JPS6185775A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPS6185775A JPS6185775A JP59205542A JP20554284A JPS6185775A JP S6185775 A JPS6185775 A JP S6185775A JP 59205542 A JP59205542 A JP 59205542A JP 20554284 A JP20554284 A JP 20554284A JP S6185775 A JPS6185775 A JP S6185775A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、燃料電池発電システムに関する。
第２図に、燃料電池発電システムの概略回路構成を示す
。１は燃料電池で多数のセル２を直列接続してなシ、酸
素３、水素４が供給され化学反応によ）直流電力を発電
する。この直流電力は、直流しゃ断器５を介して、イン
バータ６で交Ｒ底力に変換して電力系統１０に供給され
る。また１１は燃料電池内の反応による発熱を除去する
ための冷却水を供給する気水分離器でろる。この気水分
離器１１によシ供給される蒸気は改質器１３に送られ、
原燃料１４の改質に使用され、燃料電池１の燃料でろる
水素を主体とし、残りの大部分が二酸化炭素である改質
ガスに変成される。一方起動時には、燃料電池の発熱が
少ないため前記蒸気を発生するため前記気水分離器１１
には電気ヒータ１２を内蔵している。又、電気ヒータ１
２は燃料電池の発熱が少ない、部分負荷時にも使用され
る。
。１は燃料電池で多数のセル２を直列接続してなシ、酸
素３、水素４が供給され化学反応によ）直流電力を発電
する。この直流電力は、直流しゃ断器５を介して、イン
バータ６で交Ｒ底力に変換して電力系統１０に供給され
る。また１１は燃料電池内の反応による発熱を除去する
ための冷却水を供給する気水分離器でろる。この気水分
離器１１によシ供給される蒸気は改質器１３に送られ、
原燃料１４の改質に使用され、燃料電池１の燃料でろる
水素を主体とし、残りの大部分が二酸化炭素である改質
ガスに変成される。一方起動時には、燃料電池の発熱が
少ないため前記蒸気を発生するため前記気水分離器１１
には電気ヒータ１２を内蔵している。又、電気ヒータ１
２は燃料電池の発熱が少ない、部分負荷時にも使用され
る。
７は、公知の電圧抑制回路で、直流開閉器８と抵抗器９
の直列回路を、燃料電池１の直流出力端と並列に接続し
ている。
の直列回路を、燃料電池１の直流出力端と並列に接続し
ている。
第３図を用いて、電圧抑制回路の動作を説明する。第３
図は、発電開始から、インバータロ起動までの間の燃料
電池出力電圧の過渡時の変化を表わしている。ｂま直流
しゃ断器５および直流開閉４８を開いた状態で燃料電池
１に、酸素、水素の供給を開始し、酸素ガスと水素ガス
の差圧を許容値内に保ちながら、それぞれのガスの流量
を増やしていくと、第３図の曲線１のように無負荷電圧
Ｖｏ［達する壕で、出力電圧は上昇していく。この無負
荷電圧ｖ０は、定格出力１圧の選定にもよるが、一般的
に燃料電池の定格出力電圧の１６０％程度でらり、１セ
ル当りＩＶ程度でおる。
図は、発電開始から、インバータロ起動までの間の燃料
電池出力電圧の過渡時の変化を表わしている。ｂま直流
しゃ断器５および直流開閉４８を開いた状態で燃料電池
１に、酸素、水素の供給を開始し、酸素ガスと水素ガス
の差圧を許容値内に保ちながら、それぞれのガスの流量
を増やしていくと、第３図の曲線１のように無負荷電圧
Ｖｏ［達する壕で、出力電圧は上昇していく。この無負
荷電圧ｖ０は、定格出力１圧の選定にもよるが、一般的
に燃料電池の定格出力電圧の１６０％程度でらり、１セ
ル当りＩＶ程度でおる。
この状態では燃料電池電極の劣化をきたすので、燃料電
池の出力電圧の許容上限値ｖｈを決め、出力電圧が、上
記上限電圧ｖｈに達する前（時刻ｔ０）ｖｃＩ流開閉５
８を投入し、電圧上昇を抑えている（曲線２）。電圧ｖ
ｈは実用上寿命に影響を与えない電圧で燃料電池の定格
出力電圧の１３０ ％程度であり、ｌセル当り約Ｏ，Ｓ
Ｖとされている。電圧抑制回路７の抵抗器９の抵抗値
は、第４図の燃料電池の′シ圧−也流特性線１と抵抗器
の特性線２との交点Ａの′成田が前述の上限電圧Ｖｈｒ
ｃ、電流１１が燃料電池の定格の２５％程度となるよう
に設計されている。
池の出力電圧の許容上限値ｖｈを決め、出力電圧が、上
記上限電圧ｖｈに達する前（時刻ｔ０）ｖｃＩ流開閉５
８を投入し、電圧上昇を抑えている（曲線２）。電圧ｖ
ｈは実用上寿命に影響を与えない電圧で燃料電池の定格
出力電圧の１３０ ％程度であり、ｌセル当り約Ｏ，Ｓ
Ｖとされている。電圧抑制回路７の抵抗器９の抵抗値
は、第４図の燃料電池の′シ圧−也流特性線１と抵抗器
の特性線２との交点Ａの′成田が前述の上限電圧Ｖｈｒ
ｃ、電流１１が燃料電池の定格の２５％程度となるよう
に設計されている。
以上述べたように、電圧抑制回路では、燃料電池起動時
ないし軽負荷時の電圧の上昇によるインバータ６の破損
の防止および燃料電池の起動時からインバータ６の起動
までの間の過電圧による燃料電池の特性劣化を防ぐため
に使用されると共に次の目的にも使用される。いま燃料
電池発電システムが定格運転を行っているとする。すな
わち直流しゃ断ｔ１５が投入されておシ、所定の酸素ガ
ス３、水素ガス４の供給により、燃料電池の電圧−電流
特性は、第４図の曲線１で示され、動作点はＢ点でその
時の電圧、電流は定格値Ｖｒ、Ｉｒである。
ないし軽負荷時の電圧の上昇によるインバータ６の破損
の防止および燃料電池の起動時からインバータ６の起動
までの間の過電圧による燃料電池の特性劣化を防ぐため
に使用されると共に次の目的にも使用される。いま燃料
電池発電システムが定格運転を行っているとする。すな
わち直流しゃ断ｔ１５が投入されておシ、所定の酸素ガ
ス３、水素ガス４の供給により、燃料電池の電圧−電流
特性は、第４図の曲線１で示され、動作点はＢ点でその
時の電圧、電流は定格値Ｖｒ、Ｉｒである。
ここでインバータ６に系統側不足電圧など短時間で回復
可能な事故あるいは継続的な事故等が発生したとすると
、図示しない保護袋ｒａにより、直流しゃ断器５をトリ
ップしてインバータ６を切論す。
可能な事故あるいは継続的な事故等が発生したとすると
、図示しない保護袋ｒａにより、直流しゃ断器５をトリ
ップしてインバータ６を切論す。
このため燃料電池は無負荷となシ、その出力電圧は、前
述の電圧ｖ０となる。前述のとおり、この状態では、燃
料電池電極の劣化をきたすので、直流しゃ断器５をトリ
ップさせるための図示しない保護装置からの信号によシ
、電圧抑制回路７の直流開閉器８を投入し、抵抗５９ｖ
ｃ燃料電池出力を与え、燃料１池出力電圧を上限許容値
ｖｈ以下に抑制する。
述の電圧ｖ０となる。前述のとおり、この状態では、燃
料電池電極の劣化をきたすので、直流しゃ断器５をトリ
ップさせるための図示しない保護装置からの信号によシ
、電圧抑制回路７の直流開閉器８を投入し、抵抗５９ｖ
ｃ燃料電池出力を与え、燃料１池出力電圧を上限許容値
ｖｈ以下に抑制する。
上記のように、電圧抑制回路７は、燃料電池の起動時か
らインバータ６の起動までの間の電圧上昇あるいはイン
バータ６の事故時に燃料電池が無負荷状ｌ！！Ｓｖｃな
るのを防ぐために、燃料電池１の直流出力端と並列に直
流開閉器８を介して抵抗器９を接続して、負荷の代用と
しているが、この抵抗で消費される電力は損失となり、
システム全体の効率が低下する。
らインバータ６の起動までの間の電圧上昇あるいはイン
バータ６の事故時に燃料電池が無負荷状ｌ！！Ｓｖｃな
るのを防ぐために、燃料電池１の直流出力端と並列に直
流開閉器８を介して抵抗器９を接続して、負荷の代用と
しているが、この抵抗で消費される電力は損失となり、
システム全体の効率が低下する。
また、この抵抗を別置きするのでスペースも大きくなる
。抵抗は空気冷却部であるから、さらに大きくなり、ま
た高温になるため離隔距離を大きくとる必要がちる。
。抵抗は空気冷却部であるから、さらに大きくなり、ま
た高温になるため離隔距離を大きくとる必要がちる。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
燃料電池の出力電圧抑制を行う際の従来損失となってい
た電力を他の用途に有効利用できるようにすると共に、
小形化を可能とした燃料′４４部電システムを提供する
ことを目的とする。
燃料電池の出力電圧抑制を行う際の従来損失となってい
た電力を他の用途に有効利用できるようにすると共に、
小形化を可能とした燃料′４４部電システムを提供する
ことを目的とする。
上記目的を達成するために本発明では、電圧抑制回路で
用いられる抵抗器の代わりに、燃料電池の冷却水の昇温
に用いる電気ヒータの一部をオリ用するものである。
用いられる抵抗器の代わりに、燃料電池の冷却水の昇温
に用いる電気ヒータの一部をオリ用するものである。
第１図は、本発明の一実施例を示す回路図でわシ、第２
図と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。すなわち、図
において、１５は燃に４電池の冷却水Ｏ昇温に用いる電
気ヒータの１部でちり、燃料電池発電システムの発電開
始時およびインバータ事故時直流開閉器８により、燃料
電池１の直流出力端に接続し、前述のようＶＣ電圧上昇
を抑えるようにする。その時間は、発電開始時、インバ
ータ事故時共１０数秒以下である。このべ気ヒータは、
水中ヒータでｂカ熱容量が大きいので、ヒータ過熱は少
ない。
図と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。すなわち、図
において、１５は燃に４電池の冷却水Ｏ昇温に用いる電
気ヒータの１部でちり、燃料電池発電システムの発電開
始時およびインバータ事故時直流開閉器８により、燃料
電池１の直流出力端に接続し、前述のようＶＣ電圧上昇
を抑えるようにする。その時間は、発電開始時、インバ
ータ事故時共１０数秒以下である。このべ気ヒータは、
水中ヒータでｂカ熱容量が大きいので、ヒータ過熱は少
ない。
以上説明したように、本発明は、従来の燃料電池発７Ｋ
７ステムにおいて燃料電池の出力端に接続されている
抵抗の代わシに、燃料電池内の反応による発熱を除去し
、内部温度をコントロールするための冷却水を昇温する
のに用いられている電気ヒータの一部を利用し、抵抗と
同じように電圧抑制を可能とするように構成したので、
従来抵抗で消費されていた燃料電池の発電電力を冷却水
の昇温に使うことができ、エネルギーの回収が可能にで
きる効果がラシ、また水中電気ヒータであるため小型化
される効果がらる。
７ステムにおいて燃料電池の出力端に接続されている
抵抗の代わシに、燃料電池内の反応による発熱を除去し
、内部温度をコントロールするための冷却水を昇温する
のに用いられている電気ヒータの一部を利用し、抵抗と
同じように電圧抑制を可能とするように構成したので、
従来抵抗で消費されていた燃料電池の発電電力を冷却水
の昇温に使うことができ、エネルギーの回収が可能にで
きる効果がラシ、また水中電気ヒータであるため小型化
される効果がらる。
第１図は本発明の燃料電池発電システムの一実施例を示
す回路構成図、第２図は従来の燃料電池発電システムの
回路構成図、第３図は燃料電池の起動時の電圧応答を示
す図、第４図は燃料電池と電圧抑制回路の電圧−電流特
性曲線図でるる。 １・・・燃料電池 ２・・・燃料電池のセル構成
３・・・酸素ガス燃料 ４・・・水素ガス燃料５・・
・直流しゃ断器 ６・・・インバータ７・・・電圧抑
制回路 ８．・・直流開閉器９・・・抵抗器
１１・・・気水分離器１２．１５・・・電気ヒータ
１３・・・改質器１４・・原燃料 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （はが１名）第３図 第４図
す回路構成図、第２図は従来の燃料電池発電システムの
回路構成図、第３図は燃料電池の起動時の電圧応答を示
す図、第４図は燃料電池と電圧抑制回路の電圧−電流特
性曲線図でるる。 １・・・燃料電池 ２・・・燃料電池のセル構成
３・・・酸素ガス燃料 ４・・・水素ガス燃料５・・
・直流しゃ断器 ６・・・インバータ７・・・電圧抑
制回路 ８．・・直流開閉器９・・・抵抗器
１１・・・気水分離器１２．１５・・・電気ヒータ
１３・・・改質器１４・・原燃料 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （はが１名）第３図 第４図
Claims (1)
- 少なくとも原燃料を改質する改質器、改質用蒸気を発生
させる気水分離器、改質用蒸気の熱源を燃料電池から得
るための燃料電池冷却部系および不足熱を供給する電気
ヒータおよび燃料電池、直流しゃ断器ならびにインバー
タを具備した燃料電池発電システムにおいて、開閉器お
よび前記電気ヒータの一部を直列接続したものを、前記
燃料電池の出力側に並列に接続し、燃料電池出力電圧の
抑制を行うことを特徴とする燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205542A JPS6185775A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205542A JPS6185775A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6185775A true JPS6185775A (ja) | 1986-05-01 |
Family
ID=16508615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59205542A Pending JPS6185775A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6185775A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02230666A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-13 | Tohoku Electric Power Co Inc | 燃料電池発電装置 |
| JPH03112066A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| JPH05251101A (ja) * | 1992-03-09 | 1993-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電装置およびその運転起動方法 |
| EP0741428A1 (en) * | 1995-05-04 | 1996-11-06 | FINMECCANICA S.p.A. AZIENDA ANSALDO | A supply system for fuel cells of the S.P.E. (SOLID POLYMER ELECTROLYTE) type for hybrid vehicles). |
| WO1996041393A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Ballard Power Systems Inc. | Temperature regulating system for a fuel cell powered vehicle |
| JP2010061859A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| US10578087B2 (en) | 2015-12-16 | 2020-03-03 | Fujikoki Corporation | Variable-capacity compressor control valve |
-
1984
- 1984-10-02 JP JP59205542A patent/JPS6185775A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5605770A (en) * | 1995-05-04 | 1997-02-25 | Finmeccanica S.P.A. Azienda Ansaldo | Supply system for fuel cells of the S.P.E. (solid polymer electrolyte) type for hybrid vehicles |
| WO1996041393A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Ballard Power Systems Inc. | Temperature regulating system for a fuel cell powered vehicle |
| JP2010061859A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| US10578087B2 (en) | 2015-12-16 | 2020-03-03 | Fujikoki Corporation | Variable-capacity compressor control valve |
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