(57)【要約】【課題】  始動時の電圧低下を防ぐことができ、かつ汎用性が高い電力供給装置を提供する。【解決手段】  電力供給装置５０は、燃料電池１１０と、リチウムイオン２次電池１０４と、第１スイッチ１３６と、第２スイッチ１３８と、出力端子１４２と、第１制御部１４０とを含む。第１制御部１４０は、特定期間、電力の供給を遮断するように第２スイッチ１３８を制御し、特定期間が経過した後であって出力端子１４２が出力する電力の値が所定の値以上の期間、燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４への電力の供給を遮断するように、第１スイッチ１３６を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電するための発電手段と、
前記発電手段に接続され、前記発電手段が発電した電力を蓄積する第１の２次電池と、
前記発電手段と第１の２次電池との間に接続され、前記発電手段からの電力の供給を遮断するための第１の遮断手段と、
前記第１の遮断手段および第１の２次電池と並列に接続され、前記発電手段からの電力の供給を遮断するための第２の遮断手段と、
前記第１の２次電池および第２の遮断手段に接続され、前記発電手段が発電した電力を出力するための出力手段と、
前記発電手段が電力の出力を開始した時から所定の要件を満たすまでの期間である特定期間、電力の供給を遮断するように前記第２の遮断手段を制御し、前記特定期間が経過した後であって前記出力手段が出力する電力の値が所定の第１の値以上の期間、前記発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、前記第１の遮断手段を制御するための第１の制御手段とを含む電力供給装置。
【請求項２】
前記第１の制御手段は、前記発電手段が電力の出力を開始した時からの長さが予め定められた期間、電力の供給を遮断するように前記第２の遮断手段を制御し、前記長さが予め定められた期間が経過した後であって前記出力手段が出力する電力の値が前記所定の第１の値以上の期間、前記発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、前記第１の遮断手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記第１の制御手段は、
前記長さが予め定められた期間が経過したことを検出するための第１の検出手段と、
前記出力手段が出力する電力の値を検出するための第２の検出手段と、
前記第１の検出手段が前記長さが予め定められた期間が経過したことを検出するまで、電力の供給を遮断するように前記第２の遮断手段を制御し、前記長さが予め定められた期間が経過した後、前記第２の検出手段が検出した値が前記所定の第１の値以上の期間、前記発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、前記第１の遮断手段を制御するための手段とを含む、請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記第１の制御手段は、前記発電手段が電力の出力を開始した時からの長さが前記発電手段の性能に基づいて予め定められた期間、電力の供給を遮断するように前記第２の遮断手段を制御し、前記長さが発電手段の性能に基づいて予め定められた期間が経過した後であって前記出力手段が出力する電力の値が前記所定の第１の値以上の期間、前記発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、前記第１の遮断手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記発電手段は、燃料電池を含む、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記電力供給装置は、
前記第１の２次電池の電圧値を検出するための第３の検出手段と、
前記第３の検出手段が検出した電圧値が所定の第２の値を下回ると発電を開始するように、前記発電手段を制御するための第２の制御手段とをさらに含む、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記第１の制御手段は、前記発電手段が電力の出力を開始した時から前記発電手段の状態が所定の状態になるまでの期間、電力の供給を遮断するように前記第２の遮断手段を制御し、前記発電手段が電力の出力を開始した時から前記発電手段の状態が前記所定の状態になるまでの期間が経過した後であって前記出力手段が出力する電力の値が前記所定の第１の値以上の期間、前記発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、前記第１の遮断手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記発電手段は、前記第１の２次電池および出力手段に連続して電力を供給できるように発電するための手段を含む、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項９】
前記電力供給装置は、前記第１の遮断手段に直列に接続され、前記発電手段からの電流を所定の範囲に制限するための制限手段を含む、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項１０】
前記電力供給装置は、
前記発電手段と第１の遮断手段との間に接続され、前記発電手段が発電した電力を蓄積する第２の２次電池と、
前記第２の２次電池の電圧値を検出するための第４の検出手段と、
前記第２の２次電池の電圧値が所定の値を下回ると発電を開始するように、前記発電手段を制御するための制御手段とをさらに含む、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項１１】
発電するための発電手段と、
前記発電手段に接続され、前記発電手段が発電した電力を蓄積する第１の２次電池と、
前記発電手段と第１の２次電池との間に接続され、前記発電手段からの電力の供給を遮断するための第１の遮断手段と、
前記第１の遮断手段および第１の２次電池と並列に接続され、前記発電手段からの電力の供給を遮断するための第２の遮断手段と、
前記第１の２次電池および第２の遮断手段に接続され、前記発電手段が発電した電力を出力するための出力手段と、
前記発電手段が電力の出力を開始したときから所定の要件を満たすまでの期間である特定期間、電力の供給を遮断するように前記第２の遮断手段を制御し、前記特定期間が経過した後であって前記出力手段が出力する電力の値が所定の第１の値未満の期間、前記発電手段から第１の２次電池へ電力を供給するように、前記第１の遮断手段を制御するための制御手段とを含む電力供給装置。
【請求項１２】
太陽電池と、
前記太陽電池とは異なる原理により発電するための発電手段と、
前記発電手段に接続され、前記発電手段が発電した電力を蓄積する２次電池と、
前記発電手段と２次電池との間に接続され、前記発電手段からの電力の供給を遮断するための第１の遮断手段と、
前記第１の遮断手段および２次電池と並列に接続され、前記発電手段からの電力の供給を遮断するための第２の遮断手段と、
前記太陽電池と２次電池との間に接続され、前記太陽電池からの電力の供給を遮断するための第３の遮断手段と、
前記発電手段および２次電池に接続され、前記発電手段が発電した電力および２次電池が蓄積した電力のいずれかを出力するための出力手段と、
前記太陽電池が供給する電力が所定の第１の値を下回る場合、前記太陽電池から２次電池への電力の供給を遮断するように前記第３の遮断手段を制御し、前記発電手段が電力の出力を開始した時から所定の要件を満たすまでの期間である特定期間、電力の供給を遮断するように前記第２の遮断手段を制御し、前記特定期間が経過した後であって前記出力手段が出力する電力の値が所定の第２の値以上の期間、前記発電手段から２次電池への電力の供給を遮断するように前記第１の遮断手段を制御するための制御手段とを含む電力供給装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、
前記出力手段が出力する電力の値を検出するための検出手段と、
前記検出手段が検出した値が前記所定の第１の値以上の場合、前記太陽電池から２次電池への電力の供給を遮断するように前記第３の遮断手段を制御し、前記特定期間、電力の供給を遮断するように前記第２の遮断手段を制御し、前記特定期間が経過した後であって前記検出手段が検出した値が前記所定の第２の値以上の期間、前記発電手段から２次電池への電力の供給を遮断するように前記第１の遮断手段を制御するための手段とを含む、請求項１２に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給装置に関し、特に、発電に関する要素を組合わせた電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、燃料電池と２次電池とを備え、少なくともいずれかの電池により負荷に対して電力の供給を行なう燃料電池システムにおいて、負荷と燃料電池との電気的な接続を入り切りするスイッチと、燃料電池の暖機運転を行なう際、燃料電池の暖機状態を検出する温度センサと、温度センサにおける検出結果を基に、スイッチを駆動して、負荷と燃料電池とを接続する制御部とを備え、少なくとも燃料電池が暖機運転を行なう間は、２次電池が負荷に対して電力の供給を行なう燃料電池システムを開示する。
【０００３】
一般に、系統連系していない燃料電池は、２次電池を併用する。始動した直後に大電流を出力すると運転が不安定になったり、負荷の急変に対して電力を完全に追従させることが難しかったりするためである。２次電池を併用する場合、始動した直後に燃料電池が出力する電流をある程度抑制できる。特許文献１に開示された発明によると、システムの始動時に電池が出力する電圧が低下したり電池反応が異常になったりすることをより適切に防止することで、システムの始動時にも負荷に対して正常に電気を供給することを可能にし、かつ電源全体の大型化を防ぐことができる。
【特許文献１】特開平９−２３１９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、電源としての汎用性が乏しいという問題点がある。
【０００５】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、始動時の電圧低下を防ぐことができ、かつ汎用性が高い電力供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、電力供給装置は、発電手段と、第１の２次電池と、第１の遮断手段と、第２の遮断手段と、出力手段と、第１の制御手段とを含む。発電手段は、発電する。第１の２次電池は、発電手段に接続され、発電手段が発電した電力を蓄積する。第１の遮断手段は、発電手段と第１の２次電池との間に接続され、発電手段からの電力の供給を遮断する。第２の遮断手段は、第１の遮断手段および第１の２次電池と並列に接続され、発電手段からの電力の供給を遮断する。出力手段は、第１の２次電池および第２の遮断手段に接続され、発電手段が発電した電力を出力する。第１の制御手段は、発電手段が電力の出力を開始したときから所定の要件を満たすまでの期間である特定期間、電力の供給を遮断するように第２の遮断手段を制御し、特定期間が経過した後であって出力手段が出力する電力の値が所定の第１の値以上の期間、発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、第１の遮断手段を制御する。
【０００７】
また、上述の第１の制御手段は、発電手段が電力の出力を開始したときからの長さが予め定められた期間、電力の供給を遮断するように第２の遮断手段を制御し、長さが予め定められた期間が経過した後であって出力手段が出力する電力の値が所定の第１の値以上の期間、発電手段からの第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、第１の遮断手段を制御するための手段を含むことが望ましい。
【０００８】
また、上述の第１の制御手段は、長さが予め定められた期間が経過したことを検出するための第１の検出手段と、出力手段が出力する電力の値を検出するための第２の検出手段と、第１の検出手段が長さが予め定められた期間が経過したことを検出するまで、電力の供給を遮断するように第２の遮断手段を制御し、長さが予め定められた期間が経過した後、第２の検出手段が検出した値が所定の第１の値以上の期間、発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、第１の遮断手段を制御するための手段とを含むことが望ましい。
【０００９】
また、上述の第１の制御手段は、発電手段が電力の出力を開始したときからの長さが発電手段の性能に基づいて予め定められた期間、電力の供給を遮断するように第２の遮断手段を制御し、長さが発電手段の性能に基づいて予め定められた期間が経過した後であって出力手段が出力する電力の値が所定の第１の値以上の期間、発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、第１の遮断手段を制御するための手段を含むことが望ましい。
【００１０】
また、上述の発電手段は、燃料電池を含むことが望ましい。
【００１１】
また、上述の電力供給装置は、第１の２次電池の電圧値を検出するための第３の検出手段と、第３の検出手段が検出した電圧値が所定の第２の値を下回ると発電を開始するように、発電手段を制御するための第２の制御手段とをさらに含むことが望ましい。
【００１２】
また、上述の第１の制御手段は、発電手段が電力の出力を開始したときから発電手段の状態が所定の状態になるまでの期間、電力の供給を遮断するように第２の遮断手段を制御し、発電手段が電力の出力を開始したときから発電手段の状態が所定の状態になるまでの期間が経過した後であって出力手段が出力する電力の値が所定の第１の値以上の期間、発電手段から第１の２次電池への電力の供給を遮断するように、第１の遮断手段を制御するための手段を含むことが望ましい。
【００１３】
また、上述の発電手段は、第１の２次電池および出力手段に連続して電力を供給できるように発電するための手段を含むことが望ましい。
【００１４】
また、上述の電力供給装置は、第１の遮断手段に直列に接続され、発電手段からの電流を所定の範囲に制限するための制限手段を含むことが望ましい。
【００１５】
また、上述の電力供給装置は、発電手段と第１の遮断手段との間に接続され、発電手段が発電した電力を蓄積する第２の２次電池と、第２の２次電池の電圧値を検出するための第４の検出手段と、第２の２次電池の電圧値が所定の値を下回ると発電を開始するように、発電手段を制御するための制御手段とをさらに含むことが望ましい。
【００１６】
本発明の他の局面に従うと、電力供給装置は、発電手段と、第１の２次電池と、第１の遮断手段と、第２の遮断手段と、出力手段と、制御手段とを含む。発電手段は、発電する。第１の２次電池は、発電手段に接続され、発電手段が発電した電力を蓄積する。第１の遮断手段は、発電手段と第１の２次電池との間に接続され、発電手段からの電力の供給を遮断する。第２の遮断手段は、第１の遮断手段および第１の２次電池と並列に接続され、発電手段からの電力の供給を遮断する。出力手段は、第１の２次電池および第２の遮断手段に接続され、発電手段が発電した電力を出力する。制御手段は、発電手段が電力の出力を開始したときから所定の要件を満たすまでの期間である特定期間、電力の供給を遮断するように第２の遮断手段を制御し、特定期間が経過した後であって出力手段が出力する電力の値が所定の第１の値未満の期間、発電手段から第１の２次電池へ電力を供給するように、第１の遮断手段を制御する。
【００１７】
本発明の他の局面に従うと、電力供給装置は、太陽電池と、発電手段と、２次電池と、第１の遮断手段と、第２の遮断手段と、第３の遮断手段と、出力手段と、制御手段とを含む。発電手段は、太陽電池とは異なる原理により発電する。２次電池は、発電手段に接続され、発電手段が発電した電力を蓄積する。第１の遮断手段は、発電手段と２次電池との間に接続され、発電手段からの電力の供給を遮断する。第２の遮断手段は、第１の遮断手段および２次電池と並列に接続され、発電手段からの電力の供給を遮断する。第３の遮断手段は、太陽電池と２次電池との間に接続され、太陽電池からの電力の供給を遮断する。出力手段は、発電手段および２次電池に接続され、発電手段が発電した電力および２次電池が蓄積した電力のいずれかを出力する。制御手段は、太陽電池が供給する電力が所定の第１の値を下回る場合、太陽電池から２次電池への電力の供給を遮断するように第３の遮断手段を制御し、発電手段が電力の出力を開始した時から所定の要件を満たすまでの期間である特定期間、電力の供給を遮断するように第２の遮断手段を制御し、特定期間が経過した後であって出力手段が出力する電力の値が所定の第２の値以上の期間、発電手段から２次電池への電力の供給を遮断するように第１の遮断手段を制御する。
【００１８】
また、上述の制御手段は、出力手段が出力する電力の値を検出するための検出手段と、検出手段が検出した値が所定の第１の値以上の場合、太陽電池から２次電池への電力の供給を遮断するように第３の遮断手段を制御し、特定期間、電力の供給を遮断するように第２の遮断手段を制御し、特定期間が経過した後であって検出手段が検出した値が所定の第２の値以上の期間、発電手段から２次電池への電力の供給を遮断するように第１の遮断手段を制御するための手段を含むことが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る電力供給装置は、始動時の電圧低下を防ぐことができ、かつ汎用性を高くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る電力供給装置について説明する。
【００２２】
図１を参照して、本実施の形態に係る電気設備は、電力供給装置５０と、負荷８０とを含む。電力供給装置５０は、負荷８０に対し電力を供給する。負荷８０は、電力供給装置５０から受けた電力を用いて、所定の仕事を実施する。
【００２３】
電力供給装置５０は、ＤＣ／ＤＣ（Direct Current/ Direct Current）コンバータ５２と、メインインバータ５４と、発電部１００と、出力部１０２と、リチウムイオン２次電池１０４と、ダイオード１０６と、ダイオード１０８とを含む。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５２は、出力部１０２が出力した直流電力を昇圧する装置である。本実施の形態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２が出力した直流電力の電圧は約２５０Ｖとなる。メインインバータ５４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２および負荷８０に直列に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２が出力した直流電力を交流電力に変換する装置である。発電部１００は、発電のために必要な動作を実施する。出力部１０２は、負荷８０に電力を安定して供給するために必要な動作を実施する。リチウムイオン２次電池１０４は、後述する燃料電池１１０および出力端子１４２に接続され、燃料電池１１０が発電した電力を蓄積する２次電池である。本実施の形態の場合、リチウムイオン２次電池１０４が供給する電力の電圧は４８Ｖ±８Ｖである。ダイオード１０６およびダイオード１０８は、電流が流れる方向を制限する。
【００２５】
発電部１００は、燃料電池１１０と、鉛蓄電池１１２と、第２制御部１１６と、第１電流計１１８と、第１電圧計１２０とを含む。
【００２６】
燃料電池１１０は、燃料の持つ化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換することにより発電する装置である。本実施の形態の場合、燃料電池１１０が発電する電力の電圧は４８Ｖ±８Ｖである。鉛蓄電池１１２は、燃料電池１１０と後述する第１スイッチ１３６との間に接続され、燃料電池１１０が発電した電力を蓄積する２次電池である。本実施の形態の場合、鉛蓄電池１１２が供給する電力の電圧は４８Ｖ±８Ｖである。第２制御部１１６は、第１電流計１１８および第１電圧計１２０が検出した値に基づき、燃料電池１１０を制御する装置である。第１電流計１１８は、鉛蓄電池１１２から流れる電流の電流値を検出する装置である。第１電圧計１２０は、鉛蓄電池１１２の電圧値を検出する装置である。
【００２７】
出力部１０２は、制限装置１３０と、第２電流計１３２と、ダイオード１３４と、第１スイッチ１３６と、第２スイッチ１３８と、第１制御部１４０と、出力端子１４２とを含む。
【００２８】
制限装置１３０は、第１スイッチ１３６に直列に接続され、第１制御部１４０の制御に応じて、燃料電池１１０からの電流を所定の範囲（本実施の形態の場合、２０Ａを中心とする範囲）に制限する装置である。第２電流計１３２は、出力端子１４２が出力する電力の電流値を検出する装置である。本実施の形態の場合、出力端子１４２が出力する電力の電圧値は一定とみなされるので、第２電流計１３２は、出力端子１４２が出力する電力の値を検出する装置となる。ダイオード１３４は、電流が流れる方向を制限する。第１スイッチ１３６は、燃料電池１１０およびリチウムイオン２次電池１０４に接続され、燃料電池１１０からの電力の供給を遮断する装置である。第２スイッチ１３８は、制限装置１３０および第１スイッチ１３６ならびにリチウムイオン２次電池１０４と並列に接続され、燃料電池１１０からの電力の供給を遮断する装置である。第１制御部１４０は、制限装置１３０、第１スイッチ１３６、および第２スイッチ１３８を制御する装置である。出力端子１４２は、リチウムイオン２次電池１０４および第２スイッチ１３８に接続され、燃料電池１１０が発電した電力およびリチウムイオン２次電池１０４が蓄積した電力（燃料電池１１０が発電した後、リチウムイオン２次電池１０４により蓄積された電力）のいずれかを出力する端子である。出力端子１４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２に直列に接続されている。
【００２９】
第１制御部１４０は、タイマ１４４を含む。タイマ１４４は、予め定められた期間（本実施の形態の場合「予め定められた期間」を２０分とする）が経過したことを検出する装置である。
【００３０】
図２を参照して、制限装置１３０は、トランジスタ１５０と、抵抗１５２と、電圧センサ１５４とを含む。トランジスタ１５０は、燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４へ供給される電力の電流を増幅する。抵抗１５２は、電位差を生じさせる。電圧センサ１５４は、抵抗１５２により生じた電圧を検出する。
【００３１】
図３および図４を参照して、電力供給装置５０で実行されるプログラムは、電力の供給に関し、以下のような制御を実行する。
【００３２】
ステップ２００（以下、ステップをＳと略す。）にて、第２電流計１３２は、出力端子１４２が出力する電力の値を電流値として検出する。
【００３３】
Ｓ２０２にて、第１制御部１４０は、第２電流計１３２が検出した電流値に基づき、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する。電流が流れていると判断した場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４へと移される。もしそうでないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ２００へと移される。Ｓ２０４にて、第１電圧計１２０は、鉛蓄電池１１２の電圧値を検出する。
【００３４】
Ｓ２０６にて、第２制御部１１６は、鉛蓄電池１１２の電圧値が４８Ｖ未満か否かを判断する。電圧値が４８Ｖ未満と判断した場合（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２へと移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２０８へと移される。Ｓ２０８にて、第１電流計１１８は、鉛蓄電池１１２の電流値を検出する。
【００３５】
Ｓ２１０にて、第２制御部１１６は、第１電流計１１８が検出した電流値が１２Ａ以上か否かを判断する。電流値が１２Ａ以上と判断した場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２へと移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２０４へと移される。Ｓ２１２にて、第２制御部１１６は、燃料電池１１０を起動させる。
【００３６】
Ｓ２１４にて、第１制御部１４０は、第２制御部１１６が燃料電池１１０を起動させてから２０分が経過したか否かを判断する（「２０分」という値は、燃料電池１１０の性能に基づいて予め設計者により定められた値なので、燃料電池の性能によっては、「２０分」以外の時間が経過したか否かが判断されてもよい）。２０分が経過したと判断した場合（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、処理はＳ２１６へと移される。もしそうでないと（Ｓ２１４にてＮＯ）、処理はＳ２１４へと戻される。Ｓ２１６にて、第１制御部１４０は、第２スイッチ１３８を閉じる。
【００３７】
Ｓ２１８にて、第２電流計１３２は、出力端子１４２の電流値を検出する。
【００３８】
Ｓ２２０にて、第１制御部１４０は、第２電流計１３２が検出した電流値が５０Ａ以上か否かを判断する。５０Ａ以上と判断した場合（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２２へと移される。もしそうでないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、処理はＳ２２４へと移される。
【００３９】
Ｓ２２２にて、第１制御部１４０は第１スイッチ１３６を開く。燃料電池１１０が鉛蓄電池１１２を介してリチウムイオン２次電池１０４を充電することはなくなる（ちなみに、第２電流計１３２の電流値が５０Ａ未満であって０Ａを上回る場合、燃料電池１１０は負荷８０に電力を供給しつつリチウムイオン２次電池１０４を充電する）。第１制御部１４０は、燃料電池１１０が電力の出力を開始したときから所定の要件を満たすまでの期間が経過した後であって出力端子１４２が出力する電力の値が所定の値（本実施の形態の場合、出力端子１４２における電流値が５０Ａ以上か否かを判断することは、出力端子１４２が出力する電力の値が２５００Ｗ以上か否かを判断することに相当する）以上の期間、燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４への電力の供給を遮断するように、第１スイッチ１３６を制御することとなる。
【００４０】
Ｓ２２４にて、第１制御部１４０は、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する。電流が流れていると判断した場合（Ｓ２２４にてＹＥＳ）、処理はＳ２２８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２２４にてＮＯ）、処理はＳ２２６へと移される。Ｓ２２６にて、第１制御部１４０は、第１スイッチ１３６を閉じる。同時に、第１制御部１４０は、第２スイッチ１３８を開く。Ｓ２２８にて、第１制御部１４０は、第１スイッチ１３６を閉じる。第１スイッチ１３６が閉じられると、燃料電池１１０は、リチウムイオン２次電池１０４および出力端子１４２に連続して電力を供給できるように発電することとなる。
【００４１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、電力供給装置５０の動作について説明する。
【００４２】
当初、燃料電池１１０は運転を停止し、第１スイッチ１３６は閉じ、第２スイッチ１３８は開いていることとする。第２電流計１３２は出力端子１４２の電流値を検出する（Ｓ２００）。負荷８０が電力を消費することにより、リチウムイオン２次電池１０４および鉛蓄電池１１２からＤＣ／ＤＣコンバータ５２およびメインインバータ５４を介して電力が供給されると、出力端子１４２の電流値が検出される。電流値が検出されると、第１制御部１４０は、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する（Ｓ２０２）。この場合、負荷８０が電力を消費することにより、出力端子１４２に電流が流れているとすると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、第１電圧計１２０は、電圧値を検出する（Ｓ２０４）。電圧値が検出されると、第２制御部１１６は、検出された電圧値が４８Ｖ未満か否かを判断する（Ｓ２０６）。この場合、検出された電圧値が４８Ｖ未満とすると（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、第２制御部１１６は、燃料電池１１０を起動させる（Ｓ２１２）。これにより、第２制御部１１６は、鉛蓄電池１１２の電圧値が所定の値（本実施の形態の場合４８Ｖ）を下回ると発電を開始するように、燃料電池１１０を制御することとなる。燃料電池１１０が起動されると、第１制御部１４０は、燃料電池１１０の起動から２０分間が経過したか否かを判断する（Ｓ２１４）。当初、２０分間は経過していないので（Ｓ２１４にてＮＯ）、第１制御部１４０は、Ｓ２１４の処理を繰返す。この時点において、第１スイッチ１３６は閉じ、第２スイッチ１３８は開いているが、制限装置１３０により燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４への電力の供給は制限されている。最終的に、２０分間が経過すると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、第１制御部１４０は、第２スイッチ１３８を閉じる（Ｓ２１６）。第２スイッチ１３８が閉じられると、第２電流計１３２は、出力端子１４２の電流値を検出する（Ｓ２１８）。電流値が検出されると、第２制御部１１６は、検出された電流値が５０Ａ以上か否かを判断する（Ｓ２２０）。負荷８０の消費する電力が２５００Ｗ未満の場合、検出される電流値は５０Ａ未満となる。第１制御部１４０は、検出された電流値が５０Ａ未満と判断するので（Ｓ２２０にてＮＯ）、第１制御部１４０は、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する（Ｓ２２４）。負荷８０が電力を消費している場合、電流が流れているので（Ｓ２２４にてＹＥＳ）、第１制御部１４０は第１スイッチ１３６を閉じる（Ｓ２２８）。負荷８０が電力を消費していない場合、電流は流れていないので（Ｓ２２４にてＮＯ）、第１制御部１４０は第１スイッチ１３６を閉じ、第２スイッチ１３８を開く（Ｓ２２６）。負荷８０の消費する電力が２５００Ｗ以上の場合、検出される電流値は５０Ａ以上となり、第１制御部１４０は、検出された電流値が５０Ａ以上と判断するので（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、第１制御部１４０は第１スイッチ１３６を開く（Ｓ２２２）。
【００４３】
以上のようにして、本実施の形態にかかる電力供給装置は、始動時に、負荷に対し鉛蓄電池およびリチウムイオン２次電池が電力を供給する。鉛蓄電池が併用される分、リチウムイオン２次電池の容量を小さくすることが可能となる。始動後は、暖機運転であっても、制限装置が電流を制限した上で、燃料電池も電力を供給する。暖機運転が終了した後、本実施の形態にかかる電力供給装置は、負荷に対し直接電力を供給する。あわせて、本実施の形態にかかる電力供給装置において、燃料電池は、負荷が費やす電力が少ない時、鉛蓄電池を介して、第１スイッチのオンオフにより、リチウムイオン２次電池への充電を実施する（負荷の消費電力が大きい時、リチウムイオン２次電池が回路から切離されることとなるので、燃料電池はリチウムイオン２次電池への充電を実施しない）。負荷が費やす電力が少ない時、リチウムイオン２次電池への充電が実施されるので、結果的に２次電池が大きな負荷となる（すなわち燃料電池に過剰な負荷をつないだこととなる）可能性は低くなる。２次電池が大きな負荷となる条件が低くなるので、運転が不安定になったり、燃料電池の容量を増やす必要性が生じたりすることはなくなる（あるいは、燃料電池の容量が同じ場合、より大きな負荷に電力を供給できる）。負荷が費やす電力が少ない時、リチウムイオン２次電池への充電が実施されるので、リチウムイオン２次電池への充電にあたり、充電の条件を最適化することが容易になる。条件の最適化が容易なので、燃料電池の容量を必要以上に大きくする必要性が薄れる。暖機運転中も燃料電池から負荷に対し間接的に電力が供給されるので、２次電池全体の容量を小さくすることができる。これにより、燃料電池のコンパクト化を図ることができる。あわせて、制限装置が燃料電池からの電流を制限するので、始動時の電圧低下を防止することができる。始動時の電圧低下が防止されるので、燃料電池の運転が不安定化することはなくなる。電力の用途を特に制限する必要がないため、汎用性を高くすることも可能である。さらに、リチウムイオン２次電池への充電には、鉛蓄電池が用いられる。これにより、負荷へ電力の供給を開始した後鉛蓄電池の電圧が低下するまでに燃料電池を起動すれば、そうでない場合に比べ燃料電池の容量が小さくても、始動時に運転が不安定になることを抑制できる。その結果、よりコンパクト化を図ることができ、始動時の電圧低下を防ぐことができ、かつ汎用性が高い電力供給装置（特に独立型燃料電池（系統連系していない燃料電池）と２次電池との出力電力を制御することにより電力を供給する装置）を提供することができる。
【００４４】
なお、電力供給装置５０は、燃料電池１１０に代えて、燃料電池以外の発電装置を含んでもよい。燃料電池以外の発電装置が含まれる場合も、始動時から電圧が安定した電力を供給できる。さらに、コンパクト化を図ることができ、かつ汎用性を高くすることができる。
【００４５】
また、Ｓ２００〜Ｓ２１８の間、第１スイッチ１３６が開いてもよい。ただしＳ２００からＳ２１８まで第１スイッチ１３６が閉じている方がより望ましい。リチウムイオン２次電池１０４が電力を蓄えることができるためである。
【００４６】
また、Ｓ２１４にて、第１制御部１４０は、２０分間経過したか否か判断することに代えて、燃料電池１１０の温度（たとえばスタックの温度）が所定の値に達したか否かを判断（予め燃料電池１１０に温度センサが取付けられていることとする）してもよい。第１制御部１４０は、燃料電池１１０の内部のヒータ（図示せず）が通電しているか否かを判断してもよい。
【００４７】
また、鉛蓄電池１１２に代えて、鉛蓄電池１１２とは種類が異なる２次電池が含まれてもよい。この場合、鉛蓄電池１１２に代えて含まれる２次電池の種類は特に限定されない。
【００４８】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る電力供給装置について説明する。
【００４９】
図５を参照して、本実施の形態に係る電力供給装置６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２と、メインインバータ５４と、発電部１６０と、出力部１６２と、リチウムイオン２次電池１０４と、ダイオード１０６と、ダイオード１０８と、第１電圧計１６４と、第１電流計１６６と、ダイオード１６７とを含む。第１電圧計１６４は、リチウムイオン２次電池１０４の電圧を検出する装置である。第１電流計１６６は、リチウムイオン２次電池１０４が出力する電流の電流値を検出する装置である。
【００５０】
発電部１６０は、燃料電池１１０と、第２制御部１４５とを含む。第２制御部１４５は、第１電圧計１６４および第１電流計１６６が検出した値に基づき、燃料電池１１０を制御する装置である。
【００５１】
出力部１６２は、制限装置１３０と、第２電流計１３２と、第２スイッチ１３８と、第１制御部１４３と、出力端子１４２とを含む。第１制御部１４３は、制限装置１３０および第２スイッチ１３８を制御する装置である。
【００５２】
ダイオード１６７は、リチウムイオン２次電池１０４から燃料電池１１０への電流（燃料電池１１０を起動するための電流）が逆流することを防止する。
【００５３】
なお、その他のハードウェア構成については前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５４】
図６および図７を参照して、電力供給装置６０で実行されるプログラムは、電力の供給に関し、以下のような制御を実行する。なお、図６および図７に示すフローチャートの中で、前述の図３および図４に示した処理は同じステップ番号を付してある。それらの処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００５５】
Ｓ２５０にて、第１制御部１４３は、第２電流計１３２が検出した電流値に基づき、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する。電流が流れていると判断した場合（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、処理はＳ２５１へと移される。もしそうでないと（Ｓ２５０にてＮＯ）、処理はＳ２００へと移される。Ｓ２５１にて、第１電圧計１６４はリチウムイオン２次電池１０４の電圧値を検出する。
【００５６】
Ｓ２５２にて、第２制御部１４５は、第１電圧計１６４が検出した電圧値が４８Ｖ未満か否かを判断する。電圧値が４８Ｖ未満と判断した場合（Ｓ２５２にてＹＥＳ）、処理はＳ２５５へと移される。もしそうでないと（Ｓ２５２にてＮＯ）、処理はＳ２５３へと移される。これにより、第２制御部１４５は、第１電圧計１６４が検出した電圧値が所定の値を下回ると発電を開始するように、燃料電池１１０を制御することとなる。Ｓ２５３にて、第１電流計１６６が電流値を検出する。
【００５７】
Ｓ２５４にて、第２制御部１４５は、検出された電流値が１２Ａ以上か否かを判断する。電流値が１２Ａ以上と判断した場合（Ｓ２５４にてＹＥＳ）、処理はＳ２５５へと移される。もしそうでないと（Ｓ２５４にてＮＯ）、処理はＳ２５１へと移される。Ｓ２５５にて、第２制御部１４５は、燃料電池１１０を起動させる。
【００５８】
Ｓ２５６にて、第１制御部１４３は、第２制御部１４５が燃料電池１１０を起動させてから２０分が経過したか否かを判断する（「２０分」という値は、燃料電池１１０の性能に基づいて予め設計者により定められた値なので、燃料電池の性能によっては、「２０分」以外の時間が経過したか否かが判断されてもよい）。２０分が経過したと判断した場合（Ｓ２５６にてＹＥＳ）、処理はＳ２５８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２５６にてＮＯ）、処理はＳ２５６へと戻される。Ｓ２５８にて、第１制御部１４３は、第２スイッチ１３８を閉じる。
【００５９】
Ｓ２５９にて、第１制御部１４３は、第２電流計１３２が検出した電流値が５０Ａ以上か否かを判断する。５０Ａ以上と判断した場合（Ｓ２５９にてＹＥＳ）、処理はＳ２６０へと移される。もしそうでないと（Ｓ２５９にてＮＯ）、処理はＳ２６１へと移される。Ｓ２６０にて、第１制御部１４３は、リチウムイオン２次電池１０４への電流を止める。これにより、第１制御部１４３は、燃料電池１１０が電力の出力を開始したときからの長さが燃料電池１１０の性能に基づいて予め定められた期間が経過した後であって出力端子１４２が出力する電力の値が所定の値（本実施の形態の場合２５００Ｗ）以上の期間（すなわち第２電流計１３２が検出した値が所定の値である５０Ａ以上の期間）、燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４への電力の供給を遮断するように、制限装置１３０を制御することとなる。
【００６０】
Ｓ２６１にて、第１制御部１４３は、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する。電流が流れていると判断した場合（Ｓ２６１にてＹＥＳ）、処理はＳ２６２へと移される。もしそうでないと（Ｓ２６１にてＮＯ）、処理はＳ２６３へと移される。Ｓ２６２にて、第１制御部１４３は、リチウムイオン２次電池１０４に電流を流す。
【００６１】
Ｓ２６３にて、第１制御部１４３は、燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４へ流れる電流の値が最大２０Ａとなるように、制限装置１３０を制御する。同時に、第１制御部１４３は、第２スイッチ１３８を開く。この場合、出力端子１４２に電流が流れていない。出力端子１４２に電流が流れていない場合、電力供給装置６０の運転を終了するため、初期設定に復帰すべきと考えられる。これが、制限装置１３０を制御し、かつ第２スイッチ１３８を開く理由である。
【００６２】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、電力供給装置６０の動作について説明する。
【００６３】
当初、燃料電池１１０は運転を停止し、第２スイッチ１３８は開いていることとする。制限装置１３０は、電流値を２０Ａまでに制限していることとする。負荷８０が電力を消費することにより、リチウムイオン２次電池１０４からＤＣ／ＤＣコンバータ５２およびメインインバータ５４を介して電力が供給されると、出力端子１４２の電流値が検出される（Ｓ２００）。電流値が検出されると、第１制御部１４３は、第２電流計１３２が検出した電流値に基づき、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する（Ｓ２５０）。電流が流れていると判断されるので（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、第１電圧計１６４はリチウムイオン２次電池１０４の電圧値を検出する（Ｓ２５１）。電圧値が検出されると、第２制御部１４５は、検出された電圧値が４８Ｖ未満か否かを判断する（Ｓ２５２）。この場合、検出された電圧値が４８Ｖ以上であることとすると（Ｓ２５２にてＮＯ）、第１電流計１６６は電流値を検出する（Ｓ２５３）。電流値が検出されると、第２制御部１４５は、検出された電流値が１２Ａ以上か否かを判断する（Ｓ２５４）。この場合、検出された電流値が１２Ａ以上とすると（Ｓ２５４にてＹＥＳ）、第２制御部１４５は、燃料電池１１０を起動させる（Ｓ２５５）。燃料電池１１０が起動されると、第１制御部１４３は、燃料電池１１０の起動から２０分間が経過したか否かを判断する（Ｓ２５６）。当初、２０分間は経過していないので（Ｓ２５６にてＮＯ）、第１制御部１４３は、Ｓ２５６の処理を繰返す。この時点において、第２スイッチ１３８は開いており、かつ燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４への電力の供給は制限されている。これにより、第１制御部１４３は、燃料電池１１０が電力の出力を開始したときから所定の要件（本実施の形態の場合「２０分が経過する」という要件）を満たすまでの期間（すなわち、燃料電池１１０が電力の出力を開始したときからの長さが燃料電池１１０の性能に基づいて予め定められた期間）、電力の供給を遮断するように第２スイッチ１３８を制御することとなる。燃料電池１１０が電力の出力を開始したときから所定の要件を満たすまでの期間は、タイマ１４４により検出される。第１制御部１４３は、タイマ１４４が予め定められた期間が経過したことを検出するまで、電力の供給を遮断するように第２スイッチ１３８を制御することとなる。最終的に、２０分間が経過すると（Ｓ２５６にてＹＥＳ）、第１制御部１４３は、第２スイッチ１３８を閉じる（Ｓ２５８）。第２スイッチ１３８が閉じられると、第２電流計１３２は、出力端子１４２の電流値を検出する（Ｓ２１８）。電流値が検出されると、第２制御部１４５は、検出された電流値が５０Ａ以上か否かを判断する（Ｓ２５９）。本実施の形態の場合、電流値が５０Ａ以上か否かが判断されることにより、負荷８０が消費する電力が２５００Ｗ以上か否かが判断されることとなる。
【００６４】
負荷８０の消費する電力が２５００Ｗ未満ならば、検出される電流値は５０Ａ未満となる。その場合、第１制御部１４３は、検出された電流値が５０Ａ未満と判断するので（Ｓ２５９にてＮＯ）、第１制御部１４３は、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する（Ｓ２６１）。この場合、電流が流れているので（Ｓ２６１にてＹＥＳ）、第１制御部１４３は、リチウムイオン２次電池１０４に電流を流す（Ｓ２６２）。
【００６５】
負荷８０の消費する電力が２５００Ｗ以上ならば、検出される電流値は５０Ａ以上となる。その場合、第１制御部１４３は、検出された電流値が５０Ａ以上と判断するので（Ｓ２５９にてＹＥＳ）、第１制御部１４３はリチウムイオン２次電池１０４への電流を止める（Ｓ２６０）。
【００６６】
以上のようにして、本実施の形態にかかる電力供給装置は、始動時に、負荷に対しリチウムイオン２次電池を介して電力を供給する。暖機運転が終了した後、本実施の形態にかかる電力供給装置は、負荷に対し直接電力を供給する。あわせて、本実施の形態にかかる電力供給装置は、負荷が費やす電力が少ない時リチウムイオン２次電池への充電を実施する。これにより、２次電池が負荷に相当する機会が少なくなる。２次電池が負荷に相当する機会が少ないので、燃料電池のコンパクト化を図ることができる。あわせて、始動時の電圧低下を防ぐことができる。電力の用途を特に制限する必要がないため、汎用性を高くすることも可能である。あわせて、第１の実施の形態に比べ、第１スイッチを省略することができる。その結果、コンパクト化を図ることができ、始動時の電圧低下を防ぐことができ、かつ汎用性が高い電力供給装置を提供することができる。
【００６７】
なお、電力供給装置６０は、燃料電池１１０に代えて、燃料電池以外の発電装置を含んでもよい。燃料電池以外の発電装置が含まれる場合も、始動時から電圧が安定した電力を供給できる。さらに、コンパクト化を図ることができ、かつ汎用性を高くすることができる。
【００６８】
また、Ｓ２１４にて、第１制御部１４３は、２０分間経過したか否か判断することに代えて、燃料電池１１０の温度（たとえばスタックの温度）が所定の値に達したか否かを判断（予め燃料電池１１０に温度センサが取付けられていることとする）してもよい。第１制御部１４３は、燃料電池１１０の内部のヒータ（図示せず）が通電しているか否かを判断してもよい。これにより、第１制御部１４３は、燃料電池１１０が電力の出力を開始したときから所定の要件（たとえば「燃料電池１１０のスタックの温度が所定の値に達する」という要件や「ヒータが通電している」という要件）を満たすまでの期間、電力の供給を遮断するように第２スイッチ１３８を制御することとなる。特に、第１制御部１４３は、燃料電池１１０が電力の出力を開始したときから燃料電池１１０の状態が所定の状態になるまでの期間、電力の供給を遮断するように第２スイッチ１３８を制御することとなる。第１制御部１４３は、燃料電池１１０が電力の出力を開始したときから燃料電池１１０の状態が所定の状態になるまでの期間が経過した後であって出力端子１４２が出力する電力の値が所定の値以上の期間、燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４への電力の供給を遮断するように、制限装置１３０を制御することとなる。
【００６９】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係る電力供給装置について説明する。
【００７０】
図８を参照して、本実施の形態に係る電力供給装置７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２と、メインインバータ５４と、発電部１７０と、出力部１７２と、リチウムイオン２次電池１０４と、ダイオード１０６と、ダイオード１０８と、第１電圧計１７４と、第２電圧計１７６と、ダイオード１７８と、ダイオード１８０と、整流器１８２と、太陽電池１８４とを含む。
【００７１】
発電部１７０は、発電のために必要な動作を実施する。出力部１７２は、負荷８０に電力を安定して供給するために必要な動作を実施する。第１電圧計１７４は、電圧値を検出する装置である。第２電圧計１７６は、太陽電池１８４が出力する電力の値を電圧値として検出する装置である。ダイオード１７８は、太陽電池１８４が供給する電力がＤＣ／ＤＣコンバータ５２に逆流することを防ぐ素子である。ダイオード１８０は、電流の流れを整える素子である。整流器１８２は、メインインバータ５４に接続され（メインインバータ５４と負荷８０との間から分岐する）、メインインバータ５４が交流電力に変換した電力（太陽電池１８４が供給した電力）を直流電力に変換する装置である。整流器１８２は、第３スイッチ１４８を介して制限装置１３０と第１スイッチ１３６との間に接続されている。太陽電池１８４は、メインインバータ５４に接続され、太陽光を受けることにより発電する装置である。太陽電池１８４が出力する電力の電圧は、２００Ｖ〜５００Ｖであることが望ましい。本実施の形態の場合、太陽電池１８４は、太陽電池モジュールが１２枚直列に接続されたものである。
【００７２】
発電部１７０は、燃料電池１１０と、鉛蓄電池１１２と、第１電流計１１８と、第２制御部１４９とを含む。
【００７３】
第２制御部１４９は、第１電流計１１８および第１電圧計１７４が検出した値に基づき、燃料電池１１０を制御する。
【００７４】
出力部１７２は、制限装置１３０と、第２電流計１３２と、ダイオード１３４と、第１スイッチ１３６と、第２スイッチ１３８と、出力端子１４２と、第１制御部１４６と、第３スイッチ１４８とを含む。
【００７５】
第１制御部１４６は、第２電流計１３２が検出した電流値および太陽電池１８４が発電した電力の電圧値に応じて、第１スイッチ１３６、第２スイッチ１３８、および第３スイッチ１４８の開閉を制御する回路である。第３スイッチ１４８は、太陽電池１８４とリチウムイオン２次電池１０４との間に接続され、太陽電池１８４からの電力の供給を遮断する装置である。
【００７６】
なお、その他のハードウェア構成については前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７７】
図９、図１０、および図１１を参照して、電力供給装置７０で実行されるプログラムは、電力の供給に関し、以下のような制御を実行する。なお、図９、図１０、および図１１に示すフローチャートの中で、前述の図３、図４に示した処理は同じステップ番号を付してある。それらの処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００７８】
Ｓ２７０にて、第２電圧計１７６は電圧値を検出する。
【００７９】
Ｓ２７２にて、第１制御部１４６は、第２電圧計１７６が検出した電圧値が３００Ｖ以上か否かを判断する。電圧値が３００Ｖ以上と判断された場合（Ｓ２７２にてＹＥＳ）、処理はＳ２７４へと移される。もしそうでないと（Ｓ２７２にてＮＯ）、処理はＳ２８４へと移される。Ｓ２７４にて、第２電流計１３２は出力端子１４２が出力する電力の値を電流値として検出する。
【００８０】
Ｓ２７６にて、第１制御部１４６は、第２電流計１３２により検出された電流値が２Ａ未満か否かを判断する。電流値が２Ａ未満と判断された場合（Ｓ２７６にてＹＥＳ）、処理はＳ２７８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２７６にてＮＯ）、処理はＳ２８０へと移される。Ｓ２７８にて、第１制御部１４６は、第３スイッチ１４８を閉じる。Ｓ２８０にて、第１制御部１４６は、第３スイッチ１４８を開く。
【００８１】
Ｓ２８２にて、第１制御部１４６は、第３スイッチ１４８を開いた後１分間が経過したか否かを判断する。１分間が経過したと判断した場合（Ｓ２８２にてＹＥＳ）、処理はＳ２７０へと移される。もしそうでないと（Ｓ２８２にてＮＯ）、処理はＳ２８２へと戻される。
【００８２】
Ｓ２８４にて、第１制御部１４６は、第３スイッチ１４８を開く。その後、処理はＳ２７０へと戻される。
【００８３】
Ｓ２８５にて、第１制御部１４６は、第２電流計１３２が検出した電流値に基づき、出力端子１４２に電流が流れているか否かを判断する。電流が流れていると判断した場合（Ｓ２８５にてＹＥＳ）、処理はＳ２８６へと移される。もしそうでないと（Ｓ２８５にてＮＯ）、処理はＳ２００へと移される。Ｓ２８６にて、第１電圧計１７４はリチウムイオン２次電池１０４が出力する電力を電圧値として検出する。
【００８４】
Ｓ２８８にて、第２制御部１４９は、リチウムイオン２次電池１０４の電圧値が４８Ｖ未満か否かを判断する。電圧値が４８Ｖ未満と判断した場合（Ｓ２８８にてＹＥＳ）、処理はＳ２９２へと移される。もしそうでないと（Ｓ２８８にてＮＯ）、処理はＳ２０８へと移される。
【００８５】
Ｓ２９０にて、第２制御部１４９は、第１電流計１１８が検出した電流値が１２Ａ以上か否かを判断する。電流値が１２Ａ以上と判断した場合（Ｓ２９０にてＹＥＳ）、処理はＳ２９２へと移される。もしそうでないと（Ｓ２９０にてＮＯ）、処理はＳ２８６へと移される。Ｓ２９２にて、第２制御部１４９は、燃料電池１１０を起動させる。
【００８６】
Ｓ２９４にて、第１制御部１４６は、第２制御部１４９が燃料電池１１０を起動させてから２０分が経過したか否かを判断する（「２０分」という値は、燃料電池１１０の性能に基づいて予め設計者により定められた値なので、燃料電池の性能によっては、「２０分」以外の時間が経過したか否かが判断されてもよい）。２０分が経過したと判断した場合（Ｓ２９４にてＹＥＳ）、処理はＳ２９６へと移される。もしそうでないと（Ｓ２９４にてＮＯ）、処理はＳ２９４へと戻される。Ｓ２９６にて、第１制御部１４６は、第２スイッチ１３８を閉じる。
【００８７】
Ｓ２９８にて、第１制御部１４６は、第２電流計１３２が検出した電流値が５０Ａ以上か否かを判断する。５０Ａ以上と判断した場合（Ｓ２９８にてＹＥＳ）、処理はＳ３００へと移される。もしそうでないと（Ｓ２９８にてＮＯ）、処理はＳ３０２へと移される。
【００８８】
Ｓ３００にて、第１制御部１４６は第１スイッチ１３６を開く。第１制御部１４６は、燃料電池１１０が電力の出力を開始したときから所定の要件を満たすまでの期間が経過した後であって出力端子１４２が出力する電力の値が所定の値（本実施の形態の場合、出力端子１４２における電流値が５０Ａ以上か否かを判断することは、出力端子１４２が出力する電力の値が２５００Ｗ以上か否かを判断することに相当する）以上の期間、燃料電池１１０からリチウムイオン２次電池１０４への電力の供給を遮断するように、第１スイッチ１３６を制御することとなる。
【００８９】
Ｓ３０２にて、第１制御部１４６は、第２電流計１３２が検出した電流値に基づき、負荷８０に電力を供給するための回路が閉じているか否かを判断する。回路が閉じていると判断した場合（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、処理はＳ３０４へと移される。もしそうでないと（Ｓ３０２にてＮＯ）、処理はＳ３１０へと移される。Ｓ３０４にて、第１制御部１４６は、第１スイッチ１３６を閉じる。第１スイッチ１３６が閉じられると、燃料電池１１０は、リチウムイオン２次電池１０４および出力端子１４２に連続して電力を供給できるように発電することとなる。
【００９０】
Ｓ３１０にて、第１制御部１４６は、第１スイッチ１３６を閉じる。同時に、第１制御部１４６は、第２スイッチ１３８を開く。
【００９１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、電力供給装置７０の動作について説明する。
【００９２】
［日射があり、かつ太陽電池が発電する電力が負荷８０で消費される電力を上回る場合］
当初、燃料電池１１０は運転を停止し、第１スイッチ１３６は閉じ、第２スイッチ１３８は開いていることとする。第２電圧計１７６は太陽電池１８４が出力する電力の電圧値を検出する（Ｓ２７０）。負荷８０が電力を消費することにより、電圧値が検出されると、第１制御部１４６は、検出された電圧値が３００Ｖ以上か否かを判断する（Ｓ２７２）。検出された電圧値が３００Ｖ以上とすると（Ｓ２７２にてＹＥＳ）、第２電流計１３２は、出力端子１４２が出力する電力の電流値を検出する（Ｓ２７４）。電流値が検出されると、第１制御部１４６は、検出された電流値が２Ａ未満か否かを判断する（Ｓ２７６）。この場合、メインインバータ５４に入力される電力の電圧（太陽電池１８４からの電力の電圧）は出力端子１４２から出力される電力の電圧に比べ相対的に高い。これにより、リチウムイオン２次電池１０４や燃料電池１１０からの電力はほとんど供給されない。リチウムイオン２次電池１０４や燃料電池１１０からの電力がほとんど供給されないので、負荷８０には太陽電池１８４のみから電力が供給されることとなる。その結果、出力端子１４２が出力する電力の電流値は２Ａ未満となるので（Ｓ２７６にてＹＥＳ）、第１制御部１４６は、第３スイッチ１４８を閉じる（Ｓ２７８）。これにより、リチウムイオン２次電池１０４や鉛蓄電池１１２が太陽電池１８４により充電される。すなわち、太陽電池１８４が出力する電力の電圧値がある一定以上の値を取り、かつ出力端子１４２が出力する電力の電流値がある一定以下の値である場合（太陽電池１８４の発電量が負荷８０の消費電力を上回っている場合）、第１制御部１４６は、第３スイッチ１４８が閉じるよう制御する。その結果、鉛蓄電池１１２とリチウムイオン２次電池１０４とが充電される。
【００９３】
［日射があるが、太陽電池が発電する電力を負荷８０で消費される電力が上回る場合］
Ｓ２７０の処理を経て、第１制御部１４６は、検出された電圧値が３００Ｖ以上か否かを判断する（Ｓ２７２）。このとき、電圧値が３００Ｖ以上とすると（Ｓ２７２にてＹＥＳ）、Ｓ２７４の処理を経て、第１制御部１４６は、検出された電流値が２Ａ未満か否かを判断する（Ｓ２７６）。検出された電流値は２Ａ以上と判断されるので（Ｓ２７６にてＮＯ）、第１制御部１４６は、第３スイッチ１４８を開く（Ｓ２８０）。第３スイッチ１４８が開かれると、第１制御部１４６は、第３スイッチ１４８を開いた後１分間が経過したか否かを判断する（Ｓ２８２）。１分間が経過すると（Ｓ２８２にてＹＥＳ）、Ｓ２７０〜Ｓ２８２の処理が繰返される。
【００９４】
［日射がない場合］
Ｓ２７０の処理を経て、第１制御部１４６は、検出された電圧値が３００Ｖ以上か否かを判断する（Ｓ２７２）。この場合、検出された電圧値は３００Ｖ未満なので（Ｓ２７２にてＮＯ）、Ｓ２８４の処理が実施される。これにより、第１制御部１４６は、太陽電池１８４が供給する電力が所定の値（電圧値が３００Ｖ未満となる電力）を下回る場合（第２電圧計１７６が検出した値が所定の値を下回る場合）、太陽電池１８４からリチウムイオン２次電池１０４への電力の供給を遮断するように第３スイッチ１４８を制御することとなる。
【００９５】
発電部１７０および出力部１７２の動作方法は、第１の実施の形態にかかる発電部１００および出力部１０２の動作方法と同様である。
【００９６】
以上のようにして、本実施の形態にかかる電力供給装置は、始動時に太陽電池からの電力を利用できる場合、太陽電池から電力を供給する。電力の需要が大きくなる時間帯と太陽電池が多くの電力を発生できる時間帯とは少なくとも一部が共通している（電力の需要が大きくなる時間帯および太陽電池が多くの電力を発生できる時間帯は、いずれも夏季の昼間を含む）。これにより、燃料電池および２次電池のコンパクト化を図ることができる。太陽電池によって得られる電力を効率的に２次電池に供給できる。その上、太陽電池があまり電力を発生できない時間帯には、燃料電池が安定して電力を供給できる。これにより、２次電池のさらなるコンパクト化を図ることができる。その上、電源を負荷に接続した後十分な電力を供給できるようになるまでの時間は、燃料電池より太陽電池の方が大幅に短い。これにより、始動時の電圧低下を防ぐことができる。電力の用途を特に制限する必要がないため、汎用性を高くすることも可能である。その上、燃料電池の暖機運転が終了した後は負荷が費やす電力が少ない時に充電を実施するので、２次電池が負荷に相当する機会自体が少なくなる。２次電池が負荷に相当する機会自体が少ないので、燃料電池のさらなるコンパクト化を図ることができる。その結果、コンパクト化を図ることができ、始動時の電圧低下を防ぐことができ、かつ汎用性が高い電力供給装置を提供することができる。
【００９７】
なお、電力供給装置７０は、燃料電池１１０に代えて、燃料電池以外の発電装置を含んでもよい。燃料電池以外の発電装置が含まれる場合も、始動時から電圧が安定した電力を供給できる。さらに、コンパクト化を図ることができ、かつ汎用性を高くすることができる。
【００９８】
また、鉛蓄電池１１２に代えて、鉛蓄電池１１２とは種類が異なる２次電池が含まれてもよい。この場合、鉛蓄電池１１２に代えて含まれる２次電池の種類は特に限定されない。
【００９９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電力供給装置の制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る制限装置の回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る起動処理の制御の手順を示す第１のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る起動処理の制御の手順を示す第２のフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電力供給装置の制御ブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る起動処理の制御の手順を示す第１のフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る起動処理の制御の手順を示す第２のフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る電力供給装置の制御ブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る起動処理の制御の手順を示す第１のフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る起動処理の制御の手順を示す第２のフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る起動処理の制御の手順を示す第３のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
５０，６０，７０  電力供給装置、５２  ＤＣ／ＤＣコンバータ、５４  メインインバータ、８０  負荷、１００，１６０，１７０  発電部、１０２，１６２，１７２  出力部、１０４  リチウムイオン２次電池、１０６，１０８，１３４，１７８，１８０  ダイオード、１１０  燃料電池、１１２  鉛蓄電池、１１６，１４５，１４９  第２制御部、１１８，１６６  第１電流計、１２０，１６４，１７４  第１電圧計、１３０  制限装置、１３２  第２電流計、１３６  第１スイッチ、１３８  第２スイッチ、１４０，１４３，１４６  第１制御部、１４２  出力端子、１４４  タイマ、１４８  第３スイッチ、１５０  トランジスタ、１５２  抵抗、１５４  電圧センサ、１７６  第２電圧計、１８２  整流器、１８４  太陽電池。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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