(57)【要約】【課題】ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時に捨て去られていた発電電流の有効利用を図る。【解決手段】ＳＯＦＣ電池１の温度が定常発電温度（９００℃）に達するまでの間は、切換スイッチ８を第１の切換モード（８ｃ−８ａ間をＯＮ）とし、定常発電温度に達した後は、第２の切換モード（８ｃ−８ｂ間をＯＮ）とする。電池１を６００℃まで加熱した後、電池１から発電電流（２０ｍＡ〜５０ｍＡの規定量の電流）を繰り返し引き出し、自己発熱を利用して定常発電温度まで上昇させる。この間、電池１から引き出される発電電流を蓄電池６へ送り、蓄電池６を充電する。蓄電池６とＤＣ−ＤＣコンバータ２との間に充放電経路Ｌ２を形成し、定常発電に入る前に、蓄電池６から放電される電流によってＤＣ−ＤＣコンバータ２およびＤＣ−ＡＣインバータ３内の大容量のコンデンサＣ１，Ｃ２をほゞ満充電状態とする。電池１の定常発電時にも蓄電池６を利用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸化物形燃料電池を第１の温度まで加熱した後、この固体酸化物形燃料電池に発電させて発電電流を引き出し、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用して前記固体酸化物形燃料電池の温度を第２の温度まで上昇させる固体酸化物形燃料電池の発電制御システムにおいて、
前記固体酸化物形燃料電池から引き出される発電電流によって充電される蓄電池
を備えることを特徴とする固体酸化物形燃料電池の発電制御システム。
【請求項２】
固体酸化物形燃料電池を第１の温度まで加熱した後、この固体酸化物形燃料電池に発電させて発電電流を引き出し、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用して前記固体酸化物形燃料電池の温度を第２の温度まで上昇させる固体酸化物形燃料電池の発電制御システムにおいて、
前記固体酸化物形燃料電池から引き出される発電電流によって充電される蓄電池と、
前記固体酸化物形燃料電池の出力電圧を所定の出力電圧に変換する電圧変換手段と、
前記固体酸化物形燃料電池の温度が前記第２の温度に達するまでの間は前記固体酸化物形燃料電池から引き出される発電電流を前記蓄電池へ導く第１の切換モードとされ、前記固体酸化物形燃料電池の温度が前記第２の温度に達した後は前記固体酸化物形燃料電池からの出力電圧を前記電圧変換手段へ導く第２の切換モードとされる切換手段と、
前記蓄電池と前記電圧変換手段とを結ぶ充放電経路と
を備えることを特徴とする固体酸化物形燃料電池の発電制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載された固体酸化物形燃料電池の発電制御システムにおいて、
前記電圧変換手段は、大容量のコンデンサを備え、
前記大容量のコンデンサは、前記切換手段が前記第１の切換モードから前記第２の切換モードに切り換えられるまでの間に、前記充放電経路を介して放電される前記蓄電池からの電流によってほゞ満充電状態とされる
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池の発電制御システム。
【請求項４】
固体酸化物形燃料電池を第１の温度まで加熱した後、この固体酸化物形燃料電池に発電させて発電電流を引き出し、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用して前記固体酸化物形燃料電池の温度を第２の温度まで上昇させる固体酸化物形燃料電池の発電制御方法において、
前記固体酸化物形燃料電池から引き出される発電電流によって蓄電池を充電するステップ
を備えることを特徴とする固体酸化物形燃料電池の発電制御方法。
【請求項５】
固体酸化物形燃料電池を第１の温度まで加熱した後、この固体酸化物形燃料電池に発電させて発電電流を引き出し、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用して前記固体酸化物形燃料電池の温度を第２の温度まで上昇させる固体酸化物形燃料電池の発電制御方法において、
前記固体酸化物形燃料電池の温度が前記第２の温度に達するまでの間は前記固体酸化物形燃料電池から引き出される発電電流を蓄電池へ導く第１ステップと、
前記固体酸化物形燃料電池の温度が前記第２の温度に達した後は前記固体酸化物形燃料電池からの出力電圧を電圧変換手段へ導く第２ステップと、
前記蓄電池から前記電圧変換手段への放電および前記電圧変換手段から前記蓄電池への充電を前記蓄電池と前記電圧変換手段とを結ぶ充放電経路を介して行う第３ステップと
を備えることを特徴とする固体酸化物形燃料電池の発電制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載された固体酸化物形燃料電池の発電制御方法において、
前記電圧変換手段は、大容量のコンデンサを備え、
前記大容量のコンデンサは、前記第１ステップから前記第２ステップに移行するまでの間に、前記充放電経路を介して放電される前記蓄電池からの電流によってほゞ満充電状態とされる
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池の発電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固体酸化物形燃料電池を所定温度（第１の温度）まで加熱した後、この固体酸化物形燃料電池から発電電流を引き出し、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用して固体酸化物形燃料電池の温度を定常発電温度（第２の温度）まで上昇させる固体酸化物形燃料電池の発電制御システムおよび発電制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料電池は、有害物質を発生しないクリーンな発電システムとして注目を集めている。その中でも、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、高分子電解質形燃料電池（ＰＥＭＦＣ）と比べ、高温動作することから、発電と高温エネルギー活用の両面からエネルギー効率が良いものである。
【０００３】
固体酸化物形燃料電池（以下、ＳＯＦＣ電池と呼ぶ）は、酸化物イオン導電体からなる固体電解質層を両側から空気極層と燃料極層とで挟み込んだ単セルと呼ばれる積層構造を有し、空気極層側に酸化剤ガス（酸素）が供給され、燃料極層側に燃料ガス（Ｈ2 、ＣＯ、ＣＨ4 等）が供給される。空気極層側に供給された酸化剤ガスは、空気極層内の気孔を通って固体電解質層との境界面近傍に到達し、この部分で空気極層から電子を受け取って酸化物イオン（Ｏ2-）にイオン化される。この酸化物イオンは、燃料極層に向かって固体電解質層内を拡散移動する。燃料極層との界面近傍に到達した酸化物イオンは、この部分で、燃料ガスと反応して反応生成物（Ｈ2 Ｏ、ＣＯ2 等）を生じ、燃料極層に電子を放出する。この単セルを多数積層した構造をスタックと呼んでおり、セル単位あるいはスタック単位で燃料ガスの供給を行い、負荷への電力を生成（発電）する。
【０００４】
ＳＯＦＣ電池の定常発電温度は例えば９００℃とされる。この場合、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時、ＳＯＦＣ電池を６００℃まで加熱した後、ＳＯＦＣ電池から発電電流（例えば、２０ｍＡ〜５０ｍＡの規定量の電流）を繰り返し引き出し、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用してＳＯＦＣ電池の温度を定常発電温度（９００℃）まで上昇させる（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８４１０４号公報
【特許文献２】特開２００２−３１５２２４号公報
【非特許文献１】「NEDO平成12年度固体電解質型燃料電池の研究開発委託事業成果報告書」  熱自立モジュール設計技術の開発  平成１３年５月  １０９頁〜１１３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時において、その温度を６００℃から９００℃まで上昇させるために要する時間は現状１０時間以上に渡っており、ＳＯＦＣ電池が大型になるほどこの時間が長くかかる。この間、ＳＯＦＣ電池からは発電電流が繰り返し引き出されるが、この発電電流はその多くが捨て去られており、有効に活用されていない。
【０００７】
なお、特許文献２には、定常発電中、過剰発電時には燃料電池からの電流によって蓄電池を充電し、負荷増加時には蓄電池から放電される電流によって補うようにした燃料電池電源システムが記載されている。しかしながら、この特許文献２において、蓄電池は、定常発電中の発電量を一定にすることを目的として用いられているものであって、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時に捨て去られていた発電電流の有効利用を図るために蓄電池を用いようとする考えはない。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時に捨て去られていた発電電流の有効利用を図ることができるＳＯＦＣ電池の発電制御システムおよび発電制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る発明）、ＳＯＦＣ電池を第１の温度まで加熱した後、このＳＯＦＣ電池に発電させて発電電流を引き出し、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用してＳＯＦＣ電池の温度を第２の温度まで上昇させるＳＯＦＣ電池の発電制御システムにおいて、ＳＯＦＣ電池から引き出される発電電流によって充電される蓄電池を設けたものである。
【００１０】
この発明によれば、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時、ＳＯＦＣ電池が第１の温度（例えば、６００℃）まで加熱された後、ＳＯＦＣ電池から発電電流（例えば、２０ｍＡ〜５０ｍＡの規定量の電流）が引き出され、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用してＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度（定常発電温度：例えば、９００℃）まで上昇して行く。この間、ＳＯＦＣ電池から発電電流が引き出される毎に、この発電電流によって蓄電池が充電される。
【００１１】
第２発明（請求項２に係る発明）は、ＳＯＦＣ電池を第１の温度まで加熱した後、このＳＯＦＣ電池に発電させて発電電流を引き出し、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用してＳＯＦＣ電池の温度を第２の温度まで上昇させるＳＯＦＣ電池の発電制御システムにおいて、ＳＯＦＣ電池から引き出される発電電流によって充電される蓄電池と、ＳＯＦＣ電池の出力電圧を所定の出力電圧に変換する電圧変換手段と、ＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度に達するまでの間はＳＯＦＣ電池から引き出される発電電流を蓄電池へ導く第１の切換モードとされ、ＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度に達した後はＳＯＦＣ電池からの出力電圧を電圧変換手段へ導く第２の切換モードとされる切換手段と、蓄電池と電圧変換手段とを結ぶ充放電経路とを設けたものである。
【００１２】
この発明によれば、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時、ＳＯＦＣ電池が第１の温度（例えば、６００℃）まで加熱された後、ＳＯＦＣ電池から発電電流（例えば、２０ｍＡ〜５０ｍＡの規定量の電流）が引き出され、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用してＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度（定常発電温度：例えば、９００℃）まで上昇して行く。
ここで、ＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度に達するまでの間は、切換手段が第１の切換モードとされ、ＳＯＦＣ電池から引き出される発電電流が蓄電池へ導かれ、この発電電流によって蓄電池が充電される。
ＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度に達した後は、切換手段が第２の切換モードとされ、ＳＯＦＣ電池からの出力電圧（例えば、ＤＣ６０〜１６０Ｖ）が電圧変換手段（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ）へ導かれ、所定の出力電圧（例えば、ＤＣ２００Ｖ）に変換される。この定常発電中、過剰発電時には、蓄電池と電圧変換手段とを結ぶ充放電経路を介して電圧変換手段から蓄電池への充電が行われ、負荷増加時には、蓄電池と電圧変換手段とを結ぶ充放電経路を介して蓄電池から電圧変換手段への放電が行われる。
【００１３】
第２発明において、電圧変換手段を例えば昇圧形のＤＣ−ＤＣコンバータとした場合、このＤＣ−ＤＣコンバータには大容量のコンデンサが設けられる。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける大容量のコンデンサは、切換手段が第１の切換モードから第２の切換モードに切り換えられるまでの間に、蓄電池と電圧変換手段とを結ぶ充放電経路を介して蓄電池から放電される電流によってほゞ満充電状態とされる（請求項３に係る発明（第３発明））。したがって、ＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度に達し、ＳＯＦＣ電池からの出力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータへ導かれるようになった時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ内の大容量のコンデンサに急激に大きな電流（突入電流）が流れ込むことがない。これにより、ＳＯＦＣ電池から過大な発電電流が引き出されないようにして、ＳＯＦＣ電池の保護を図ることが可能となる。
【００１４】
なお、本発明は、発電制御システムとしてではなく、発電制御方法としても実現することが可能である。第４発明（請求項４に係る発明）は、第１発明の発電制御システムでの手法を発電制御方法として実現したものであり、第５発明（請求項５に係る発明）は、第２発明の発電制御システムでの手法を発電制御方法として実現したものであり、第６発明（請求項６に係る発明）は、第３発明の発電制御システムでの手法を発電制御方法として実現したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明（第１、第４発明）によれば、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時、ＳＯＦＣ電池から引き出される発電電流によって蓄電池を充電するようにしたので、ＳＯＦＣ電池から引き出される発電電流を捨て去ることなく、有効に利用することが可能となる。
【００１６】
また、本発明（第２、第５発明）によれば、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時には、ＳＯＦＣ電池から引き出される発電電流によって蓄電池が充電され、定常発電中、過剰発電時には、蓄電池と電圧変換手段とを結ぶ充放電経路を介して電圧変換手段から蓄電池への充電が行われ、負荷増加時には、蓄電池と電圧変換手段とを結ぶ充放電経路を介して蓄電池から電圧変換手段への放電が行われ、ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時に引き出される発電電流が有効に利用されるとともに、ＳＯＦＣ電池の定常発電中の発電量を一定とし、ＳＯＦＣ電池に無理が掛からない安定した発電を行わせることができるようになる。
【００１７】
また、本発明（第３、第６発明）によれば、電圧変換手段が大容量のコンデンサを備えるものとした場合、ＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度に達するまでの間に、電圧変換手段内の大容量のコンデンサが蓄電池からの電流によってほゞ満充電状態とされるので、ＳＯＦＣ電池の温度が第２の温度に達してＳＯＦＣ電池からの出力電圧が電圧変換手段へ導かれるようになった時に、電圧変換手段内の大容量のコンデンサに突入電流が流れ込むことがなく、ＳＯＦＣ電池から過大な発電電流が引き出されないようにして、ＳＯＦＣ電池の保護を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示すＳＯＦＣ電池の発電制御システムの概略を示す図である。
【００１９】
同図において、１はＳＯＦＣ電池（固体酸化物形燃料電池）、２はＳＯＦＣ電池１の後段に設けられた昇圧形のＤＣ−ＤＣコンバータ、３はＤＣ−ＤＣコンバータ２の後段に設けられたＤＣ−ＡＣインバータ、４はＤＣ−ＡＣインバータ４からの電力の供給を受ける負荷、５はＳＯＦＣ電池１から繰り返し発電電流を引き出すためのＤＣ電子負荷装置、６は蓄電池、７はＳＯＦＣ電池１の温度をセル温度ＴＣとして検出する温度センサである。
【００２０】
この発電制御システムにおいて、ＳＯＦＣ電池１とＤＣ−ＤＣコンバータ２との間には切換スイッチ８が設けられており、切換スイッチ８のコモン接点端子８ｃはＳＯＦＣ電池１の出力側に、切換スイッチ８の第１の接点端子８ａはＤＣ電子負荷装置５の入力側に、切換スイッチ８の第２の接点端子８ｂはＤＣ−ＤＣコンバータ２の入力側に接続されている。
【００２１】
また、切換スイッチ８は、温度センサ７が検出するＳＯＦＣ電池１のセル温度ＴＣに基づいて、セル温度ＴＣがＳＯＦＣ電池１の定常発電温度（９００℃）に達するまでの間は、コモン接点端子８ｃが第１の接点端子８ａに接続される第１の切換モードとされ、セル温度ＴＣがＳＯＦＣ電池１の定常発電温度に達した後は、コモン接点端子８ｃが第２の接点端子８ｂに接続される第２の切換モードとされるようになっている。
【００２２】
また、ＤＣ電子負荷装置５には、ＳＯＦＣ電池１の温度が６００℃に達した時点で、外部からコントロール信号Ｓ１が入力されるようになっている。ＤＣ電子負荷装置５は、この外部からのコントロール信号Ｓ１を受けて、ＳＯＦＣ電池１から繰り返し発電電流（例えば、２０〜５０ｍＡの規定量の電流）を引き出す動作（発電電流引出動作）を開始する機能を備えている。なお、ＳＯＦＣ電池１には、図示してはいないが、このＳＯＦＣ電池１を加熱する加熱手段が設けられている。
【００２３】
蓄電池６は、ＤＣ電子負荷装置５と接続されており、ＤＣ電子負荷装置５がＳＯＦＣ電池１から繰り返し引き出す発電電流によって充電されるようになっている。このＤＣ電子負荷装置５からの蓄電池６への充電経路をＬ１とする。また、蓄電池６とＤＣ−ＤＣコンバータ２との間には、蓄電池６とＤＣ−ＤＣコンバータ２とを結ぶ充放電経路Ｌ２が形成されている。
【００２４】
なお、本実施の形態において、ＳＯＦＣ電池１の定常発電時に生成される出力電圧はＤＣ６０〜１６０Ｖの変動幅を持つものとし、ＤＣ−ＤＣコンバータ２はＳＯＦＣ電池１が生成するＤＣ６０〜１６０Ｖの変動幅の出力電圧を安定したＤＣ２００Ｖの出力電圧に変換するものとし、ＤＣ−ＡＣインバータ３はＤＣ−ＤＣコンバータ２によって変換されたＤＣ２００Ｖの出力電圧をＡＣ１００Ｖの出力電圧に変換するものとする。また、ＤＣ−ＡＣインバータ３は、外部からのコントロール信号Ｓ２を受けてその動作を開始し、ＡＣ１００Ｖの出力電圧を負荷４へ供給するものとする。
【００２５】
〔ＳＯＦＣ電池の立ち上げ〕
この発電制御システムにおいて、ＳＯＦＣ電池１を立ち上げる場合、ＳＯＦＣ電池１に設けられている加熱手段を用いて、ＳＯＦＣ電池１を６００℃まで加熱する。ＳＯＦＣ電池１が６００℃に達すると、ＤＣ電子負荷装置５に外部コントロール信号Ｓ１が与えられ、ＤＣ電子負荷装置５が発電電流引出動作を開始する。この時、切換スイッチ８は第１の切換モードにあり、そのコモン接点端子８ｃと第１の接点端子８ａとが接続されている。
【００２６】
したがって、ＤＣ電子負荷装置５が発電電流引出動作を開始すると、コモン接点端子８ｃ，第１の接点端子８ａの経路で、ＳＯＦＣ電池１から発電電流が繰り返し引き出されるようになり、この発電電流が引き出される際の自己発熱を利用してＳＯＦＣ電池１の温度が定常発電温度（９００℃）まで上昇して行く。また、ＳＯＦＣ電池１から繰り返し引き出される発電電流は、充電経路Ｌ１を介して蓄電池６へ送られ、この発電電流によって蓄電池６が充電（充電１）される。
【００２７】
〔ＳＯＦＣ電池の定常発電への移行〕
ＳＯＦＣ電池１の温度が定常発電温度に達すると、温度センサ７が検出するセル温度ＴＣに基づいて、切換スイッチ８が第２の切換モードとされる（図２参照）。これにより、ＳＯＦＣ電池１からの出力電圧がコモン接点端子８ｃ，第２の接点端子８ｂの経路でＤＣ−ＤＣコンバータ２へ導かれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２によってＤＣ２００Ｖの出力電圧に変換される。そして、このＤＣ２００Ｖの出力電圧がＤＣ−ＡＣインバータ３へ送られ、ＤＣ−ＡＣインバータ３によってＡＣ１００Ｖの出力電圧に変換され、負荷４へ供給される。なお、この場合、ＤＣ−ＡＣインバータ３へは外部からのコントロール信号Ｓ２が与えられているものとする。
【００２８】
この定常発電中、過剰発電時には、蓄電池６とＤＣ−ＤＣコンバータ２とを結ぶ充放電経路Ｌ２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２から蓄電池６への充電（充電２）が行われ、負荷増加時には、蓄電池６とＤＣ−ＤＣコンバータ２とを結ぶ充放電経路Ｌ２を介して蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ２への放電（放電１）が行われる。これにより、ＳＯＦＣ電池１の立ち上げ時に繰り返し引き出される発電電流を有効に利用するとともに、ＳＯＦＣ電池１の定常発電中の発電量を一定とし、ＳＯＦＣ電池１に無理が掛からない安定した発電を行わせることができるようになる。
【００２９】
〔定常発電への移行時の突入電流の回避〕
この発電制御システムにおいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２およびＤＣ−ＡＣインバータ３には、大容量のコンデンサＣ１およびＣ２が設けられている。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ２およびＤＣ−ＡＣインバータ３における大容量のコンデンサＣ１およびＣ２は、切換スイッチ８が第１の切換モードから第２の切換モードに切り換えられるまでの間に、すなわちＳＯＦＣ電池１の温度が定常発電温度に達するまでの間に、蓄電池６とＤＣ−ＤＣコンバータ２とを結ぶ充放電経路Ｌ２を介して放電される蓄電池６からの電流によってほゞ満充電状態とされる（図１参照：放電２）。
【００３０】
したがって、ＳＯＦＣ電池１の温度が定常発電温度に達し、ＳＯＦＣ電池１からの出力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ２へ導かれるようになった時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２およびＤＣ−ＡＣインバータ３内の大容量のコンデンサＣ１およびＣ２に急激に大きな電流（突入電流）が流れ込むことがない（図２参照）。これにより、ＳＯＦＣ電池１から過大な発電電流が引き出されないようにして、ＳＯＦＣ電池１の保護が図られるものとなる。
【００３１】
なお、定常発電への移行時の突入電流を回避する方法として、図３に示すように、切換スイッチ８とＤＣ−ＤＣコンバータ２との間に切換スイッチ９とＤＣ１００Ｖ電源１０を設ける方法が考えられる。
【００３２】
この方法では、ＳＯＦＣ電池１のセル温度ＴＣが定常発電温度に達するまでの間は、切換スイッチ９のコモン接点端子９ｃを第１の接点端子９ａと接続する第１の切換モードとし、ＳＯＦＣ電池１のセル温度ＴＣが定常発電温度に達した後に切換スイッチ９のコモン接点端子９ｃを第２の接点端子９ｂと接続する第２の切換モードとする。
【００３３】
これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２およびＤＣ−ＡＣインバータ３における大容量のコンデンサＣ１およびＣ２は、切換スイッチ９が第１の切換モードから第２の切換モードに切り換えられるまでの間に、すなわちＳＯＦＣ電池１の温度が定常発電温度に達するまでの間に、ＤＣ１００Ｖ電源１０からの電流によってほゞ満充電状態とされる。
【００３４】
しかし、この方法では、ＤＣ１００Ｖ電源１０と切換スイッチ９を余分に必要とし、コストがアップする。これに対し、本実施の形態の発電制御システムによれば、ＳＯＦＣ電池１の立ち上げ時に繰り返し引き出される発電電流による蓄電池６の充電中に、この蓄電池６から放電される電流によってＤＣ−ＤＣコンバータ２およびＤＣ−ＡＣインバータ３における大容量のコンデンサＣ１およびＣ２が充電されるので、ＤＣ１００Ｖ電源１０や切換スイッチ９を不要として、コストの低減を図ることができる。また、ＳＯＦＣ電池１の立ち上げ時に繰り返し引き出される発電電流の有効利用も図られる。
【００３５】
また、定常発電への移行時の突入電流を回避する別の方法として、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ２内の入力部に抵抗回路を並列接続し、突入時とその後の定常時と回路を切り換えることが考えられる。
【００３６】
図４にこの場合のＤＣ−ＤＣコンバータ２の回路例を示す。この例では、抵抗Ｒ１とスイッチＭＣ１との直列回路にスイッチＭＣ２を並列に接続し、ＳＯＦＣ電池１のセル温度ＴＣが定常発電温度に達するまでの間は、スイッチＭＣ１を閉、スイッチＭＣ２を開とする。
【００３７】
この場合、スイッチＭＣ１を閉、スイッチＭＣ２を開とすることにより、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１1 ，Ｃ１2 は積分回路を構成し、コンデンサＣ１1 ，Ｃ１2 への充電がゆっくり行われることになる。これにより、コンデンサＣ１1 ，Ｃ１2 を充電する突入電流の値が小さくなる。ＳＯＦＣ電池１のセル温度ＴＣが定常発電温度に達した後は、スイッチＭＣ１を開、スイッチＭＣ２を閉とすることで、抵抗Ｒ１を電流が通らなくする。
【００３８】
しかし、この方法では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に抵抗Ｒ１とスイッチＭＣ１との直列回路を設け、この直列回路にスイッチＭＣ２を並列に接続するという回路構成をとらなければならず、ＤＣ−ＤＣコンバータ２として一般的なＤＣ−ＤＣコンバータを使用することができなくなる。
【００３９】
これに対して、本実施の形態の発電制御システムによれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の回路構成の変更は必要なく、ＤＣ−ＤＣコンバータ２として一般的なＤＣ−ＤＣコンバータを使用することが可能となる。
【００４０】
他にも、コンデンサＣ１1 ，Ｃ１2 の容量を出来る限り小さな値とし、かつ入力端子Ｐ１と抵抗Ｒ１との間に大きな容量のリアクトルコイルを追加し、突入電流によるコンデンサ充電時間を引き延ばすなどの方法も考えられる。しかし、何れにしても、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の回路構成の変更が必要となる。また、ＤＣ−ＡＣコンバータ３についても、同様のことが言える。
【００４１】
なお、上述した実施の形態では、負荷４へＡＣ１００Ｖの電圧を供給するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の後段にＤＣ−ＡＣインバータ３を設ける構成としたが、負荷４が直流負荷であるような場合にはＤＣ−ＡＣインバータ３を省略した構成とすることもできる。また、上述した実施の形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２とＤＣ−ＡＣコンバータ３とを分離した構成としたが、一体とした構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態を示すＳＯＦＣ電池の発電制御システムの概略（ＳＯＦＣ電池の立ち上げ時の回路状態）を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示すＳＯＦＣ電池の発電制御システムの概略（ＳＯＦＣ電池の定常発電時の回路状態）を示す図である。
【図３】ＳＯＦＣ電池の定常発電への移行時の突入電流の回避例（ＤＣ１００Ｖ電源を用いる例）を説明する図である。
【図４】ＳＯＦＣ電池の定常発電への移行時の突入電流の別の回避例（ＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成を変更する例）を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ＳＯＦＣ電池（固体酸化物形燃料電池）、２…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３…ＡＣ−ＤＣインバータ、４…負荷、５…ＤＣ電子負荷装置、６…蓄電池、７…温度センサ、８…切換スイッチ、８ａ…第１の接点端子、８ｂ…第２の接点端子、８ｃ…コモン接点端子、Ｃ１，Ｃ２…大容量のコンデンサ、Ｌ１…充電経路、Ｌ２…充放電経路。
【図１】
2008066167.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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