JP2007299532A - Fuel cell system - Google Patents

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Yoshihiro Todaka
義弘 戸高
Toshihiro Nakai
敏浩 中井
Takeshi Miki
健 三木
Hiroshi Kayano
博志 柏野
Shoji Nishihara
昭二 西原
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Abstract

【課題】燃料電池発電の効率化を図りつつ、バッファ用電池の状態に応じた充電方法を選択的に切り替えることにより、効率化と安定化を図ることができる燃料電池システムを提供するものである。
【解決手段】リチウムイオン電池３の端子電圧が第１の充電電圧未満の場合、燃料電池１の出力電圧が第１の設定電圧となるように燃料電池の出力電流の制御を行なう第１の充電回路２０１と、リチウムイオン電池３の端子電圧が第１の充電電圧以上の場合、燃料電池１の出力電圧が低下しないように電流制御するとともに、リチウムイオン電池３への充電電圧を第１の充電電圧に保持する定電圧充電制御を行なう第２の充電回路２０２とを備え、第１の充電回路２０１と第２の充電回路２０２のうちいずれか一方を選択して、リチウムイオン電池３の充電を行うものである。
【選択図】図１The present invention provides a fuel cell system capable of improving efficiency and stabilization by selectively switching a charging method according to the state of a buffer battery while improving the efficiency of fuel cell power generation. .
First charging for controlling the output current of a fuel cell so that the output voltage of the fuel cell becomes a first set voltage when the terminal voltage of the lithium ion battery is less than the first charging voltage. When the terminal voltage of the circuit 201 and the lithium ion battery 3 is equal to or higher than the first charging voltage, current control is performed so that the output voltage of the fuel cell 1 does not decrease, and the charging voltage to the lithium ion battery 3 is set to the first charging voltage. A second charging circuit 202 that performs constant-voltage charging control that holds the voltage, and selects one of the first charging circuit 201 and the second charging circuit 202 to charge the lithium ion battery 3. Is what you do.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、水と水素発生物質とを反応させて水素を発生させて発電を行う燃料電池システムに関する。特に、燃料電池で発生した電力を蓄電装置（リチウムイオン電池）に蓄電させる燃料電池システムに好適である   The present invention relates to a fuel cell system that generates electricity by reacting water with a hydrogen generating substance to generate power. Particularly, it is suitable for a fuel cell system in which electric power generated in a fuel cell is stored in a power storage device (lithium ion battery).

近年、パソコン、携帯電話端末などのコードレス機器の普及に伴い、その電源である二次電池はますます小型化、高容量化が要望されている。現在、エネルギー密度が高く、小型軽量化が図れるリチウムイオン二次電池が実用化されており、ポータブル電源として需要が増大している。しかし、使用されるコードレス機器の種類によっては、このリチウム二次電池では未だ十分な連続使用時間を保証するまでには至っていない。   In recent years, with the widespread use of cordless devices such as personal computers and mobile phone terminals, secondary batteries as power sources are increasingly required to be smaller and have higher capacities. Currently, lithium ion secondary batteries with high energy density and reduced size and weight have been put into practical use, and the demand for portable power sources is increasing. However, depending on the type of cordless device used, this lithium secondary battery has not yet been able to guarantee a sufficient continuous use time.

このような状況の中で、上記要望に応え得る電池の一例として、固体高分子型燃料電池がある。固体高分子型燃料電池は、電解質に固体高分子電解質、正極活物質に空気中の酸素、負極活物質に燃料（水素、メタノール等）がそれぞれ用いられ、リチウムイオン電池よりも高エネルギー密度化が期待できる系として注目されている。このような燃料電池において、その水素供給源として、アルミニウム粉と水とを反応させて水素を発生させることが、特許文献１などで提案されている。この場合、アルミニウム粉に水を添加し加熱することにより、１００℃以下の低温で水素を発生させることができるので、携帯用燃料電池に好適である。実際には、燃料の供給、すなわち水素の生成量の迅速な加減制御が困難であるため、燃料電池出力を二次電池（リチウムイオン電池等）に蓄電させるように構成することで、小型の携帯用燃料電池システムとして利用が容易となる。一般的な燃料電池は、電解質とそれを挟む一対の電極とで構成される単位であるセル（基本電池）を、複数個直列接続してスタックを形成している。複数のセルを直列接続することで、出力電圧を高めている。   Under such circumstances, there is a polymer electrolyte fuel cell as an example of a battery that can meet the above-mentioned demand. The polymer electrolyte fuel cell uses a solid polymer electrolyte as the electrolyte, oxygen in the air as the positive electrode active material, and fuel (hydrogen, methanol, etc.) as the negative electrode active material, and has a higher energy density than the lithium ion battery. It is attracting attention as a promising system. In such a fuel cell, as a hydrogen supply source, it is proposed in Patent Document 1 to generate hydrogen by reacting aluminum powder and water. In this case, by adding water to the aluminum powder and heating it, hydrogen can be generated at a low temperature of 100 ° C. or lower, which is suitable for a portable fuel cell. Actually, it is difficult to quickly control the supply of fuel, that is, the amount of hydrogen generated. Therefore, it is possible to store a fuel cell output in a secondary battery (such as a lithium ion battery) to store a small cell phone. As a fuel cell system, it can be easily used. A general fuel cell forms a stack by connecting a plurality of cells (basic cells), which are units composed of an electrolyte and a pair of electrodes sandwiching the electrolyte, in series. The output voltage is increased by connecting a plurality of cells in series.

また、一般的に固体高分子型燃料電池の出力電圧は、１セル当たり１Ｖ以下となることが多く、それに対しリチウムイオン電池は３．６Ｖ程度の電圧である。リチウムイオン電池は、自己放電が少なく、重量当たりの蓄電量が大きい等の理由から、燃料電池で発電された電力を蓄積するバッファとして好適である。リチウムイオン電池を燃料電池システムのバッファとして利用する場合、複数のセルをシリーズ化して発生電圧を高電圧化するか、燃料電池で発生した電圧を昇圧回路により高電圧に変換した後に、リチウムイオン電池に充電させる必要がある。   In general, the output voltage of a polymer electrolyte fuel cell is often 1 V or less per cell, whereas a lithium ion battery has a voltage of about 3.6 V. The lithium ion battery is suitable as a buffer for storing electric power generated by the fuel cell because it has a low self-discharge and a large amount of electricity stored per weight. When using a lithium ion battery as a buffer for a fuel cell system, increase the generated voltage by serializing multiple cells, or convert the voltage generated in the fuel cell to a high voltage by a booster circuit, and then use the lithium ion battery Need to be charged.

ところで、このような燃料電池と二次電池とを組み合わせた燃料電池システムの一例は、特許文献２及び３に開示されている。特許文献２には、燃料電池の発電効率が最大になるように燃料電池出力電圧を制御しており、使用時間の長時間化が期待できる構成が開示されている。また、特許文献３には、二次電池の充電についての配慮がなされており、満充電判定を行って二次電池を充電することにより、電池の残容量等の管理を行う構成が開示されている。
特開２００４−２３１４６６号公報 特開２００２−１８４４４３号公報 特開２００５−２９５７０５号公報 Incidentally, examples of a fuel cell system in which such a fuel cell and a secondary battery are combined are disclosed in Patent Documents 2 and 3. Patent Document 2 discloses a configuration in which the fuel cell output voltage is controlled so that the power generation efficiency of the fuel cell is maximized, and a longer use time can be expected. Further, in Patent Document 3, consideration is given to the charging of the secondary battery, and a configuration is disclosed in which the remaining capacity of the battery is managed by performing a full charge determination and charging the secondary battery. Yes.
JP 2004-231466 A JP 2002-184443 A JP 2005-295705 A

しかしながら上記特許文献１から３に開示された構成では、燃料電池における発電、およびリチウムイオン電池に対する充電を、効率よく行うことができないという問題があった。   However, the configurations disclosed in Patent Documents 1 to 3 have a problem that power generation in the fuel cell and charging of the lithium ion battery cannot be performed efficiently.

例えば、特許文献２には、発生させた水素を用いて燃料電池を如何に効率よく発電させるかについて記載されているが、リチウムイオン電池の残量や充電状況に応じて適切な充電を行う構成については開示されていない。   For example, Patent Document 2 describes how to efficiently generate power from a fuel cell using generated hydrogen, but a configuration that performs appropriate charging according to the remaining amount of a lithium ion battery and the charging status Is not disclosed.

また、特許文献３には、外部負荷がオフとなった場合に満充電判定を行って充電を制御すること（すなわち二次電池の充電管理）が記載されているが、燃料電池は急速な水素発生制御が困難なため、外部負荷の有無によらず発生した水素とリチウムイオン電池の状態とに基づく充電管理を行なう必要があり、この点に関しての配慮が不十分である。   Further, Patent Document 3 describes that when an external load is turned off, full charge determination is performed to control charging (that is, secondary battery charge management). Since generation control is difficult, it is necessary to perform charge management based on the generated hydrogen and the state of the lithium ion battery regardless of the presence or absence of an external load, and consideration in this regard is insufficient.

本発明は、上記課題に鑑み、燃料電池発電の効率化を図りつつ、二次電池の状態に応じた充電方法を選択的に切り替えることにより、効率化と安定化を図ることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is a fuel cell system capable of achieving efficiency and stabilization by selectively switching the charging method according to the state of the secondary battery while improving the efficiency of fuel cell power generation. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために本発明の燃料電池システムでは、燃料を化学反応させて発電可能な燃料電池と、充放電可能な二次電池と、前記燃料電池で発生された電力を、前記二次電池に充電させる充電回路とを備えた燃料電池システムであって、前記充電回路は、前記二次電池の端子電圧が第１の充電電圧未満の場合、前記燃料電池の出力電圧が第１の設定電圧となるように前記燃料電池の出力電流の制御を行なう第１の充電回路と、前記二次電池の端子電圧が第１の充電電圧以上の場合、前記燃料電池の出力電圧第１の設定電圧以下へ低下することを防止するよう電流制御するとともに、前記二次電池への充電電圧を第１の充電電圧に保持する定電圧充電制御を行なう第２の充電回路とを備え、前記第１の充電回路と前記第２の充電回路のうちいずれか一方を選択して、前記二次電池の充電を行うものである。   In order to achieve the above object, in the fuel cell system of the present invention, a fuel cell that can generate electricity by chemically reacting fuel, a secondary battery that can be charged and discharged, and electric power generated in the fuel cell are converted into the secondary battery. A fuel cell system comprising a charging circuit for charging a battery, wherein the charging circuit is configured such that when the terminal voltage of the secondary battery is less than a first charging voltage, the output voltage of the fuel cell is set to a first setting. A first charging circuit that controls the output current of the fuel cell to be a voltage, and a first set voltage that is the output voltage of the fuel cell when the terminal voltage of the secondary battery is equal to or higher than the first charging voltage. And a second charging circuit that performs constant voltage charging control for controlling current to prevent the voltage from decreasing below and holding the charging voltage for the secondary battery at the first charging voltage. The charging circuit and the second charging circuit. Chiizure either select one, and performs charging of the secondary battery.

本発明によれば、効率化や安定化を確保した燃料電池システムを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a fuel cell system that ensures efficiency and stability.

本発明の燃料電池システムは、前記二次電池は、リチウムイオン電池で構成することが好ましい。   In the fuel cell system of the present invention, it is preferable that the secondary battery is a lithium ion battery.

また、前記燃料電池の燃料は、アルミニウム粉と水とから発生させた水素で構成することが好ましい。   The fuel of the fuel cell is preferably composed of hydrogen generated from aluminum powder and water.

また、前記充電回路は、前記第２の充電回路で前記二次電池の充電中に、前記二次電池の端子電圧が前記第１の充電電圧より低く設定した第２の充電電圧に低下した場合、前記第１の充電回路で前記二次電池の充電を行うよう切り替えるよう構成することが好ましい。   The charging circuit may be configured such that the terminal voltage of the secondary battery drops to a second charging voltage set lower than the first charging voltage while the secondary battery is being charged by the second charging circuit. Preferably, the first charging circuit is configured to be switched so as to charge the secondary battery.

また、前記第１の充電回路は、基準電圧源と、前記基準電圧源の出力電圧と前記燃料電池の端子電圧とを比較し、その誤差電圧が出力される誤差増幅回路と、前記誤差増幅回路から出力される誤差電圧によってデューティ比が可変されたパルスが出力されるＰＷＭ制御回路と、前記ＰＷＭ制御回路から出力されるパルスによってオンまたはオフに切り換えられ、前記二次電池の充電電流を増減させるスイッチとを備えた構成とすることが好ましい。   The first charging circuit compares a reference voltage source, an output voltage of the reference voltage source and a terminal voltage of the fuel cell, and outputs an error voltage thereof, and the error amplification circuit A PWM control circuit that outputs a pulse with a duty ratio varied by an error voltage output from the signal, and a pulse output from the PWM control circuit that is switched on or off to increase or decrease the charging current of the secondary battery. A configuration including a switch is preferable.

また、前記第２の充電回路は、基準電圧源と、前記基準電圧源の出力電圧と前記燃料電池の端子電圧とを比較し、その誤差電圧が出力される誤差増幅回路と、前記誤差増幅回路から出力される誤差電圧によって、導通または非導通に切り換えられるダイオードと、前記二次電池の端子電圧を分圧する分圧抵抗と、前記ダイオードの出力電圧、または前記分圧抵抗で分圧された電圧によって、デューティ比が可変されたパルスが出力されるＰＷＭ制御回路と、前記ＰＷＭ制御回路から出力されるパルスによってオンまたはオフに切り換えられ、前記二次電池の充電電流を増減させるスイッチとを備えた構成とすることが好ましい。   In addition, the second charging circuit compares a reference voltage source, an output voltage of the reference voltage source with a terminal voltage of the fuel cell, and outputs an error voltage thereof, and the error amplification circuit A diode that is switched between conduction and non-conduction by an error voltage output from the voltage, a voltage dividing resistor that divides the terminal voltage of the secondary battery, and an output voltage of the diode or a voltage divided by the voltage dividing resistor A PWM control circuit that outputs a pulse with a variable duty ratio, and a switch that is turned on or off by the pulse output from the PWM control circuit to increase or decrease the charging current of the secondary battery. A configuration is preferable.

本発明によれば、低い出力電圧で、急速な出力制御の困難な燃料電池を有する燃料電池システムにおいて、燃料電池の効率を高める設定電圧に基づき燃料電池の出力電流を制御し、また、過度の燃料電池出力電圧の低下を引き起こさないようにしつつリチウムイオン電池を満充電状態まで充電制御することにより、効率化や安定化を確保した燃料電池システムを実現することができる。   According to the present invention, in a fuel cell system having a low output voltage and a fuel cell that is difficult to control rapidly, the output current of the fuel cell is controlled based on a set voltage that increases the efficiency of the fuel cell. By controlling the charging of the lithium ion battery to a fully charged state without causing a decrease in the fuel cell output voltage, a fuel cell system that ensures efficiency and stability can be realized.

また、燃料電池のセルを多数使用する場合、形態的に大きなものとなり、可搬性に支障をきたすため、燃料電池とリチウムイオン電池と昇圧回路を有する燃料電池システムが、アルミニウム粉を用いた燃料電池システムとして好適であるとして提案する。   In addition, when a large number of fuel cell cells are used, the fuel cell system having a fuel cell, a lithium ion battery, and a booster circuit is a fuel cell that uses aluminum powder. We propose that it is suitable as a system.

（実施の形態１）
まず、本実施の形態における燃料電池システムの概要について説明する。 (Embodiment 1)
First, the outline of the fuel cell system in the present embodiment will be described.

図１は、実施の形態１における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system in the first embodiment.

図１において、燃料電池システムは、燃料電池１と昇圧充電回路２とリチウムイオン電池３と出力端子４とを備えている。燃料電池１は、水素発生部１０１と固体高分子型燃料電池１０４（以下、ＰＥＦＣと称する。ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）とを備えている。昇圧充電回路２は、第１の充電回路２０１と第２の充電回路２０２と切換回路２０３とを備えている。   In FIG. 1, the fuel cell system includes a fuel cell 1, a boost charging circuit 2, a lithium ion battery 3, and an output terminal 4. The fuel cell 1 includes a hydrogen generator 101 and a polymer electrolyte fuel cell 104 (hereinafter referred to as PEFC; PEFC: Polymer Electrolyte Fuel Cell). The step-up charging circuit 2 includes a first charging circuit 201, a second charging circuit 202, and a switching circuit 203.

水素発生部１０１は、アルミニウム粉１０２に水を添加し加熱することにより、水素１０３を発生させている。発生された水素１０３は、ＰＥＦＣ１０４に供給されている。   The hydrogen generator 101 generates hydrogen 103 by adding water to the aluminum powder 102 and heating it. The generated hydrogen 103 is supplied to the PEFC 104.

ＰＥＦＣ１０４は、電解質とそれを挟む一対の電極（正極・負極）とで構成されたセルを、複数個備えてスタックを形成している。電解質には、固体高分子電解質が使われている。また、正極には正極活物質である空気中の酸素が供給され、負極には負極活物質である燃料（水素、メタノール）が供給されている。負極には、水素発生部１０１で発生した水素１０３が供給される。この構成において、負極活物質の水素イオンが電解質を通って正極側へ移動し、酸素分子と結合する時に、外部回路中を電子が移動し発電される。なお、ＰＥＦＣ１０４において使用される電解質、正極活物質、負極活物質の構成は、上記に限定されるものではない。   The PEFC 104 includes a plurality of cells each including an electrolyte and a pair of electrodes (a positive electrode and a negative electrode) sandwiching the electrolyte to form a stack. A solid polymer electrolyte is used as the electrolyte. Further, oxygen in the air that is a positive electrode active material is supplied to the positive electrode, and fuel (hydrogen, methanol) that is a negative electrode active material is supplied to the negative electrode. Hydrogen 103 generated in the hydrogen generator 101 is supplied to the negative electrode. In this configuration, when the hydrogen ions of the negative electrode active material move to the positive electrode side through the electrolyte and combine with oxygen molecules, electrons move in the external circuit to generate power. Note that the configurations of the electrolyte, the positive electrode active material, and the negative electrode active material used in the PEFC 104 are not limited to the above.

第１の充電回路２０１は、リチウムイオン電池３の電圧が第１の充電電圧未満の場合に、リチウムイオン電池３の充電を行う回路である。具体的な充電制御は、ＰＥＦＣ１０４の出力電圧が第１の設定電圧となるようにＰＥＦＣ１０４から電流を取り出す電流制御を行ない、それを昇圧し、充電電流としてリチウムイオン電池３に充電する。その際、第１の設定電圧は、燃料電池１の出力効率を高める電圧に設定されていることにより、効率化を図ることができる。   The first charging circuit 201 is a circuit that charges the lithium ion battery 3 when the voltage of the lithium ion battery 3 is less than the first charging voltage. Specifically, charge control is performed such that current control for extracting current from the PEFC 104 is performed so that the output voltage of the PEFC 104 becomes the first set voltage, the voltage is boosted, and the lithium ion battery 3 is charged as a charging current. At this time, the first set voltage is set to a voltage that enhances the output efficiency of the fuel cell 1, so that efficiency can be improved.

第２の充電回路２０２は、リチウムイオン電池３の電圧が第１の充電電圧に達した場合に切換回路２０３によって選択され、第１の充電電圧を維持するように昇圧充電回路２の出力電圧を制御し、リチウムイオン電池３の充電を行う回路である。その際、同時に、燃料電池１の出力電圧を監視し、出力電圧が第１の設定電圧以下とならないように昇圧動作を制限している。すなわち、リチウムイオン電池３の出力増加により昇圧充電回路２が燃料電池１の出力電流を増加させようとした場合でも、それを阻止することにより燃料電池１の出力電圧の低下を防止している。   The second charging circuit 202 is selected by the switching circuit 203 when the voltage of the lithium ion battery 3 reaches the first charging voltage, and the output voltage of the boost charging circuit 2 is maintained so as to maintain the first charging voltage. It is a circuit that controls and charges the lithium ion battery 3. At the same time, the output voltage of the fuel cell 1 is monitored, and the boosting operation is limited so that the output voltage does not fall below the first set voltage. That is, even when the boosting charging circuit 2 tries to increase the output current of the fuel cell 1 due to the increase in the output of the lithium ion battery 3, the output voltage of the fuel cell 1 is prevented from lowering by preventing it.

切換回路２０３は、リチウムイオン電池３の両端端子電圧に基づき、第１の充電回路２０１と第２の充電回路２０２のうちいずれかを選択するよう切り替える回路である。本実施の形態では、リチウムイオン電池３の両端端子電圧が第１の充電電圧未満の時は第１の充電回路２０１を選択し、第１の充電電圧以上の時は第２の充電回路２０２を選択するように切り換えている。なお、切換回路２０３は、スイッチ素子の接点の接続／非接続で切り換える構成や、トランジスタやダイオードなどの半導体素子のオン／オフで切り換える構成などが考えられる。また、切換回路２０３は、リチウムイオン電池３の両端端子電圧と第１の充電電圧との比較に基づいて切り換えられている構成の他に、第１の充電電圧よりも低い第２の充電電圧を設定し、端子電圧が第１の充電電圧に到達した時は第２の充電回路２０２に切り換え、端子電圧が第２の充電電圧まで低下した時は第１の充電回路２０１に切り換えるように構成してもよい。   The switching circuit 203 is a circuit that switches so as to select one of the first charging circuit 201 and the second charging circuit 202 based on the both-end terminal voltage of the lithium ion battery 3. In the present embodiment, the first charging circuit 201 is selected when the voltage at both ends of the lithium ion battery 3 is less than the first charging voltage, and the second charging circuit 202 is selected when the voltage is higher than the first charging voltage. It is switched to select. Note that the switching circuit 203 may be configured to be switched by connecting / disconnecting contact points of a switch element, or to be switched by turning on / off a semiconductor element such as a transistor or a diode. In addition to the configuration in which the switching circuit 203 is switched based on the comparison between the both-ends terminal voltage of the lithium ion battery 3 and the first charging voltage, the switching circuit 203 supplies a second charging voltage lower than the first charging voltage. And when the terminal voltage reaches the first charging voltage, switch to the second charging circuit 202, and when the terminal voltage drops to the second charging voltage, switch to the first charging circuit 201. May be.

出力端子４は、負荷（携帯端末の電源回路など）が接続される端子であり、出力端子４に電源回路などを接続させることで、リチウムイオン電池３から電源回路へ給電が行われ、携帯端末を動作させることができる。   The output terminal 4 is a terminal to which a load (such as a power supply circuit of a portable terminal) is connected. By connecting a power supply circuit or the like to the output terminal 4, power is supplied from the lithium ion battery 3 to the power supply circuit. Can be operated.

以下、動作を簡単に説明する。   The operation will be briefly described below.

燃料電池１において、水素発生部１０１でアルミニウム粉１０２と水とによって発生された水素１０３は、ＰＥＦＣ１０４へ供給され、ＰＥＦＣ１０４において発電される。ＰＥＦＣ１０４から出力される電圧は、昇圧充電回路２により昇圧され、リチウムイオン電池３に充電される。昇圧充電回路２は、リチウムイオン電池３を充電するにあたって、リチウムイオン電池３の両端で測定される電圧に基づき切換回路２０３が切り替えられて、第１の充電回路２０１または第２の充電回路２０２で充電が行われる。   In the fuel cell 1, the hydrogen 103 generated by the aluminum powder 102 and water in the hydrogen generator 101 is supplied to the PEFC 104, and power is generated in the PEFC 104. The voltage output from the PEFC 104 is boosted by the boost charging circuit 2 and charged to the lithium ion battery 3. When charging the lithium ion battery 3, the step-up charging circuit 2 switches the switching circuit 203 based on the voltage measured at both ends of the lithium ion battery 3, and the first charging circuit 201 or the second charging circuit 202 Charging is performed.

なお、切換回路２０３は、予め設定されている第１の充電電圧と、リチウムイオン電池３の端子電圧とを比較し、第１の充電回路２０１と第２の充電回路２０２のうちいずれか一方を選択するよう切り替えられている。   Note that the switching circuit 203 compares the first charging voltage set in advance with the terminal voltage of the lithium ion battery 3, and selects one of the first charging circuit 201 and the second charging circuit 202. It has been switched to select.

また、昇圧充電回路２において、リチウムイオン電池３の端子電圧が第１の充電電圧未満の場合は、第１の充電回路２０１が選択される。第１の充電回路２０１は、ＰＥＦＣ１０４の出力電圧が第１の設定電圧となるように、ＰＥＦＣ１０４から電流を取り出す電流制御を行ない、それを昇圧し、充電電流としてリチウムイオン電池３に充電する。   Further, in the boost charging circuit 2, when the terminal voltage of the lithium ion battery 3 is less than the first charging voltage, the first charging circuit 201 is selected. The first charging circuit 201 performs current control for extracting current from the PEFC 104 so that the output voltage of the PEFC 104 becomes the first set voltage, boosts it, and charges the lithium ion battery 3 as a charging current.

一方、リチウムイオン電池３の電圧が第１の充電電圧に達した場合は、第２の充電回路２０２が選択され、第１の充電電圧を維持するように昇圧充電回路２の出力電圧を制御し、リチウムイオン電池３の充電が行われる。その際、同時に、ＰＥＦＣ１０４の出力電圧を監視し、ＰＥＦＣ１０４の出力電圧が第１の設定電圧以下にならないように制御されている。すなわち、リチウムイオン電池３から出力端子４に出力される電力が増加し、昇圧充電回路２がＰＥＦＣ１０４の出力電流を増加させようとした場合でも、第２の充電回路２０２によってそれが阻止されることにより、ＰＥＦＣ１０４の出力電圧の低下を防止している。つまり、リチウムイオン電池３の充電電圧が、第１の充電電圧と一致あるいは近似する電圧になるように、定電圧充電制御（ＣＶ充電）が行われている。   On the other hand, when the voltage of the lithium ion battery 3 reaches the first charging voltage, the second charging circuit 202 is selected, and the output voltage of the boost charging circuit 2 is controlled so as to maintain the first charging voltage. The lithium ion battery 3 is charged. At that time, the output voltage of the PEFC 104 is monitored at the same time, and the output voltage of the PEFC 104 is controlled so as not to be lower than the first set voltage. That is, even when the power output from the lithium ion battery 3 to the output terminal 4 increases and the boosting charging circuit 2 tries to increase the output current of the PEFC 104, the second charging circuit 202 prevents it. This prevents a decrease in the output voltage of the PEFC 104. That is, constant voltage charging control (CV charging) is performed so that the charging voltage of the lithium ion battery 3 becomes a voltage that matches or approximates the first charging voltage.

このように、昇圧充電回路２は、充電時にリチウムイオン電池３の端子電圧を測定し、第１の充電電圧未満の場合は第１の充電回路２０１で充電が行われ、第１の充電電圧以上の場合は第２の充電回路２０２によって充電が行われる。また、第１の充電回路２０１で充電中に、端子電圧が第１の充電電圧に到達した時は、第２の充電回路２０２に切り替えられる。   As described above, the boosting charging circuit 2 measures the terminal voltage of the lithium ion battery 3 at the time of charging. When the voltage is lower than the first charging voltage, the first charging circuit 201 performs charging, and the charging voltage is equal to or higher than the first charging voltage. In this case, charging is performed by the second charging circuit 202. Further, when the terminal voltage reaches the first charging voltage during charging by the first charging circuit 201, the second charging circuit 202 is switched.

次に、負荷接続時の動作を説明する。   Next, the operation at the time of load connection will be described.

負荷に給電を行う場合、まずリチウムイオン電池３から出力端子４を介して、負荷に電流が流れる。この時、燃料電池１の水素発生部１０１において、アルミニウム粉１０２からの水素発生の開始や停止に時間を要するため、リチウムイオン電池３の端子電圧は低下する。リチウムイオン電池３の端子電圧が第１の充電電圧未満に低下すると、切換回路２０３は第１の充電回路２０１を選択するよう切り換えられ、第１の充電回路２０１は燃料電池１の出力電流を制御してリチウムイオン電池３の充電が行われる。充電中にリチウムイオン電池３の端子電圧が第１の充電電圧に到達したら、切換回路２０３は第２の充電回路２０２を選択するよう切り換えられ、リチウムイオン電池３は第２の充電回路２０２によって定電圧充電（ＣＶ充電）が行われる。   When power is supplied to the load, first, a current flows from the lithium ion battery 3 to the load via the output terminal 4. At this time, in the hydrogen generation part 101 of the fuel cell 1, since it takes time to start and stop the generation of hydrogen from the aluminum powder 102, the terminal voltage of the lithium ion battery 3 decreases. When the terminal voltage of the lithium ion battery 3 falls below the first charging voltage, the switching circuit 203 is switched to select the first charging circuit 201, and the first charging circuit 201 controls the output current of the fuel cell 1. Then, the lithium ion battery 3 is charged. When the terminal voltage of the lithium ion battery 3 reaches the first charging voltage during charging, the switching circuit 203 is switched to select the second charging circuit 202, and the lithium ion battery 3 is determined by the second charging circuit 202. Voltage charging (CV charging) is performed.

また、燃料電池１からの電力供給を停止させる際、水素発生部１０１における水素発生動作を停止させる必要があるが、水素発生部１０１の水素発生動作を停止させても、すぐにＰＥＦＣ１０４への水素供給は停止されず、水素１０３の供給がしばらく継続される。したがって、ＰＥＦＣ１０４においては発電動作が継続され、昇圧充電回路２の動作によりリチウムイオン電池３の充電が進んでしまう。しかし、充電が進行し、リチウムイオン電池３が満充電状態近くになったとしても、切換回路２０３によって第１の充電回路２０１から第２の充電回路２０２に切り替えられることにより、定電圧充電によって充電電圧の上昇を抑えつつ、燃料電池１の出力電圧の低下を防止しながら充電が継続される。すなわち、充電動作による燃料電池１の出力電圧の過度の低下を防止しつつ、リチウムイオン電池３の過充電を防止している。   Further, when the power supply from the fuel cell 1 is stopped, it is necessary to stop the hydrogen generation operation in the hydrogen generation unit 101. However, even if the hydrogen generation operation of the hydrogen generation unit 101 is stopped, the hydrogen to the PEFC 104 is immediately The supply is not stopped, and the supply of hydrogen 103 is continued for a while. Therefore, the power generation operation is continued in the PEFC 104, and the charging of the lithium ion battery 3 is advanced by the operation of the boosting charging circuit 2. However, even if the charging progresses and the lithium ion battery 3 becomes nearly fully charged, the switching circuit 203 switches from the first charging circuit 201 to the second charging circuit 202, thereby charging by constant voltage charging. Charging is continued while preventing a decrease in the output voltage of the fuel cell 1 while suppressing an increase in voltage. That is, overcharging of the lithium ion battery 3 is prevented while preventing an excessive decrease in the output voltage of the fuel cell 1 due to the charging operation.

以上のような燃料電池システムによれば、燃料電池１において水素発生に時間を要する場合でも、負荷変動に対応した充電を行うことができる。また、効率的で、機器の保護を配慮した充電を行うことができる。   According to the fuel cell system as described above, even when it takes time to generate hydrogen in the fuel cell 1, it is possible to perform charging corresponding to load fluctuations. In addition, it is efficient and can be charged in consideration of device protection.

次に、昇圧充電回路２の具体構成について説明する。   Next, a specific configuration of the boost charging circuit 2 will be described.

昇圧充電回路２は、入力される直流電流を昇圧して出力する回路であり、ＤＣ−ＤＣコンバータのような動作を行う回路である。まずは、一般的な昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの構成について説明する。   The step-up charging circuit 2 is a circuit that boosts and outputs an input direct current and is a circuit that operates like a DC-DC converter. First, the configuration of a general step-up DC-DC converter will be described.

図７は、昇圧形のＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。図７において、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０には、電源５１と負荷５２とが接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ５０は、ＰＷＭ制御回路６０と変換回路７０と分圧抵抗５３及び５４とを備えている。ＰＷＭ制御回路６０は、基準電源６１、誤差増幅器６２、スイッチ制御回路６３を備えている。変換回路７０は、インダクタ７１、ダイオード７２、スイッチ７３を備えている。   FIG. 7 is a circuit diagram of a step-up DC-DC converter. In FIG. 7, a power source 51 and a load 52 are connected to the DC-DC converter 50. The DC-DC converter 50 includes a PWM control circuit 60, a conversion circuit 70, and voltage dividing resistors 53 and 54. The PWM control circuit 60 includes a reference power supply 61, an error amplifier 62, and a switch control circuit 63. The conversion circuit 70 includes an inductor 71, a diode 72, and a switch 73.

以下、動作を簡単に説明する。   The operation will be briefly described below.

図７において、スイッチ制御回路６３はスイッチ７３をオン／オフするよう切換制御する回路であり、スイッチ７３がＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等で構成されている場合、通常、一定周期のパルスを出力し、そのデューティ比を誤差増幅回路６２からの出力により変化させる回路である。本例では、誤差増幅回路６２の出力が高くなった場合はオンの期間を長くし、より負荷に電力を供給する動作を行うように構成されている。   In FIG. 7, a switch control circuit 63 is a circuit that performs switching control so as to turn on / off the switch 73. When the switch 73 is composed of an FET (field effect transistor) or the like, a pulse with a constant cycle is normally output. The duty ratio is changed by the output from the error amplifying circuit 62. In this example, when the output of the error amplifying circuit 62 becomes high, the ON period is lengthened and the operation of supplying power to the load is performed.

負荷５２の両端電圧Ｖoutを分圧抵抗５３及び５４により分圧した電圧Ｖ1と、基準電源６１の電圧ＶR3とは、誤差増幅回路６２に入力され、両電圧を比較しその誤差電圧が出力される。ここで、負荷５２の電圧Ｖoutが高く、分圧された電圧Ｖ1が基準電源６１の電圧ＶR3よりも高い場合、誤差増幅回路６２の出力が低下し、スイッチ制御回路６３によるスイッチ７３のオンの期間が短く（デューティ比が低く）なるよう制御される。これにより、負荷５２への電力供給が低下し、出力電圧Ｖoutを低下させるように制御が行なわれる。 The voltage V 1 obtained by dividing the voltage V out at both ends of the load 52 by the voltage dividing resistors 53 and 54 and the voltage V R3 of the reference power supply 61 are input to the error amplifying circuit 62. Is output. Here, when the voltage V out of the load 52 is high and the divided voltage V 1 is higher than the voltage V R3 of the reference power supply 61, the output of the error amplifying circuit 62 decreases, and the switch control circuit 63 causes the switch 73 to Control is performed so that the ON period is short (duty ratio is low). As a result, power supply to the load 52 is reduced, and control is performed so as to reduce the output voltage Vout .

なお、変換回路７０では、スイッチ７３がオンになっている期間、電源５１からインダクタ７１に電流が流れて、インダクタ７１において磁界エネルギーを蓄えられる。スイッチ７３がオフとなった場合、インダクタ７１に蓄積された磁界エネルギーにより、インダクタ７１が電流の流れを継続させるようにインダクタ７１の両端電圧が増加するため、ダイオード７２を通じて負荷５２に電流が供給されるような動作が行なわれる。このような動作により、電源５１から高い電圧を負荷５２に供給することができる（ＤＣ−ＤＣコンバータの基本動作）。   In the conversion circuit 70, a current flows from the power source 51 to the inductor 71 while the switch 73 is on, and magnetic field energy is stored in the inductor 71. When the switch 73 is turned off, the magnetic field energy accumulated in the inductor 71 increases the voltage across the inductor 71 so that the inductor 71 continues the current flow, so that current is supplied to the load 52 through the diode 72. Such an operation is performed. By such an operation, a high voltage can be supplied from the power source 51 to the load 52 (basic operation of the DC-DC converter).

このようなＤＣ−ＤＣコンバータを小型に実現するため、基準電源６１、誤差増幅回路６２、スイッチ制御回路６３を含むＰＷＭ制御回路６０を、ＩＣ化した部品が市販されている。例えば、リニアテクノロジー社のＬＳ１９１９等があり、一般に「ＰＷＭ制御ＩＣ」等の名称で流通している。   In order to realize such a DC-DC converter in a small size, a component in which the PWM control circuit 60 including the reference power supply 61, the error amplification circuit 62, and the switch control circuit 63 is made into an IC is commercially available. For example, there is LS1919 of Linear Technology Co., Ltd., which is generally distributed under a name such as “PWM control IC”.

なお、図７に示す回路構成において、ダイオード７２（いわゆるフライホイールダイオード）の変わりに、ＦＥＴ等のスイッチを設け、スイッチ７３との協調動作によりＤＣ−ＤＣコンバータを実現することもできる。このような構成を図８に示す。   In the circuit configuration shown in FIG. 7, a switch such as an FET can be provided instead of the diode 72 (so-called flywheel diode), and a DC-DC converter can be realized by a cooperative operation with the switch 73. Such a configuration is shown in FIG.

図８において、図７の構成と異なるのは、スイッチ制御回路６３に代えて端子５０ｄが追加されたスイッチ制御回路６４を設けた点と、ダイオード７２に代えてスイッチ７４を設けた点である。スイッチ７４の切り換え動作は、スイッチ制御回路６４から端子５０ｄ及び７０ｄを介して入力される制御信号によって制御される。スイッチ制御回路６４により、スイッチ７３とスイッチ７４とをオン／オフ切り換え制御することにより、ＤＣ−ＤＣ変換動作を行なわせることができる。このような構成は、いわゆる同期整流形ＤＣ−ＤＣコンバータとして知られている。   8 differs from the configuration of FIG. 7 in that a switch control circuit 64 to which a terminal 50d is added in place of the switch control circuit 63 and a switch 74 in place of the diode 72 are provided. The switching operation of the switch 74 is controlled by a control signal input from the switch control circuit 64 via the terminals 50d and 70d. A DC-DC conversion operation can be performed by controlling the switch 73 and the switch 74 to be switched on / off by the switch control circuit 64. Such a configuration is known as a so-called synchronous rectification type DC-DC converter.

次に、第１の充電回路の構成について説明する。   Next, the configuration of the first charging circuit will be described.

図２は、第１の充電回路の具体的な回路構成を示す回路図である。図２の構成は、燃料電池システムに第１の充電回路を搭載した場合の構成を示している。なお、第１の充電回路は、図２における第１の充電補助回路２１とＰＷＭ制御回路２４と変換回路２５とで構成されている。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of the first charging circuit. The configuration of FIG. 2 shows a configuration when the first charging circuit is mounted on the fuel cell system. The first charging circuit includes the first auxiliary charging circuit 21, the PWM control circuit 24, and the conversion circuit 25 shown in FIG.

図２において、昇圧充電回路２は、燃料電池１とリチウムイオン電池３とに接続され、第１の充電補助回路２１、ＰＷＭ制御回路２４、変換回路２５を備えている。補助回路２１は、基準電源２２、誤差増幅回路２３を備えている。変換回路２５は、インダクタ２６、ダイオード２７、スイッチ２８を備えている。なお、ＰＷＭ制御回路２４の具体構成は、図５のＰＷＭ制御回路６０に示す構成と同等である。   In FIG. 2, the boosting charging circuit 2 is connected to the fuel cell 1 and the lithium ion battery 3, and includes a first charging auxiliary circuit 21, a PWM control circuit 24, and a conversion circuit 25. The auxiliary circuit 21 includes a reference power supply 22 and an error amplifier circuit 23. The conversion circuit 25 includes an inductor 26, a diode 27, and a switch 28. The specific configuration of the PWM control circuit 24 is the same as that shown in the PWM control circuit 60 of FIG.

以下、動作について説明する。   The operation will be described below.

図２において、燃料電池１で発生した電圧ＶINに基づく電圧Ｖ1は、端子２ａ及び２１ａを介して誤差増幅回路２３の反転入力端子に入力される。一方、基準電源２２の基準電圧ＶR1は誤差増幅回路２３の非反転入力端子に入力される。誤差増幅回路２３は、入力される電圧Ｖ1と基準電圧ＶR1とを比較し、両電圧の誤差分を増幅して出力する。誤差増幅回路２３の出力電圧は、端子２１ｂを介してＰＷＭ制御回路２４に入力される。 In FIG. 2, the voltage V 1 based on the voltage V IN generated in the fuel cell 1 is input to the inverting input terminal of the error amplifier circuit 23 via the terminals 2a and 21a. On the other hand, the reference voltage V R1 of the reference power supply 22 is input to the non-inverting input terminal of the error amplifier circuit 23. The error amplifying circuit 23 compares the input voltage V 1 with the reference voltage V R1 , amplifies the error between both voltages, and outputs the amplified error. The output voltage of the error amplifier circuit 23 is input to the PWM control circuit 24 via the terminal 21b.

ＰＷＭ制御回路２４は、図７のＰＷＭ制御回路６０に示すように構成されており、誤差増幅回路２３から入力される電圧と基準電圧ＶR3とに基づき、所定のデューティ比を有するＰＷＭパルスを出力する。ＰＷＭ制御回路２４から出力されるＰＷＭパルスはスイッチ２８に入力され、スイッチ２８は一定の周期でオン／オフに切換え制御される。 The PWM control circuit 24 is configured as shown in the PWM control circuit 60 of FIG. 7, and outputs a PWM pulse having a predetermined duty ratio based on the voltage input from the error amplifier circuit 23 and the reference voltage V R3. To do. The PWM pulse output from the PWM control circuit 24 is input to the switch 28, and the switch 28 is controlled to be turned on / off at a constant cycle.

なお、ＰＷＭ制御回路２４の出力パルスは、そのデューティ比が、誤差増幅回路２３からの出力によって変化する。本例では、誤差増幅回路２３の出力が高くなった場合（入力電圧Ｖ1が低い場合）は、スイッチ２８のオン期間を長くし、リチウムイオン電池３に、より大きな電力を供給している。また、誤差増幅回路２３の出力が低い場合（入力電圧Ｖ1が高い場合）は、スイッチ２８のオン期間を短くし、リチウムイオン電池３に小さな電力を供給している。 Note that the duty ratio of the output pulse of the PWM control circuit 24 varies depending on the output from the error amplification circuit 23. In this example, when the output of the error amplifying circuit 23 becomes high (when the input voltage V 1 is low), the ON period of the switch 28 is lengthened and a larger amount of power is supplied to the lithium ion battery 3. Further, when the output of the error amplifier circuit 23 is low (when the input voltage V 1 is high), the on period of the switch 28 is shortened, and small power is supplied to the lithium ion battery 3.

ＰＷＭ制御回路２４において、端子２１ｂを介して入力される電圧が上昇する場合、変換回路２５の昇圧動作を低下（すなわち、スイッチ２８のオン時間を縮小しダイオード２７を通じて出力される電流を低下させる）させており、この動作を利用して第１の充電回路２０１（図１参照）を実現している。   In the PWM control circuit 24, when the voltage input through the terminal 21b rises, the boosting operation of the conversion circuit 25 is reduced (that is, the on-time of the switch 28 is reduced and the current output through the diode 27 is reduced). The first charging circuit 201 (see FIG. 1) is realized using this operation.

具体的な動作としては、燃料電池１の電圧Ｖ1が下降すると、誤差増幅回路２３から端子２１ｂを介してＰＷＭ制御回路２４へ入力される電圧は上昇する。そのため、変換回路２５におけるスイッチ２８のスイッチング動作が低下するので、リチウムイオン電池３の充電電流、すなわち燃料電池１の出力電流が低下し、燃料電池１の電圧ＶIN及び電圧Ｖ1は上昇する。 As a specific operation, when the voltage V 1 of the fuel cell 1 decreases, the voltage input from the error amplifying circuit 23 to the PWM control circuit 24 via the terminal 21b increases. Therefore, since the switching operation of the switch 28 in the conversion circuit 25 decreases, the charging current of the lithium ion battery 3, that is, the output current of the fuel cell 1 decreases, and the voltage V IN and the voltage V 1 of the fuel cell 1 increase.

燃料電池１の出力電圧Ｖ1が下降した場合も同様であり、基準電源２２の設定に応じて、燃料電池１が一定の出力電圧となるように電流制御される。このように制御されるため、基準電源２２の出力電圧ＶR1の設定を、燃料電池１の運転効率が高くなるように設定すれば、燃料電池システムの効率化が図れる。 The same applies to the case where the output voltage V 1 of the fuel cell 1 is lowered, depending on the setting of the reference power supply 22, the fuel cell 1 is a current controlled such that the constant output voltage. Therefore, if the setting of the output voltage V R1 of the reference power supply 22 is set so that the operation efficiency of the fuel cell 1 is increased, the efficiency of the fuel cell system can be improved.

以上のように構成された第１の充電回路により、燃料電池１の出力電圧を一定に保ちつつ、リチウムイオン電池３への充電を行うことができる。   With the first charging circuit configured as described above, it is possible to charge the lithium ion battery 3 while keeping the output voltage of the fuel cell 1 constant.

次に、第２の充電回路の構成について説明する。   Next, the configuration of the second charging circuit will be described.

図３は、第２の充電回路の具体的な回路構成を示す回路図である。図３の構成は、燃料電池システムに第２の充電回路を搭載した場合の構成を示している。なお、図３において、図２の構成と同様の構成要素については、同一番号を付与して説明は省略する。また、第２の充電回路は、第２の充電補助回路３１とＰＷＭ制御回路２４と変換回路２５とで構成されている。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of the second charging circuit. The configuration of FIG. 3 shows a configuration when the second charging circuit is mounted on the fuel cell system. In FIG. 3, the same constituent elements as those in FIG. The second charging circuit includes a second auxiliary charging circuit 31, a PWM control circuit 24, and a conversion circuit 25.

図３において、第２の充電補助回路３１は、基準電源３２、誤差増幅回路３３、ダイオード３４，分圧抵抗３５及び３６を備えている。さらに、変換回路２５の出力電圧（すなわちリチウムイオン電池３の端子電圧）が入力される端子３１ｄが配され、分圧抵抗３５及び３６に接続されている。   In FIG. 3, the second auxiliary charging circuit 31 includes a reference power supply 32, an error amplification circuit 33, a diode 34, and voltage dividing resistors 35 and 36. Further, a terminal 31d to which the output voltage of the conversion circuit 25 (that is, the terminal voltage of the lithium ion battery 3) is input is arranged and connected to the voltage dividing resistors 35 and 36.

以下、動作について説明する。   The operation will be described below.

図３において、燃料電池１の出力電圧ＶINが高い場合の動作について説明する。この場合、誤差増幅回路３３の出力電圧は低下しているので、ＰＷＭ制御回路２４の入力に対してダイオード３４は逆極性となり、燃料電池１の出力電圧の影響は受けない。一方、リチウムイオン電池３の電圧ＶCGは、分圧抵抗３５及び３６により分圧され、ＰＷＭ制御回路２４に入力される。従って、第２の充電補助回路３１は、図７に基づいて説明したようなＤＣ−ＤＣ変換動作を行うことになり、変換回路２５からは一定の電圧がリチウムイオン電池３に出力され、定電圧充電が行われる。 In FIG. 3, the operation when the output voltage V IN of the fuel cell 1 is high will be described. In this case, since the output voltage of the error amplifier circuit 33 is lowered, the diode 34 has a reverse polarity with respect to the input of the PWM control circuit 24 and is not affected by the output voltage of the fuel cell 1. On the other hand, the voltage V CG of the lithium ion battery 3 is divided by the voltage dividing resistors 35 and 36 and input to the PWM control circuit 24. Accordingly, the second auxiliary charge circuit 31 performs the DC-DC conversion operation as described with reference to FIG. 7, and a constant voltage is output from the conversion circuit 25 to the lithium ion battery 3, and the constant voltage Charging is performed.

この場合に、分圧抵抗３５及び３６における分圧比の設定により、リチウムイオン電池３への充電電圧を、所望の電圧（第１の充電電圧）に設定することができる。よって、充電電圧をリチウムイオン電池３の充電の際に利用される終止電圧に設定しておくことにより、リチウムイオン電池３の過充電を防止することができる。   In this case, the charging voltage to the lithium ion battery 3 can be set to a desired voltage (first charging voltage) by setting the voltage dividing ratio in the voltage dividing resistors 35 and 36. Therefore, the overcharge of the lithium ion battery 3 can be prevented by setting the charge voltage to the end voltage used when the lithium ion battery 3 is charged.

図３に示す構成では、上記のようにリチウムイオン電池３に対して定電圧充電を継続するが、端子３ａ及び３ｂは外部に出力されて外部負荷に電力が供給されているので、外部負荷の状態によっては、リチウムイオン電池３が大きく放電する場合がある。このような場合、リチウムイオン電池３の両端の電圧ＶCGが低下する。電圧ＶCGが低下すると、分圧抵抗３５及び３６によって分圧される電圧が低下するため、ＰＷＭ制御回路２４の入力電圧が低下する。よって、ＰＷＭ制御回路２４は、デューティ比が高いＰＷＭパルスをスイッチ２８へ出力し、スイッチ回路２８はオン期間が長いスイッチング動作が行われる。これにより、燃料電池１は、出力電流が増大し、出力電圧が低下することになる。 In the configuration shown in FIG. 3, constant voltage charging is continued for the lithium ion battery 3 as described above, but the terminals 3a and 3b are output to the outside and power is supplied to the external load. Depending on the state, the lithium ion battery 3 may be largely discharged. In such a case, the voltage V CG across the lithium ion battery 3 decreases. When the voltage V CG decreases, the voltage divided by the voltage dividing resistors 35 and 36 decreases, so the input voltage of the PWM control circuit 24 decreases. Therefore, the PWM control circuit 24 outputs a PWM pulse having a high duty ratio to the switch 28, and the switch circuit 28 performs a switching operation with a long ON period. As a result, the output current of the fuel cell 1 increases and the output voltage decreases.

過度の電流増加による燃料電池１の出力電圧の低下は、燃料電池１の劣化を招くため、これを防止する必要がある。このような状態が生じた場合、先に図２を参照して説明したように、電圧Ｖ1が低下するため誤差増幅回路３３の出力電圧が上昇し、ダイオード３４を通じてＰＷＭ制御回路２４へ入力される電圧が上昇する。そのため、変換回路２５の変換動作が低下（ＰＷＭ信号のデューティ比が低くなる）し、燃料電池１の出力電流が低下するので、燃料電池１の電圧ＶINの低下を防止できる。 A decrease in the output voltage of the fuel cell 1 due to an excessive increase in current leads to deterioration of the fuel cell 1, and thus must be prevented. When such a state occurs, as described above with reference to FIG. 2, the voltage V 1 decreases, so that the output voltage of the error amplifier circuit 33 increases and is input to the PWM control circuit 24 through the diode 34. Voltage increases. For this reason, the conversion operation of the conversion circuit 25 is reduced (the duty ratio of the PWM signal is reduced), and the output current of the fuel cell 1 is reduced, so that the voltage VIN of the fuel cell 1 can be prevented from being lowered.

このような動作により、第２の充電回路は、燃料電池１の出力電圧ＶINが第１の設定電圧に対して低下することを防止しつつ、リチウムイオン電池３の充電電圧ＶCGを第１の充電電圧に設定し、定電圧充電制御を継続できる。 By such an operation, the second charging circuit prevents the output voltage V IN of the fuel cell 1 from decreasing with respect to the first set voltage, and the charging voltage V CG of the lithium ion battery 3 is set to the first voltage. Constant voltage charging control can be continued.

なお、外部負荷が大きくなった場合、燃料電池１の出力による充電電流と、リチウムイオン電池３の放電電流との総和により負荷電流が供給され、負荷が低下した場合はリチウムイオン電池３に充電が再開される。このような動作により、リチウムイオン電池３はバッファとしての動作を実現している
また、図面には示さなかったが、燃料電池１を動作させるため、例えばアルミニウム粉への水の供給、或いは、それを加熱する等の処置をする必要があり、そのためのポンプ等の機器、いわゆる補機を動作させる必要があるが、補機を動作させるための電源は、リチウムイオン電池３を利用することで、部品点数の削減などの効果がある。なお、補機へ給電するための構成や動作については、説明を省略する。 When the external load increases, the load current is supplied by the sum of the charging current from the output of the fuel cell 1 and the discharging current of the lithium ion battery 3, and when the load decreases, the lithium ion battery 3 is charged. Resumed. By such an operation, the lithium ion battery 3 has realized an operation as a buffer. Although not shown in the drawing, in order to operate the fuel cell 1, for example, supply of water to aluminum powder, or It is necessary to take measures such as heating the device, and it is necessary to operate a so-called auxiliary machine such as a pump for that purpose, but the power source for operating the auxiliary machine uses the lithium ion battery 3, It has the effect of reducing the number of parts. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure and operation | movement for electrically feeding to an auxiliary machine.

また、第２の充電補助回路３１は図３に示す構成に限らず、図４に示すように構成してもよい。図４において、図３に示す第２の充電補助回路３１の構成と異なる点は、増幅回路３７を追加した点である。増幅回路３７は、非反転入力端子に誤差増幅回路３３の出力端子が接続され、反転入力端子にダイオード３４の出力端子が接続されている。また、図５Ａは図３におけるダイオード３４の入力電圧ＶDiと出力電圧ＶDOとの関係を示す特性図で、図５Ｂは図４におけるダイオード３４の入力電圧ＶDiと出力電圧ＶDOとの関係を示す特性図である。 Further, the second auxiliary charging circuit 31 is not limited to the configuration shown in FIG. 3, but may be configured as shown in FIG. 4 is different from the configuration of the second auxiliary charge circuit 31 shown in FIG. 3 in that an amplifier circuit 37 is added. In the amplifier circuit 37, the output terminal of the error amplifier circuit 33 is connected to the non-inverting input terminal, and the output terminal of the diode 34 is connected to the inverting input terminal. 5A is a characteristic diagram showing the relationship between the input voltage V Di and the output voltage V DO of the diode 34 in FIG. 3, and FIG. 5B is the relationship between the input voltage V Di and the output voltage V DO of the diode 34 in FIG. FIG.

図５Ａに示すように、図３に示す第２の充電補助回路３１の構成では、入力電圧ＶDiに対して出力電圧ＶDOが徐々に上昇する特性であるため、ダイオード３４の導通開始時のダイオード特性や温度依存性により、出力電圧ＶDOが変動（図５Ａの点線に示す特性）する可能性があり、燃料電池１の出力電圧低下を防止する設定電圧の精度等が低下してしまう。一方、第２の充電補助回路を図４に示すように構成すれば、増幅回路３７において増幅された電圧に基づいてダイオード３４が導通状態になるため、出力電圧ＶDOを急峻に立ち上げることができ、温度依存性が少ない出力電圧ＶDOを得ることができる。 As shown in FIG. 5A, the configuration of the second auxiliary charging circuit 31 shown in FIG. 3 has a characteristic that the output voltage V DO gradually rises with respect to the input voltage V Di. The output voltage V DO may fluctuate (characteristic shown by the dotted line in FIG. 5A) due to the diode characteristics and temperature dependency, and the accuracy of the set voltage that prevents the output voltage of the fuel cell 1 from being lowered will decrease. On the other hand, if the second auxiliary charging circuit is configured as shown in FIG. 4, the diode 34 becomes conductive based on the voltage amplified in the amplifier circuit 37, so that the output voltage VDO can be rapidly increased. And an output voltage V DO with little temperature dependency can be obtained.

以上、リチウムイオン電池３の充電制御を行う第１の充電回路、第２の充電回路の具体的な回路構成や動作について説明したが、次に、両充電回路を搭載した燃料電池システムの概要について説明する。   The specific circuit configurations and operations of the first charging circuit and the second charging circuit for controlling the charging of the lithium ion battery 3 have been described above. Next, the outline of the fuel cell system equipped with both charging circuits will be described. explain.

図６は、第１の充電回路及び第２の充電回路を備えた燃料電池システムの、要素的な内容を説明するためのブロック図である。なお、図６には各充電回路の明確な記述はないが、第１の充電補助回路２１とＰＷＭ制御回路２４と変換回路２５とが動作してリチウムイオン電池３の充電を行う動作が、「第１の充電回路による充電動作」に相当する。また、第２の充電補助回路３１とＰＷＭ制御回路２４と変換回路２５とが動作してリチウムイオン電池３の充電を行う動作が、「第２の充電回路による充電動作」に相当する。   FIG. 6 is a block diagram for explaining the elemental contents of the fuel cell system including the first charging circuit and the second charging circuit. Although there is no clear description of each charging circuit in FIG. 6, the operation of charging the lithium ion battery 3 by the operation of the first auxiliary charging circuit 21, the PWM control circuit 24, and the conversion circuit 25 is “ This corresponds to the “charging operation by the first charging circuit”. The operation in which the second auxiliary charge circuit 31, the PWM control circuit 24, and the conversion circuit 25 operate to charge the lithium ion battery 3 corresponds to the “charging operation by the second charging circuit”.

図６において、第１の充電補助回路２１の具体構成は、図２に示した通りである。第２の充電補助回路３１の具体構成は、図３または図４に示した通りである。ＰＷＭ制御回路２４の具体構成は、図５に示した通りである。変換回路２５の具体構成は、図２または図３に示した通りである。   In FIG. 6, the specific configuration of the first auxiliary charging circuit 21 is as shown in FIG. The specific configuration of the second auxiliary charging circuit 31 is as shown in FIG. 3 or FIG. The specific configuration of the PWM control circuit 24 is as shown in FIG. The specific configuration of the conversion circuit 25 is as shown in FIG. 2 or FIG.

切換回路２９は、前述したように、第１の充電回路及び第２の充電回路はＰＷＭ制御回路２４を通じて制御されるように説明したが、これを利用して切り替えを簡便に実施するように構成している。また、切換回路２９は、リチウムイオン電池３の両端の電圧ＶCGを監視し、電圧ＶCGが第１の充電電圧に達するまでは第１の充電補助回路２１からの出力をＰＷＭ制御回路２４に伝え、電圧が第１の充電電圧に達した後は第２の充電補助回路３１からの出力をＰＷＭ制御回路２４に伝えることにより、２つの充電回路を切り替えて動作させている。 As described above, the switching circuit 29 has been described so that the first charging circuit and the second charging circuit are controlled through the PWM control circuit 24. However, the switching circuit 29 is configured to easily perform switching using this. is doing. The switching circuit 29 monitors the voltage V CG across the lithium ion battery 3 and outputs the output from the first charging auxiliary circuit 21 to the PWM control circuit 24 until the voltage V CG reaches the first charging voltage. Then, after the voltage reaches the first charging voltage, the output from the second auxiliary charging circuit 31 is transmitted to the PWM control circuit 24 to switch between the two charging circuits.

なお、外部負荷によりリチウムイオン電池３が放電する場合を想定して、第２の充電回路で充電中にリチウムイオン電池３の電圧が低下しても、一定のヒステリシスを持たせるように、第２の充電電圧に低下するまでは第２の充電回路による充電を継続する構成にしておいてもよい。   Assuming that the lithium ion battery 3 is discharged by an external load, the second charging circuit has a second hysteresis so as to have a certain hysteresis even when the voltage of the lithium ion battery 3 is reduced during charging by the second charging circuit. It may be configured to continue the charging by the second charging circuit until the charging voltage decreases to the above.

以下、このような切替回路２９の一実施例を、図９を参照して動作を説明する。   The operation of one embodiment of such a switching circuit 29 will be described below with reference to FIG.

図９に於いて、端子２９ａから２９ｅまでの端子は、図６の切替回路２９に示されている端子であり、切替回路の内部回路の接続状態を説明するために図示している。図９の切替回路２９は、スイッチ９０、基準電源９１、コンパレータ９２を備えている。なお、スイッチ９０は説明の都合上、制御電圧が高い（Ｈｉ）の場合、端子２９ａ側を選択するものとする。   In FIG. 9, terminals 29a to 29e are terminals shown in the switching circuit 29 of FIG. 6, and are shown for explaining the connection state of the internal circuits of the switching circuit. 9 includes a switch 90, a reference power supply 91, and a comparator 92. For convenience of explanation, it is assumed that the switch 90 selects the terminal 29a side when the control voltage is high (Hi).

このような回路構成では、端子２９ａから入力される第１の充電補助回路２１の信号がスイッチ９０により選択されて端子２９ｅを通じてＰＷＭ制御回路２４に接続される場合には、先に述べたように「第１の充電回路による充電動作」が行われる。一方、スイッチ９０により端子２９ｂの信号が選択されて端子２９ｅに出力される場合は「第２の充電回路による充電動作」が行われる。従って、基準電源９１を第１の充電電圧に設定しておけば、端子２９ｄの電圧が基準電源９１より低い場合、すなわち、リチウムイオン電池３の電圧が第１の充電電圧より低い場合、コンパレータ９２の出力はＨｉとなり、スイッチ９０は端子２９ａを選択するので、「第１の充電回路による充電動作」が行われることになる。   In such a circuit configuration, when the signal of the first auxiliary charging circuit 21 input from the terminal 29a is selected by the switch 90 and connected to the PWM control circuit 24 through the terminal 29e, as described above. The “charging operation by the first charging circuit” is performed. On the other hand, when the signal of the terminal 29b is selected by the switch 90 and output to the terminal 29e, the “charging operation by the second charging circuit” is performed. Therefore, if the reference power supply 91 is set to the first charging voltage, the comparator 92 is used when the voltage at the terminal 29d is lower than the reference power supply 91, that is, when the voltage of the lithium ion battery 3 is lower than the first charging voltage. Since the switch 90 selects the terminal 29a, the "charging operation by the first charging circuit" is performed.

充電が進行し、リチウムイオン電池３の電圧が第１の充電電圧より上昇した場合、コンパレータ９２の出力が反転するのでスイッチ９０は端子２９ｂを選択し、「第２の充電回路による充電動作」が行われる。   When charging proceeds and the voltage of the lithium ion battery 3 rises above the first charging voltage, the output of the comparator 92 is inverted, so the switch 90 selects the terminal 29b, and the “charging operation by the second charging circuit” is performed. Done.

このように、切替回路２９により充電動作の切替えを行うが、このような回路構成ではコンパレータ９２の入力にノイズ等が混入される場合、切替えの動作が頻発に発生する問題が生じることがある。そこで、切替に際して、先に説明したように一定のヒステリシスを持たせてもよく、これを実現する為の一実施例を図１０に示し、以下説明する。   In this way, the switching operation is switched by the switching circuit 29. In such a circuit configuration, when noise or the like is mixed into the input of the comparator 92, there is a problem that the switching operation frequently occurs. Therefore, at the time of switching, a certain hysteresis may be provided as described above, and an embodiment for realizing this is shown in FIG. 10 and will be described below.

図１０は、図９のコンパレータに抵抗９３及び抵抗９４を追加してヒステリシスを持たせ、更に、ヒステリシスの電圧を設定しやすくするためにダイオード９５を追加した構成である。   FIG. 10 shows a configuration in which a resistor 93 and a resistor 94 are added to the comparator of FIG. 9 to provide hysteresis, and a diode 95 is added to make it easy to set the hysteresis voltage.

図１０において、端子２９ｄの電圧が十分に低い場合、コンパレータ９２の出力はＨｉとなるが、この場合、ダイオード９５は非導通方向に電圧が印加されるので、抵抗９３には電流が流れず、基準電源９１の電圧がそのままコンパレータ９２に入力される。従って、基準電源９１の電圧にリチウムイオン電池３の電圧が到達するまで、スイッチ９０は端子２９を選択するので、「第１の充電回路による充電動作」により充電が行われる。   In FIG. 10, when the voltage at the terminal 29d is sufficiently low, the output of the comparator 92 becomes Hi. In this case, since the voltage is applied to the diode 95 in the non-conduction direction, no current flows through the resistor 93. The voltage of the reference power supply 91 is input to the comparator 92 as it is. Therefore, since the switch 90 selects the terminal 29 until the voltage of the lithium ion battery 3 reaches the voltage of the reference power supply 91, charging is performed by the “charging operation by the first charging circuit”.

充電が進行するにつれて端子２９ｄのリチウムイオン電池３の電圧が上昇するが、端子２９ｄの電圧が基準電源９１を超えた場合、コンパレータ９２が反転しＬｏｗとなる。この場合、スイッチ９０が端子２９ｂを選択するので、充電動作としては「第２の充電回路による充電動作」が行われる。このとき、同時にダイオード９５が導通状態になるので、抵抗９３を通じて抵抗９４に基準電源９１から電流が流出する方向に電流が流れ、基準電源９１の出力電圧から抵抗９４による電圧降下の分だけ低下した電圧がコンパレータ９２に印加される。従って、第１の充電電圧より低い電圧まで端子２９ｄの電圧が低下しないとコンパレータ９２の出力が再度反転し、Ｈｉとならない。   As charging progresses, the voltage of the lithium ion battery 3 at the terminal 29d increases, but when the voltage at the terminal 29d exceeds the reference power supply 91, the comparator 92 is inverted and becomes Low. In this case, since the switch 90 selects the terminal 29b, the “charging operation by the second charging circuit” is performed as the charging operation. At this time, since the diode 95 becomes conductive at the same time, a current flows through the resistor 93 in the direction in which the current flows from the reference power supply 91 to the resistor 94, and the output voltage of the reference power supply 91 is reduced by the voltage drop due to the resistor 94. A voltage is applied to the comparator 92. Therefore, if the voltage at the terminal 29d does not decrease to a voltage lower than the first charging voltage, the output of the comparator 92 is inverted again and does not become Hi.

このように、ヒステリシス動作を持たせることができるが、そのヒステリシスの幅は抵抗９３や抵抗９４を調整することにより設定できる。本実施の形態の特徴は、第２の充電回路に切替える際に、基準電源９１の電圧がそのまま第１の充電電圧となるようにヒステリシスを持たせるように構成したことである。しかし、これ以外にも回路構成方法があることは言うまでもなく、ＩＣ化に際してはコンパレータ９２のトランジスタのゲート幅を変える等の方法により、回路を構成するに必要な素子数を低減することも可能であるが、当業者にとってはよく知られていることなので詳細は省略する。   Thus, a hysteresis operation can be provided, but the width of the hysteresis can be set by adjusting the resistor 93 or the resistor 94. The feature of the present embodiment is that it is configured to have a hysteresis so that the voltage of the reference power supply 91 becomes the first charging voltage as it is when switching to the second charging circuit. However, it goes without saying that there are other circuit configuration methods, and it is also possible to reduce the number of elements required to configure the circuit by changing the gate width of the transistor of the comparator 92 when making an IC. However, since it is well known to those skilled in the art, details are omitted.

更に、満充電の判定には、満充電電流として一定電流以下のスレッショルド、例えば第１の満充電電流を設定し、それ以下に充電電流が低下した場合には充電動作を停止させるように制御してもよいことは言うまでもないが、これについても詳細説明は省略する。   Furthermore, in the determination of full charge, a threshold of a certain current or less, for example, a first full charge current, is set as the full charge current, and control is performed to stop the charging operation when the charge current falls below that. Needless to say, a detailed description thereof will be omitted.

以上のように本実施の形態によれば、リチウムイオン電池３が第１の充電電圧に達するまでは燃料電池１の出力電圧が第１の設定電圧となるように燃料電池１の出力電流を制御する第１の充電回路と、リチウムイオン電池３が第１の充電電圧に到達した後に燃料電池１の出力が第１の設定電圧以下へ低下することを防止するよう定電圧充電を行う第２の充電回路とを備え、それぞれの充電回路を選択的に切り換えてリチウムイオン電池３の充電を行う構成としたことにより、燃料電池運転の効率化を図ることができる。また、燃料電池１を保護しつつ、昇圧充電回路２によりリチウムイオン電池３を満充電まで充電させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the output current of the fuel cell 1 is controlled so that the output voltage of the fuel cell 1 becomes the first set voltage until the lithium ion battery 3 reaches the first charging voltage. A first charging circuit that performs constant voltage charging to prevent the output of the fuel cell 1 from dropping below the first set voltage after the lithium ion battery 3 has reached the first charging voltage. By providing the charging circuit and selectively switching the charging circuits to charge the lithium ion battery 3, it is possible to improve the efficiency of the fuel cell operation. Further, the lithium ion battery 3 can be charged to the full charge by the boosting charging circuit 2 while protecting the fuel cell 1.

また、先の説明では詳細を省いたが、図３に示す構成や、図３に示す構成の一部を図４に示す構成に置き換えた構成だけでも、本発明が目的とする燃料電池の出力の低下を防ぎつつリチウムイオン電池が満充電付近となった場合にＣＶ充電を行うような制御を実現することが可能であるので、回路構成を簡素化できコストダウンすることができる。   Further, although details are omitted in the above description, the output of the fuel cell intended by the present invention can be achieved only by the configuration shown in FIG. 3 or a configuration in which a part of the configuration shown in FIG. 3 is replaced with the configuration shown in FIG. Therefore, it is possible to realize control such that CV charging is performed when the lithium ion battery is nearly fully charged while preventing a decrease in battery voltage, so that the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced.

以下、先ずは図３に示す構成による動作を説明し、次に図３に示す構成に図４に示す構成を組み込んだ場合の動作を説明することにより、特に図９や図１０に示した切替回路を使用せずとも本願発明の当初の目的を達することができることを示す。   In the following, the operation of the configuration shown in FIG. 3 will be described first, and then the operation when the configuration shown in FIG. 4 is incorporated in the configuration shown in FIG. It shows that the original object of the present invention can be achieved without using a circuit.

本発明では、先ずは第１の充電回路により燃料電池１の出力電圧を一定に保ちつつリチウムイオン電池３を充電し、その後、充電が進んでくると第２の充電回路によりリチウムイオン電池３の充電電圧を一定に保ちつつ充電する。   In the present invention, first, the lithium ion battery 3 is charged while the output voltage of the fuel cell 1 is kept constant by the first charging circuit, and then the charging of the lithium ion battery 3 is performed by the second charging circuit when the charging proceeds. Charge while keeping the charging voltage constant.

充電回路の構成例として、先に説明したように、通常のＤＣ−ＤＣコンバータと同様にＰＷＭ制御回路やインダクタ等を使用し、燃料電池１の出力を昇圧してリチウムイオン電池３に充電しているが、実際に充電回路を作成する場合は、市販のＰＷＭ制御を行なうＩＣを利用することが多いと考えられる。そこで、図２では第１の充電回路の例として、ＰＷＭ制御回路の入力側に極性を反転させて増幅する誤差増幅回路２３を挿入する構成としている。   As a configuration example of the charging circuit, as described above, a PWM control circuit, an inductor, or the like is used similarly to a normal DC-DC converter, and the output of the fuel cell 1 is boosted to charge the lithium ion battery 3. However, when actually creating a charging circuit, it is considered that a commercially available IC that performs PWM control is often used. Therefore, in FIG. 2, as an example of the first charging circuit, an error amplifying circuit 23 for amplifying the signal by inverting the polarity is inserted on the input side of the PWM control circuit.

このように接続することにより、燃料電池１の電圧が低下するとＰＷＭ制御回路２４の入力電圧を上昇させることにより昇圧動作を抑圧し、燃料電池１からの出力電流を低下させる。一方、燃料電池の電圧が上昇すると、ＰＷＭ制御回路２４の入力電圧を低下させて昇圧動作を亢進し、燃料電池１からの出力電流が増大されるので、燃料電池１の出力電圧を一定に保つような閉ループ制御が実現できる。   By connecting in this way, when the voltage of the fuel cell 1 decreases, the input voltage of the PWM control circuit 24 is increased to suppress the boosting operation, and the output current from the fuel cell 1 is decreased. On the other hand, when the voltage of the fuel cell rises, the input voltage of the PWM control circuit 24 is lowered to increase the boosting operation and the output current from the fuel cell 1 is increased, so that the output voltage of the fuel cell 1 is kept constant. Such closed loop control can be realized.

なお、詳細な説明は省くが、このような誤差増幅回路やＰＷＭ制御用のＩＣを用いて充電回路を構築した場合に、閉ループ制御としては、ＰＷＭ制御用ＩＣ自体の設定の他に、誤差増幅回路２３のゲインや位相の設定等により、より更に細かく設定できるので、安定な充電制御動作を実現できる特徴がある。   Although a detailed description is omitted, when a charging circuit is constructed using such an error amplification circuit or an IC for PWM control, in addition to setting the PWM control IC itself, closed loop control includes error amplification. Since it can be set more finely by setting the gain and phase of the circuit 23, there is a feature that a stable charge control operation can be realized.

一方、図３に示した第２の充電回路の実施形態は、基本的には通常のＤＣ−ＤＣコンバータ制御であり、出力電圧を一定に保つ閉ループ制御を行なっている。   On the other hand, the embodiment of the second charging circuit shown in FIG. 3 is basically a normal DC-DC converter control, and performs a closed loop control for keeping the output voltage constant.

本構成では、このような閉ループ制御の途中に、誤差増幅回路３３の出力を、ダイオード３４を通じてＰＷＭ制御回路２４の入力端子３１ａに接続している。入力端子３１ａの電圧が基準電源３２より低下した場合、ダイオード３４を通じてＰＷＭ制御回路２４の入力電圧を吊り上げる。このような状態は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が上昇し過ぎた状態と同じであり、電圧変換動作を抑圧し、充電電流を低下させるように動作する。以上のように、燃料電池１の出力電圧低下防止制御が行なわれる。   In this configuration, the output of the error amplifying circuit 33 is connected to the input terminal 31a of the PWM control circuit 24 through the diode 34 during such closed loop control. When the voltage at the input terminal 31 a is lower than the reference power supply 32, the input voltage of the PWM control circuit 24 is raised through the diode 34. Such a state is the same as a state in which the output voltage of the DC-DC converter has increased too much, and operates to suppress the voltage conversion operation and reduce the charging current. As described above, the output voltage drop prevention control of the fuel cell 1 is performed.

リチウムイオン電池３に充電を行なう場合、先ず第１の充電回路２０１により充電が行なわれ、充電終止電圧に到達した以降は第２の充電回路２０２により充電されるが、リチウムイオン電池３のみを充電すると想定した場合、第１の充電回路２０１により先ずは充電されているので、第２の充電回路２０２による充電電流は第１の充電回路２０１による充電電流に比べて減少している。従って、第２の充電回路２０２による充電に際しては、第１の充電回路２０１による充電に比べて、燃料電池１の出力電流は低下し、出力電圧は上昇する。このような場合、誤差増幅回路３３等を利用した燃料電池１の出力電圧低下防止制御は動作しない。   When charging the lithium ion battery 3, the first charging circuit 201 is charged first, and after reaching the end-of-charge voltage, it is charged by the second charging circuit 202, but only the lithium ion battery 3 is charged. Assuming that the first charging circuit 201 is charged first, the charging current by the second charging circuit 202 is smaller than the charging current by the first charging circuit 201. Therefore, when charging by the second charging circuit 202, the output current of the fuel cell 1 decreases and the output voltage increases compared to charging by the first charging circuit 201. In such a case, the output voltage drop prevention control of the fuel cell 1 using the error amplifier circuit 33 or the like does not operate.

ただし、第２の充電回路２０２で充電中でも燃料電池システムとしては負荷を繋いでいるため、負荷が重くなった場合、出力電流が増大しリチウムイオン電池３の電圧が低下することがある。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ動作としては燃料電池１から電力を引き出して、充電動作を継続する。   However, since the load is connected as the fuel cell system even during charging by the second charging circuit 202, when the load becomes heavy, the output current may increase and the voltage of the lithium ion battery 3 may decrease. Therefore, as the DC-DC converter operation, power is drawn from the fuel cell 1 and the charging operation is continued.

そのため、負荷の状態によっては、燃料電池１の出力電流の増大し、出力電圧が大幅に低下する恐れがある。そこで、誤差増幅回路３３等により構成した電圧低下を防止する手段を用いて燃料電池１の出力電圧の低下を防止する。   Therefore, depending on the state of the load, the output current of the fuel cell 1 may increase, and the output voltage may be greatly reduced. Therefore, a decrease in the output voltage of the fuel cell 1 is prevented by using a means for preventing a decrease in voltage constituted by the error amplifier circuit 33 and the like.

このような特徴を持つ第１の充電回路２０１と第２の充電回路２０２とを切替えることにより、燃料電池１やリチウムイオン電池３の保護を行ないつつ安定に充電動作を継続させている。   By switching between the first charging circuit 201 and the second charging circuit 202 having such characteristics, the charging operation is stably continued while protecting the fuel cell 1 and the lithium ion battery 3.

しかし、誤差増幅回路３３等により構成した電圧低下を防止する回路を積極的に利用すると、図３や、図３の一部に図４を適用した回路構成、即ち、第２の充電回路２０２だけで燃料電池１の出力電圧を一定に保ちつつ、リチウムイオン電池３が終止電圧に達した場合にＣＶ充電を行なわせる動作が可能となる。   However, if the circuit configured to prevent the voltage drop configured by the error amplifier circuit 33 or the like is positively used, only the circuit configuration in which FIG. 4 is applied to FIG. 3 or a part of FIG. 3, that is, the second charging circuit 202 only. Thus, it is possible to perform the CV charging operation when the lithium ion battery 3 reaches the end voltage while keeping the output voltage of the fuel cell 1 constant.

これは、第２の充電回路２０２の一実施例として示した図３に示す構成では、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を終止電圧となるように設定しているが、このような設定の場合、リチウムイオン電池３の電圧が低下すると、可能な限りＤＣ−ＤＣコンバータの動作を亢進し、コンバータ出力電圧を上昇させるように閉ループ制御が働く。そのため、閉ループ制御により、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電流を可能な限り増大させ、燃料電池１の出力電圧が急激に低下するように動作する。   In the configuration shown in FIG. 3 shown as an example of the second charging circuit 202, the output voltage of the DC-DC converter is set to be the end voltage. In such a setting, When the voltage of the lithium ion battery 3 decreases, the operation of the DC-DC converter is enhanced as much as possible, and the closed loop control works to increase the converter output voltage. Therefore, the input current of the DC-DC converter is increased as much as possible by closed loop control, and the output voltage of the fuel cell 1 operates so as to rapidly decrease.

しかし、誤差増幅回路３３等によって構成された、燃料電池１の電圧低下防止手段が働くことにより、ＰＷＭ制御回路へ入力されるＤＣ−ＤＣコンバータ出力電圧の低下を防止し、ＤＣ−ＤＣコンバータの変換動作が抑圧されるので、燃料電池１の出力電圧が基準電源３２で設定された電圧より低下することはない。   However, the voltage drop prevention means of the fuel cell 1 constituted by the error amplifier circuit 33 or the like works to prevent a drop in the DC-DC converter output voltage input to the PWM control circuit and to convert the DC-DC converter. Since the operation is suppressed, the output voltage of the fuel cell 1 does not drop below the voltage set by the reference power supply 32.

従って、充電動作としては、燃料電池１の動作状態は、燃料電池１の出力電圧低下防止制御で決まる出力電圧と水素供給量から決まる出力電流により決まり、更に、リチウムイオン電池３の充電電流は、燃料電池１の出力電圧と電流、及びリチウムイオン電池３の電池電圧とから決まる。   Therefore, as the charging operation, the operating state of the fuel cell 1 is determined by the output voltage determined by the output voltage drop prevention control of the fuel cell 1 and the output current determined by the hydrogen supply amount, and the charging current of the lithium ion battery 3 is It is determined from the output voltage and current of the fuel cell 1 and the battery voltage of the lithium ion battery 3.

また、さらに充電が亢進し、リチウムイオン電池３の電池電圧がＤＣ−ＤＣコンバータとして設定した充電終止電圧に達すると、端子３１ｂに印加され分圧されたリチウムイオン電池３の電圧が、ＰＷＭ制御回路２４によるＤＣ−ＤＣコンバーター動作を停止する電圧付近となるので、充電動作が抑圧され、充電電流が減少する。それに伴い、燃料電池１からの出力電流が低下するので、燃料電池１の出力電圧が上昇し、誤差増幅回路３３の出力電圧は低下する。このため、ダイオード３４が逆極性となってカットオフするので、誤差増幅回路３３等により構成された燃料電池１の電圧低下防止手段が動作することはなくなり、分圧抵抗３５等で構成されるＤＣ−ＤＣコンバーターの閉ループ制御による定電圧充電制御のみ（即ち、第１の充電手段のみ）が動作するようになる。   Further, when the charging is further promoted and the battery voltage of the lithium ion battery 3 reaches the charge end voltage set as the DC-DC converter, the voltage of the lithium ion battery 3 applied to the terminal 31b and divided is changed to a PWM control circuit. Therefore, the charging operation is suppressed and the charging current is reduced. Accordingly, since the output current from the fuel cell 1 decreases, the output voltage of the fuel cell 1 increases and the output voltage of the error amplifier circuit 33 decreases. For this reason, the diode 34 is reversed and cut off, so that the voltage drop prevention means of the fuel cell 1 constituted by the error amplifier circuit 33 and the like does not operate, and the DC constituted by the voltage dividing resistor 35 and the like. Only the constant voltage charging control by the closed loop control of the DC converter (that is, only the first charging means) is operated.

なお、燃料電池システムの負荷が増大しリチウムイオン電池３の電圧が低下した場合は、最初の制御動作に戻って、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御と電圧低下防止制御とが平衡する状態で充電が継続する。   In addition, when the load of the fuel cell system increases and the voltage of the lithium ion battery 3 decreases, the operation returns to the initial control operation, and charging continues in a state where the DC-DC converter control and the voltage decrease prevention control are balanced. .

以上のように、特に切替回路を利用することなく当初の充電動作を行なうことが、図３に示す回路構成だけによって実現できるので、回路構成を簡素化でき、コストダウンすることができる。   As described above, since it is possible to realize the initial charging operation without particularly using the switching circuit only by the circuit configuration shown in FIG. 3, the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced.

なお、先に図４の実施形態について、温度特性の向上等が実現できる旨を説明したが、図４の構成を図３に組み込んだ構成でも、第１及び第２の充電動作が可能である。これにより、精度向上を図りつつ、回路の簡素化とコストダウンが達成できる。以下、詳細に説明する。   In the embodiment of FIG. 4, it has been explained that the temperature characteristics can be improved. However, the first and second charging operations can be performed even when the configuration of FIG. 4 is incorporated in FIG. 3. . Thereby, simplification of the circuit and cost reduction can be achieved while improving accuracy. Details will be described below.

図３の例では、ＤＣ−ＤＣコンバータとしての制御において、リチウムイオン電池３をＣＶ充電する際の終止電圧は、同様な材質で構成される抵抗３５や抵抗３６により分圧されて決まるので、ＣＶ充電での充電電圧自体の誤差は生じにくい。しかし、先に図４の説明において示したように、燃料電池１の出力電圧が一定電圧以下に低下しないように制御している最中には、ダイオードの両端電圧が燃料電池１の出力電圧の低下を防止する設定電圧の一部として含まれ、燃料電池１の出力電圧低下を防止する設定電圧の精度等が低下してしまう。   In the example of FIG. 3, in the control as the DC-DC converter, the end voltage when the lithium ion battery 3 is CV charged is determined by being divided by the resistor 35 and the resistor 36 made of the same material. Errors in the charging voltage itself during charging are unlikely to occur. However, as described above with reference to FIG. 4, during the control so that the output voltage of the fuel cell 1 does not drop below a certain voltage, the voltage across the diode is equal to the output voltage of the fuel cell 1. The accuracy of the set voltage that is included as part of the set voltage that prevents the decrease and prevents the output voltage of the fuel cell 1 from decreasing is lowered.

通常、ＰＷＭ制御回路２４の入力インピーダンスは大きいので、ダイオード３４の負荷は抵抗３５、抵抗３６となり、その負荷を通じてダイオード３４中に電流が流れる。その際、誤差増幅回路３３のゲイン設定や抵抗値の設定によっては、図５Ａで示したように、ダイオード３４の電流電圧特性、特に温度特性によって、ダイオード３４の両端の電位差が変化するので、燃料電池１の出力電圧が変化する恐れがある。   Usually, since the input impedance of the PWM control circuit 24 is large, the load of the diode 34 becomes a resistor 35 and a resistor 36, and a current flows through the diode 34 through the load. At that time, depending on the gain setting and resistance value setting of the error amplifying circuit 33, as shown in FIG. The output voltage of the battery 1 may change.

そこで、図４に示したようにダイオード３４を増幅回路３７のループ内に入れることにより、ダイオード動作をオンオフ動作とさせ、ダイオードの温度特性等を解消する。   Therefore, by putting the diode 34 in the loop of the amplifier circuit 37 as shown in FIG. 4, the diode operation is turned on / off, and the temperature characteristics of the diode are eliminated.

今、抵抗により分圧された出力であるＶdiの電位よりも、端子３１ａを誤差増幅回路３３で反転増幅したＶdoの電位の方が低い場合、これは、燃料電池１の出力電圧が高い場合に相当するが、このような場合、増幅回路３７の出力電圧は低下するのでダイオード３４は逆極性となり、ダイオード３４はオフとなる。従って、誤差増幅回路３３の出力の影響は端子３１ｂには全く表れなくなる。 If the potential of V do obtained by inverting and amplifying the terminal 31a with the error amplifying circuit 33 is lower than the potential of V di that is the output divided by the resistor, this is because the output voltage of the fuel cell 1 is higher. In such a case, the output voltage of the amplifier circuit 37 decreases, so that the diode 34 has a reverse polarity and the diode 34 is turned off. Therefore, the influence of the output of the error amplifier circuit 33 does not appear at all at the terminal 31b.

これに対し、Ｖdiの電位よりＶdoの電位の方が高い場合、これは、燃料電池１の出力電圧が低下した場合に相当するが、増幅回路３７の−端子より＋端子のほうが低電圧となる。この場合、増幅回路３７の出力は上昇するのでダイオード３４に印加される電圧は順方向の極性となり、ダイオード３４はオンとなり導通する。このため、増幅回路３７の出力によりＶdoの電位を上昇させようとする。しかし、Ｖdoは−端子に接続されているので、反転増幅され、Ｖdoの電位を逆に下降させようとするフィードバック制御となる。そのため、Ｖdoを上昇させ、できるだけＶdiに近づける制御を行い、Ｖdiの出力が端子３１ｂに表れることになり、誤差増幅回路３３が端子３１ｂに接続されることになる。 On the other hand, when the potential of V do is higher than the potential of V di , this corresponds to a case where the output voltage of the fuel cell 1 is lowered, but the voltage at the + terminal is lower than the − terminal of the amplifier circuit 37. It becomes. In this case, since the output of the amplifier circuit 37 rises, the voltage applied to the diode 34 has a forward polarity, and the diode 34 is turned on and becomes conductive. Therefore, the potential of V do is increased by the output of the amplifier circuit 37. However, since V do is connected to the-terminal, feedback control is performed to invert and amplify the voltage and to lower the potential of V do . For this reason, control is performed to raise V do and bring it closer to V di as much as possible, and the output of V di will appear at the terminal 31 b, and the error amplifying circuit 33 will be connected to the terminal 31 b.

従って、この場合、誤差増幅回路３３の出力によりＰＷＭ制御回路２４が動作することになり、第１の制御回路と同様の動作となる。   Therefore, in this case, the PWM control circuit 24 operates by the output of the error amplifier circuit 33, and the operation is the same as that of the first control circuit.

また、ダイオード３４はオンオフ動作となるので、誤差は増幅回路３７のオフセット電圧等の誤差となるが、通常、これらのオフセット電圧の誤差や温度特性は良好である。従って、ダイオード３４の有する温度特性が表れ難く、燃料電池１の出力電圧の誤差が殆ど生じなくなる。   Since the diode 34 is turned on / off, the error becomes an error such as an offset voltage of the amplifier circuit 37. Usually, the error of these offset voltages and the temperature characteristics are good. Therefore, the temperature characteristic of the diode 34 is difficult to appear, and an error in the output voltage of the fuel cell 1 hardly occurs.

以上、当業者にとっては良く知られたダイオード接続等の動作について説明したが、このような回路構成を燃料電池システムに組み入れることにより、燃料電池１の出力電圧設定誤差が少なく、また、リチウムイオン電池３の充電電圧精度の維持やそれに伴うリチウムイオン電池３の保護動作が実現できるので、燃料電池システムとしてコストダウンを図った好適な充電手段を構築できる。   As described above, operations such as diode connection, which are well known to those skilled in the art, have been described. By incorporating such a circuit configuration in the fuel cell system, the output voltage setting error of the fuel cell 1 is small, and the lithium ion battery 3 can be maintained, and the accompanying protection operation of the lithium ion battery 3 can be realized. Therefore, it is possible to construct a suitable charging means for reducing the cost as a fuel cell system.

なお、本実施の形態では、燃料電池１における発電の燃料は水素であるが、他の燃料であってもよい。また、本実施の形態では、燃料電池１で発生された電力をリチウムイオン電池３に充電させているが、充電させる二次電池はこれに限らない。   In the present embodiment, the fuel for power generation in the fuel cell 1 is hydrogen, but other fuels may be used. Moreover, in this Embodiment, although the electric power generated with the fuel cell 1 is charged to the lithium ion battery 3, the secondary battery to charge is not restricted to this.

本発明は、小型携帯機器用の燃料電池システムに有用である。   The present invention is useful for a fuel cell system for small portable devices.

本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention. 燃料電池システムを実現するための回路例を示す回路図Circuit diagram showing a circuit example for realizing a fuel cell system 燃料電池システムを実現するための回路例を示す回路図Circuit diagram showing a circuit example for realizing a fuel cell system 第２の充電補助回路の別の構成例を示す回路図The circuit diagram which shows another structural example of the 2nd charge auxiliary circuit 図３におけるダイオード３４の入出力電圧の特性図Characteristic diagram of input / output voltage of diode 34 in FIG. 図４における増幅回路３７の入力電圧及びダイオード３４の出力電圧の特性図4 is a characteristic diagram of the input voltage of the amplifier circuit 37 and the output voltage of the diode 34 in FIG. 燃料電池システムの一例を示すブロック図Block diagram showing an example of a fuel cell system ＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示す回路図Circuit diagram showing configuration of DC-DC converter ＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示す回路図Circuit diagram showing configuration of DC-DC converter 切換回路の構成を示す回路図Circuit diagram showing configuration of switching circuit 切換回路の構成を示す回路図Circuit diagram showing configuration of switching circuit

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池
１０１ 水素発生部
１０２ アルミニウム粉
１０３ 水素
１０４ ＰＥＦＣ
２ 充電昇圧回路
２０１ 第１の充電回路
２０２ 第２の充電回路
２０３ 切換回路
３ リチウムイオン電池
４ 出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 101 Hydrogen generating part 102 Aluminum powder 103 Hydrogen 104 PEFC
2 charging booster circuit 201 first charging circuit 202 second charging circuit 203 switching circuit 3 lithium ion battery 4 output terminal

Claims (7)

燃料を化学反応させて発電可能な燃料電池と、
充電可能な二次電池と、
前記燃料電池で発生された電力を、昇圧して前記二次電池に充電させる昇圧充電回路とを備えた燃料電池システムであって、
前記昇圧充電回路は、
前記二次電池の端子電圧が第１の充電電圧未満の場合、前記燃料電池の出力電圧が第１の設定電圧となるように前記燃料電池の出力電流の制御を行なう第１の充電回路と、
前記二次電池の端子電圧が第１の充電電圧以上の場合、前記燃料電池の出力電圧が第１の設定電圧以下へ低下することを防止するよう電流制御するとともに、前記二次電池への充電電圧を第１の充電電圧に保持する定電圧充電制御を行なう第２の充電回路とを備え、
前記第１の充電回路と前記第２の充電回路のうちいずれか一方を選択して、前記二次電池の充電を行うことを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell capable of generating electricity by chemically reacting fuel;
Rechargeable secondary battery,
A fuel cell system comprising a boosting charging circuit that boosts the electric power generated in the fuel cell to charge the secondary battery;
The step-up charging circuit includes:
A first charging circuit that controls the output current of the fuel cell so that the output voltage of the fuel cell becomes a first set voltage when the terminal voltage of the secondary battery is less than a first charging voltage;
When the terminal voltage of the secondary battery is equal to or higher than the first charging voltage, current control is performed to prevent the output voltage of the fuel cell from dropping below the first set voltage, and charging to the secondary battery is performed. A second charging circuit for performing constant voltage charging control for holding the voltage at the first charging voltage;
A fuel cell system, wherein one of the first charging circuit and the second charging circuit is selected to charge the secondary battery. 前記昇圧充電回路は、前記第２の充電回路で前記二次電池の充電中に、前記二次電池の端子電圧が前記第１の充電電圧より低く設定した第２の充電電圧に低下した場合、前記第１の充電回路で前記二次電池の充電を行うよう切り替える請求項１記載の燃料電池システム。   The step-up charging circuit, when charging the secondary battery in the second charging circuit, when the terminal voltage of the secondary battery drops to a second charging voltage set lower than the first charging voltage, The fuel cell system according to claim 1, wherein switching is performed so that the secondary battery is charged in the first charging circuit. 前記第１の充電回路は、
基準電圧源と、
前記基準電圧源の出力電圧と前記燃料電池の端子電圧とを比較し、その誤差電圧が出力される誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路から出力される誤差電圧によってデューティ比が可変されたパルスが出力されるＰＷＭ制御回路と、
前記ＰＷＭ制御回路から出力されるパルスによってオンまたはオフに切り換えられ、前記二次電池の充電電流を増減させるスイッチとを備えた請求項１記載の燃料電池システム。 The first charging circuit includes:
A reference voltage source;
An error amplifying circuit that compares the output voltage of the reference voltage source and the terminal voltage of the fuel cell and outputs the error voltage;
A PWM control circuit that outputs a pulse with a duty ratio varied by an error voltage output from the error amplification circuit;
The fuel cell system according to claim 1, further comprising a switch that is switched on or off by a pulse output from the PWM control circuit and increases or decreases a charging current of the secondary battery. 前記第２の充電回路は、
基準電圧源と、
前記基準電圧源の出力電圧と前記燃料電池の端子電圧とを比較し、その誤差電圧が出力される誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路から出力される誤差電圧によって、オンまたはオフに切り換えられるダイオードと、
前記二次電池の端子電圧を分圧する分圧抵抗と、
前記ダイオードの出力電圧、または前記分圧抵抗で分圧された電圧によって、デューティ比が可変されたパルスが出力されるＰＷＭ制御回路と、
前記ＰＷＭ制御回路から出力されるパルスによってオンまたはオフに切り換えられ、前記二次電池の充電電流を増減させるスイッチとを備えた請求項１記載の燃料電池システム。 The second charging circuit includes:
A reference voltage source;
An error amplifying circuit that compares the output voltage of the reference voltage source and the terminal voltage of the fuel cell and outputs the error voltage;
A diode switched on or off by an error voltage output from the error amplifier circuit;
A voltage dividing resistor for dividing the terminal voltage of the secondary battery;
A PWM control circuit that outputs a pulse with a duty ratio varied by an output voltage of the diode or a voltage divided by the voltage dividing resistor;
The fuel cell system according to claim 1, further comprising a switch that is switched on or off by a pulse output from the PWM control circuit and increases or decreases a charging current of the secondary battery. 燃料を化学反応させて発電可能な燃料電池と、
充電可能な二次電池と、
前記燃料電池で発生された電力を、昇圧して前記二次電池に充電させる昇圧充電回路とを備えた燃料電池システムであって、
前記昇圧充電回路は、
基準電圧源と、
前記基準電圧源の出力電圧と前記燃料電池の端子電圧とを比較し、その誤差電圧が出力される誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路から出力される誤差電圧によって、オンまたはオフに切り換えられるダイオード特性を持ったダイオード回路と、
前記二次電池の端子電圧を分圧する分圧抵抗と、
前記ダイオード回路の出力電圧を、または前記分圧抵抗で分圧された電圧によってデューティ比が可変されたパルスが出力されるＰＷＭ制御回路と、
前記ＰＷＭ制御回路から出力されるパルスによってオンまたはオフに切り換えられ、前記二次電池の充電電流を増減させるスイッチとを備えたことを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell capable of generating electricity by chemically reacting fuel;
Rechargeable secondary battery,
A fuel cell system comprising a boosting charging circuit that boosts the electric power generated in the fuel cell to charge the secondary battery;
The step-up charging circuit includes:
A reference voltage source;
An error amplifying circuit that compares the output voltage of the reference voltage source and the terminal voltage of the fuel cell and outputs the error voltage;
A diode circuit having a diode characteristic that is switched on or off by an error voltage output from the error amplifier circuit;
A voltage dividing resistor for dividing the terminal voltage of the secondary battery;
A PWM control circuit that outputs a pulse having a duty ratio varied by an output voltage of the diode circuit or a voltage divided by the voltage dividing resistor;
A fuel cell system comprising: a switch that is switched on or off by a pulse output from the PWM control circuit and increases or decreases a charging current of the secondary battery. 前記二次電池は、リチウムイオン電池で構成されている請求項１または５記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, wherein the secondary battery is a lithium ion battery. 前記燃料電池の燃料は、アルミニウム粉と水とから発生させた水素で構成されている請求項１または５記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1 or 5, wherein the fuel of the fuel cell is composed of hydrogen generated from aluminum powder and water.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013027095A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Fuji Electric Co Ltd Initial charger for electric power conversion system
CN110386005A (en) * 2018-04-19 2019-10-29 奥迪股份公司 Electrical energy system with fuel cell

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