專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為燃料電池與二次電池的并聯(lián)系統(tǒng)的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)出了種種作為燃料電池與二次電池的并聯(lián)系統(tǒng)的燃料電池系統(tǒng)(參照例如專利文獻1)。通常，作為燃料電池與二次電池的并聯(lián)系統(tǒng)的燃料電池系統(tǒng)中，定期向燃料電池提供給定量的燃料。從燃料電池所獲得的電能與反應(yīng)燃料量幾乎成正比。之后，對應(yīng)于負載所需要的電能，反應(yīng)燃料量發(fā)生變化，并將反應(yīng)中沒有使用的燃料回收再利用。另外，在只通過從燃料電池所獲得的電能無法滿足負載所需要的電能的情況下，由二次電池的輸出電能對該不足部分進行補償。
但是上述系統(tǒng)中，由于未反應(yīng)燃料的回收時發(fā)生損耗，因此，在燃料電池的發(fā)電電能小于供給燃料量的情況下，存在燃料電池系統(tǒng)的效率低下這一問題。
作為解決相關(guān)問題的方法，有一種是根據(jù)負載所需要的電能來對供給燃料量進行控制，從而不產(chǎn)生未反應(yīng)燃料的方法。
專利文獻1特開2004-71260號公報但是，根據(jù)負載所需要的電能來控制供給燃料量，從而不產(chǎn)生未反應(yīng)燃料的方法中，為了對應(yīng)過渡的負載變動，必須進行高速控制，另外，為了可靠地不產(chǎn)生未反應(yīng)燃料，需要高精度控制，因此存在控制變得復(fù)雜這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問題，目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效化以及控制的簡化的燃料電池系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)，是燃料電池與二次電池的并聯(lián)系統(tǒng)，具有上述燃料電池；燃料供給部，為了讓上述燃料電池提供給定的電能，而將必要的燃料供給給上述燃料電池；上述二次電池；雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，有選擇地進行將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作，與使用上述燃料電池的輸出電能(power)對上述二次電池進行充電的動作；負載電能檢測部，檢測出作為外部負載向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能的負載電能；以及控制部，被輸入上述負載電能檢測部的檢測結(jié)果，在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進行將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作時，如果判斷上述燃料電池的輸出電能大于上述負載電能，則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作切換為使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作；在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進行將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作時，如果判斷上述燃料電池的輸出電能小于上述負載電能，則保持上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作為將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作；同時，在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進行使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作時，如果判斷上述燃料電池的輸出電能大于上述負載電能，則保持上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作為使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作；在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進行使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作時，如果判斷上述燃料電池的輸出電能小于上述負載電能，則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作切換為將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作；上述給定的電壓被設(shè)定為與上述燃料電池的輸出電壓大致相同，對上述燃料電池的輸出電能進行一定控制，使其為上述給定的電能。
通過這樣的構(gòu)成，在上述燃料電池的輸出電能大于上述負載電能的情況下，也即產(chǎn)生了剩余電能的情況下，讓剩余電能對上述二次電池進行充電，在上述燃料電池的輸出電能小于上述負載電能的情況下，也即產(chǎn)生了電能不足的情況下，通過上述二次電池的輸出電能對電能不足進行補償，從而將上述燃料電池組的輸出電能保持為上述給定的電能。通過這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池的高效率化。另外，上述控制部所進行的切換上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作的控制，即使對于過渡性的負載變動，也能夠簡單的進行對應(yīng)。因此，上述構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中，不需要高精度·高速的燃料控制，因此能夠?qū)崿F(xiàn)控制的簡化。
另外，從降低二次電池被滿充電以及二次電池的殘量被耗盡的可能性的觀點出發(fā)，可以讓上述燃料供給部提供給上述燃料電池的燃料量可變，能夠設(shè)置多個上述給定的電能及上述給定的電壓。例如，可以根據(jù)上述負載電能檢測部的檢測結(jié)果，變更上述燃料供給部提供給上述燃料電池的燃料量。
另外，上述任一個構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中，可以具有輸出電能判斷部及供給燃料量控制部；所述輸出電能判斷部判斷是否正在從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負載供電，所述供給燃料量控制部被輸入上述負載電能檢測部的檢測結(jié)果以及上述輸出電能判斷部的判斷結(jié)果，如果不管上述負載電能是否不滿上述給定電能的值，都從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負載供電，則控制上述燃料供給部向上述燃料電池供給燃料。
通過這樣的構(gòu)成，如果不管上述負載電能是否不滿上述給定電能的值，都從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負載供電，則由于向上述燃料電池供給燃料，因此能夠解除燃料電池的燃料不足。
另外，上述任一個構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中，可以讓上述燃料供給部，將基于上述燃料電池系統(tǒng)的輸出的電能作為動作電源。通過這樣，不需要另外設(shè)置燃料供給部用電源。
通過本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)一種可實現(xiàn)高效率化以及控制的簡化的燃料電池系統(tǒng)。


圖1為說明本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一個構(gòu)成例的圖。
圖2為說明燃料電池組的電流-電壓特性以及電流-電能特性的圖。
圖3為說明本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)所具有的雙向轉(zhuǎn)換器的一個構(gòu)成例的圖。
圖4為說明圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)的變形例的圖。
圖5為說明燃料電池組的電流-電壓特性以及電流-電能特性的圖。
圖6為說明本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一個構(gòu)成例的圖。
圖7為說明燃料電池組的電流-電壓特性以及電流-電能特性的圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一個構(gòu)成例如圖1所示。另外，圖1中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)所具有的燃料電池組1的電流-電壓特性曲線TI-V以及電流-電能特性曲線TI-P如圖2所示。
圖1中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)，是燃料電池與二次電池的并聯(lián)系統(tǒng)，具有燃料電池組1、燃料供給部2、二次電池3、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4、模式控制電路5、負載電力檢測部7。
燃料供給部2定期將一定量的燃料供給燃料電池組1。燃料電池組1被控制為，不管負載6所要求的電能如何，都以圖2中的最大電能Pmax或稍小一些的電能Pc進行一定的輸出。
二次電池3的正極與雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的一端相連接。另外，燃料電池組1的輸出端與雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的另一端共通連接，并與負載6相連接。
負載電能檢測部7，檢測出負載6向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能(以下稱作負載電能)，將該檢測結(jié)果輸出給模式控制電路5。例如負載6是DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況下，由于該DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓被固定為給定的設(shè)定值，因此，通過檢測出該DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流，負載電能檢測部7就能夠檢測出負載電能。
模式控制電路5根據(jù)負載電能檢測部7的輸出，控制雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式。
另外，燃料供給部2，將基于燃料電池系統(tǒng)的輸出的電能作為動作電源。也即，圖1中為了便于說明而將燃料供給部2與負載6分開顯示，但實際上燃料供給部2構(gòu)成負載6的一部分。
雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4能夠?qū)Χ坞姵?進行充放電。雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4，在放電模式下，將二次電池3的輸出電壓升壓，輸出給負載6，另外，在充電模式下將燃料電池組1所供給的電壓降低，輸出給二次電池3。另外，讓放電模式下的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的輸出電壓設(shè)定值Vop，與在動作點OP1以及OP2下工作時的燃料電池組1的輸出電壓值一致。
這里，圖3中顯示了雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的一個構(gòu)成例。雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4，由連接二次電池3(圖3中未顯示)的端子4A、線圈4B、電容器4C、放電用開關(guān)器件4D、充電用開關(guān)器件4E、電容器4F、及連接燃料電池組1(圖3中未顯示)與負載6(圖3中未顯示)的端子4G所構(gòu)成。放電用開關(guān)器件4D，由MOSFET(絕緣柵型場效應(yīng)晶體管)以及將線圈4B側(cè)作為陰極的二極管構(gòu)成。另外，充電用開關(guān)器件4E，由MOSFET以及將線圈4B側(cè)作為陽極的二極管構(gòu)成。端子4A與線圈4B的一端以及電容器4C的一端相連接。線圈4B的另一端與放電用開關(guān)器件4D的一端，以及充電用開關(guān)器件4E的一端相連接。電容器4C的另一端以及放大用開關(guān)器件4D的另一端，與二次電池3以及燃料電池組1的負極電位相同。充電用開關(guān)器件4E的另一端與電容器4F的一端以及端子4G相連接，電容器4F的另一端，與二次電池3以及燃料電池組1的負極電位相同。
在放電模式下，在構(gòu)成放電用開關(guān)器件4D的MOSFET導(dǎo)通，且構(gòu)成充電用開關(guān)器件4E的MOSFET截止的狀態(tài)下，通過二次電池3(圖3中未顯示)的輸出電壓，在線圈4B中儲存能量。之后，將構(gòu)成放電用開關(guān)器件4D的MOSFET切換成截止，同時，將構(gòu)成充電用開關(guān)器件4E的MOSFET切換成導(dǎo)通，從而讓線圈4B中所儲存的能量，經(jīng)構(gòu)成充電用開關(guān)器件4E的MOSFET的源-漏極間以及作為整流器件的二極管，提供給與被電容器4F進行了穩(wěn)定化之后的端子4G相連接的負載6(圖3中未顯示)。通過這樣進行升壓放電動作。
另外，在充電模式下，在構(gòu)成充電用開關(guān)器件4E的MOSFET導(dǎo)通，且構(gòu)成放電用開關(guān)器件4D的MOSFET截止的狀態(tài)下，從燃料電池組1(圖3中未顯示)所輸出的電能經(jīng)線圈4B提供給二次電池3(圖3中未顯示)，進行充電。之后，將構(gòu)成充電用開關(guān)器件4E的MOSFET切換成截止，同時，將構(gòu)成放電用開關(guān)器件4D的MOSFET切換成導(dǎo)通，在電容器4C、以及構(gòu)成放電用開關(guān)器件4D的MOSFET的源-漏極之間以及作為整流器件的二極管中通電流，釋放線圈4B中所儲存的能量。通過這樣進行降壓充電動作。
回到圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)繼續(xù)進行說明。燃料電池系統(tǒng)的起動時，模式控制電路5讓雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于放電模式。模式控制電路5，將在動作點OP1及OP2下進行工作時的燃料電池組1的輸出電能值Pc，預(yù)先存儲在內(nèi)部存儲器(圖中未顯示)中，通過將該存儲值與負載電能檢測部7的輸出進行比較，判斷燃料電池組1的輸出電能是否大于負載電能。
模式控制電路5，在判斷雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于放電模式下，且燃料電池組1的輸出電能大于負載電能的情況下，也即判斷產(chǎn)生了剩余電能的情況下，將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式切換成充電模式；在判斷雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于放電模式下，且燃料電池組1的輸出電能小于負載電能的情況下，也即判斷電能不足的情況下，維持雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式為放電模式。另外，在雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于放電模式下，且燃料電池組1的輸出電能等于負載電能的情況下，既可以維持雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式為放電模式，又可以切換成充電模式。
另外，模式控制電路5，在判斷雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于充電模式下，且燃料電池組1的輸出電能大于負載電能的情況下，也即判斷產(chǎn)生了剩余電能的情況下，維持雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式為充電模式；在判斷雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于充電模式下，且燃料電池組1的輸出電能小于負載電能的情況下，也即判斷電能不足的情況下，將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式切換成放電模式。另外，在雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于充電模式下，且燃料電池組1的輸出電能等于負載電能的情況下，既可以維持雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式為充電模式，又可以切換成放電模式。
模式控制電路5通過進行上述控制，在產(chǎn)生了剩余電能的情況下，讓剩余電能對二次電池3進行充電，在判斷產(chǎn)生了電能不足的情況下，通過二次電池3的輸出電能對電能不足進行補償。通過這樣，能夠?qū)⑷剂想姵亟M1的輸出電能保持為一定電能Pc，從而能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池的高效率化。另外，模式控制電路5所進行的放電模式與充電模式的切換控制，即使對于過渡性的負載變動，也能夠簡單的進行對應(yīng)。這樣，圖1中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中，不需要高精度·高速的燃料控制，因此能夠?qū)崿F(xiàn)控制的簡化。
從提高燃料電池系統(tǒng)的效率的觀點出發(fā)，圖1中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)，在燃料電池組1的輸出端，沒有設(shè)置連接陽極的防倒流二極管。由于燃料電池組1不會向二次電池那樣進行逆充電(從電壓較高的電池向電壓較低的電池充電)，因此，即使不設(shè)置防倒流二極管也不會發(fā)生什么問題。這樣，通過不設(shè)置防倒流二極管，能夠讓燃料電池系統(tǒng)的效率提高相當于防倒流二極管中的電能損耗。另外，雖然燃料電池系統(tǒng)的效率會降低，但也可以設(shè)置防倒流二極管。
另外，如圖4所示，可以在圖1的燃料電池系統(tǒng)中添加負載電能檢測部8、輸出電能判斷部9、及供給燃料量控制部10。
即使在圖2中的動作點OP1以及OP2中，燃料供給部2將與燃料電池組1進行工作時所必需的反應(yīng)燃料量等量的燃料，提供給燃料電池組1，由于未使用燃料的回收損耗、周邊溫度的上升等引起的蒸發(fā)等原因，燃料濃度發(fā)生變化。這樣，如果燃料濃度變薄，則如圖5所示，燃料電池組1的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組1的輸出電流-輸出電能特性曲線分別變?yōu)門I-V’、TI-P’，在動作點OP1與OP2燃料電池組1無法工作。這樣的狀態(tài)稱作燃料不足。
負載電能檢測部8檢測出負載電能，將該檢測結(jié)果輸出給供給燃料量控制部10。例如在負載6是DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況下，由于該DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓被固定為給定的設(shè)定值，因此，通過檢測出該DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流，負載電能檢測部8能夠檢測出負載電能。
輸出電能判斷部9，判斷是否從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負載6供電，將該判斷結(jié)果輸出給供給燃料量控制部10。輸出電能判斷部9，檢測出雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的放電模式下的輸入電流或輸出電流，如果該所檢測出的電流的值不為0，則判斷從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負載6供電，如果所檢測出的電流的值為0，則判斷不從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負載6供電。
供給燃料控制部10，不管負載電能是否不滿Pc(燃料不足時的燃料電池組1的輸出電能值)，如果從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負載6供電，則判斷為燃料電池的燃料不足，控制燃料供給部2向燃料電池組1供給燃料。另外，在開始從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負載6供電時的負載電能越小，燃料電池的燃料不足量就越大，因此最好增加供給燃料量。
由于在供給燃料量控制部10不管負載電能是否不滿閾Pc，都從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負載6供電的情況下，判斷為燃料電池的燃料不足，控制燃料供給部2向燃料電池組1供給燃料，因此能夠解除燃料電池的燃料不足。
另外，即使是設(shè)有防倒流二極管的燃料電池系統(tǒng)，通過如上設(shè)置負載電能檢測部8、輸出電能判斷部9、及供給燃料量控制部10，也能夠解除燃料電池的燃料不足。但是，從提高燃料電池系統(tǒng)的效率的觀點出發(fā)，最好是如圖4所示的沒有設(shè)置防倒流二極管的構(gòu)成。另外，由于負載電能檢測部7與負載電能檢測部8是具有相同功能的電路，因此最好將二者結(jié)合起來。
上述圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)中，如果負載電能小于燃料電池組1的輸出電能的狀態(tài)持續(xù)，則二次電池3便會變成滿充電，如果負載電能大于燃料電池組1的輸出電能的狀態(tài)持續(xù)，則二次電池3的殘量便會耗盡。在二次電池滿充電時產(chǎn)生了剩余電能的情況下，無法將剩余電能充給二次電池。因此，燃料電池組1無法保持在圖2中的動作點OP1及OP2下的動作，燃料電池組1的輸出電能減少，產(chǎn)生了未反應(yīng)燃料。這樣便產(chǎn)生了回收未反應(yīng)燃料時產(chǎn)生損耗這一問題。另外，存在在二次電池3的殘量耗盡時產(chǎn)生了電能不足的情況下，無法通過二次電池3來補償電能不足這一問題。
因此，圖6中顯示了能夠降低二次電池被滿充電以及二次電池的殘量耗盡的可能性的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)。另外，圖6中給和圖1相同的部分標注相同的符號，省略詳細說明。
圖6中所示的燃料電池系統(tǒng)，將圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)的燃料供給部2替換成燃料供給部2’，將模式控制電路5替換成模式控制電路5’。
燃料供給部2’被輸入負載電能檢測部7的輸出，如果負載電能大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則向燃料電池組1供給與燃料電池組1在圖7中的動作點OP1及OP2下工作時所需要的反應(yīng)燃料量等量的燃料，如果負載電能不大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則向燃料電池組1供給與燃料電池組1在圖7中的動作點OP1及OP2下工作時所需要的反應(yīng)燃料量等量的燃料。通過這樣，燃料電池組1能夠不管負載6所需要的電能如何，都輸出一定電能Pc或Pc’。
模式控制電路5’，除了進行模式控制電路5所進行的動作之外，如果負載電能大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則讓放電模式下的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的輸出電壓為設(shè)定值Vop(與在動作點OP1及OP2下工作時的燃料電池組1的輸出電壓相同的值)，如果負載電能不大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則讓放電模式下的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的輸出電壓為設(shè)定值Vop’(與在動作點OP1’及OP2’下工作時的燃料電池組1的輸出電壓相同的值)。
圖6中所示的燃料電池系統(tǒng)中，如果負載電能為閾值以下，則通過較小的值(Pc’)對燃料電池組1的輸出電能進行一定控制，因此能夠降低二次電池3被滿充電的可能性。另外，圖6中所示的燃料電池系統(tǒng)中，如果負載電能大于閾值，則通過較大的值(Pc)對燃料電池組1的輸出電能進行一定控制，因此能夠降低二次電池3的殘量被耗盡的可能性。
另外，還可以設(shè)置檢測出二次電池3的滿充電的檢測部，如果通過該檢測部檢測出二次電池3的滿充電，則可以減少燃料供給部2’提供給燃料電池組1的燃料量，增大模式控制電路5’所設(shè)定的放電模式下的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的輸出電壓的設(shè)定值。
另外，還可以設(shè)置檢測出二次電池3的殘量被耗盡的檢測部，如果通過該檢測部檢測出二次電池3的殘量被耗盡，則可以增加燃料供給部2’提供給燃料電池組1的燃料量，減小模式控制電路5’所設(shè)定的放電模式下的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的輸出電壓的設(shè)定值。
另外，圖6中所示的燃料電池系統(tǒng)中，也可以與圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)一樣，不設(shè)置陽極連接在燃料電池組1的輸出端的防倒流二極管，但也可以設(shè)置防倒流二極管。
另外，圖6中所示的燃料電池系統(tǒng)中，也可以與圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)一樣，添加負載電能檢測部8、輸出電能判斷部9以及供給燃料量控制部10。
以上對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明的范圍并不限定于此，可以在不脫離本發(fā)明的要點的范圍內(nèi)，添加各種變更進行實施。例如，從圖6中所示的燃料電池系統(tǒng)的燃料供給部2’向燃料電池組1所供給的燃料量，可以不是兩種而是三種。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，是燃料電池與二次電池的并聯(lián)系統(tǒng)，其特征在于，包括上述燃料電池；燃料供給部，為了讓上述燃料電池提供給定的電能，而將必要的燃料供給上述燃料電池；上述二次電池；雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，有選擇地進行將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作，與使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作；負載電能檢測部，檢測出作為外部負載向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能的負載電能；以及控制部，被輸入上述負載電能檢測部的檢測結(jié)果，在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進行將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作時，如果判斷上述燃料電池的輸出電能大于上述負載電能，則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作切換為使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作；在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進行將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作時，如果判斷上述燃料電池的輸出電能小于上述負載電能，則保持上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作為將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作；同時，在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進行使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作時，如果判斷上述燃料電池的輸出電能大于上述負載電能，則保持上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作為使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作；在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進行使用上述燃料電池的輸出電能對上述二次電池進行充電的動作時，如果判斷上述燃料電池的輸出電能小于上述負載電能，則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動作切換為將上述二次電池的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作；上述給定的電壓被設(shè)定為與上述燃料電池的輸出電壓大致相同，對上述燃料電池的輸出電能進行一定控制，使其為上述給定的電能。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于上述燃料供給部提供給上述燃料電池的燃料量可變，能夠設(shè)置多個上述給定的電能及上述給定的電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于可以對應(yīng)于上述負載電能檢測部的檢測結(jié)果，變更上述燃料供給部提供給上述燃料電池的燃料量。
4.如權(quán)利要求1～3中任意一項所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具有輸出電能判斷部，判斷是否正在從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負載供電；以及供給燃料量控制部，被輸入上述負載電能檢測部的檢測結(jié)果以及上述輸出電能判斷部的判斷結(jié)果，如果不管上述負載電能是否不滿上述給定電能的值，都從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負載供電，則控制上述燃料供給部向上述燃料電池供給燃料。
5.如權(quán)利要求1～4中任意一項所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具有上述燃料供給部，將基于上述燃料電池系統(tǒng)的輸出的電能作為動作電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效率化以及控制的簡化的燃料電池系統(tǒng)。燃料供給部(2)，為了讓燃料電池組(1)提供給定的電能，而將必要的燃料供給給燃料電池組(1)。模式控制電路(5)，在燃料電池組(1)的輸出電能大于負載電能的情況下，讓雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器(4)進行使用燃料電池組(1)的輸出電能對二次電池(3)進行充電的動作(充電動作)，在燃料電池組(1)的輸出電能小于負載電能的情況下，讓雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器(4)進行將二次電池(3)的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動作(放電動作)。另外，將上述給定的電壓設(shè)定為與燃料電池組(1)的輸出電壓大致相同，對燃料電池組(1)的輸出電能進行一定控制，使其為上述給定的電能。
文檔編號H01M8/00GK1731612SQ20051008957
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者甲野藤正明, 藤井雅也, 瀨尾和宏 申請人:三洋電機株式會社