JPH0636367B2 - 燃料電池電源装置 - Google Patents
燃料電池電源装置Info
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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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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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Ｉｆ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Ｉｆ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Ｉｆを検出しこの電流Ｉ
ｆ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Ｉｌを検出
し、Ａを比例定数としてＡ・Ｉｌ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Ｉｆが定格電流値Ｉｒ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Ｖｒを
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。
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Ｉｆ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Ｉｆ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Ｉｆを検出しこの電流Ｉ
ｆ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Ｉｌを検出
し、Ａを比例定数としてＡ・Ｉｌ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Ｉｆが定格電流値Ｉｒ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Ｖｒを
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。
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。
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。
例えば、Ｔの時間は下記の(1) 式によりきめられる。
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。
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。
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。
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。
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の
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Ｖｓ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Ｖｓ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Ｉｆ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が
所定電圧Ｖｒ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Ｖｓ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Ｖｒ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＋Ｖｒ）を、加算器14から設定電圧Ｖｓ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Ｖｓとが入力され、設定電圧Ｖｓ
を設定値として燃料電池電流Ｉｆ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。
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の
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Ｖｓ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Ｖｓ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Ｉｆ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が
所定電圧Ｖｒ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Ｖｓ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Ｖｒ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＋Ｖｒ）を、加算器14から設定電圧Ｖｓ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Ｖｓとが入力され、設定電圧Ｖｓ
を設定値として燃料電池電流Ｉｆ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。
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
ｔ１に至るまでの間負荷電流Ｉｌ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Ｖｒの
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ｔ１に至るまでの間、加算器１４
から出力される設定電圧Ｖｓ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Ｖｒに等しく、このため
電池電流Ｉｆの大きさは制御部１７による制御によつて
定格電流値Ｉｒに等しくなつており、この時負荷電流Ｉ
ｌは零であるから電流Ｉｆはすべて二次電池２の充電電
流となる。Ｉｂは二次電池２を流れる電流である。
要部波形図をも併用して説明する。すなわち、まず時刻
ｔ１に至るまでの間負荷電流Ｉｌ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Ｖｒの
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ｔ１に至るまでの間、加算器１４
から出力される設定電圧Ｖｓ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Ｖｒに等しく、このため
電池電流Ｉｆの大きさは制御部１７による制御によつて
定格電流値Ｉｒに等しくなつており、この時負荷電流Ｉ
ｌは零であるから電流Ｉｆはすべて二次電池２の充電電
流となる。Ｉｂは二次電池２を流れる電流である。
時刻ｔ１になつて、負荷電流Ｉｌが、電流値Ｉｒより大
きい電流値Ｉl1で、かつこの電流値Ｉl1が時間Ｗ１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
Ｉl1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Ｖｒ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ｔ１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
Ｖlb1 ＝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Ｔ１、すなわちＴ１＝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Ｗ１の間電圧Ｖlb1 の大
きさを継続するので、この場合Ｔ１＜Ｗ１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Ｔ１の間だけ出力される。故
に時刻ｔ１から時間Ｔ１の間加算器１４から出力される
設定電圧Ｖｓの大きさはＶlc1 ＋Ｖｒになるので、燃料
電池電流Ｉｆは時刻ｔ１から時間Ｔ１だけ経過した時刻
ｔ２までの間設定電圧Ｖlc1 ＋Ｖｒ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Ｉｂは零に
なる。
きい電流値Ｉl1で、かつこの電流値Ｉl1が時間Ｗ１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
Ｉl1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Ｖｒ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ｔ１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
Ｖlb1 ＝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Ｔ１、すなわちＴ１＝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Ｗ１の間電圧Ｖlb1 の大
きさを継続するので、この場合Ｔ１＜Ｗ１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Ｔ１の間だけ出力される。故
に時刻ｔ１から時間Ｔ１の間加算器１４から出力される
設定電圧Ｖｓの大きさはＶlc1 ＋Ｖｒになるので、燃料
電池電流Ｉｆは時刻ｔ１から時間Ｔ１だけ経過した時刻
ｔ２までの間設定電圧Ｖlc1 ＋Ｖｒ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Ｉｂは零に
なる。
電池電流ＩｆがＩf1になつている状態は時刻ｔ２まで継
続するが、時刻ｔ２以後設定電圧ＶｓがＶｒの大きさに
復帰するので電流ＩｆもＩｒの大きさに復帰し、一方時
刻ｔ２以後時刻ｔ１から時間Ｔ１だけ経過した時刻ｔ３
まで負荷電流ＩｌはＩl1の大きさを継続しているので、
時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、二次電池２からＩｂ＝
Ｉl1−Ｉｒの大きさの電流が放電されることになる。
続するが、時刻ｔ２以後設定電圧ＶｓがＶｒの大きさに
復帰するので電流ＩｆもＩｒの大きさに復帰し、一方時
刻ｔ２以後時刻ｔ１から時間Ｔ１だけ経過した時刻ｔ３
まで負荷電流ＩｌはＩl1の大きさを継続しているので、
時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、二次電池２からＩｂ＝
Ｉl1−Ｉｒの大きさの電流が放電されることになる。
時刻ｔ３で負荷電流Ｉｌが定格電流値Ｉｒ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ＩｆはＩｒの大きさを継続
する。この場合Ｉl2＜Ｉｒであるから、（Ｉｒ−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Ｉｌが時刻ｔ４で零になつたとすると、各部の
状態は時刻ｔ１以前の状態になつているので、二次電池
２は再びＩｒの大きさの電流Ｉｆで充電される。
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ＩｆはＩｒの大きさを継続
する。この場合Ｉl2＜Ｉｒであるから、（Ｉｒ−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Ｉｌが時刻ｔ４で零になつたとすると、各部の
状態は時刻ｔ１以前の状態になつているので、二次電池
２は再びＩｒの大きさの電流Ｉｆで充電される。
零であつた負荷電流Ｉｌが、時刻ｔ５から時間Ｗ３だけ
経過した時刻ｔ６までの間、Ｉｒ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Ｔ３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Ｗ３＝Ｔ３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Ｔ３＞Ｔ１である。時刻ｔ５から時刻ｔ６ま
での間設定電圧Ｖｓは（Ｖｒ＋Ｖlc3 ）になるので、こ
の時間帯では燃料電池電流Ｉｆは設定電圧（Ｖｒ＋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ｔ５から時刻ｔ６
までの間二次電池電流Ｉｂは零になる。時刻ｔ６から時
刻ｔ７までの間負荷電流Ｉｌが定格電流値Ｉｒ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Ｉｂ＝Ｉｒ−Ｉl4の充電電流が流れる。
経過した時刻ｔ６までの間、Ｉｒ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Ｔ３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Ｗ３＝Ｔ３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Ｔ３＞Ｔ１である。時刻ｔ５から時刻ｔ６ま
での間設定電圧Ｖｓは（Ｖｒ＋Ｖlc3 ）になるので、こ
の時間帯では燃料電池電流Ｉｆは設定電圧（Ｖｒ＋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ｔ５から時刻ｔ６
までの間二次電池電流Ｉｂは零になる。時刻ｔ６から時
刻ｔ７までの間負荷電流Ｉｌが定格電流値Ｉｒ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Ｉｂ＝Ｉｒ−Ｉl4の充電電流が流れる。
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Ｉｒ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。
電池２の定格電流値Ｉｒ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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 【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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172883A JPH0636367B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 燃料電池電源装置 |
| US06/889,122 US4677037A (en) | 1985-07-25 | 1986-07-24 | Fuel cell power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172883A JPH0636367B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 燃料電池電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235462A JPS6235462A (ja) | 1987-02-16 |
| JPH0636367B2 true JPH0636367B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=15950084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60172883A Expired - Fee Related JPH0636367B2 (ja) | 1985-07-25 | 1985-08-06 | 燃料電池電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636367B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63289773A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
| JP4649730B2 (ja) * | 2000-11-22 | 2011-03-16 | 株式会社デンソー | 燃料電池システム |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP60172883A patent/JPH0636367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6235462A (ja) | 1987-02-16 |
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Legal Events
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