(57)【要約】      （修正有）【課題】できる限り短時間で且つ的確に燃料電池の最適動作を追尾することを可能にする燃料電池を用いた電源装置を提供する。【解決手段】燃料電池１の電力を入力とする電源装置において、前記燃料電池の出力にコンバータ２を介して二次電池３を接続してあり、前記燃料電池の出力電力から最大電力点を判定及び記憶して該燃料電池の出力電力を制御し、この制御した燃料電池の出力電力から出力電流を算出するとともに、前記二次電池の電圧から前記二次電池へ供給可能な充電電流を算出し、前記燃料電池の出力電流と前記二次電池への充電電流とを比較して、二次電池への充電電流を制限する二次電池充電電流制限機能を備えてあることを特徴とする燃料電池を用いた電源装置。【選択図】図１
2008135303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の電力を入力とする電源装置において、前記燃料電池の出力にコンバータを介して二次電池を接続してあり、前記燃料電池の出力電力から最大電力点を判定及び記憶して該燃料電池の出力電力を制御し、この制御した燃料電池の出力電力から出力電流を算出するとともに、前記二次電池の電圧から前記二次電池へ供給可能な充電電流を算出し、前記燃料電池の出力電流と前記二次電池への充電電流とを比較して、二次電池への充電電流を制限する二次電池充電電流制限機能を備えてあることを特徴とする燃料電池を用いた電源装置。
【請求項２】
前記二次電池充電電流制限機能は、前記燃料電池の出力電力を計測する手段と、前記燃料電池の出力電力から最大電力点を判定及び記憶する手段と、前記燃料電池の出力電力と前記コンバータの効率とを掛け合わせて前記コンバータの出力電力を算出する手段と、前記二次電池の電圧を計測する手段と、前記コンバータの出力電力と同値である前記二次電池の電力と前記二次電池の電圧から前記二次電池へ供給可能な充電電流を算出する手段と、前記燃料電池の出力電力を制御して該燃料電池の出力電流を算出し、この燃料電池の出力電流と前記二次電池の充電電流とを比較して、前記二次電池への充電電流を制限する手段とを備えてあることを特徴とする請求項１記載の燃料電池を用いた電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の所要の電力を得る電源装置に関するもので、特に燃料電池設置場所の外部環境の変化、即ち、温度などの変化が生じた場合にも、常に燃料電池から最大出力電力を給電できるようにする電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池を用いた電源装置は、燃料電池１の出力にコンバータ２を接続し、このコンバータ２に、電流リミット回路４を介して二次電池３を接続してある。燃料電池１の出力電力を計測する燃料電池出力電力計測回路１２と、燃料電池１の出力電力から最大電力点を判定及び記憶する燃料電池出力電力最大電力点判定・記憶回路１３と、二次電池３の電圧を計測する二次電池電圧計測回路２１と、二次電池３の電圧を用いて過充電を保護する過充電保護回路２３と、燃料電池１の出力電力を制御する動作点変動指令回路１５とを備えてある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２９９４３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の燃料電池を用いた電源装置は、コンバータ２の出力電圧を制御して、燃料電池の出力電力を最適に取り出していたため、二次電池の充電状態に応じた充電電流が供給されるために、二次電池電圧が低い場合に、二次電池への充電電流が過電流となるおそれがあった。この過電流を防止するために、別途電流リミット回路４を備えてある場合もあるが、この場合固定設定であるため、燃料電池の発電状態が考慮されないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、燃料電池の出力電力を制御し、二次電池への充電電流を制限する燃料電池を用いた電源装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池を用いた電源装置は、燃料電池の電力を入力とする電源装置において、前記燃料電池の出力にコンバータを介して二次電池を接続してあり、前記燃料電池の出力電力から最大電力点を判定及び記憶して該燃料電池の出力電力を制御し、この制御した燃料電池の出力電力から出力電流を算出するとともに、前記二次電池の電圧から前記二次電池へ供給可能な充電電流を算出し、前記燃料電池の出力電流と前記二次電池への充電電流とを比較して、二次電池への充電電流を制限する二次電池充電電流制限機能を備えてあることを特徴とする。
【０００６】
前記二次電池充電電流制限機能は、前記燃料電池の出力電力を計測する手段と、前記燃料電池の出力電力から最大電力点を判定及び記憶する手段と、前記燃料電池の出力電力と前記コンバータの効率とを掛け合わせて前記コンバータの出力電力を算出する手段と、前記二次電池の電圧を計測する手段と、前記コンバータの出力電力と同値である前記二次電池の電力と前記二次電池の電圧から前記二次電池へ供給可能な充電電流を算出する手段と、前記燃料電池の出力電力を制御して該燃料電池の出力電流を算出し、この燃料電池の出力電流と前記二次電池の充電電流とを比較して、前記二次電池への充電電流を制限する手段とを備えてあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、二次電池の最大充電電流以上のコンバータ出力電流が流れないように、燃料電池の出力電力を制御し、二次電池への充電電流を制限することによって、電流リミット回路を設けることなく、二次電池への過電流充電を防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明を実施するための最良の形態のブロック図を図１に示す。図１図示の電源装置は、燃料電池１に接続される電源装置にＤＣ−ＤＣコンバータを用いた例として示してある。この電源装置は出力側に二次電池３を接続してある。なお、二次電池３と並列に負荷（図示しない）を接続してもよい。この電源装置は制御装置を備え、制御装置をコンバータ２に接続してある。
【０００９】
この電源装置の制御装置は、燃料電池１の出力電力を計測する燃料電池出力電力計測回路１２を備えてある。また、この電源装置の制御装置は、燃料電池出力電力計測回路１２により計測した出力電力をモニターし、燃料電池の出力電力の最大電力点を判定する燃料電池最大電力点判定・記憶回路１３を備えてある。また、燃料電池１の出力電力とコンバータ２の効率とを掛け合わせてコンバータ２の出力電力を算出するコンバータ出力電力算出回路１４を備えてある。
【００１０】
一方、この電源装置の制御装置は、二次電池３の電圧を計測する二次電池電圧計測回路２１を備えてある。また、この電源装置の制御装置は、コンバータ２の出力電力と同値である二次電池３の電力と、二次電池３の電圧から二次電池へ供給可能な充電電流を算出する二次電池充電電流算出回路２２を備えてある。
【００１１】
この電源装置の制御装置は、燃料電池最大電力点判定・記憶回路１３によりモニターされた燃料電池出力電力を制御して、燃料電池出力電流を算出し、二次電池充電電流算出回路２２により算出された二次電池充電電流を前記燃料電池出力電流と比較して、二次電池充電電流の制限値を判断する動作点変動指令回路１５を備えてある。この動作点変動指令回路１５は、二次電池充電電流の制限値を判断することにより、電源動作を常に安定した状態に維持しながら、現状の動作電圧値近傍の微小電圧変動量を与えることで最大電力モニターして最適動作点を追尾するように構成してある。
【００１２】
以上のように構成してある燃料電池を用いた電源装置におけるコンバータ２の出力電流制限処理機能における動作処理について図２で示すフローチャートを用いて説明する。
【００１３】
出力電流制限処理が開始されると（Ｓ１）、燃料電池出力電力計測回路１２で計測された燃料電池１の出力電圧の計測値と燃料電池１の出力電流の計測値、言い換えれば、コンバータ２の入力電圧の計測値とコンバータ２の入力電流の計測値を元にコンバータ２の入力電力を計算する（Ｓ２）。コンバータ出力電力算出回路１４でコンバータ２の入力電力にコンバータ２の効率を掛け合わせて、コンバータ２の出力電力を計算する（Ｓ３）。
【００１４】
一方、二次電池電圧計測回路２１で二次電池３の電圧、言い換えれば、コンバータ２の出力電圧を計測し、この結果を用い、二次電池充電電流算出回路２２で、コンバータ出力電力算出回路１４で得たコンバータ２の出力電力を、二次電池電圧計測回路２１で計測したコンバータ２の出力電圧で割って、コンバータ２の出力電流を計算する（Ｓ４）。
【００１５】
二次電池充電電流算出回路２２で算出されたコンバータ２の出力電流と、二次電池電圧計測回路２１で計測された二次電池３の電圧から算出された二次電池へ供給可能な二次電池３の充電電流とを、二次電池充電電流算出回路で比較する（Ｓ５）。
【００１６】
この際、コンバータ２の出力電流が二次電池３の充電電流を上回った場合は、動作点変動指令回路１５で、二次電池３の充電電流がコンバータ２の出力電流以上になるように、コンバータ２の入力電力（燃料電池１の出力電力）の抑制制御を行い（Ｓ６）、コンバータ２の出力電流制限処理動作を終了する（Ｓ８）。
【００１７】
一方、コンバータ２の出力電流が二次電池３の充電電流以上の場合は、動作点変動指令回路１５で、燃料電池の最適電力追従作制御を行い（Ｓ７）、コンバータ２の出力電流制限処理動作を終了する（Ｓ８）。
【００１８】
コンバータ２の出力電流と二次電池３の充電電流との関係を問わず、この動作を繰り返す。これにより、二次電池の最大充電電流以上のコンバータ出力電流が流れないように、燃料電池の出力電力を制御することができる。これにより、二次電池への充電電流を制限することによって、電流リミット回路を設けることなく、二次電池への過電流充電を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明によれば、二次電池の最大充電電流以上のコンバータ出力電流が流れないように、燃料電池の出力電力を制御し、二次電池への充電電流を制限することによって、電流リミット回路を設けることなく、二次電池への過電流充電を防止することができ、産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電源装置における発明を実施するための最良の形態のブロック図である。
【図２】燃料電池最大電力サーチ機能におけるフローチャートである。
【図３】従来の最適動作点追尾回路を備えた電源装置の回路図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  燃料電池
２  コンバータ
３  二次電池
１２  燃料電池出力電力計測回路
１３  燃料電池出力電力最大電力点判定・記憶回路
１４  コンバータ出力電力算出回路
１５  動作点変動指令回路
２１  二次電池電圧計測回路
２２  二次電池充電電流算出回路
【図１】
2008135303.tif 000003
【図２】
2008135303.tif 000004
【図３】
2008135303.tif 000005