燃料电池系统和飞行器技术方案

本发明专利技术提供能够在保证燃料电池与蓄电池的作为电源的独立性和冗余性的同时进行对蓄电池的充电的燃料电池系统和飞行器。该燃料电池系统是飞行器用的燃料电池系统，其特征在于，上述燃料电池系统具有燃料电池、蓄电池、马达以及控制部，上述马达通过电路连接上述燃料电池与上述蓄电池作为独立的电源，并且具有使用了双逆变器的双重3相绕组，上述控制部在收到来自上述马达的通常输出要求时以来自上述燃料电池的规定的第1输出驱动上述马达，并且借助由上述马达产生的扭矩对上述蓄电池进行充电。充电。充电。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统和飞行器


[0001]本公开涉及燃料电池系统和飞行器。

技术介绍

[0002]燃料电池(FC)是由一个单电池(以下，存在记载为单元的情况)或者将多个单电池层叠而成的燃料电池组(以下，存在仅记载为电池堆的情况)构成并通过氢等燃料气体与氧等氧化剂气体的电化学反应来取出电能量的发电装置。此外，实际上向燃料电池供给的燃料气体和氧化剂气体多数情况下是与无助于氧化
·
还原的气体的混合物。特别是氧化剂气体是包含氧的空气的情况较多。
[0003]此外，以下，也存在不特别地区别燃料气体、氧化剂气体而简称为“反应气体”或者“气体”的情况。另外，存在将单电池、和层叠单电池而成的燃料电池组都称为燃料电池的情况。
[0004]对燃料电池进行了各种研究。
[0005]例如在专利文献1中公开有搭载了燃料电池的飞行器。
[0006]专利文献1：日本特开2017
‑
081559号公报
[0007]在将燃料电池搭载于飞行器的情况下，与搭载于车辆的情况比较，容易受到天气的影响。
[0008]作为飞行器受到天气等的影响的情况下的燃料电池的故障安全防护技术，要求作为燃料电池的电源的可靠性的提高和输出的提高。
[0009]另外，为了相对于风等从外部的输入的影响、方向变换时等取得航空器等飞行器的平衡，存在反复使燃料电池的输出变化的情况。
[0010]燃料电池相对于输出具有燃料消耗效率较好的动作范围，因此根据燃料电池的使用方式，存在发电效率较低，燃料效率恶化的问题。

技术实现思路

[0011]本公开是鉴于上述实际情况而完成的，其主要目的在于提供一种能够在保证燃料电池和蓄电池的作为电源的独立性和冗余性的同时，进行向蓄电池的充电的燃料电池系统。
[0012]本公开的燃料电池系统是飞行器用的燃料电池系统，其特征在于，上述燃料电池系统具有：燃料电池；蓄电池；马达；以及控制部，上述燃料电池与上述蓄电池作为独立的电源通过电路连接上述马达，上述马达具有使用了双逆变器的双重3相绕组，上述控制部在收到来自上述马达的通常输出要求时，以来自上述燃料电池的规定的第1输出驱动上述马达，并且借助由上述马达产生的扭矩对上述蓄电池进行充电。
[0013]也可以构成为：在本公开的燃料电池系统的基础上，上述控制部在收到来自上述马达的高输出要求时以上述第1输出使上述燃料电池发电，并且以规定的第2输出使上述蓄电池发电，并通过上述燃料电池和上述蓄电池的输出来驱动上述马达。
[0014]也可以构成为：在本公开的燃料电池系统的基础上，上述第2输出的范围是与上述通常输出要求时的上述马达的旋转方向相同的范围。
[0015]也可以构成为：在本公开的燃料电池系统的基础上，上述燃料电池是作为将两个以上的单电池层叠而成的层叠体的燃料电池组，上述燃料电池组在两端具有与上述电路连接的末端接头，并且在两端以外的任意的位置具有能够与上述电路连接的至少一个预备接头，上述电路具有开关，上述开关通过该开关的切换而能够进行上述末端接头与上述预备接头的电路切换，上述燃料电池系统具有测量上述燃料电池组的各单电池的电压的单元电压传感器，上述控制部监控上述单元电压传感器测量出的各单电池的电压，在探测到至少一个上述单电池的电压的降低时，以从上述电路中排除电压降低的该单电池的方式切换上述开关。
[0016]本公开的飞行器具备上述燃料电池系统。
[0017]根据本公开的燃料电池系统，能够在保证燃料电池和蓄电池的作为电源的独立性和冗余性的同时，进行对蓄电池的充电。
附图说明
[0018]图1是表示基于在本公开中使用的双逆变器的双重3相马达的驱动系统的一例的电路示意图。
[0019]图2是表示在本公开中使用的电路的燃料电池附近的一例的示意图，(1)是表示燃料电池的通常运转时的例子的图，(2)是表示单电池(a)的故障时的例子的图，(3)是表示单电池(b)的故障时的例子的图。
[0020]图3是表示本公开的燃料电池系统的控制的一例的流程图。
[0021]图4是表示本公开的燃料电池系统的控制的另一例的流程图。
[0022]附图标记说明
[0023]10
…
燃料电池(燃料电池组)；11
…
第1开关；12
…
第2开关；13
…
第3开关；14
…
第4开关；20
…
蓄电池；30
…
双重3相绕组马达；40
…
第1逆变器；50
…
第2逆变器；60
…
功率元件；70
…
第1末端接头；71
…
第2末端接头；72
…
预备接头。
具体实施方式
[0024]1.第1实施方式
[0025]本公开的燃料电池系统是飞行器用的燃料电池系统，其特征在于，上述燃料电池系统具有：燃料电池；蓄电池；马达；以及控制部，上述燃料电池和上述蓄电池作为独立的电源通过电路连接上述马达，上述马达具有使用了双逆变器的双重3相绕组，上述控制部在收到来自上述马达的通常输出要求时，以来自上述燃料电池的规定的第1输出驱动上述马达，并且借助由上述马达产生的扭矩对上述蓄电池进行充电。
[0026]在本公开中，将燃料气体和氧化剂气体统称为反应气体。向阳极供给的反应气体是燃料气体，向阴极供给的反应气体是氧化剂气体。燃料气体是主要含有氢的气体，也可以是氢。氧化剂气体也可以是氧、空气、干燥空气等。
[0027]本公开的燃料电池系统搭载于飞行器来使用。
[0028]另外，本公开的燃料电池系统也可以搭载于即使通过二次电池的电力也能够飞行
的飞行器来使用。
[0029]本公开的飞行器也可以是航空器。航空器也可以是飞机、垂直起降飞机等。垂直起降飞机也可以是直升机、无人机等。
[0030]飞行器也可以具备本公开的燃料电池系统。
[0031]燃料电池系统具备蓄电池。
[0032]蓄电池(二次电池)只要能够进行充放电即可，例如能够举出镍氢二次电池、和锂离子二次电池等以往公知的二次电池。另外，二次电池也可以是双电层电容器等蓄电元件。二次电池也可以是将多个串联连接的结构。二次电池的充放电也可以由控制部控制。
[0033]燃料电池系统具备马达。
[0034]马达可以是飞行器的旋转翼的马达，也可以是空气压缩机的马达。
[0035]燃料电池和蓄电池作为独立的电源通过电路连接马达，并且马达具有使用了使用双逆变器的双重3相绕组。
[0036]图1是表示基于在本公开中使用的双逆变器的双重3相马达的驱动系统的一例的电路示意图。如图1所示，是通过第1逆变器40驱动具有两组3相绕组的双重3相绕组马达30的1组3相绕组、并通过第2逆变器50驱动另1组3相绕组的系统。
[0037]这里，双重3相绕组马达30是将相互电绝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，是飞行器用的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统具有：燃料电池；蓄电池；马达；以及控制部，所述燃料电池与所述蓄电池作为独立的电源通过电路连接所述马达，所述马达具有使用了双逆变器的双重3相绕组，所述控制部在收到来自所述马达的通常输出要求时，以来自所述燃料电池的规定的第1输出驱动所述马达，并且借助由所述马达产生的扭矩对所述蓄电池进行充电。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述控制部在收到来自所述马达的高输出要求时，以所述第1输出使所述燃料电池发电，并且以规定的第2输出使所述蓄电池发电，通过所述燃料电池和所述蓄电池的输出来驱动所述马达。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，所述第2输出的范围是与所述通常输出要求时的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈部裕树，斋藤公男，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：