JP7684179B2 - fuel cell power supply - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池電源装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell power supply device.
特許文献１には、燃料電池の電力を負荷に供給する燃料電池電源装置が開示されている。 Patent document 1 discloses a fuel cell power supply device that supplies power from a fuel cell to a load.
ところで、燃料電池電源装置は、様々な使用条件に応じて設計されることがある。しかし、使用条件ごとに燃料電池電源装置の設計が変更されると、燃料電池電源装置の製造コストが増えることとなる。このような製造コストの低減のために、例えば燃料電池電源装置の汎用性を向上させることが考えられる。 Fuel cell power supply devices are sometimes designed to suit a variety of usage conditions. However, if the design of the fuel cell power supply device is changed for each usage condition, the manufacturing costs of the fuel cell power supply device will increase. In order to reduce such manufacturing costs, it is possible to consider, for example, improving the versatility of the fuel cell power supply device.
上記課題を解決する燃料電池電源装置は、燃料電池と、前記燃料電池の電力を負荷に出力するのに用いられる出力端子部と、前記燃料電池の発電制御を行う発電制御回路と、前記発電制御回路に接続され、指令回路と接続するのに用いられる回路接続部と、を備え、前記指令回路は、前記回路接続部に接続されている場合に前記発電制御回路に発電指令を送信するように構成され、前記発電制御回路は、前記指令回路が前記回路接続部に接続されている場合には前記指令回路からの前記発電指令に基づき前記燃料電池の前記発電制御を行う。 A fuel cell power supply device that solves the above problem includes a fuel cell, an output terminal section used to output the power of the fuel cell to a load, a power generation control circuit that controls the power generation of the fuel cell, and a circuit connection section that is connected to the power generation control circuit and is used to connect to a command circuit, the command circuit being configured to send a power generation command to the power generation control circuit when connected to the circuit connection section, and the power generation control circuit controlling the power generation of the fuel cell based on the power generation command from the command circuit when the command circuit is connected to the circuit connection section.
かかる構成によれば、指令回路を接続することによって、指令回路が発電制御回路を介して燃料電池の発電制御を行うことができる。これにより、指令回路を用いて燃料電池の発電制御を行うことができる。したがって、指令回路を用いた燃料電池の発電制御を行う必要がない場合には、指令回路を回路接続部に接続しない一方、指令回路を用いた燃料電池の発電制御を行いたい場合には、指令回路を回路接続部に接続すればよい。よって、指令回路を用いる場合と用いない場合とで使用条件が異なる場合であっても、同一の燃料電池電源装置を用いることができる。したがって、燃料電池電源装置の汎用性を向上することができる。 According to this configuration, by connecting the command circuit, the command circuit can control the power generation of the fuel cell via the power generation control circuit. This allows the power generation control of the fuel cell to be performed using the command circuit. Therefore, when there is no need to control the power generation of the fuel cell using the command circuit, the command circuit is not connected to the circuit connection part, whereas when it is desired to control the power generation of the fuel cell using the command circuit, the command circuit can be connected to the circuit connection part. Therefore, even if the usage conditions are different when the command circuit is used and when it is not used, the same fuel cell power supply device can be used. This improves the versatility of the fuel cell power supply device.
上記燃料電池電源装置では、前記指令回路は、前記回路接続部に接続された場合に、商用電源から前記負荷への電力供給を監視するものであり、前記商用電源に停電が発生したことに基づき、前記発電制御回路に対して起動指令を送信するように構成され、前記発電制御回路は、前記指令回路が前記回路接続部に接続されている状況において前記指令回路から前記起動指令が入力されたことに基づき、前記燃料電池を起動させる、ものであってもよい。 In the above fuel cell power supply device, the command circuit, when connected to the circuit connection section, is configured to monitor the power supply from the commercial power source to the load, and is configured to send a startup command to the power generation control circuit based on the occurrence of a power outage in the commercial power source, and the power generation control circuit may start up the fuel cell based on the startup command being input from the command circuit when the command circuit is connected to the circuit connection section.
かかる構成によれば、指令回路を回路接続部に接続することにより、商用電源の停電を検知することができる。また、商用電源の停電が発生した場合には、燃料電池が起動することにより、燃料電池がバックアップとして機能する。したがって、指令回路を接続することにより、燃料電池電源装置を非常用電源として用いることができる。よって、汎用性のさらなる向上を図ることができる。 With this configuration, a power outage in the commercial power supply can be detected by connecting the command circuit to the circuit connection section. Furthermore, in the event of a power outage in the commercial power supply, the fuel cell starts up and functions as a backup. Therefore, by connecting the command circuit, the fuel cell power supply device can be used as an emergency power supply. This further improves versatility.
上記燃料電池電源装置は、前記出力端子部に接続されているとともに、蓄電装置を接続するのに用いられる蓄電接続部を備えている、ものであってもよい。
かかる構成によれば、蓄電装置が蓄電接続部に接続された場合には、蓄電装置から出力端子部を介して負荷に電圧を印加することができる。したがって、商用電源が停電してから燃料電池が発電を開始するまでの電圧低下を抑制できる。
The fuel cell power supply device may include a power storage connection portion connected to the output terminal portion and used to connect a power storage device.
According to this configuration, when the power storage device is connected to the power storage connection section, a voltage can be applied from the power storage device to the load via the output terminal section, thereby suppressing the voltage drop that occurs from the time the commercial power supply is interrupted until the fuel cell starts generating power.
上記燃料電池電源装置は、前記出力端子部に接続されているとともに、蓄電装置を接続するのに用いられる蓄電接続部を備え、前記発電制御回路は、前記蓄電装置のＳＯＣに対応する蓄電パラメータに基づき前記燃料電池の前記発電制御を行うものであり、前記指令回路は、前記発電指令として前記蓄電装置の前記蓄電パラメータの形式の信号を前記発電制御回路に送信することにより、前記発電制御回路を制御する、ものであってもよい。 The fuel cell power supply device may be connected to the output terminal section and include a power storage connection section used to connect a power storage device, the power generation control circuit controls the power generation of the fuel cell based on a power storage parameter corresponding to the SOC of the power storage device, and the command circuit controls the power generation control circuit by transmitting a signal in the form of the power storage parameter of the power storage device to the power generation control circuit as the power generation command.
かかる構成によれば、蓄電装置を蓄電接続部に接続することによって、蓄電装置の電力を負荷に供給することができる。ここで、仮に蓄電装置から負荷に電力供給が行われている場合、蓄電装置のＳＯＣは低下する。一方、蓄電装置から負荷に電力供給が行われていない場合、蓄電装置のＳＯＣは低下しない。このため、蓄電装置から負荷への電力供給の態様に応じて、蓄電装置のＳＯＣが変動しうる。 According to this configuration, by connecting the power storage device to the power storage connection section, the power of the power storage device can be supplied to the load. Here, if the power storage device is supplying power to the load, the SOC of the power storage device decreases. On the other hand, if the power storage device is not supplying power to the load, the SOC of the power storage device does not decrease. For this reason, the SOC of the power storage device can vary depending on the state of power supply from the power storage device to the load.
この点、本構成によれば、発電制御回路が蓄電装置のＳＯＣに対応する蓄電パラメータに基づき発電制御を行うことにより、負荷と発電制御回路とが直接情報をやり取りしなくても、負荷に対して必要な電力を供給することができる。 In this regard, with this configuration, the power generation control circuit controls power generation based on the power storage parameters corresponding to the SOC of the power storage device, so that the necessary power can be supplied to the load without the load and the power generation control circuit directly exchanging information.
一方、指令回路が回路接続部に接続される場合には、発電制御回路は指令回路からの発電指令に基づき発電制御を行ってもよい。この場合、指令回路から専用形式の信号が発電制御回路に入力されると、発電制御回路は当該専用形式の信号に基づき発電制御を行うことができるように構成される必要が生じうる。 On the other hand, when the command circuit is connected to the circuit connection section, the power generation control circuit may perform power generation control based on a power generation command from the command circuit. In this case, when a dedicated signal is input from the command circuit to the power generation control circuit, the power generation control circuit may need to be configured to perform power generation control based on the dedicated signal.
この点、本構成によれば、指令回路は、蓄電装置の蓄電パラメータの形式の信号を発電指令として送信するように構成されている。これにより、蓄電装置の蓄電パラメータに基づき発電制御を行う発電制御回路を用いて、指令回路からの発電指令に対応できる。つまり、指令回路が接続されている場合と指令回路が接続されていない場合とで、共通の発電制御回路を用いることができる。したがって、指令回路からの発電指令に対応するための発電制御回路を別途用意する必要がないため、汎用性の向上を図ることができる。 In this regard, according to the present configuration, the command circuit is configured to transmit a signal in the form of the storage parameters of the storage device as a power generation command. This allows the power generation command from the command circuit to be handled using a power generation control circuit that controls power generation based on the storage parameters of the storage device. In other words, a common power generation control circuit can be used whether the command circuit is connected or not. Therefore, there is no need to prepare a separate power generation control circuit to handle power generation commands from the command circuit, improving versatility.
上記燃料電池電源装置は、他の燃料電池電源装置と接続するのに用いられる通信接続部を備え、前記発電制御回路は、前記通信接続部と接続されており、前記指令回路の前記発電指令が前記通信接続部を介して入力される場合には、当該発電指令に基づき前記発電制御を行う、ものであってもよい。 The fuel cell power supply device may include a communication connection section used to connect to other fuel cell power supplies, and the power generation control circuit may be connected to the communication connection section, and when the power generation command of the command circuit is input via the communication connection section, the power generation control may be performed based on the power generation command.
かかる構成によれば、複数の燃料電池電源装置を互いに接続して用いることにより、１つの燃料電池電源装置では出力できないような大きな電力を出力することができる。これにより、大電力用の燃料電池電源装置を別途設計することなく、大電力という使用条件に対応することができるため、汎用性のさらなる向上を図ることができる。 According to this configuration, by connecting multiple fuel cell power supply devices together, it is possible to output a large amount of power that cannot be output by a single fuel cell power supply device. This makes it possible to meet high power usage conditions without having to design a separate fuel cell power supply device for high power, thereby further improving versatility.
ここで、複数の燃料電池電源装置を用いる場合、指令回路が各燃料電池電源装置を統括して制御することが考えられる。この場合、発電制御回路は、通信接続部を介して入力される発電指令に基づき燃料電池の発電制御を行うものであるため、指令回路は、通信接続部に発電指令を送信すればよい。したがって、指令回路は、複数の燃料電池電源装置のうち少なくとも１つに設けられていればよい。よって、構成の簡素化を図ることができる。 Here, when multiple fuel cell power supply devices are used, it is conceivable that the command circuit controls each fuel cell power supply device in an integrated manner. In this case, since the power generation control circuit controls the power generation of the fuel cell based on the power generation command input via the communication connection unit, the command circuit only needs to send the power generation command to the communication connection unit. Therefore, it is sufficient that the command circuit is provided in at least one of the multiple fuel cell power supply devices. This makes it possible to simplify the configuration.
また、統括制御を行うことができる指令回路を回路接続部に接続することによって、燃料電池電源装置を、複数の燃料電池電源装置の統括制御を行うマスタ装置として用いることができる。これにより、汎用性の向上を図ることができる。 In addition, by connecting a command circuit capable of performing overall control to the circuit connection section, the fuel cell power supply device can be used as a master device that performs overall control of multiple fuel cell power supply devices. This can improve versatility.
上記燃料電池電源装置は、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能な接続スイッチを備え、前記蓄電接続部は、前記接続スイッチを介して前記燃料電池に接続される、ものであってもよい。
かかる構成によれば、接続スイッチをＯＦＦにすることで、燃料電池と蓄電接続部との接続を遮断することができる。これにより、蓄電接続部への蓄電装置の着脱を行う際に、燃料電池の電力が蓄電接続部を介する予期しない経路で伝わることを抑制することができる。したがって、燃料電池電源装置の安全性を向上することができる。
The fuel cell power supply device may include a connection switch that can be switched ON/OFF, and the power storage connection section may be connected to the fuel cell via the connection switch.
With this configuration, the connection between the fuel cell and the power storage connector can be cut off by turning off the connection switch. This makes it possible to prevent the power of the fuel cell from being transmitted through an unexpected path via the power storage connector when attaching or detaching the power storage device to or from the power storage connector, thereby improving the safety of the fuel cell power supply device.
上記燃料電池電源装置は、前記燃料電池と前記出力端子部との間に設けられるとともに第１の接続状態と第２の接続状態とを切替可能な切替スイッチを備え、前記第１の接続状態では、前記蓄電接続部が前記接続スイッチ及び前記切替スイッチを介して前記出力端子部に接続され、前記第２の接続状態では、前記蓄電接続部が前記接続スイッチを介さず、且つ、前記切替スイッチを介して、前記出力端子部に接続される、ものであってもよい。 The fuel cell power supply device may include a changeover switch provided between the fuel cell and the output terminal section and capable of switching between a first connection state and a second connection state, and in the first connection state, the power storage connection section is connected to the output terminal section via the connection switch and the changeover switch, and in the second connection state, the power storage connection section is connected to the output terminal section not via the connection switch but via the changeover switch.
かかる構成によれば、第１の接続状態では、接続スイッチをＯＦＦにすることで蓄電接続部と出力端子部との接続を遮断することができる。これにより、蓄電装置が蓄電接続部に接続されている場合に蓄電装置の電力を出力端子部から出力するか否かを、接続スイッチを操作することで切り替えることができる。したがって、蓄電接続部への蓄電装置の着脱を行う際に、蓄電装置の電力が出力端子部を介する予期しない経路で伝わることを抑制することができる。 According to this configuration, in the first connection state, the connection between the power storage connection section and the output terminal section can be cut off by turning off the connection switch. This makes it possible to switch whether or not the power of the power storage device is output from the output terminal section when the power storage device is connected to the power storage connection section by operating the connection switch. Therefore, when attaching or detaching the power storage device to or from the power storage connection section, it is possible to prevent the power of the power storage device from being transmitted through an unexpected path via the output terminal section.
また、第２の接続状態では、接続スイッチをＯＦＦにすることで出力端子部と燃料電池との接続を遮断することができる。これにより、例えば負荷に電池が含まれる場合でも、接続スイッチを操作することで当該負荷に含まれる電池の電力が燃料電池に伝わることを止めることができる。したがって、例えば燃料電池のメンテナンス等を行う際に、負荷の出力が出力端子部を介する予期しない経路で伝わることを抑制することができる。 In addition, in the second connection state, the connection between the output terminal unit and the fuel cell can be cut off by turning off the connection switch. As a result, even if the load includes a battery, for example, the connection switch can be operated to stop the power of the battery included in the load from being transmitted to the fuel cell. Therefore, for example, when performing maintenance on the fuel cell, it is possible to prevent the output of the load from being transmitted through an unexpected path via the output terminal unit.
以上より、安全性の向上と、多様な負荷に対応可能な汎用性の向上と、を両立可能な燃料電池電源装置を提供することができる。 As a result, it is possible to provide a fuel cell power supply device that is both safe and versatile enough to handle a variety of loads.
本発明によれば、燃料電池電源装置の汎用性を向上することができる。 The present invention can improve the versatility of fuel cell power supply devices.
＜第１実施形態＞
以下、燃料電池電源装置の第１実施形態について説明する。
＜燃料電池電源装置１０、商用電源１００＞
図１に示すように、燃料電池電源装置１０は、例えば商用電源１００に並列に接続されて、商用電源１００とともに負荷１０１に電力を供給可能なものとして用いられる。本実施形態の商用電源１００は、負荷１０１の要求電力Ｐ１に応じて直流電圧Ｖｄｃ１の電力を負荷１０１に出力する。商用電源１００は、例えば図示しない系統電源の交流電力を直流電圧Ｖｄｃ１に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを備える。なお、商用電源１００の具体的態様は任意であり、図示しない交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して負荷１０１に供給するＡＣ／ＤＣコンバータを備えていてもよい。このような交流電源としては、例えば発電所及び変電所の発電装置などが挙げられる。
First Embodiment
A first embodiment of a fuel cell power supply device will now be described.
<Fuel cell
As shown in Fig. 1, a fuel cell
燃料電池電源装置１０は、燃料電池２０と、電力変換器３０と、出力端子部４０と、蓄電接続部５０と、蓄電装置５１と、接続スイッチ６０と、ヒューズ６１と、切替スイッチ６２と、発電制御回路７０と、回路接続部７１と、を備える。
The fuel cell
＜燃料電池２０＞
図示は省略するが、燃料電池２０は、水素ガス及び酸素ガスを燃料として発電する燃料電池セルと、水素ガスを貯蔵する水素タンクと、水素タンクの水素を燃料電池セルに供給する水素ポンプと、外部の空気を燃料電池セルに供給するエアコンプレッサと、を備える。燃料電池２０は、水素及び酸素の供給量に応じた電力の発電を行うことができる。そのため、燃料電池２０の発電量は、水素ポンプ及びエアコンプレッサを制御することによって制御することができる。
<
Although not shown, the
＜電力変換器３０＞
電力変換器３０は、燃料電池２０からの電力を変換して出力する。本実施形態では、電力変換器３０は直流電力を出力するＤＣ／ＤＣコンバータである。電力変換器３０から出力される電圧は、商用電源１００から出力される直流電圧Ｖｄｃ１と等しいか、それ以下である。電力変換器３０から出力される電力は、燃料電池２０から出力される電力でもある。
<
The
＜出力端子部４０＞
出力端子部４０は、燃料電池２０の電力を負荷１０１に出力するのに用いられる。出力端子部４０は、電力変換器３０を介して燃料電池２０と接続されている。燃料電池２０の電力を負荷１０１に出力する場合、出力端子部４０は、負荷１０１に接続される。
<
The
＜蓄電接続部５０＞
蓄電接続部５０は、出力端子部４０に接続されている。蓄電接続部５０は、蓄電装置５１を接続するのに用いられる。本実施形態の蓄電接続部５０は、蓄電装置５１を着脱可能なソケットである。なお、蓄電接続部５０の具体的態様はこれに限らず任意である。本実施形態の燃料電池電源装置１０は、蓄電接続部５０を備えていることにより、蓄電装置５１を取り付けた態様と、蓄電装置５１を取り外した態様とに切り替わることが可能となっている。
<Electricity
The power
＜蓄電装置５１＞
蓄電装置５１は、蓄電池５２と、蓄電接続部５０と蓄電池５２との間に介在するコンタクタ５３と、ＢＭＳ５４と、を備える。
<
The
＜蓄電池５２＞
蓄電池５２は、直流電力を出力する二次電池である。蓄電池５２としては、例えばリチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池である。蓄電装置５１が蓄電接続部５０と接続されている場合においてコンタクタ５３がＯＮのとき、蓄電池５２の電力が蓄電接続部５０を介して出力端子部４０に出力される。一方、蓄電装置５１が蓄電接続部５０に接続されている場合でも、コンタクタ５３がＯＦＦのときには蓄電池５２の電力が蓄電接続部５０を介して出力端子部４０に出力されない。
<
The
蓄電接続部５０は、電力変換器３０を介して燃料電池２０と接続されている。これにより、蓄電装置５１が蓄電接続部５０に接続されている場合、蓄電装置５１から放出される電力は負荷１０１に供給可能となるとともに、燃料電池２０が発電した電力が蓄電装置５１に供給可能となる。
The power
＜ＢＭＳ５４＞
ＢＭＳ５４は、蓄電池５２のＳＯＣ：State of Chargeを監視するBattery Management Systemである。以下、説明の便宜上、蓄電池５２のＳＯＣを、蓄電装置５１のＳＯＣということがある。すなわち、蓄電装置５１のＳＯＣは、蓄電池５２のＳＯＣと同義である。
<BMS54>
The
蓄電装置５１のＳＯＣを監視する方法の一例について説明する。ＢＭＳ５４は、蓄電装置５１の端子間電圧を取得可能に構成されており、且つ、蓄電装置５１の端子間電圧と蓄電装置５１のＳＯＣとの対応関係を示すマップを記憶している。蓄電装置５１の端子間電圧とは、例えば蓄電池５２の開回路電圧又は閉回路電圧である。ＢＭＳ５４は、蓄電装置５１の端子間電圧を取得し、上記マップを参照することにより、取得した端子間電圧から蓄電装置５１のＳＯＣを監視する。
An example of a method for monitoring the SOC of the
ＢＭＳ５４は、端子間電圧の他にも、蓄電装置５１の入出力電流や入出力電力、負荷１０１の要求電力Ｐ１と燃料電池２０の発電量とを差し引きした値などの蓄電装置５１のＳＯＣに対応するパラメータに基づき、ＳＯＣを監視してもよい。以下、説明の便宜上、蓄電装置５１のＳＯＣに対応するパラメータを、蓄電パラメータという。蓄電パラメータは、例えば蓄電装置５１の端子間電圧、入出力電流、入出力電力などである。蓄電パラメータはこれらの組み合わせであっても、蓄電装置５１のＳＯＣそのものであってもよい。
In addition to the terminal voltage, the
＜接続スイッチ６０＞
接続スイッチ６０は、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能なスイッチである。蓄電接続部５０は、接続スイッチ６０を介して燃料電池２０に接続される。接続スイッチ６０は、燃料電池２０と蓄電接続部５０との接続を切替可能である。具体的には、接続スイッチ６０がＯＮの場合、燃料電池２０と接続スイッチ６０とが導通する。接続スイッチ６０がＯＦＦの場合、燃料電池２０と接続スイッチ６０とが絶縁する。なお、接続スイッチ６０の具体的態様は、メカニカルスイッチ、リレースイッチなど任意である。
<
The
＜ヒューズ６１＞
ヒューズ６１は、接続スイッチ６０に直列に接続されている。本実施形態では、接続スイッチ６０に流れる電流は、ヒューズ６１に流れる電流と等しい。ヒューズ６１に所定の大きさ以上の電流が流れている場合、ヒューズ６１はＯＦＦとなる。これにより、蓄電装置５１から過剰な電流が流れること、及び燃料電池２０から蓄電装置５１に過剰な電流が流れることを抑制することができる。
<Fuse 61>
The
＜切替スイッチ６２＞
切替スイッチ６２は、燃料電池２０と出力端子部４０との間に設けられる。詳細には、切替スイッチ６２は、電力変換器３０と出力端子部４０との間に設けられている。切替スイッチ６２は、第１の接続状態と第２の接続状態とを切替可能である。本実施形態の切替スイッチ６２は、１つの双投式スイッチであるが、これに限られず、複数の単投式スイッチであっても、三投式スイッチであってもよい。
<
The
＜第１の接続状態＞
第１の接続状態では、蓄電接続部５０が接続スイッチ６０及び切替スイッチ６２を介して出力端子部４０に接続されるとともに、接続スイッチ６０を介することなく出力端子部４０と電力変換器３０とが接続される。これにより、第１の接続状態では、接続スイッチ６０のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、電力変換器３０を介して燃料電池２０と出力端子部４０とが接続されている。第１の接続状態の場合において、接続スイッチ６０がＯＮのとき、電力変換器３０を介して燃料電池２０と蓄電接続部５０とが接続される。
<First Connection State>
In the first connection state, the power
第１の接続状態の場合において、接続スイッチ６０がＯＦＦのとき、出力端子部４０と蓄電接続部５０とが絶縁される。したがって、第１の接続状態は、接続スイッチ６０のＯＮ／ＯＦＦを操作することにより、燃料電池２０と出力端子部４０との接続を保ちつつ、出力端子部４０と蓄電接続部５０との接続を変更することができる状態である。
In the first connection state, when the
＜第２の接続状態＞
第２の接続状態では、蓄電接続部５０は、切替スイッチ６２を介する一方、接続スイッチ６０を介することなく出力端子部４０に接続される。第２の接続状態の場合では、接続スイッチ６０のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、出力端子部４０と蓄電接続部５０とが接続されている。
<Second Connection State>
In the second connection state, the power
第２の接続状態では、出力端子部４０は、接続スイッチ６０と接続されている。また、第２の接続状態では、出力端子部４０は、電力変換器３０を介して燃料電池２０と接続されている。第２の接続状態の場合において、接続スイッチ６０がＯＮのとき、電力変換器３０を介して燃料電池２０と出力端子部４０とが接続される。接続スイッチ６０がＯＦＦのとき、燃料電池２０と出力端子部４０とが絶縁される。したがって、第２の接続状態は、接続スイッチ６０のＯＮ／ＯＦＦを操作することにより、出力端子部４０と蓄電接続部５０との接続を保ちつつ、燃料電池２０と出力端子部４０との接続を変更することができる状態である。
In the second connection state, the
換言すれば、切替スイッチ６２は、接続スイッチ６０を介することなく出力端子部４０と燃料電池２０とを接続し且つ接続スイッチ６０と出力端子部４０とを接続する第１の接続状態と、接続スイッチ６０を介して出力端子部４０と燃料電池２０とを接続し且つ接続スイッチ６０を介することなく出力端子部４０と蓄電接続部５０とを接続する第２の接続状態と、に切り替わるものである。
In other words, the
＜発電制御回路７０＞
発電制御回路７０は、処理部と、記憶部と、を備える。発電制御回路７０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣを備えていてもよい。発電制御回路７０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。
<Power
The power
発電制御回路７０は、燃料電池２０の発電制御を行う。発電制御回路７０は、蓄電装置５１のＳＯＣに対応する蓄電パラメータに基づき燃料電池２０の発電制御を行う。本実施形態では、発電制御回路７０は、蓄電装置５１のＳＯＣに基づき燃料電池２０の発電制御を行う。
The power
燃料電池２０の発電制御とは、燃料電池２０の発電量の制御である。例えば、発電制御回路７０は、燃料電池２０の燃料電池セルへの水素ガス及び酸素ガスの供給量を制御することにより、燃料電池２０の発電量の制御を行う。発電制御回路７０の制御対象としては、例えば水素ポンプやエアコンプレッサである。
The power generation control of the
なお、発電制御回路７０には、後述する指令回路７２が回路接続部７１に接続される場合に発電制御回路７０から送信された種々の指令に基づき燃料電池２０の発電制御を行うためのプログラムが予め組み込まれている。
The power
＜回路接続部７１＞
図１及び図３に示すように、回路接続部７１は、発電制御回路７０に接続される。回路接続部７１は、後述する指令回路７２と接続するのに用いられる。本実施形態の回路接続部７１は、指令回路７２が着脱可能なコネクタである。なお、回路接続部７１と指令回路７２との具体的な接続態様は任意であり、回路接続部７１と指令回路７２とがはんだ付け等により接続されていてもよい。つまり、本実施形態の燃料電池電源装置１０は、回路接続部７１を備えていることにより、指令回路７２を取り付けた態様と、指令回路７２を取り外した態様とに切り替わることが可能となっている。
<
As shown in Figures 1 and 3, the
＜指令回路７２が回路接続部７１に接続されていない場合について＞
ここで、指令回路７２が回路接続部７１に接続されていない場合について説明する。
図１に示すように、発電制御回路７０は、発電処理を行うことにより、燃料電池２０の発電を制御する。当該発電処理が行われる場合、接続スイッチ６０がＯＮであり且つ第１の接続状態となるように、切替スイッチ６２が操作されている。本実施形態では、蓄電装置５１が蓄電接続部５０に接続されている。
<When the
Here, a case where the
1, the power
＜ステップＳ１＞
図２に示すように、まず、発電制御回路７０は、ステップＳ１において、蓄電装置５１、詳細にはＢＭＳ５４から、蓄電装置５１のＳＯＣを取得する。例えば発電制御回路７０は、ＢＭＳ５４が監視している蓄電装置５１のＳＯＣを取得してもよい。また、発電制御回路７０は、ＢＭＳ５４が取得した蓄電パラメータに基づき蓄電装置５１のＳＯＣを導出することで、蓄電装置５１のＳＯＣを取得してもよい。したがって、蓄電装置５１のＳＯＣの取得態様は任意である。
<Step S1>
2 , first, in step S1, the power
＜ステップＳ２＞
次にステップＳ２に進み、発電制御回路７０は、ステップＳ１で取得した蓄電装置５１のＳＯＣに応じて、燃料電池２０の発電量を制御する発電制御を行う。本実施形態の発電制御回路７０は、発電制御として、蓄電装置５１のＳＯＣがある所定値を下回った場合に、蓄電装置５１のＳＯＣが所定値を下回るたびに燃料電池２０の発電量を大きくする多段階発電を行う。
<Step S2>
Next, proceeding to step S2, the power
要求電力Ｐ１に応じて蓄電装置５１が電力を負荷１０１に出力する場合、蓄電装置５１のＳＯＣは、蓄電装置５１から負荷１０１への電力供給に伴い低下する。そのため、蓄電装置５１のＳＯＣの減少量は、負荷１０１の要求電力Ｐ１を反映している。そのため、発電制御回路７０が上記多段階発電を行うことにより、燃料電池２０及び蓄電装置５１は、負荷１０１の要求電力Ｐ１に応じた電力を負荷１０１に供給することができる。そのため、発電制御回路７０は、蓄電装置５１のＳＯＣに基づき発電制御を行う際に、負荷１０１の要求電力Ｐ１を負荷１０１から直接取得しなくてもよい。
When the
発電制御の実行後、発電制御回路７０は発電処理を終了する。なお、当該発電処理は、燃料電池電源装置１０が起動している間は繰り返し行われている。
このように、指令回路７２が回路接続部７１に接続されていない場合、燃料電池電源装置１０は、蓄電装置５１のＳＯＣに応じて燃料電池２０の発電制御を行う。このような発電制御を実行可能な燃料電池電源装置１０は、例えば、負荷１０１への常用電源として用いることができる。燃料電池電源装置１０は、ある領域に設置されていても、移動可能、さらには携帯可能であってもよい。
After the power generation control is completed, the power
In this way, when the
ちなみに、本実施形態では、商用電源１００が負荷１０１に接続されており、当該商用電源１００からも負荷１０１に電力供給が行われる。かかる構成においては、例えば商用電源１００が供給可能な電力よりも要求電力Ｐ１が大きい場合に、燃料電池電源装置１０の蓄電装置５１から負荷１０１への電力供給が行われる。つまり、商用電源１００が負荷１０１に接続されている場合には、燃料電池電源装置１０は、商用電源１００の補助電源として用いられる。
Incidentally, in this embodiment, the
＜指令回路７２が回路接続部７１に接続されている場合について＞
次に、図３及び図４を用いて、指令回路７２が回路接続部７１に接続されている場合について説明する。まず、回路接続部７１に接続される指令回路７２の構成の一例について説明する。
<When the
3 and 4, a case where the
＜指令回路７２＞
図３に示すように、指令回路７２は、処理部と、記憶部と、を備える。指令回路７２は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣを備えていてもよい。指令回路７２は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。本実施形態では、指令回路７２が回路接続部７１に接続されている。指令回路７２は、発電制御回路７０と別体である。
<
As shown in Fig. 3, the
指令回路７２は、回路接続部７１に接続されている。指令回路７２が回路接続部７１に接続されている場合、指令回路７２は、回路接続部７１を介して負荷１０１の要求電力Ｐ１を取得可能に構成されている。また、指令回路７２は、回路接続部７１を介して商用電源１００の直流電圧Ｖｄｃ１を取得可能に構成されている。直流電圧Ｖｄｃ１は、商用電源１００から負荷１０１への電力供給の状態を反映している。したがって、本実施形態の指令回路７２は、回路接続部７１に接続された場合に、直流電圧Ｖｄｃ１を用いて商用電源１００から負荷１０１への電力供給を監視する。なお、電力供給に用いられるパラメータは直流電圧Ｖｄｃ１に限らず、商用電源１００から出力される電力などの商用電源１００の動作を表すものであれば任意である。
The
指令回路７２は、回路接続部７１に接続されている場合に、発電制御回路７０に種々の指令を送信するように構成される。発電制御回路７０は、当該指令に基づき燃料電池２０の発電制御を行う。当該指令は、起動指令Ｃ１と、発電指令Ｃ２と、停止指令Ｃ３と、を含む。
When the
＜起動指令Ｃ１＞
起動指令Ｃ１は、燃料電池２０の起動に用いられる信号である。発電制御回路７０が起動指令Ｃ１を受信した場合、発電制御回路７０は燃料電池２０の起動を行う。したがって、発電制御回路７０は、指令回路７２が回路接続部７１に接続されている状況において指令回路７２から起動指令Ｃ１が入力されたことに基づき、燃料電池２０を起動させる。
<Start command C1>
The start-up command C1 is a signal used to start up the
＜発電指令Ｃ２＞
発電指令Ｃ２は、燃料電池２０の発電に用いられる信号である。発電指令Ｃ２は、蓄電装置５１の蓄電パラメータの形式の信号であり、本実施形態ではＳＯＣ形式の信号である。ＳＯＣ形式の信号とは、発電制御回路７０が蓄電装置５１から取得するＳＯＣと同じ形式の信号である。言い換えれば、発電指令Ｃ２は、発電制御回路７０が蓄電装置５１から取得するＳＯＣと代替可能な信号である。発電指令Ｃ２は、ＳＯＣ形式のものに限らず、例えば蓄電装置５１の開回路電圧や閉回路電圧などの端子間電圧、出力電力、出力電流等、ＳＯＣに対応する蓄電パラメータであれば任意である。
<Power generation command C2>
The power generation command C2 is a signal used for power generation by the
発電制御回路７０は、指令回路７２が回路接続部７１に接続されている場合には指令回路７２からの発電指令Ｃ２に基づき燃料電池２０の発電制御を行う。このとき、指令回路７２は、発電指令Ｃ２として蓄電装置５１のＳＯＣ形式の信号を発電制御回路７０に送信することにより、発電制御回路７０を制御する。例えば、発電制御回路７０は、発電指令Ｃ２を受信した場合、蓄電装置５１からのＳＯＣに代えて、発電指令Ｃ２に基づき燃料電池２０の発電量を制御する発電制御を行う。
When the
＜停止指令Ｃ３＞
停止指令Ｃ３は、燃料電池２０の停止に用いられる指令である。発電制御回路７０が停止指令Ｃ３を受信した場合、発電制御回路７０は燃料電池２０の発電の停止を行う。停止指令Ｃ３の形式は任意である。
<Stop command C3>
The stop command C3 is a command used to stop the
＜非常用電源処理＞
本実施形態では、発電制御回路７０及び指令回路７２は、非常用電源処理を実行することにより、非常用電源装置として燃料電池電源装置１０を機能させる。非常用電源装置としての燃料電池電源装置１０は、商用電源１００の停電の際に燃料電池２０の電力を商用電源１００に電力を供給する。
<Emergency power supply processing>
In this embodiment, the power
以下、本実施形態の発電制御回路７０及び指令回路７２が行う非常用電源処理について説明する。本実施形態では、蓄電装置５１が蓄電接続部５０に接続されている。これに伴い、非常用電源処理が行われるに際し、接続スイッチ６０がＯＮであり且つ第１の接続状態となるように切替スイッチ６２が操作されている。
The following describes the emergency power supply processing performed by the power
＜ステップＳ１１＞
図４に示すように、ステップＳ１１において、指令回路７２は、商用電源１００に停電が発生しているか否かを判定する。当該判定の具体的態様は任意であるが、例えば指令回路７２は、電圧センサ１０２から直流電圧Ｖｄｃ１を取得し、当該直流電圧Ｖｄｃ１が所定の停電判定電圧Ｖ１未満であるか否かを判定する。停電判定電圧Ｖ１は、例えば商用電源１００の動作最低電圧である。なお、停電判定電圧Ｖ１は、商用電源１００や負荷１０１の仕様に応じて適宜設定すればよい。取得した直流電圧Ｖｄｃ１が停電判定電圧Ｖ１未満である場合、指令回路７２は、商用電源１００に停電が発生していると判定する。この場合、ステップＳ１１の判定結果が肯定となる。一方、取得した直流電圧Ｖｄｃ１が停電判定電圧Ｖ１以上である場合、指令回路７２は、商用電源１００に停電が発生していないと判定する。この場合、ステップＳ１１の判定結果が否定となる。ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、指令回路７２は、非常用電源処理を終了する。
<Step S11>
As shown in FIG. 4, in step S11, the
＜ステップＳ１２＞
一方、ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合、ステップＳ１２に進み、指令回路７２は、商用電源１００に停電が発生したことに基づき、発電制御回路７０に対して起動指令Ｃ１を送信する。なお、起動指令Ｃ１の形式は任意であるが、例えば発電指令Ｃ２と同様に蓄電装置５１のＳＯＣ形式である。
<Step S12>
On the other hand, if the determination result in step S11 is positive, the process proceeds to step S12, where the
＜ステップＳ１３＞
発電制御回路７０が指令回路７２から起動指令Ｃ１を受信した場合、ステップＳ１３に進み、発電制御回路７０は燃料電池２０を起動する。
<Step S13>
When the power
＜ステップＳ１４＞
次にステップＳ１４に進み、指令回路７２は、負荷１０１から要求電力Ｐ１を取得する。
<Step S14>
Next, the process proceeds to step S14, where the
＜ステップＳ１５＞
次にステップＳ１５に進み、指令回路７２は、ステップＳ１４で取得した要求電力Ｐ１に基づき、発電指令Ｃ２を発電制御回路７０に送信する。このとき、指令回路７２は、ステップＳ１４で取得した要求電力Ｐ１からＳＯＣ形式の発電指令Ｃ２への変換を行う。当該変換の具体的態様は任意であるが、例えば指令回路７２は、要求電力Ｐ１と発電指令Ｃ２との対応関係を示すマップを参照することにより要求電力Ｐ１から発電指令Ｃ２への変換を行う。当該マップは、例えば指令回路７２の記憶部に記憶されている。要求電力Ｐ１が大きくなるほど、発電指令Ｃ２で表されるＳＯＣは小さくなる。
<Step S15>
Next, the process proceeds to step S15, where the
＜ステップＳ１６＞
発電制御回路７０が発電指令Ｃ２を受信した場合、ステップＳ１６に進み、発電制御回路７０は、受信した発電指令Ｃ２で表されるＳＯＣに基づき、燃料電池２０の発電制御を行う。発電制御の具体的態様は、発電処理におけるステップＳ２の処理と同様である。すなわち、発電制御回路７０は、発電指令Ｃ２で表されるＳＯＣに応じて、燃料電池２０の発電量を制御する。発電制御回路７０は、発電制御として、蓄電装置５１のＳＯＣがある所定値を下回った場合に、蓄電装置５１のＳＯＣが所定値を下回るたびに燃料電池２０の発電量を大きくする多段階発電を行う。なお、発電制御回路７０がＢＭＳ５４から蓄電装置５１のＳＯＣと、指令回路７２から発電指令Ｃ２で表されるＳＯＣと、をともに取得している場合、発電制御回路７０は、蓄電装置５１のＳＯＣより優先して発電指令Ｃ２で表されるＳＯＣに基づき、発電制御を行う。
<Step S16>
When the power
燃料電池２０から発生する電力は、電力変換器３０によって蓄電装置５１の電圧と同程度の直流電圧に変換された上で、商用電源１００に供給される。なお、ステップＳ１１で停電の発生判定が行われてから燃料電池２０の発電による電力が負荷１０１に供給されるまでの間に、所定の期間が必要となる。所定の期間とは、例えばステップＳ１２での燃料電池２０の起動から電力変換器３０の出力電圧が安定するまでの期間である。この期間では、電力変換器３０からの出力電圧が蓄電装置５１の出力電圧より小さい。そのため、蓄電装置５１の出力電圧が出力端子部４０を介して負荷１０１に印加される。これにより、商用電源１００が停電してから燃料電池２０が発電を開始するまでの電圧低下が抑制される。これに伴い、蓄電装置５１の電力が負荷１０１に供給される。そのため、蓄電装置５１が、燃料電池２０及び商用電源１００に代わって負荷１０１への電力供給を担うこととなる。
The power generated by the
＜ステップＳ１７＞
その後、ステップＳ１７に進み、指令回路７２は、商用電源１００が復電しているか否かを判定する。当該判定の具体的態様は任意であるが、例えば指令回路７２は、電圧センサ１０２から直流電圧Ｖｄｃ１を取得し、当該直流電圧Ｖｄｃ１が所定の復電判定電圧Ｖ２以上であるか否かを判定する。復電判定電圧Ｖ２は、例えば商用電源１００の動作最低電圧である。なお、復電判定電圧Ｖ２は、商用電源１００や負荷１０１の仕様に応じて適宜設定すればよい。取得した直流電圧Ｖｄｃ１が復電判定電圧Ｖ２以上である場合、指令回路７２は、商用電源１００が復電していると判定する。この場合、ステップＳ１７の判定結果が肯定となる。一方、取得した直流電圧Ｖｄｃ１が復電判定電圧Ｖ２未満である場合、指令回路７２は、商用電源１００が復電していないと判定する。この場合、ステップＳ１７の判定結果が否定となる。ステップＳ１７の判定結果が否定の場合、ステップＳ１４に戻り、発電制御回路７０が再度要求電力Ｐ１を取得する。
<Step S17>
Then, the process proceeds to step S17, where the
＜ステップＳ１８＞
一方、ステップＳ１７の判定結果が肯定、すなわち商用電源１００が復電したと判定された場合、ステップＳ１８に進み、指令回路７２は、回路接続部７１を介して発電制御回路７０に停止指令Ｃ３を送信する。
<Step S18>
On the other hand, if the judgment result of step S17 is positive, that is, if it is judged that the
＜ステップＳ１９＞
発電制御回路７０が停止指令Ｃ３を受信した場合、ステップＳ１９に進み、発電制御回路７０は燃料電池２０の発電を停止させる。その後、指令回路７２は、非常用電源処理を終了する。
<Step S19>
If the power
＜第１実施形態の作用＞
指令回路７２が回路接続部７１に接続されていない場合、発電制御回路７０は発電処理を行うことにより、燃料電池電源装置１０を負荷１０１に電力を供給する補助電源として機能させることができる。
<Operation of First Embodiment>
When the
一方、指令回路７２が回路接続部７１に接続されている場合、発電制御回路７０は非常用電源処理を行う。非常用電源処理において、発電制御回路７０は、商用電源１００の停電が契機となって指令回路７２から送信される発電指令Ｃ２に基づき燃料電池２０の発電制御を行う。これにより、燃料電池電源装置１０を非常用電源として機能させることが可能となる。
On the other hand, when the
＜第１実施形態の効果＞
以下、第１実施形態の効果について説明する。
（１－１）燃料電池電源装置１０は、燃料電池２０と、燃料電池２０の電力を負荷１０１に出力するのに用いられる出力端子部４０と、燃料電池２０の発電制御を行う発電制御回路７０と、発電制御回路７０に接続され、回路接続部７１と接続するのに用いられる回路接続部７１と、を備える。
Effects of the First Embodiment
The effects of the first embodiment will be described below.
(1-1) The fuel cell
かかる構成において、指令回路７２は、回路接続部７１が回路接続部７１に接続されている場合に発電制御回路７０に発電指令Ｃ２を送信するように構成されている。発電制御回路７０は、指令回路７２が回路接続部７１に接続されている場合には指令回路７２からの発電指令Ｃ２に基づき燃料電池２０の発電制御を行う。
In this configuration, the
かかる構成によれば、指令回路７２を接続することによって、指令回路７２が発電制御回路７０を介して燃料電池２０の発電制御を行うことができる。これにより、指令回路７２を用いて燃料電池２０の発電制御を行うことができる。したがって、指令回路７２を用いた燃料電池２０の発電制御を行う必要がない場合、例えば蓄電装置５１が蓄電接続部５０に接続されている場合には、指令回路７２を回路接続部７１に接続しない一方、指令回路７２を用いた燃料電池２０の発電制御を行いたい場合、例えば燃料電池電源装置１０を非常用電源として使用する場合には、指令回路７２を回路接続部７１に接続すればよい。よって、指令回路７２を用いる場合と用いない場合とで使用条件が異なる場合であっても、同一の燃料電池電源装置１０を用いることができる。したがって、燃料電池電源装置１０の汎用性を向上することができる。
According to this configuration, by connecting the
（１－２）指令回路７２は、回路接続部７１に接続された場合に、商用電源１００から負荷１０１への電力供給を監視するものである。指令回路７２は、ステップＳ１１の判定の結果、商用電源１００に停電が発生したことに基づき、ステップＳ１２の処理を実行することで発電制御回路７０に対して起動指令Ｃ１を送信するように構成される。
(1-2) When the
かかる構成において、発電制御回路７０は、指令回路７２が回路接続部７１に接続されている状況において回路接続部７１から発電指令Ｃ２が入力されたことに基づき、ステップＳ１３の処理を実行することにより、燃料電池２０を起動させる。
In this configuration, when the
かかる構成によれば、指令回路７２を回路接続部７１に接続することにより、商用電源１００の停電を検知することができる。また、商用電源１００の停電が発生した場合には、燃料電池２０が起動することにより、燃料電池２０がバックアップとして機能する。したがって、指令回路７２を接続することにより、燃料電池電源装置１０を非常用電源として用いることができる。よって、汎用性のさらなる向上を図ることができる。
With this configuration, a power outage of the
（１－３）燃料電池電源装置１０は、出力端子部４０に接続されているとともに、蓄電装置５１を接続するのに用いられる蓄電接続部５０を備えている。
かかる構成において、発電制御回路７０は、蓄電装置５１のＳＯＣに対応する蓄電パラメータに基づき燃料電池電源装置１０の発電制御を行うものである。また、指令回路７２は、発電指令Ｃ２として蓄電装置５１の蓄電パラメータの形式の信号を発電制御回路７０に送信することにより、発電制御回路７０を制御するものである。
(1-3) The fuel cell
In this configuration, the power
かかる構成によれば、蓄電装置５１が蓄電接続部５０に接続された場合には、蓄電装置５１から出力端子部４０を介して負荷１０１に電圧を印加することができる。したがって、商用電源１００が停電してから燃料電池２０が発電を開始するまでの電圧低下を抑制できる。
With this configuration, when the
また、かかる構成によれば、蓄電装置５１を蓄電接続部５０に接続することによって、蓄電装置５１の電力を負荷１０１に供給することができる。ここで、仮に蓄電装置５１から負荷１０１に電力供給が行われている場合、蓄電装置５１のＳＯＣは低下する。一方、蓄電装置５１から負荷１０１に電力供給が行われていない場合、蓄電装置５１のＳＯＣは低下しない。このため、蓄電装置５１から負荷１０１への電力供給の態様に応じて、蓄電装置５１のＳＯＣが変動しうる。
Furthermore, with this configuration, by connecting the
この点、本構成によれば、発電制御回路７０が蓄電装置５１のＳＯＣに対応する蓄電パラメータに基づき発電制御を行うことにより、負荷１０１と発電制御回路７０とが直接情報をやり取りしなくても、負荷１０１に対して必要な電力を供給することができる。
In this regard, according to the present configuration, the power
一方、指令回路７２が回路接続部７１に接続される場合には、発電制御回路７０は指令回路７２からの発電指令Ｃ２に基づき発電制御を行ってもよい。この場合、指令回路７２から専用形式の信号が発電制御回路７０に入力されると、発電制御回路７０は当該専用形式の信号に基づき発電制御を行うことができるように構成される必要が生じうる。
On the other hand, when the
この点、本構成によれば、指令回路７２は、蓄電装置５１の蓄電パラメータの形式の信号を発電指令Ｃ２として送信するように構成されている。これにより、蓄電装置５１の蓄電パラメータに基づき発電制御を行う発電制御回路７０を用いて、指令回路７２からの発電指令Ｃ２に対応できる。つまり、指令回路７２が接続されている場合と指令回路７２が接続されていない場合とで、共通の発電制御回路７０を用いることができる。したがって、指令回路７２からの発電指令Ｃ２に対応するための発電制御回路７０を別途用意する必要がないため、汎用性の向上を図ることができる。
In this regard, according to the present configuration, the
（１－５）燃料電池電源装置１０は、ＯＮ／ＯＦＦを切替可能な接続スイッチ６０を備える。かかる構成において、蓄電接続部５０は、接続スイッチ６０を介して燃料電池２０に接続される。
(1-5) The fuel cell
かかる構成によれば、接続スイッチ６０をＯＦＦにすることで、燃料電池２０と蓄電接続部５０との接続を遮断することができる。これにより、蓄電接続部５０への蓄電装置５１の着脱を行う際に、燃料電池２０の電力が蓄電接続部５０を介する予期しない経路で伝わることを抑制することができる。したがって、燃料電池電源装置１０の安全性を向上することができる。
With this configuration, the connection between the
（１－６）燃料電池電源装置１０は、燃料電池２０と出力端子部４０との間に設けられるとともに第１の接続状態と第２の接続状態とを切替可能な切替スイッチ６２を備える。接続スイッチ６０は、切替スイッチ６２を介して出力端子部４０に接続される。
(1-6) The fuel cell
かかる構成において、第１の接続状態では、蓄電接続部５０が接続スイッチ６０及び切替スイッチ６２を介して出力端子部４０に接続される。また、第２の接続状態では、蓄電接続部５０が接続スイッチ６０を介さず、且つ、切替スイッチ６２を介して、出力端子部４０に接続される。
In this configuration, in the first connection state, the power
かかる構成によれば、第１の接続状態では、接続スイッチ６０をＯＦＦにすることで蓄電接続部５０と出力端子部４０との接続を遮断することができる。これにより、蓄電装置５１が蓄電接続部５０に接続されている場合に蓄電装置５１の電力を出力端子部４０から出力するか否かを、接続スイッチ６０を操作することで切り替えることができる。したがって、蓄電接続部５０への蓄電装置５１の着脱を行う際に、蓄電装置５１の電力が出力端子部４０を介する予期しない経路で伝わることを抑制することができる。
According to this configuration, in the first connection state, the connection between the power
また、第２の接続状態では、接続スイッチ６０をＯＦＦにすることで出力端子部４０と燃料電池２０との接続を遮断することができる。これにより、例えば負荷１０１に電池が含まれる場合でも、接続スイッチ６０を操作することで当該負荷１０１に含まれる電池の電力が燃料電池２０に伝わることを止めることができる。したがって、例えば燃料電池２０のメンテナンス等を行う際に、負荷１０１の出力が出力端子部４０を介する予期しない経路で伝わることを抑制することができる。
In addition, in the second connection state, the connection between the
以上より、安全性の向上と、多様な負荷１０１に対応可能な汎用性の向上と、を両立可能な燃料電池電源装置１０を提供することができる。
＜第２実施形態の構成＞
次に、第２実施形態の燃料電池電源装置について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の部材番号を付すことで説明を省略する。
As a result, it is possible to provide a fuel cell
<Configuration of the Second Embodiment>
Next, a fuel cell power supply device according to a second embodiment will be described. Note that the same components as those in the first embodiment are given the same reference numbers and descriptions thereof will be omitted.
図５に示すように、燃料電池電源装置１０は、さらに通信接続部８０を備える。通信接続部８０は、他の燃料電池電源装置１０と接続するのに用いられる。通信接続部８０は、発電制御回路７０と接続されている。通信接続部８０は、通信信号線８１が接続可能に構成されている。通信信号線８１は、複数の燃料電池電源装置１０の通信接続部８０に接続される。なお、図５においては、接続スイッチ６０、ヒューズ６１、及び切替スイッチ６２の図示は省略されている。
As shown in FIG. 5, the fuel cell
指令回路７２が回路接続部７１に接続されている場合、指令回路７２の指令Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が、発電制御回路７０を介して通信接続部８０に伝達される。通信接続部８０に伝達された指令Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、通信信号線８１を介して他の燃料電池電源装置１０に伝達される。
When the
通信接続部８０の具体的態様は、コネクタやポートなど任意である。また、通信信号線８１の具体的態様はケーブルなど任意である。なお、通信接続部８０が無線通信可能に構成されている場合、通信信号線８１は省略されてもよい。
The specific form of the
＜燃料電池電源システム２００＞
次に、第２実施形態の燃料電池電源装置１０を用いた燃料電池電源システム２００について説明する。
<Fuel Cell
Next, a fuel cell
図５に示すように、燃料電池電源システム２００は、複数の燃料電池電源装置１０と、複数の燃料電池電源装置１０を互いに接続する通信信号線８１と、を備える。複数の燃料電池電源装置１０は、少なくとも１つのメイン燃料電池電源装置１０ａと、少なくとも１つのサブ燃料電池電源装置１０ｂと、により構成されている。
As shown in FIG. 5, the fuel cell
メイン燃料電池電源装置１０ａは、指令回路７２が回路接続部７１に接続されている燃料電池電源装置１０である。本実施形態では、メイン燃料電池電源装置１０ａの数は１つである。
The main fuel cell power supply unit 10a is a fuel cell
サブ燃料電池電源装置１０ｂは、指令回路７２が回路接続部７１に接続されていない燃料電池電源装置１０である。本実施形態では、サブ燃料電池電源装置１０ｂの数は２つ以上である。
The sub-fuel cell
本実施形態では、各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されている。つまり、各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂが蓄電装置５１を有している。ただし、これに限られず、メイン燃料電池電源装置１０ａの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されていれば、サブ燃料電池電源装置１０ｂの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されていなくてもよい。つまり、サブ燃料電池電源装置１０ｂが蓄電装置５１を有していなくてもよい。また、少なくとも１つのサブ燃料電池電源装置１０ｂの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されていれば、メイン燃料電池電源装置１０ａの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されていなくてもよい。つまり、メイン燃料電池電源装置１０ａが蓄電装置５１を有していなくてもよい。要は、燃料電池電源システム２００を構成する燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂのうちの少なくとも１つが蓄電装置５１を有していればよい。
In this embodiment, the
各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの出力端子部４０は、負荷１０１に対して並列に接続されている。これにより、複数の燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂのそれぞれから負荷１０１に電力を供給することが可能となる。
The
各サブ燃料電池電源装置１０ｂの通信接続部８０は、通信信号線８１を介してメイン燃料電池電源装置１０ａの通信接続部８０に接続されている。一部のサブ燃料電池電源装置１０ｂの通信接続部８０は、他のサブ燃料電池電源装置１０ｂの通信接続部８０に接続されている。そして、当該一部のサブ燃料電池電源装置１０ｂの通信接続部８０は、当該他のサブ燃料電池電源装置１０ｂの通信接続部８０を介してメイン燃料電池電源装置１０ａの通信接続部８０に接続されている。すなわち、各サブ燃料電池電源装置１０ｂは、通信信号線８１、又は、通信信号線８１及び他のサブ燃料電池電源装置１０ｂを介して、メイン燃料電池電源装置１０ａに接続されている。
The
本実施形態では、燃料電池電源システム２００を構成する燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂは、通信信号線８１を介して直列に接続されている。言い換えれば、燃料電池電源システム２００を構成するある燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂには、１つ又は２つの燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂが接続されている。これにより、メイン燃料電池電源装置１０ａの指令回路７２と各発電制御回路７０との通信が可能となる。当該通信の具体的態様は任意であるが、例えばCAN:Controlled Area NetworkやLIN:Local Interconnected Networkなどの所定の通信規格に準拠したものが挙げられる。
In this embodiment, the fuel cell
メイン燃料電池電源装置１０ａの指令回路７２は、メイン燃料電池電源装置１０ａの発電制御回路７０に対して指令Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を送信する。このとき、指令回路７２の指令Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの発電制御回路７０、通信接続部８０、通信信号線８１を介して、各サブ燃料電池電源装置１０ｂの発電制御回路７０に送信される。これにより、指令回路７２は、サブ燃料電池電源装置１０ｂの発電制御回路７０の統括制御を行うことが可能となる。指令回路７２は、各発電制御回路７０を統括制御することにより、燃料電池電源システム２００全体としての非常用電源処理を行う。
The
＜燃料電池電源システム２００全体としての非常用電源処理について＞
以下、燃料電池電源システム２００全体として行われる非常用電源処理について説明する。
<Regarding emergency power supply processing for the entire fuel cell
The emergency power supply process carried out by the fuel cell
＜ステップＳ２１＞
図６に示すように、まず、指令回路７２は、ステップＳ２１において、商用電源１００の停電が発生しているか否かを判定する。判定方法はステップＳ１１の処理と同様である。ステップＳ２１の判定結果が否定の場合、指令回路７２は非常用電源処理を終了する。
<Step S21>
6, first, in step S21, the
＜ステップＳ２２＞
一方、ステップＳ２１の判定結果が肯定の場合、ステップＳ２２に進み、指令回路７２は、商用電源１００に停電が発生したことに基づき、複数の燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの発電制御回路７０のそれぞれに対して起動指令Ｃ１を送信する。起動指令Ｃ１の形式等は、ステップＳ１２の場合と同様である。
<Step S22>
On the other hand, if the determination result in step S21 is positive, the process proceeds to step S22, where the
＜ステップＳ２３＞
各発電制御回路７０が指令回路７２から起動指令Ｃ１を受信した場合、ステップＳ２３に進み、発電制御回路７０は各燃料電池２０を起動する。
<Step S23>
When each power
＜ステップＳ２４＞
次にステップＳ２４に進み、指令回路７２は、負荷１０１から要求電力Ｐ１を取得する。
<Step S24>
Next, the process proceeds to step S24, where the
＜ステップＳ２５＞
次にステップＳ２５に進み、指令回路７２は、ステップＳ１４で取得した要求電力Ｐ１に基づき、発電指令Ｃ２を各発電制御回路７０に送信する。発電指令Ｃ２の形式や要求電力Ｐ１との対応関係等は、ステップＳ１５と同様である。
<Step S25>
Next, the process proceeds to step S25, where the
ここで、指令回路７２は、要求電力Ｐ１に応じて各燃料電池２０の発電量を決定し、当該発電量に対応する発電指令Ｃ２を、各発電制御回路７０に送信する。このとき、各燃料電池２０の発電量の総和は、要求電力Ｐ１と一致する。各燃料電池２０の発電量を決定する方法を例示する。指令回路７２は、要求電力Ｐ１を燃料電池２０の出力可能なある電力値で除算する。このような電力値としては、例えば燃料電池２０の定格電力が挙げられる。そして、当該除算された値の整数の数だけ燃料電池２０が定格電力で発電するように、各発電制御回路７０に発電指令Ｃ２を送信する。他にも、要求電力Ｐ１を燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの数で除算した値に対応する発電指令Ｃ２を各発電制御回路７０に送信してもよい。
Here, the
＜ステップＳ２６＞
発電制御回路７０が発電指令Ｃ２を受信した場合、ステップＳ２６に進み、発電制御回路７０は、受信した発電指令Ｃ２で表されるＳＯＣに基づき、燃料電池２０の発電制御を行う。発電制御の具体的態様は、ステップＳ１６のものやステップＳ２のものと同様である。
<Step S26>
When the power
ここで、サブ燃料電池電源装置１０ｂの発電制御回路７０には、メイン燃料電池電源装置１０ａの指令回路７２の発電指令Ｃ２が、通信接続部８０を介して入力される。したがって、サブ燃料電池電源装置１０ｂの発電制御回路７０は、指令回路７２の発電指令Ｃ２が通信接続部８０を介して入力される場合には、当該発電指令Ｃ２に基づき発電制御を行う。
Here, the power generation command C2 of the
＜ステップＳ２７＞
次に、ステップＳ２７に進み、指令回路７２は、商用電源１００が復電しているか否かを判定する。当該判定の具体的態様は任意であり、例えばステップＳ１７のものと同様である。ステップＳ２７の判定結果が否定の場合、ステップＳ２４に戻り、発電制御回路７０が再度要求電力Ｐ１を取得する。
<Step S27>
Next, the process proceeds to step S27, where the
＜ステップＳ２８＞
一方、ステップＳ２７の判定結果が肯定、すなわち商用電源１００が復電したと判定された場合、ステップＳ２８に進み、指令回路７２は、各発電制御回路７０に停止指令Ｃ３を送信する。
<Step S28>
On the other hand, if the determination result in step S27 is positive, that is, if it is determined that the
＜ステップＳ２９＞
各発電制御回路７０が停止指令Ｃ３を受信した場合、ステップＳ２９に進み、各発電制御回路７０は燃料電池２０の発電を停止させる。その後、指令回路７２は、非常用電源処理を終了する。
<Step S29>
If each power
＜第２実施形態の作用＞
商用電源１００の停電が発生した場合、指令回路７２は、燃料電池電源システム２００全体としての非常用電源処理を行う。当該非常用電源処理において、指令回路７２は、ステップＳ２５の処理を実行することにより、各発電制御回路７０に対して発電指令Ｃ２を送信する。当該発電指令Ｃ２は、メイン燃料電池電源装置１０ａの発電制御回路７０のみならず、通信接続部８０及び通信信号線８１を介してサブ燃料電池電源装置１０ｂの発電制御回路７０にも送信される。各発電制御回路７０は、メイン燃料電池電源装置１０ａの指令回路７２からの発電指令Ｃ２に基づき、燃料電池２０の発電制御を行う。燃料電池２０が発電した電力は、それぞれ負荷１０１に出力される。これにより、燃料電池電源システム２００から負荷１０１に出力可能な電力は、１つの燃料電池電源装置１０から負荷１０１に出力可能な電力よりも大きくなる。燃料電池電源システム２００を、より要求電力Ｐ１の大きい負荷１０１に対応可能な非常用電源として、機能させることが可能となる。このとき、メイン燃料電池電源装置１０ａは、複数のサブ燃料電池電源装置１０ｂの統括制御を行うマスタ装置として機能する。
<Operation of the Second Embodiment>
When a power outage occurs in the
＜第２実施形態の効果＞
以下、第２実施形態の効果について説明する。
（２－１）燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂは、他の燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂと接続するのに用いられる通信接続部８０を備える。
Effects of the Second Embodiment
The effects of the second embodiment will be described below.
(2-1) The fuel cell
かかる構成において、発電制御回路７０は、通信接続部８０と接続されており、指令回路７２の発電指令Ｃ２が通信接続部８０を介して入力される場合には、当該発電指令Ｃ２に基づき発電制御を行う。
In this configuration, the power
かかる構成によれば、複数の燃料電池電源装置１０を互いに接続して用いることにより、１つの燃料電池電源装置１０では出力できないような大きな電力を出力することができる。これにより、大電力用の燃料電池電源装置１０を別途設計することなく、大電力という使用条件に対応することができるため、汎用性のさらなる向上を図ることができる。
According to this configuration, by connecting multiple fuel cell
ここで、複数の燃料電池電源装置１０を用いる場合、指令回路７２が各燃料電池電源装置１０を統括して制御することが考えられる。この場合、発電制御回路７０は、通信接続部８０を介して入力される発電指令Ｃ２に基づき燃料電池２０の発電制御を行うものであるため、指令回路７２は、通信接続部８０に発電指令Ｃ２を送信すればよい。したがって、指令回路７２は、複数の燃料電池電源装置１０のうち少なくとも１つに設けられていればよい。よって、構成の簡素化を図ることができる。
Here, when multiple fuel cell
また、統括制御を行うことができる指令回路７２を回路接続部７１に接続することによって、燃料電池電源装置１０を、複数の燃料電池電源装置１０の統括制御を行うマスタ装置として用いることができる。これにより、汎用性の向上を図ることができる。
In addition, by connecting a
＜第３実施形態の構成＞
次に、燃料電池電源装置及び燃料電池電源システムの第３実施形態について説明する。第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成については、同一の部材番号を付して説明を省略する。
<Configuration of the third embodiment>
Next, a fuel cell power supply device and a fuel cell power supply system according to a third embodiment will be described. The same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals and will not be described.
図７に示すように、第３実施形態の燃料電池電源システム２００は、第２実施形態と同様に、少なくとも１つのメイン燃料電池電源装置１０ａと、少なくとも１つのサブ燃料電池電源装置１０ｂと、通信信号線８１と、を備える。なお、図７においても、接続スイッチ６０、ヒューズ６１、及び切替スイッチ６２の図示は省略されている。
As shown in FIG. 7, the fuel cell
第３実施形態の燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂは、第２実施形態と同様に、それぞれ通信接続部８０を備える。各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの通信接続部８０は、通信信号線８１を介して互いに接続されている。
The fuel cell
本実施形態では、各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されている。つまり、各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂが蓄電装置５１を有している。ただし、これに限られず、サブ燃料電池電源装置１０ｂの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されていなくてもよい。つまり、サブ燃料電池電源装置１０ｂが蓄電装置５１を有していなくてもよい。また、少なくとも１つのサブ燃料電池電源装置１０ｂの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されていれば、メイン燃料電池電源装置１０ａの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されていなくてもよい。さらには、燃料電池電源システム２００の外部、例えば各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの出力端子部４０と負荷１０１との間に蓄電池５２等の電圧源が設けられている場合、全ての燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの蓄電接続部５０に蓄電装置５１が接続されていなくてもよい。つまり、この場合、燃料電池電源システム２００が蓄電装置５１を備えていなくてもよい。
In this embodiment, the
一方、第３実施形態では、商用電源１００が負荷１０１に接続されていない点で、第２実施形態と相違する。
第３実施形態において、指令回路７２は、システム発電処理を行うことにより、燃料電池電源システム２００全体として、要求電力Ｐ１に応じた電力を負荷１０１に出力する。
On the other hand, the third embodiment differs from the second embodiment in that the
In the third embodiment, the
＜システム発電処理＞
以下、システム発電処理の一例を説明する。
図８に示すように、まず、ステップＳ３１において、指令回路７２は、負荷１０１から要求電力Ｐ１を取得する。取得態様はステップＳ１４と同様である。
<System power generation processing>
An example of the system power generation process will now be described.
8, first, in step S31, the
次に、ステップＳ３２に進み、指令回路７２は、ステップＳ３１で取得した要求電力Ｐ１に基づき、発電指令Ｃ２を各発電制御回路７０に送信する。発電指令Ｃ２の形式や要求電力Ｐ１との対応関係等は、ステップＳ１５と同様である。また、要求電力Ｐ１に応じて各燃料電池２０を決定する方法は、ステップＳ２５で説明したものと同様である。
Next, the process proceeds to step S32, where the
各発電制御回路７０が指令回路７２から発電指令Ｃ２を受信した場合、ステップＳ３３に進み、各発電制御回路７０は、当該発電指令Ｃ２に基づき、各燃料電池２０の発電制御を行う。その後、指令回路７２は発電処理を終了する。指令回路７２は、当該発電処理を継続的に行うことで負荷１０１に継続して電力を出力する。
When each power
このように、第３実施形態の燃料電池電源装置１０及び燃料電池電源システム２００は、商用電源１００の停電の発生の有無に関わらず、要求電力Ｐ１に応じて負荷１０１への電力供給を行う電源装置として機能する。
In this way, the fuel cell
＜第３実施形態の作用・効果＞
（３－１）負荷１０１が商用電源１００に接続されていない場合、指令回路７２は、取得した要求電力Ｐ１に基づき、燃料電池電源システム２００から負荷１０１に電力を出力するシステム発電処理を行う。これにより、指令回路７２を回路接続部７１に接続することで、指令回路７２は、燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂを含む燃料電池電源システム２００が商用電源１００に代えて負荷１０１に電力を出力する電源装置として機能させることができる。したがって、商用電源１００に接続されていない負荷１０１に対しても電力を出力することが可能となるため、さらなる汎用性の向上を図ることができる。
<Actions and Effects of Third Embodiment>
(3-1) When the
＜変形例＞
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Modification>
The embodiment can be modified as follows: The embodiment and the following modified examples can be combined with each other to the extent that there is no technical contradiction.
・図９に示すように、燃料電池電源装置１０は、商用電源１００が負荷１０１に接続されていない条件で使用されてもよい。この場合、発電制御回路７０がステップＳ１，Ｓ２で示した発電処理を行うことにより、燃料電池２０が蓄電装置５１とともに負荷１０１への電力供給を行う。つまり、燃料電池電源装置１０は、補助電源として用いられる構成に限られず、常用の主電源として用いられてもよい。
- As shown in FIG. 9, the fuel cell
・図１０に示すように、第１実施形態において、出力端子部４０に対して負荷１０１側に蓄電池５２などの蓄電装置が設けられている場合、例えば出力端子部４０と負荷１０１との間に蓄電池５２が並列に接続されている場合、蓄電装置５１は蓄電接続部５０に接続されていなくてもよい。このとき、指令回路７２を回路接続部７１に接続し、指令回路７２が発電制御回路７０に指令Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を送信することにより、発電制御回路７０を制御するとよい。
- As shown in FIG. 10, in the first embodiment, when a power storage device such as a
このように、燃料電池電源装置１０は蓄電接続部５０を備えることにより、負荷１０１の態様に応じて蓄電装置５１の有無を選択することができる。これにより、燃料電池電源装置１０のさらなる汎用性の向上を図ることができる。
In this way, by providing the fuel cell
なお、蓄電装置５１が蓄電接続部５０に接続されていない場合、接続スイッチ６０はＯＮにされ、且つ、第２の接続状態となるように切替スイッチ６２が操作されているようにする。これにより、ヒューズ６１を経由して燃料電池２０と負荷１０１とが接続されるため、万が一、燃料電池２０から出力端子部４０に向かって過電流が発生したとしても、当該過電流が流れ続けることを抑制できる。
When the
・第１実施形態及び第２実施形態において、指令回路７２の指令は、発電指令Ｃ２が含まれていれば任意であり、起動指令Ｃ１及び停止指令Ｃ３を含んでいなくてもよい。この場合、発電制御回路７０は、発電指令Ｃ２の受信を契機にステップＳ１３の処理を行ってもよい。同様に、発電制御回路７０は、発電指令Ｃ２の受信の停止を契機にステップＳ１９の処理を行ってもよい。
- In the first and second embodiments, the command of the
・第２実施形態及び第３実施形態において、メイン燃料電池電源装置１０ａの指令回路７２は、各発電制御回路７０と無線通信可能に構成されていてもよい。指令回路７２は、無線通信を通じて他の発電制御回路７０に対して指令Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を送信する。この場合、燃料電池電源システム２００は、通信信号線８１を備えていなくてもよい。
- In the second and third embodiments, the
・第１実施形態において、燃料電池電源装置１０は、蓄電装置５１を有していなくてもよい。この場合、指令回路７２が回路接続部７１に接続されていることが好ましい。この場合、商用電源１００が負荷１０１に接続されているときには、燃料電池電源装置１０は、商用電源１００の補助電源として用いられても、非常用電源として用いられてもよい。また、商用電源１００が負荷１０１に接続されていないときには、燃料電池電源装置１０は、負荷１０１への常用の主電源として用いられてもよい。これに伴い、燃料電池電源装置１０は、蓄電接続部５０を備えていなくてもよい。
- In the first embodiment, the fuel cell
・第２実施形態において、燃料電池電源システム２００は、複数のメイン燃料電池電源装置１０ａを備えていてもよい。この場合、燃料電池電源システム２００は、メイン燃料電池電源装置１０ａのうちのいずれか１つの指令回路７２と、各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの発電制御回路７０を用いて、非常用電源処理を行えばよい。
- In the second embodiment, the fuel cell
第３実施形態においても同様に、燃料電池電源システム２００は、複数のメイン燃料電池電源装置１０ａを備えていてもよい。この場合、燃料電池電源システム２００は、メイン燃料電池電源装置１０ａのうちのいずれか１つの指令回路７２と、各メイン燃料電池電源装置１０ａの発電制御回路７０を用いて、システム発電処理を行えばよい。
Similarly, in the third embodiment, the fuel cell
・第２実施形態において、メイン燃料電池電源装置１０ａとサブ燃料電池電源装置１０ｂとを含む全ての燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの蓄電装置５１を省略してもよい。ただし、燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂを非常用電源として用いる場合には、商用電源１００の停電による直流電圧Ｖｄｃ１の低下を抑制する点に着目すれば、少なくとも１つは蓄電装置５１を有しているとよい。なお、各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの出力端子部４０に対して負荷１０１側に蓄電池５２などの蓄電装置が設けられている場合、当該蓄電装置が上記直流電圧Ｖｄｃ１の低下を抑制することができる。特にこのような場合には、いずれの燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂも、蓄電装置５１を有していなくてもよい。
- In the second embodiment, the
・第３実施形態において、メイン燃料電池電源装置１０ａとサブ燃料電池電源装置１０ｂとを含む全ての燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの蓄電装置５１を省略してもよい。ただし、燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂを常用電源として用いる場合には、少なくとも１つの燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂが蓄電装置５１を有することで、負荷１０１への電力供給の安定化を図ることができる。また、これにより、燃料電池電源システム２００から負荷１０１への余剰電力を蓄電装置５１に充電することが可能となる。なお、各燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂの出力端子部４０に対して負荷１０１側に蓄電池５２などの蓄電装置が設けられている場合、当該蓄電装置が上記直流電圧Ｖｄｃ１の低下を抑制することができる。特にこのような場合には、いずれの燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂも、蓄電装置５１を有していなくてもよい。要は、第２実施形態及び第３実施形態において、燃料電池電源システム２００は、全体として蓄電装置５１を有していなくてもよい。これに伴い、燃料電池電源システム２００を構成する燃料電池電源装置１０ａ，１０ｂは、それぞれ蓄電接続部５０を有していなくてもよい。
In the third embodiment, the
・各実施形態において、接続スイッチ６０、ヒューズ６１、及び切替スイッチ６２はそれぞれ設けられていなくてもよい。
・各実施形態において、蓄電装置５１は蓄電接続部５０から着脱可能に構成されていなくてもよく、蓄電接続部５０に固定されていてもよい。
In each embodiment, the
In each embodiment, the
・各実施形態において、電力変換器３０は設けられていなくてもよい。
- In each embodiment, the
１０…燃料電池電源装置、２０…燃料電池、４０…出力端子部、５０…蓄電接続部、５１…蓄電装置、６０…接続スイッチ、６２…切替スイッチ、７０…発電制御回路、７１…回路接続部、７２…指令回路、８０…通信接続部、１００…商用電源、１０１…負荷、Ｃ１…起動指令、Ｃ２…発電指令。 10... fuel cell power supply device, 20... fuel cell, 40... output terminal section, 50... power storage connection section, 51... power storage device, 60... connection switch, 62... changeover switch, 70... power generation control circuit, 71... circuit connection section, 72... command circuit, 80... communication connection section, 100... commercial power supply, 101... load, C1... start command, C2... power generation command.
Claims (12)
前記燃料電池の電力を負荷に出力するのに用いられる出力端子部と、
前記燃料電池の発電制御を行う発電制御回路と、
前記発電制御回路に接続され、指令回路が着脱可能に接続される回路接続部と、を備えた燃料電池電源装置であって、
前記発電制御回路は、前記指令回路が前記回路接続部に接続された態様と、前記指令回路が前記回路接続部に接続されていない態様とのいずれにおいても、前記燃料電池の前記発電制御を行うものであり、
前記指令回路は、前記回路接続部に接続されている場合に前記発電制御回路に発電指令を送信するように構成され、
前記発電制御回路は、前記指令回路が前記回路接続部に接続されている場合には前記燃料電池の前記発電制御を行うにあたって前記指令回路からの前記発電指令を優先する、燃料電池電源装置。 A fuel cell;
an output terminal unit used to output the power of the fuel cell to a load;
a power generation control circuit for controlling power generation of the fuel cell;
a circuit connector connected to the power generation control circuit and to which a command circuit is detachably connected ,
the power generation control circuit controls the power generation of the fuel cell in both a state in which the command circuit is connected to the circuit connection unit and a state in which the command circuit is not connected to the circuit connection unit,
the command circuit is configured to transmit a power generation command to the power generation control circuit when the command circuit is connected to the circuit connection portion;
A fuel cell power supply device, wherein the power generation control circuit gives priority to the power generation command from the command circuit when the command circuit is connected to the circuit connection section in controlling the power generation of the fuel cell.
前記発電制御回路は、前記指令回路が前記回路接続部に接続されている状況において前記指令回路から前記起動指令が入力されたことに基づき、前記燃料電池を起動させる、請求項１又は２に記載の燃料電池電源装置。 the command circuit, when connected to the circuit connection section, is configured to monitor power supply from a commercial power source to the load, and to transmit a start-up command to the power generation control circuit when a power outage occurs in the commercial power source;
3. The fuel cell power supply device according to claim 1, wherein the power generation control circuit starts up the fuel cell based on the start-up command being input from the command circuit when the command circuit is connected to the circuit connection portion.
前記発電制御回路は、前記蓄電装置のＳＯＣに対応する蓄電パラメータに基づき前記燃料電池の前記発電制御を行うものであり、
前記指令回路は、前記発電指令として前記蓄電装置の前記蓄電パラメータの形式の信号を前記発電制御回路に送信することにより、前記発電制御回路を制御するものである、請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料電池電源装置。 a power storage connection portion connected to the output terminal portion and used to connect a power storage device;
the power generation control circuit controls the power generation of the fuel cell based on a power storage parameter corresponding to an SOC of the power storage device;
4. The fuel cell power supply device according to claim 1 , wherein the command circuit controls the power generation control circuit by transmitting a signal in a format of the storage parameter of the power storage device as the power generation command to the power generation control circuit.
前記発電制御回路は、前記通信接続部と接続されており、前記指令回路の前記発電指令が前記通信接続部を介して入力される場合には、当該発電指令に基づき前記発電制御を行う、請求項１～６のいずれか一項に記載の燃料電池電源装置。 a communication connection for use in connecting to other fuel cell power supplies;
The fuel cell power supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein the power generation control circuit is connected to the communication connection section, and when the power generation command of the command circuit is input via the communication connection section, the power generation control is performed based on the power generation command.
前記蓄電接続部は、前記接続スイッチを介して前記燃料電池に接続される、請求項４又は５に記載の燃料電池電源装置。 Equipped with a connection switch that can be switched ON/OFF,
6. The fuel cell power supply device according to claim 4 , wherein the power storage connection section is connected to the fuel cell via the connection switch.
前記第１の接続状態では、前記蓄電接続部が前記接続スイッチ及び前記切替スイッチを介して前記出力端子部に接続され、
前記第２の接続状態では、前記蓄電接続部が前記接続スイッチを介さず、且つ、前記切替スイッチを介して、前記出力端子部に接続される、請求項８に記載の燃料電池電源装置。 a changeover switch provided between the fuel cell and the output terminal portion and capable of switching between a first connection state and a second connection state;
In the first connection state, the power storage connection portion is connected to the output terminal portion via the connection switch and the changeover switch,
9. The fuel cell power supply device according to claim 8 , wherein in the second connection state, the power storage connection portion is connected to the output terminal portion not through the connection switch but through the changeover switch.
前記燃料電池電源装置は、The fuel cell power supply device is
燃料電池と、A fuel cell;
前記燃料電池の電力を負荷に出力するのに用いられる出力端子部と、an output terminal unit used to output the power of the fuel cell to a load;
前記燃料電池の発電制御を行う発電制御回路と、a power generation control circuit for controlling power generation of the fuel cell;
前記発電制御回路に接続され、指令回路が着脱可能に接続される回路接続部と、a circuit connection section connected to the power generation control circuit and to which a command circuit is detachably connected;
他の燃料電池電源装置と接続するのに用いられる通信接続部と、を備え、a communication connection portion for use in connecting with other fuel cell power supply devices;
前記発電制御回路は、前記指令回路が前記回路接続部に接続された態様と、前記指令回路が前記回路接続部に接続されていない態様とのいずれにおいても、前記燃料電池の前記発電制御を行うものであり、the power generation control circuit controls the power generation of the fuel cell in both a state in which the command circuit is connected to the circuit connection unit and a state in which the command circuit is not connected to the circuit connection unit,
前記燃料電池電源システムを構成する前記燃料電池電源装置のうちの少なくとも１つの前記回路接続部に前記指令回路が接続され、the command circuit is connected to the circuit connection section of at least one of the fuel cell power supply devices constituting the fuel cell power supply system;
前記指令回路は、前記回路接続部に接続されている場合に負荷の要求電力に応じて前記燃料電池電源システムを構成する各燃料電池の発電量を決定し、当該発電量に対応する発電指令を前記発電制御回路に送信するように構成され、the command circuit is configured to determine the amount of power generated by each of the fuel cells constituting the fuel cell power supply system in accordance with the power required by a load when the fuel cells are connected to the circuit connection section, and to transmit a power generation command corresponding to the amount of power generated to the power generation control circuit;
前記指令回路が前記回路接続部に接続されている前記燃料電池電源装置をメイン燃料電池電源装置とし、前記メイン燃料電池電源装置に前記通信接続部を介して接続される１つ以上の前記燃料電池電源装置をサブ燃料電池電源装置とするとき、When the fuel cell power supply device to which the command circuit is connected is defined as a main fuel cell power supply device, and one or more of the fuel cell power supply devices connected to the main fuel cell power supply device via the communication connection part are defined as sub-fuel cell power supply devices,
前記メイン燃料電池電源装置の前記発電制御回路に前記指令回路の前記発電指令が入力されると、前記通信接続部を介して前記サブ燃料電池電源装置の前記発電制御回路に前記発電指令が送信され、When the power generation command of the command circuit is input to the power generation control circuit of the main fuel cell power supply device, the power generation command is transmitted to the power generation control circuit of the sub-fuel cell power supply device via the communication connection unit,
前記発電制御回路は、前記燃料電池の前記発電制御を行うにあたって前記指令回路からの前記発電指令を優先する、燃料電池電源システム。A fuel cell power supply system, wherein the power generation control circuit prioritizes the power generation command from the command circuit when controlling the power generation of the fuel cell.
前記燃料電池の電力を負荷に出力するのに用いられる出力端子部と、
前記燃料電池の発電制御を行う発電制御回路と、
前記発電制御回路に接続され、指令回路と接続するのに用いられる回路接続部と、を備え、
前記指令回路は、前記回路接続部に接続されている場合に前記発電制御回路に発電指令を送信するように構成され、
前記発電制御回路は、前記指令回路が前記回路接続部に接続されている場合には前記指令回路からの前記発電指令に基づき前記燃料電池の前記発電制御を行い、
前記指令回路は、前記回路接続部に接続された場合に、商用電源から前記負荷への電力供給を監視するものであり、前記商用電源に停電が発生したことに基づき、前記発電制御回路に対して起動指令を送信するように構成され、
前記発電制御回路は、前記指令回路が前記回路接続部に接続されている状況において前記指令回路から前記起動指令が入力されたことに基づき、前記燃料電池を起動させるものであり、
前記出力端子部に接続されているとともに、蓄電装置を接続するのに用いられる蓄電接続部と、
ＯＮ／ＯＦＦを切替可能な接続スイッチをと、を備え、
前記蓄電接続部は、前記接続スイッチを介して前記燃料電池に接続され、
前記燃料電池と前記出力端子部との間に設けられるとともに第１の接続状態と第２の接続状態とを切替可能な切替スイッチを備え、
前記第１の接続状態では、前記蓄電接続部が前記接続スイッチ及び前記切替スイッチを介して前記出力端子部に接続され、
前記第２の接続状態では、前記蓄電接続部が前記接続スイッチを介さず、且つ、前記切替スイッチを介して、前記出力端子部に接続される、燃料電池電源装置。 A fuel cell;
an output terminal unit used to output the power of the fuel cell to a load;
a power generation control circuit for controlling power generation of the fuel cell;
a circuit connection portion connected to the power generation control circuit and used for connection to a command circuit;
the command circuit is configured to transmit a power generation command to the power generation control circuit when the command circuit is connected to the circuit connection portion;
the power generation control circuit performs the power generation control of the fuel cell based on the power generation command from the command circuit when the command circuit is connected to the circuit connection unit;
the command circuit, when connected to the circuit connection section, is configured to monitor power supply from a commercial power source to the load, and to transmit a start-up command to the power generation control circuit when a power outage occurs in the commercial power source;
the power generation control circuit starts up the fuel cell based on the start-up command being input from the command circuit in a state in which the command circuit is connected to the circuit connection section,
a power storage connection portion connected to the output terminal portion and used to connect a power storage device;
A connection switch that can be switched ON/OFF;
the power storage connection portion is connected to the fuel cell via the connection switch;
a changeover switch provided between the fuel cell and the output terminal portion and capable of switching between a first connection state and a second connection state;
In the first connection state, the power storage connection portion is connected to the output terminal portion via the connection switch and the changeover switch,
a power supply unit connected to the power storage connector through the selector switch and not through the connection switch in the second connection state;
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