JPH02214910A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH02214910A JPH02214910A JP1037155A JP3715589A JPH02214910A JP H02214910 A JPH02214910 A JP H02214910A JP 1037155 A JP1037155 A JP 1037155A JP 3715589 A JP3715589 A JP 3715589A JP H02214910 A JPH02214910 A JP H02214910A
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- 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
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Fuel Cell (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は移動用電源等の独立電源として使用されるハ
イブリッド方式燃料電池発電システム、ことにその制御
装置に関する。
イブリッド方式燃料電池発電システム、ことにその制御
装置に関する。
一般に燃料電池と燃料改質器とを組み合わせて構成した
燃料電池発電システムでは、改質器の応答速度が遅いこ
とおよび発電システムの起動停止動作を行わせるために
、燃料電池のバックアップ電源として燃料電池の出力側
に蓄電池を接続し、起動停止時にはこの蓄電池を発電シ
ステムの制御電源として起動停止動作に必要な制御機器
を動作させるとともに、発電中は急激な負荷上昇に対し
ては燃料電池の発電量が負荷に追従するまでの電力不足
量を蓄電池より放電し、軽負荷時に燃料電池の余剰電力
で蓄電池を回復充電するようにしたハイブリッド方式の
燃料電池発電システムが提案されている。
燃料電池発電システムでは、改質器の応答速度が遅いこ
とおよび発電システムの起動停止動作を行わせるために
、燃料電池のバックアップ電源として燃料電池の出力側
に蓄電池を接続し、起動停止時にはこの蓄電池を発電シ
ステムの制御電源として起動停止動作に必要な制御機器
を動作させるとともに、発電中は急激な負荷上昇に対し
ては燃料電池の発電量が負荷に追従するまでの電力不足
量を蓄電池より放電し、軽負荷時に燃料電池の余剰電力
で蓄電池を回復充電するようにしたハイブリッド方式の
燃料電池発電システムが提案されている。
ところで、軽負荷運転状態が長時間継続した状態で燃料
電池より蓄電池を充電し続けると、蓄電池が過充電とな
って蓄電池電圧が上昇する。一方、燃料電池の制御装置
の構成機器として通常定電圧制御装置が用いられており
、この定電圧制御装置は一定の電圧範囲で正常に動作す
るようになっているため、蓄電池電圧が上昇すると定電
圧装置の許容範囲を超過して制御装置が正常に動作しな
くなるという問題が生ずる。
電池より蓄電池を充電し続けると、蓄電池が過充電とな
って蓄電池電圧が上昇する。一方、燃料電池の制御装置
の構成機器として通常定電圧制御装置が用いられており
、この定電圧制御装置は一定の電圧範囲で正常に動作す
るようになっているため、蓄電池電圧が上昇すると定電
圧装置の許容範囲を超過して制御装置が正常に動作しな
くなるという問題が生ずる。
前記したように、この種の燃料電池発電システムを正常
に動作させるためには常に蓄電池の電圧を制御装置が正
常に動作し得る範囲に保つことが必要である。このため
にしよ常に蓄電池の充電量を適正に保ち過充電を防止す
ることが必要である。
に動作させるためには常に蓄電池の電圧を制御装置が正
常に動作し得る範囲に保つことが必要である。このため
にしよ常に蓄電池の充電量を適正に保ち過充電を防止す
ることが必要である。
この発明は上記の課題を解決して蓄電池電圧を所定の範
囲に保ち燃料電池発電システムを正常に動作させること
を目的とする。
囲に保ち燃料電池発電システムを正常に動作させること
を目的とする。
上記課題を解決するために、この発明によれば、燃料電
池の出力側が出力電流の検出器およびＤＣ／ＤＣチョッ
パを介してバンクアップ電源としての蓄電池、負荷回路
、および定電圧制御装置を有する補機制御回路に接続さ
れたハイブリッド方式の燃料電池発電システムにおいて
、前記蓄電池電圧の検出信号およびその設定値信号とを
受け両信号の差に比例した蓄電池の充電電力信号を発す
る充電電力演算部と、この充電電力信号、補機電力の検
出信号、および負荷電力の検出信号を加算して前記燃料
電池の発電量信号を発する発電量演算部と、この発電量
信号および燃料電池電圧の検出信号を受けて前記Ｄ Ｃ
／Ｄ Ｃチョッパの出力電流指令値信号を発する出力電
流演算部とを含む演算制御回路を備え、前記出力電流検
出器の出力信号と出力電流指令値信号との差に基づいて
Ｄ Ｃ／ＤＣチョッパ出力電流、および補機制御回路を
制御するよう構成してなるものとする。
池の出力側が出力電流の検出器およびＤＣ／ＤＣチョッ
パを介してバンクアップ電源としての蓄電池、負荷回路
、および定電圧制御装置を有する補機制御回路に接続さ
れたハイブリッド方式の燃料電池発電システムにおいて
、前記蓄電池電圧の検出信号およびその設定値信号とを
受け両信号の差に比例した蓄電池の充電電力信号を発す
る充電電力演算部と、この充電電力信号、補機電力の検
出信号、および負荷電力の検出信号を加算して前記燃料
電池の発電量信号を発する発電量演算部と、この発電量
信号および燃料電池電圧の検出信号を受けて前記Ｄ Ｃ
／Ｄ Ｃチョッパの出力電流指令値信号を発する出力電
流演算部とを含む演算制御回路を備え、前記出力電流検
出器の出力信号と出力電流指令値信号との差に基づいて
Ｄ Ｃ／ＤＣチョッパ出力電流、および補機制御回路を
制御するよう構成してなるものとする。
上記手段において、蓄電池の充電電力演算部で蓄電池電
圧の設定値に対する検出値の差に例えば燃料電池の発電
能力に見合う比例係数を乗じて蓄電池電圧をその設定値
に回復充電するに必要な充電電力を算出して指令信号と
し、発電量演算部で充電電力指令値に負荷電力検出値お
よび補機電力検出値を加算した総発電量を算出し、出力
電力演算部で発電量算出値を燃料電池の出力電圧検出値
で除し？ ”力電力指令値を算出し、この指令信号を遅
延図？に？こよ′り改質器σ゛応答速度に相応したタイ
ミング調整をして、Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃチョッパ制御回路お
よび補機制御回路に加えて発電量およびチョッパ出力電
流を制御するよう構成したことにより、燃料電池の起動
時や負荷の急増時に蓄電池が負荷電力や補機電力を供給
してその端子電圧が低下した場合、その検出電圧と設定
電圧との差が広がることによって出力電流指令値が増大
し、これに基づいて燃料電池の発電量およびＤＣ／ＤＣ
チョッパの出力電流が増すので、これによって蓄電池が
回復充電され、蓄電池電圧の検出値がその設定電圧に到
達した時点で蓄電池の回復充電が終了する。
圧の設定値に対する検出値の差に例えば燃料電池の発電
能力に見合う比例係数を乗じて蓄電池電圧をその設定値
に回復充電するに必要な充電電力を算出して指令信号と
し、発電量演算部で充電電力指令値に負荷電力検出値お
よび補機電力検出値を加算した総発電量を算出し、出力
電力演算部で発電量算出値を燃料電池の出力電圧検出値
で除し？ ”力電力指令値を算出し、この指令信号を遅
延図？に？こよ′り改質器σ゛応答速度に相応したタイ
ミング調整をして、Ｄ Ｃ／Ｄ Ｃチョッパ制御回路お
よび補機制御回路に加えて発電量およびチョッパ出力電
流を制御するよう構成したことにより、燃料電池の起動
時や負荷の急増時に蓄電池が負荷電力や補機電力を供給
してその端子電圧が低下した場合、その検出電圧と設定
電圧との差が広がることによって出力電流指令値が増大
し、これに基づいて燃料電池の発電量およびＤＣ／ＤＣ
チョッパの出力電流が増すので、これによって蓄電池が
回復充電され、蓄電池電圧の検出値がその設定電圧に到
達した時点で蓄電池の回復充電が終了する。
したがって、蓄電池電圧の上昇が回避され、電圧上昇に
起因する蓄電池の過充電、および補機制御回路に設けら
れた定電圧制御装置の不安定動作が回避され、発電シス
テムの運転を安定化できる。
起因する蓄電池の過充電、および補機制御回路に設けら
れた定電圧制御装置の不安定動作が回避され、発電シス
テムの運転を安定化できる。
以下この発明を実施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例装置を簡略化して示すシステ
ム構成図、第２図は実施例装置の負荷電力急増時におけ
る動作を示すタイムチャート、第３図は実施例装置にお
ける蓄電池の充放電特性を示す電圧−電流特性線図であ
る。第１図において、１は原燃料タンク、２は原燃料を
水蒸気改質して水素リッチな燃料ガスを生成する改質器
、３は燃料電池であり、原料ポンプ７により原料タンク
１から改質器２に供給される原燃料としての例えばメタ
ノールは、改質器２のバーナに燃料電池３から送られる
オフガスおよびプロワ８から送られる燃焼空気の燃焼熱
によって所定温度下で水蒸気改質され、発生した燃料ガ
スが燃料電池３においてブロワ９から送られる反応空気
と電気化学反応することにより発電が行われる。
ム構成図、第２図は実施例装置の負荷電力急増時におけ
る動作を示すタイムチャート、第３図は実施例装置にお
ける蓄電池の充放電特性を示す電圧−電流特性線図であ
る。第１図において、１は原燃料タンク、２は原燃料を
水蒸気改質して水素リッチな燃料ガスを生成する改質器
、３は燃料電池であり、原料ポンプ７により原料タンク
１から改質器２に供給される原燃料としての例えばメタ
ノールは、改質器２のバーナに燃料電池３から送られる
オフガスおよびプロワ８から送られる燃焼空気の燃焼熱
によって所定温度下で水蒸気改質され、発生した燃料ガ
スが燃料電池３においてブロワ９から送られる反応空気
と電気化学反応することにより発電が行われる。
燃料電池３の出力側はＤ Ｃ７０Ｃチョッパ４を介して
負荷回路５に接続されて発生した電力を負荷回路５に供
給するとともに、ＤＣ／ＤＣチッソパ４の出力側にはバ
ックアップ電源としての蓄電池６が設けられ、装置の起
動時や負荷電力の急増時に燃料電池３の発電電力の不足
分を供給するとともに、軽負荷時の余剰電力により回復
充電される。
負荷回路５に接続されて発生した電力を負荷回路５に供
給するとともに、ＤＣ／ＤＣチッソパ４の出力側にはバ
ックアップ電源としての蓄電池６が設けられ、装置の起
動時や負荷電力の急増時に燃料電池３の発電電力の不足
分を供給するとともに、軽負荷時の余剰電力により回復
充電される。
１０は上記発電装置の制御部であり、Ｄ Ｃ７０Ｃチョ
ッパの出力側に定電圧制御装置（ＡＶＲ）１３を介して
接続された補機制御回路１４と、この補機制御回路１４
およびＤ Ｃ７０Ｃチョッパ４の制御回路１６とに電流
指令信号ｒ ｆｃを発する演算制御部２゜とで構成され
る。
ッパの出力側に定電圧制御装置（ＡＶＲ）１３を介して
接続された補機制御回路１４と、この補機制御回路１４
およびＤ Ｃ７０Ｃチョッパ４の制御回路１６とに電流
指令信号ｒ ｆｃを発する演算制御部２゜とで構成され
る。
演算制御部２０は、蓄電池電圧の検出器１１の検出信号
■、と、その電圧設定器１５の出力信号Ｖ。との差に比
例係数Ｋを乗じて得られる蓄電池充電電力Ｐｂ ”Ｋ（
Ｖｂ−Ｖｂ ）を算出し出力する充電電力演算部２１と
、この蓄電池の充電電力指令信号Ｐｂに負荷電力検出器
１７の出力信号Ｐ。、および補機７，８．および９に供
給する補機電力の検出器１８の出力信号ＰＣを算出し出
力する発電電力演算部２２と、得られた発電電力Ｐを燃
料電池３の出力電圧検出器１９の検出信号ｖ１Ｃで除し
て得られる出力電流指令値１ｆｃを算出し出力する出力
電流演算部２３との三つの演算部と、遅延回路２４とで
構成される。
■、と、その電圧設定器１５の出力信号Ｖ。との差に比
例係数Ｋを乗じて得られる蓄電池充電電力Ｐｂ ”Ｋ（
Ｖｂ−Ｖｂ ）を算出し出力する充電電力演算部２１と
、この蓄電池の充電電力指令信号Ｐｂに負荷電力検出器
１７の出力信号Ｐ。、および補機７，８．および９に供
給する補機電力の検出器１８の出力信号ＰＣを算出し出
力する発電電力演算部２２と、得られた発電電力Ｐを燃
料電池３の出力電圧検出器１９の検出信号ｖ１Ｃで除し
て得られる出力電流指令値１ｆｃを算出し出力する出力
電流演算部２３との三つの演算部と、遅延回路２４とで
構成される。
演算制御部２０の出力指令信号１ｆｃは、改質器２や燃
料電池３の応答速度に対応して遅延回路２４によってそ
の出力タイミングが制御され、補機制御回路１４に供給
されてポンプ７による原燃料の制御ブロワ８および９に
よる空気量制御が出力電流指令値１ｆｃに対応して制御
されるとともに、燃料電池３の出力電流の検出器１２の
出力電流実際値Ｉ。
料電池３の応答速度に対応して遅延回路２４によってそ
の出力タイミングが制御され、補機制御回路１４に供給
されてポンプ７による原燃料の制御ブロワ８および９に
よる空気量制御が出力電流指令値１ｆｃに対応して制御
されるとともに、燃料電池３の出力電流の検出器１２の
出力電流実際値Ｉ。
とその指令値■。との差１ｒｃ Ｉｆに基づいてＤＣ／
ＤＣチロンバ４の制御装置１６がフィードバック制御さ
れることにより、Ｄ Ｃ７０Ｃチョッパ４の出力電流は
指令値ｒ ｆｃに近づくよう制御される。
ＤＣチロンバ４の制御装置１６がフィードバック制御さ
れることにより、Ｄ Ｃ７０Ｃチョッパ４の出力電流は
指令値ｒ ｆｃに近づくよう制御される。
上述のように構成された実施例燃料電池発電システムに
おいて、負荷電力Ｐ０の急増時におけるタイムチャート
を第２図に、この時の蓄電池の電圧−電流特性の変化を
第３図に示すように、負荷電力Ｐ。が軽負荷Ｐ。１で運
転され、したがって時刻１．において燃料電池出力ＰＡ
の一部によって蓄電池６が充電電流ＩＢＡによって回復
充電され、その端子電圧ＶＢがＶＢＡにまで回復充電さ
れ、第３図にＡ点で示す残容量Ｘ１％に到達した状態で
負荷電力Ｐ０がＰ。２に急増したと仮定する。負荷電力
Ｐ。の増大はバックアンプ電源としての蓄電池６の放電
電流ＩＢがｆＢＨに急増することによって供給され、蓄
電池電圧ＶＢは第３図のＡ点に相応するＶＢＡから、Ｂ
点に相応するＶＢＢ。
おいて、負荷電力Ｐ０の急増時におけるタイムチャート
を第２図に、この時の蓄電池の電圧−電流特性の変化を
第３図に示すように、負荷電力Ｐ。が軽負荷Ｐ。１で運
転され、したがって時刻１．において燃料電池出力ＰＡ
の一部によって蓄電池６が充電電流ＩＢＡによって回復
充電され、その端子電圧ＶＢがＶＢＡにまで回復充電さ
れ、第３図にＡ点で示す残容量Ｘ１％に到達した状態で
負荷電力Ｐ０がＰ。２に急増したと仮定する。負荷電力
Ｐ。の増大はバックアンプ電源としての蓄電池６の放電
電流ＩＢがｆＢＨに急増することによって供給され、蓄
電池電圧ＶＢは第３図のＡ点に相応するＶＢＡから、Ｂ
点に相応するＶＢＢ。
０点に相応するＶＢＣへと低下し、その残容量もｘ、％
からＸ！％へと低下する。
からＸ！％へと低下する。
このとき、負荷電力Ｐ。の急増は負荷電力検出器１７に
よって検出されて充電電力演算部に入力される負荷電力
検出信号がＰ。１からＰ。ｔに更新され、電池電圧ＶＢ
の低下は電圧検出器１１によって検出された検出信号Ｖ
、とその設定信号Ｖｂ、との差が増大するので、この差
に比例した充電電力指令信号Ｐ、が増大する。したがっ
て、発電電力演算部２１の出力信号Ｐ、および出力電力
演算部２３の出力指令信号１ｆｃも増大し、遅延回路２
４を介して出力電流の増加を求める指令信号１ ｆＣが
Ｄ Ｃ７０Ｃチョッパ４の制御回路１６および補機制御
回路１４に向けて出力される。これに伴って燃料電池３
の出力電力Ｐは時刻１．からｔ３にかけてＰＡからＰＤ
に向けて増大するので、この分画電池の放電電流ＴＢＢ
は第３図における０点からＤ点に向けて減少し、時刻ｔ
ｔで放電電流から充電電流に変わり、時刻ｔ、でＤ点に
到達し、さらにＥ点に向けて回復充電される。放電電流
の減少および充電電流の増加による回復充電に伴って蓄
電池電圧ＶＢもＶＢＣからＶＢＤ、ＶＢＥへと上昇し、
ＶＢＥＴその設定電圧ＶＨ３と等しくなると、充電電力
演算部２１の充電電力指令信号Ｐ１は零となり、蓄電池
電圧ＶＢがＶＢ２に保持された状態を保持して負荷電力
Ｐ０と補機電力Ｐ、がすべて燃料電池３の出力電力Ｐに
よって供給される定常運転状態となる。
よって検出されて充電電力演算部に入力される負荷電力
検出信号がＰ。１からＰ。ｔに更新され、電池電圧ＶＢ
の低下は電圧検出器１１によって検出された検出信号Ｖ
、とその設定信号Ｖｂ、との差が増大するので、この差
に比例した充電電力指令信号Ｐ、が増大する。したがっ
て、発電電力演算部２１の出力信号Ｐ、および出力電力
演算部２３の出力指令信号１ｆｃも増大し、遅延回路２
４を介して出力電流の増加を求める指令信号１ ｆＣが
Ｄ Ｃ７０Ｃチョッパ４の制御回路１６および補機制御
回路１４に向けて出力される。これに伴って燃料電池３
の出力電力Ｐは時刻１．からｔ３にかけてＰＡからＰＤ
に向けて増大するので、この分画電池の放電電流ＴＢＢ
は第３図における０点からＤ点に向けて減少し、時刻ｔ
ｔで放電電流から充電電流に変わり、時刻ｔ、でＤ点に
到達し、さらにＥ点に向けて回復充電される。放電電流
の減少および充電電流の増加による回復充電に伴って蓄
電池電圧ＶＢもＶＢＣからＶＢＤ、ＶＢＥへと上昇し、
ＶＢＥＴその設定電圧ＶＨ３と等しくなると、充電電力
演算部２１の充電電力指令信号Ｐ１は零となり、蓄電池
電圧ＶＢがＶＢ２に保持された状態を保持して負荷電力
Ｐ０と補機電力Ｐ、がすべて燃料電池３の出力電力Ｐに
よって供給される定常運転状態となる。
このように、蓄電池電圧ＶＢが回復充電によってほぼ一
定の設定電圧値ＶＢＳに保持されるので、蓄電池６の過
充電が防止され、かつ定電圧制御語Ｗ１３の安定動作が
保持される。また、電流指令信号１ ｆｃの増加率が遅
延回路２４によって改質器および燃料電池３の応答速度
に対応して制御されるので、Ｄ Ｃ７０Ｃチョッパ４が
過大な電流を要求することによって燃料電池３に燃料不
足や電圧降下などの悪影響を及ぼさない範囲でその発電
電力Ｐを増大制御することができる。
定の設定電圧値ＶＢＳに保持されるので、蓄電池６の過
充電が防止され、かつ定電圧制御語Ｗ１３の安定動作が
保持される。また、電流指令信号１ ｆｃの増加率が遅
延回路２４によって改質器および燃料電池３の応答速度
に対応して制御されるので、Ｄ Ｃ７０Ｃチョッパ４が
過大な電流を要求することによって燃料電池３に燃料不
足や電圧降下などの悪影響を及ぼさない範囲でその発電
電力Ｐを増大制御することができる。
負荷電力Ｐ０が急増すると、蓄電池電圧の検出値と設定
値との差も急増し、これに基づいて演算制御部２０が燃
料電池の出力電力Ｐの急増を要求することになるが、充
電電力演算部２１にその出力指令信号Ｐ１を所定レベル
で飽和させるリミッタ−を設けることにより、電流指令
信号１ ｆｃを容易に抑えることが可能であり、遅延回
路２４と併せて燃料電池３に及ぼす悪影響を排除するこ
とができる。
値との差も急増し、これに基づいて演算制御部２０が燃
料電池の出力電力Ｐの急増を要求することになるが、充
電電力演算部２１にその出力指令信号Ｐ１を所定レベル
で飽和させるリミッタ−を設けることにより、電流指令
信号１ ｆｃを容易に抑えることが可能であり、遅延回
路２４と併せて燃料電池３に及ぼす悪影響を排除するこ
とができる。
なお、軽負荷状態の発電運転が継続した場合でも、蓄電
池電圧ＶＢがその設定電圧ＶＢＳに保持されるので蓄電
池６の過充電を防止できる。また、起動時に蓄電池が補
機電力を供給することによって生ずる蓄電池電圧ＶＢの
低下も、演算制御部２０が充電電力指令信号Ｐ５と補機
電力ＰＣの和に相応する発電電力Ｐを求め、これに相応
する出力電流指令信号ＩｆｃをＤ Ｃ７０Ｃチョッパ４
および補機制御回路１４に向けて出力することにより、
燃料電池３の発電電力Ｐの増加とともに蓄電池６の回復
充電が行われ、その後負荷回路５を接続した時点では負
荷電力の急増時と同様に制御を行うことができる。
池電圧ＶＢがその設定電圧ＶＢＳに保持されるので蓄電
池６の過充電を防止できる。また、起動時に蓄電池が補
機電力を供給することによって生ずる蓄電池電圧ＶＢの
低下も、演算制御部２０が充電電力指令信号Ｐ５と補機
電力ＰＣの和に相応する発電電力Ｐを求め、これに相応
する出力電流指令信号ＩｆｃをＤ Ｃ７０Ｃチョッパ４
および補機制御回路１４に向けて出力することにより、
燃料電池３の発電電力Ｐの増加とともに蓄電池６の回復
充電が行われ、その後負荷回路５を接続した時点では負
荷電力の急増時と同様に制御を行うことができる。
この発明は前述のように、蓄電池電圧の検出信号とその
設定信号との差に比例した蓄電池の充電電力指令信号を
出力する充電電力演算部と、この充電電力指令信号に負
荷電力検出信号および補機電力検出信号を加算して燃料
電池の発電電力信号を出力する発電電力演算部と、この
発電電力信号を燃料電池の出力電圧検出信号で除した出
力電流指令信号を出力する出力電流演算部、およびこの
出力電流指令信号をタイミング制御して出力する遅延回
路とで演算制御部を構成し、電流指令信号を補機制御部
およびＤ Ｃ７０Ｃチョッパの制御回路に供給して燃料
電池の出力電力およびＤ Ｃ／ＤＣチョンバの出力電流
を制御するよう構成した。
設定信号との差に比例した蓄電池の充電電力指令信号を
出力する充電電力演算部と、この充電電力指令信号に負
荷電力検出信号および補機電力検出信号を加算して燃料
電池の発電電力信号を出力する発電電力演算部と、この
発電電力信号を燃料電池の出力電圧検出信号で除した出
力電流指令信号を出力する出力電流演算部、およびこの
出力電流指令信号をタイミング制御して出力する遅延回
路とで演算制御部を構成し、電流指令信号を補機制御部
およびＤ Ｃ７０Ｃチョッパの制御回路に供給して燃料
電池の出力電力およびＤ Ｃ／ＤＣチョンバの出力電流
を制御するよう構成した。
その結果、燃料電池の出力電力に占める負荷電力および
補機電力は実測値に基づいて、残る蓄電池の充電電力は
蓄電池電圧の実測値がその設定値に対して持つ差電圧に
比例した指令値として与えられ、かつ差電圧に乗する比
例係数にの設定の仕方により燃料電池の発電能力を勘案
して調整できるので、蓄電池の回復充電を負荷電力およ
び補機電力の軽重に対応して燃料電池が過負荷にならな
い範囲で行うことができ、がっ蓄電池電圧をその設定値
を超えない範囲に抑制できるので、従来技術で問題とな
った蓄電池電圧の上昇に起因する蓄電池の過充電および
これに基づく蓄電池の劣化と、電圧上昇に基づいて生ず
る定電圧制御装置の動作の不安定性が排除され、負荷電
力の急増や起動時においても燃料電池が正常に動作しう
る範囲で回復充電を行うことができ、かつ軽負荷状態が
継続しても蓄電池電圧がその設定値に安定して保持され
、蓄電池の過充電を生ずることなく安定運転できる燃料
電池発電システムを提供することができる。
補機電力は実測値に基づいて、残る蓄電池の充電電力は
蓄電池電圧の実測値がその設定値に対して持つ差電圧に
比例した指令値として与えられ、かつ差電圧に乗する比
例係数にの設定の仕方により燃料電池の発電能力を勘案
して調整できるので、蓄電池の回復充電を負荷電力およ
び補機電力の軽重に対応して燃料電池が過負荷にならな
い範囲で行うことができ、がっ蓄電池電圧をその設定値
を超えない範囲に抑制できるので、従来技術で問題とな
った蓄電池電圧の上昇に起因する蓄電池の過充電および
これに基づく蓄電池の劣化と、電圧上昇に基づいて生ず
る定電圧制御装置の動作の不安定性が排除され、負荷電
力の急増や起動時においても燃料電池が正常に動作しう
る範囲で回復充電を行うことができ、かつ軽負荷状態が
継続しても蓄電池電圧がその設定値に安定して保持され
、蓄電池の過充電を生ずることなく安定運転できる燃料
電池発電システムを提供することができる。
第１図はこの発明の実施例装置を簡略化して示すシステ
ム構成図、第２図は実施例装置の負荷急増時における動
作を示すタイムチャート、第３図は実施例装置における
蓄電池の充放電状態を示す電圧−電流特性線図である。 ２：改質器、３：燃料電池、４ ： ＤＣ／ＤＣ％ヨソ
パ、５：負荷回路、６：蓄電池、７．８．９ Ｆ補機
、１０：制御装置、１１，１９ ：電圧検出器、１２：
電流検出器、１３：定電圧制御装置、１４：補機制御回
路、１５：電圧設定器、１６；チョッパ制御回路、１７
：負荷電力検出器、１８：補機電力検出器、２ｏ：演算
制御部、２１：充電電力演算部、２２：発電電力演算部
、２３：出力電流演算部、２４：遅延回路、ＶＢ＝蓄電
池電圧、■ｂ ＝蓄電池電圧検出信号、Ｖｂ、：蓄電池
電圧設定信号、Ｋ：比例係数、Ｐ、：充電電力指令信号
、Ｐ、は負荷電力検出信号、ＰＣ：補機電力検出信号、
Ｐ：発電電力信号、Ｖｆｃ：燃料電池出力電圧検出信号
、Ｉ ｔｃ ：出力電流指令信号、■Ｂ：充放電電流、
Ｉｆ ＝燃料電池の出力電流検出信号。
ム構成図、第２図は実施例装置の負荷急増時における動
作を示すタイムチャート、第３図は実施例装置における
蓄電池の充放電状態を示す電圧−電流特性線図である。 ２：改質器、３：燃料電池、４ ： ＤＣ／ＤＣ％ヨソ
パ、５：負荷回路、６：蓄電池、７．８．９ Ｆ補機
、１０：制御装置、１１，１９ ：電圧検出器、１２：
電流検出器、１３：定電圧制御装置、１４：補機制御回
路、１５：電圧設定器、１６；チョッパ制御回路、１７
：負荷電力検出器、１８：補機電力検出器、２ｏ：演算
制御部、２１：充電電力演算部、２２：発電電力演算部
、２３：出力電流演算部、２４：遅延回路、ＶＢ＝蓄電
池電圧、■ｂ ＝蓄電池電圧検出信号、Ｖｂ、：蓄電池
電圧設定信号、Ｋ：比例係数、Ｐ、：充電電力指令信号
、Ｐ、は負荷電力検出信号、ＰＣ：補機電力検出信号、
Ｐ：発電電力信号、Ｖｆｃ：燃料電池出力電圧検出信号
、Ｉ ｔｃ ：出力電流指令信号、■Ｂ：充放電電流、
Ｉｆ ＝燃料電池の出力電流検出信号。
Claims (1)
- １）燃料電池の出力側が出力電流の検出器およびＤＣ／
ＤＣチョッパを介してバックアップ電源としての蓄電池
、負荷回路、および定電圧制御装置を有する補機制御回
路に接続されたハイブリッド方式の燃料電池発電システ
ムにおいて、前記蓄電池電圧の検出信号およびその設定
値信号とを受け両信号の差に比例した蓄電池の充電電力
信号を発する充電電力演算部と、この充電電力信号、補
機電力の検出信号、および負荷電力の検出信号を加算し
て前記燃料電池の発電量信号を発する発電量演算部と、
この発電量信号および燃料電池電圧の検出信号を受けて
前記ＤＣ／ＤＣチョッパの出力電流指令値信号を発する
出力電流演算部とを含む演算制御回路を備え、前記出力
電流検出器の出力信号と出力電流指令値信号との差に基
づいてＤＣ／ＤＣチョッパ出力電流、および補機制御回
路を制御するよう構成してなることを特徴とする燃料電
池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1037155A JPH0642181B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1037155A JPH0642181B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02214910A true JPH02214910A (ja) | 1990-08-27 |
| JPH0642181B2 JPH0642181B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=12489712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1037155A Expired - Lifetime JPH0642181B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642181B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05151983A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | ハイブリツド燃料電池システム |
| WO2005004271A1 (ja) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Sony Corporation | 燃料電池発電システム及び燃料電池発電制御方法、並びに燃料電池発電装置 |
| US7390587B2 (en) | 2000-03-29 | 2008-06-24 | Idatech, Llc | Fuel cell system with load management |
| JP5160414B2 (ja) * | 2006-05-09 | 2013-03-13 | アクアフェアリー株式会社 | 充電装置 |
| US12283727B2 (en) | 2022-08-16 | 2025-04-22 | H2 Powertech, Llc | Hydrogen-producing fuel cell systems and methods of operating the same |
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| CN111650985B (zh) * | 2020-06-08 | 2021-04-06 | 珠海智融科技有限公司 | 限制功率输出的电源电路和充电装置 |
-
1989
- 1989-02-16 JP JP1037155A patent/JPH0642181B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US7794887B2 (en) | 2003-07-07 | 2010-09-14 | Sony Corporation | Fuel cell power generating system, method for controlling fuel cell power generation, and fuel cell power generating apparatus |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0642181B2 (ja) | 1994-06-01 |
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