JP2004281315A - 燃料電池システムの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素生成器1と、水素生成器1で得られた生成ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う燃料電池4と、起動から発電までの一連の動作を制御する制御器7と、燃料電池4に蓄積されている残留電力を放出するための電力放出手段9とを備えて、発電停止時に、燃料電池4に蓄積されている残留電力を放出する。これにより残留電力が速やかに放出、消費され漏電防止等の保護制御を可能とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を用いて発電を行う燃料電池システムの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下に従来の燃料電池システムについて説明する。
【0003】
図9に示すように、従来この種の燃料電池システムの制御装置は、天然ガスやメタノールなどの原料燃料および水蒸気改質反応に必要な原料水から水素に富んだガスを生成する水素生成器1と、酸化剤ガスとしての空気を供給するためのブロアファンで構成される送風器2と、供給空気を加湿する空気加湿器3と、水素生成器1で得られた生成ガスと送風器2からの酸化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池4と、燃料電池4にて発電された直流電力を交流200Vに変換する直流交流変換器5と、水素生成器1で得られた生成ガス、送風器2からの酸化剤ガスおよび燃料電池4から、それぞれの熱を回収し給湯する貯湯タンク6と、起動から発電までの一連の動作を制御する制御器7と、燃料電池4と直流交流変換器5との接続を開閉する直流入力開閉手段8とで構成されている。ここで制御器7の制御による発電停止時に、燃料電池4と直流交流変換器5との接続を直流入力開閉手段8により遮断して、燃料電池システムを停止していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、燃料電池は発電停止時に、直流入力開閉手段により直流交流変換器との接続を遮断されるので、燃料電池に蓄積されている電力がどこへも放出されることなく、次の再起動まで残ったままの状態となり、漏電等の問題を有していた。
【0005】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、発電停止時に、燃料電池に蓄積されている残留電力を放出させ、漏電等の保護制御を行うことを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、残留電力を放出するための電力放出手段を備えて、発電停止時に、燃料電池に蓄積されている残留電力を放出するものである。
【0007】
これにより発電停止時に、燃料電池の残留電力が速やかに放出、消費され漏電防止等の保護制御を可能とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、水素生成器と、水素生成器で得られた生成ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う燃料電池と、起動から発電までの一連の動作を制御する制御器と、燃料電池より発生する直流電力を交流電力に変換する直流交流変換器と、燃料電池と直流交流変換器との接続を開閉する直流入力開閉手段と、燃料電池に蓄積されている残留電力を放出するための電力放出手段と、燃料電池と電力放出手段との接続を開閉する電力放出開閉手段とを備え、制御器による発電停止時に、直流入力開閉手段により燃料電池と直流交流変換器との接続を遮断し、電力放出開閉手段により燃料電池を電力放出手段へ接続して、燃料電池に蓄積されている残留電力を放出する構成としたものであり、燃料電池の残留電力が長時間蓄積した状態のままでなく、速やかに放出消費され、漏電防止等の保護制御が可能となる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電力放出手段を、抵抗で構成したものであり、基本的な素子である抵抗素子により電力を放出、消費するので、安価で確実に漏電防止等の保護制御が可能となる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の電力放出手段を、エネルギーを蓄積可能な蓄電素子等で構成したものであり、残留電力を外部の蓄電素子等により蓄積することにより、燃料電池システムの立ち上げ時の発電や一時的な燃料電池のトラブル時にも、補助的に蓄電素子のエネルギーを利用することができるようになる。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の制御器を、発電停止時に、直流入力開閉手段により燃料電池と直流交流変換器との接続を遮断するのと同期して、電力放出開閉手段により燃料電池を電力放出手段へ接続して、燃料電池に蓄積されている残留電力を放出する構成としたものであり、発電停止時に、直流交流変換器との接続を遮断するのと同時タイミングで、電力放出手段へ接続されることにより、ロスなく速やかに残留電力を消費、放出できるようになる。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項4記載の発明において、直流入力開閉手段と電力放出開閉手段は、極性を互いに逆としたスイッチング素子で構成されている構成としたものであり、発電停止時に直流交流変換器との遮断および電力放出手段との接続という、互いに逆の制御が同一制御により可能となる。またリレーやトランジスタ等のスイッチング素子を使用することにより安価に実現できる。
【0013】
請求項6に記載の発明は、請求項5記載の発明において、直流入力開閉手段と電力放出開閉手段は、直流交流変換器と電源を共用する構成としたものであり、直流入力開閉手段および電力放出開閉手段とも、同一電源により駆動可能であり、直流交流変換器の制御電源と同一とすれば電源の共有化がはかれ、コストダウンができ、信頼性向上にもつながることになる。
【0014】
請求項7に記載の発明は、請求項2記載の発明において、残留電力値を記憶する記憶手段を備え、次回の停止時からその情報をもとに電力放出手段に最適な抵抗値に設定する構成としたものであり、電力放出手段の抵抗値を切換可能とし、前回の残留電力値のデータをもとに残留電力を最適な抵抗値により放出されることにより、より速やかに確実に電力が消費されるようになり、漏電の危険性が小さくなり保護制御が容易となる。
【0015】
請求項8に記載の発明は、請求項1記載の発明において、燃料電池に蓄積されている残留電力値を表示手段により表示する構成としたものであり、燃料電池の残留電力の放出状況が表示手段により明らかとなり、漏電防止等の保護制御を行う上において、より安全性が高まることになる。
【0016】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1において、図9で示した従来の燃料電池システムの制御装置と同じ機能を有するものについては同一符号を付与しており、これらの機能の詳細は図9に準ずるものとする。
【0018】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の燃料電池システムの制御装置の構成図である。電力放出手段9は、燃料電池4に蓄積されている残留電力を放出する。電力放出開閉手段10は燃料電池4と電力放出手段9との接続を開閉する。
【0019】
以上の構成において、制御器7による発電停止時に、直流入力開閉手段8により燃料電池4と直流交流変換器5との接続が遮断され、直流から交流への電力変換および直流交流変換器5での交流電力出力が停止するが、それに代わって燃料電池4の出力が電力放出開閉手段10により電力放出手段9に接続され、燃料電池4に蓄積されている残留電力が放出される。
【0020】
つまり燃料電池システムとしては、一度停止すると再起動まで数十分の時間を要し、残留電力は電力変換されず、どこへも放出されないが、電力放出手段により、残留電力は長時間蓄積されたままの状態でなく、停止後に速やかに放出消費されるので、燃料電池からの漏電防止等の保護制御が可能となる。特に定格発電中の異常緊急停止時などは、定格運転中であるので燃料電池4では直流電圧が52V前後、直流電流としては最大30A程度の大きな残留電力が蓄積されていることになるので、速やかな放出が重要となる。
【0021】
また、図2に示すように、電力放出手段9は、抵抗で構成されており、発電停止時に電力放出開閉手段10により、燃料電池出力の両端に電力放出手段9すなわち抵抗を挿入する形となる。ここで直流交流変換器5が定格発電出力時に停止した場合、仮に直流電圧が50V、直流電流が30Aとすると、最大でも抵抗値は20Wの500Ω程度となる。
【0022】
このように基本的な素子である抵抗素子により電力を消費、放出するので、安価で確実に漏電防止等の保護制御が可能となる。
【0023】
また、図3に示すように、電力放出手段9は、エネルギーを蓄積可能な蓄電素子等で構成されており、発電停止時に電力放出開閉手段10により、燃料電池出力に電力放出手段9すなわちここでは蓄電素子等が挿入される。
【0024】
ここでエネルギーを蓄積可能な蓄電素子等とは、2次電池やバッテリー、蓄電池等を意味する。
【0025】
このように、エネルギーが無駄なく蓄積されることになり、燃料電池システムの立ち上げ時のつなぎ発電のために放出したり、一時的な燃料電池のトラブル時にも、補助的に蓄電素子のエネルギーを利用することができるようになる。
【0026】
また、制御器7は、発電停止時に、直流入力開閉手段8により燃料電池4と直流交流変換器5との接続を遮断するのと同期して、電力放出開閉手段10により燃料電池4を電力放出手段9へ接続して、燃料電池4に蓄積されている残留電力を放出する構成としており、図4のタイムチャートに示すように、制御器7の発電停止の制御信号が出力されたタイミングで、直流入力開閉手段8への信号で、直流交流変換器5への接続が遮断され、電力放出開閉手段10への信号で電力放出手段9への接続がなされることになる。このことにより、時間のロスなく、速やかに残留電力が消費、放出できることになる。
【0027】
また、図5に示すように、直流入力開閉手段8と電力放出開閉手段10は、極性を互いに逆としたスイッチング素子で構成されている構成としており、例えばそれぞれの開閉手段がリレーの場合は、直流入力開閉手段8はA接点型のリレーでコイルに導通時に接続状態、電力放出開閉手段10はB接点型のリレーでコイルへの導通停止時に接続状態となる。また、それぞれの開閉手段がトランジスタの場合は、直流入力開閉手段8はトランジスタへの信号ONで導通状態となり、電力放出開閉手段10はトランジスタへの信号OFFで導通状態となるものである。
【0028】
このように発電停止時に直流交流変換器との遮断および電力放出手段との接続という、互いに逆の制御が同一制御により可能となり、またリレーやトランジスタ等のスイッチング素子を使用することにより安価に実現できる。
【0029】
また、図6に示すように、直流入力開閉手段8と電力放出開閉手段10は、直流交流変換器5と電源を共用する構成としており、両開閉手段がリレーの場合は12V、トランジスタの場合は5Vというように、直流交流変換器5の制御電源である12Vあるいは5V等の電源を共用することが可能となる。
【0030】
このように、直流入力開閉手段8および電力放出開閉手段10とも、同一電源により駆動可能であり、前述のように直流交流変換器5の制御電源と同一とすれば電源の共有化がはかれ、コストダウンができ、信頼性向上にもつながることになる。
【0031】
また、残留電力値を記憶する記憶手段11を備え、次回の停止時からその情報をもとに電力放出手段9に最適な抵抗値に設定する構成としており、図7に示すように、前回の残留電力値を記憶手段11によりメモリーしておき、その値に応じて電力放出手段9が抵抗であれば抵抗値を例えば、300Ω、400Ω、500Ω、600Ω・・・というように、切換可能にすることにより、残留電力を最適な抵抗値により放出、消費されることになり、より速やかに確実に電力が消費されることになり、漏電の危険性が小さくなり保護制御が容易となる。
【0032】
また、図8に示すように、燃料電池4に蓄積されている残留電力値を表示手段12により表示する構成としており、種々の方法で残留電力値の放出状況を表示することができる。
【0033】
このように、表示手段12により燃料電池4から電力放出手段9への残留電力の放出状況が表示手段12により明示されるようになると、漏電の注意喚起がなされ、漏電防止等の保護制御を行う上において、より安全性が高まることになる。
【0034】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、発電停止時に、燃料電池を電力放出手段へ接続して、燃料電池に蓄積されている残留電力を放出することにより、燃料電池の残留電力が長時間蓄積した状態のままの状態でなく、停止時に速やかに放出消費され、漏電防止等の保護制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における燃料電池システムの制御装置のブロック図
【図2】本発明の実施例1における燃料電池システムの制御装置の電力出力制御部分のブロック図
【図3】本発明の実施例1における燃料電池システムの制御装置の電力出力制御部分のブロック図
【図4】本発明の実施例1における燃料電池システムの制御装置の電力出力制御部分のタイムチャート
【図5】本発明の実施例1における燃料電池システムの制御装置の電力出力制御部分の動作図
【図6】本発明の実施例1における燃料電池システムの制御装置の電力出力制御部分のブロック図
【図7】本発明の実施例1における燃料電池システムの制御装置のブロック図
【図8】本発明の実施例1における燃料電池システムの制御装置のブロック図及び表示手段の表示図
【図9】従来の燃料電池システムの制御装置のブロック図
【符号の説明】
1 水素生成器
4 燃料電池
5 直流交流変換器
7 制御器
8 直流入力開閉手段
9 電力放出手段
10 電力放出開閉手段
11 記憶手段
12 表示手段
Claims (8)
- 水素生成器と、前記水素生成器で得られた生成ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う燃料電池と、起動から発電までの一連の動作を制御する制御器と、前記燃料電池より発生する直流電力を交流電力に変換する直流交流変換器と、前記燃料電池と前記直流交流変換器との接続を開閉する直流入力開閉手段と、前記燃料電池に蓄積されている残留電力を放出するための電力放出手段と、前記燃料電池と前記電力放出手段との接続を開閉する電力放出開閉手段とを備え、前記制御器による発電停止時に、前記直流入力開閉手段により前記燃料電池と前記直流交流変換器との接続を遮断し、前記電力放出開閉手段により前記燃料電池を前記電力放出手段へ接続して、前記燃料電池に蓄積されている残留電力を放出することを特徴とする燃料電池システムの制御装置。
- 電力放出手段は、抵抗で構成されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池システムの制御装置。
- 電力放出手段は、エネルギーを蓄積可能な蓄電素子等で構成されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池システムの制御装置。
- 制御器は、発電停止時に、直流入力開閉手段により燃料電池と直流交流変換器との接続を遮断するのと同期して、電力放出開閉手段により前記燃料電池を電力放出手段へ接続して、前記燃料電池に蓄積されている残留電力を放出することを特徴とする請求項1記載の燃料電池システムの制御装置。
- 直流入力開閉手段と電力放出開閉手段は、極性を互いに逆としたスイッチング素子で構成されていることを特徴とする請求項4記載の燃料電池システムの制御装置。
- 直流入力開閉手段と電力放出開閉手段は、直流交流変換器と電源を共用することを特徴とする請求項5記載の燃料電池システムの制御装置。
- 残留電力値を記憶する記憶手段を備え、次回の停止時からその情報をもとに電力放出手段に最適な抵抗値に設定することを特徴とする請求項2記載の燃料電池システムの制御装置。
- 燃料電池に蓄積されている残留電力値を表示手段により表示することを特徴とする請求項1記載の燃料電池システムの制御装置。
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Cited By (5)
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JP2008084849A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Canon Inc | 燃料電池システムの発電停止方法、発電停止手段を備えた燃料電池システム |
JP2010251147A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Panasonic Corp | 燃料電池発電装置 |
WO2015151588A1 (ja) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両の制御装置及び制御方法 |
CN110641282A (zh) * | 2018-06-08 | 2020-01-03 | 现代自动车株式会社 | 在紧急情况下用于耗尽剩余电力的燃料电池*** |
CN111409508A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-14 | 潍柴动力股份有限公司 | 车载燃料电池***及其控制方法 |
-
2003
- 2003-03-18 JP JP2003073834A patent/JP2004281315A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008084849A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Canon Inc | 燃料電池システムの発電停止方法、発電停止手段を備えた燃料電池システム |
JP2010251147A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Panasonic Corp | 燃料電池発電装置 |
WO2015151588A1 (ja) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両の制御装置及び制御方法 |
JP2015198537A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両の制御装置及び制御方法 |
CN110641282A (zh) * | 2018-06-08 | 2020-01-03 | 现代自动车株式会社 | 在紧急情况下用于耗尽剩余电力的燃料电池*** |
CN110641282B (zh) * | 2018-06-08 | 2023-11-17 | 现代自动车株式会社 | 在紧急情况下用于耗尽剩余电力的燃料电池*** |
CN111409508A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-14 | 潍柴动力股份有限公司 | 车载燃料电池***及其控制方法 |
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