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JP5535689B2 - Fuel cell system and method for adjusting fuel cell system - Google Patents
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JP5535689B2 - Fuel cell system and method for adjusting fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システム及びその調整方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell system and an adjustment method thereof.

従来の燃料電池システムとして、燃料電池からの電力を昇圧・変換するパワーコンディショナを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。このシステムでは、燃料電池に接続されたパワーコンディショナを介して外部負荷に電力が供給されるとともに、当該パワーコンディショナを介して燃料電池の運転時に余った電力が余剰電力として余剰ヒータ(DCヒータ)に通電される。   As a conventional fuel cell system, one having a power conditioner that boosts and converts electric power from a fuel cell is known (for example, see Patent Document 1). In this system, electric power is supplied to an external load through a power conditioner connected to the fuel cell, and surplus power (DC heater) is supplied as surplus power as surplus power through the power conditioner. ) Is energized.

特開2008−53039号公報JP 2008-53039 A

ところで、従来の燃料電池システムのように余剰ヒータを用いて余剰電力を消費する場合には、事前に余剰ヒータの調整を行う必要がある。例えば、定格運転時の供給目標電力である定格電力を外部負荷へ全て供給し余剰ヒータへ全く電力供給しない場合と、外部負荷へ全く電力供給せずに定格電力を余剰ヒータへ全て供給する場合とにおいて、パワーコンディショナへの入力電流値が同一となるように調整される。   By the way, when surplus power is consumed using a surplus heater as in the conventional fuel cell system, it is necessary to adjust the surplus heater in advance. For example, supplying all rated power, which is the target power supply during rated operation, to the external load and not supplying any power to the surplus heater, and supplying all rated power to the surplus heater without supplying any power to the external load. In the above, the input current value to the power conditioner is adjusted to be the same.

しかしながら、上述した余剰ヒータへの電流調整を実施した場合であっても、外部因子による影響を受けて燃料電池から余剰ヒータへ供給される電力が増大するおそれがある。燃料電池から出力される電力が定格運転での電力値を超える場合、燃料電池が過負荷となる。このような事態を回避するためには、余剰ヒータへの供給電流を外部負荷への供給電流に比べて予め小さく調整する方法が考えられる。しかしながら、余りにも小さく設定すると余剰ヒータの機能である余剰電力の消費を充分に行うことができなくなるため、外部負荷の変動に対して燃料電池から安定した電力供給が困難となる。   However, even when the current adjustment to the surplus heater described above is performed, the power supplied from the fuel cell to the surplus heater may increase due to the influence of external factors. When the power output from the fuel cell exceeds the power value in the rated operation, the fuel cell is overloaded. In order to avoid such a situation, a method is conceivable in which the supply current to the surplus heater is adjusted in advance to be smaller than the supply current to the external load. However, if it is set too small, the surplus power, which is a function of the surplus heater, cannot be sufficiently consumed, so that it is difficult to stably supply power from the fuel cell against fluctuations in the external load.

そこで、本発明は、燃料電池の過負荷の抑制及び供給電力の安定化を適切に両立させることができる燃料電池システム、及び燃料電池の過負荷の抑制及び供給電力の安定化のバランスが適切となるように調整することができる燃料電池システムの調整方法を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention provides a fuel cell system capable of appropriately achieving both suppression of overload of the fuel cell and stabilization of supply power, and appropriate balance of suppression of overload of the fuel cell and stabilization of supply power. It is an object of the present invention to provide a method for adjusting a fuel cell system that can be adjusted as described.

上記課題を解決するため、本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池からの電力をパワーコンディショナにより昇圧・変換して外部負荷へ供給するとともに、前記パワーコンディショナを介して前記燃料電池の余剰電力を余剰ヒータへ供給する燃料電池システムであって、前記余剰ヒータの排熱を回収するための排熱回収系を備え、前記パワーコンディショナは、前記余剰ヒータへ供給される電流を計測する電流センサを含み、前記余剰ヒータへの電流値は、前記電流センサの温度誤差による最大誤差電流値と前記排熱回収系への電流値とを加算した分だけ前記外部負荷への電流値よりも小さくなるように予め調整されることを特徴として構成される。 In order to solve the above-described problems, a fuel cell system according to the present invention boosts and converts electric power from a fuel cell by a power conditioner and supplies it to an external load, and the surplus fuel cell via the power conditioner. A fuel cell system for supplying electric power to a surplus heater, comprising a waste heat recovery system for recovering exhaust heat of the surplus heater, wherein the power conditioner measures a current supplied to the surplus heater A current value to the surplus heater is smaller than the current value to the external load by the sum of the maximum error current value due to the temperature error of the current sensor and the current value to the exhaust heat recovery system. It is configured to be adjusted in advance so as to become.

この燃料電池システムは、余剰ヒータへ供給される電流値が電流センサの温度誤差による誤差電流値に基づいて外部負荷への電流値よりも小さくなるように予め設定されている。このように構成することで、余剰ヒータが動作する際に、余剰ヒータへの供給電流が、電流センサの温度誤差によって生じる誤差電流値を考慮して外部負荷への電流値よりも小さい値となる。このため、外部因子により温度センサに誤差が生じて余剰ヒータへの供給電流が増加する場合であっても余剰ヒータへの供給電流が外部負荷への電流値よりも大きくなることを回避できるので、燃料電池が過負荷となることを抑制することが可能となる。さらに、余剰ヒータへ供給される電流値の減少量が電流センサの誤差電流値に基づいて設定することができるので、余剰ヒータによる余剰電力消費に与える影響を最小限にすることが可能となる。よって、燃料電池の過負荷の抑制及び供給電力の安定化を適切に両立させることができる。   This fuel cell system is preset so that the current value supplied to the surplus heater is smaller than the current value to the external load based on the error current value due to the temperature error of the current sensor. With this configuration, when the surplus heater operates, the supply current to the surplus heater becomes a value smaller than the current value to the external load in consideration of the error current value caused by the temperature error of the current sensor. . For this reason, it is possible to avoid that the supply current to the surplus heater becomes larger than the current value to the external load even when the temperature sensor causes an error due to an external factor and the supply current to the surplus heater increases. It is possible to suppress the fuel cell from being overloaded. Furthermore, since the amount of decrease in the current value supplied to the surplus heater can be set based on the error current value of the current sensor, it is possible to minimize the influence of the surplus heater on surplus power consumption. Therefore, suppression of the overload of the fuel cell and stabilization of the supplied power can be appropriately achieved.

さらに、このように構成することで、電流センサへの電流値が、電流センサの温度誤差による誤差電流値及び排熱回収系への供給電流値に基づいて外部負荷への電流値よりも小さくなる。このため、電流センサの温度誤差が生じるとともに排熱回収系の作動により燃料電池の負荷が増加した場合であっても、燃料電池が過負荷となることを抑制することができるとともに供給電力の安定化を図ることが可能となる。 Further, with this configuration, the current value to the current sensor is smaller than the current value to the external load based on the error current value due to the temperature error of the current sensor and the supply current value to the exhaust heat recovery system. . For this reason, even when a temperature error of the current sensor occurs and the load of the fuel cell increases due to the operation of the exhaust heat recovery system, it is possible to suppress the fuel cell from being overloaded and to stabilize the supply power. Can be achieved.

また、本発明に係る燃料電池システムの調整方法は、燃料電池からの電力をパワーコンディショナにより昇圧・変換して外部負荷へ供給するとともに、前記パワーコンディショナを介して前記燃料電池の余剰電力を余剰ヒータへ供給し、かつ、前記余剰ヒータの排熱を回収するための排熱回収系を含む燃料電池システムの調整方法であって、前記燃料電池から前記パワーコンディショナを介して前記外部負荷へ所定電力を供給する際における前記パワーコンディショナの入力電流値を計測する負荷側計測ステップと、前記燃料電池から前記パワーコンディショナを介して前記余剰ヒータへ前記所定電力を供給する際における前記パワーコンディショナの入力電流値を計測するヒータ側計測ステップと、前記ヒータ側計測ステップで計測された入力電流値が、前記負荷側計測ステップで計測された入力電流値よりも小さくなるように調整するとともに、前記ヒータ側計測ステップで計測された入力電流値と前記負荷側計測ステップで計測された入力電流値との差分を、前記パワーコンディショナに含まれ前記余剰ヒータへの電流値を計測する電流センサの温度誤差による誤差電流値に基づいて設定する調整ステップと、を備え、前記調整ステップは、前記ヒータ側計測ステップで計測された入力電流値と前記負荷側計測ステップで計測された入力電流値との差分を、前記電流センサの温度誤差による最大誤差電流値と前記排熱回収系への電流値とを加算した値となるように設定するIn addition, the fuel cell system adjustment method according to the present invention boosts and converts power from the fuel cell by a power conditioner and supplies it to an external load, and supplies surplus power of the fuel cell via the power conditioner. A method for adjusting a fuel cell system including an exhaust heat recovery system for supplying to an excess heater and recovering the exhaust heat of the excess heater , wherein the fuel cell is connected to the external load via the power conditioner. A load-side measurement step of measuring an input current value of the power conditioner when supplying predetermined power; and the power condition when supplying the predetermined power from the fuel cell to the surplus heater via the power conditioner. Measured at the heater side measurement step that measures the input current value of the na and the heater side measurement step The force current value is adjusted to be smaller than the input current value measured in the load side measurement step, and the input current value measured in the heater side measurement step and the input measured in the load side measurement step. An adjustment step of setting a difference with a current value based on an error current value due to a temperature error of a current sensor included in the power conditioner and measuring a current value to the surplus heater, and the adjustment step includes: The difference between the input current value measured in the heater-side measurement step and the input current value measured in the load-side measurement step is expressed as the maximum error current value due to the temperature error of the current sensor and the current to the exhaust heat recovery system. Set the value to be the sum of the values .

本発明に係る燃料電池システムの調整方法によれば、上述した燃料電池システムと同様の効果を奏する。   According to the adjustment method of the fuel cell system according to the present invention, the same effect as the above-described fuel cell system can be obtained.

本発明によれば、燃料電池の過負荷の抑制及び供給電力の安定化を適切に両立させることができる。また、燃料電池の過負荷の抑制及び供給電力の安定化のバランスが適切となるように調整することができる。   According to the present invention, it is possible to appropriately achieve both suppression of overload of the fuel cell and stabilization of supplied power. Moreover, it can adjust so that the balance of suppression of the overload of a fuel cell and stabilization of supplied power may become appropriate.

本発明に係る燃料電池システムの一実施形態の構成概要図である。1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a fuel cell system according to the present invention. 図1の燃料電池システムの調整動作を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing an adjustment operation of the fuel cell system of FIG. 1. 図1の燃料電池システムの調整方法を説明する概要図である。It is a schematic diagram explaining the adjustment method of the fuel cell system of FIG.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態に係る燃料電池システムは、例えば、家庭用の燃料電池システムとして好適に採用されるものである。図1は、本発明に係る燃料電池システムの一実施形態の構成概略図である。図1に示されるように、燃料電池システム1は、燃料電池2を備えている。燃料電池2は、直流電源(DC電源)であって、外部負荷(家庭内負荷)9へ電力を供給するものである。燃料電池2としては、例えば、原燃料が改質されて生成された改質ガスを用いて発電を行う固体高分子形の燃料電池が用いられる。   The fuel cell system according to the present embodiment is suitably employed as a household fuel cell system, for example. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a fuel cell system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 includes a fuel cell 2. The fuel cell 2 is a direct current power supply (DC power supply) and supplies power to an external load (home load) 9. As the fuel cell 2, for example, a polymer electrolyte fuel cell that generates power using a reformed gas generated by reforming raw fuel is used.

燃料電池2には、パワーコンディショナ(PCS:Power Conditioning Subsystem)3が接続されおり、燃料電池2から出力された電力はパワーコンディショナ3へ供給される。パワーコンディショナ3は、燃料電池2の出力電力を家庭等で用いることができるように調整する装置であって、昇圧器30及び変換器31を備えている。昇圧器30は、燃料電池2から出力された電力を昇圧する機能を有している。また、変換器31は、昇圧器30に接続されており、昇圧器30から出力された直流電力を交流電力へ変換する機能を有している。そして、このパワーコンディショナ3は、その出力側が外部負荷9に接続されている。このように構成されるため、燃料電池2の電力は、パワーコンディショナ3の昇圧器30により昇圧され、変換器31により交流電力に変換されて、外部負荷9へ供給される。なお、外部負荷9には、交流電源である系統電源8が接続されており、系統電源8からの電力と燃料電池2からの電力とを併用可能に構成されている。   A power conditioner (PCS: Power Conditioning Subsystem) 3 is connected to the fuel cell 2, and power output from the fuel cell 2 is supplied to the power conditioner 3. The power conditioner 3 is a device that adjusts the output power of the fuel cell 2 so that it can be used at home and the like, and includes a booster 30 and a converter 31. The booster 30 has a function of boosting the electric power output from the fuel cell 2. The converter 31 is connected to the booster 30 and has a function of converting DC power output from the booster 30 into AC power. The output side of the power conditioner 3 is connected to the external load 9. With this configuration, the electric power of the fuel cell 2 is boosted by the booster 30 of the power conditioner 3, converted into AC power by the converter 31, and supplied to the external load 9. The external load 9 is connected to a system power supply 8 that is an AC power supply, and is configured such that the power from the system power supply 8 and the power from the fuel cell 2 can be used together.

ここで、外部負荷9の消費電力が急激に減少した場合、燃料電池2は急激な出力変更を行うことが困難であるため、燃料電池2の発電電力が外部負荷9の消費電力を上回り、余剰電力が発生する場合がある。余剰電力については、系統用電源側へ逆潮流させる手法も考えられるが、ここでは、発生した余剰電力を消費するために余剰ヒータ4が設けられている。この余剰ヒータ4は、パワーコンディショナ3内部の電力制御器33の出力側に接続され、余剰電力の発生に伴って作動される。余剰ヒータ4としては例えば電熱ヒータ等が用いられる。   Here, when the power consumption of the external load 9 is drastically reduced, it is difficult for the fuel cell 2 to change the output suddenly. Therefore, the generated power of the fuel cell 2 exceeds the power consumption of the external load 9, and surplus Electric power may be generated. Regarding the surplus power, a method of causing a reverse power flow to the system power supply side is also conceivable, but here, a surplus heater 4 is provided in order to consume the surplus power generated. The surplus heater 4 is connected to the output side of the power controller 33 inside the power conditioner 3 and is operated in accordance with the generation of surplus power. For example, an electric heater is used as the surplus heater 4.

また、燃料電池システム1は、余剰ヒータ4が発生する熱を回収する排熱回収系を備えている。この排熱回収系は、家庭用の水が貯留される貯湯タンク7、貯湯タンク内の水を循環経路内に循環させる水ポンプ6、水ポンプ6の下流側に設けられた熱交換器5を備えている。熱交換器5は、余剰ヒータ4の熱を循環経路内の循環水が授受できるように構成されている。このため、貯湯タンク7内の水は、水ポンプ6により循環経路を循環し、熱交換器5により余剰ヒータ4の熱を回収して再び貯湯タンク7内に貯留される。なお、この排熱回収系は電源として燃料電池2を利用している。また、排熱回収系として、放熱ファン等を備えても良い。   Further, the fuel cell system 1 includes an exhaust heat recovery system that recovers heat generated by the surplus heater 4. The exhaust heat recovery system includes a hot water storage tank 7 in which household water is stored, a water pump 6 that circulates water in the hot water storage tank in a circulation path, and a heat exchanger 5 that is provided on the downstream side of the water pump 6. I have. The heat exchanger 5 is configured so that circulating water in the circulation path can exchange heat of the excess heater 4. For this reason, the water in the hot water storage tank 7 is circulated in the circulation path by the water pump 6, the heat of the surplus heater 4 is recovered by the heat exchanger 5, and is stored in the hot water storage tank 7 again. The exhaust heat recovery system uses the fuel cell 2 as a power source. Further, a heat radiating fan or the like may be provided as the exhaust heat recovery system.

以上の燃料電池システム1の構成機器類は、電装機器類であるシステム制御装置11により動作が制御される。システム制御装置11は、燃料電池システム1に備わるセンサ類や、利用者の利用状況等に応じて構成機器類の制御(例えば、燃料供給ポンプ10の制御)を行う。なお、システム制御装置11は、パワーコンディショナ3のPCS制御装置32と双方向の通信を行っており、システムの制御に必要な各部の電流値、及び電力値の情報を得ている。パワーコンディショナ3では、燃料電池の電流値を計測する電流センサ36、パワーコンディショナ3の出力電流値を計測する電流センサ35、系統電源8の電流値を計測する電流センサ12、余剰ヒータ4への電流値を計測する電流センサ34等が用いられ、PCS制御装置32にて各部位の電流値から電力値を求め、交流出力ならびに余剰ヒータ出力の制御を行っている。   The operation of the components of the fuel cell system 1 described above is controlled by the system controller 11 that is an electrical component. The system control device 11 performs control of constituent devices (for example, control of the fuel supply pump 10) according to the sensors provided in the fuel cell system 1, the usage status of the user, and the like. Note that the system control device 11 performs bidirectional communication with the PCS control device 32 of the power conditioner 3 and obtains information on the current value and power value of each part necessary for system control. In the power conditioner 3, the current sensor 36 that measures the current value of the fuel cell, the current sensor 35 that measures the output current value of the power conditioner 3, the current sensor 12 that measures the current value of the system power supply 8, and the surplus heater 4 A current sensor 34 or the like that measures the current value is used, and the PCS control device 32 obtains a power value from the current value of each part to control the AC output and the surplus heater output.

PCS制御装置32は、燃料電池2の定格運転時において外部負荷9の消費電力が急激に減少した場合には、余剰ヒータ4側へ燃料電池2の電力を供給して余剰電力を消費させる。余剰ヒータ4が動作するとシステム制御装置11では水ポンプ6を作動させて熱回収を行う。ここで、余剰ヒータ4へ供給される電流値は、予め運転前に調整される。以下では図2を用いて余剰ヒータ4へ供給される電流値の調整動作を説明する。図2は、パワーコンディショナ3の調整動作を示すフローチャートである。図2に示す制御処理は、例えばパワーコンディショナ3の調整検査時に実行する。なお、説明理解の容易性を考慮して、図3に示す概要図を適宜参照して図2に示す制御処理を説明する。図3は、燃料電池システム1の調整方法を説明する概要図である。   When the power consumption of the external load 9 rapidly decreases during the rated operation of the fuel cell 2, the PCS control device 32 supplies the power of the fuel cell 2 to the surplus heater 4 side to consume the surplus power. When the surplus heater 4 operates, the system controller 11 operates the water pump 6 to recover heat. Here, the current value supplied to the surplus heater 4 is adjusted in advance before operation. Hereinafter, the adjustment operation of the current value supplied to the surplus heater 4 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the adjustment operation of the power conditioner 3. The control process shown in FIG. 2 is executed at the time of adjustment inspection of the power conditioner 3, for example. In consideration of ease of understanding, the control process shown in FIG. 2 will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG. 3 as appropriate. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for adjusting the fuel cell system 1.

図2に示すように、PCS制御装置32は、定格運転時に外部負荷9へ電力供給する際のパワーコンディショナ3の入力電流値Ap1を測定する(S10:負荷側計測ステップ)。PCS制御装置32は、図3のA1に示す供給路に沿って燃料電池2からパワーコンディショナ3を介して外部負荷9に電力を供給するとともに、パワーコンディショナ3の入力電流値を電流センサ36により測定する。この時の測定条件は、図3中に示す測定条件1である。すなわち、余剰ヒータ4はOFFされており、パワーコンディショナ3が余剰ヒータ4側へ出力する電力は0[W]である。そして、パワーコンディショナ3が外部負荷9側へ出力する電力はX[W]である。このX[W]は、燃料電池の定格運転時の目標電力(定格電力)であって、例えば750[W]が用いられる。   As shown in FIG. 2, the PCS control device 32 measures the input current value Ap1 of the power conditioner 3 when power is supplied to the external load 9 during rated operation (S10: load side measurement step). The PCS control device 32 supplies electric power from the fuel cell 2 to the external load 9 through the power conditioner 3 along the supply path indicated by A1 in FIG. 3 and determines the input current value of the power conditioner 3 from the current sensor 36. Measure with The measurement conditions at this time are the measurement conditions 1 shown in FIG. That is, the surplus heater 4 is turned off, and the power output from the power conditioner 3 to the surplus heater 4 is 0 [W]. And the electric power which the power conditioner 3 outputs to the external load 9 side is X [W]. This X [W] is the target power (rated power) at the rated operation of the fuel cell, and for example, 750 [W] is used.

次に、PCS制御装置32は、定格運転時に余剰ヒータ4へ電力供給する際のパワーコンディショナ3の入力電流値を測定する(S12:ヒータ側計測ステップ)。PCS制御装置32は、図3のA2に示す供給路に沿って燃料電池2からパワーコンディショナ3を介して余剰ヒータ4に電力を供給するとともに、パワーコンディショナ3の入力電流値Ap2を電流センサ36により測定する。この時の測定条件は、図3中に示す測定条件2である。すなわち、余剰ヒータ4はONされており、パワーコンディショナ3が余剰ヒータ4側へ出力する電力はX+α[W]である。このX[W]は、燃料電池の定格運転時の目標電力であって、例えば750[W]が用いられる。また、αは、供給路A1と供給路A2との抵抗差分(損失差)から生じる電力であり、具体的には変換器31及び電力制御器33が有する抵抗値に基づいて決定される。一方、パワーコンディショナ3が外部負荷9側へ出力する電力は0[W]である。   Next, the PCS control device 32 measures the input current value of the power conditioner 3 when power is supplied to the surplus heater 4 during the rated operation (S12: heater side measurement step). The PCS control device 32 supplies electric power from the fuel cell 2 to the surplus heater 4 through the power conditioner 3 along the supply path indicated by A2 in FIG. 3, and the input current value Ap2 of the power conditioner 3 is a current sensor. 36. The measurement conditions at this time are the measurement conditions 2 shown in FIG. That is, the surplus heater 4 is turned on, and the power output from the power conditioner 3 to the surplus heater 4 is X + α [W]. This X [W] is the target power at the rated operation of the fuel cell, and for example, 750 [W] is used. Further, α is the electric power generated from the resistance difference (loss difference) between the supply path A1 and the supply path A2, and is specifically determined based on the resistance value of the converter 31 and the power controller 33. On the other hand, the power output from the power conditioner 3 to the external load 9 is 0 [W].

次に、PCS制御装置32は、S10の処理で計測した入力電流値Ap1と、S12の処理で計測した入力電流値Ap2を比較して、入力電流値Ap2の調整を行う(S14,S16:調整ステップ)。PCS制御装置32は、図3のA2に示す供給路に沿って燃料電池2からパワーコンディショナ3を介して余剰ヒータ4に電力を供給して入力電流値Ap2を計測しつつ、パワーコンディショナ3の入力電流値Ap2が入力電流値Ap1よりも小さくなるように調整する。この調整は、例えばパワーコンディショナ3に備わる調整機構により行われる。PCS制御装置32は、入力電流値Ap2と入力電流値Ap1との差分(すなわち入力電流値Ap1に比べて減少させる減少量)を、パワーコンディショナ3に備わる電流センサ34の温度ドリフト(温度誤差)を考慮して決定する。例えば、PCS制御装置32は、電流センサ34の測定値の温度依存性を示す温度ドリフト曲線を予め取得しておき、パワーコンディショナ3の稼動時における想定温度範囲に基づいて、電流センサ34の温度誤差を特定する。そして、PCS制御装置32は、例えば、温度誤差の最大値である最大温度誤差における電流値のずれ量を、入力電流値Ap1に比べて減少させる減少量として決定する。より好適には、PCS制御装置32は、排熱回収系を構成する電気機器(ここでは水ポンプ6)の動力分もさらに考慮して入力電流値Ap1に比べて減少させる減少量を決定してもよい。例えば、PCS制御装置32は、予め水ポンプ6の動作に必要な電流値を計測しておき、計測した電流値と最大温度誤差による電流値(最大誤差電流値)とを加算した値に基づいて上記減少量を決定する。例えば、PCS制御装置32は、温度ドリフトによるずれ幅を±W、排熱回収系の動作により必要となる電力をWとすると、減少量Gを以下の式1を用いて設定する。
G=|±W+W| …(1)
PCS制御装置32が入力電流値Ap2の調整を終了すると、図2に示す制御処理を終了する。
Next, the PCS control device 32 compares the input current value Ap1 measured in the process of S10 with the input current value Ap2 measured in the process of S12, and adjusts the input current value Ap2 (S14, S16: adjustment). Step). The PCS control device 32 supplies power to the surplus heater 4 from the fuel cell 2 via the power conditioner 3 along the supply path indicated by A2 in FIG. 3 and measures the input current value Ap2, while the power conditioner 3 The input current value Ap2 is adjusted to be smaller than the input current value Ap1. This adjustment is performed by, for example, an adjustment mechanism provided in the power conditioner 3. The PCS control device 32 determines the temperature drift (temperature error) of the current sensor 34 provided in the power conditioner 3 with respect to the difference between the input current value Ap2 and the input current value Ap1 (that is, a decrease amount that is decreased compared to the input current value Ap1). Determine in consideration of For example, the PCS control device 32 acquires a temperature drift curve indicating the temperature dependence of the measured value of the current sensor 34 in advance, and the temperature of the current sensor 34 based on the assumed temperature range when the power conditioner 3 is operating. Identify the error. Then, for example, the PCS control device 32 determines the amount of deviation of the current value at the maximum temperature error, which is the maximum value of the temperature error, as a reduction amount that is reduced compared to the input current value Ap1. More preferably, the PCS control device 32 determines a reduction amount to be reduced as compared with the input current value Ap1 in consideration of the power of the electrical equipment (here, the water pump 6) constituting the exhaust heat recovery system. Also good. For example, the PCS control device 32 measures the current value necessary for the operation of the water pump 6 in advance, and based on the value obtained by adding the measured current value and the current value due to the maximum temperature error (maximum error current value). The amount of reduction is determined. For example, the PCS control device 32 sets the amount of decrease G using Equation 1 below, where ± W 1 is the deviation due to temperature drift, and W 2 is the power required for the operation of the exhaust heat recovery system.
G = | ± W 1 + W 2 | (1)
When the PCS control device 32 finishes adjusting the input current value Ap2, the control process shown in FIG.

図2に示す制御処理を実行することで、余剰ヒータ4のON時におけるパワーコンディショナ3の入力電流値Ap2が、余剰ヒータ4のOFF時におけるパワーコンディショナ3の入力電流値Ap1に比べて小さく調整され、その減少量が余剰ヒータ4用の電流センサ34の温度誤差による電流値のずれ量及び余剰ヒータ4のON時において動作する排熱回収系の消費電力に基づいて設定される。このように調整されることで、電流センサ34の温度誤差の影響を予め含めて小さくすることができるので、余剰ヒータ4ON時に燃料電池2から供給される電力が余剰ヒータ4OFF時よりも増加することを回避することが可能となり、結果として燃料電池2が過負荷となることを抑制することができる。さらに、余剰ヒータ4ON時において作動する排熱回収系の消費電力を予め含めて小さくすることが可能となるので、排熱を回収するために作動した機器類の負荷によって燃料電池2が過負荷となることを回避することができる。そして、上記のように減少量を設定することで、余剰ヒータ4の余剰電力消費能力を著しく阻害することなく、燃料電池2の過負荷を抑えることができる。   By executing the control process shown in FIG. 2, the input current value Ap2 of the power conditioner 3 when the surplus heater 4 is ON is smaller than the input current value Ap1 of the power conditioner 3 when the surplus heater 4 is OFF. The amount of decrease is set based on the amount of current value deviation due to the temperature error of the current sensor 34 for the surplus heater 4 and the power consumption of the exhaust heat recovery system that operates when the surplus heater 4 is turned on. By adjusting in this way, the influence of the temperature error of the current sensor 34 can be reduced in advance, so that the power supplied from the fuel cell 2 when the surplus heater 4 is turned on increases compared to when the surplus heater 4 is turned off. As a result, the fuel cell 2 can be prevented from being overloaded. Furthermore, since the power consumption of the exhaust heat recovery system that operates when the surplus heater 4 is ON can be reduced in advance, the fuel cell 2 is overloaded by the load of the equipment that is operated to recover the exhaust heat. Can be avoided. Then, by setting the amount of decrease as described above, it is possible to suppress the overload of the fuel cell 2 without significantly disturbing the surplus power consumption capability of the surplus heater 4.

以上、本実施形態に係る燃料電池システム1又は燃料電池システム1の調整方法によれば、余剰ヒータ4へ供給される電流値が電流センサ34の温度誤差による誤差電流値に基づいて外部負荷への電流値よりも小さくなるように予め設定されている。このように構成することで、余剰ヒータ4が動作する際に、余剰ヒータ4への供給電流が、電流センサ34の温度誤差によって生じる誤差電流値を考慮して外部負荷9への電流値よりも小さい値となる。このため、外部因子により電流センサ34に誤差が生じて余剰ヒータ4への供給電流が増加する場合であっても余剰ヒータ4への供給電流が外部負荷9への電流値よりも大きくなることを回避できるので、燃料電池2が過負荷となることを抑制することが可能となる。さらに、余剰ヒータ4へ供給される電流値の減少量が電流センサ34の誤差電流値に基づいて設定することができるので、余剰ヒータ4による余剰電力消費に与える影響を最小限にすることが可能となる。よって、燃料電池2の過負荷の抑制及び供給電力の安定化を適切に両立させることができる。   As described above, according to the fuel cell system 1 or the adjustment method of the fuel cell system 1 according to the present embodiment, the current value supplied to the surplus heater 4 is supplied to the external load based on the error current value due to the temperature error of the current sensor 34. It is set in advance so as to be smaller than the current value. With this configuration, when the surplus heater 4 operates, the supply current to the surplus heater 4 is larger than the current value to the external load 9 in consideration of the error current value caused by the temperature error of the current sensor 34. Small value. For this reason, even when an error occurs in the current sensor 34 due to an external factor and the supply current to the surplus heater 4 increases, the supply current to the surplus heater 4 becomes larger than the current value to the external load 9. Since it can avoid, it becomes possible to suppress that the fuel cell 2 becomes overloaded. Furthermore, since the amount of decrease in the current value supplied to the surplus heater 4 can be set based on the error current value of the current sensor 34, it is possible to minimize the influence of the surplus heater 4 on surplus power consumption. It becomes. Therefore, the suppression of the overload of the fuel cell 2 and the stabilization of the supplied power can be appropriately made compatible.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

電流センサ34,35,36として、パワーコンディショナ3の内部に配置されたものを説明したが、パワーコンディショナ3の外部に配置されていてもよい。   Although what was arrange | positioned inside the power conditioner 3 was demonstrated as the current sensors 34, 35, and 36, you may arrange | position outside the power conditioner 3. FIG.

1…燃料電池システム、2…燃料電池、3…パワーコンディショナ、4…余剰ヒータ、5…熱交換器(排熱回収系系)、6…水ポンプ(排熱回収系)、7…貯湯タンク(排熱回収系)、8…系統電源、9…外部負荷、10…燃料供給ポンプ、11…システム制御装置、12,34,35,36…電流センサ、30…昇圧器、31…変換器、32…PCS制御装置、33…電力制御器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system, 2 ... Fuel cell, 3 ... Power conditioner, 4 ... Surplus heater, 5 ... Heat exchanger (exhaust heat recovery system), 6 ... Water pump (exhaust heat recovery system), 7 ... Hot water storage tank (Exhaust heat recovery system), 8 ... system power supply, 9 ... external load, 10 ... fuel supply pump, 11 ... system controller, 12, 34, 35, 36 ... current sensor, 30 ... booster, 31 ... converter, 32 ... PCS control device, 33 ... Power controller.

Claims (2)

燃料電池からの電力をパワーコンディショナにより昇圧・変換して外部負荷へ供給するとともに、前記パワーコンディショナを介して前記燃料電池の余剰電力を余剰ヒータへ供給する燃料電池システムであって、
前記余剰ヒータの排熱を回収するための排熱回収系を備え、
前記パワーコンディショナは、前記余剰ヒータへ供給される電流を計測する電流センサを含み、
前記余剰ヒータへの電流値は、前記電流センサの温度誤差による最大誤差電流値と前記排熱回収系への電流値とを加算した分だけ前記外部負荷への電流値よりも小さくなるように予め調整されること、
を特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell system that boosts and converts electric power from a fuel cell by a power conditioner and supplies it to an external load, and supplies surplus power of the fuel cell to an excess heater through the power conditioner,
An exhaust heat recovery system for recovering the exhaust heat of the surplus heater;
The power conditioner includes a current sensor that measures a current supplied to the surplus heater,
The current value to the surplus heater is previously set to be smaller than the current value to the external load by the sum of the maximum error current value due to the temperature error of the current sensor and the current value to the exhaust heat recovery system. Being adjusted,
A fuel cell system.
燃料電池からの電力をパワーコンディショナにより昇圧・変換して外部負荷へ供給するとともに、前記パワーコンディショナを介して前記燃料電池の余剰電力を余剰ヒータへ供給し、かつ、前記余剰ヒータの排熱を回収するための排熱回収系を含む燃料電池システムの調整方法であって、
前記燃料電池から前記パワーコンディショナを介して前記外部負荷へ所定電力を供給する際における前記パワーコンディショナの入力電流値を計測する負荷側計測ステップと、
前記燃料電池から前記パワーコンディショナを介して前記余剰ヒータへ前記所定電力を供給する際における前記パワーコンディショナの入力電流値を計測するヒータ側計測ステップと、
前記ヒータ側計測ステップで計測された入力電流値が、前記負荷側計測ステップで計測された入力電流値よりも小さくなるように調整するとともに、前記ヒータ側計測ステップで計測された入力電流値と前記負荷側計測ステップで計測された入力電流値との差分を、前記パワーコンディショナに含まれ前記余剰ヒータへの電流値を計測する電流センサの温度誤差による誤差電流値に基づいて設定する調整ステップと、
を備え、
前記調整ステップは、前記ヒータ側計測ステップで計測された入力電流値と前記負荷側計測ステップで計測された入力電流値との差分を、前記電流センサの温度誤差による最大誤差電流値と前記排熱回収系への電流値とを加算した値となるように設定すること
を特徴とする燃料電池システムの調整方法。
The power from the fuel cell is boosted / converted by a power conditioner and supplied to an external load, and the surplus power of the fuel cell is supplied to the surplus heater via the power conditioner , and the exhaust heat of the surplus heater A method for adjusting a fuel cell system including an exhaust heat recovery system for recovering
A load-side measurement step of measuring an input current value of the power conditioner when supplying predetermined power from the fuel cell to the external load via the power conditioner;
A heater-side measurement step of measuring an input current value of the power conditioner when supplying the predetermined power from the fuel cell to the surplus heater via the power conditioner;
The input current value measured in the heater side measurement step is adjusted to be smaller than the input current value measured in the load side measurement step, and the input current value measured in the heater side measurement step and the An adjustment step for setting a difference from the input current value measured in the load side measurement step based on an error current value due to a temperature error of a current sensor included in the power conditioner and measuring a current value to the surplus heater; ,
With
In the adjustment step, the difference between the input current value measured in the heater-side measurement step and the input current value measured in the load-side measurement step is calculated as a maximum error current value due to a temperature error of the current sensor and the exhaust heat. Set the current value to the recovery system to be the sum of the values ,
A fuel cell system adjustment method comprising:
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JP2007323843A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Ebara Ballard Corp Operation method of fuel cell and fuel cell system
JP5119913B2 (en) * 2007-12-27 2013-01-16 パナソニック株式会社 Fuel cell system
JP2009181852A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell system

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