JPH02270267A - 燃料電池発電システム - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、燃料電池発電システムに関し、特にその停
止方法に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は例えば特開昭６３−１８１２６８号広報に示さ
れた従来の燃料電池発電システムを示す図であり、図に
おいて、（１）は燃料電池、（２ａ）　、　（２ｂ）　
。

（２Ｃ）は燃料電池（１）と並列に接続された抵抗器、
（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（３ｃ）は燃料電池（＋
）と抵抗器（２ａ）　。

（２ｂ）　、　（２ｃ）とを接続する開閉器、（４）は
燃料電池（１）で発生した直流電力を交流電力に変換す
る直交変換装置、（５）は系統と連系するための電圧変
換を行う変圧器、（６ａ）　、　（６ｂ）及び（６ｃ）
　、　（６ｄ）は抵抗器上流側及び下流側の直流しゃ断
器、（７）は系統連系のための交流しゃ断器、（８）　
、　（９）は電池発電に必要な空気と燃料ダ供給する空
気供給路及び燃料供給路、（ｌＯ）は空気流量を計測す
る空気流量検出器、（１１）は燃料電池（１）の平均電
圧を計測する電圧検出器、（Ｉ２）は空気流量及び電池
電圧を監視しながら開閉器（３ａ）　、　（３ｂ）　、
　（３ｃ）を０Ｎ１０ＦＦ制御するための制御装置であ
る。

次に動作について説明する。いま燃料電池発電システム
に停止指令が入ったとする。そこで速やかに負荷出力を
最低負荷出力にまで低下した後、交流しゃ断器（７）を
開き系統から切り離す。それと同時に、開閉器（３ａ）
　、　（３ｂ）　、　（３ｃ）を投入し、抵抗器（２ａ
）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）に燃料電池出力を与え
る。また燃料電池（１）の運転を停止するために、まず
空気供給路（８）より供給される空気流量を徐々に絞る
。空気流量検出器（１０）より検出される空気流量が徐
々に減少しある設定値Ｑｎに達した時点で、制御装置（
１２）からの信号により開閉器（３Ｃ）を開き、抵抗器
（２Ｃ）を切り離す。以下同様に空気流量の減少に比例
し、順番に抵抗器（２ｂ）まで切り離す。次に空気流量
検出器（１０）より検出される空気流量が零となり、か
つ電圧検出器（１１）より検出される電池電圧が設定下
限値ｖ２以下になった時点で、制御装置（１２）からの
信号により開閉器（３ａ）を開き、抵抗器（２ａ）を切
り離す。このままでは、電極に付着した酸素分子により
、残留電圧が立ち、電池電圧が上昇する。そこで電池電
圧上限値Ｖｔ（例えば０．８Ｖ）以上で抵抗器（２ａ）
をＯＮＬ、電池電圧下限値ｖ２までＯＮを続ける。そし
て電池電圧下限値ｖ２以下で抵抗器（２ａ）をＯＦＦと
する制御を制御装置（１２）により行い、残留電圧が電
池電圧上限値Ｖ、に致らなくなることを確認して、停止
の次のステップへ移行する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の燃料電池発電システムの停止方法は以上の様に行
われるので、残留電圧抑制の為に頻雑な制御回路が必要
となり、希薄な残存燃料状態で、低抵抗を入切するが為
に消費電流は大きく部分的には燃料の改質ガスがガス欠
状態となり却って電池劣化を促進させる等の問題点があ
った。また、万−停電等の事故時には制御装置異常とな
り、上記のような残留電圧抑制回路は実行されない為、
残留電圧が残ってしまう問題もあった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、残留電圧抑制が実行でき、電池に悪影響を及ぼ
すことなく停止できる燃料電池発電システムを得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る燃料電池発電システムは燃料電池と並列
に設けられた停止用の低抵抗器と開閉器及び停電時には
必ず投入状態となる残留電圧放電用の高抵抗器と開閉器
を所定の開放投入手順に従い操作することにより残留電
圧抑制を行い、電池に悪影響を及ぼすことなく速やかに
停止できるようにしたものである。

［作用］ この発明における燃料電池発電システムは、残留電圧放
電用の高抵抗器を投入するだけで、残留電圧を穏やかに
抑制低下させる。

［発明の実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において（１）〜（１２）は従来装置の構成と同様で
あるが、（２ａ）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）は投入
燃料量及び投入空気量に対応した直流電力の消費用の低
抵抗器であり抵抗値は電池の電圧−電流特性より決るも
のである。（１３）は電池の停止時に燃料、空気を遮断
後、電池内部の残留ガスによる残留電圧の発生を抑制し
、放電させる為の高抵抗器、（１４）は高抵抗器（１３
）の開閉器であり通電量、無通電閉タイプのものである
。

次にこの発明の動作について説明する。停止指令が入っ
た後、開閉器（３ａ）を開き、抵抗器（２ａ）を切り離
すところまでは、上述した従来技術と同様の手順である
が、抵抗器（２ａ）の開放と同時に、開閉器（１４）を
投入し、残留電圧放電用の高抵抗器（１３）を投入する
。この残留電圧放電用の高抵抗器（１３）は低抵抗器（
２ａ）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）に比べ高抵抗であ
るので、消費電流は少なく電池内部に残留した希少な残
留酸素及び残留水素を徐々に消費し、残留電圧も穏やか
に放電されてゆき、電池に対するショックを少なく残留
電圧を抑制することができる。

従来技術では低抵抗器（２ａ）の大切により残留電圧の
放電を行う為、消費電流は大きく燃料の改質ガスが希薄
なセルではガス欠が生じ、電池劣化に結びつく。また、
開閉器（１４）を無通電閉型とした為、停電時にも放電
用の高抵抗器（１３）が投入され、残留電圧が確実に放
電され、電池保護の働きをなす、しかし、従来技術では
停電時には制御装置が働かない為、低抵抗器（２ａ）の
大切制御が働かず、残留電圧が残り、電池腐食につなが
る危険性があった。

上述したこの発明に係る電池電圧、抵抗器、空気流量の
挙動を第２図に、操作手順のフローチャートを第３図に
示す。第２図に示す様に、空気流量の低下とともに順次
抵抗を開放してゆくに従い、電池電圧はノコギリ波状に
推移しながら低下してゆき、空気流量が零になった時点
で、しきい電圧ｖ２を下回る。この段階で最終段の抵抗
器Ｒ，を開放するとともに、残留電圧放電用抵抗Ｒ０を
投入すると、電池電圧はｖ２を下回りゆるやかに放電し
てゆく。また、第３図のフローチャートに示す様に、シ
ーケンス動作の進行条件は空気流量を基準値と比較判定
することにより、次の抵抗器開放動作に進行する様に設
定し、最終段の抵抗器Ｒ１の開放と放電抵抗ＲＯの投入
の条件には、空気流量が零であることと、電池電圧が設
定電圧以下になったことを判定条件としている。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、残留電圧放電用の抵
抗を高抵抗とし、無電圧閉型の開閉器と組み合わせて、
投入することとしたので、停電時にも確実に電池が保護
できるとともに、穏やかな残留電圧抑制特性を得ること
かでき、電池に与えるショックを少なくし、電池寿命を
延ばす効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムを示す回路構成図、第２図はこの発明の一実施例によ
る停止時の空気流量と抵抗器及び電池電圧の特性図、第
３図はこの発明の一実施例による制御動作のフローチャ
ート、第４図は従来の燃料電池発電システムを示す回路
構成図である。 図において、（１）は燃料電池、（１３）は残留電圧放
電用高抵抗器、（１４）は開閉器である。 なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　大　　岩　　増　　雄 （９）　　叡 第２図 的間−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料電池の発電出力を負荷に供給する燃料電池発電シス
   テムにおいて、上記燃料電池と並列に接続される大抵抗
   値をもつ燃料電池停止時残留電圧放電用の高抵抗器及び
   上記抵抗器を入切する無通電閉型の開閉器を備え、燃料
   及び空気停止後に上記開閉器を投入することを特徴とす
   る燃料電池発電システム。