JPS6386269A - 燃料電池の出力電圧、電流の調整方法 - Google Patents
燃料電池の出力電圧、電流の調整方法Info
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- JPS6386269A JPS6386269A JP61228267A JP22826786A JPS6386269A JP S6386269 A JPS6386269 A JP S6386269A JP 61228267 A JP61228267 A JP 61228267A JP 22826786 A JP22826786 A JP 22826786A JP S6386269 A JPS6386269 A JP S6386269A
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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、燃料電池発電プラントにおける燃料電池の出
力電圧、電流の調整方法に関するものである。
力電圧、電流の調整方法に関するものである。
燃料電池発電プラントは、周知のように、天然ガスを改
質して得られた水素を、燃料電池本体内で空気中酸素と
反応させることにより発電するものであるが、その発電
開始時、負荷（例えば電力系統なら電力系統）を接続し
ないで、つまり起動を行わないで、いつまでもスタンバ
イ状態にしておくと、その燃料電池の出力電圧が上昇し
て高い出力電圧となり、燃料電池の寿命に悪影響を及ぼ
す。そこで、かかるスタンバイ状態において、燃料電池
の出力側に調整抵抗を挿入して、その出力電圧が高くな
りすぎないように調整することが行われる。
質して得られた水素を、燃料電池本体内で空気中酸素と
反応させることにより発電するものであるが、その発電
開始時、負荷（例えば電力系統なら電力系統）を接続し
ないで、つまり起動を行わないで、いつまでもスタンバ
イ状態にしておくと、その燃料電池の出力電圧が上昇し
て高い出力電圧となり、燃料電池の寿命に悪影響を及ぼ
す。そこで、かかるスタンバイ状態において、燃料電池
の出力側に調整抵抗を挿入して、その出力電圧が高くな
りすぎないように調整することが行われる。
本発明は、かかる起動に備えたスタンバイ状態における
燃料電池の出力電圧、電流の調整方法に関するものであ
る。
燃料電池の出力電圧、電流の調整方法に関するものであ
る。
第４図は、従来のかかる起動に備えたスタンバイ状態に
おける燃料電池の出力電圧、電流の調整方法を示す説明
図である。
おける燃料電池の出力電圧、電流の調整方法を示す説明
図である。
同図において、１は燃料電池、２は断路器、３は直流高
速度遮断器、４は直流遮断器、５は調整抵抗、６は負荷
である。
速度遮断器、４は直流遮断器、５は調整抵抗、６は負荷
である。
第４図において、先ず断路器２を投入する。次いで直流
遮断器４を投入することにより調整抵抗５を接続する。
遮断器４を投入することにより調整抵抗５を接続する。
これでスタンバイ状態となる。その後、直流高速度遮断
器３を投入して負荷６を接続することにより燃料電池（
発電プラント）ｌを起動する。
器３を投入して負荷６を接続することにより燃料電池（
発電プラント）ｌを起動する。
さて、以上説明した如き、従来技術においては、調整抵
抗５として、全負荷の５％程度の電力消費をする調整抵
抗５を用意して、その接続をオン、オフしてスタンバイ
時における燃料電池ｌの出力電圧、電流を調整すること
が行われていた。
抗５として、全負荷の５％程度の電力消費をする調整抵
抗５を用意して、その接続をオン、オフしてスタンバイ
時における燃料電池ｌの出力電圧、電流を調整すること
が行われていた。
しかしこのような方法では、スタンバイ状態において燃
料電池１の出力電圧、電流の高精度な制御は望めず、従
って燃料電池の寿命に悪影響が及んでいた。
料電池１の出力電圧、電流の高精度な制御は望めず、従
って燃料電池の寿命に悪影響が及んでいた。
そこで、本発明は、スタンバイ状態において燃料電池の
出力電圧、電流の高精度な制御を可能とし、燃料電池の
寿命に悪影響が及ばないようにすること、を解決すべき
問題点としている。従って、本発明の目的は、スタンバ
イ状態において燃料電池の出ツノ電圧、電流の高精度な
制御を可能とし、燃料電池の寿命に悪影響が及ばないよ
うにすることのできる燃料電池の出力電圧、電流の調整
方法を提供することにある。
出力電圧、電流の高精度な制御を可能とし、燃料電池の
寿命に悪影響が及ばないようにすること、を解決すべき
問題点としている。従って、本発明の目的は、スタンバ
イ状態において燃料電池の出ツノ電圧、電流の高精度な
制御を可能とし、燃料電池の寿命に悪影響が及ばないよ
うにすることのできる燃料電池の出力電圧、電流の調整
方法を提供することにある。
上記問題点解決のため、本発明では、調整抵抗を複数本
用意しておき、その選択的投入、除去を最適に行う。
用意しておき、その選択的投入、除去を最適に行う。
調整抵抗の投入、除去により燃料電池の出力電圧、電流
を調整する際、新たに調整抵抗を投入または除去するこ
とにより得られる出力電圧、電流の値を予測演算し、そ
の結果に従って調整抵抗の新たな投入または除去の可否
を判断して実行する。
を調整する際、新たに調整抵抗を投入または除去するこ
とにより得られる出力電圧、電流の値を予測演算し、そ
の結果に従って調整抵抗の新たな投入または除去の可否
を判断して実行する。
次に図を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は未発明の一実施例を説明するためのハードウェ
ア構成を示す回路図である。同図において、第４図にお
けるのと同じものには同じ符号を付しである。
ア構成を示す回路図である。同図において、第４図にお
けるのと同じものには同じ符号を付しである。
第１図を第４図と比較すると、直流遮断器が４ａ、４ｂ
、・・・・・・４ｎの如く、また調整抵抗が５ａ。
、・・・・・・４ｎの如く、また調整抵抗が５ａ。
５ｂ、・・・・・・５ｎの如く、それぞれ複数個、設け
られており、この点で相違することが認められるであろ
う。なお、調整抵抗５ａ、５ｂ、・・・・・・５ｎの各
抵抗値は、Ｒ１，Ｒ２，・・・・・・Ｒｎであるものと
する。
られており、この点で相違することが認められるであろ
う。なお、調整抵抗５ａ、５ｂ、・・・・・・５ｎの各
抵抗値は、Ｒ１，Ｒ２，・・・・・・Ｒｎであるものと
する。
第２図は本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
である。同チャートはステップＳ１乃至Ｓ１２から成っ
ている。
である。同チャートはステップＳ１乃至Ｓ１２から成っ
ている。
第１図、第２図を参照して以下、動作を説明する。先ず
、ステップＳ１に見られるように、断路器２を投入（オ
ン）する。次にステップＳ２に見られるように、？ＩＡ
’ｌ抵抗５ａ、５ｂ、・・・・・・５ｎのうち適当なも
のを適宜に選択して投入する。
、ステップＳ１に見られるように、断路器２を投入（オ
ン）する。次にステップＳ２に見られるように、？ＩＡ
’ｌ抵抗５ａ、５ｂ、・・・・・・５ｎのうち適当なも
のを適宜に選択して投入する。
その後、ステ・ノブＳ３において、燃ｆｌ［電池１の両
端間電圧Ｅｄが成る一定値ｋ（燃料電池１が単セルの場
合、ｋは約０．８である）より大きいか否か、判断され
、大きい場合（Ｙのｌ！ｄ合）、ステップＳ４に進んで
、図示せざる空気極循環ブロワ−を運転して燃料電池１
の両端間電圧Ｅｄを下げる。ステップＳ３において、両
端間電圧Ｅｄが成る一定値により大きくない場合（Ｎの
場合）、ステップＳ５に進み、ここで燃料電池１の出力
電流Ｉｄが成る一定範囲（例えば、負荷電流の２０％以
上で２５％以下）に納まっているか否か、判断がなされ
、納まっているときには、ステップｓ１０に進み、ここ
でタイムアンプすると、ステップＳｌｌに進んで直流高
速度遮断器３を投入（オン）して負荷６を接続し、給電
を開始（起動）する。
端間電圧Ｅｄが成る一定値ｋ（燃料電池１が単セルの場
合、ｋは約０．８である）より大きいか否か、判断され
、大きい場合（Ｙのｌ！ｄ合）、ステップＳ４に進んで
、図示せざる空気極循環ブロワ−を運転して燃料電池１
の両端間電圧Ｅｄを下げる。ステップＳ３において、両
端間電圧Ｅｄが成る一定値により大きくない場合（Ｎの
場合）、ステップＳ５に進み、ここで燃料電池１の出力
電流Ｉｄが成る一定範囲（例えば、負荷電流の２０％以
上で２５％以下）に納まっているか否か、判断がなされ
、納まっているときには、ステップｓ１０に進み、ここ
でタイムアンプすると、ステップＳｌｌに進んで直流高
速度遮断器３を投入（オン）して負荷６を接続し、給電
を開始（起動）する。
ステップＳ５において、燃料電池１の出力電流Ｉｄが負
荷電流の２５％以上の値であったとすると、ステップＳ
６に進み、ここで調整抵抗の新たな解除の可否判断■が
行なわれる。
荷電流の２５％以上の値であったとすると、ステップＳ
６に進み、ここで調整抵抗の新たな解除の可否判断■が
行なわれる。
ここで、この可否判断■というのは、調整抵抗を新たに
解除した場合、その結果、燃料電池１０両端間電圧Ｅｄ
が前記一定値ｋを超えるようになるのであれば、解除は
否、超えないで済めば解除は可、というものであり、か
かる判断のためには、勿論、調整抵抗を新たに解除した
場合、両端間電圧Ｅｄがどうなるかをａ算してみなくて
はならないが、この演算については後述する。
解除した場合、その結果、燃料電池１０両端間電圧Ｅｄ
が前記一定値ｋを超えるようになるのであれば、解除は
否、超えないで済めば解除は可、というものであり、か
かる判断のためには、勿論、調整抵抗を新たに解除した
場合、両端間電圧Ｅｄがどうなるかをａ算してみなくて
はならないが、この演算については後述する。
可否判断■の結果、可であればステップＳ７に進んで調
整抵抗の新たな解除を行い、更にステップＳ３に戻る。
整抵抗の新たな解除を行い、更にステップＳ３に戻る。
ステップＳ５において、燃料電池１の出力電流［ｄが負
荷電流の２０％以下の値であったとすると、ステップＳ
８に進み、ここで調整抵抗の新たな投入の可否判断■が
行なわれる。
荷電流の２０％以下の値であったとすると、ステップＳ
８に進み、ここで調整抵抗の新たな投入の可否判断■が
行なわれる。
ここで、この可否判断■というのは、調整抵抗を新たに
投入した場合、その結果、燃料電池ｌの出力電流１ｄが
負荷電流の２５％を超えるようになるのであれば、投入
は否、超えないで済めば投入は可、というものであり、
かかる判断のためには、勿論、調整抵抗を新たに投入し
た場合、出力電流Ｉｄがどうなるかを演算してみなくて
はならないが、この演算については後述する。
投入した場合、その結果、燃料電池ｌの出力電流１ｄが
負荷電流の２５％を超えるようになるのであれば、投入
は否、超えないで済めば投入は可、というものであり、
かかる判断のためには、勿論、調整抵抗を新たに投入し
た場合、出力電流Ｉｄがどうなるかを演算してみなくて
はならないが、この演算については後述する。
可否判断■の結果、可であればステップＳ９に進んで調
整抵抗の新たな投入を行い、更にステップＳ５に戻る。
整抵抗の新たな投入を行い、更にステップＳ５に戻る。
以上のようにして、燃料電池のスタンバイ時における出
力電圧、電流の高精度な調整が行われる。
力電圧、電流の高精度な調整が行われる。
第３図は、前述の可否判断■、■に際して必要な、調整
抵抗を投入または除去により変化させた後の燃料電池の
出力電圧、電流の予測演算式を説明するための特性図で
ある。
抵抗を投入または除去により変化させた後の燃料電池の
出力電圧、電流の予測演算式を説明するための特性図で
ある。
同図において、横軸は出力電流１ｄを示し、縦軸は出力
電圧（端子間電圧）Ｅｄを示す。特性曲線（イ）は燃料
電池の特性を示している。特性曲線（イ）を直線近似し
たときの無負荷電圧がＥｄＯとして示しである。
電圧（端子間電圧）Ｅｄを示す。特性曲線（イ）は燃料
電池の特性を示している。特性曲線（イ）を直線近似し
たときの無負荷電圧がＥｄＯとして示しである。
特性曲線（１）は、投入された調整抵抗の値がＲｎであ
るときのその電圧・電流特性を示しており、このとき燃
料電池の出力電圧、電流は特性曲線（イ）と（１）の交
点Ｐ１に落ち着く。
るときのその電圧・電流特性を示しており、このとき燃
料電池の出力電圧、電流は特性曲線（イ）と（１）の交
点Ｐ１に落ち着く。
同様に、特性曲線（２）は、投入された調整抵抗の値が
Ｒｎ＋ｌであるときのその電圧・電流特性を示しており
、このとき燃料電池の出力電圧、電流は特性曲線（イ）
と（２）の交点Ｐ２に落ち着く。また、特性曲線（３）
は、投入された調整抵抗の値がＲｎ−１であるときのそ
の電圧・電流特性を示しており、このとき燃料電池の出
力電圧、電流は特性曲線（イ）と（３）の交点Ｐ３に落
ち着く。
Ｒｎ＋ｌであるときのその電圧・電流特性を示しており
、このとき燃料電池の出力電圧、電流は特性曲線（イ）
と（２）の交点Ｐ２に落ち着く。また、特性曲線（３）
は、投入された調整抵抗の値がＲｎ−１であるときのそ
の電圧・電流特性を示しており、このとき燃料電池の出
力電圧、電流は特性曲線（イ）と（３）の交点Ｐ３に落
ち着く。
特性曲線（イ）の勾配をａとすると、ａは近似的に（Ｅ
ｄ ｎ −１−Ｅｄ ｎ） ／ （Ｉ ｄ ｎ −１−
１ｄｎ）により求めることができる。勾配ａを予め求め
ておく。
ｄ ｎ −１−Ｅｄ ｎ） ／ （Ｉ ｄ ｎ −１−
１ｄｎ）により求めることができる。勾配ａを予め求め
ておく。
今、燃料電池の出力状態が２１点にあったとする。この
とき、調整抵抗の値をＲｎ＋ｌに変えたとすれば、その
ときの燃料電池の出力電流１ｄｎ＋１はＥｄＯ／ （Ｒ
ｎ＋１ ＋ａ）Ｔ：求メルコトカでき、また出力電圧Ｅ
ｄｎ＋１はＲｎ＋ＩＸＩｄｎ＋ｌによって求めることが
できる。
とき、調整抵抗の値をＲｎ＋ｌに変えたとすれば、その
ときの燃料電池の出力電流１ｄｎ＋１はＥｄＯ／ （Ｒ
ｎ＋１ ＋ａ）Ｔ：求メルコトカでき、また出力電圧Ｅ
ｄｎ＋１はＲｎ＋ＩＸＩｄｎ＋ｌによって求めることが
できる。
以上、説明したような演算の原理に基づき、前述の可否
判断■、■に際して必要な、調整抵抗を投入または除去
により変化させた後の燃料電池の出力電圧、電流の予測
演算を実行することができる。
判断■、■に際して必要な、調整抵抗を投入または除去
により変化させた後の燃料電池の出力電圧、電流の予測
演算を実行することができる。
以上、説明したように、本発明によれば、調整抵抗を増
減させた後の燃料電池の出力電圧、電流を予測演算し、
その結果に基づき調整抵抗の投入または除去の可否判断
を行い、実行するので、燃料電池のスタンバイ時におけ
る出力電圧、電流の高精度な制御が可能となり、電池の
寿命に従来、及ぼされていた悪影響を除去できるという
利点がある。
減させた後の燃料電池の出力電圧、電流を予測演算し、
その結果に基づき調整抵抗の投入または除去の可否判断
を行い、実行するので、燃料電池のスタンバイ時におけ
る出力電圧、電流の高精度な制御が可能となり、電池の
寿命に従来、及ぼされていた悪影響を除去できるという
利点がある。
第１図は本発明の一実施例を説明するためのハードウェ
ア構成を示す回路図、第２図は本発明の一実施例の動作
を示すフローチャート、第３図は調整抵抗を投入または
除去により変化させた後の燃料電池の出力電圧、電流の
予測演算式を説明するための特性図、第４図は、従来の
起動に備えたスタンバイ状態における燃料電池の出力電
圧、電流の調整方法を示す説明図である。 符号説明 １・・・燃料電池、２・・・断路器、３・・・直流高速
度遮断器、４・・・直流遮断器、５・・・調整抵抗、６
・・・負荷代理人弁理士 並 木 昭 夫 代理人弁理士 松 崎 清 ２ Ｇ
ア構成を示す回路図、第２図は本発明の一実施例の動作
を示すフローチャート、第３図は調整抵抗を投入または
除去により変化させた後の燃料電池の出力電圧、電流の
予測演算式を説明するための特性図、第４図は、従来の
起動に備えたスタンバイ状態における燃料電池の出力電
圧、電流の調整方法を示す説明図である。 符号説明 １・・・燃料電池、２・・・断路器、３・・・直流高速
度遮断器、４・・・直流遮断器、５・・・調整抵抗、６
・・・負荷代理人弁理士 並 木 昭 夫 代理人弁理士 松 崎 清 ２ Ｇ
Claims (1)
- １）起動に備えたスタンバイ状態における燃料電池の出
力電圧、電流の調整方法において、調整抵抗の投入、除
去により前記燃料電池の出力電圧、電流を調整する際、
新たに調整抵抗を投入または除去することにより得られ
る出力電圧、電流の値を予測演算する段階と、その結果
に従って調整抵抗の新たな投入または除去の可否を判断
しその通り実行する段階と、を含んで成ることを特徴と
する燃料電池の出力電圧、電流の調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228267A JPS6386269A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 燃料電池の出力電圧、電流の調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228267A JPS6386269A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 燃料電池の出力電圧、電流の調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6386269A true JPS6386269A (ja) | 1988-04-16 |
Family
ID=16873795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61228267A Pending JPS6386269A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 燃料電池の出力電圧、電流の調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6386269A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0407848A2 (en) * | 1989-07-12 | 1991-01-16 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | Trimming circuit and trimming method performable using such a trimming circuit |
| WO2010116609A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システムおよびその運転方法 |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP61228267A patent/JPS6386269A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0407848A2 (en) * | 1989-07-12 | 1991-01-16 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | Trimming circuit and trimming method performable using such a trimming circuit |
| WO2010116609A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システムおよびその運転方法 |
| JP4921613B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2012-04-25 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システムおよびその運転方法 |
| US9865892B2 (en) | 2009-03-30 | 2018-01-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell system and method for operating the same |
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