JP4831063B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して燃料電池システム20の構成を説明する。なお、図1中に示す破線は、各機能ブロックあるいは機能部品間で授受される情報信号の流れを示している。
即ち、図3に示す単セルのI-P 特性を示す曲線Bのピーク点(最大電力点)P、つまり燃料電池21の最も大きい電力(最大電力)WP (0.575W/cm2 )を発電するときの電圧値VP を、同図に示す単セルのI-V 特性を示す曲線Aから求め(電圧値VP =0.50V)、これを所定の下限電圧値VLに設定している。
即ち、図3に示す単セルのI-P 特性を示す曲線Bのピーク点(最大電力点)P、つまり燃料電池21の最も大きい電力(最大電力)WP (0.575W/cm2 )を発電するときの電圧値VP を同図に示す単セルのI-V 特性を示す曲線Aから求め(電圧値VP =0.50V)、この電圧値VP 以上で、その95%の点Qにおける電力WQ (0.575×0.95=0.546W/cm2 )を発電するときの曲線Aから求めた電圧値VQ (0.56V)以下に所定の下限電圧値VLが設定されている。
例えば、図3に示すI-P 特性を示す曲線Bのピーク点Pの前後における所定範囲(例えば電流密度0.1A/cm2 ;図3に示すV1(1.15〜1.25)、V2(1.05〜1.15)の範囲)の曲線Bの傾き(図3に示すΔV1(−0.047V/0.1A・cm2 )、ΔV2(−0.032V/0.1A・cm2 ))を得ることにより、その傾きの平均値((ΔV1+ΔV2)/2;((−0.047−0.032)/2=−0.0395≒−0.4[V/A・cm2 ]))を求めたものを「燃料電池21のI-V 特性曲線の傾き」として定め、その傾きのときの燃料電池21のFC電圧Vfc以上、最大電力WP (0.575W/cm2 )の出力電圧値VP (0.50V)以下の範囲内で設定するようにしても良い。
即ち、図4に示すように、当該所定の下限電圧値VLは、燃料電池21の開放電圧値の観点から、単セルのI-P 特性を示す燃料電池21の発電効率の高い領域(ピーク点P)からVef特性を示す曲線Cにより、発電効率の高い領域を電圧効率の範囲として定めても良い。
21 燃料電池
23 電圧センサ (電圧検出手段)
31 バッテリ (蓄電手段)
35 リアクトル (補助電力供給手段)
36 スイッチング素子 (補助電力供給手段)
45 モータ駆動回路 (負荷)
51 HBCコントローラ(補助電力供給手段)
Vfc 燃料電池のFC電圧
VL 所定の下限電圧値 (所定の電圧値)
VP 下限電圧(所定の電圧値、最大電力を発電するときの電圧値)
VQ 下限電圧(所定の電圧値、最大電力の95%以上を発電するときの電圧値)
Claims (2)
- 負荷に対しそれぞれ並列に接続された燃料電池および蓄電手段を備える燃料電池システムであって、
前記負荷に対し電力供給する燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記燃料電池の電流密度に対する電力密度の特性を示す曲線において電力密度が最大となるときの電圧を、前記燃料電池の電流密度に対する電圧効率の特性を示す曲線から求め、この電圧が下限値として設定され、前記電圧検出手段により検出された前記燃料電池の出力電圧が前記電圧値を下回らないように、前記負荷に対し前記蓄電手段から、前記燃料電池の出力電圧が前記電圧値以上を保持し得る補助電力を供給する補助電力供給手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記補助電力供給手段は、前記負荷からの要求電力が、前記燃料電池の出力電圧が下限値では不足する電力分を補助電力として供給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。
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