JP7477031B1 - Power supply system, control device, and control method - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電装置の電力を用いて燃料電池を起動させるために必要な蓄電装置の容量を低減させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る給電システム30は、燃料電池モジュール110と、燃料電池モジュール110と電気的に接続される蓄電装置200と、電気で作動する、燃料電池の複数の補機120と、燃料電池モジュール110の起動に関する制御を行う制御装置500と、を備え、制御装置500は、蓄電装置200の電力を用いて複数の補機120のうちの一部の補機120のみを作動させることによって、燃料電池モジュール110を起動させる。
【選択図】図5
A technique is provided that makes it possible to reduce the capacity of a power storage device required to start up a fuel cell using the power of the power storage device.
[Solution] A power supply system 30 according to one embodiment comprises a fuel cell module 110, a power storage device 200 electrically connected to the fuel cell module 110, a number of fuel cell accessories 120 that operate electrically, and a control device 500 that controls the startup of the fuel cell module 110, and the control device 500 starts up the fuel cell module 110 by operating only some of the multiple accessories 120 using power from the power storage device 200.
[Selected figure] Figure 5
Description
本開示は、給電システム等に関する。 This disclosure relates to power supply systems, etc.
例えば、燃料電池及び蓄電装置(例えば、蓄電池やキャパシタ)を含む給電システムについて、蓄電装置の電力を用いて燃料電池を起動させる場合がある(特許文献1,2参照)。
For example, in a power supply system including a fuel cell and a power storage device (e.g., a storage battery or a capacitor), the fuel cell may be started using the power of the power storage device (see
ところで、蓄電装置の電力を用いて燃料電池を起動させるためには、燃料電池の起動の開始から完了までの間での燃料電池の補機類の作動を賄うことが可能な蓄電装置の容量が必要になる。そのため、例えば、補機類の仕様や給電システムに含まれる燃料電池の数等によっては、必要な容量が比較的大きくなり、その結果、コスト上昇を招来する可能性がある。 However, in order to start up a fuel cell using the power of a power storage device, the capacity of the power storage device must be large enough to cover the operation of the fuel cell's auxiliary equipment from the start to completion of fuel cell startup. Therefore, depending on, for example, the specifications of the auxiliary equipment and the number of fuel cells included in the power supply system, the required capacity may be relatively large, which may result in increased costs.
そこで、上記課題に鑑み、蓄電装置の電力を用いて燃料電池を起動させるために必要な蓄電装置の容量を低減させることが可能な技術を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the objective is to provide a technology that can reduce the capacity of the power storage device required to start a fuel cell using the power of the power storage device.
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
燃料電池と、
前記燃料電池と電気的に接続される蓄電装置と、
電気で作動する、前記燃料電池の複数の補機と、
前記燃料電池の起動に関する制御を行う制御装置と、
前記第1の蓄電装置とは別に設けられ、前記制御装置に電力を供給する第2の蓄電装置と、を備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の電力を用いて前記複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、前記燃料電池を起動させる、
給電システムが提供される。
In order to achieve the above object, in one embodiment of the present disclosure,
A fuel cell;
an electricity storage device electrically connected to the fuel cell;
a plurality of electrically powered auxiliary components of the fuel cell;
A control device that controls the start-up of the fuel cell;
a second power storage device provided separately from the first power storage device and supplying power to the control device;
the control device starts up the fuel cell by operating only a portion of the plurality of auxiliary machines using the power of the power storage device;
A power supply system is provided.
また、本開示の他の実施形態では、
燃料電池と、前記燃料電池と電気的に接続される蓄電装置と、電気で作動する、前記燃料電池の複数の補機と、前記第1の蓄電装置とは別に設けられる第2の蓄電装置と、を含む給電システムについて、前記燃料電池の起動に関する制御を行う制御装置であって、
前記第2の蓄電装置から電力が供給され、
前記蓄電装置の電力を用いて前記複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、前記燃料電池を起動させる、
制御装置が提供される。
In another embodiment of the present disclosure,
A control device for controlling start-up of a fuel cell in a power supply system including a fuel cell, a power storage device electrically connected to the fuel cell, a plurality of electrically operated auxiliary devices of the fuel cell, and a second power storage device provided separately from the first power storage device, the control device comprising:
Electric power is supplied from the second power storage device,
starting up the fuel cell by operating only some of the plurality of auxiliary machines using the power of the power storage device;
A controller is provided.
また、本開示の更に他の実施形態では、
燃料電池と、前記燃料電池と電気的に接続される蓄電装置と、電気で作動する、前記燃料電池の複数の補機と、前記第1の蓄電装置とは別に設けられる第2の蓄電装置と、を含む給電システムについて、前記第2の蓄電装置から電力が供給される制御装置が、前記燃料電池の起動に関する制御を行う制御方法であって、
前記制御装置が、前記蓄電装置の電力を用いて前記複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、前記燃料電池を起動させる、
制御方法が提供される。
In still another embodiment of the present disclosure,
A control method for a power supply system including a fuel cell, a power storage device electrically connected to the fuel cell, a plurality of electrically operated auxiliary devices of the fuel cell, and a second power storage device provided separately from the first power storage device, the method comprising: a control device to which power is supplied from the second power storage device controls start-up of the fuel cell, the control method comprising the steps of:
the control device starts up the fuel cell by operating only a portion of the plurality of auxiliary machines using the power of the power storage device;
A control method is provided.
上述の実施形態によれば、蓄電装置の電力を用いて燃料電池を起動させるために必要な蓄電装置の容量を低減させることができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to reduce the capacity of the power storage device required to start the fuel cell using the power of the power storage device.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.
[電力システムの第1例~第3例の構成]
図1~図3を参照して、本実施形態に係る電力システム1の第1例~第3例の構成について説明する。
[Configurations of First to Third Examples of Power System]
The configurations of first to third examples of a
図1は、電力システム1の第1例の構成を示す図である。図2は、電力システム1の第2例の構成を示す図である。図3は、電力システム1の第3例の構成を示す図である。
Figure 1 is a diagram showing a configuration of a first example of the
尚、図2では、複数の燃料電池システム100の構成は全て同じであるため、複数の燃料電池システム100のうちの一の燃料電池システム100のみに燃料電池モジュール110及び補機120が描画されている。また、図3では、複数の給電システム30のそれぞれの構成は、図1或いは図2と同じであるため、それぞれの構成要素の図示を省略している。
In FIG. 2, the configurations of the multiple
図1~図3に示すように、電力システム1は、交流電力系統10と、負荷装置20と、給電システム30とを含む。
As shown in Figures 1 to 3, the
電力システム1は、配電系統40を通じて、給電システム30を交流電力系統10に接続し、給電システム30から出力される電力を交流電力系統10に接続する需要側に供給することができる。また、電力システム1は、配電系統40を通じて、交流電力系統10から負荷装置20や給電システム30に配電を行うことができる。また、電力システム1は、配電系統40を通じて、給電システム30から負荷装置20に電力供給を行うことができる。
The
交流電力系統10は、給電システム30や他の発電施設等から出力される電力を交流によって需要側に送電する。交流電力系統10は、3相3線方式によって、3相交流を送電する。
The
負荷装置20は、配電系統40を通じて、交流電力系統10及び給電システム30と電気的に接続され、交流電力系統10及び給電システム30の少なくとも一方から供給される電力で稼働する。負荷装置20は、例えば、給電システム30と同じ工場に設置される生産設備等である。
The
給電システム30は、配電系統40を通じて交流電力系統10に接続し、交流電力系統10に電力を供給することができる。また、給電システム30は、配電系統40を通じて交流電力系統10から電力供給を受けることもできる。また、給電システム30は、配電系統40を通じて、負荷装置20と電気的に接続され、負荷装置20に電力を供給することができる。
The
図1、図2に示すように、給電システム30は、1つの配電系統40に対して1つ設けられる。また、図3に示すように、1つの配電系統40に対して複数の給電システム30が並列に接続されてもよい。
As shown in Figures 1 and 2, one
図1、図2に示すように、給電システム30は、燃料電池システム100と、蓄電装置200と、電力変換装置300と、変圧器400と、制御装置500とを含む。
As shown in Figures 1 and 2, the
燃料電池システム100は、電力変換装置300及び変圧器400を通じて、交流電力系統10に電力を供給する。燃料電池システム100は、直流リンク部250を介して蓄電装置200及び電力変換装置300と電気的に接続される。
The
例えば、図1に示すように、燃料電池システム100は、1つ設けられる。また、図2に示すように、燃料電池システム100は、複数設けられてもよい。この場合、複数の燃料電池システム100は、直流リンク部250に対して並列に接続される。
For example, as shown in FIG. 1, one
燃料電池システム100は、燃料供給を受けて発電を行う燃料電池モジュール110と、燃料電池モジュール110を稼働させるための補機120とを含む。補機120は、配電系統40から供給される交流により稼働する。
The
蓄電装置200は、電力変換装置300及び変圧器400を通じて、給電システム30の外部に電力を放電可能であり、且つ、直流リンク部250を通じて、交流電力系統10から配電される電力や燃料電池システム100の電力を充電(蓄電)可能である。蓄電装置200は、例えば、リチウムイオンキャパシタ(LIC:Lithium Ion Capacitors)等のキャパシタである。また、蓄電装置200は、例えば、電解質が液体のリチウムイオン電池や電解質が固定の全固体電池等の蓄電池(二次電池)であってもよい。蓄電装置200は、直流リンク部250を介して燃料電池システム100及び電力変換装置300と電気的に接続される。
The
尚、蓄電装置200は、図1、図2に示すように、1つであってもよいし、複数であってもよい。後者の場合、複数の蓄電装置200は、直流リンク部250に対して、直列に接続されてもよいし、並列に接続されてもよいし、2以上の蓄電装置200の直接接続体が直流リンク部250に対して並列に接続される形態であってもよい。
The
電力変換装置300は、直流リンク部250の直流を所定の電圧及び周波数の交流に変換し変圧器400に向けて出力する。例えば、電力変換装置300は、直流を所定の電圧及び周波数の3相交流に変換するインバータ回路を含むパワーコンディショナ(PCS:Power Conditioning System)である。
The
変圧器400は、電力変換装置300から出力される交流を変圧(具体的には、昇圧)し、配電系統40を通じて交流電力系統10や負荷装置20に出力する。
The
例えば、図1に示すように、給電システム30に燃料電池システム100が1つだけ含まれる場合に、電力変換装置300及び変圧器400の組み合わせは、1つ設けられる。また、給電システム30に燃料電池システム100が1つだけ含まれる場合に、電力変換装置300及び変圧器400の組み合わせが並列に複数設けられてもよい。また、給電システム30に複数の燃料電池システム100が含まれる場合に、電力変換装置300及び変圧器400の組み合わせは、1つ設けられてもよいし、図2に示すように、並列に複数設けられてもよい。図2に示すように、電力変換装置300及び変圧器400の組み合わせが複数設けられる場合、電力変換装置300及び変圧器400は、配電系統40及び直流リンク部250に対して並列に接続される。
For example, as shown in FIG. 1, when the
制御装置500は、給電システム30の動作に関する制御を行う。
The
例えば、制御装置500は、交流電力系統10に接続する需要側の要求する電力(以下、単に、「需要側の要求」)に応じて、燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、需要側の要求に対応する電力を電力変換装置300から出力させる。具体的には、制御装置500は、直流リンク部250の直流から需要側の要求に対応する交流の電力を出力するように電力変換装置300の負荷を制御すると共に、需要側の要求に対応する電力を出力するように燃料電池システム100を制御してよい。これにより、制御装置500は、電力変換装置300を通じて、燃料電池システム100から需要側の要求に対応する電力を交流電力系統10側に出力させることができる。
For example, the
また、制御装置500は、停止状態の燃料電池システム100を起動させるための処理(起動処理)や稼働状態の燃料電池システム100を停止させるための処理(停止処理)を行ってもよい。燃料電池システム100の起動とは、燃料電池システム100の停止状態において、燃料電池システム100の補機120を起動させ、補機120を稼働させながら、燃料電池モジュール110を起動させることを意味する。燃料電池システム100の停止とは、補機120を停止させることにより、燃料電池モジュール110の稼働を停止させることを意味する。
The
制御装置500の機能は、任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。例えば、制御装置500は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ装置、補助記憶装置、及びインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成される。この場合、制御装置500は、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしCPUで実行することにより各種機能を実現することができる。制御装置500は、例えば、PLC(Programmable Logic Controller)である。
The functions of the
[燃料電池システムの構成]
次に、図4を参照して、本実施形態に係る燃料電池システム100の構成について説明する。
[Configuration of fuel cell system]
Next, the configuration of the
図4は、燃料電池システム100の一例の構成を示す図である。
Figure 4 shows an example of the configuration of a
図4に示すように、燃料電池システム100は、燃料電池モジュール110と、燃料供給部130と、給気部140と、排出部150と、冷却部160とを含む。
As shown in FIG. 4, the
燃料電池モジュール110は、燃料電池セル112と、冷却部114と、コンバータ装置116とを含む。
The
燃料電池セル112は、燃料供給部130から供給される燃料としての水素と、給気部140から取り込まれる空気中の酸素とを化学反応させることにより電気を発生させる。燃料電池セル112は、例えば、固体高分子形燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)である。例えば、固体高分子形燃料電池としての燃料電池セル112は、多数の単セルを積層したスタック構造を有する。
The
燃料電池セル112における単セルは、高分子電解質膜と、高分子電解質膜の両側面に設けられた一対の電極とを含む膜-電極アッセンブリ(MEA:Membrane Electrode Assembly)を有する。高分子電解質膜は、水素イオンを選択的に輸送する。また、それぞれの電極は、多孔質材料により形成される。一対の電極のそれぞれは、例えば、白金系の金属触媒(電極触媒)を担持するカーボン粉末を主成分とする触媒層と、通気性及び電子導電性を併せ持つガス拡散層とを有する。更に、単セルは、膜-電極アッセンブリ(MEA)を両側から挟み込む一対のセパレータを有する。
The single cell in the
また、燃料電池セル112は、例えば、リン酸形燃料電池(PAFC:Phosphoric Acid Fuel Cell)や固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)であってもよい。また、燃料電池セル112は、例えば、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC:Molten Carbonate Fuel Cell)であってもよい。
水素と空気中の酸素とを化学反応させた後の水及び排気ガスは、燃料電池セル112から排出部150に排出される。
The water and exhaust gas remaining after the hydrogen has chemically reacted with oxygen in the air are discharged from the
冷却部114は、燃料電池セル112を冷却する。具体的には、冷却部114の内部には、冷却液が通流する。そして、冷却部114は、燃料電池セル112と冷却液との間での熱交換を行うことにより、燃料電池セル112を冷却することができる。
The
コンバータ装置116は、燃料電池セル112から出力される電圧を昇圧し、燃料電池モジュール110の外部に出力する。コンバータ装置116の出力端子は、直流リンク部250に接続される。
The
燃料供給部130は、燃料電池セル112に燃料としての水素を供給する。燃料供給部130は、水素供給源131と、開閉弁132と、ポンプ133と、気液分離器134とを含む。
The
水素供給源131は、高圧水素を貯蔵し、供給経路L1を通じて、燃料電池モジュール110の燃料電池セル112に高圧水素ガスを供給する。水素供給源131は、例えば、水素カードルである。
The
開閉弁132は、供給経路L1を開閉する弁である。開閉弁132が閉弁状態の場合、供給経路L1が遮断され、水素供給源131から燃料電池セル112への水素の供給が停止された状態を表し、開閉弁132が開弁状態の場合、水素供給源131から燃料電池セル112に水素が圧送されている状態を表す。開閉弁132は、制御装置500の制御下で、配電系統40から供給される電力を用いて稼働する。開閉弁132は、補機120の1つである。
The on-off
ポンプ133は、燃料電池セル112から排出される余剰の水素ガスを供給経路L1に戻す循環経路L2に設けられる。循環経路L2は、供給経路L1における開閉弁132の下流側に合流する。ポンプ133は、循環経路L2の水素ガスを供給経路L1に圧送する。ポンプ133は、制御装置500の制御下で、配電系統40から供給される電力を用いて稼働する。ポンプ133は、補機120の1つである。
The
気液分離器134は、循環経路L2に設けられる。気液分離器134は、燃料電池セル112から排出される水素ガスを含む混相流体から液体成分(水)を分離し、水素ガスを循環経路L2の下流側に流出させる。
The gas-
給気部140は、外部から空気を取り入れ、給気経路L3を通じて、燃料電池セル112に空気を供給する。給気部140は、エアクリーナ142と、コンプレッサ144と、開閉弁146とを含む。
The
エアクリーナ142は、給気経路L3の一端から取り込まれる空気に含まれる塵や不純物等を除去する。
The
コンプレッサ144は、給気経路L3におけるエアクリーナ142の下流側に設けられる。コンプレッサ144は、エアクリーナ142を通過後の空気を圧縮し、圧縮後の空気を下流側の給気経路L3を通じて燃料電池セル112に送り込む。コンプレッサ144は、制御装置500の制御下で、配電系統40から供給される電力を用いて稼働する。コンプレッサ144は、補機120の1つである。
The
開閉弁146は、給気経路L3を開閉する弁である。開閉弁146は、給気経路L3におけるコンプレッサ144と燃料電池セル112との間に設けられる。開閉弁146が閉弁状態の場合、給気経路L3が遮断され、燃料電池セル112への空気の供給が停止された状態を表し、開閉弁146が開弁状態である場合、給気経路L3を通じて、燃料電池セル112に空気を供給可能な状態を表す。開閉弁146は、制御装置500の制御下で、配電系統40から供給される電力を用いて稼働する。開閉弁146は、補機120の1つである。
The on-off
排出部150は、燃料電池セル112における水素と空気に含まれる酸素との化学反応により生成される水及び残りの空気(排気ガス)を、排出経路L4を通じて外部に排出する。排出部150は、開閉弁152と、混合器154と、気液分離器156とを含む。
The
開閉弁152は、排出経路L4を開閉する弁である。開閉弁152は、排出経路L4の最上流部に設けられる。開閉弁152が閉弁状態である場合、燃料電池セル112からの水及び排気ガスの排出が停止された状態を表し、開閉弁152が開弁状態である場合、排出経路L4を通じて、燃料電池セル112から水及び排気ガスを外部に排出可能な状態を表す。開閉弁152は、制御装置500の制御下で、配電系統40から供給される電力を用いて稼働する。開閉弁152は、補機120の1つである。
The on-off
混合器154は、気液分離器134により分離された水を排出経路L4に合流させる。
The
尚、気液分離器134により分離された水は、排出経路L4とは別の排出経路によって外部に排出されてもよい。
The water separated by the gas-
気液分離器156は、排出経路L4における混合器154の下流側に設けられる。気液分離器156は、排出経路L4の気液2相の混相流体を液体(水)と気体(排気ガス)とに分離して外部に排出する。
The gas-
冷却部160は、燃料電池セル112の冷却のための冷却液を冷却部114に供給する。冷却部160は、冷却器161と、ファン162と、ポンプ163と、熱交換器164と、ポンプ165と、イオン交換器166とを含む。
The
冷却器161は、冷却回路CC1の冷却液を冷却する。これにより、熱交換器164は、冷却回路CC1の冷却液と、冷却回路CC2の冷却液との間で熱交換を行い、冷却回路CC2の冷却液を冷却することができる。冷却器161は、例えば、冷却塔(クーリングタワー)である。また、冷却器161は、ラジエータであってもよい。ラジエータは、例えば、フィンチューブ型或いはフィンアンドチューブ型のラジエータである。
The cooler 161 cools the coolant in the cooling circuit CC1. As a result, the
ファン162は、冷却器161を通過する空気流を発生させる。これにより、冷却器161を通過する冷却回路CC1の冷却液の冷却を促進させることができる。ファン162は、制御装置500の制御下で、配電系統40から供給される電力を用いて稼働する。ファン162は、補機120の1つである。
The
ポンプ163は、冷却回路CC1に設けられ、冷却回路CC1の冷却液を循環させる。ポンプ163は、制御装置500の制御下で、配電系統40から供給される電力を用いて稼働する。ポンプ163は、補機120の1つである。
The
熱交換器164は、冷却器161を含む冷却回路CC1の冷却液と、冷却部114を含む冷却回路CC2の冷却液との間で熱交換を行い、冷却回路CC2の冷却液を冷却する。これにより、冷却回路CC2は、熱交換器164により冷却された冷却液を冷却部114に供給し、燃料電池セル112を冷却することができる。
The
ポンプ165は、冷却回路CC2に設けられ、冷却回路CC2の冷却液を循環させる。ポンプ165は、制御装置500の制御下で、配電系統40から供給される電力を用いて稼働する。ポンプ165は、補機120の1つである。
The
イオン交換器166は、冷却回路CC2に設けられ、冷却回路CC2の冷却液のイオン不純物を除去する。これにより、冷却液の絶縁性を確保することができる。
The
以下、冷却部160に含まれる補機120を「冷却用の補機120」と称する場合がある。
Hereinafter, the
[燃料電池システムの通常起動に関する制御方法]
次に、引き続き、図1~図4を参照して、燃料電池システム100(第1例~第3例)の通常起動に関する制御方法について説明する。
[Control method for normal startup of fuel cell system]
Next, still with reference to FIGS. 1 to 4, a control method for normal startup of the fuel cell system 100 (first to third examples) will be described.
燃料電池システム100の通常起動とは、交流電力系統10から配電系統40を通じた燃料電池システム100への電力供給が可能な状態での燃料電池システム100の起動を意味する。
Normal startup of the
制御装置500は、燃料電池システム100の停止状態において、燃料電池システム100の通常起動を実施するための条件(通常起動条件)が成立すると、交流電力系統10からの電力供給により補機120を稼働させて燃料電池システム100を起動させる。
When the conditions for performing normal startup of the fuel cell system 100 (normal startup conditions) are met while the
通常起動条件は、例えば、燃料電池システム100が停止している状態であり、且つ、交流電力系統10が正常に電力供給可能な状態であり、且つ、燃料電池システム100の起動指令が入力されることである。
Normal startup conditions are, for example, when the
燃料電池システム100の起動指令は、例えば、制御装置500に接続される操作部に対するユーザの操作入力に応じて制御装置500に入力される。また、燃料電池システム100の起動指令は、制御装置500の上位装置やユーザが所持するユーザ端末等の外部装置に対するユーザの操作入力に応じて、外部装置から通信により制御装置500に入力されてもよい。制御装置500の上位装置は、例えば、給電システム30が設置される施設に設置される管理用の端末装置やエッジサーバである。また、制御装置500の上位装置は、例えば、給電システム30が設置される施設とは別の場所にある管理センタに設置される管理用のオンプレミスサーバやクラウドサーバであってもよい。また、燃料電池システム100の起動指令は、所定のルールに従い、自動的に生成されてもよい。例えば、予め設定される時刻において、制御装置500の内部で生成されることにより制御装置500に疑似的に入力される。また、予め設定される時刻において、外部装置で生成され、外部装置から通信により制御装置500に入力されてもよい。
The start command for the
制御装置500は、配電系統40を通じて交流電力系統10から供給される電力を用いて、燃料電池システム100の全ての補機120を起動させることにより、燃料電池システム100の通常起動を実施させる。
The
[燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第1例]
次に、図1~図4に加えて、図5を参照して、燃料電池システム100(第1例~第3例)の自立起動に関する制御方法の第1例を説明する。
[First Example of Control Method for Self-Startup of Fuel Cell System]
Next, a first example of a control method for the independent startup of the fuel cell system 100 (first to third examples) will be described with reference to FIG. 5 in addition to FIGS. 1 to 4.
燃料電池システム100の自立起動とは、交流電力系統10から配電系統40を通じた燃料電池システム100への電力供給が不可能な状態、即ち、交流電力系統10の停電状態での外部給電なしの燃料電池システム100の起動を意味する。
Independent startup of the
尚、交流電力系統10が停電状態の場合、制御装置500は、蓄電装置200から電力変換装置300及び変圧器400を通じて放電される電力により稼働する。
When the
<制御方法の概要>
本例では、制御装置500は、燃料電池システム100の停止状態において、燃料電池システム100の自立起動を実施するための条件(自立起動条件)が成立すると、蓄電装置200からの電力供給により補機120を稼働させて燃料電池システム100を起動させる。具体的には、制御装置500は、燃料電池システム100の補機120に起動指令を出力すると共に、電力変換装置300を制御し、蓄電装置200から電力変換装置300を介して補機120を稼働させるための電力を配電系統40に放電させる。
<Overview of control method>
In this example, when the conditions for implementing independent startup of the fuel cell system 100 (independent startup conditions) are met while the
自立起動条件は、例えば、燃料電池システム100が停止している状態であり、且つ、交流電力系統10が停電状態であり、且つ、燃料電池システム100の起動指令が入力されることである。例えば、制御装置500は、配電系統40に設置される計測器の計測結果や交流電力系統10を管理する管理装置等から通信により入力される信号等により、交流電力系統10の停電の有無を把握することができる。
The independent startup conditions are, for example, that the
制御装置500は、燃料電池システム100の自立起動の際、燃料電池システム100の全ての補機120のうちの一部の補機120のみを起動させ、その一部の補機120の稼働によって、燃料電池モジュール110を起動させる。そして、制御装置500は、燃料電池システム100の起動、即ち、燃料電池モジュール110の起動が完了すると、燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、稼働中の燃料電池モジュール110の電力を、配電系統40を通じて補機120に供給し残りの補機120を起動させる。これにより、燃料電池システム100の自立起動のために蓄電装置200が出力すべき電力量を低減することができる。そのため、燃料電池システム100の自立起動の際に、全ての補機120を稼働させる場合に比して、蓄電装置200の容量を低減することができ、その結果、蓄電装置200のコストを抑制することができる。
When the
以下、燃料電池システム100の全ての補機120のうち、燃料電池システム100の自立起動の際の起動対象の一部の補機120を便宜的に「最小限の補機120」と称する場合がある。
Hereinafter, for convenience, among all the
最小限の補機120には、例えば、燃料電池モジュール110の稼働のために必須の補機120が含まれる。燃料電池モジュール110の稼働のために必須の補機120は、例えば、開閉弁132、ポンプ133、コンプレッサ144、開閉弁146、開閉弁152等である。また、最小限の補機120には、冷却用の補機120の一部又は全部が含まれない。燃料電池システム100の停止状態において、燃料電池モジュール110の温度は、比較的低い状態に低下していることが想定されるからである。更に、燃料電池セル112としてPEFCが採用される場合、燃料電池モジュール110の起動に要する時間が非常に短いため、燃料電池モジュール110の起動の時間内で燃料電池セル112の温度が問題になる可能性は低いからである。最小限の補機120に冷却用の補機120のうちの一部が含まれない場合、最小限の補機120に含まれる残りの一部の冷却用の補機120は、例えば、ポンプ165が含まれる。これにより、冷却回路CC2の冷却液が循環することから、冷却回路CC1の冷却液が循環し且つファン162が稼働している場合に比べると性能は落ちるものの、冷却部114を通じて燃料電池セル112をある程度冷却することができる。
The minimum
尚、図2に示すように、給電システム30に複数の燃料電池システム100が含まれ、且つ、2台以上の燃料電池システム100が自立起動の対象である場合、それぞれの燃料電池システム100の自立起動に際して、最小限の補機120のみが起動される。以下、後述の第1例~第4例についても同様である。
As shown in FIG. 2, when the
<制御フロー>
図5は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第1例を概略的に示すフローチャートである。
<Control flow>
FIG. 5 is a flow chart that illustrates a first example of a control method for the independent startup of the
本フローチャートは、例えば、燃料電池システム100の自立起動条件が成立している場合に実行される。以下、後述の図7、図9、図10、図12、図15のフローチャートについても同様であってよい。
This flowchart is executed, for example, when the conditions for independent startup of the
ステップS102にて、制御装置500は、電力変換装置300を制御し、蓄電装置200から配電系統40に放電させることにより、その電力を用いて最小限の補機120を起動させ、燃料電池システム100の自立起動を開始させる。
In step S102, the
ステップS102の処理が完了すると、制御装置500は、ステップS104に進む。
When processing of step S102 is completed, the
ステップS104にて、制御装置500は、燃料電池システム100の起動、即ち、燃料電池モジュール110の起動が完了したか否かを判定する。制御装置500は、燃料電池システム100の起動が完了している場合、ステップS106に進み、完了していない場合、完了するまで本ステップの処理を繰り返す。
In step S104, the
ステップS106にて、制御装置500は、燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、燃料電池モジュール110から配電系統40を通じて補機120に電力を供給することにより、残りの補機120を起動させる。これにより、制御装置500は、燃料電池システム100の起動後、燃料電池システム100を最小限の補機120のみが稼働する状態から全ての補機120が稼働する状態に移行させることができる。
In step S106, the
ステップS106の処理が完了すると、制御装置500は、今回のフローチャートの処理を終了する。
When processing of step S106 is completed, the
[燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第2例]
次に、図1~図4に加えて、図6、図7を参照して、燃料電池システム100(第1例~第3例)の自立起動に関する制御方法の第2例を説明する。
[Second Example of Control Method for Self-Startup of Fuel Cell System]
Next, a second example of a control method for the independent startup of the fuel cell system 100 (first to third examples) will be described with reference to FIGS. 6 and 7 in addition to FIGS. 1 to 4.
以下、上述の制御方法の第1例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の制御方法の第1例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。 The following description will focus on the differences from the first example of the control method described above, and may omit descriptions of content that is the same as or corresponds to the first example of the control method described above.
<制御方法の概要>
図6は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第2例を説明するタイムチャートである。具体的には、図6は、燃料電池システム100の自立起動時における燃料電池セル112の温度(セル温度)Tの時間変化を表すタイムチャートである。
<Overview of control method>
Fig. 6 is a time chart illustrating a second example of a control method for the independent startup of the
図6に示すように、本例では、時刻t11にて、制御装置500は、自立起動条件の成立を以て、燃料電池システム100の自立起動を開始させている。この際、制御装置500は、上述の第1例と同様、全ての補機120のうちの最小限の補機120のみを起動させ、最小限の補機120に含まれない冷却用の補機120の一部又は全部を起動させない。
As shown in FIG. 6, in this example, at time t11, the
時刻t11の以後で、セル温度Tは、時間経過に応じて上昇し、時刻t12にて、所定の閾値Tth1に対して相対的に高い状態に移行している。 After time t11, the cell temperature T increases over time, and at time t12, it transitions to a state that is relatively high relative to the predetermined threshold Tth1.
ここで、本例では、制御装置500は、非稼働状態の残りの冷却用の補機120を追加で起動させる。例えば、制御装置500は、燃料電池システム100との通信によって、燃料電池セル112に内蔵される温度センサの検出信号を取得することで、セル温度Tを把握することができる。これにより、時刻t12の以後で、セル温度Tが上昇から緩やかに低下する状態に移行している。そのため、制御装置500は、セル温度Tの上昇による燃料電池モジュール110の過熱状態が生じるような事態を抑制することができる。
Here, in this example, the
その後、時刻t13にて、燃料電池モジュール110の起動が完了している。そして、制御装置500は、燃料電池システム100の起動完了に応じて、非稼働状態の冷却用の補機120を含む、残りの補機120を起動させて、全ての補機120が稼働する状態に移行させている。
After that, at time t13, the startup of the
このように、本例では、制御装置500は、燃料電池システム100の自立起動の開始から完了までの間で、セル温度Tが閾値Tth1に対して相対的に高くなると、全ての冷却用の補機120を稼働する状態に移行することができる。そのため、制御装置500は、燃料電池システム100の自立起動時における使用される電力量を抑制しつつ、燃料電池モジュール110の過熱状態が生じるような事態を抑制することができる。
In this way, in this example, when the cell temperature T becomes relatively high with respect to the threshold value Tth1 between the start and completion of the independent startup of the
<制御フロー>
図7は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第2例を概略的に示すフローチャートである。
<Control flow>
FIG. 7 is a flow chart that illustrates a second example of a control method for the independent startup of the
図7に示すように、ステップS202は、図5のステップS102と同じであるため説明を省略する。 As shown in FIG. 7, step S202 is the same as step S102 in FIG. 5, so its explanation is omitted.
ステップS202の処理が完了すると、ステップS204に進む。 When processing in step S202 is completed, proceed to step S204.
ステップS204にて、制御装置500は、燃料電池モジュール110の燃料電池セル112のうちの少なくとも1つのセル温度Tが閾値Tth1以上であるか否かを判定する。制御装置500は、燃料電池モジュール110の燃料電池セル112のうちの少なくとも1つのセル温度Tが閾値Tth1以上である場合、ステップS208に進み、それ以外の場合、ステップS206に進む。
In step S204, the
ステップS206にて、制御装置500は、図5のステップS104と同じ判定を行う。制御装置500は、燃料電池システム100の起動が完了した場合、ステップS208に進み、完了していない場合、ステップS204に戻る。
In step S206, the
ステップS208は、図5のステップS106の処理と同じである。 Step S208 is the same as the processing in step S106 in FIG. 5.
これにより、制御装置500は、燃料電池システム100の起動が完了した場合に加えて、セル温度Tが閾値Tth1以上になった場合に、冷却用の補機120を含む、全ての補機120が稼働する状態に燃料電池システム100を移行させることができる。そのため、制御装置500は、セル温度Tが更に上昇し、燃料電池セル112の過熱状態が生じるような事態を抑制することができる。
As a result, the
ステップS208の処理が完了すると、制御装置500は、今回のフローチャートの処理を終了する。
When processing of step S208 is completed, the
[燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第3例]
次に、図1~図4に加えて、図8~図10を参照して、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第3例を説明する。
[Third Example of Control Method for Self-Startup of Fuel Cell System]
Next, a third example of a control method for independent startup of the
以下、上述の制御方法の第1例、第2例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の制御方法の第1例、第2例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。 The following description will focus on the differences from the first and second control methods described above, and may omit descriptions of content that is the same as or corresponds to the first and second control methods described above.
<制御方法の概要>
図8は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第3例を説明するタイムチャートである。具体的には、図8は、燃料電池システム100の自立起動時における燃料電池セル112の温度(セル温度)Tの時間変化を表すタイムチャートである。
<Overview of control method>
Fig. 8 is a time chart illustrating a third example of a control method for the independent startup of the
図8に示すように、本例では、時刻t21にて、制御装置500は、自立起動条件の成立を以て、燃料電池システム100の起動を開始させている。この際、上述の第1例、第2例と同様、全ての補機120のうちの最小限の補機120のみを起動させる。本例では、最小限の補機120には、冷却用の補機120の全部が含まれず、制御装置500は、燃料電池システム100の自立起動の開始時に、冷却用の補機120を全く起動させない。
As shown in FIG. 8, in this example, at time t21, the
時刻t21以降で、セル温度Tは、時間経過に応じて上昇し、時刻t22にて、所定の閾値Tth11に対して相対的に高い状態に移行している。閾値Tth11は、上述の第1例の閾値Tth1と同じであってもよいし、異なっていてもよい。 After time t21, the cell temperature T increases over time, and at time t22, it transitions to a state that is relatively high relative to the predetermined threshold value Tth11. The threshold value Tth11 may be the same as the threshold value Tth1 in the first example described above, or it may be different.
ここで、本例では、制御装置500は、非稼働状態の全ての冷却用の補機120のうちの一部の冷却様の補機120を起動させる。この際の起動対象の一部の冷却用の補機120は、例えば、ポンプ165を含む。これにより、時刻t22の以後で、セル温度Tが上昇から緩やかに低下する状態に移行している。そのため、制御装置500は、セル温度Tの上昇による燃料電池モジュール110の過熱状態が生じるような事態を抑制することができる。
Here, in this example, the
その後、時刻t23にて、燃料電池システム100の起動が完了している。そして、制御装置500は、燃料電池システム100の起動完了に応じて、非稼働状態の冷却用の補機120を含む、残りの補機120を起動させて、全ての補機120が稼働する状態に燃料電池システム100を移行させている。
After that, at time t23, the start-up of the
尚、時刻t22以降で、仮に、セル温度Tの上昇が継続し、燃料電池システム100の起動完了の前に、所定の閾値Tth12(>Tth11)に対して相対的に高い状態に到達した場合、制御装置500は、残りの冷却用の補機120を起動させてもよい。つまり、制御装置500は、全ての冷却用の補機120を稼働させる状態に移行してもよい。これにより、一部の冷却用の補機120の稼働による冷却性能では、セル温度Tの上昇を抑えられない場合でも、セル温度Tの上昇を抑制することができる。
In addition, if the cell temperature T continues to rise after time t22 and reaches a state relatively higher than a predetermined threshold value Tth12 (>Tth11) before the start-up of the
このように、本例では、制御装置500は、燃料電池システム100の起動時に冷却用の補機120を全く起動させない。この前提下で、制御装置500は、燃料電池システム100の自立起動の開始から完了までの間で、セル温度Tが閾値Tth11に対して相対的に高くなると、一部の冷却用の補機120を稼働する状態に移行することができる。そのため、制御装置500は、電力量の抑制をより優先させる形で、燃料電池システム100の自立起動時における使用される電力量の抑制と、燃料電池モジュール110の過熱状態が生じるような事態の抑制との両立を図ることができる。
In this way, in this example, the
<制御フロー>
図9は、燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第3例(その1)を概略的に示すフローチャートである。図10は、燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第3例(その2)を概略的に示すフローチャートである。
<Control flow>
9 is a flow chart showing a third example (part 1) of a control method for the independent startup of a fuel cell system. FIG. 10 is a flow chart showing a third example (part 2) of a control method for the independent startup of a fuel cell system.
図9に示すように、ステップS302にて、制御装置500は、電力変換装置300を制御し、蓄電装置200から配電系統40に放電させることにより、その電力を用いて最小限の補機120を起動させ、燃料電池システム100の自立起動を開始させる。本例では、上述の如く、最小限の補機120には、冷却用の補機120が全く含まれず、ステップS302では、冷却用の補機120は、全く起動されない。
As shown in FIG. 9, in step S302, the
ステップS302の処理が完了すると、制御装置500は、ステップS304に進む。
When processing of step S302 is completed, the
ステップS304にて、制御装置500は、燃料電池モジュール110の燃料電池セル112のうちの少なくとも1つのセル温度Tが閾値Tth11以上であるか否かを判定する。制御装置500は、燃料電池モジュール110の燃料電池セル112のうちの少なくとも1つのセル温度Tが閾値Tth11以上である場合、ステップS310に進み、それ以外の場合、ステップS306に進む。
In step S304, the
ステップS306にて、制御装置500は、図5のステップS104の処理と同じ判定を行う。制御装置500は、燃料電池システム100の起動が完了した場合、ステップS308に進み、完了していない場合、ステップS304に戻る。
In step S306, the
ステップS308は、図5のステップS106の処理と同じである。 Step S308 is the same as the processing in step S106 in FIG. 5.
ステップS308の処理が完了すると、制御装置500は、今回のフローチャートの処理を終了する。
When processing of step S308 is completed, the
一方、ステップS310にて、制御装置500は、一部の冷却用の補機120を起動させる。
Meanwhile, in step S310, the
これにより、制御装置500は、セル温度Tが更に上昇し、燃料電池セル112の過熱状態が生じるような事態を抑制することができる。
This allows the
ステップS310の処理が完了すると、制御装置500は、ステップS312に進む。
When processing of step S310 is completed, the
ステップS312にて、制御装置500は、図5のステップS104と同じ判定を行う。制御装置500は、燃料電池システム100の起動が完了した場合、ステップS308に進み、完了していない場合、完了するまで本ステップの処理を繰り返す。
In step S312, the
また、図10に示すように、ステップS311の処理が追加されてもよい。この場合、ステップS310の処理が完了すると、制御装置500は、ステップS311に進む。
Also, as shown in FIG. 10, the process of step S311 may be added. In this case, when the process of step S310 is completed, the
ステップS311にて、制御装置500は、燃料電池モジュール110の燃料電池セル112のうちの少なくとも1つのセル温度Tが閾値Tth12以上であるか否かを判定する。制御装置500は、燃料電池モジュール110の燃料電池セル112のうちの少なくとも1つのセル温度Tが閾値Tth12以上である場合、ステップS308に進み、それ以外の場合、ステップS312に進む。
In step S311, the
図10に示すように、ステップS312にて、制御装置500は、燃料電池システム100の起動が完了した場合、ステップS308に進み、完了していない場合、ステップS311に戻る。
As shown in FIG. 10, in step S312, if the start-up of the
これにより、制御装置500は、一部の冷却用の補機120の稼働によっても、セル温度Tの上昇が抑制できない場合に、全ての冷却用の補機120を稼働させることによって、セル温度Tの上昇の抑制を図ることができる。
As a result, when the rise in cell temperature T cannot be suppressed even by operating some of the cooling
[燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第4例]
次に、図1~図4に加えて、図11、図12を参照して、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第4例を説明する。
[Fourth Example of Control Method for Self-Startup of Fuel Cell System]
Next, a fourth example of a control method for independent startup of the
以下、上述の制御方法の第1例~第3例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の制御方法の第1例~第3例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。 The following description will focus on the differences from the first to third examples of the control method described above, and may omit descriptions of content that is the same as or corresponds to the first to third examples of the control method described above.
<制御方法の概要>
図11は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第4例を説明するタイムチャートである。具体的には、図11は、燃料電池システム100の自立起動時における燃料電池セル112の温度(セル温度)Tの時間変化を表すタイムチャートである。
<Overview of control method>
Fig. 11 is a time chart illustrating a fourth example of a control method for the independent startup of the
図11に示すように、時刻t31にて、燃料電池システム100の起動指令が入力され、自立起動条件が成立している。しかし、制御装置500は、燃料電池セル112のセル温度Tが所定の閾値Tth2に対して相対的に高い状態であることを以て、燃料電池システム100の起動を禁止し、燃料電池システム100の起動を開始させない。閾値Tth2は、セル温度Tの上限値Tlimよりも十分に小さい値として予め規定される。上限値Tlimは、燃料電池セル112のセル温度Tの正常状態と過熱状態との境界に相当する。
As shown in FIG. 11, at time t31, a start-up command for the
その後、燃料電池セル112のセル温度Tが時間経過に応じて徐々に低下し、時刻t32にて、セル温度Tが閾値Tth2に対して相対的に低い状態に到達している。ここで、制御装置500は、燃料電池システム100の起動を開始させている。この際、制御装置500は、上述の第1例、第2例と同様、全ての補機120のうちの最小限の補機120のみを起動させ、最小限の補機120に含まれない冷却用の補機120の一部又は全部を起動させない。
After that, the cell temperature T of the
時刻t32の以降で、セル温度Tは、時間経過に応じて上昇している。但し、燃料電池システム100の起動開始の時点でセル温度Tが閾値Tth2に対して相対的に低い状態まで低下していることから、セル温度Tが上限値Tlim付近まで上昇することはなく、時刻t33にて、燃料電池システム100の起動が完了している。そして、制御装置500は、燃料電池システム100の起動完了に応じて、非稼働状態の冷却用の補機120を含む、残りの補機120を起動させて、全ての補機120が稼働する状態に移行させている。
After time t32, the cell temperature T increases over time. However, since the cell temperature T has dropped to a state relatively low with respect to the threshold value Tth2 at the time when the
このように、制御装置500は、冷却用の補機120の少なくとも一部を稼働させない前提の下、セル温度Tが閾値Tth2に対して相対的に低い状態から燃料電池システム100の起動を開始させることができる。そのため、制御装置500は、燃料電池システム100の起動から完了までの間で、セル温度Tが上限値Tlimまで上昇するような事態を抑制することができる。よって、制御装置500は、燃料電池システム100の自立起動時に使用される電力量を抑制しつつ、燃料電池モジュール110の過熱状態が生じるような事態をより適切に抑制することができる。
In this way, the
<制御フロー>
図12は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第4例を概略的に示すフローチャートである。
<Control flow>
FIG. 12 is a flow chart that illustrates a fourth example of a control method for the independent startup of the
図12に示すように、ステップS402にて、制御装置500は、燃料電池モジュール110の全ての燃料電池セル112のセル温度Tが閾値Tth2以下であるか否かを判定する。制御装置500は、燃料電池モジュール110の全ての燃料電池セル112のセル温度Tが閾値Tth2以下である場合、ステップS404に進み、それ以外の場合、今回のフローチャートを終了する。
As shown in FIG. 12, in step S402, the
これにより、自立起動条件が成立している場合であっても、全ての燃料電池セル112のセル温度Tが閾値Tth2以下まで低下していない限り、制御装置500は、燃料電池システム100の起動を禁止することができる。
As a result, even if the independent startup conditions are met, the
ステップS404,S406,S408は、図5のステップS102,S104,S106と同じであるため、説明を省略する。 Steps S404, S406, and S408 are the same as steps S102, S104, and S106 in FIG. 5, so their explanation is omitted.
[燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第5例]
次に、図1~図4に加えて、図13、図14を参照して、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第5例を説明する。
[Fifth Example of Control Method for Self-Startup of Fuel Cell System]
Next, a fifth example of a control method for independent startup of the
本例に係る制御方法は、上述の第1例~第4例の何れか1つの制御方法を前提として、燃料電池システム100の停止時に実行される。
The control method according to this example is executed when the
以下、上述の制御方法の第1例~第4例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の制御方法の第1例~第4例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。 The following description will focus on the differences from the first to fourth control methods described above, and may omit descriptions of content that is the same as or corresponds to the first to fourth control methods described above.
<制御方法の概要>
図13は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第5例を説明するタイムチャートである。具体的には、図13は、燃料電池システム100の停止時における燃料電池セル112の温度(セル温度)Tの時間変化を表すタイムチャートである。
<Overview of control method>
Fig. 13 is a time chart illustrating a fifth example of a control method for the independent startup of the
図13に示すように、時刻t41にて、制御装置500は、燃料電池システム100の停止条件が成立し、燃料電池システム100の停止処理を開始している。
As shown in FIG. 13, at time t41, the
燃料電池システム100の停止条件は、例えば、燃料電池システム100が稼働している状態で、燃料電池システム100の停止指令が入力されることである。燃料電池システム100の停止指令は、例えば、制御装置500に接続される操作部に対するユーザの操作入力に応じて制御装置500に入力される。また、燃料電池システム100の停止指令は、制御装置500の上位装置やユーザが所持するユーザ端末等の外部装置に対するユーザの操作入力に応じて、外部装置から通信により制御装置500に入力されてもよい。また、燃料電池システム100の停止指令は、所定のルールに従い、自動的に生成されてもよい。例えば、燃料電池システム100の停止指令は、予め設定される時刻において、制御装置500の内部で生成されることにより制御装置500に疑似的に入力される。また、燃料電池システム100の停止指令は、予め設定される時刻において、外部装置で生成され、外部装置から通信により制御装置500に入力されてもよい。
The stop condition of the
時刻t41の以降で、制御装置500は、全ての冷却用の補機120の稼働を継続した状態で、燃料電池システム100の停止に関する処理を進める。これにより、セル温度Tは、時間経過に応じて低下している。そして、時刻t42にて、セル温度Tが所定の閾値Tth3に対して相対的に低い状態に低下している。閾値Tth3は、上述の第4例の閾値Tth2と同様、セル温度Tの上限値Tlimよりも十分に小さい値として予め規定される。閾値Tth3は、閾値Tth2と同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。
After time t41, the
ここで、制御装置500は、セル温度Tが閾値Tth3に対して相対的に低い状態であることを以て、冷却用の補機120の稼働を停止させることにより、燃料電池システム100の停止処理を完了する。これにより、時刻t42にて、燃料電池システム100が停止される。
Here, since the cell temperature T is relatively low compared to the threshold value Tth3, the
このように、本例では、制御装置500は、燃料電池システム100の停止時において、冷却用の補機120の稼働を継続させ、セル温度Tを閾値Tth3に対して相対的に低い状態まで低下させることができる。そのため、次回の燃料電池システム100の起動が自立起動である場合であっても、制御装置500は、燃料電池システム100の起動から完了までの間で、セル温度Tが上限値Tlimまで上昇するような事態を抑制することができる。よって、制御装置500は、燃料電池システム100の起動時に使用される電力量を抑制しつつ、燃料電池モジュール110の過熱状態が生じるような事態をより適切に抑制することができる。
In this way, in this example, when the
<制御フロー>
図14は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第5例を概略的に示すフローチャートである。
<Control flow>
FIG. 14 is a flow chart that illustrates a fifth example of a control method for the independent startup of the
本フローチャートは、例えば、燃料電池システム100の停止条件が成立している場合に行われる。
This flowchart is executed, for example, when the stop condition of the
図14に示すように、ステップS502にて、制御装置500は、全ての冷却用の補機120の稼働を継続した状態で、燃料電池システム100の停止処理を開始する。具体的には、制御装置500は、燃料電池モジュール110を停止させるための処理、及び冷却用の補機120以外の補機120の停止させるための処理を開始する。
As shown in FIG. 14, in step S502, the
ステップS502の処理が完了すると、制御装置500は、ステップS504に進む。
When processing of step S502 is completed, the
ステップS504にて、制御装置500は、燃料電池モジュール110の全ての燃料電池セル112のセル温度Tが閾値Tth3以下であるか否かを判定する。制御装置500は、燃料電池モジュール110の全ての燃料電池セル112のセル温度Tが閾値Tth3以下である場合、ステップS506に進む。一方、制御装置500は、それ以外の場合、燃料電池モジュール110の全ての燃料電池セル112のセル温度Tが閾値Tth3以下になるまで、本ステップの処理を繰り返す。
In step S504, the
ステップS506にて、制御装置500は、冷却用の補機120の停止処理を開始する。
In step S506, the
これにより、制御装置500は、燃料電池モジュール110の全ての燃料電池セル112のセル温度Tが閾値Tth3以下まで下がるまで待って、冷却用の補機120の停止処理を開始することができる。
This allows the
ステップS506の処理が完了すると、制御装置500は、ステップS508に進む。
When processing of step S506 is completed, the
ステップS508にて、制御装置500は、燃料電池システム100の停止処理が完了したか否かを判定する。制御装置500は、燃料電池システム100の停止処理が完了していない場合、完了するまで本ステップの処理を繰り返し、完了した場合、今回のフローチャートを終了する。
In step S508, the
[燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第6例]
次に、図1~図4に加えて、図15を参照して、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第6例を説明する。
[Sixth Example of Control Method for Self-Startup of Fuel Cell System]
Next, a sixth example of a control method for independent startup of the
本例に係る制御方法は、上述の図2の給電システム30を前提として、全ての燃料電池システム100が停止されている状態から2台以上の燃料電池システム100を自立起動させる場合に実行される。
The control method according to this example is performed when two or more
以下、上述の制御方法の第1例~第5例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の制御方法の第1例~第5例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。 The following explanation will focus on the differences from the first to fifth examples of the control method described above, and explanations of content that is the same as or corresponds to the first to fifth examples of the control method described above may be omitted.
<制御方法の概要>
本例では、制御装置500は、2台以上の燃料電池システム100についての自立起動条件が成立している場合、上述の第1例~第4例の何れか1つの制御方法によって、1台目の燃料電池システム100を自立起動させる。そして、制御装置500は、1台目の燃料電池システム100の自立起動が完了すると、起動済みの燃料電池システム100の電力を用いて全ての補機120を起動させることにより、2台目以降の燃料電池システム100を自立起動させる。具体的には、制御装置500は、起動済みの燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、起動済みの燃料電池システム100の電力を電力変換装置300から変圧器400を通じて配電系統40に供給する。これにより、制御装置500は、配電系統40を通じて、起動済みの燃料電池システム100の電力を非稼働の燃料電池システム100の補機120に供給し全ての補機120を起動させることで、その燃料電池システム100を起動させることができる。例えば、制御装置500は、2台目以降の燃料電池システム100を1台ずつ順番に自立起動させる。また、起動済みの燃料電池システム100の出力に余裕があれば、制御装置500は、2台目以降の燃料電池システム100を複数台同時に自立起動させてもよい。
<Overview of control method>
In this example, when the independent start conditions for two or more
1台目に自立起動される対象の燃料電池システム100は、例えば、複数の燃料電池システム100の中での優先順位が予め規定されることにより、自動的に決定される。また、1台目に自立起動される対象の燃料電池システム100は、自立起動対象の2以上の燃料電池システム100のうち、燃料電池セル112のセル温度Tが最も低い燃料電池システム100であってもよい。これにより、冷却用の補機120の少なくとも一部が稼働されない状態で1台目の燃料電池システム100の自立起動が行われる際に、燃料電池モジュール110の過熱状態が生じるような事態を抑制することができる。
The first
このように、本例では、制御装置500は、2台以上の燃料電池システム100を自立起動させる場合、最初の1台目の燃料電池システム100のみを蓄電装置200の電力を用いて自立起動させた後、起動済みの燃料電池システム100の電力を用いて残りの燃料電池システム100を起動させる。これにより、制御装置500は、全ての燃料電池システム100が停止されている状態から2台以上の燃料電池システム100を起動させる際に、最初の1台目の起動のみに蓄電装置200からの電力を供給すればよい。その結果、制御装置500は、全ての燃料電池システム100が停止されている状態から2以上の燃料電池システム100を起動させる際に、蓄電装置200から放電する必要がある電力量を抑制することができる。よって、制御装置500は、複数の燃料電池システム100を自立起動させるために必要な蓄電装置200の容量を低減し、コスト上昇を抑制することができる。
In this way, in this example, when two or more
尚、制御装置500は、3台以上の燃料電池システム100を自立起動させる場合、3台目以降の燃料電池システム100を自立起動させる際に、起動済みの2台以上の燃料電池システム100のうちの全ての燃料電池システム100の電力を用いてもよいし、一部の燃料電池システム100の電力のみを用いてもよい。
When starting up three or more
<制御フロー>
図15は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第6例を概略的に示すフローチャートである。
<Control flow>
FIG. 15 is a flow chart that illustrates a sixth example of a control method for the independent startup of the
図15に示すように、ステップS602にて、制御装置500は、電力変換装置300を制御し、蓄電装置200から配電系統40に放電させることにより、その電力を用いて最小限の補機120を起動させ、1台目の燃料電池システム100の自立起動を開始させる。
As shown in FIG. 15, in step S602, the
ステップS602の処理が完了すると、制御装置500は、ステップS604に進む。
When processing of step S602 is completed, the
ステップS604にて、制御装置500は、1台目の燃料電池システム100の起動が完了したか否かを判定する。制御装置500は、1台目の燃料電池システム100の起動が完了した場合、ステップS606に進み、完了していない場合、完了するまで本ステップの処理を繰り返す。
In step S604, the
ステップS606にて、制御装置500は、1台目の燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、1台目の燃料電池システム100から配電系統40を通じて補機120に電力を供給することにより、残りの補機120を起動させる。
In step S606, the
ステップS606の処理が完了すると、制御装置500は、ステップS608に進む。
When processing of step S606 is completed, the
ステップS608にて、制御装置500は、起動対象の全ての燃料電池システム100の起動が完了したか否かを判定する。制御装置500は、起動対象の全ての燃料電池システム100の起動が完了していない場合、ステップS610に進み、完了している場合、今回のフローチャートの処理を終了する。
In step S608, the
ステップS610にて、制御装置500は、稼動中の燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、燃料電池モジュール110から配電系統40を通じて補機120に電力を供給し全ての補機120を稼働させることにより、次の起動対象の燃料電池システム100の起動を開始させる。
In step S610, the
制御装置500は、ステップS610の処理が完了すると、ステップS612に進む。
When the
ステップS612にて、制御装置500は、今回の起動対象の燃料電池システム100の起動が完了したか否かを判定する。制御装置500は、今回の起動対象の燃料電池システム100の起動が完了していない場合、完了するまで本ステップの処理を繰り返し、完了している場合、ステップS608に戻る。
In step S612, the
尚、起動対象の燃料電池システム100が1台のみの場合、1回目のステップS608の処理にて、起動対象の全ての燃料電池システム100の起動が完了していると判定され、フローチャートの処理が終了する。一方、起動対象の燃料電池システム100がN台(N:2以上の整数)の場合、N回目のステップS608の処理にて、起動対象の全ての燃料電池システム100の起動が完了していると判定され、フローチャートの処理が終了する。
If there is only one
[燃料電池システムの自立起動に関する制御方法の第7例]
次に、図1~図4に加えて、図16を参照して、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第7例について説明する。
[Seventh Example of Control Method for Self-Startup of Fuel Cell System]
Next, a seventh example of a control method for independent startup of the
本例に係る制御方法は、上述の図3の給電システム30を前提として、2以上の給電システム30のそれぞれについて、全ての燃料電池システム100が停止されている状態から燃料電池システム100を自立起動させる場合に実行される。
The control method according to this example is based on the
以下、上述の第1例~第6例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第1例~第6例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。 The following explanation will focus on the differences from the first to sixth examples above, and explanations of content that is the same as or corresponds to the first to sixth examples above may be omitted.
<制御方法の概要>
本例では、2以上の給電システム30のそれぞれについて、全ての燃料電池システム100が停止された状態での自立起動条件が成立すると、2以上の給電システム30の中で、1つのマスタが設定され、残りがスレーブに設定される。例えば、複数の給電システム30の制御装置500の相互間で双方向の通信が行われ、制御装置500は、他の給電システム30での自立起動条件の成立状況を把握することができる。そして、複数の給電システム30の中で優先順位が予め規定され、対象の2以上の給電システム30の中で最も優先順位が高い給電システム30が自動的にマスタに決定される。
<Overview of control method>
In this example, when the independent startup condition is met for each of the two or more
マスタに含まれる制御装置500は、上述の第1例~第4例及び第6例のうちの何れか1つの制御方法によって、マスタに含まれる燃料電池システム100の自立起動を実施させる。そして、マスタに含まれる制御装置500は、マスタに含まれる全ての燃料電池システム100の起動が完了すると、スレーブの制御装置500と連携し、マスタに含まれる起動済みの燃料電池システム100の電力を用いてスレーブに含まれる燃料電池システム100を起動させる。具体的には、マスタの制御装置500は、起動済みの燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、起動済みの燃料電池システム100の電力を電力変換装置300から変圧器400を通じて配電系統40に供給する。そして、スレーブの制御装置500は、マスタの給電システム30からの配電系統40への電力供給に合わせて、スレーブに含まれる燃料電池システム100の全ての補機120を稼働させることにより、スレーブに含まれる1台目の燃料電池システム100を起動させる。これにより、スレーブの制御装置500は、スレーブの蓄電装置200の電力を用いることなく、マスタの燃料電池システム100からの外部給電によって、スレーブの燃料電池システム100を起動させることができる。
The
スレーブが自立起動対象の複数の燃料電池システム100を含む場合、1台目の燃料電池システム100の起動後、スレーブの制御装置500は、その起動済みの燃料電池システム100の電力を用いて、残りの燃料電池システム100を起動させる。
When a slave includes multiple
また、スレーブが複数ある場合、例えば、マスタの制御装置500は、複数のスレーブごとに、対象のスレーブの制御装置500と連携しながら、対象のスレーブにマスタの燃料電池システム100の電力を供給し対象のスレーブの燃料電池システム100を起動させる。また、スレーブが複数ある場合に、マスタの制御装置500は、2以上のスレーブにマスタの燃料電池システム100の電力を供給し、2以上のスレーブのそれぞれの燃料電池システム100を同時に起動させてもよい。
In addition, when there are multiple slaves, for example, the
このように、本例では、マスタの制御装置500は、スレーブの制御装置500と連携し、マスタの自立起動済みの燃料電池システム100の電力を用いて、スレーブの燃料電池システム100を起動させることができる。これにより、スレーブの燃料電池システム100を自立起動させる必要がなく、スレーブの蓄電装置200からの電力の持ち出しの必要がないことから、スレーブの蓄電装置200の容量を低減させ、コストを抑制することができる。
In this way, in this example, the
<制御フロー>
図16は、燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第7例を概略的に示すフローチャートである。
<Control flow>
FIG. 16 is a flow chart that illustrates a seventh example of a control method for the independent startup of the
尚、本例では、マスタの給電システム30には、燃料電池システム100が1つだけ含まれる場合(図1参照)を前提とする。
In this example, it is assumed that the master
本フローチャートは、例えば、電力システム1に含まれる複数の給電システム30の中の2以上の給電システム30のそれぞれについて、全ての燃料電池システム100が停止された状態での自立起動条件が成立した場合に、マスタの制御装置500により実行される。
This flowchart is executed by the
図16に示すように、ステップS702にて、マスタの制御装置500は、電力変換装置300を制御し、マスタの蓄電装置200から配電系統40に放電させることにより、その電力を用いて最小限の補機120を起動させ、マスタの燃料電池システム100の自立起動を開始させる。
As shown in FIG. 16, in step S702, the
ステップS702の処理が完了すると、マスタの制御装置500は、ステップS704に進む。
When processing of step S702 is completed, the
ステップS704にて、マスタの制御装置500は、マスタの燃料電池システム100の起動が完了したか否かを判定する。マスタの制御装置500は、マスタの燃料電池システム100の起動が完了した場合、ステップS706に進み、完了していない場合、完了するまで本ステップの処理を繰り返す。
In step S704, the
ステップS706にて、マスタの制御装置500は、燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、燃料電池モジュール110から配電系統40を通じて補機120に電力を供給することにより、残りの補機120を起動させる。
In step S706, the
ステップS706の処理が完了すると、マスタの制御装置500は、ステップS708に進む。
When processing of step S706 is completed, the
尚、マスタの給電システム30に複数の燃料電池システム100が含まれる場合(図2参照)、例えば、ステップS706,S708の間に、図15のステップS608,S610,S612の処理が追加される。
When the master
ステップS708にて、マスタの制御装置500は、対象のスレーブに電力供給の開始の通知を送信する。
In step S708, the
ステップS708の処理が完了すると、マスタの制御装置500は、ステップS710に進む。
When processing of step S708 is completed, the
ステップS710にて、マスタの制御装置500は、マスタの燃料電池システム100及び電力変換装置300を制御し、マスタの燃料電池システム100から配電系統40を通じて対象のスレーブに電力供給を行う。
In step S710, the
ステップS710の処理が完了すると、マスタの制御装置500は、ステップS712に進む。
When processing of step S710 is completed, the
ステップS712にて、マスタの制御装置500は、対象のスレーブの制御装置500との通信により、対象のスレーブの1台目の燃料電池システム100の起動が完了したか否かを判定する。マスタの制御装置500は、対象のスレーブの1台目の燃料電池システム100の起動が完了している場合、ステップS714に進み、完了していない場合、ステップS710に戻り、対象のスレーブへのマスタの燃料電池システム100からの電力供給を継続させる。
In step S712, the
ステップS714にて、マスタの制御装置500は、全てのスレーブの燃料電池システムの起動が完了したか否かを判定する。マスタの制御装置500は、全てのスレーブの燃料電池システムの起動が完了していない場合、対象のスレーブを切り換えて、ステップS708に戻り、完了している場合、今回のフローチャートの処理を終了する。
In step S714, the
[電力システムの第4例の構成]
図17を参照して、本実施形態に係る電力システム1の第4例の構成について説明する。
[Configuration of Fourth Example of Power System]
The configuration of a fourth example of the
以下、上述の電力システム1の構成の第1例~第3例と同じ或いは対応する構成には、同じ符号を付すと共に、上述の第1例~第3例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第1例~第3例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。
In the following, configurations that are the same as or correspond to the first to third examples of the configuration of the
図17は、電力システム1の第4例の構成を示す図である。
Figure 17 is a diagram showing the configuration of a fourth example of
図17に示すように、電力システム1は、負荷装置20と、給電システム30とを含む。つまり、本例に係る電力システム1は、上述の第1例(図1)~第3例(図3)と異なり、交流電力系統10を含まず、給電システム30が外部給電を受けることができない。
As shown in FIG. 17, the
電力システム1は、例えば、所定の作業を行う作業機械に搭載される。作業機械は、例えば、移動型のトランスファークレーンである。また、作業機械は、例えば、定置型のトランスファークレーンやガントリークレーン等であってもよい。また、作業機械は、クレーンとは異なる他の荷役用の作業機械であってもよいし、荷役用以外の作業機械であってもよい。以下、作業機械がクレームである場合を中心に説明を行う。
The
負荷装置20は、給電システム30と電気的に接続され、給電システム30から供給される交流により駆動される。負荷装置20は、例えば、作業機械の可動部を駆動するアクチュエータである。アクチュエータは、例えば、クレーンの吊荷の上げ下げのための電動機やトロリの移動のための電動機である。また、アクチュエータは、例えば、移動式の作業機械における移動用の車輪等を駆動する電動機であってもよい。
The
給電システム30は、負荷装置20に駆動電力を供給する。給電システム30は、燃料電池システム100と、蓄電装置200と、制御装置500と、インバータ装置600と、インバータ装置700と、コンバータ装置800とを含む。
The
尚、本例では、給電システム30に含まれる燃料電池システム100は、1つであるが、上述の第2例と同様、複数であってもよい。
In this example, the
インバータ装置600は、直流リンク部250を通じて、燃料電池システム100及び蓄電装置200と電気的に接続される。インバータ装置600は、直流リンク部250の直流を所定の電圧及び周波数の3相交流に変換し、負荷装置20に出力することにより、燃料電池システム100及び蓄電装置200の少なくとも一方の電力で負荷装置20を駆動することができる。
The
インバータ装置700は、直流リンク部250を通じて、燃料電池システム100及び蓄電装置200と電気的に接続される。インバータ装置700は、直流リンク部250の直流を所定の電圧及び周波数の3相交流に変換し、補機120に出力することにより、燃料電池システム100及び蓄電装置200の少なくとも一方の電力で補機120を駆動することができる。
The
コンバータ装置800は、直流リンク部250を通じて、燃料電池システム100及び蓄電装置200と電気的に接続される。コンバータ装置800は、直流リンク部250の直流を所定の電圧の直流に変換し制御装置500に出力することにより、燃料電池システム100及び蓄電装置200の少なくとも一方の電力で制御装置500を駆動することができる。
The
制御装置500は、例えば、インバータ装置600を制御し、燃料電池システム100及び蓄電装置200の少なくとも一方から負荷装置20に駆動電力を供給させる。
The
また、制御装置500は、インバータ装置700を制御し、燃料電池システム100及び蓄電装置200の少なくとも一方から補機120に駆動電力を供給させてよい。
The
また、制御装置500は、コンバータ装置800を制御し、燃料電池システム100及び蓄電装置200の少なくとも一方から制御装置500に駆動電力を供給させてよい。
The
[燃料電池システムの起動に関する制御方法]
次に、図17に加えて、図5~図15を援用して、燃料電池システム100(第4例)の起動に関する制御方法について説明する。
[Control method for start-up of fuel cell system]
Next, a control method relating to the start-up of the fuel cell system 100 (fourth example) will be described with reference to FIGS. 5 to 15 in addition to FIG.
本例(図17)では、上述の如く、給電システム30は、外部給電を受けることができない。そのため、制御装置500は、燃料電池システム100を停止状態から起動させる場合、インバータ装置700を制御し、蓄電装置200からインバータ装置700を通じて補機120に放電させることで、補機120を稼働させ、燃料電池モジュール110を起動させる。よって、制御装置500は、燃料電池システム100の起動の際に、上述の燃料電池システム100の自立起動に関する制御方法の第1例~第6例と同様の制御方法を適用することができる。
In this example (FIG. 17), as described above, the
これにより、上述の第1例~第3例の給電システム30の場合と同様、燃料電池システム100の起動の際に使用される電力量を抑制することができる。そのため、燃料電池システム100の起動のために必要な蓄電装置200の容量を低減し、蓄電装置200のコストを抑制することができる。
As a result, as with the
[他の実施形態]
次に、他の実施形態について説明する。
[Other embodiments]
Next, another embodiment will be described.
上述の実施形態には、適宜、変形や変更が加えられてもよい。 The above-described embodiments may be modified or altered as appropriate.
例えば、上述の制御方法の第3例では、セル温度Tに関する閾値が3以上設けられることにより、全ての冷却用の補機120の中で稼働させる冷却用の補機120の割合が4段階以上で切り換えられてもよい。
For example, in the third example of the control method described above, three or more threshold values for the cell temperature T may be set, so that the proportion of cooling
また、上述の制御方法の第3例やその変形・変更の例では、最小限の補機120に全ての冷却用の補機120のうちの一部の冷却用の補機120が含まれる前提で、全ての冷却用の補機120の中で稼働させる冷却用の補機120の割合が複数段で切り換えられてもよい。
In addition, in the third example of the above-mentioned control method and examples of its variations and modifications, the proportion of cooling
また、上述の制御方法の第2例や第3例では、燃料電池セル112のセル温度Tに対する閾値ではなく、燃料電池システム100の起動開始からのセル温度Tの上昇量に対する閾値を用いて、冷却用の補機120の稼働状況が切り換えられてもよい。
In addition, in the second and third examples of the control method described above, the operating status of the cooling
また、上述の制御方法の第2例或いは第3例やそれらの変形・変更の例と、上述の制御方法の第4例とは組み合わせられてもよい。 The second or third example of the control method described above or examples of modifications or variations thereof may be combined with the fourth example of the control method described above.
また、上述の実施形態では、蓄電装置200とは別に、制御装置500に電力供給可能な専用の補助蓄電装置が設けられてもよい。電力システム1の第1例(図1)~第3例(図3)において、補助蓄電装置は、例えば、配電系統40と制御装置500とを接続する電力経路に配置される。また、電力システム1の第4例において、補助蓄電装置は、例えば、コンバータ装置800と制御装置500との間の電力経路に配置される。これにより、外部給電が停止された状態で蓄電装置200の電力を用いて、制御装置500が稼働されるような事態を抑制することができる。そのため、蓄電装置200の容量について、制御装置500の駆動電力を考慮する必要がなくなり、その結果、蓄電装置200の容量を更に低減させることができる。
In the above-described embodiment, a dedicated auxiliary power storage device capable of supplying power to the
[作用]
次に、本実施形態に係る給電システム、制御装置、及び制御方法の作用について説明する。
[Action]
Next, the operation of the power supply system, the control device, and the control method according to the present embodiment will be described.
本実施形態の第1の態様では、給電システムは、燃料電池と、燃料電池と電気的に接続される第1の蓄電装置と、電気で作動する、燃料電池の複数の補機と、燃料電池の起動に関する制御を行う制御装置と、を備える。給電システムは、例えば、上述の給電システム30である。燃料電池は、例えば、上述の燃料電池モジュール110である。第1の蓄電装置は、例えば、上述の蓄電装置200である。補機は、例えば、上述の補機120である。制御装置は、例えば、上述の制御装置500である。具体的には、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、燃料電池を起動させる。
In a first aspect of this embodiment, the power supply system includes a fuel cell, a first power storage device electrically connected to the fuel cell, a plurality of fuel cell accessories that operate electrically, and a control device that controls the startup of the fuel cell. The power supply system is, for example, the
また、本実施形態の第1の態様は、制御方法として、燃料電池と、燃料電池と電気的に接続される第1の蓄電装置と、電気で作動する、燃料電池の複数の補機と、を含む給電システムについて、制御装置が、燃料電池の起動に関する制御を行う。そして、その制御方法では、制御装置が、第1の蓄電装置の電力を用いて複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、燃料電池を起動させる。 The first aspect of this embodiment is a control method in which a control device controls the start-up of a fuel cell in a power supply system including a fuel cell, a first power storage device electrically connected to the fuel cell, and a number of fuel cell accessories that operate electrically. In the control method, the control device starts up the fuel cell by operating only some of the multiple accessories using the power of the first power storage device.
これにより、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いた燃料電池の起動の際に、燃料電池の起動に使用される電力量を低減することができる。そのため、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて燃料電池を起動させるために必要な第1の蓄電装置の容量を低減させることができる。 This allows the control device to reduce the amount of power used to start the fuel cell when starting the fuel cell using the power of the first power storage device. Therefore, the control device can reduce the capacity of the first power storage device required to start the fuel cell using the power of the first power storage device.
また、本実施形態の第2の態様では、上述の第1の態様を前提として、上記の一部の補機は、燃料供給弁、給気弁、圧縮機、水素ポンプ、排出弁、及び冷却液ポンプを含んでもよい。燃料供給弁は、例えば、上述の開閉弁132である。給気弁は、例えば、上述の開閉弁146である。圧縮機は、例えば、上述のコンプレッサ144である。水素ポンプは、例えば、上述のポンプ133である。排出弁は、例えば、上述の開閉弁152である。冷却液ポンプは、例えば、上述のポンプ165である。具体的には、燃料供給弁は、燃料電池への燃料の供給経路に設けられる。供給経路は、例えば、上述の供給経路L1である。また、給気弁は、燃料電池への給気経路に設けられる。給気経路は、例えば、上述の給気経路L3である。また、圧縮機は、給気経路を通じて燃料電池に空気を圧送する。また、水素ポンプは、燃料電池の余剰分の水素を循環させるために用いられる。また、排出弁は、燃料電池からの排気及び排水の排出経路に設けられる。排出経路は、例えば、上述の排出経路L4である。また、冷却液ポンプは、燃料電池と熱交換を行う冷却液を循環させるために用いられる。
In addition, in a second aspect of this embodiment, on the premise of the first aspect described above, the above-mentioned part of the auxiliary equipment may include a fuel supply valve, an intake valve, a compressor, a hydrogen pump, an exhaust valve, and a coolant pump. The fuel supply valve is, for example, the on-off
これにより、制御装置は、燃料供給弁、給気弁、圧縮機、水素ポンプ、及び排出弁を作動させることによって、燃料電池を起動させることができる。また、制御装置は、冷却液ポンプを作動させることによって、燃料電池の起動時におけるある程度の冷却性能を確保することができる。 As a result, the control device can start up the fuel cell by operating the fuel supply valve, air intake valve, compressor, hydrogen pump, and exhaust valve. The control device can also ensure a certain degree of cooling performance when the fuel cell is started up by operating the coolant pump.
また、本実施形態の第3の態様では、上述の第1の態様又は第2の態様を前提として、複数の補機には、燃料電池を冷却するための複数の冷却用補機が含まれてもよい。そして、一部の補機には、複数の冷却用補機の一部又は全部が含まれなくてもよい。 In addition, in a third aspect of this embodiment, assuming the first or second aspect described above, the multiple auxiliaries may include multiple cooling auxiliaries for cooling the fuel cell. And, some of the auxiliaries may not include some or all of the multiple cooling auxiliaries.
これにより、制御装置は、停止状態において燃料電池の温度が比較的低い状態であることを予測し冷却用補機の稼働を制限することで、第1の蓄電装置の電力を用いて燃料電池を起動させるために必要な第1の蓄電装置の容量を低減させることができる。 As a result, the control device can predict that the temperature of the fuel cell will be relatively low when the fuel cell is stopped and limit the operation of the cooling accessories, thereby reducing the capacity of the first power storage device required to start the fuel cell using the power of the first power storage device.
また、本実施形態の第4の態様では、上述の第3の態様を前提として、制御装置は、燃料電池の起動の開始から完了までの間において、燃料電池の温度が第1の基準に対して相対的に高くなった場合、又は、燃料電池の温度の上昇量が第2の基準に対して相対的に大きくなった場合、複数の冷却用補機のうちの一部の補機に含まれない冷却用補機を作動させてもよい。第1の基準は、例えば、上述の閾値Tth1や閾値Tth11である。 In addition, in a fourth aspect of this embodiment, assuming the third aspect described above, the control device may operate a cooling auxiliary device that is not included in some of the multiple cooling auxiliary devices when the temperature of the fuel cell becomes relatively high with respect to a first criterion between the start and completion of the startup of the fuel cell, or when the amount of increase in the temperature of the fuel cell becomes relatively large with respect to a second criterion. The first criterion is, for example, the threshold value Tth1 or threshold value Tth11 described above.
これにより、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて燃料電池の起動の際に、燃料電池の温度が比較的高くなっている状況では、冷却用補機を追加で作動させることで、燃料電池が過熱状態になるような事態を抑制することができる。そのため、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて燃料電池の起動の際に使用される電力量を抑制しつつ、燃料電池の過熱状態をより適切に抑制することができる。 As a result, when the fuel cell is started up using the power of the first power storage device and the temperature of the fuel cell is relatively high, the control device can operate additional cooling accessories to prevent the fuel cell from overheating. Therefore, the control device can more appropriately prevent the fuel cell from overheating while limiting the amount of power used when starting up the fuel cell using the power of the first power storage device.
また、本実施形態の第5の態様では、上述の第4の態様を前提として、複数の冷却用補機のうちの2以上の冷却用補機が一部の補機に含まれなくてもよい。そして、制御装置は、燃料電池の起動の開始から完了までの間において、燃料電池の温度が第1の基準に対して相対的に大きくなった場合、又は、燃料電池の温度の上昇量が第2の基準に対して相対的に大きくなった場合、2以上の冷却用補機のうちの一部の冷却用補機のみを作動させてもよい。 In addition, in a fifth aspect of this embodiment, based on the fourth aspect described above, two or more of the multiple cooling auxiliaries may not be included in the partial auxiliaries. Then, when the temperature of the fuel cell becomes relatively high with respect to the first standard between the start and completion of the startup of the fuel cell, or when the amount of increase in the temperature of the fuel cell becomes relatively high with respect to the second standard, the control device may operate only some of the two or more cooling auxiliaries.
これにより、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて燃料電池の起動の際に使用される電力量の抑制と、燃料電池の過熱状態の抑制とをより適切に両立させることができる。 This allows the control device to more appropriately achieve both reduction in the amount of power used to start up the fuel cell using power from the first power storage device and prevention of the fuel cell overheating.
また、本実施形態の第6の態様では、上述の第3の態様乃至第5の態様の何れか1つの態様を前提として、制御装置は、燃料電池の起動開始前において、燃料電池の温度が第3の基準に対して相対的に高い場合、燃料電池の起動を禁止してもよい。第3の基準は、例えば、上述の閾値Tth2である。 In addition, in a sixth aspect of this embodiment, assuming any one of the third to fifth aspects described above, the control device may prohibit the start-up of the fuel cell if the temperature of the fuel cell is relatively high with respect to a third criterion before the start-up of the fuel cell. The third criterion is, for example, the threshold value Tth2 described above.
これにより、制御装置は、燃料電池の温度が十分に低い状態でない場合に、燃料電池を起動できないようにすることができる。そのため、制御装置は、例えば、燃料電池の温度が比較的高い状態で、冷却用補機の一部又は全部が作動されずに、燃料電池が起動させることによって、燃料電池の過熱状態が生じるような事態を抑制することができる。 This allows the control device to prevent the fuel cell from starting if the temperature of the fuel cell is not sufficiently low. Therefore, the control device can prevent a situation in which the fuel cell overheats, for example, when the temperature of the fuel cell is relatively high and the fuel cell starts up without some or all of the cooling accessories being operated.
また、本実施形態の第7の態様では、上述の第3の態様乃至第6の態様の何れか1つの態様を前提として、制御装置は、燃料電池の停止時に、複数の冷却用補機を制御し、燃料電池の温度を第4の基準に対して相対的に低い状態にさせてもよい。第4の基準は、例えば、上述の閾値Tth3である。 In addition, in a seventh aspect of this embodiment, assuming any one of the above-mentioned third to sixth aspects, the control device may control a plurality of cooling auxiliaries when the fuel cell is stopped, to make the temperature of the fuel cell relatively low with respect to the fourth criterion. The fourth criterion is, for example, the above-mentioned threshold value Tth3.
これにより、制御装置は、燃料電池の停止時に、燃料電池の温度を比較的低い状態に低下させることができる。そのため、制御装置は、その後、燃料電池の温度が十分に低下している状態を起点として、第1の蓄電装置の電力を用いて燃料電池を起動させることができる。よって、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて燃料電池の起動の際に使用される電力量を抑制しつつ、燃料電池の過熱状態をより適切に抑制することができる。 As a result, the control device can lower the temperature of the fuel cell to a relatively low state when the fuel cell is stopped. Therefore, the control device can then start the fuel cell using the power of the first power storage device, starting from a state in which the temperature of the fuel cell has sufficiently dropped. Therefore, the control device can more appropriately prevent the fuel cell from overheating while limiting the amount of power used when starting the fuel cell by using the power of the first power storage device.
また、本実施形態の第8の態様では、上述の第1の態様乃至第7の態様の何れか1つの態様を前提として、燃料電池は、複数あってもよい。そして、制御装置は、複数の燃料電池に含まれる、第1の燃料電池及び第2の燃料電池を起動させる場合、第1の蓄電装置の電力を用いて複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、第1の燃料電池を起動させ、第1の燃料電池の起動の完了後、第1の燃料電池の電力を用いて複数の補機を作動させることによって、第2の燃料電池を起動させてもよい。 In addition, in an eighth aspect of this embodiment, assuming any one of the first to seventh aspects described above, there may be a plurality of fuel cells. When starting up a first fuel cell and a second fuel cell included in the plurality of fuel cells, the control device may start up the first fuel cell by operating only some of the plurality of auxiliaries using the power of the first power storage device, and after the start-up of the first fuel cell is completed, start up the second fuel cell by operating the plurality of auxiliaries using the power of the first fuel cell.
これにより、制御装置は、第1の蓄電装置を用いて複数の燃料電池を起動させる際に、そのうちの1台の燃料電池を第1の蓄電装置を用いて稼働させ、残りの燃料電池と既に起動済みの燃料電池の電力で起動させることができる。そのため、制御装置は、第1の蓄電装置を用いて複数の燃料電池を起動させるために必要な第1の蓄電装置の容量を低減させることができる。 As a result, when starting up multiple fuel cells using the first power storage device, the control device can operate one of the fuel cells using the first power storage device and start up the remaining fuel cells using the power of the remaining fuel cells and the fuel cells that have already been started. Therefore, the control device can reduce the capacity of the first power storage device required to start up multiple fuel cells using the first power storage device.
また、本実施形態の第9の態様では、上述の第8の態様を前提として、制御装置は、複数の燃料電池に含まれる、第1の燃料電池、第2の燃料電池、及び第3の燃料電池を起動させる場合、第1の蓄電装置の電力を用いて複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、第1の燃料電池を起動させ、第1の燃料電池の起動の完了後、第1の燃料電池の電力を用いて複数の補機を作動させることによって、第2の燃料電池を起動させ、第2の燃料電池の起動の完了後、第1の燃料電池及び第2の燃料電池の少なくとも一方の電力を用いて複数の補機を作動させることによって、第3の燃料電池を起動させてもよい。 In addition, in a ninth aspect of this embodiment, based on the eighth aspect described above, when the control device starts up the first fuel cell, the second fuel cell, and the third fuel cell included in the multiple fuel cells, the control device may start up the first fuel cell by operating only some of the multiple auxiliaries using the power of the first power storage device, start up the second fuel cell by operating the multiple auxiliaries using the power of the first fuel cell after the start-up of the first fuel cell is completed, and start up the third fuel cell by operating the multiple auxiliaries using the power of at least one of the first fuel cell and the second fuel cell after the start-up of the second fuel cell is completed.
これにより、制御装置は、3台以上の燃料電池を1台ずつ起動させることができる。そのため、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて複数の蓄電装置を起動させる必要がある状況において、燃料電池の起動の際に使用される電力量を時系列で分散させて、燃料電池の起動のための電力量の不足等が生じないようにすることができる。 This allows the control device to start up three or more fuel cells one by one. Therefore, in a situation where it is necessary to start up multiple power storage devices using the power of the first power storage device, the control device can distribute the amount of power used to start up the fuel cells in a chronological order, thereby preventing a shortage of power to start up the fuel cells.
また、本実施形態の第10の態様では、上述の第8の態様又は第9の態様を前提として、複数の補機には、燃料電池を冷却するための複数の冷却用補機が含まれ、一部の補機には、複数の冷却用補機の一部又は全部が含まれない。そして、第1の燃料電池は、起動対象の2以上の燃料電池の中で最も温度が低い燃料電池であってもよい。 In addition, in a tenth aspect of this embodiment, based on the eighth or ninth aspect described above, the multiple auxiliaries include multiple cooling auxiliaries for cooling the fuel cell, and some auxiliaries do not include some or all of the multiple cooling auxiliaries. The first fuel cell may be the fuel cell with the lowest temperature among the two or more fuel cells to be started.
これにより、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて第1の燃料電池を起動させる際に、複数の冷却用補機の一部又は全部が作動されない状況でも、第1の燃料電池の過熱状態が生じるような事態を抑制することができる。 As a result, when starting up the first fuel cell using power from the first power storage device, the control device can prevent the first fuel cell from overheating even in a situation where some or all of the multiple cooling accessories are not operating.
また、本実施形態の第11の態様では、上述の第1の態様乃至第10の態様の何れか1つの態様を前提として、制御装置は、第1の蓄電装置の電力を用いて複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、燃料電池を起動させ、燃料電池の起動の完了後、燃料電池と電気的に接続される他の給電システムと連携し、起動済みの燃料電池の電力を用いて他の給電システムに含まれる他の燃料電池を起動させてもよい。 In addition, in an eleventh aspect of this embodiment, assuming any one of the first to tenth aspects described above, the control device may start up the fuel cell by operating only some of the multiple auxiliaries using the power of the first power storage device, and after the start-up of the fuel cell is completed, may cooperate with another power supply system electrically connected to the fuel cell and start up another fuel cell included in the other power supply system using the power of the already started fuel cell.
これにより、制御装置は、他の給電システムに含まれる蓄電装置の容量を低減することができる。 This allows the control device to reduce the capacity of the power storage devices included in other power supply systems.
また、本実施形態の第12の態様では、上述の第1の態様乃至第11の態様の何れか1つの態様を前提として、燃料電池は、固体高分子形燃料電池であってもよい。 In addition, in a twelfth aspect of this embodiment, assuming any one of the first to eleventh aspects described above, the fuel cell may be a polymer electrolyte fuel cell.
これにより、固体高分子形燃料電池の起動に要する時間が非常に短いことから、給電システムは、複数の補機の作動を一部の補機のみに制限しても、燃料電池に異常が生じるような事態をより適切に抑制することができる。 As a result, the time required to start up the polymer electrolyte fuel cell is extremely short, so the power supply system can more appropriately prevent situations in which an abnormality occurs in the fuel cell even if the operation of multiple auxiliary devices is limited to only some of the auxiliary devices.
また、本実施形態の第13の態様では、第1の蓄電装置とは別に、制御装置に電力を供給する第2の蓄電装置を備えてもよい。第2の蓄電装置は、上述の補助蓄電装置である。 In addition, in a thirteenth aspect of this embodiment, a second storage device that supplies power to the control device may be provided in addition to the first storage device. The second storage device is the auxiliary storage device described above.
これにより、例えば、燃料電池の停止中において、制御装置によって第1の蓄電装置の蓄電状態が低下するような事態を抑制することができる。そのため、第1の蓄電装置及び第2の蓄電装置の容量を最適化し、第1の蓄電装置及び第2の蓄電装置のコストを最適化することができる。 This makes it possible to prevent, for example, a situation in which the control device causes the charge state of the first power storage device to decrease while the fuel cell is stopped. This makes it possible to optimize the capacity of the first power storage device and the second power storage device, and to optimize the cost of the first power storage device and the second power storage device.
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the invention as described in the claims.
1 電力システム
10 交流電力系統
20 負荷装置
30 給電システム
40 配電系統
100 燃料電池システム
110 燃料電池モジュール
112 燃料電池セル
114 冷却部
116 コンバータ装置
120 補機
130 燃料供給部
131 水素供給源
132 開閉弁
133 ポンプ
134 気液分離器
140 給気部
142 エアクリーナ
144 コンプレッサ
146 開閉弁
150 排出部
152 開閉弁
154 混合器
156 気液分離器
160 冷却部
161 冷却器
162 ファン
163 ポンプ
164 熱交換器
165 ポンプ
166 イオン交換器
200 蓄電装置
250 直流リンク部
300 電力変換装置
400 変圧器
500 制御装置
600,700 インバータ装置
800 コンバータ装置
CC1,CC2 冷却回路
L1 供給経路
L2 循環経路
L3 給気経路
L4 排出経路
1
Claims (14)
前記燃料電池と電気的に接続される第1の蓄電装置と、
電気で作動する、前記燃料電池の複数の補機と、
前記燃料電池の起動に関する制御を行う制御装置と、
前記第1の蓄電装置とは別に設けられ、前記制御装置に電力を供給する第2の蓄電装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第1の蓄電装置の電力を用いて前記複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、前記燃料電池を起動させる、
給電システム。 A fuel cell;
a first power storage device electrically connected to the fuel cell;
a plurality of electrically powered auxiliary components of the fuel cell;
A control device that controls the start-up of the fuel cell;
a second power storage device provided separately from the first power storage device and supplying power to the control device;
the control device starts up the fuel cell by operating only a portion of the plurality of auxiliaries using the electric power of the first power storage device;
Power supply system.
請求項1に記載の給電システム。 The part of the auxiliary equipment includes a fuel supply valve provided in a fuel supply path to the fuel cell, an air supply valve provided in an air supply path to the fuel cell, a compressor that pressurizes air to the fuel cell through the air supply path, a hydrogen pump for circulating surplus hydrogen in the fuel cell, a discharge valve provided in a discharge path for exhaust gas and wastewater from the fuel cell, and a coolant pump for circulating a coolant that exchanges heat with the fuel cell.
The power supply system according to claim 1 .
前記一部の補機には、前記複数の冷却用補機の一部又は全部が含まれない、
請求項1又は2に記載の給電システム。 the plurality of auxiliaries include a plurality of cooling auxiliaries for cooling the fuel cell,
The part of the auxiliary machines does not include some or all of the plurality of cooling auxiliary machines.
The power supply system according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の給電システム。 the control device operates a cooling auxiliary device that is not included in the part of the auxiliary devices among the plurality of cooling auxiliary devices when the temperature of the fuel cell becomes relatively high with respect to a first standard or when an amount of increase in the temperature of the fuel cell becomes relatively large with respect to a second standard during a period from the start to the completion of startup of the fuel cell;
The power supply system according to claim 3 .
前記制御装置は、前記燃料電池の起動の開始から完了までの間において、前記燃料電池の温度が前記第1の基準に対して相対的に大きくなった場合、又は、前記燃料電池の温度の上昇量が前記第2の基準に対して相対的に大きくなった場合、前記2以上の冷却用補機のうちの一部の冷却用補機のみを作動させる、
請求項4に記載の給電システム。 Two or more cooling auxiliaries among the plurality of cooling auxiliaries are not included in the portion of the auxiliaries,
the control device operates only a part of the two or more cooling auxiliary machines when the temperature of the fuel cell becomes relatively high with respect to the first reference or when the amount of increase in the temperature of the fuel cell becomes relatively high with respect to the second reference during the period from the start to the completion of the start-up of the fuel cell;
The power supply system according to claim 4 .
請求項3に記載の給電システム。 the control device prohibits the start-up of the fuel cell when the temperature of the fuel cell is relatively high with respect to a third standard before the start-up of the fuel cell;
The power supply system according to claim 3 .
請求項3に記載の給電システム。 the control device controls the plurality of cooling auxiliaries when the fuel cell is stopped, to keep the temperature of the fuel cell relatively low with respect to a fourth reference temperature;
The power supply system according to claim 3 .
前記制御装置は、複数の前記燃料電池に含まれる、第1の燃料電池及び第2の燃料電池を起動させる場合、前記第1の蓄電装置の電力を用いて前記複数の補機のうちの前記一部の補機のみを作動させることによって、前記第1の燃料電池を起動させ、前記第1の燃料電池の起動の完了後、前記第1の燃料電池の電力を用いて前記複数の補機を作動させることによって、前記第2の燃料電池を起動させる、
請求項1又は2に記載の給電システム。 The fuel cell is a plurality of fuel cells,
When starting up a first fuel cell and a second fuel cell included in the plurality of fuel cells, the control device starts up the first fuel cell by operating only some of the plurality of auxiliaries using the power of the first power storage device, and after the start-up of the first fuel cell is completed, starts up the second fuel cell by operating the plurality of auxiliaries using the power of the first fuel cell.
The power supply system according to claim 1 or 2.
請求項8に記載の給電システム。 When starting up the first fuel cell, the second fuel cell, and the third fuel cell included in the plurality of fuel cells, the control device starts up the first fuel cell by operating only some of the plurality of auxiliaries using the power of the first power storage device, starts up the second fuel cell by operating the plurality of auxiliaries using the power of the first fuel cell after the start-up of the first fuel cell is completed, and starts up the third fuel cell by operating the plurality of auxiliaries using the power of at least one of the first fuel cell and the second fuel cell after the start-up of the second fuel cell is completed.
The power supply system according to claim 8.
前記一部の補機には、前記複数の冷却用補機の一部又は全部が含まれず、
前記第1の燃料電池は、起動対象の2以上の前記燃料電池の中で最も温度が低い前記燃料電池である、
請求項8に記載の給電システム。 the plurality of auxiliaries include a plurality of cooling auxiliaries for cooling the fuel cell,
The part of the auxiliary machines does not include some or all of the plurality of cooling auxiliary machines,
the first fuel cell is the fuel cell having the lowest temperature among the two or more fuel cells to be started;
The power supply system according to claim 8.
請求項1又は2に記載の給電システム。 the control device starts up the fuel cell by operating only the part of the plurality of auxiliaries using the power of the first power storage device, and after the start-up of the fuel cell is completed, cooperates with another power supply system electrically connected to the fuel cell, and starts up another fuel cell included in the other power supply system using the power of the fuel cell;
The power supply system according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載の給電システム。 The fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell.
The power supply system according to claim 1 or 2.
前記第2の蓄電装置から電力が供給され、
前記第1の蓄電装置の電力を用いて前記複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、前記燃料電池を起動させる、
制御装置。 A control device for controlling start-up of a fuel cell in a power supply system including a fuel cell, a first power storage device electrically connected to the fuel cell, a plurality of electrically operated auxiliary devices of the fuel cell, and a second power storage device provided separately from the first power storage device, comprising:
Electric power is supplied from the second power storage device,
starting up the fuel cell by operating only a portion of the plurality of auxiliary machines using the electric power of the first power storage device;
Control device.
前記制御装置が、前記第1の蓄電装置の電力を用いて前記複数の補機のうちの一部の補機のみを作動させることによって、前記燃料電池を起動させる、
制御方法。 A control method for a power supply system including a fuel cell, a first power storage device electrically connected to the fuel cell, a plurality of electrically operated auxiliary devices of the fuel cell, and a second power storage device provided separately from the first power storage device, the method comprising: a control device to which power is supplied from the second power storage device controls start-up of the fuel cell, the control method comprising the steps of:
the control device starts up the fuel cell by operating only a portion of the plurality of auxiliaries using the electric power of the first power storage device;
Control methods.
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