燃料电池系统的工作控制装置制造方法及图纸

一种燃料电池系统的工作控制装置，包括：通过通断单元与电力系统电连接的第１电力变换器；通过第２电力变换器与该电力变换器的直流部分连接的燃料电池；通过第３电力变换器与该直流部分连接的二次电池；对该电力变换器输出的交流电流进行检测并输出电流检测值的电流检测单元；对上述通断单元的系统侧交流电压进行检测并输出电压检测值的电压检测单元；对上述燃料电池输出的电流进行检测的燃料电池电流检测单元；对该燃料电池的电压进行检测的燃料电池电压检测单元；对该二次电池输出的电流进行检测的二次电池电流检测单元；以及对该二次电池的电压进行检测的二次电池电压检测单元，其特征在于：　　　　在上述电力系统中，具有对上述第１电力变换器、及与该第１电力变换器并联连接起来的电气负载这两者的电流的总计值进行检测的输入电流检测器。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于高效率地使用燃料电池系统的工作控制装置。
技术介绍
在日本特开2002-63927号公报中，具有当电气负载量增加时，从燃料电池与负载间的电路电流的增加到使燃料电池的燃料增加，由二次电池进行其延时部分的放电的单元。即，在该文献中记述了这样的燃料电池系统的控制方法，即，在具有用于使燃料电池动作的气体泵、液体泵、或控制阀等副机，以由工业电源或燃料电子系统对该副机供给电力、进行对燃料电池的氢气供给或燃料电池的冷却或设备的控制的方式构成的燃料电池系统中，当外燃料电池系统对上述副机进行电力供给之前工业电源停电时，由与燃料电池连接的二次电池对上述副机供给工作电力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供以能够检测来自电力系统的输入电力的方式构成的燃料电池系统的工作控制装置。本专利技术的目的还在于提供能够根据输入电力通过运算而求出负载功率的燃料电池系统的工作控制装置。此外，在照原样使用负载电力而负载陡峭地变动的情况下，有燃料电池的燃料频繁地变动、燃料电池的效率劣化的可能性。本专利技术致力于使燃料电池输出跟随负载而工作。此外，致力于对二次电池进行控制，以使输入电力不变成规定值以上。此外，致力于高效率地使用燃料电池及二次电池。本专利技术提供下面示出的结构。一种燃料电池系统的工作控制装置，包括通过通断单元与电力系统电连接的第1电力变换器；通过第2电力变换器与该电力变换器的直流部分连接的燃料电池；通过第3电力变换器与该直流部分连接的二次电池；对该电力变换器输出的交流电流进行检测并输出电流检测值的电流检测单元；对上述通断单元的系统侧交流电压进行检测并输出电压检测值的电压检测单元；对上述燃料电池输出的电流进行检测的燃料电池电流检测单元；对该燃料电池的电压进行检测的燃料电池电压检测单元；对该二次电池输出的电流进行检测的二次电池电流检测单元；以及对该二次电池的电压进行检测的二次电池电压检测单元，其特征在于在上述电力系统中具有对上述第1电力变换器、及与该第1电力变换器并联连接起来的电气负载这两者的电流的总计值进行检测的输入电流检测器。一种燃料电池的工作控制装置，包括通过通断单元与电力系统电连接的第1电力变换器；通过第2电力变换器与该电力变换器的直流部分连接的燃料电池；通过第3电力变换器与该直流部分连接的二次电池；对该电力变换器输出的交流电流进行检测并输出电流检测值的电流检测单元；对上述通断单元的系统侧交流电压进行检测并输出电压检测值的电压检测单元；对该燃料电池输出的电流进行检测的燃料电池电流检测单元；对该燃料电池的电压进行检测的燃料电池电压检测单元；对该二次电池输出的电流进行检测的二次电池电流检测单元；以及对该二次电池的电压进行检测的二次电池电压检测单元。还具有控制装置，该控制装置包括电力调整单元，该单元把第1电力变换器的检测出的直流电压值用作反馈值，以与电压指令值一致的方式输出电流指令值；电流调整单元，该单元把上述电流检测值用作反馈值，以与该电流指令值一致的方式输出变换器的输出电压指令值；以及脉冲输出单元，该单元输入该输出电压指令值、输出用于使变换器驱动的脉冲，该控制装置按照该电力指令值使电力对系统进行充电/放电工作。此外，还具有电力变换装置，其中，上述第2电力变换器的控制单元包括使燃料电池电流与电流指令值一致的电流控制单元，上述第3电力变换器的控制单元包括使二次电池电流与电流指令值一致的电流控制单元。还包括输入电流检测器，该输入电流检测器对第1电力变换器、及在上述电力系统中与该第1电力变换器并联连接起来的电气负载这两者的电流的总计值进行检测；第1电力运算单元，该第1电力运算单元根据利用该输入电流检测器及上述系统侧电压检测器检测出的输入电流及系统电压运算输入电力；第2电力运算单元，该第2电力运算单元运算上述第1电力变换器输出的电力；以及根据上述第1电力运算单元及上述第2电力运算单元输出运算上述负载消耗的负载电力的单元。附图说明图1为本专利技术的一个实施方式的电力变换装置的结构图。图2为本实施方式的电力变换装置的控制装置的结构图。图3为本实施方式的系统电流调整器的结构图。图4为本实施方式的电流调整器的结构图。图5为本实施方式的电流调整器的结构图。图6为本实施方式的电力控制器的结构图。图7为本实施方式的电流调整器的结构图。图8为本实施方式的电力指令运算器的结构图。图9为本实施方式的电力指令运算器的工作说明图。图10为本实施方式的延时附加器的结构图。图11为本实施方式的燃料电池的工作控制装置的动作说明图。具体实施例方式下面，使用图1～图11来说明本专利技术的实施例。图1示出用于实现本专利技术的电力变换装置的一个实施例。图1示出具有把直流电力变换成单相交流电力、或者把单相交流电力变换成直流电力的功能的电压型电力变换器的单线连接图。在该图中，二次电池Bat与变换直流电压电平的DC/DC变换器1-1a连接。上述DC-DC变换器1-1a与把直流电力变换成交流电力的变换器1-1c的直流侧电容器C1连接，上述变换器1-1c的交流输出端与构成去除高次谐波用的交流滤波器的扼流圈L1连接，上述扼流圈L1与构成上述交流滤波器的电容器C2及通断单元BR1连接。通断单元BR1与电力系统2连接。此外，负载3连接在通断单元BR1与电力系统之间。此外，变换器1-1c的直流侧电容器C1通过DC/DC变换器1-1b与燃料电池FC1连接。燃料电池FC1与管道PP1连接，管道PP1与燃料调整用阀VV1连接。燃料调整用阀VV1与管道PP2连接，燃料调整用阀VV1调整流入管道PP1中的燃料的流量。燃料电池FC1例如使用民用煤气作为燃料，把民用煤气改性变换成富氢气燃料，在构成燃料电池FC1的电池单元中由上述富氢气的煤气与空气的化学反应产生直流电力，将其输入给上述DC/DC变换器1-1b。利用二次电池检测单元检测在电力系统2与负载3之间的、设置在电力系统侧的电流检测器CT1的输入电流检测值IL1、用于检测电力系统2的电压的电压检测单元PT1的检测值VL1、及二次电池Bat的电压检测值Ea，将其输入给电力控制器4(电力控制装置)。此外，电力控制器4把燃料调整用阀VV1的开度信号SVV1输出给燃料调整用阀VV1，还把上述DC/DC变换器1-1a及1-1b的电流指令值IREFa及IREFb输出给变换器控制装置5。把检测流经扼流圈L1的电流的电流检测器CT1的检测值Iinv、电压检测器PT1的检测值VL1、设置在变换器的直流的上述电容器C1的电压检测值EC、用于检测二次电池Bat的输出电流的电流检测单元CT2的电流检测值IBT、燃料电池Bat的电流检测器CT3的电流检测值IFC、以及DC/DC变换器1-1a和1-1b的电流指令值IREFa和IREFb输入到变换器控制装置5。变换器控制装置5输出用于驱动变换器1-1c的选通信号GPO、用于驱动DC/DC变换器1-1a的选通信号GPa、及用于驱动DC/DC变换器1-1b的选通信号GPb。图2示出本实施例的变换器控制装置5的结构。图2中，把上述直流电压检测值EC输入给电压检测器6a，上述电压检测器6a把上述直流电压检测值EC的电压电平变换成规定值Edo，并将其输出给直流电压调整器7。上述直流电压调整器7由比例-积分器构成，以使上述直流电压检测值Ed本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：一濑雅哉，武田贤治，二见基生，小町谷昌宏，久保谦二，
申请(专利权)人：日立家用电器公司，
类型：发明
国别省市：