(57)【要約】【課題】本発明の目的は、燃料電池と昇圧コンバータとの一体型ユニットにおいて、燃料電池の電流値（ＦＣ電流値）を容易に測定することができる燃料電池・電圧変換器一体型ユニットを提供することにある。【解決手段】本発明は、燃料電池と燃料電池の電圧変換を行う電圧変換器とが同一筐体内に収められた燃料電池・電圧変換器一体型ユニットのＦＣ電流検出方法であって、前記燃料電池と前記電圧変換器との間の電気的接続部におけるインピーダンスを予め規定した上で、前記電気的接続部の電圧降下値を測定し、前記インピーダンスと前記測定した電圧降下値から、前記燃料電池の電流値を求める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と燃料電池の電圧変換を行う電圧変換器とが同一筐体内に収められた燃料電池・電圧変換器一体型ユニットのＦＣ電流検出方法であって、
前記燃料電池と前記電圧変換器との間の電気的接続部におけるインピーダンスを予め規定した上で、前記電気的接続部の電圧降下値を測定し、前記インピーダンスと前記測定した電圧降下値から、前記燃料電池の電流値を求めることを特徴とする燃料電池・電圧変換器一体型ユニットのＦＣ電流検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池・電圧変換器一体型ユニットのＦＣ電流検出方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷の少ないエネルギー源として燃料電池が検討されている。燃料電池は、水素を主成分とする燃料ガスと空気等の酸化剤ガスが供給されて、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電するものである。
【０００３】
図２は、一般的な燃料電池及び昇圧コンバータの模式図である。燃料電池ユニット２４は、燃料電池２６と、燃料電池２６を収容する筐体２８とを備え、また、昇圧コンバータユニット３０は、昇圧コンバータ３２と、昇圧コンバータ３２を収容する筐体３４とを備える。燃料電池２６から出力された電圧は、昇圧コンバータ３２により、回転電機（不図示）が駆動する電圧に変換される。
【０００４】
一般的に、昇圧コンバータ３２の入力電流（すなわち、燃料電池２６の電流値（ＦＣ電流値））は、昇圧コンバータ３２に設けた電流センサ（不図示）により測定されたり、電圧降下値等から求められる。
【０００５】
しかし、電圧降下から電流値を求める場合、燃料電池２６と昇圧コンバータ３２とが別々のユニットであるため、両者間の電圧降下を測定するためには、ユニット外部部分の電圧を測定する必要があり、電圧降下の測定が困難となる（ユニット内に電圧センサを設けると燃料電池２６と昇圧コンバータ３２とを電気的に接続する電気的接続部３６の抵抗による損失が影響する）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２６４０号公報
【特許文献２】特開２００３−５２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来では、燃料電池２６と昇圧コンバータ３２を同一筐体内に収めた一体型ユニットがある。これまで、このような燃料電池２６と昇圧コンバータ３２との一体型ユニットにおいては、燃料電池２６の電流値を容易に測定する技術がなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、燃料電池と昇圧コンバータとの一体型ユニットにおいて、燃料電池の電流値（ＦＣ電流値）を容易に測定することができる燃料電池・電圧変換器一体型ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、燃料電池と燃料電池の電圧変換を行う電圧変換器とが同一筐体内に収められた燃料電池・電圧変換器一体型ユニットのＦＣ電流検出方法であって、前記燃料電池と前記電圧変換器との間の電気的接続部におけるインピーダンスを予め規定した上で、前記電気的接続部の電圧降下値を測定し、前記インピーダンスと前記測定した電圧降下値から、前記燃料電池の電流値を求める。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料電池と昇圧コンバータとの一体型ユニットにおいて、燃料電池の電流値を容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る燃料電池・電圧変換器一体型ユニットの構成の一例を示す模式図である。
【図２】一般的な燃料電池及び昇圧コンバータの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る燃料電池・電圧変換器一体型ユニットの構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、燃料電池・電圧変換器一体型ユニット１は、燃料電池１０と、燃料電池１０の電圧変換を行う昇圧コンバータ１２と、筐体１４とを備え、燃料電池１０と昇圧コンバータ１２とが同一筐体１４内に収められている一体型ユニットである。また、燃料電池１０と昇圧コンバータ１２とは、高圧ケーブル、バスバー等の電気的接続部１６により電気的に接続されており、該電気的接続部１６には、電気的接続部１６における電圧降下を検出するための電圧センサ１８等の電圧降下検出手段が設けられている。
【００１３】
燃料電池１０は、水素を主成分とする燃料ガスと空気等の酸化剤ガスが供給されて、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電するものである。燃料電池１０は、所定の電圧を確保するために、数十から数百セルを積層して一つの燃料電池スタックとして構成されることが好ましい。
【００１４】
昇圧コンバータ１２は、複数のスイッチング素子を備え、スイッチング素子のオンオフ動作によって燃料電池１０から供給された電圧を回転電機（不図示）が駆動する電圧に変換するものである。
【００１５】
昇圧コンバータ１２の入力側には、燃料電池１０から出力される電圧を平滑化する１次側コンデンサ２０及び昇圧コンバータ１２の出力側には、昇圧コンバータ１２により出力される電圧を平滑下する２次側コンデンサ２２が設けられている。なお、１次側コンデンサ２０には、燃料電池１０から出力される電圧を検出するＦＣ電圧センサ（不図示）が設けられている。
【００１６】
本実施形態において、燃料電池１０と昇圧コンバータ１２とを電気的に接続する電気的接続部１６は、予め規定した（交流）インピーダンス値となるように設計される。すなわち、電気的接続部１６におけるインピーダンス値が所望の値となるように、例えば高圧ケーブル、バスバーの断面積、長さ、材質等が決定される。
【００１７】
制御部は、内部に信号処理を行うＣＰＵとプログラムや制御データを格納する記憶部とを備えるコンピュータである。燃料電池１０、昇圧コンバータ１２等は、制御部に接続され、制御部の指令によって動作するよう構成されている。また、電圧センサ１８、ＦＣ電圧センサ（不図示）はそれぞれ制御部に接続され、各電圧センサの検出信号が制御部に入力されるよう構成されている。また、本実施形態では、制御部には、電気的接続部１６のインピーダンス値が記憶されており、該インピーダンス値及び電圧センサ１８の電圧降下値から、燃料電池１０の電流値（ＦＣ電流値）が算出される。
【００１８】
以下に、本実施形態の燃料電池・電圧変換器一体型ユニット１のＦＣ電流値の検出方法について説明する。
【００１９】
燃料電池１０の発電時等において、電圧センサ１８により、電気的接続部１６の電圧降下値が検出される。そして、この電圧降下値が制御部に送信される。制御部には、上記説明したように、電気的接続部１６において予め規定したインピーダンス値が記憶されており、該インピーダンス値及び検出した電圧降下値からＦＣ電流値が算出される。このように、電気的接続部１６のインピーダンスを予め規定しておけば、電気的接続部における電圧降下値を測定するだけで、ＦＣ電流値を求めることが可能となる。
【００２０】
また、１次側コンデンサ２０に設けられたＦＣ電圧センサにより検出される電圧値に、電圧センサ１８により検出した電圧降下値を加えれば、燃料電池１０直近の電圧を求めることができる。さらに、上記で算出したＦＣ電流値と１次側コンデンサ２０に設けられたＦＣ電圧センサにより検出される電圧値とを乗じることにより、正確な燃料電池１０の出力電力を求めることも可能となる。したがって、本実施形態では、燃料電池・電圧変換器一体型ユニット内に、ＦＣ電流を検出するための電流センサを、必ずしも設置しなくてよい。
【００２１】
そして、これらＦＣ電流値、燃料電池１０直近の電圧、燃料電池１０の出力電力等の算出は、各電圧センサの値が入力される制御部により行うことが可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  燃料電池・電圧変換器一体型ユニット、１０，２６  燃料電池、１２，３２  昇圧コンバータ、１４，２８，３４  筐体、１６，３６  電気的接続部、１８  電圧センサ、２０  １次側コンデンサ、２２  ２次側コンデンサ、２４  燃料電池ユニット、３０  昇圧コンバータユニット。
【図１】
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【図２】
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