(57)【要約】【課題】系統電源から切り離された場合に、蓄電部の残量に関わらず燃料電池部の運転を続けることができる電源システムを提供する。【解決手段】電源システム１００によれば、回路部７の通電部Ｌ２に流れる電流は燃料電池部３の電流検出部６によって検出され、制御部８は、通電部Ｌ２に流れる第１の電流値Ｉ１を制御することができる。また、制御部８は、電流検出部６が少なくとも最低買電力αに対応する第２の電流値Ｉ２を検出するように、第１の電流値Ｉ１を制御する。このような構成によって、制御部８が第１の電流値Ｉ１を制御することによって、蓄電部５が電流検出部６に電流を流しているか否かに関わらず、電流検出部６に最低買電力αに対応する電流値を検出させることで、燃料電池部３を運転させることができる。【選択図】図１
2015230842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流検出部による電流の検出に基づいて電力を出力する燃料電池部と、
電力の充電及び放電が可能な蓄電部と、
前記燃料電池部及び前記蓄電部が接続されて、前記燃料電池部と前記蓄電部との間に前記電流検出部が接続された幹線と、
電流が流れ、係る電流を前記電流検出部によって検出される通電部を少なくとも有する回路部と、
前記通電部に流れる第１の電流値を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電流検出部が少なくとも最低買電力に対応する第２の電流値を検出するように、前記第１の電流値を制御する、電源システム。
【請求項２】
前記蓄電部が充電を行う場合、前記第１の電流値は、前記第２の電流値に、前記蓄電部が充電する電力に対応する第３の電流値を加算した値に基づいている、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記第３の電流値は固定値である、請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第３の電流値は可変値である、請求項２に記載の電源システム。
【請求項５】
電流検出部により検出された電流値が最低買電力に対応する電流値以上であるか否かに基づいて電力を出力する燃料電池部と、電力の充電及び放電が可能な蓄電部と、前記燃料電池部及び前記蓄電部が接続されて前記燃料電池部と前記蓄電部との間を流れる電流を前記電流検出部により検出される幹線と、から構成される電源システムの運転を継続させる制御装置であって、
電流が流れ、係る電流を前記電流検出部によって前記幹線を流れる電流と共に検出される通電部を少なくとも有する回路部と、
前記電流検出部が前記最低買電力に対応する電流値以上の電流値を検出するように、前記通電部に流れる電流を制御する制御部と、
を備える、制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記蓄電部の充電電力又は放電電力に対応する電流値に基づいて前記通電部に流れる電流を制御する、請求項５に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池部及び蓄電部を備える電源システム、及び電源システムの運転を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力を供給するための電源システムとして、特許文献１に示すものが知られている。この電源システムは、系統電源と、電力を出力する燃料電池部と、燃料電池部で出力した電力を蓄える蓄電部と、を備えている。これによって、系統電源から電力を供給することに加えて、燃料電池部からも電力を供給し、蓄電部にて蓄電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２６７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、系統電源の停電時等に、電源システムを系統電源から切り離した状態で電力供給を行う場合がある。このような方法として、燃料電池部の電流検出部に対して、蓄電部から少なくとも最低買電力に対応する電流を流すことで燃料電池を運転する方法が挙げられる。しかしながら、当該方法にあっては、最低買電力に対応する電流を流すために必要な程度に蓄電部の残量が残っていない場合、燃料が残っていたとしても燃料電池部を運転させることができない場合があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、系統電源から切り離された場合に、蓄電部の残量に関わらず燃料電池部の運転を続けることができる電源システム及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電源システムは、電流検出部による電流の検出に基づいて電力を出力する燃料電池部と、電力の充電及び放電が可能な蓄電部と、燃料電池部及び蓄電部が接続されて、燃料電池部と蓄電部との間に電流検出部が接続された幹線と、電流が流れ、係る電流を電流検出部によって検出される通電部を少なくとも有する回路部と、通電部に流れる第１の電流値を制御する制御部と、を備え、制御部は、電流検出部が少なくとも最低買電力に対応する第２の電流値を検出するように、第１の電流値を制御する。
【０００７】
本発明に係る電源システムによれば、回路部の通電部に流れる電流は燃料電池部の電流検出部によって検出され、制御部は、通電部に流れる第１の電流値を制御することができる。また、制御部は、電流検出部が少なくとも最低買電力に対応する第２の電流値を検出するように、第１の電流値を制御する。このような構成により、制御部が第１の電流値を制御することによって、蓄電部が電流検出部に電流を流しているか否かに関わらず、電流検出部に最低買電力に対応する電流値を検出させることで、燃料電池部を運転させることができる。以上によって、電源システムが系統電源から切り離された場合に、蓄電部の残量に関わらず燃料電池部の運転を続けることができる。
【０００８】
本発明に係る電源システムにおいて、蓄電部が充電を行う場合、第１の電流値は、第２の電流値に、蓄電部が充電する電力に対応する第３の電流値を加算した値に基づいていてよい。この場合、電流検出部に最低買電力に対応する第２の電流値を検出させるため、通電部側の第３の電流値を打ち消すように、燃料電池部から蓄電部へ向かって電流が流れる。これによって、燃料電池部から蓄電部に電力が供給されて充電を行うことができる。
【０００９】
本発明に係る電源システムにおいて、第３の電流値は固定値であってよい。この場合、シンプルなシステム構成にて、蓄電部の蓄電を行うことができる。
【００１０】
本発明に係る電源システムにおいて、第３の電流値は可変値であってよい。この場合、電力負荷の変化に応じて蓄電部への蓄電電力を変化させることができる。
【００１１】
本発明に係る制御装置は、電流検出部により検出された電流値が最低買電力に対応する電流値以上であるか否かに基づいて電力を出力する燃料電池部と、電力の充電及び放電が可能な蓄電部と、燃料電池部及び蓄電部が接続されて燃料電池部と蓄電部との間を流れる電流を電流検出部により検出される幹線と、から構成される電源システムの運転を継続させる制御装置であって、電流が流れ、係る電流を電流検出部によって幹線を流れる電流と共に検出される通電部を少なくとも有する回路部と、電流検出部が最低買電力に対応する電流値以上の電流値を検出するように、通電部に流れる電流を制御する制御部と、を備える。
【００１２】
本発明に係る制御装置によれば、上述の電源システムと同様な作用・効果を得ることができる。
【００１３】
本発明に係る制御装置において、制御部は、蓄電部の充電電力又は放電電力に対応する電流値に基づいて通電部に流れる電流を制御してよい。これによって、制御装置は、蓄電部が充電及び放電を行うように、通電部を流れる電流を制御することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、系統電源から切り離された場合に、蓄電部の残量に関わらず燃料電池部の運転を続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電源システム及び制御装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】図２は、電流検出部に流れる電流を示す模式図である。
【図３】図３は、比較例に係る電源システムの構成を示す概略構成図である。
【図４】図４は、従来の電源システムを説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る電源システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る電源システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、電力負荷と蓄電部の充電電力（放電電力）との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、蓄電部への蓄電電力を固定値とする場合の電源システムの構成の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
本発明の実施形態に係る電源システム１００について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電源システム１００及び制御装置３０の構成を示す概略構成図である。電源システム１００は、電力負荷Ｅ（住居の家庭負荷など）に対して電力を供給するためのシステムであり、系統電源２から電力を受電する接続部（受電点ＲＰ）と、電力を出力する燃料電池部３と、電力の充電及び放電が可能な蓄電部５と、系統電源２から電力負荷Ｅへ電力を供給する配線である幹線ＬＭと、電流が流れる回路部７と、電源システム１００を制御する制御部８と、を備えている。また、制御装置３０は、燃料電池部３、蓄電部５、及び幹線ＬＭから構成される電源システムの運転を継続させるものであり、回路部７と、制御部８とを備えている。なお、本実施形態では、系統電源２から電力を受電する「接続部」が受電点ＲＰに対応するものとして説明するが、接続部と異なる部分を受電点ＲＰとして設定してもよい。また、受電点ＲＰと系統電源２との間は、スイッチ１１によって接続と切断を切り替えることができる。
【００１８】
燃料電池部３は、ＬＰガス、都市ガス、灯油等の炭化水素燃料を用いて電力を出力するものであり、電力を発生する電力発生部４と、電流を検出する電流検出部６と、を備えている。燃料電池部３は、電流検出部６による電流の検出に基づいて電力出力の増減を調整する。電力発生部４は、炭化水素燃料を改質することによって水素を含有する改質ガスを生成する改質器、改質ガスを用いて発電を行う燃料電池セル、発電のための各種機器を制御する運転制御部等を備えている。電力発生部４は幹線ＬＭから分岐するように接続された配線Ｌ１を介して、幹線ＬＭと接続されている。これによって、電力発生部４で発生した電力は、配線Ｌ１及び幹線ＬＭを介して電力負荷Ｅへ供給される。電流検出部６は、例えば計器用変流器（ＣＴ：Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）によって構成され、電流検出部６に接続された配線を流れる電流を検出することができる。具体的には、電流検出部６は、環状のコアを有しており、当該コアの内側を通過させることによって配線が接続され、当該接続された配線を流れる電流を検出可能である。電流検出部６は電力発生部４と電気的に接続されており、電流検出部６で検出された電流の電流値は電力発生部４の運転制御部へ送信される。本実施形態では、電流検出部６は、幹線ＬＭに接続されている。
【００１９】
蓄電部５は、蓄電池によって構成されており、電力の充電及び放電を行うものである。蓄電部５は、幹線ＬＭから分岐する配線Ｌ３に接続される。なお、蓄電部５に接続される配線Ｌ３は、燃料電池部３の電力発生部４に接続される配線Ｌ１よりも受電点ＲＰ側において、幹線ＬＭと接続されている。電流検出部６は、幹線ＬＭのうち、蓄電部５に接続される配線Ｌ３と、燃料電池部３の電力発生部４に接続される配線Ｌ１との間に配置されている。
【００２０】
回路部７は、電流が流れる通電部Ｌ２と、通電部Ｌ２に電流を導くための電力負荷部９と、通電部Ｌ２に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切替部１０と、を備えている。通電部Ｌ２は、幹線ＬＭから分岐するように接続される配線によって構成されている。通電部Ｌ２は燃料電池部３の電流検出部６に接続されている。これによって、電流検出部６は、通電部Ｌ２に流れる電流を検出可能である。すなわち、通電部Ｌ２は、電流が流れ、係る電流を電流検出部６によって検出されるものである。通電部Ｌ２に流れる電流の電流値を以下「第１の電流値Ｉ１」として説明する。また、説明の便宜上、通電部Ｌ２に流す電流を「疑似信号」と称して説明を行う場合もある。なお、電流検出部６は、幹線ＬＭにも接続されているため、幹線ＬＭに流れる電流値及び通電部Ｌ２に流れる電流値に基づいた電流値を検出可能である。電力負荷部９は、通電部Ｌ２と接続されており、電流検出部６よりも上流側又は下流側に配置される。これによって、燃料電池部３の電力発生部４からの電流の一部は、電力負荷部９の方へ流れることによって、通電部Ｌ２に電流が流れる。電力負荷部９は、通電部Ｌ２に電流を導くことができるものであれば特に限定されないが、通電部Ｌ２に流れる第１の電流値Ｉ１を調整可能であることが好ましい。具体的には、電力負荷部９は、可変抵抗や、電子負荷装置によって構成されている。また、電流検出部６の環状のコアに通電部Ｌ２の配線を複数回巻き付けることも可能である。例えば、電流検出部６に対する巻き数をＮとして通電部Ｌ２に流れる電流の電流値をＩとした場合、電流検出部６はＮ×Ｉの電流値を検出する。従って、通電部Ｌ２に流す電流を小さくすることができる。
【００２１】
切替部１０は、通電部Ｌ２上に設けられており、電力負荷部９よりも上流側に配置されている。図１では切替部１０は電流検出部６より下流側に配置されているが、上流側に配置されてもよい。切替部１０は、通電部Ｌ２の通電と切断を切り替えるスイッチによって構成されている。当該スイッチは、機械式スイッチであってもよく、半導体スイッチであってもよい。切替部１０は、制御部８と電気的に接続されており、制御部８からの制御信号に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
【００２２】
制御部８は、例えば電子制御を行うデバイス（例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、および入出力インターフェイスを含んで構成されたデバイス）によって構成されている。制御部８は、回路部７の通電部Ｌ２に流れる電流、すなわち電力負荷部９へ導かれる電流の第１の電流値Ｉ１を制御し、電流検出部６に検出させる電流の電流値を制御可能である。このように、電力供給の対象となる電力負荷Ｅとは別の部分に設けられた電力負荷部９へ導かれる電流を制御することで、容易に制御を行うことができる。
【００２３】
ここで、燃料電池部３は、電流検出部６による電流の検出に基づいて電力を出力するように構成されている。本実施形態に係る電源システム１００の前提技術として、燃料電池部３の出力と電流検出部６で検出する電流値との関係について、一般的な電源システム５０を示した図４を参照して説明する。電源システム５０では、燃料電池部３の電流検出部６が幹線ＬＭ上の系統電源２と燃料電池部３の接続点との間に配置されている。燃料電池部３は、電流検出部６が検出する電流値と、内部に有する電圧検出部が検出する電圧値と、それらの位相とから、幹線ＬＭ上の電流検出部６が配置された位置を流れる電力の向き及び大きさを判定している。即ち、燃料電池部３は、系統電源２から供給される電力（供給電力）を判定している。燃料電池部３に対しては、所定の基準電力として最低買電力α（Ｗ）が設定されている。電流検出部６が検出する電流と電圧検出部が検出する電圧に基づき算出される電力が順方向（即ち、系統電源２から電力負荷Ｅに向かう方向）に最低買電力α以上である場合は、燃料電池部３の出力は増加し（ただし、最大出力へ至った後は当該最大出力で一定となる）、電流検出部６が検出する電流と電圧検出部が検出する電圧に基づき算出される電力が最低買電力αより小さい場合は、燃料電池部３の出力は減少し、又は停止する。具体的には、図７（ａ）に示すように、電力負荷Ｅでの消費電力は、燃料電池部３での出力電力と系統電源２からの供給電力との合計になるが、系統電源２からの供給電力が、最低買電力α以上である場合は、図７（ｂ）に示すように、燃料電池部３の出力が増加する。一方、系統電源２からの供給電力が、最低買電力αより小さい場合や、図７（ｃ）に示すように、燃料電池部３での出力電力が負荷消費電力を上回ることで逆方向（即ち、電力負荷Ｅ側から系統電源２の方向）の電力を検出する場合は、図７（ｄ）に示すように、燃料電池部３の出力が減少し、又は停止する。
【００２４】
次に、上述の電源システム５０の説明に基づき、蓄電部５を有する従来の電源システム２００について説明する。従来の電源システム２００は、回路部７及び制御部８を備えていない点以外は、本実施形態に係る電源システム１００と同様な構成を有している。このような電源システム２００は、系統電源２の停電時はスイッチ１１が開くことで系統電源２から切り離される。当該状態では、蓄電部５が電流を流して、電流検出部６に電流を検出させることによって、燃料電池部３の電力発生部４を稼働させていた。しかしながら、蓄電部５が最低買電力α以上放電できない場合は電力発生部４の出力が低下し、停止してしまっていた。すなわち、燃料電池部３に十分な燃料が残っていたとしても、蓄電部５に燃料電池部３の稼働に必要な残量が残っていない場合は、燃料電池部３を稼働させることができないという問題があった。
【００２５】
これに対し、本実施形態に係る電源システム１００は、停電時においても確実に燃料電池部３を稼働させることができる。具体的には、制御部８は、蓄電部５と電気的に接続されており、蓄電部５の電力の残量を検出することができる。また、制御部８は、回路部７と電気的に接続されており、切替部１０の切り替えや通電部Ｌ２に通電させる電流を制御することができる。制御部８は、電流検出部６が少なくとも最低買電力αに対応する電流値（以下、第２の電流値Ｉ２と称する）を検出するように、電流検出部６で検出させる第１の電流値Ｉ１を制御する。また、制御部８は、蓄電部５に充電をさせる場合、及び蓄電部５から放電を行う場合に、通電部Ｌ２に通電させる電流を制御する。蓄電部５が充電を行う場合、第１の電流値Ｉ１は、第２の電流値Ｉ２に、蓄電部５が充電する電力（以下充電電力と称する）βに対応する電流値（以下、第３の電流値Ｉ３と称する）を加算した値に基づいている。例えば、図２（ａ）に示すように、制御部８は、「第１の電流値＝第２の電流値Ｉ２＋第３の電流値Ｉ３」となるように第１の電流値Ｉ１を制御する。電流検出部６が検出する電流値が一定（ここでは第２の電流値Ｉ２で一定）となるように制御する場合、第１の電流値（＝第２の電流値Ｉ２＋第３の電流値Ｉ３）を流すことで、第３の電流値Ｉ３を打ち消すように、第３の電流値Ｉ３に対応する電力が電力発生部４から蓄電部５へ供給される。これによって、蓄電部５の充電が行われる。なお、通電部Ｌ２が電流検出部６に対して複数回巻かれている場合、第１の電流値は、「第２の電流値Ｉ２＋第３の電流値Ｉ３」を巻き数で割った値となる。また、蓄電部５が放電を行う場合、第１の電流値Ｉ１は、第２の電流値Ｉ２から、蓄電部５が放電する電力（以下、放電電力と称する）γに対応する第４の電流値Ｉ４を減算した値に基づいている。例えば、図２（ｂ）に示すように、制御部８は、「第１の電流値＝第２の電流値Ｉ２−第４の電流値Ｉ４」となるように第１の電流値Ｉ１を制御する。疑似信号として電流検出部６に第１の電流値（＝第２の電流値Ｉ２−第４の電流値Ｉ４）が流れると、電流検出部６が最低買電力αに対応する第２の電流値Ｉ２よりも小さい電流値を検出することとなり、燃料電池部３の出力が低下する。このとき、電力負荷Ｅの負荷電力（回路部７内の電力負荷部９の消費電力を含む。）に対する燃料電池部３の出力低下分を補うために蓄電部５が放電を行う。その結果、第４の電流値Ｉ４を補うように、第４の電流値Ｉ４に対応する電力が蓄電部５から負荷へ供給される。以上により、蓄電部５の放電が行われる。なお、通電部Ｌ２が電流検出部６に対して複数回巻かれている場合、第１の電流値は、「第２の電流値Ｉ２−第４の電流値Ｉ４」を巻き数で割った値となる。なお、以下の説明において第１の電流値と、第２〜第４の電流値との関係を数式で説明する場合、通電部Ｌ２が電流検出部６に対して一回巻かれているものとして説明する。なお、蓄電部５による放電電力γが最低買電力αよりも大きい場合、第１の電流値Ｉ１は負の値になるため、疑似信号の方向は電流検出部６に対して負の方向へ流れ、図２（ｂ）に示す「Ｉ１」の矢印の方向が紙面左側へ向かうようになる。
【００２６】
ここで、電源システム１００の動作について更に詳細に説明する。上述の第３の電流値Ｉ３は、固定値であってもよく、可変値であってもよい。まず、図８を参照して、第３の電流値Ｉ３を固定値とするパターンについて説明する。図８（ａ）に示すように、当該パターンにおける電源システム１００Ａの回路部７は、電力負荷部９として、切替部１０によってＯＮ／ＯＦＦを切り替え可能な抵抗９Ａと、常時接続される抵抗９Ｂと、を備えている。切替可能な抵抗９Ａは、蓄電電力に対応する第３の電流値Ｉ３に基づく抵抗値に設定され、常時接続される抵抗９Ｂは、最低買電力に対応する第２の電流値Ｉ２に基づく抵抗値に設定される。従って、切替部１０をＯＮとすることによって、「第１の電流値Ｉ１＝第２の電流値Ｉ２＋第３の電流値Ｉ３（固定値）」となる。この場合、充電可能なときには優先的に蓄電部５に充電がなされる。ただし、電力負荷Ｅの負荷電力が大きくなった場合は必要に応じて、蓄電部５は放電を行う。一方、蓄電部５が満充電に近い状態であって充電の必要が無い場合、切替部１０をＯＦＦとすることによって、「第１の電流値Ｉ１＝第２の電流値」となる。この場合、電流検出部６は、最低買電力に対応する第２の電流値Ｉ２を少なくとも検出するため、燃料電池部３の運転は続行する。このとき、燃料電池部３は、電力負荷Ｅの負荷に追従するように出力を変化させる。なお、電力負荷が燃料電池部３による電力でおぎなえない場合は、蓄電部５が放電を行う。また、抵抗９Ｂを取り除いておき、切替部１０をＯＦＦとしたときに「第１の電流値Ｉ１＝０」としてもよい。なお、単相３線の場合の構成を図８（ｂ）に示す。
【００２７】
次に、第３の電流値Ｉ３を可変値とするパターンについて説明する。このパターンでは、電力負荷部９として可変抵抗が採用され、電力負荷の大きさを測定可能な計測器が設けられると共に、蓄電部５の残量を検出する検出器が設けられる。また、このパターンでは、燃料電池部３の出力は、最大発電可能電力Ｆｍａｘとなり、電力負荷Ｅの負荷電力に対して余剰となった電力が蓄電部５に蓄電される。まず、蓄電部５の残量が少ない状態であって、電力負荷Ｅの負荷電力が燃料電池部３の最大発電可能電力Ｆｍａｘより小さいとき、蓄電部５の充電を行うために「第１の電流値Ｉ１＝第２の電流値Ｉ２＋第３の電流値Ｉ３」となる。このとき、「第３の電流値Ｉ３＝最大発電可能電力Ｆｍａｘに対応する電流値−負荷電力に対応する電流値」に設定される。なお、最大発電可能電力Ｆｍａｘは予め把握することができ、負荷電力は計測器で測定可能である。一方、電力負荷Ｅの負荷電力が最大発電可能電力Ｆｍａｘより大きいとき、蓄電部５が放電を行うために「第１の電流値Ｉ１＝第２の電流値Ｉ２−第４の電流値Ｉ４」となる。このとき、「第４の電流値Ｉ４＝負荷電力に対応する電流値―最大発電可能電力Ｆｍａｘ」に設定される。なお、放電電力に対応する第４の電流値Ｉ４が最低買電力に対応する第２の電流値Ｉ２よりも小さい場合に、第１の電流値Ｉ１が上述の値に設定される。ただし、このような場面においては、第１の電流値Ｉ１を一定の値（燃料電池部３の運転を継続できる値）に固定してもよい。一方、放電電力に対応する第４の電流値Ｉ４が最低買電力に対応する第２の電流値Ｉ２よりも大きい場合は、回路部７に電流を流さなくても電流検出部６は最低買電流に対応する電流値Ｉ２以上の電流を検出することができて、燃料電池部３の運転を継続できるため、第１の電流値Ｉ１を０に設定してもよい。
【００２８】
次に、図５に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る電源システム１００の動作について説明する。図５は、制御部８で実行される処理内容である。ただし、図２に示す制御処理は一例であって、適宜処理内容を変更してもよい。
【００２９】
図５に示す制御処理は、停電時などにスイッチ１１が開放されることによって、電源システム１００が系統電源２から解列したときに実行される処理である。また、図５に示す制御処理では、制御部８は、蓄電部５の残量が最適となるように制御を行うものとする。例えば災害時等の非常時に本実施形態に係る電源システム１００を使用する場合、燃料電池部３が何らかの原因で停止しても再起動を確実に行うために、蓄電部５が満充電に近い状態に維持されることが好ましい。この場合、蓄電部５が充電可能である限り、制御部８は、電流検出部６に疑似信号を出力して蓄電池の充電を継続させる。
【００３０】
具体的には、停電等が発生したとき、スイッチ１１が開放されることによって、電源システム１００が系統電源２から解列する（ステップＳ１０）。電源システム１００が系統電源２から解列した直後、制御部８は、蓄電部５を起動することにより、蓄電部５から電力を供給することによって、燃料電池部３を起動させる（ステップＳ２０）。なお、このとき、電力負荷Ｅが最低買電力α以上であれば、蓄電部５から電力負荷Ｅに最低買電力αの電力が供給され、これにより、最低買電力αに対応する電流値（第２の電流値Ｉ２）以上の電流値を燃料電池部３の電流検出部６が検出し、電力発生部４が稼働して出力を開始する。なお、他方、電力負荷Ｅがα未満の場合には、ステップＳ３０の処理により、通電部Ｌ２に電流を流して電流検出部６に疑似信号を出力し、電力発生部４を稼働させて出力を開始させる。電力発生部４の稼働前の状態においては、通電部Ｌ２に流れる電流は蓄電部５から供給される。
【００３１】
次に、制御部８は、回路部７を制御することによって、通電部Ｌ２に電流を流して電流検出部６に疑似信号を出力する（ステップＳ３０）。このとき、疑似信号の第１の電流値Ｉ１は、最低買電力αに対応する第２の電流値Ｉ２以上とする。これによって、蓄電部５に電力が充電される。制御部８は、停電の復旧等によって、図５の制御処理を終了させてもよいか否かを判定する（ステップＳ４０）。Ｓ４０において、図５の制御処理を終了させてもよいと判定された場合、図５に示す制御処理が終了する。一方、Ｓ４０において図５の制御処理が終了ではないと判定された場合、制御部８は、蓄電部５の蓄電池電圧Ｖが、疑似信号を停止するために予め設定された閾値Ｖ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５０）。閾値Ｖ２は、例えば、充電終止電位に設定されてよい。Ｓ５０において、蓄電池電圧Ｖが閾値Ｖ２以下であると判定された場合、充電が継続されてＳ４０の処理が繰り返し実行される。
【００３２】
Ｓ５０において、蓄電池電圧Ｖが閾値Ｖ２より大きいと判定された場合、制御部８は、回路部７を制御することによって、通電部Ｌ２に流れる電流を停止して、電流検出部６に対する疑似信号を停止する（ステップＳ６０）。この場合、「第１の電流値Ｉ１＝第２の電流値Ｉ２」とし、あるいは「第１の電流値Ｉ１＝０」とする。Ｉ１＝Ｉ２とする場合は、燃料電池部３の電力発生部４が電力負荷Ｅの負荷に応じて出力を行い、蓄電部５が電力の不足分（即ち、電力負荷Ｅが燃料電池部３の最大発電可能電力Ｆｍａｘ以上の電力を消費する場合、その差分）の放電を行う。他方、Ｉ１＝０とする場合は、蓄電部５は、最低買電力αを放電すると共に、電力の不足分の放電を行う。次に、制御部８は、停電の復旧等によって、図５の制御処理を終了させてもよいか否かを判定する（ステップＳ７０）。Ｓ７０において、図５の制御処理を終了させてもよいと判定された場合、図５に示す制御処理が終了する。Ｓ７０において、図５の制御処理を継続させると判定された場合、制御部８は、蓄電部５の蓄電池電圧Ｖが、疑似信号を出力するために予め設定された閾値Ｖ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ８０）。疑似信号の出力を開始するために設定された閾値Ｖ１は、疑似信号を停止するために設定された閾値Ｖ２と同じ値（例えば、充電終止電位）に設定されてもよい。ただし、疑似信号の出力と停止が頻繁に繰り返されてシステムが不安定になることを抑制するために、閾値Ｖ２と閾値Ｖ１との間に差を設けてもよい（閾値Ｖ１＜閾値Ｖ２）。Ｓ８０において、蓄電池電圧Ｖが閾値Ｖ１以上であると判定された場合、疑似信号の停止が継続されてＳ７０の処理が繰り返し実行される。一方、Ｓ８０において、蓄電池電圧Ｖが閾値Ｖ１より小さいと判定された場合、Ｓ３０の処理が再び実行される。
【００３３】
なお、図５に示す制御処理において、Ｓ５０及びＳ８０で閾値と比較するための電圧Ｖとして、蓄電池電圧をそのまま用いてもよいが、蓄電部５の直列抵抗からＩＲドロップを補正した値を用いる方法を適用してもよい。また、蓄電部５に蓄電池制御システム（ＢＭＳ）が備わっている場合、Ｓ５０及びＳ８０において、電圧に代えて電池容量（ＳＯＣ）に対して所定の閾値ＳＯＣ２（Ｖ＝閾値Ｖ２におけるＳＯＣ）及び所定の閾値ＳＯＣ１（Ｖ＝閾値Ｖ１におけるＳＯＣ）を設定してもよい。なお、制御部８による監視及び制御は常時行われてもよいが、周期的に定められたタイミングで行われてもよい。これによって、制御部８の負荷を低減することが可能となり、専用装置を設けることなく、他の機能（例えばＨＥＭＳ機能）を有するコンピュータの１機能として制御機能を容易に実現することができる。この場合、充電を開始する時点でのＳＯＣをＳＯＣ１とした時、「１００％−ＳＯＣ１」が、充電受け容れ可能容量となる。従って、蓄電部５の満充電気容量をＦＣＣ（Ｆｕｌｌ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃａｐａｃｉｔｙ、単位はｋＷｈ）とし、燃料電池部３の発電電力をＧ（ｋＷ）とした場合、満充電に達するまでの最短時間は、ＦＣＣ×（１００％−ＳＯＣ１）／Ｇとなり、これよりも早いタイミングで監視／制御を行うことで、過充電の可能性を無くすことができる。
【００３４】
上述の図５は、蓄電部５を満充電に近い状態に維持することを目的とした場合の制御処理を示したものであったが、目標とするＳＯＣが適宜変化し、ＳＯＣを変化させるための充放電の速度も適宜変化する場合の制御を行ってもよい。このような場合の制御処理の一例について、図６を参照して説明する。具体的には、停電等が発生したとき、スイッチ１１が開放されることによって、電源システム１００が系統電源２から解列する（ステップＳ１００）。電源システム１００が系統電源２から解列した直後、制御部８は、蓄電部５を電圧源として起動することにより、蓄電部５から電力を供給することによって、燃料電池部３を起動させる（ステップＳ１１０）。
【００３５】
次に、制御部８は、蓄電部５のＳＯＣの現在値を取得する（ステップＳ１２０）。なお、制御部８は、燃料電池部３の最大発電可能電力Ｆｍａｘ及び最低買電力αを記憶している。次に、制御部８は、Ｓ１２０で取得した蓄電部５のＳＯＣの現在値と目標値に基づいて、充電電力βを決定する（ステップＳ１３０）。この場合、燃料電池部３は、「充電電力β＋電力負荷Ｅの負荷電力」の発電を行う必要がある。従って、制御部８は、「最低買電力α＋充電電力β」に対応する疑似信号を出力する（ステップＳ１４０）。すなわち、制御部８は、第２の電流値Ｉ２に第３の電流値Ｉ３を加算させた値に基づく第１の電流値Ｉ１の疑似信号を回路部７の通電部Ｌ２に流す。または、制御部８は、Ｓ１３０で放電電力γを決定してよい。この場合、制御部８は、「最低買電力α−放電電力γ」に対応する疑似信号を出力する。すなわち、制御部８は、第２の電流値Ｉ２から第４の電流値Ｉ４を減算した値に基づく第１の電流値Ｉ１の疑似信号を回路部７の通電部Ｌ２に流す。次に、制御部８は、停電の復旧等によって、図６の制御処理を終了させてもよいか否かを判定する（ステップＳ１５０）。Ｓ１５０において制御処理を終了させないと判定された場合、Ｓ１２０から再び処理が繰り返される。Ｓ１５０において、図６の制御処理を終了させてもよいと判定された場合、図６に示す制御処理が終了する。
【００３６】
なお、燃料電池部３の発電電力Ｆは、０≦Ｆ≦Ｆｍａｘの範囲に限られる。従って、蓄電部５の制御可能範囲は、電力負荷Ｅの負荷電力に応じて、図７でハッチングを付した領域に限られる。なお、図７では、疑似信号を出力しなかった場合の蓄電部５の放電電力の挙動を太線で示している。図７のグラフは横軸が電力負荷Ｅの負荷電力を示し、縦軸が蓄電部５の充電電力（ただし、負の領域は放電電力を示す）を示す。疑似信号を出力しないとき、負荷が最低買電力α以下の場合は、蓄電部５が最低買電力α以下の電力を放電する。このとき、電流検出部６は、最低買電力αに対応する電流値を検出することができないため、燃料電池部３は起動せず、蓄電部５の放電のみによって電力負荷Ｅへ電力が供給される。蓄電部５の放電電力が最低買電力αに達すると燃料電池部３が起動する。それ以降、電力負荷Ｅの負荷電力の増加分は燃料電池部３からの電力でまかなわれるため、蓄電部５の放電電力はαで一定となる。負荷電力がさらに大きくなり、燃料電池部３の発電電力が最大発電可能電力Ｆｍａｘに達した以降の負荷の増加分は、蓄電部５からの放電によってまかなわれる。なお、制御部８は、電力負荷Ｅの負荷電力を取得可能であってもよい。これによって、制御部８は、蓄電部５の制御可能範囲を把握することができる。また、制御部８は、燃料電池部３の発電電力Ｆを取得可能であってもよい。これによって、制御部８は、燃料電池部３の発電電力制御の時間遅れ等によって発生する、意図する発電電力と実際の発電電力との間の差を把握することができる。
【００３７】
次に、本実施形態に係る電源システム１００の作用・効果について説明する。
【００３８】
まず、図３に示す比較例に係る電源システム２００について説明する。電源システム２００は、本実施形態に係る電源システム１００のような回路部７を備えていない。停電等で系統電源２から切り離された場合、電源システム２００は、燃料電池部３の電流検出部６に対して、蓄電部５から少なくとも最低買電力αに対応する電流を流すことで燃料電池部３の運転を継続させる。しかしながら、電源システム２００にあっては、最低買電力αに対応する電流を流すために必要な程度に蓄電部５の残量が残っていない場合、燃料が残っていたとしても燃料電池部３を運転させることができない場合があった。
【００３９】
一方、本実施形態に係る電源システム１００によれば、回路部７の通電部Ｌ２に流れる電流は燃料電池部３の電流検出部６によって検出され、制御部８は、通電部Ｌ２に流れる第１の電流値Ｉ１を制御することができる。また、制御部８は、電流検出部６が少なくとも最低買電力αに対応する第２の電流値Ｉ２を検出するように、第１の電流値Ｉ１を制御する。このような構成によって、制御部８が第１の電流値Ｉ１を制御することによって、蓄電部５が電流検出部６に電流を流しているか否かに関わらず、電流検出部６に最低買電力αに対応する電流値を検出させることで、燃料電池部３を運転させることができる。以上によって、電源システム１００が系統電源２から切り離された場合に、蓄電部５の残量に関わらず燃料電池部３の運転を続けることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る電源システム１００において、蓄電部５が充電を行う場合、第１の電流値Ｉ１は、第２の電流値Ｉ２に、蓄電部５が充電する電力βに対応する第３の電流値Ｉ３を加算した値に基づいていている。この場合、電流検出部６に最低買電力αに対応する第２の電流値Ｉ２を検出させるため、通電部Ｌ２側の第３の電流値Ｉ３を打ち消すように、燃料電池部３から蓄電部５へ向かって電流が流れる（図２（ａ）を参照）。これによって、燃料電池部３から蓄電部５に電力が供給されて充電を行うことができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る電源システム１００において、第３の電流値Ｉ３は固定値であってよい。この場合、（第３の電流値Ｉ３を可変値とする場合に比して）シンプルなシステム構成にて、蓄電部５の蓄電を行うことができる。
【００４２】
また、本実施形態に係る電源システム１００において、第３の電流値Ｉ３は可変値であってよい。この場合、電力負荷の変化に応じて蓄電部５への蓄電電力を変化させることができる。
【００４３】
また、本実施形態に係る電源システム１００において、蓄電部５が放電を行う場合、第１の電流値Ｉ１は、第２の電流値Ｉ２から、蓄電部５が放電する電力γに対応する第４の電流値Ｉ４を減算した値に基づいていている。この場合、電流検出部６に最低買電力αに対応する第２の電流値Ｉ２を検出させるため、通電部Ｌ２側の第４の電流値Ｉ４を補うように、蓄電部５から電力負荷Ｅ側（燃料電池部３側）へ向かって電流が流れる（図２（ｂ）を参照）。これによって蓄電部５が放電を行うことができる。
【００４４】
本実施形態に係る制御装置３０は、電流検出部６により検出された電流値が最低買電力に対応する第２の電流値Ｉ２以上であるか否かに基づいて電力を出力する燃料電池部３と、電力の充電及び放電が可能な蓄電部５と、燃料電池部３及び蓄電部５が接続されて燃料電池部３と蓄電部５との間を流れる電流を電流検出部６により検出される幹線ＬＭと、から構成される電源システム１００の運転を継続させる制御装置である。また、制御装置３０は、電流が流れ、係る電流を電流検出部６によって幹線ＬＭを流れる電流と共に検出される通電部Ｌ２を少なくとも有する回路部７と、電流検出部６が最低買電力に対応する第２の電流値Ｉ２以上の電流値を検出するように、通電部Ｌ２に流れる電流を制御する制御部８と、を備える。
【００４５】
本実施形態に係る制御装置３０によれば、上述の電源システム１００と同様な作用・効果を得ることができる。
【００４６】
本実施形態に係る制御装置３０において、制御部８は、蓄電部５の充電電力又は放電電力に対応する電流値に基づいて通電部Ｌ２に流れる電流を制御する。これによって、制御装置３０は、蓄電部５が充電及び放電を行うように、通電部Ｌ２を流れる電流を制御することができる。
【００４７】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、図１に示す電源システムは一例であって、蓄電部及び燃料電池部等の配置は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更してよい。また、図５及び図６に示すフローチャートも一例であって、他の手順に係る制御処理が実行されてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２…系統電源、３…燃料電池部、５…蓄電部、６…電流検出部、７…回路部、８…制御部、３０…制御装置、１００…電源システム、Ｌ２…通電部。
【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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