るため、積層燃料電池出力電圧より高い電圧を連続して
負荷に供給することができる。
第１図は本発明に係る燃料電池発電装置の一実施例の構
成図、第２図は他の実施例を示すものであり、２種類の
負荷が接続された状態を示す燃料電池発電装置の構成図
である。 １・・・積層燃料電池、２・・・蓄電池群、３Ａ〜３Ｄ
・・・蓄電池、４・・・負荷、６・・・燃料電池出力切
換えスイッチ、７・・・切換えスイッチ制御装置。
成図、第２図は他の実施例を示すものであり、２種類の
負荷が接続された状態を示す燃料電池発電装置の構成図
である。 １・・・積層燃料電池、２・・・蓄電池群、３Ａ〜３Ｄ
・・・蓄電池、４・・・負荷、６・・・燃料電池出力切
換えスイッチ、７・・・切換えスイッチ制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の蓄電池が直列に接続されてなる蓄電池群と、 複数の単位電池が積層されてなる積層燃料電池を備え、
該積層燃料電池の出力端子は、前記蓄電池群の所定の一
の蓄電池の端子と接続してなり、 所定時間経過後、前記積層燃料電池が前記一の蓄電池か
ら他の所定の蓄電池に接続するように切り換える切換え
制御装置が設けられてなり、前記蓄電池から負荷に電圧
を供給することを特徴とする燃料電池発電装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記積層燃料電池
は、メタノールを燃料とする液体燃料電池であることを
特徴とする燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62050854A JPS63217930A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62050854A JPS63217930A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63217930A true JPS63217930A (ja) | 1988-09-12 |
Family
ID=12870307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62050854A Pending JPS63217930A (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63217930A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02123928A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-11 | Mitsubishi Metal Corp | 電源装置 |
| WO2020020862A1 (de) | 2018-07-24 | 2020-01-30 | Alfred Kärcher SE & Co. KG | Reinigungsmaschine mit walzengehäuse |
| DE102022109923A1 (de) | 2022-04-25 | 2023-10-26 | Alfred Kärcher SE & Co. KG | Bodenreinigungsgerät mit Drucksensoreinrichtung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5110651A (ja) * | 1975-05-06 | 1976-01-28 | Kikuchi Kogyo | Dakutoyotayokudanpaa |
| JPS5124768A (en) * | 1974-08-23 | 1976-02-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Konseibuhin |
-
1987
- 1987-03-05 JP JP62050854A patent/JPS63217930A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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