专利名称：燃料电池系统的工作控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于高效率地使用燃料电池系统的工作控制装置。
背景技术：
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。
发明内容
本发明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。
本发明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。
本发明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。
本发明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。
图1为本发明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来说明本发明的实施例。
图1示出用于实现本发明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Edo与直流电压指令值一致的方式运算上述变换器1-1c的电流指令值Isys*，把上述电流指令值Isys*输出给连接电流调整器8。把直流电压Edo用作反馈值，使其与电压指令值一致。此外，把变换器1-1c的输出电流Iinv输入给电流检测器11，上述电流检测器11将其变换成规定值Isys并输出给上述连接电流调整器8。把电流检测值Iinv用作反馈值，使其与电流指令值Isys*一致。
此外，相位检测器9运算跟随上述电压检测值VL1的相位的振幅为“1”的相位信号Asin、及系统电压的振幅值Vrms，并将其输出给上述系统电流调整器。
此外，把上述燃料电池FC1输出的上述电流值IFC、及由电力控制器4输入的电流指令值IREFb输入给DC/DC变换器1-1b的电流调整器10b，电流调整器10b以使电流检测值IFC与电流指令值IREFb一致的方式输出脉冲信号GPb。
同样，把二次电池Bat输出的电流检测值IBT、及由上述电力控制器4输入的电流指令值IREFa输入给DC/DC变换器1-1a的电流调整器10a，上述电流调整器10a以使上述电流检测值IBT与上述电流指令值IREFa一致的方式输出脉冲信号GPa。
图3示出上述连接电流调整器8的结构。
图3中，把上述电流指令Isys*及上述相位信号Asin输入给乘法器Pr1，上述乘法器Pr1把这些输入值相乘，输出振幅Isys*的正弦波形的电流指令值Ia*。由于把上述相位信号Asin调整成跟随系统电压的a相，故上述电流指令Ia*成为a相的功率因数为1的电流指令值。把上述电流指令Ia*输入给乘法器Pr2及减法器def2，上述乘法器Pr2在作为输入值的Ia*上乘以“-1”，输出b相的电流指令值Ib*。此外，把上述电流指令值Ia*及上述电流检测值的a相电流Isysa输入给上述减法器def2，该def2运算差分值dI1，将其输出给电流调整器12a。
同样，把上述电流指令值Ib*及上述电流检测值的b相电流Isysb输入给减法器def1，该def1运算差分值dI2，将其输出给电流调整器12b。
上述电压振幅值Vrms是在上述变换器1-1c所连接的系统2中的规定的电压值，将其作为指令值输出给乘法器Pr3。上述乘法器Pr3把上述电压振幅检测值Vrms与上述相位信号Asin相乘，输出振幅Vrms的正弦波形的电压前馈指令值Va*。一旦把上述相位信号Asin调整成跟随系统电压的a相的正弦波，上述电压前馈指令Va*就与a相的电压指令值大体一致了。把上述电压前馈指令Va*输入给乘法器Pr4及减法器Ad1，上述乘法器Pr4在作为输入值的Va*上乘以“-1”，把b相的电压前馈指令值Vb*输出给加法器。
上述电流调整器12a、12b以使分别输入的差分值成为零的方式来调整各自的输出值Via及Vib。把上述各电流调整器12a、12b的各输出值分别输入给加法器Ad1及加法器Ad2，上述加法器Ad1把上述电压前馈指令值Va*与上述输出值Via相加所得的结果Vao*输出给PWM运算器PWM(脉冲输出单元)。此外，上述加法器Ad2把上述电压前馈指令值Vb*与上述输出值Vib相加所得的结果Vbo*输出给上述PWM运算器PWM。上述PWM运算器PWM把输入的各值Vao*及Vbo*、与三角波相比较，把使上述单相逆变器工作的选通脉冲GPO输出给上述变换器1-1c的选通电路。
图4示出上述电流调整器10a的结构。
图4中，分别把上述电流指令值IREFa及上述电流检测值IBAT输入给减法器def3，上述减法器def3运算上述电流指令值IREFa与上述电流检测值IBAT的差分值，将其输出给电流调整器13a。上述电流调整器13a以使上述输入的差分值成为零的方式来调整输出负载指令值Da*，把上述输出值Da*输出给脉冲运算器14a。上述脉冲运算器14a把输入的值Da*与三角波相比较，把使上述DC/DC变换器1-1a工作的选通脉冲GPa输出给上述DC/DC变换器1-1a的选通电路。
此外，图5示出上述电流调整器10b的结构。
图5中，分别把上述电流指令值IREFb及上述电流检测值IFC输入给减法器def4，上述减法器def4运算上述电流指令值IREFb与上述电流检测值IFC的差分值，将其输出给电流调整器13b。
上述电流调整器13b以使输入的差分值成为零的方式来调整每一个输出负载指令值Db*，把上述输出值Db*输出给脉冲运算器14b。上述脉冲运算器14b把输入的值Db*与三角波相比较，把使上述DC/DC变换器1-1b动作的选通脉冲GPb输出给上述DC/DC变换器1-1b的选通电路。
图6～图10示出上述电力控制器4的结构。
图6中，把上述系统电流IL1及上述系统电压VL1输入给电力检测器15，根据电流IL1及电压VL1运算电力PD，把运算出的输入电力运算值PD输出给电力调整器16及负载电力运算器17。此外，把上述二次电池电压检测值Ea输入给上述负载电力运算器17及电池控制器18。
上述电池控制器18具有电池剩余容量运算的功能，例如使用二次电池Bat的电压Ea与剩余容量的关系式来运算电池的剩余容量Wa，并把上述剩余容量Wa输出给上述电力调整器16。图中，只把电压取入到电池控制器18，但是，也可以使用通过取入二次电池的电流、根据电流积分值来运算剩余容量等方法。
使用图7，说明上述电力调整器16的结构。把上述输入电力运算值PD、输入电力阈值PD*、及电池剩余容量运算值Wa输入给上述电力调整器16。把上述输入电力阈值PD*及上述输入电力运算值PD输入给减法器def5，上述减法器def5把上述输入电力运算值PD与上述输入电力阈值PD*的偏差输出给积分器19。
上述积分器19把上述偏差积分，把积分所得的结果即二次电池电流指令值Idbat输出给充放电转换器20。上述积分器19具有限幅功能、以使积分不溢出，把积分器19设定成限幅的下限值为零而上限值适合于二次电池可以输出的最大电流值、以使只当上述偏差为正时(输入电力运算值PD比输入电力阈值PD*大时)该积分器19才工作。
此外，把上述电池剩余容量运算值Wa输入给充放电转换判定器21，上述充放电转换判定器21输出信号“1”、以便在电池剩余容量Wa在二次电池放电停止容量设定值BL以下时上述充放电转换器20的状态成为输出充电电流指令值Icbat的状态；在上述电池剩余容量运算值Wa成为二次电池充电停止容量设定值BH之前，保持信号“1”保持，如果上述电池剩余容量运算值Wa与上述设定值BH一致则上述输出信号变为“0”。这样，以使输出信号不立刻变成“0”的方式使迟滞现象得以保持，而使充电成为可能。
利用上述设定值BH可以调整充电量，作为设定值希望是二次电池容量使用范围的满充电值、或者是具有充电裕量而比满充电值小一些的值。此时，还可以通过变更上述设定值BL使充电的开始时间提前。
通过把上述设定值BH及上述设定值BL可变，能够调整在夜间充电或在输入电力小的时候的充电等动作及充电量。
图6的上述负载电力运算器17利用数式1所示的计算来运算上述负载3消耗的负载电力PL，并把负载电力运算值PL输出给滤波器22。
PL＝PD-(IREFa×Ea+IREFb×Eb)……(数式1)上述滤波器把去除了负载电力PL的急剧的变动分量、即高频分量的负载电力运算值PLF输出给电力指令值运算器23。电力指令值运算器23运算跟随负载电力运算值PL的变化的电力指令值Pout，把上述电力指令值Pout输出给延时附加器24及燃料换算器25。
如上所述，构成了这样一种燃料电池系统的工作控制装置，包括通过通断单元BR1与电力系统2电连接的第1电力变换器1-1c；通过第2电力变换器1-1b与电力变换器1-1c的直流部分连接的燃料电池FC1；通过第3电力变换器1-1a与该直流部分连接的二次电池Bat；对电力变换器1-1c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CT4；对通断单元BR1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PT1；对燃料电池FC1输出的电流进行检测的燃料电池电流检测单元CT3；对燃料电池FC1的电压Eb进行检测的燃料电池电压检测单元；对该二次电池Bat输出的电流进行检测的二次电池电流检测单元CT2；以及对二次电池Bat的电压Ea进行检测的二次电池电压检测单元，其中还包括输入电流检测器IL1，该输入电流检测器对该第1电力变换器1-1c、及在电力系统2中与第1电力变换器1-1c并联连接的电气负载3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输入电流检测器IL1及系统侧电压检测器PT1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61输出运算负载3消耗的负载电力的单元。
使用图8，说明上述电力指令运算器23的动作。
上述燃料电池FC1可输出的电力随投入的燃料量(改性煤气量)而变化，例如，如果分级地调整上述燃料调整用阀VV1，则可输出的电力分级地变化，假定此时的电力变动幅度为dp。如果阀VV1的调整幅度变小则燃料电池可输出的电力dp变小，但是，在此以分级的调整为例加以说明。上述电力指令运算器23，如图8的曲线所示那样，以使上述电力指令值Pout不越过输入与输出之比为1(斜率为1)的线Ln0的方式、呈台阶状变化。此时台阶的高度由上述输出变化幅度dp确定，如果输入值与上述线Ln0之差变成上述变化幅度dp以上了，则使上述电力指令值Pout增加一个上述变化幅度dp。此外，预先限制上述电力指令值Pout的最大值，使之成为燃料电池输出最大容量Pmax。
图9示出上述电力算值PLF及上述电力指令值Pout的动作。对于负载PL的变动，燃料电池的输出指令值Pout跟随上述电力运算值PLF。
图6的上述燃料换算器25运算与上述电力指令值Pout相当的上述燃料调整用阀VV1的开度指令SVV1，通过使上述燃料调整用阀VV1的开度变化把与上述电力指令值Pout相当的燃料流量供给上述燃料电池。实际上，即使使燃料流量变化，由于管道的传输延时或者从燃料制造氢气等改性煤气制造的延时等缘故，也不能使电输出立刻增加。为此，上述延时附加器24把与上述管道或氢气制造等延时部分的时间相当的延时时间附加到上述电力指令值Pout上，并把附加了延时的电力指令值PoutD输出给电流换算器26。
把上述电力指令值PoutD及上述燃料电池电压Eb输入给上述电流换算器26，用PoutD除以Ed来运算上述燃料电池的电流指令值IREFb。
图10说明上述延时附加器24的结构。
输入给上述延时附加器24的上述电力指令值Pout构成为，当指令值增加时，由延时要素delay使Pout的变化延时一规定时间(与从燃料增加开始到变成可以发电的延时时间相当的时间)，相反地，当上述电力指令值Pout减少时，对其不附加延时时间(在本实施例中，构成为当电力指令值Pout减少时不附加延时时间，但是也可以附加延时时间，在此情况下，燃料电池输出电力变得容易超过负载电力，二次电池充电动作的时间增加)。
使用图11，说明本实施例的电力变换装置的动作。
由于上述负载电力PL、上述电力运算值PLF、及上述电力指令值PoutD(在Pout上负担了上升时的延时时间的信号)的动作在图9中已作说明，故省略。在把上述输入电力阈值PD*设定为例如0kW时，从二次电池供给PL与Pout的差分值，由此，在PL比Pout大时二次电池动作，放电该差分值并使输入电力维持在0kW。相反地，在PL比Pout小时，二次电池动作，充电(由燃料电池充电)该差分值并使输入电力维持在0kW。
如上所述，构成了一种具有下面所示结构的燃料电池系统的工作控制装置。
该燃料电池系统的工作控制装置，包括通过通断单元BR1与电力系统2电连接的第1电力变换器1-1c；通过第2电力变换器1-1b与电力变换器1-1c的直流部分连接的燃料电池FC1；通过第3电力变换器1-1a与直流部分连接的二次电池Bat；对电力变换器1-1c输出的交流电流Iinv进行检测并输出电流检测值的电流检测单元CT4；对通断单元BR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PT1；对燃料电池FC1输出的电流进行检测的燃料电池电流检测单元CT3；对燃料电池FC1的电压Eb进行检测的燃料电池电压检测单元；对二次电池Bat输出的电流值IBT(电流检测值)进行检测的二次电池电流检测单元CT2；以及对二次电池Bat的电压Ea进行检测的二次电池电压检测单元，其中还具有控制装置，该控制装置包括电压调整单元7(电压控制器)，该单元把第1电力变换器1-1c的检测出的直流电压Edo用作反馈值，以与电压指令值一致的方式输出电流指令值Isys*；电流调整单元12a、12b(电流调整器)，该单元把上述电流检测值Iinv用作反馈值，以与该电流指令值Isys*一致的方式输出变换器1-1c的输出电压指令值Vao*、Vbo*；以及脉冲输出单元(PWM运算器)，该单元输入该输出电压指令值、输出用于使第1变换器1-1c驱动的脉冲GPo，该控制装置按照该电流指令值Isys*使电力对系统进行充电/放电工作。
此外，可具有电力变换器1-1a、1-1b、1-1c。第2电力变换器1-1b的控制单元包括使燃料电池电流IFC与电流指令值IREF-b一致的电流控制单元13b(电流控制器)，第3电力变换器1-1a的控制单元包括使二次电池电流IBT与电流指令值IREF一致的电流控制单元13a。
还可具有输入电流检测器CT1，该输入电流检测器对第1电力变换器1-1c、及在上述电力系统中与第1电力变换器1-1c连接起来的电气负载3这两者的电流的总计值进行检测；第1电力运算单元15(电力控制器)，该第1电力运算单元15根据利用输入电流检测器CT1及系统侧电压检测器PT1检测出的输入电流IL1及系统电压VL1运算输入电力PD；第2运算单元17(变换器控制器)，该第2电力运算单元17运算第1电力变换器1-1c输出的电力；以及根据第1电力运算单元15及第2电力运算单元17的输出运算上述负载3消耗的负载电力的单元4(电力控制器)。
利用这些结构检测输入电力。由此，利用二次电池进行限幅(peakcut)工作。
此外，根据输入电力检测值和控制内部的二次电池及发电设备的指令值来运算负载电力。
此外，在作成燃料电池的指令值中使用负载电力。
此外，使发电设备的输出跟随负载电力变动的低频部分。
此外，在燃料增加时，把燃料管道的延时等引起的FC发电以前的时间延时附加到电流指令值的增加上。
此外，对于用于从燃料电池取出电流的电流控制指令值，设置限制。
按照本发明能够检测输入电力。由此，由于使二次电池进行限幅工作，故可防止由于发电设备的输出延时而使输入电力超过输入允许值。
按照本发明，能够根据输入电力检测值和控制内部的二次电池、发电设备的指令值进行计算而求出负载电力。由此，不需要负载电力的电流、电压传感器了。
按照本发明，能够在燃料电池的指令值的作成中使用负载电力。由此，能够把来自二次电池的电力分离开来、进行使燃料电池跟随负载电力的工作。
按照本发明，能够使发电设备的输出跟随负载电力变动的低频部分。由此，不从二次电池长时间地输出大电力，能够减小二次电池容量。此外，能够防止因负载变动而频繁地增减燃料的情况，可提高投入的燃料在发电中使用的比例，能够使系统高效率化。
按照本发明，由于在燃料增加时，把燃料管道的延时等引起的、FC发电以前的时间延时附加到电流指令值的增加上，故在把燃料供给燃料电池以后就可以输出电力，可防止电极的劣化。
按照本发明，由于对于用于从燃料电池取出电流的电流控制指令值设置了限制，故能够防止燃料电池的过载。
权利要求
1.一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。
2.一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，其特征在于还包括对上述第1电力变换器和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；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电力运算单元的输出运算上述负载消耗的负载电力的单元。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统的工作控制装置，其特征在于，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，以与电力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且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对电力和系统进行充电/放电动作。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统的工作控制装置，其特征在于，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。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的燃料电池系统的工作控制装置，其特征在于，具有以使上述第2电力变换器的输出电力与该负载电力大体一致的方式、根据上述负载电力检测值运算燃料电池输出的电流指令值的单元。
6.根据权利要求1至4的任一项所述的燃料电池系统的工作控制装置，其特征在于，上述控制装置包括根据上述负载电力检测值求出平均值的单元。
7.根据权利要求1至4的任一项所述的燃料电池系统的工作控制装置，其特征在于，当上述负载电力增加，该输入电力超过输入设定值时，上述第3电力变换器的控制装置包括从二次电池输出电力的单元。
全文摘要
提供一种燃料电池系统的工作控制装置。在现有技术中由于未检测输入电力，故不能控制输入电力，而且由于照原样使用负载电力，故在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。本发明由于对输入电力进行控制，故使二次电池进行限幅工作。而且，根据输入电力检测值和控制内部的二次电池及发电设备的指令值来运算负载电力，加入滤波器，并且在燃料电池的指令值的作成中使用负载电力。
文档编号H01M8/00GK1507101SQ20031011977
公开日2004年6月23日 申请日期2003年12月5日 优先权日2002年12月10日
发明者一濑雅哉, 武田贤治, 二见基生, 小町谷昌宏, 久保谦二, 二, 昌宏, 治, 生 申请人:日立家用电器公司