JPS6398711A - 燃料電池用電力制御装置の制御回路 - Google Patents
燃料電池用電力制御装置の制御回路Info
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- JPS6398711A JPS6398711A JP61245971A JP24597186A JPS6398711A JP S6398711 A JPS6398711 A JP S6398711A JP 61245971 A JP61245971 A JP 61245971A JP 24597186 A JP24597186 A JP 24597186A JP S6398711 A JPS6398711 A JP S6398711A
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- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 15
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- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
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- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
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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
- 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
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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は燃料電池の燃料ガス不足の防止手段を備えた電
力制御装置の制御回路に関する。
力制御装置の制御回路に関する。
第５図は従来技術を示す概略構成図であり、燃料電池１
の出力側にはインバータ等の電力変換器２が設けられ、
インバータ２で燃料電池１の直流出力は交流出力に変換
され、交流配電系統６に供給されるよう構成されておシ
、燃料電池１の出力電力は電力検出器５によって検出さ
れ、その出力信号と、燃料電池の出力可能電力を設定す
る電力設定器７の設定信号とが、例えばｐ１調節器等か
らなる電力調節器６に入力され、両信号の差に比例した
制御信号が出力される。この制御信号はインバータ２の
制御部に入力され、出力交流電圧の配電系統６に対する
電圧差９位相差等が制御されることにより、送り出し電
力、いい換えれば燃料電池の出力電力を電力設定器７の
設定値に基づいて制御できるよう構成されている。
の出力側にはインバータ等の電力変換器２が設けられ、
インバータ２で燃料電池１の直流出力は交流出力に変換
され、交流配電系統６に供給されるよう構成されておシ
、燃料電池１の出力電力は電力検出器５によって検出さ
れ、その出力信号と、燃料電池の出力可能電力を設定す
る電力設定器７の設定信号とが、例えばｐ１調節器等か
らなる電力調節器６に入力され、両信号の差に比例した
制御信号が出力される。この制御信号はインバータ２の
制御部に入力され、出力交流電圧の配電系統６に対する
電圧差９位相差等が制御されることにより、送り出し電
力、いい換えれば燃料電池の出力電力を電力設定器７の
設定値に基づいて制御できるよう構成されている。
第６図は異なる従来技術を示す構成図であ）、インバー
タ２の運転効率の向上などを意図してチョッパ４からな
る制御装置を追加したものであ仄チョッパ４およびイン
バータ２からなる電力制御装置によシ燃料電池の出力電
力の制御と交流電力への変換を行うよう構成されている
。したがって、チョッパ４の通流率の制御は第５図にお
けると同様に、電力検出器５．電力設定器７．ｍ力調節
器６で構成されたチョッパ制御回路により行うことがで
きる。また例えばインバータ２からなる電力変換器とし
ては、チョッパ４とインバータ２との間の中間回路１０
の電圧が一定になるよう電力変換器２の出力を制御すれ
ばよく、中間回路電圧の設定器８の出力信号と、中間回
路電圧とを調節器９に導き、調節器９の出力信号全イン
バータ２の制御部に入力して調′！！Ｂ器９の両人力信
号が等しくなるインバータ２の出力を制御するよう構成
される。
タ２の運転効率の向上などを意図してチョッパ４からな
る制御装置を追加したものであ仄チョッパ４およびイン
バータ２からなる電力制御装置によシ燃料電池の出力電
力の制御と交流電力への変換を行うよう構成されている
。したがって、チョッパ４の通流率の制御は第５図にお
けると同様に、電力検出器５．電力設定器７．ｍ力調節
器６で構成されたチョッパ制御回路により行うことがで
きる。また例えばインバータ２からなる電力変換器とし
ては、チョッパ４とインバータ２との間の中間回路１０
の電圧が一定になるよう電力変換器２の出力を制御すれ
ばよく、中間回路電圧の設定器８の出力信号と、中間回
路電圧とを調節器９に導き、調節器９の出力信号全イン
バータ２の制御部に入力して調′！！Ｂ器９の両人力信
号が等しくなるインバータ２の出力を制御するよう構成
される。
ところで、前述のように構成され次装置においては、燃
料電池１が応答速度の遅い燃料改質装置を含んでおシ、
配電系統６の負荷の変動パターンと燃料電池１の発電パ
ターンの間に差を生じ易い性質を有しておシ、このパタ
ーンの差が累積した場合には燃料電池に供給される燃料
ガスが不足する。いわゆるガス不足が発生する。燃料電
池に過度のガス不足が発生すると、例えば薄いマトリッ
クスによって区画された空気室と燃料ガス室とに差圧を
生じ、電解液の漏れ出しや三相界面の移動など燃料電池
の発電性能や寿命に障害を及ぼす危険性が高まるととも
に、燃料改質炉の熱源として利用されるべき燃料ガスの
復流量が減少し、燃料電池に供給される燃料ガス量がさ
らに不足するという悪循環を生ずるために、その改善が
求められている。
料電池１が応答速度の遅い燃料改質装置を含んでおシ、
配電系統６の負荷の変動パターンと燃料電池１の発電パ
ターンの間に差を生じ易い性質を有しておシ、このパタ
ーンの差が累積した場合には燃料電池に供給される燃料
ガスが不足する。いわゆるガス不足が発生する。燃料電
池に過度のガス不足が発生すると、例えば薄いマトリッ
クスによって区画された空気室と燃料ガス室とに差圧を
生じ、電解液の漏れ出しや三相界面の移動など燃料電池
の発電性能や寿命に障害を及ぼす危険性が高まるととも
に、燃料改質炉の熱源として利用されるべき燃料ガスの
復流量が減少し、燃料電池に供給される燃料ガス量がさ
らに不足するという悪循環を生ずるために、その改善が
求められている。
本発明は前述の状況に鑑みてなされたもので、燃料電池
がガス不足を生ずる程の出力電力の取り過ぎを防止でき
、したがって燃料電池の長期安定性を保持できる制御回
路を備えた燃料電池用制御装置を提供することを目的と
する。
がガス不足を生ずる程の出力電力の取り過ぎを防止でき
、したがって燃料電池の長期安定性を保持できる制御回
路を備えた燃料電池用制御装置を提供することを目的と
する。
本発明は、燃料′電池に供給される燃料ガスが不足する
と、その出力電圧が低下することに着目し燃料電池の燃
料ガス供給状態をその端子電圧によって監視し、最小値
から所定の勾配で最大値筐で立上る関数信号を出力する
関数発生器と、燃料電池の出力電力の検出器および設定
器の出力信号を受けて両信号を互いに等しくする制御信
号を発する電力調節器と、関数信号および制御信号のう
ち低レベルの信号を選択して制御装置の制御部に向けて
出力するミニマムセレクタとを備えるよう構成したこと
により、燃料電池のガス不足は関数発生器によ）検知さ
れ、最小値を示す関数信号がミニマムセレクタにより選
択され、制御装置の出力電力を減少させることにより、
燃料電池のガス不足を回避できるようにしたものである
。
と、その出力電圧が低下することに着目し燃料電池の燃
料ガス供給状態をその端子電圧によって監視し、最小値
から所定の勾配で最大値筐で立上る関数信号を出力する
関数発生器と、燃料電池の出力電力の検出器および設定
器の出力信号を受けて両信号を互いに等しくする制御信
号を発する電力調節器と、関数信号および制御信号のう
ち低レベルの信号を選択して制御装置の制御部に向けて
出力するミニマムセレクタとを備えるよう構成したこと
により、燃料電池のガス不足は関数発生器によ）検知さ
れ、最小値を示す関数信号がミニマムセレクタにより選
択され、制御装置の出力電力を減少させることにより、
燃料電池のガス不足を回避できるようにしたものである
。
以下本発明を実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例を示す構成図であり、従来技術
と同じ部分には同一参照符号を付すことにより詳細な説
明を省略する。図において、インバータ２からなる電力
制御装置の入力側には燃料′α池１の出力α力を検出す
る電力検出器５とともに燃料電池１のガス不足をその端
子電圧によって監視して関数信号１１Ｗを発する関数発
生器１１が設けられておυ、関数信号１１Ｗが図中に示
すように、燃料電池１の出力電圧が充分高い領域では最
大値をとシ、出力電圧がガス不足を示唆する低電圧領域
では最小値をとシ、両者の中間領域においては最小値か
ら最大値まで連続して立上る特性となるよう形成されて
いる。また１２は上記関数信号１１Ｗｔ−一方の入力と
するミニマムセレクタであフ、電力ｙ４′Ｎ器乙の出力
制御信号と関数発生器１１の出力関数信号のうち、いず
れか低レベルの信号がミニマムセレクタによって選択さ
れ、インバータ２の制御部に入力されている。
と同じ部分には同一参照符号を付すことにより詳細な説
明を省略する。図において、インバータ２からなる電力
制御装置の入力側には燃料′α池１の出力α力を検出す
る電力検出器５とともに燃料電池１のガス不足をその端
子電圧によって監視して関数信号１１Ｗを発する関数発
生器１１が設けられておυ、関数信号１１Ｗが図中に示
すように、燃料電池１の出力電圧が充分高い領域では最
大値をとシ、出力電圧がガス不足を示唆する低電圧領域
では最小値をとシ、両者の中間領域においては最小値か
ら最大値まで連続して立上る特性となるよう形成されて
いる。また１２は上記関数信号１１Ｗｔ−一方の入力と
するミニマムセレクタであフ、電力ｙ４′Ｎ器乙の出力
制御信号と関数発生器１１の出力関数信号のうち、いず
れか低レベルの信号がミニマムセレクタによって選択さ
れ、インバータ２の制御部に入力されている。
第２図は実施例における要部の回路図で６９、例えば関
数発生器１１は利得の高い増幅回路を形成し、オペアン
プ１１Ａのプラス側飽和値を関数信号１１Ｗの最大値に
、マイナス側飽和値を関数信号１１Ｗの最小値にそれぞ
れ対応させるようにすれば、両者の中間領域で最小値か
ら最大値に立上がる関数信号１１Ｗを出力することがで
きる。
数発生器１１は利得の高い増幅回路を形成し、オペアン
プ１１Ａのプラス側飽和値を関数信号１１Ｗの最大値に
、マイナス側飽和値を関数信号１１Ｗの最小値にそれぞ
れ対応させるようにすれば、両者の中間領域で最小値か
ら最大値に立上がる関数信号１１Ｗを出力することがで
きる。
また、ミニマムセレクタ１２は抵抗１２Ａおよびダイオ
ード２４で構成することができる。
ード２４で構成することができる。
前述のように構成された装置において、燃料電池１の出
力電圧が充分高い状態においては、関数信号１１Ｗは最
大値をとる。したがって、この状態においては関数信号
１１Ｗは電力設定器７および電力検出器５それぞれの出
力信号の差で決まる電力調節器６の出力信号レベルを超
えることになシ、ミニマムセレクタ１２で電力調節器６
の出力信号が選択され、電力設定器７に設定された燃料
電池１の出力可能電力を配電系統５に送シ出すようイン
バータ２の出力電圧を系統電圧の大きさおよび位相に近
付けるよう制御が行われる。また、燃料電池１の出力電
圧が燃料ガス不足を示唆する低電圧を示す状態において
は、関数発生器１１はこの状態を検知して最小値の関数
信号１１Ｗを出力することにより、ミニマムセレクタ１
２において最小値の関数信号１１Ｗが選択され、インバ
ータ２においてその出力電力を電力調節器乙の出力信号
レベルに基づく出力電力より抑さえた状態で出力電圧の
大きさおよび位相を配電系統５のそれに近づける制御が
行われることにより、電力設定器７の設定値の低減操作
を行うことなく燃料電池１の燃料ガス不足の回復をうな
がすことができも第６図は本発明の異なる実施例を示す
構成図であシ、第６図に示したと同様にチョッパ４およ
びインバータ２からなる電力制御装置を備えた場合の実
施例を示したものである。図の場合、関数発生器１１お
よびミニマムセレクタ１２がチョツパ４０制御回路側に
設けられ、燃料電池１の端子電圧の変化に対応して関数
発生器１１および電力調節器６のいずれか低レベルの信
号が選択され、チされるよう構成された点が恢泉の＊派
別と具なりており、インバータ２０制御回路８および９
が中間回路１０の電位を一定に保持するよう動作するこ
とにより、前述の実施例と同様に、燃料電池１の燃料ガ
ス不足ｔその端子電圧の低下を検知してガス不足の回復
をうながす制御を行うことができる。
力電圧が充分高い状態においては、関数信号１１Ｗは最
大値をとる。したがって、この状態においては関数信号
１１Ｗは電力設定器７および電力検出器５それぞれの出
力信号の差で決まる電力調節器６の出力信号レベルを超
えることになシ、ミニマムセレクタ１２で電力調節器６
の出力信号が選択され、電力設定器７に設定された燃料
電池１の出力可能電力を配電系統５に送シ出すようイン
バータ２の出力電圧を系統電圧の大きさおよび位相に近
付けるよう制御が行われる。また、燃料電池１の出力電
圧が燃料ガス不足を示唆する低電圧を示す状態において
は、関数発生器１１はこの状態を検知して最小値の関数
信号１１Ｗを出力することにより、ミニマムセレクタ１
２において最小値の関数信号１１Ｗが選択され、インバ
ータ２においてその出力電力を電力調節器乙の出力信号
レベルに基づく出力電力より抑さえた状態で出力電圧の
大きさおよび位相を配電系統５のそれに近づける制御が
行われることにより、電力設定器７の設定値の低減操作
を行うことなく燃料電池１の燃料ガス不足の回復をうな
がすことができも第６図は本発明の異なる実施例を示す
構成図であシ、第６図に示したと同様にチョッパ４およ
びインバータ２からなる電力制御装置を備えた場合の実
施例を示したものである。図の場合、関数発生器１１お
よびミニマムセレクタ１２がチョツパ４０制御回路側に
設けられ、燃料電池１の端子電圧の変化に対応して関数
発生器１１および電力調節器６のいずれか低レベルの信
号が選択され、チされるよう構成された点が恢泉の＊派
別と具なりており、インバータ２０制御回路８および９
が中間回路１０の電位を一定に保持するよう動作するこ
とにより、前述の実施例と同様に、燃料電池１の燃料ガ
ス不足ｔその端子電圧の低下を検知してガス不足の回復
をうながす制御を行うことができる。
第４図は本発明の他の実施例を示す構成図であシ、電力
制御装置をチョッパ４と、その出力側に並列接続された
蓄電池２０によって構成し、直流負荷２３に電力を供給
するようにした点が前述の各実施例と異なりているのみ
で、制御回路の構成は第１図に示す実施例装置における
と同様な構成で、燃料電池１の燃料ガス不足、いいかえ
れば燃料電池の負荷のとシ過ぎを阻止することができる
。
制御装置をチョッパ４と、その出力側に並列接続された
蓄電池２０によって構成し、直流負荷２３に電力を供給
するようにした点が前述の各実施例と異なりているのみ
で、制御回路の構成は第１図に示す実施例装置における
と同様な構成で、燃料電池１の燃料ガス不足、いいかえ
れば燃料電池の負荷のとシ過ぎを阻止することができる
。
本発明は前述のように、チョッパ、インバータ等からな
る燃料電池の電力制御装置の、燃料電池の出力電力の検
出器および設定器、ならびに電力調節器からなる出力電
力制御回路に、燃料電池の燃料ガス不足をその端子電圧
の低下で監視してガス不足に対応する低電圧領域で最小
値を示す関数信号を発する関数発生器と、この関数発生
器および電力調節器それぞれの出力信号のうち低レベル
の信号を選択し、前記電力制御装置に向けて出力するミ
ニマムセレクタとを設けるよう構成した。
る燃料電池の電力制御装置の、燃料電池の出力電力の検
出器および設定器、ならびに電力調節器からなる出力電
力制御回路に、燃料電池の燃料ガス不足をその端子電圧
の低下で監視してガス不足に対応する低電圧領域で最小
値を示す関数信号を発する関数発生器と、この関数発生
器および電力調節器それぞれの出力信号のうち低レベル
の信号を選択し、前記電力制御装置に向けて出力するミ
ニマムセレクタとを設けるよう構成した。
その結果、燃料電池の燃料ガス不足は、その電圧低下を
検知して最小値を示す関数信号を発する関数発生器によ
って検知でき、かつ最小値を示す関数信号がミニマムセ
レクタにより選択されてチョッパの通流率あるいは電力
変換器の出力電力の取シ過ぎを抑制することによシ回避
でき、従来技術で問題となった燃料ガス不足に伴う燃料
電池の劣化や寿命低下が排除され、したがってガス不足
を生ずることなく安定に電力を供給できる、高い信頼性
を有する燃料電池用電力制御装置の制御回路を提供する
ことができる。
検知して最小値を示す関数信号を発する関数発生器によ
って検知でき、かつ最小値を示す関数信号がミニマムセ
レクタにより選択されてチョッパの通流率あるいは電力
変換器の出力電力の取シ過ぎを抑制することによシ回避
でき、従来技術で問題となった燃料ガス不足に伴う燃料
電池の劣化や寿命低下が排除され、したがってガス不足
を生ずることなく安定に電力を供給できる、高い信頼性
を有する燃料電池用電力制御装置の制御回路を提供する
ことができる。
ｗ、１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は実施
例における要部の回路図、第３図は異なる実施例を示す
構成図、第４図は他の実施例を示す構成図、第５図は従
来技術を示す構成図、第６図は異なる従来技術を示すｍ
成因である。 １・・・燃料電池、２・・・インバータ、６・・・配電
系織４・・・チョッパ、２，４・・・電力制御装置、５
・・・電力検出器、６・・・電力調節器、７・・・電力
設定器、８・・・中間電圧の設定器、９・・・調節器、
１１・・・関数発生器、１２・・・ミニマムセレクタ、
２０・・・蓄電池、１１Ｗ・・・関敬信号。 ・′で７≧ 、ｌ ”＋：’ｌ、□ ｆｙｋ番理十１１Ｊ゛口 ｐ ：ゞ゛、・−１
、。 ｍ１図 第２図 第４図 第５図 第６図
例における要部の回路図、第３図は異なる実施例を示す
構成図、第４図は他の実施例を示す構成図、第５図は従
来技術を示す構成図、第６図は異なる従来技術を示すｍ
成因である。 １・・・燃料電池、２・・・インバータ、６・・・配電
系織４・・・チョッパ、２，４・・・電力制御装置、５
・・・電力検出器、６・・・電力調節器、７・・・電力
設定器、８・・・中間電圧の設定器、９・・・調節器、
１１・・・関数発生器、１２・・・ミニマムセレクタ、
２０・・・蓄電池、１１Ｗ・・・関敬信号。 ・′で７≧ 、ｌ ”＋：’ｌ、□ ｆｙｋ番理十１１Ｊ゛口 ｐ ：ゞ゛、・−１
、。 ｍ１図 第２図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）燃料電池の出力側に配されたチョッパ、インバータ
等からなる電力制御装置により、配電系統側に配された
負荷への供給電力を変換あるいは制御するものにおいて
、燃料電池の出力電力の設定器および検出器と、この検
出器の出力信号と前記設定器の出力信号とを互いに等し
くする制御信号を出力する電力調節器と、前記燃料電池
の燃料ガス供給状態をその出力電圧で判断して所定の関
数信号を発する関数発生回路と、前記制御信号および関
数信号を受けていずれか低レベルの信号を選択し、前記
電力制御装置の制御部に向けて出力するミニマムセレク
タとを備えたことを特徴とする燃料電池用電力制御装置
の制御回路。 ２）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、関数発
生器の出力関数信号が燃料電池の燃料ガス不足に対応す
る低電圧領域で最小値を、燃料ガス過剰に対応する高電
圧領域で最大値を、両者の中間領域で最小値から最大値
まで連続的に立上がる３段階特性を有することを特徴と
する燃料電池用電力制御装置の制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245971A JPS6398711A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 燃料電池用電力制御装置の制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245971A JPS6398711A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 燃料電池用電力制御装置の制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6398711A true JPS6398711A (ja) | 1988-04-30 |
| JPH0572604B2 JPH0572604B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=17141558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61245971A Granted JPS6398711A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 燃料電池用電力制御装置の制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6398711A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011169702A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Fuji Electric Co Ltd | 発電機負荷試験装置 |
| US8778549B2 (en) | 2007-04-26 | 2014-07-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
-
1986
- 1986-10-16 JP JP61245971A patent/JPS6398711A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8778549B2 (en) | 2007-04-26 | 2014-07-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| JP2011169702A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Fuji Electric Co Ltd | 発電機負荷試験装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0572604B2 (ja) | 1993-10-12 |
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