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JPH0636367B2 - Fuel cell power supply - Google Patents
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JPH0636367B2 - Fuel cell power supply - Google Patents

Fuel cell power supply

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JPH0636367B2
JPH0636367B2 JP60172883A JP17288385A JPH0636367B2 JP H0636367 B2 JPH0636367 B2 JP H0636367B2 JP 60172883 A JP60172883 A JP 60172883A JP 17288385 A JP17288385 A JP 17288385A JP H0636367 B2 JPH0636367 B2 JP H0636367B2
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fuel cell
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current
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泰弘 高林
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、燃料電池に二次電池を並列接続し、燃料電池
によつて二次電池を浮動充電しながら負荷に給電し、燃
料電池の起動時やピーク負荷時のような燃料電池の出力
電力不足時に二次電池によつて不足電力を補うようにし
た燃料電池電源装置、特に二次電池の容量を小さくする
ことができる装置構成に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell, in which a secondary battery is connected in parallel, and the secondary battery is floatingly charged by the fuel cell while supplying power to a load. The present invention relates to a fuel cell power supply device in which a secondary battery compensates for insufficient power when the output power of the fuel cell is insufficient, such as during startup or during peak load, and more particularly to a device configuration capable of reducing the capacity of the secondary battery.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

燃料電池は短時間の負荷変動に対しては燃料供給を追随
させることができないので、通常負荷変動があつても定
格電流を出力するように運転され、したがつてこの燃料
電池をバツクアツプする上記二次電池は、前記定格電流
をこえる過負荷を負担させるために、燃料電池と同程度
の容量のものが選定されるのが一般的である。このた
め、上述したような燃料電池と二次電池とからなる燃料
電池電源装置には二次電池が大形になるという問題があ
る。
Since the fuel cell cannot follow the fuel supply for a short-term load change, it is normally operated so as to output the rated current even when there is a load change, and therefore, the fuel cell is backed up. The secondary battery is generally selected to have the same capacity as the fuel cell in order to bear the overload exceeding the rated current. Therefore, the fuel cell power supply device including the fuel cell and the secondary battery as described above has a problem that the secondary battery becomes large.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、上述したような従来の燃料電池電源装置にお
ける問題を解消して、二次電池の容量を小さくすること
ができ、この結果該電池を小形にすることができる燃料
電池電源装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the problems in the conventional fuel cell power supply device as described above, and can reduce the capacity of the secondary battery, and as a result, provide a fuel cell power supply device that can be downsized. The purpose is to do.

〔発明の要点〕[Main points of the invention]

本発明は、上記目的を達成するために、直流変換装置を
備えた燃料電池と,前記燃料電池に並列に接続された前
記燃料電池のバツクアツプ用二次電池とからなる燃料電
池電源装置において、 前記燃料電池が出力する燃料電池電流を検出し該燃料電
池電流に比例した電圧を出力する燃料電池電流検出部
と; 前記燃料電池の負荷に流れる負荷電流を検出し該負荷電
流に比例した電圧を第1検出信号として出力する負荷電
流検出部と; 前記燃料電池電流が定格電流値になったときに前記燃料
電池検出部が出力する電圧と等しい電圧を第1設定信号
として出力する電圧発生器と、該第1設定信号と前記第
1検出信号とが入力され,後者が前者よりも大きくなる
とHレベル,小さくなるとLレベルの二値信号を出力す
るコンパレータと、該コンパレータの出力信号を入力し
信号がHレベルのとき前記第1検出信号に比例した電圧
を出力する第1増幅器と、該第1増幅器の出力信号を入
力し前記Hレベルの信号が継続する時間と同等以下であ
ってかつ第1増幅器の信号が大きい程時間が小となるよ
うな所定の時間信号を発生する時間信号発生器と、該時
間信号を入力しこの時間信号が持続する間は前記第1増
幅器の出力信号に比例した電圧を第2設定信号として出
力する第2増幅器と、該第2増幅器の出力電圧と前記第
1設定信号とを加算してその加算した電圧を出力する加
算器とからなる設定部と; 前記加算器の出力電圧と前記燃料電池電流検出部から出
力される燃料電池電流に比例した電圧とを入力し両電圧
の差に応じた偏差信号を出力する偏差増幅器と、該偏差
信号が零となるように前記直流変換装置を制御する制御
部と; を備えるもので、このように構成することによつて、負
荷電流が定格電流をこえる過電流になつた場合、所定量
の電気量を前記制御部によつて前記過電流の状態で燃料
電池から強制的に出力させるようにして、この結果過電
流をすべて二次電池に負担させるようにしていた従来の
燃料電池電源装置の場合に比べて小さい容量の二次電池
が採用できるようにしたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a fuel cell power supply device comprising a fuel cell provided with a DC converter and a backup battery for the fuel cell connected in parallel to the fuel cell. A fuel cell current detection unit that detects a fuel cell current output by the fuel cell and outputs a voltage proportional to the fuel cell current; a load current flowing through a load of the fuel cell is detected, and a voltage proportional to the load current is detected. A load current detection unit that outputs as a detection signal; a voltage generator that outputs a voltage equal to the voltage output by the fuel cell detection unit when the fuel cell current reaches a rated current value as a first setting signal; A comparator which receives the first setting signal and the first detection signal and outputs a binary signal of H level when the latter is larger than the former and L level when the latter is smaller than the former; A first amplifier that outputs a voltage proportional to the first detection signal when the output signal of the first amplifier is at the H level and the time when the output signal of the first amplifier is input and the signal at the H level continues A time signal generator for generating a predetermined time signal which is less than or equal to and which is larger as the signal of the first amplifier is smaller, and the first signal is input while the time signal is input and the time signal continues. A second amplifier that outputs a voltage proportional to the output signal of the amplifier as a second setting signal; and an adder that adds the output voltage of the second amplifier and the first setting signal and outputs the added voltage A deviation amplifier that inputs the output voltage of the adder and a voltage proportional to the fuel cell current output from the fuel cell current detection section and outputs a deviation signal according to the difference between the two voltages; Before the deviation signal becomes zero A control unit for controlling the DC converter is provided. With such a configuration, when the load current becomes an overcurrent exceeding the rated current, a predetermined amount of electricity is supplied to the control unit. Then, the fuel cell is forced to output the current in the above-mentioned overcurrent state, and as a result, the secondary battery has a capacity smaller than that of the conventional fuel cell power supply device in which all the overcurrent is borne by the secondary battery. The next battery can be used.

〔発明の実施例〕Example of Invention

第1図は本発明の一実施例の構成図である。第1図にお
いて、1は燃料電池、2は燃料電池1に並列に接続さ
れ、燃料電池1が出力する燃料電池電流Iの不足分を
バツクアツプする二次電池で、3は偏差信号4が入力さ
れ、該信号4に応じて電池電流Iの大きさを加減する
ようにした直流変換装置である。5は燃料電池1および
二次電池2によつて駆動される電動機のような負荷で、
6は負荷5を電池1および2に接続しまたは切り離す負
荷スイツチである。電池1および2の各出力定格電圧が
それぞれたとえば30ボルト、100ボルトであると、
通常変換装置3は入力された燃料電池1の出力電圧30
ボルトをほぼ100ボルトの直流電圧にして出力するよ
うに構成されている。7は電流Iを検出しこの電流I
の大きさに比例した電圧信号7aを出力する燃料電池
電流検出部、8は負荷5に流れる負荷電流Iを検出
し、Aを比例定数としてA・Iに等しい電圧Vlaを有
する第1検出信号8aを出力する負荷電流検出部、9は
燃料電池電流Iが定格電流値Iになつた時に検出部
7から出力される信号7aの電圧値に等しい電圧V
第1設定信号9aとして出力する電圧発生器で、10は
第1検出信号8aと第1設定信号9aとが入力され前者
が後者よりも大きくなるとHレベルとなる二値信号10
aを出力するコンパレータである。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a fuel cell, 2 is a secondary cell which is connected in parallel to the fuel cell 1 and which backs up the shortage of the fuel cell current If output from the fuel cell 1, 3 is a deviation signal 4 input The DC converter is configured to adjust the magnitude of the battery current If according to the signal 4. 5 is a load such as an electric motor driven by the fuel cell 1 and the secondary cell 2,
Reference numeral 6 is a load switch for connecting or disconnecting the load 5 to or from the batteries 1 and 2. When the rated output voltage of each of the batteries 1 and 2 is, for example, 30 volts and 100 volts,
Normally, the converter 3 receives the input output voltage 30 of the fuel cell 1.
It is configured to output a direct current voltage of approximately 100 volts. 7 detects the current I f and detects this current I f
A fuel cell current detection unit that outputs a voltage signal 7a proportional to the magnitude of f , 8 detects a load current I 1 flowing through the load 5, and has a voltage V la equal to A · I 1 where A is a proportional constant. The load current detector 1 outputs the detection signal 8a, and the first 9 sets the voltage V r equal to the voltage value of the signal 7a output from the detector 7 when the fuel cell current If reaches the rated current value I r. A voltage generator 10 that outputs as a signal 9a is a binary signal 10 that is at an H level when the first detection signal 8a and the first setting signal 9a are input and the former becomes larger than the latter.
It is a comparator that outputs a.

11は、第1検出信号8aとコンパレータ10の出力信
号10aとが入力され、信号10aがHレベルであると
Bを所定の定数としてVlb=B・Vlaの値を有する電圧
信号を出力信号11aとして出力する第1増幅器、12
は、増幅器の出力信号11aが入力され、コンパレータ
の出力信号10aがLレベルからHレベルに立ち上がつ
た立ち上がり時刻の直後における出力信号Vlboに基づ
いて時間演算を行い、所定の時間Tだけ、12aの時間
信号を発生する時間信号発生器である。時間Tは、前記
Hレベルの信号が継続する時間と同等以下であってかつ
第1増幅器の信号が大きい程時間が小となるように決め
られる。
The first detection signal 8a and the output signal 10a of the comparator 10 are input, and 11 outputs a voltage signal having a value of V lb = B · V la with B being a predetermined constant when the signal 10a is at the H level. 1st amplifier which outputs as 11a, 12
Is an input of the output signal 11a of the amplifier and performs a time calculation based on the output signal V 1bo immediately after the rising time when the output signal 10a of the comparator rises from the L level to the H level. 12a is a time signal generator for generating a time signal of 12a. The time T is determined so that the time is shorter when the signal of the first amplifier is greater than or equal to the time when the H-level signal continues and is larger.

例えば、Tの時間は下記の(1) 式によりきめられる。For example, the time of T is determined by the following equation (1).

T=a+b(1/Vlbo) ………(1) ここで、a,bは定数であり、Vlboが小である程Tは
大となるが、Hレベルの信号が継続する時間を越えるこ
とはないように上限が設定されている。a,bは燃料電
池の仕様により適宜選定される。
T = a + b (1 / V 1bo ) (1) where a and b are constants, and the smaller V 1bo is, the larger T is, but the time when the H-level signal continues is exceeded. The upper limit is set so that nothing happens. a and b are appropriately selected according to the specifications of the fuel cell.

例えば、Hレベルの信号が継続する時間単位を1秒と
し、a,bをそれぞれ0.2,0.5とすれば、Tの極小値は
0.2 秒,最大値は、Hレベルの信号が継続する時間を越
えることはないように上限が設定されるので、1秒とな
る。
For example, if the time unit for which the H-level signal continues is 1 second and a and b are 0.2 and 0.5, the minimum value of T is
The maximum value of 0.2 seconds is 1 second because the upper limit is set so as not to exceed the duration of the H-level signal.

第1図における13は、増幅器の出力信号11aと信号
発生器の出力信号12aとが入力され、信号12aがH
レベルであるとCを所定の定数としてVlc=C・Vlb
値を有する電圧信号を出力信号13aとして出力する第
2増幅器、14は第1設定信号9aと出力信号13aと
の加算を行い、この加算結果の電圧Vを設定電圧とし
て出力する加算器、15は燃料電池電流検出部7の出力
電圧信号7aと設定電圧Vとが入力され両者の差に応
じた偏差信号4を出力する偏差増幅器で、直流変換装置
3は偏差信号4が零になるように燃料電池電流Iを加
減している。16は電圧発生器9とコンパレータ10と
増幅器11および13と時間信号発生器12と加算器14
とからなる設定部で、設定部16においては各部が上述
のように構成されているから、この設定部16は、第1
検出信号8aが入力され、この検出信号8aの値Vla
所定電圧Vをこえない時は経時変化をしない第1設定
信号9aをそのまま設定電圧Vとして加算器14から
出力し、また検出信号8aの値Vlaが所定電圧Vをこ
えると、この時の検出信号8aの値に応じた時間Tだ
け、該検出信号8aの値に比例した大きさVlcの信号1
3aを第2設定信号として第1設定信号9aに付加した
電圧(Vlc+V)を、加算器14から設定電圧Vとし
て出力する機能を有していることになる。17は燃料電
池電流検出部7の出力電圧信号7aと設定部16の出力
信号としての設定電圧Vとが入力され、設定電圧V
を設定値として燃料電池電流Iの大きさを制御する、
直流変換装置3と偏差増幅器15とからなる制御部であ
る。
Reference numeral 13 in FIG. 1 is inputted with the output signal 11a of the amplifier and the output signal 12a of the signal generator, and the signal 12a is H level.
When the level is C, a second amplifier that outputs a voltage signal having a value of V lc = C · V lb as an output signal 13a with C as a predetermined constant, and 14 performs addition of the first setting signal 9a and the output signal 13a. , An adder for outputting the voltage V s of the addition result as a set voltage, and 15 for inputting the output voltage signal 7a of the fuel cell current detection unit 7 and the set voltage V s and outputting a deviation signal 4 according to the difference between the two. In the deviation amplifier, the DC converter 3 adjusts the fuel cell current If so that the deviation signal 4 becomes zero. 16 is a voltage generator 9, a comparator 10, amplifiers 11 and 13, a time signal generator 12 and an adder 14.
In the setting unit 16, each unit is configured as described above.
Detection signal 8a is inputted, and outputs the value V la of the detection signal 8a from the adder 14 as it is as the set voltage V s of the first setting signal 9a which does not change over time when not exceeding a predetermined voltage V r, also detected When the value V la of the signal 8a exceeds the predetermined voltage V r , the signal 1 having the magnitude V lc proportional to the value of the detection signal 8a is generated for the time T corresponding to the value of the detection signal 8a at this time.
This means that the adder 14 has a function of outputting the voltage (V lc + V r ) obtained by adding 3a as the second setting signal to the first setting signal 9a as the setting voltage V s . The output voltage signal 7 a of the fuel cell current detection unit 7 and the set voltage V s as the output signal of the setting unit 16 are input to the unit 17 to set the voltage V s.
Is used as a set value to control the magnitude of the fuel cell current If .
It is a control unit including a DC converter 3 and a deviation amplifier 15.

次に第1図に示した燃料電池電源装置の動作を第2図の
要部波形図をも併用して説明する。すなわち、まず時刻
に至るまでの間負荷電流Iが零であつたとする
と、第1検出信号8aの電圧Vlaは第1設定信号V
電圧よりも小さい値であるように要部が構成されている
からコンパレータの出力信号10aはLレベルになつて
おり、この結果第1増幅器の出力信号11aの電圧Vlb
が零であるから信号発生器の出力信号12aがLレベル
で、したがつて第2増幅器の出力信号13aの電圧Vlc
も零である。故に時刻tに至るまでの間、加算器14
から出力される設定電圧Vの大きさは経時的に変化し
ない第1設定信号9aの電圧値Vに等しく、このため
電池電流Iの大きさは制御部17による制御によつて
定格電流値Iに等しくなつており、この時負荷電流I
は零であるから電流Iはすべて二次電池2の充電電
流となる。Iは二次電池2を流れる電流である。
Next, the operation of the fuel cell power supply device shown in FIG. 1 will be described with reference to the waveform diagram of the main part of FIG. That is, assuming that the load current I 1 is zero until the time t 1 , the voltage V la of the first detection signal 8a is smaller than the voltage of the first setting signal V r. Therefore, the output signal 10a of the comparator is at the L level, which results in the voltage V lb of the output signal 11a of the first amplifier.
Is zero, the output signal 12a of the signal generator is at L level, and therefore the voltage V lc of the output signal 13a of the second amplifier is
Is also zero. Therefore, until the time t 1 , the adder 14
The magnitude of the set voltage V s output from is equal to the voltage value V r of the first set signal 9a that does not change over time, and therefore the magnitude of the battery current If is controlled by the control unit 17 to the rated current. Is equal to the value I r , and at this time the load current I
l is the charging current of the current I f all secondary batteries 2 because it is zero. I b is a current flowing through the secondary battery 2.

時刻tになつて、負荷電流Iが、電流値Iより大
きい電流値Il1で、かつこの電流値Il1が時間Wだけ
継続する階段状変化をしたとする。この場合、負荷電流
l1に比例する第1検出信号8aの電圧Vla1 が第1設
定信号9aの電圧Vよりも大きくなつているように要
部が構成されているので、時刻tでコンパレータの出
力信号10aがHレベルになり、また増幅器11からは
lb1 =B・Vla1 の電圧を有する信号11aが出力さ
れる。第1増幅器11からVlb1 の電圧の信号11aが
出力されると、時間信号発生器12の出力信号12aは
(1)式によつて算出される時間T、すなわちT=a
+b(1/Vlb1 )の間だけHレベルになり、かつ第1
増幅器の出力信号11aは時間Wの間電圧Vlb1 の大
きさを継続するので、この場合T<Wであつたとす
ると、第2増幅器13からはVlc1 =C・Vlb1 の大き
さの電圧信号13aが時間Tの間だけ出力される。故
に時刻tから時間Tの間加算器14から出力される
設定電圧Vの大きさはVlc1 +Vになるので、燃料
電池電流Iは時刻tから時間Tだけ経過した時刻
までの間設定電圧Vlc1 +Vに応じた大きさIf1
になる。この場合If1=Il1であるように関係要部が構
成されているので、二次電池2における電流Iは零に
なる。
It is assumed that at time t 1 , the load current I 1 has a current value I l1 larger than the current value I r , and the current value I l1 changes stepwise such that it continues for a time W 1 . In this case, since the main part is configured such that the voltage V la1 of the first detection signal 8a proportional to the load current I l1 is larger than the voltage V r of the first setting signal 9a, at time t 1 . The output signal 10a of the comparator becomes H level, and the signal 11a having a voltage of V lb1 = B · V la1 is output from the amplifier 11. When the signal 11a having the voltage of V lb1 is output from the first amplifier 11, the output signal 12a of the time signal generator 12 is
Time T 1 calculated by the equation (1), that is, T 1 = a
High level only during + b (1 / V lb1 ) and first
Since the output signal 11a of the amplifier continues to have the magnitude of the voltage V lb1 during the time W 1 , if T 1 <W 1 in this case, the magnitude of V lc1 = C · V lb1 from the second amplifier 13 is obtained. The voltage signal 13a is output only during the time T 1 . Therefore, the magnitude of the set voltage V s output from the adder 14 from time t 1 to time T 1 becomes V lc1 + V r , so that the fuel cell current If is the time when time T 1 has elapsed from time t 1 Up to t 2 , the magnitude I f1 corresponding to the set voltage V lc1 + V r
become. In this case, since the relevant main part is configured such that I f1 = I l1 , the current I b in the secondary battery 2 becomes zero.

電池電流IがIf1になつている状態は時刻tまで継
続するが、時刻t以後設定電圧VがVの大きさに
復帰するので電流IもIの大きさに復帰し、一方時
刻t以後時刻tから時間Tだけ経過した時刻t
まで負荷電流IはIl1の大きさを継続しているので、
時刻tから時刻tまでの間、二次電池2からI
l1−Iの大きさの電流が放電されることになる。
The state in which the battery current If becomes I f1 continues until time t 2, but since the set voltage V s returns to the magnitude of V r after the time t 2, the current If also returns to the magnitude of I r. and, on the other hand the time t 2 time t 3 when passed from further time t 1 by a time T 1
Since the load current I l continues to have the magnitude of I l1 ,
From the time t 2 to the time t 3 , the secondary battery 2 to I b =
So that the magnitude of the current I l1 -I r is discharged.

時刻tで負荷電流Iが定格電流値Iよりも小さい
値のIl2になつたとすると、コンパレータの出力信号1
0aがLレベルになるので第1増幅器の出力信号11a
が零になり、この結果第2増幅器の出力信号13aが零
を継続するので燃料電池電流IはIの大きさを継続
する。この場合Il2<Iであるから、(I−Il2
の大きさの電流で二次電池2が充電されることになる。
負荷電流Iが時刻tで零になつたとすると、各部の
状態は時刻t以前の状態になつているので、二次電池
2は再びIの大きさの電流Iで充電される。
Assuming that the load current I l reaches a value I l2 smaller than the rated current value I r at time t 3 , the output signal 1 of the comparator 1
Since 0a becomes L level, the output signal 11a of the first amplifier
There becomes zero, the output signal 13a of a result the second amplifier is a fuel cell current I f so continuing zero continues the magnitude of I r. Since this case is I l2 <I r, (I r -I l2)
The secondary battery 2 is charged with a current of the magnitude.
If the load current I 1 becomes zero at time t 4 , the state of each part is the state before time t 1, so the secondary battery 2 is charged again with the current If having the magnitude of I r. .

零であつた負荷電流Iが、時刻tから時間Wだけ
経過した時刻tまでの間、Iより大きいがIl1より
小さい電流値のIl3に突変したとすると、この時間の間
コンパレータの出力信号10aがHレベルになつて増幅
器11からVlb3 の電圧の信号11aが出力され、この
結果信号発生器12からa+b(1/Vlb3 )に等しい
時間Tの間だけHレベルになる信号12aが出力され
るので、増幅器13からはC・Vlb3 に等しい電圧V
lc3 を有する信号13aが出力される。この場合第1検
出信号8aの大きさをVla3 とするとVla3 =A・Il3
であり、増幅器11から出力される電圧Vlb3 はVlb3
=B・Vla3 で表される電圧である。なお図において
は、たまたまW=Tであつたものと仮定してある。
またこの場合Il3<Il1であるからVlb3 <Vlb1 で、
したがつてT>Tである。時刻tから時刻t
での間設定電圧Vは(V+Vlc3 )になるので、こ
の時間帯では燃料電池電流Iは設定電圧(V+V
lc3 )に応じた電流値If3になり、If3=Il3であるよ
うに要部が構成されているから、時刻tから時刻t
までの間二次電池電流Iは零になる。時刻tから時
刻tまでの間負荷電流Iが定格電流値Iよりも小
さい電流値Il4になるものとすると、この間、二次電池
2にはI=I−Il4の充電電流が流れる。
Atsuta load current I l at zero, from time t 5 to time t 6 has elapsed by the time W 3, the larger I r is assumed that the abrupt change in the I l3 of I l1 smaller current value, the time During this period, the output signal 10a of the comparator becomes H level, and the signal 11a having the voltage of V lb3 is output from the amplifier 11. As a result, the signal generator 12 outputs the H signal for the time T 3 equal to a + b (1 / V lb3 ). Since the signal 12a which becomes the level is output, the voltage V equal to C · V lb3 is output from the amplifier 13.
The signal 13a having lc3 is output. In this case when the size of the first detection signal 8a and V la3 V la3 = A · I l3
And the voltage V lb3 output from the amplifier 11 is V lb3
= B · V la3 . In the figure, it is assumed that W 3 = T 3 happens to occur.
In V LB3 <V lb1 because in this case I l3 <I l1,
Therefore, T 3 > T 1 . Since the set voltage V s becomes (V r + V lc3 ) from the time t 5 to the time t 6 , the fuel cell current If is set to the set voltage (V r + V
becomes the current value I f3 corresponding to LC3), from main portion such that I f3 = I l3 is composed, from time t 5 t 6
Until then, the secondary battery current I b becomes zero. Assuming that the load current I l has a current value I l4 smaller than the rated current value I r from the time t 6 to the time t 7 , the secondary battery 2 has I b = I r −I l4 during this time. Charging current flows.

第1図の電源装置は上述したように動作するので、燃料
電池2の定格電流値Iをこえる大きさの過負荷電流が
負荷5に流れる場合、燃料電池1から同じ大きさの過電
流が出力されて負荷5に供給され、この過電流の出力時
間は(1)式で算出される時間T内に限定されるので、結
局この場合一定量の電気量が過電流値の状態で燃料電池
1から負荷5に供給されることになる。したがつて第1
図に示した燃料電池電源装置では、過負荷が発生した場
合この過負荷の一部が燃料電池1で負担されるので、過
負荷のすべてを二次電池に負担させるようにしていた従
来の燃料電池電源装置に比べて、二次電池2の容量を小
さくすることができ、結局このような電源装置では二次
電池2を小形に形成できることになる。
Since the power supply device of FIG. 1 operates as described above, when an overload current of a magnitude exceeding the rated current value I r of the fuel cell 2 flows through the load 5, an overcurrent of the same magnitude from the fuel cell 1 is generated. Since it is output and supplied to the load 5, the output time of this overcurrent is limited to the time T calculated by the equation (1), so in this case, in this case, a certain amount of electricity is the overcurrent value in the state of the fuel cell. 1 to the load 5. Therefore, the first
In the fuel cell power supply device shown in the figure, when an overload occurs, a part of this overload is borne by the fuel cell 1. The capacity of the secondary battery 2 can be made smaller than that of the battery power supply device, and thus the secondary battery 2 can be formed in a small size in such a power supply device.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述したように、本発明においては、直流変換装置を備
えた燃料電池と,前記燃料電池に並列に接続された前記
燃料電池のバツクアツプ用二次電池とからなる燃料電池
電源装置において、 前記燃料電池が出力する燃料電池電流を検出し該燃料電
池電流に比例した電圧を出力する燃料電池電流検出部
と; 前記燃料電池の負荷に流れる負荷電流を検出し該負荷電
流に比例した電圧を第1検出信号として出力する負荷電
流検出部と; 前記燃料電池電流が定格電流値になったときに前記燃料
電池検出部が出力する電圧と等しい電圧を第1設定信号
として出力する電圧発生器と、該第1設定信号と前記第
1検出信号とが入力され,後者が前者よりも大きくなる
とHレベル,小さくなるとLレベルの二値信号を出力す
るコンパレータと、該コンパレータの出力信号を入力し
信号がHレベルのとき前記第1検出信号に比例した電圧
を出力する第1増幅器と、該第1増幅器の出力信号を入
力し前記Hレベルの信号が継続する時間と同等以下であ
ってかつ第1増幅器の信号が大きい程時間が小となるよ
うな所定の時間信号を発生する時間信号発生器と、該時
間信号を入力しこの時間信号が持続する間は前記第1増
幅器の出力信号に比例した電圧を第2設定信号として出
力する第2増幅器と、該第2増幅器の出力電圧と前記第
1設定信号とを加算してその加算した電圧を出力する加
算器とからなる設定部と; 前記加算器の出力電圧と前記燃料電池電流検出部から出
力される燃料電池電流に比例した電圧とを入力し両電圧
の差に応じた偏差信号を出力する偏差増幅器と、該偏差
信号が零となるように前記直流変換装置を制御する制御
部と; を備えるものとしたので、このように構成することによ
つて、負荷電流が定格電流をこえる過電流になつた場
合、所定量の電気量が前記制御部によつて前記過電流の
状態で燃料電池から強制的に出力させられる結果、過電
流をすべて二次電池に負担させるようにしていた従来の
燃料電池電源装置の場合に比べて二次電池を小さい容量
のものにすることができる効果がある。
As described above, in the present invention, in the fuel cell power supply device comprising the fuel cell provided with the DC converter and the backup secondary battery of the fuel cell connected in parallel to the fuel cell, the fuel cell A fuel cell current detection unit that detects a fuel cell current output by the fuel cell and outputs a voltage proportional to the fuel cell current; a load current flowing through a load of the fuel cell is detected, and a voltage proportional to the load current is first detected. A load current detection unit that outputs as a signal; a voltage generator that outputs a voltage equal to the voltage output by the fuel cell detection unit when the fuel cell current reaches a rated current value as a first setting signal; A comparator that receives a 1-setting signal and the first detection signal and outputs a binary signal of H level when the latter becomes larger than the former and L level when the latter becomes smaller; A first amplifier that inputs an output signal and outputs a voltage proportional to the first detection signal when the signal is at the H level, and a time equal to or less than the time when the output signal of the first amplifier is input and the H level signal continues And a time signal generator for generating a predetermined time signal such that the larger the signal of the first amplifier, the shorter the time, and the first amplifier for inputting the time signal and maintaining the time signal. A second amplifier that outputs a voltage proportional to the output signal of the second setting signal as a second setting signal, and an adder that adds the output voltage of the second amplifier and the first setting signal and outputs the added voltage. A setting unit; a deviation amplifier that inputs the output voltage of the adder and a voltage proportional to the fuel cell current output from the fuel cell current detection unit, and outputs a deviation signal according to the difference between the two voltages; So that the signal becomes zero Since the control section for controlling the flow converter is provided, by such a configuration, when the load current becomes an overcurrent exceeding the rated current, a predetermined amount of electricity is generated in the control section. As a result of the forced output from the fuel cell in the state of the overcurrent, the size of the secondary battery is smaller than in the case of the conventional fuel cell power supply device in which all the overcurrent is borne by the secondary battery. There is the effect that it can be of capacity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は第1図に
おける要部の波形図である。 1……燃料電池、2……二次電池、5……負荷、7……
燃料電池電流検出部、8……負荷電流検出部、8a……
第1検出信号、9a……第1設定信号、13a……第2
設定信号、16……設定部、17……制御部。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a waveform diagram of a main part in FIG. 1 ... Fuel cell, 2 ... Secondary battery, 5 ... Load, 7 ...
Fuel cell current detector, 8 ... Load current detector, 8a
1st detection signal, 9a ... 1st setting signal, 13a ... 2nd
Setting signal, 16 ... Setting section, 17 ... Control section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流変換装置を備えた燃料電池と,前記燃
料電池に並列に接続された前記燃料電池のバツクアツプ
用二次電池とからなる燃料電池電源装置において、 前記燃料電池が出力する燃料電池電流を検出し該燃料電
池電流に比例した電圧を出力する燃料電池電流検出部
と; 前記燃料電池の負荷に流れる負荷電流を検出し該負荷電
流に比例した電圧を第1検出信号として出力する負荷電
流検出部と; 前記燃料電池電流が定格電流値になったときに前記燃料
電池検出部が出力する電圧と等しい電圧を第1設定信号
として出力する電圧発生器と、該第1設定信号と前記第
1検出信号とが入力され,後者が前者よりも大きくなる
とHレベル,小さくなるとLレベルの二値信号を出力す
るコンパレータと、該コンパレータの出力信号を入力し
信号がHレベルのとき前記第1検出信号に比例した電圧
を出力する第1増幅器と、該第1増幅器の出力信号を入
力し前記Hレベルの信号が継続する時間と同等以下であ
ってかつ第1増幅器の信号が大きい程時間が小となるよ
うな所定の時間信号を発生する時間信号発生器と、該時
間信号を入力しこの時間信号が持続する間は前記第1増
幅器の出力信号に比例した電圧を第2設定信号として出
力する第2増幅器と、該第2増幅器の出力電圧と前記第
1設定信号とを加算してその加算した電圧を出力する加
算器とからなる設定部と; 前記加算器の出力電圧と前記燃料電池電流検出部から出
力される燃料電池電流に比例した電圧とを入力し両電圧
の差に応じた偏差信号を出力する偏差増幅器と、該偏差
信号が零となるように前記直流変換装置を制御する制御
部と; を備えたことを特徴とする燃料電池電源装置。
1. A fuel cell power supply device comprising a fuel cell having a DC converter and a backup secondary battery for the fuel cell connected in parallel to the fuel cell, wherein the fuel cell outputs the fuel cell. A fuel cell current detection unit that detects a current and outputs a voltage proportional to the fuel cell current; a load that detects a load current flowing through a load of the fuel cell and outputs a voltage proportional to the load current as a first detection signal A current detector; a voltage generator that outputs a voltage equal to the voltage output by the fuel cell detector when the fuel cell current reaches a rated current value as a first setting signal; A first detection signal is input, and a comparator that outputs a binary signal of H level when the latter becomes larger than the former and an L level when the latter becomes smaller, and a signal that receives the output signal of the comparator A first amplifier that outputs a voltage proportional to the first detection signal when it is at the H level; and a first amplifier that is equal to or less than the time during which the output signal of the first amplifier is input and the signal at the H level continues A time signal generator for generating a predetermined time signal such that the larger the signal is, the shorter the time signal is, and a voltage proportional to the output signal of the first amplifier while the time signal is input and the time signal continues. A second amplifier that outputs as a second setting signal and an adder that adds the output voltage of the second amplifier and the first setting signal and outputs the added voltage; And a deviation amplifier that inputs a voltage proportional to the fuel cell current output from the fuel cell current detection unit and outputs a deviation signal according to the difference between the two voltages, so that the deviation signal becomes zero. Controls the DC converter The fuel cell power supply device characterized by comprising a; and control unit.
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