JP5114265B2 - Fuel cell system, backup power supply system and control method thereof - Google Patents
Fuel cell system, backup power supply system and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP5114265B2 JP5114265B2 JP2008084026A JP2008084026A JP5114265B2 JP 5114265 B2 JP5114265 B2 JP 5114265B2 JP 2008084026 A JP2008084026 A JP 2008084026A JP 2008084026 A JP2008084026 A JP 2008084026A JP 5114265 B2 JP5114265 B2 JP 5114265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- fuel cell
- power supply
- fuel
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Description
本発明は、商用交流電源の異常時に停電を起こすことなく負荷へ電力を供給できる燃料電池システムおよびバックアップ電源システムとその制御方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell system and a backup power supply system that can supply power to a load without causing a power failure when a commercial AC power supply is abnormal, and a control method thereof.
固体高分子型燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)は、水素を主成分とする燃料ガスと酸化剤ガスを電気化学的に反応させて起電力を得る装置であり、家庭用のコージェネシステム、車載用の電源システムなどへの適用が検討されている。さらに、特許文献1に開示されたように、交通信号管理システムへの適用が期待されている。 A polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is a device that obtains an electromotive force by electrochemically reacting a fuel gas mainly composed of hydrogen and an oxidant gas. Application to in-vehicle power supply systems is under consideration. Furthermore, as disclosed in Patent Document 1, application to a traffic signal management system is expected.
PEFCは、単セルでは0.7から1.0V程度の起電力しか得られないため、一般には、単セルを複数枚積層したセルスタックの構造で用いられる。セルスタックの内部では発電の際に水素ガスと酸素ガスの反応により水を生じ、水滴の発生がガスの通流を阻害し発電性能を衰えさせる可能性があるため、発電時にはセルスタック内部から水を排出する必要がある。この排出方法として、一般には燃料ガスをセルスタックに通流させる流速の勢いで生成水を排出する方法が用いられている。この場合、ガスの流速を確保するため、水素ガス、酸素ガスともにポンプやブロア等の補機を使用することになり、PEFC発電システムには補機の駆動を行う制御装置を備えることになる。 Since PEFC can only obtain an electromotive force of about 0.7 to 1.0 V in a single cell, it is generally used in a cell stack structure in which a plurality of single cells are stacked. Inside the cell stack, water is generated by the reaction of hydrogen gas and oxygen gas during power generation, and the generation of water droplets may hinder gas flow and reduce power generation performance. Need to be discharged. As this discharge method, a method is generally used in which the produced water is discharged at a flow velocity that allows the fuel gas to flow through the cell stack. In this case, in order to ensure the gas flow rate, auxiliary equipment such as a pump and a blower is used for both hydrogen gas and oxygen gas, and the PEFC power generation system is provided with a controller for driving the auxiliary equipment.
ここで、停電など系統電力の異常時に用いるバックアップ電源にPEFC発電システムを適用することを考える。PEFC発電システムは、その非発電時においては待機電力を消費し、その発電開始時には補機の起動電力を必要とする。例えば、自立型の発電システムにおいては、システム内部に起動用のバッテリを用いる方法がある。しかし、例えば通信基地局などバッテリを内包する無停電電源装置(UPS:Uninterruptible Power Supply)とともに、PEFC発電システムを併設する場合は、停電時に、UPS装置から、PEFC発電システムの待機電力および起動電力を供給することもできる。 Here, it is considered that the PEFC power generation system is applied to a backup power source used in the case of an abnormal power system such as a power failure. The PEFC power generation system consumes standby power when it is not generating power, and requires the starting power of an auxiliary device when starting power generation. For example, in a self-supporting power generation system, there is a method of using a startup battery inside the system. However, for example, when a PEFC power generation system is installed together with an uninterruptible power supply (UPS) that includes a battery such as a communication base station, standby power and start-up power of the PEFC power generation system are obtained from the UPS at the time of a power failure. It can also be supplied.
しかし、PEFC発電システムへの待機電力の供給に伴い、UPS装置内のバッテリの放電量が増加し、UPS装置が負荷をバックアップできるバックアップ時間が短くなるという課題がある。 However, along with the supply of standby power to the PEFC power generation system, there is a problem that the amount of discharge of the battery in the UPS device increases, and the backup time during which the UPS device can back up the load is shortened.
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、UPS装置とPEFCシステムを併用するバックアップ電源において、UPS装置によるバックアップ時間を延長することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to extend the backup time of a UPS device in a backup power source using both the UPS device and the PEFC system.
本発明はその一面において、商用電源から給電される電力負荷と、この電力負荷へのバックアップ電源を形成するようにバッテリを含んで構成された無停電電源装置と、この無停電電源装置に併設されて前記電力負荷に発電電力を供給するように接続された燃料電池システムを備え、前記燃料電池システムは、燃料電池スタックと、この燃料電池スタックへの燃料の供給を助勢する補機と、前記無停電電源装置と前記燃料電池システムの電力出力部から電力を受け取り、前記補機への駆動電力の供給およびその制御を担う制御装置とを備え、前記燃料電池の燃料残量を監視し、この燃料残量が所定量未満になったとき、前記制御装置での消費電力を抑制することを特徴とする。 In one aspect of the present invention, an uninterruptible power supply configured to include a power load fed from a commercial power supply, a battery so as to form a backup power supply to the power load, and the uninterruptible power supply A fuel cell system connected to supply generated power to the power load, the fuel cell system comprising: a fuel cell stack; an auxiliary device for assisting the supply of fuel to the fuel cell stack; A power supply unit and a control unit that receives power from the power output unit of the fuel cell system, and supplies and controls the driving power to the auxiliary machine, and monitors the remaining amount of fuel in the fuel cell. When the remaining amount becomes less than a predetermined amount, power consumption in the control device is suppressed.
本発明の望ましい実施態様においては、前記制御装置での消費電力の抑制は、前記制御装置をスリープモードに移行させることを特徴とする。 In a preferred embodiment of the present invention, the suppression of power consumption in the control device is characterized in that the control device is shifted to a sleep mode.
ここで、スリープモードとは、完全停止状態か、または、一般に節電モードやスタンバイモード等と呼ばれ「微弱電力で動作する制御回路部のみが、外部指令や信号に対する判断・処理能力を保った状態であり、パワー回路部は、動作していない状態」を含むものとする。 Here, the sleep mode is a complete stop state or generally called a power saving mode, a standby mode, etc. `` A state in which only a control circuit unit that operates with weak power maintains judgment and processing capability for external commands and signals. It is assumed that the power circuit section is in a state of not operating.
また、本発明の望ましい実施態様においては、前記電力抑制手段は、前記補機への電力供給を停止する手段を備えたことを特徴とする。 In a preferred embodiment of the present invention, the power suppressing means includes means for stopping power supply to the auxiliary machine.
本発明の望ましい実施態様によれば、UPS装置と燃料電池システムを併用するバックアップ電源におけるバックアップ時間を延長することができる。 According to a preferred embodiment of the present invention, it is possible to extend a backup time in a backup power source using both a UPS device and a fuel cell system.
本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施形態の中で明らかにする。 Other objects and features of the present invention will be clarified in the embodiments described below.
(実施の形態1)
本発明に係わるバックアップ電源システムの実施の形態1について、図1および図2を用いて説明する。
(Embodiment 1)
A first embodiment of a backup power supply system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施の形態1によるバックアップ電源システムの全体を示す概略構成図である。通常、商用電源20から整流装置21を通して、電力負荷23に給電されているが、この電力負荷23は、バックアップ電源を必要とする重要な設備である。そこで、電力負荷23に対するバックアップ電源を形成するように、バッテリを含んで構成された無停電電源(UPS)装置22と、この無停電電源装置22に併設されて前記電力負荷23に発電電力を供給するように燃料電池システムが接続される。この燃料電池システムは、大きくシステム本体14および水素貯蔵装置15で構成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an entire backup power supply system according to Embodiment 1 of the present invention. Normally, power is supplied to the
整流装置21は、商用交流電源20が正常の場合に、商用交流電源20の電力を変圧および整流し、所定のDC電圧を負荷23へ供給する。また、商用交流電源20が異常の場合は、整流装置21からは電力を供給できないため、UPS装置22から負荷23に電力を供給することで無停電電源システムを構成する。
The rectifier 21 transforms and rectifies the power of the commercial AC power supply 20 when the commercial AC power supply 20 is normal, and supplies a predetermined DC voltage to the
一般に、UPS装置22が負荷23に供給する電力は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池に予め充電した電力を放電する方式が用いられる。燃料電池システムは、システム本体14に設けられたシステム出力端子3を整流装置21のDC出力またはUPS装置22に対し並列に接続し、システム本体14の内部で発電した電力を負荷23へ供給できるよう構成されている。
In general, as the power supplied by the UPS
システム本体14には、燃料電池スタック1、補機2、DC/DCコンバータ12、システム出力端子3、制御装置4が納められている。燃料電池スタック1は、補機2を用いた燃料供給操作により起電力を得ることができる。燃料電池スタック1に発生した電力は、燃料電池スタック1に接続されたDC/DCコンバータ12において、電圧指令値Vo*に従い電圧を制御されたDC電力に変換された後、システム出力端子3へ供給される。ここで、DC/DCコンバータ12の出力とシステム出力端子3の間には整流器13aを接続しており、システム出力端子3からDC/DCコンバータ12へは電力の流入が無い構成となっている。なお、DC/DCコンバータ12の出力電圧には、DC24VまたはDC48V相当の電圧などが用いられる。
The
補機2は、図示を省略するが、燃料電池スタック1へ水素ガス、酸素ガス、冷媒などを注入または循環するポンプ・ブロア・ファン類、ガスまたは冷媒の通流する配管を開閉する電磁弁などを含んでいる。ここで、水素ガスは、システム本体14の外部から供給される水素供給配管7から、一方、酸素ガスは、システム本体14内部の空気から得ることができる。また、冷媒には、水冷のための水や不凍液のほか、強制空冷のための冷却風を用いてもよい。
Although not shown in the drawings, the
水素貯蔵装置15は、システム本体14の外部に備えられ、水素ボンベ6、電磁弁9、充填監視装置8、減圧弁10が収められ、これらは水素供給配管7上に接続されている。水素ボンベ6は、例えば10メガパスカル程度に圧縮した水素ガスボンベを用いる。電磁弁9は、水素ボンベ6および水素供給配管7の開閉操作を行う。充填監視装置8は、水素ボンベ6内部の水素ガスの充填量を監視する装置であり、例えば、圧力を監視する、または、ガス流量を監視し時間積算を行いボンベ交換時の値との差分を求めるなどの方法で、水素ボンベ6内部の充填量を推定する。減圧弁10は、水素ボンベ6の充填圧力に対して、補機2および燃料電池スタック1の許容圧力が例えば1〜3気圧など著しく低い場合に、ガス圧力を減圧する役割がある。減圧弁10にて減圧された水素ガスは、水素供給配管7を通じてシステム本体14内部の補機2に接続される。
The
詳細な回路構成は省略するが、水素貯蔵装置15内部の電磁弁9、充填監視装置8などの機器は、水素貯蔵装置15に設けられた電力端子11に電気的に接続されており、電力端子11に外部から電力を供給することで駆動することが出来る。また、電磁弁9には、例えば水素ボンベ6の交換作業中に電源異常が発生した場合などにガスが漏洩しないように、電力端子11に入力された電力が喪失した場合に弁を閉じるノーマルクローズ型を用いることが望ましい。
Although a detailed circuit configuration is omitted, devices such as the
制御装置4は、システム出力端子3の電圧を用いて駆動される。また、制御装置4は、水素ボンベ6の充填残量Rg、外部スリープ指令Se、燃料電池スタック1の状態MFなどを監視する一方、補機2への電源供給や、補器情報IAの送受信、DC/DCコンバータ12の電圧指令値Vo*の出力等を行う。また、制御装置4には、外部通信コネクタIFが接続されており、外部の機器と通信を行うことができる。
The control device 4 is driven using the voltage at the
図2は、図1における制御装置4の詳細制御機能ブロック図である。 FIG. 2 is a detailed control function block diagram of the control device 4 in FIG.
制御装置4は補助電源4Aを備えており、補助電源4Aはシステム出力端子3より得た電力を、5Vおよび12V、24Vといった燃料電池システムの内部で用いられる制御電圧および補機2や水素貯蔵装置15等を制御操作するための電圧を供給する。補助電源4Aは、FET、IGBTなどのパワー半導体のスイッチング動作により出力電圧を制御する回路となっており、ダイオード等による整流回路、コンデンサ、リアクトルなどの平滑回路、高周波トランス等の変圧回路を含んでも良い。ここで、補助電源4Aの出力電力は、補機2、水素貯蔵装置15の電力端子11(図1)、および制御装置4内部の演算部4Bなどの微弱な電子制御回路の電源として用いられる。ここで、電力端子11(図1)への電力供給線上には、システム本体14の外部への配線となるため、誤結線などに備え逆流防止用のダイオード4Lを設けても良い。
The control device 4 includes an auxiliary power source 4A. The auxiliary power source 4A uses the electric power obtained from the
演算部4Bには、次のような制御回路が備えられている。すなわち、まず、不揮発性メモリ4D、燃料電池スタック1および補機2に関する制御処理を行う補機制御部4F、DC/DCコンバータ12の制御を行うDC/DC制御部4Eがある。次に、水素ボンベ6の充填残量Rgを監視するガス欠判定部4G、外部との通信を行う通信部4H、条件に応じて燃料電池スタック1の停止操作を行う停止制御部4Kが備えられている。ここで、補機制御部4Fは、燃料電池スタック1の内部セルの電圧や温度、補機2に含まれるセンサ類の情報を読み出し、補機2に含まれる駆動機器への電力供給のON/OFF制御や、ポンプの回転数などアナログ通信を介して機器の動作量を制御する。また、DC/DC制御部4Eは、DC/DCコンバータ12の出力する制御電圧を所望の値に変更することができる。ガス欠判定部4Gは、充填残量Rgが所定の判定閾値R1に対する大小関係を判定し、RgがR1よりも小である場合には停止制御部4Kへ停止指令S*を送信する。停止制御部4Kは、停止指令S*および外部停止指令Seのいずれかが停止を指示している場合に燃料電池スタック1の発電操作を停止するよう補機制御部4Fに指示を与える。同時に、演算部4Bの情報を不揮発性メモリ4Dに保存した後、燃料電池システムをスリープモードに移行させるスリープ指令Sdを送信する。
The calculation unit 4B includes the following control circuit. That is, first, there is an auxiliary
スリープモードとは、完全な停止状態のほか、一般に、節電モードあるいはスタンバイモードなどと呼ばれ、制御論理部のみが外部からの指令や信号に対する判断能力を保った状態で、パワー出力はしない状態、すなわち殆ど電力を消費しない待機状態を含む。この実施例においては、補助電源4Aの出力をゼロもしくは最小値とし、したがって、補機2および制御装置4の電源が落とされ、完全な停止状態とするものとする。
In addition to a complete stop state, the sleep mode is generally called a power saving mode or a standby mode, etc., in which only the control logic unit maintains the ability to judge external commands and signals and does not output power, That is, it includes a standby state in which almost no power is consumed. In this embodiment, the output of the auxiliary power supply 4A is set to zero or the minimum value, and therefore, the
スリープ指令Sdは、リセット手段4Cを介し、補助電源4Aへ送信される。補助電源4Aは、スリープ指令Sdがスリープ実行を指示している場合は、補助電源4Aの入力電力がゼロまたは最小値になるような状態へ遷移する。このために、FETやIGBTなどのパワー半導体のスイッチング動作を止める、制御出力電圧をゼロに低下させる、あるいは出力電流に制限をかける等の方法を用いても良い。もちろん、前述したように、微弱な電力しか消費しない電子制御回路部のみを活かして置くこともできる。 The sleep command Sd is transmitted to the auxiliary power supply 4A via the reset unit 4C. When the sleep command Sd instructs sleep execution, the auxiliary power supply 4A transitions to a state in which the input power of the auxiliary power supply 4A becomes zero or the minimum value. For this purpose, a method of stopping the switching operation of a power semiconductor such as FET or IGBT, reducing the control output voltage to zero, or limiting the output current may be used. Of course, as described above, it is possible to make use of only the electronic control circuit unit that consumes only weak power.
補助電源4Aがスリープ状態にある場合、リセット手段4Cは、システム出力端子3の電圧Voを監視している。そして、電圧Voが所定の電圧閾値V1に対して大であり、かつ外部スリープ信号Seがスリープ実行を指示していない場合に、補助電源4Aへ送信しているスリープ指令Sdをリセットし、補助電源4Aをスリープ状態から非スリープ状態へ遷移させる。したがって、ガス欠でなければ、補機2が起動されて、PEFCスタック1が発電を再開するが、ガス欠のままであれば、補機制御部4Fが接点4Mを解放したままなので、補機2へのパワー供給はしない。
When the auxiliary power supply 4A is in the sleep state, the reset means 4C monitors the voltage Vo at the
燃料電池スタック1は、燃料ガス、特に水素の供給が発電量に対し不足すると、燃料電池スタック1の寿命に影響を与える恐れがある。このため、燃料電池で発電中に、水素ボンベ6の充填残量Rgが所定値R1を下回った場合には、燃料電池スタック1の発電継続が不可能と判断し、燃料電池システムの運転を停止する。ここで、所定値R1としては、水素ボンベ6の最大充填レベルの1%から5%レベルに設定するのが良い。
The fuel cell stack 1 may affect the life of the fuel cell stack 1 if the supply of fuel gas, particularly hydrogen, is insufficient with respect to the amount of power generation. For this reason, when the remaining amount Rg of the
充填残量Rgの低下に基づき燃料電池スタック1の発電を停止した後も、商用交流電源20が異常の場合は、負荷23への電力供給はUPS装置22より行うことになる。
Even after the power generation of the fuel cell stack 1 is stopped based on the decrease in the remaining charge Rg, if the commercial AC power supply 20 is abnormal, power is supplied to the
このとき、従来のシステム本体14は、システム出力端子3を通じて制御装置4に電力を受電することになり、UPS装置22は、負荷23に加え、補助電源4Aを含む制御装置4の消費電力を供給することになる。このため、UPS装置の負荷23に対するバックアップ可能時間が減る可能性があった。
At this time, the conventional system
これに対して、本実施例のように、補助電源4Aをスリープ状態とすれば、制御装置4の消費電力をゼロあるいは最小限まで絞り込み、UPS装置のバックアップ可能時間を長期化することができる。 On the other hand, if the auxiliary power supply 4A is set to the sleep state as in the present embodiment, the power consumption of the control device 4 can be reduced to zero or the minimum, and the backup possible time of the UPS device can be prolonged.
このとき、補助電源4Aがスリープ状態となった場合は、スリープ遷移前の演算部4Bの各種パラメータの設定状態が失われる恐れがある。そこで、停止制御部4Kの指示に基づき、不揮発性メモリ(EEPROM)4Dへ演算部4Bのパラメータを保存することにより、スリープ移行の前後でパラメータの設定状態を維持することができる。
At this time, when the auxiliary power supply 4A enters the sleep state, there is a possibility that the setting state of various parameters of the calculation unit 4B before the sleep transition is lost. Therefore, the parameter setting state can be maintained before and after the sleep transition by storing the parameter of the calculation unit 4B in the nonvolatile memory (EEPROM) 4D based on the instruction of the
なお、リセット手段4Cにおいて、スリープ状態のリセット条件として、電圧Voが所定の電圧閾値V1に対し大きい条件を設けている。これは、商用交流電源20が停電から復帰したことを判定するために設けている。もし、燃料電池システムの外部で停電および停電復帰を判定している場合には、閾値V1に対する判定を無視し、外部スリープ信号Seの操作のみでスリープ状態の管理を行っても良い。 In the reset means 4C, a condition that the voltage Vo is larger than the predetermined voltage threshold value V1 is set as a reset condition in the sleep state. This is provided to determine that the commercial AC power supply 20 has recovered from a power failure. If a power failure and recovery from a power failure are determined outside the fuel cell system, the determination on the threshold value V1 may be ignored, and the sleep state may be managed only by operating the external sleep signal Se.
以上の実施例によれば、商用電源が停電し、燃料電池システムとUPSでの電源バックアップ時間を、「PEFC発電によるそのガス欠までのバックアップ時間+UPSでのバックアップ時間=従来よりも長時間」となるよう、できる限り延ばすことができる。 According to the above embodiment, the power supply backup time in the fuel cell system and the UPS is cut off from the commercial power supply, and the backup time until the lack of gas by the PEFC power generation + the backup time in the UPS = longer than before. It can be extended as much as possible.
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施形態2によるバックアップ電源システムの全体概略構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an overall schematic configuration diagram of a backup power supply system according to the second embodiment of the present invention.
実施の形態1で既に述べた内容については詳細を省略する。図3は、2台のシステム本体14および14’に設けられたそれぞれの出力端子3、3’を負荷23に対し並列接続したシステム構成となっている。また、負荷23は負荷23Aと負荷23Bに分けられており、負荷23Bには開閉器23Cが接続され、システム出力3、整流装置21、UPS装置22および負荷23Aの全てと、負荷23Bとの接続を切り離し可能なように構成している。ここで、例えば通信基地局などの負荷には、基地局本体のほか監視装置、空調などが備わっており、その重要度は監視装置、基地局本体、空調の順のように優先順位をつけることができる。負荷23Aと負荷23Bの関係では、より優先度の高い負荷を23Aに、優先度の低い負荷を23Bに接続する。また、開閉器23Cは、システム本体14’上のSd’信号が接続されており、Sd’信号により開閉が可能となっている。
Details of the contents already described in the first embodiment are omitted. FIG. 3 shows a system configuration in which the
水素貯蔵手段15の水素供給配管7、水素ボンベ6の充填残量Rg信号、および電力端子は、全て並列に2台のシステム本体14、14’に接続されている。さらに、2台のシステム本体14、14’の通信端子IF、IF’を接続し、相互に通信が可能な構成となっている。
The hydrogen supply pipe 7 of the hydrogen storage means 15, the filling remaining amount Rg signal of the
このような構成によれば、2台のシステム出力3、3’から負荷23に電力を供給できるため1台の場合に比べより多い瞬時電力のバックアップが可能となる。ここで、2台のシステム本体14、14’において、ガス欠判定部4Gで用いる閾値R1、およびR1’をR1’>R1の関係に設定する。このようにすれば、燃料電池スタック1の発電に伴い水素ボンベ6の充填残量Rg信号が低下した場合に、まずシステム本体14’がスリープ動作に入り、システム本体14は運転を継続する。このとき、システム本体14’のSd’信号の操作により、開閉器23Cを開放する。2台のうち1台の発電を停止すれば、水素ボンベ6の時間当たりの消費量を低減できるため、バックアップ時間を延長でき、かつ開閉器23Cの開放により重要度の低い負荷を切り離すことで、重要度の高い負荷に対して更なるバックアップ時間の延長が可能となる。
According to such a configuration, since power can be supplied to the
1…燃料電池スタック、2…補機、3…システム出力端子、4…制御装置、6…水素ボンベ、8…充填監視装置、Rg…充填残量、14…システム本体、15…水素貯蔵装置、20…商用交流電源、21…整流装置、22…UPS装置、23…電力負荷。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell stack, 2 ... Auxiliary machine, 3 ... System output terminal, 4 ... Control apparatus, 6 ... Hydrogen cylinder, 8 ... Filling monitoring device, Rg ... Remaining filling amount, 14 ... System main body, 15 ... Hydrogen storage device, 20 ... Commercial AC power source, 21 ... Rectifier, 22 ... UPS device, 23 ... Electric power load.
Claims (8)
燃料電池スタックと、この燃料電池スタックへの燃料の供給を助勢する補機と、前記無停電電源装置と前記燃料電池システムの電力出力部から電力を受け取り、前記補機への駆動電力の供給およびその制御を担う制御装置とを備えた燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の燃料残量を監視する燃料残量監視手段と、この燃料残量が所定量未満になったとき、前記制御装置をスリープモードに移行させ、前記制御装置での消費電力を抑制する電力抑制手段を有し、
前記制御装置は不揮発性メモリを備え、前記燃料電池の燃料が所定量未満になったとき、前記電力抑制手段による電力抑制に先立ち、前記制御装置のパラメータを前記不揮発性メモリに記録する手段を備えていることを特徴とする燃料電池システム。 A power load fed from a commercial power supply, an uninterruptible power supply configured to include a battery so as to form a backup power supply to the power load, and an electric power generated by the uninterruptible power supply attached to the power load A fuel cell system for connecting to supply
A fuel cell stack, an auxiliary device for assisting the supply of fuel to the fuel cell stack, the uninterruptible power supply and the power output unit of the fuel cell system, receiving power from the power supply unit, supplying driving power to the auxiliary device, and In a fuel cell system provided with a control device responsible for the control,
Fuel remaining amount monitoring means for monitoring the fuel remaining amount of the fuel cell, and when the fuel remaining amount becomes less than a predetermined amount, the control device is shifted to a sleep mode to suppress power consumption in the control device. Having power suppression means ,
The control device includes a non-volatile memory, and includes means for recording parameters of the control device in the non-volatile memory prior to power suppression by the power suppression unit when the fuel in the fuel cell becomes less than a predetermined amount. fuel cell system, characterized by that.
前記燃料電池システムは、燃料電池スタックと、この燃料電池スタックへの燃料の供給を助勢する補機と、前記無停電電源装置と前記燃料電池システムの電力出力部から電力を受け取り、前記補機への駆動電力の供給およびその制御を担う制御装置とを備えたバックアップ電源システムにおいて、
前記燃料電池の燃料残量を監視する燃料残量監視手段と、この燃料残量が所定量未満になったとき、前記制御装置をスリープモードに移行させ、前記制御装置での消費電力を抑制する電力抑制手段を有し、
前記制御装置は不揮発性メモリを備え、前記燃料電池の燃料が所定量未満になったとき、前記電力抑制手段による電力抑制に先立ち、前記制御装置のパラメータを前記不揮発性メモリに記録する手段を備えていることを特徴とするバックアップ電源システム。 A power load fed from a commercial power supply, an uninterruptible power supply configured to include a battery so as to form a backup power supply to the power load, and an electric power generated by the uninterruptible power supply attached to the power load A fuel cell system connected to supply
The fuel cell system receives power from a fuel cell stack, an auxiliary device that assists the supply of fuel to the fuel cell stack, the uninterruptible power supply and the power output unit of the fuel cell system, and supplies the auxiliary device to the auxiliary device. In a backup power supply system equipped with a control device for supplying and controlling the driving power of
Fuel remaining amount monitoring means for monitoring the fuel remaining amount of the fuel cell, and when the fuel remaining amount becomes less than a predetermined amount, the control device is shifted to a sleep mode to suppress power consumption in the control device. Having power suppression means ,
The control device includes a non-volatile memory, and includes means for recording parameters of the control device in the non-volatile memory prior to power suppression by the power suppression unit when the fuel in the fuel cell becomes less than a predetermined amount. backup power system, characterized by that.
前記燃料電池システムは、燃料電池スタックと、この燃料電池スタックへの燃料の供給を助勢する補機と、前記無停電電源装置と前記燃料電池システムの電力出力部から電力を受け取り、前記補機への駆動電力の供給およびその制御を担う制御装置とを備えたバックアップ電源システムの制御方法において、
前記燃料電池の燃料残量を監視する燃料残量監視ステップと、この燃料残量が所定量未満になったとき、前記制御装置をスリープモードに移行させ、前記制御装置での消費電力を抑制する電力抑制ステップと、前記燃料電池の燃料が所定量未満になったとき、前記電力抑制ステップに先立ち、前記制御装置のパラメータを不揮発性メモリに記録するステップとを備えたことを特徴とするバックアップ電源システムの制御方法。 A power load fed from a commercial power supply, an uninterruptible power supply configured to include a battery so as to form a backup power supply to the power load, and an electric power generated by the uninterruptible power supply attached to the power load A fuel cell system connected to supply
The fuel cell system receives power from a fuel cell stack, an auxiliary device that assists the supply of fuel to the fuel cell stack, the uninterruptible power supply and the power output unit of the fuel cell system, and supplies the auxiliary device to the auxiliary device. In a control method of a backup power supply system provided with a control device for supplying and controlling the driving power of
A fuel remaining amount monitoring step for monitoring the remaining amount of fuel in the fuel cell, and when the remaining fuel amount becomes less than a predetermined amount, the control device is shifted to a sleep mode to suppress power consumption in the control device. A backup power supply comprising: a power suppression step; and a step of recording a parameter of the control device in a non-volatile memory prior to the power suppression step when the fuel in the fuel cell becomes less than a predetermined amount How to control the system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008084026A JP5114265B2 (en) | 2008-03-27 | 2008-03-27 | Fuel cell system, backup power supply system and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008084026A JP5114265B2 (en) | 2008-03-27 | 2008-03-27 | Fuel cell system, backup power supply system and control method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009238624A JP2009238624A (en) | 2009-10-15 |
| JP5114265B2 true JP5114265B2 (en) | 2013-01-09 |
Family
ID=41252310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008084026A Expired - Fee Related JP5114265B2 (en) | 2008-03-27 | 2008-03-27 | Fuel cell system, backup power supply system and control method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5114265B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104659902A (en) * | 2015-02-05 | 2015-05-27 | 江苏科技大学 | Continuous power supply control device of ship signal detecting and alarming system and implementation method thereof |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102361345B (en) * | 2011-10-21 | 2013-06-26 | 浙江大学 | Seamless switching control method for uninterrupted power supply of fuel cell |
| JP5901976B2 (en) * | 2012-01-16 | 2016-04-13 | 株式会社ガスター | Water heater |
| JP7120055B2 (en) | 2019-01-30 | 2022-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | fuel cell system |
| CN115021392B (en) * | 2022-07-26 | 2025-05-23 | 中国科学院上海应用物理研究所 | Emergency power supply system based on hydrogen fuel cell |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251868A (en) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | fuel cell power generator |
| JP3519899B2 (en) * | 1997-03-31 | 2004-04-19 | 三洋電機株式会社 | Uninterruptible power system |
| JP4102572B2 (en) * | 2002-02-13 | 2008-06-18 | 荏原バラード株式会社 | Fuel cell power generation system |
| JP2004112871A (en) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Ntt Power & Building Facilities Inc | Uninterruptible power supply unit |
| JP4500240B2 (en) * | 2005-09-22 | 2010-07-14 | 株式会社荏原製作所 | Operation method of emergency fuel cell power generator for traffic management system |
| JP5033379B2 (en) * | 2006-08-24 | 2012-09-26 | 株式会社Eneosセルテック | Starting method of fuel cell power generation system |
-
2008
- 2008-03-27 JP JP2008084026A patent/JP5114265B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104659902A (en) * | 2015-02-05 | 2015-05-27 | 江苏科技大学 | Continuous power supply control device of ship signal detecting and alarming system and implementation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009238624A (en) | 2009-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101795016B (en) | Method for controlling fuel cell system | |
| US7846568B2 (en) | Power supply and control method therefor | |
| US20120025615A1 (en) | Power supply apparatus | |
| CN109017309A (en) | Storage battery control system for electric automobile, storage battery system and vehicle | |
| JP4763660B2 (en) | Power system | |
| JP5114265B2 (en) | Fuel cell system, backup power supply system and control method thereof | |
| KR20130141427A (en) | Power supply device | |
| CN108437835A (en) | Power-supply system | |
| JP2005237121A (en) | Solar power generation system with power storage function | |
| KR20160072975A (en) | Power generation system using fuel cell electric vehicle and control method thereof | |
| JP6574696B2 (en) | Power control apparatus, power control method, and fuel cell system | |
| CN210053245U (en) | Dual-power switching device and system | |
| US7307360B2 (en) | Uninterruptible power supplies | |
| CN114312492B (en) | Hydrogen fuel cell forklift and power-on and power-off control system thereof | |
| CN115962547A (en) | Air conditioner and control method thereof | |
| JP2007280741A (en) | Fuel cell device | |
| CN113883703A (en) | Air conditioner indoor unit | |
| CN117117818B (en) | DC power supply system and integrated power supply equipment | |
| CN219875165U (en) | Control circuits and energy storage equipment for energy storage equipment | |
| CN216146119U (en) | Bidirectional charging system | |
| JP2007215262A (en) | Power storage system | |
| US12261477B2 (en) | Backup power supply device and method for controlling backup power supply device | |
| US11283091B2 (en) | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system | |
| CN116365652A (en) | Battery pack control method, battery pack and energy storage device | |
| CN100546079C (en) | A fuel cell system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120703 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120903 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121002 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121015 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151019 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |