專(zhuān)利名稱(chēng):燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種具有燃料電池與蓄電設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù):
近年來(lái),開(kāi)發(fā)出了種種具有燃料電池與蓄電設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)。具有燃料電池與蓄電設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)中,需要對(duì)蓄電設(shè)備進(jìn)行充電,讓蓄電設(shè)備的容量不會(huì)用光。
在對(duì)蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的情況下,通常需要讓燃料電池系統(tǒng)的外部負(fù)載處于停止?fàn)顟B(tài),因此,存在能夠連續(xù)使用燃料電池系統(tǒng)的時(shí)間受到蓄電設(shè)備的容量的限制這一問(wèn)題。
另外,特開(kāi)2004-71260號(hào)公報(bào)中所公布的燃料電池與作為蓄電設(shè)備的二次電池所并聯(lián)的系統(tǒng)的燃料電池裝置,在燃料電池的輸出電壓高于二次電池的輸出電壓的情況下,對(duì)二次電池進(jìn)行充電,因此,在不停止外部負(fù)載的狀態(tài)下進(jìn)行二次電池的充電。但是,特開(kāi)2004-71260號(hào)公報(bào)中所公布的燃料電池裝置,即使在沒(méi)有剩余電能(=燃料電池的最大電能-負(fù)載電能)的情況下也對(duì)二次電池進(jìn)行充電,因此,對(duì)負(fù)載的供電有可能會(huì)不充分。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠不停止外部負(fù)載而進(jìn)行蓄電設(shè)備的充電的燃料電池系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)具有如下的構(gòu)成(以下稱(chēng)作第1構(gòu)成),即具有燃料電池、向上述燃料電池供給燃料的燃料供給部、蓄電設(shè)備、及雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器,該雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器有選擇地進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作、與使用上述燃料電池的輸出電能(power)對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;所述燃料電池系統(tǒng)是上述燃料電池與上述蓄電設(shè)備的并聯(lián)系統(tǒng),具有控制部,該控制部檢測(cè)出上述燃料電池的輸出電壓,如果上述燃料電池的輸出電壓大于預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值,則讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作,如果上述燃料電池的輸出電壓不大于上述設(shè)定值,則讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作。上述蓄電設(shè)備,可以列舉出例如二次電池或雙電荷層電容器等。
通過(guò)上述構(gòu)成,能夠不讓外部負(fù)載處于停止?fàn)顟B(tài),而進(jìn)行對(duì)蓄電設(shè)備的充電。另外,在沒(méi)有剩余電能(=燃料電池的最大電能-負(fù)載電能)的情況下,不對(duì)蓄電設(shè)備進(jìn)行充電而是從蓄電設(shè)備進(jìn)行放電,因此,如果適當(dāng)設(shè)置燃料電池的額定輸出及蓄電設(shè)備的額定容量,對(duì)外部負(fù)載的供電就不會(huì)發(fā)生不足。
另外,為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)具有如下的構(gòu)成,即具有燃料電池、向上述燃料電池供給燃料的燃料供給部、蓄電設(shè)備、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器,該雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器有選擇地進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作、與使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;所述燃料電池系統(tǒng)是上述燃料電池與上述蓄電設(shè)備的并聯(lián)系統(tǒng),具有輸出電能判斷部和控制部,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(fù)載供電,并輸出該判斷結(jié)果,所述控制部根據(jù)上述輸出電能判斷部的輸出,在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作時(shí),如果從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電,則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作保持為將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作;在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作時(shí),如果不從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電,則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作切換為使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;同時(shí),在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作時(shí),檢測(cè)出上述燃料電池的輸出電壓,如果上述燃料電池的輸出電壓大于預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值,則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作保持為使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作,如果上述燃料電池的輸出電壓不大于上述設(shè)定值,則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作切換為將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作。上述蓄電設(shè)備,可以列舉出例如二次電池或雙電荷層電容器等。
通過(guò)上述構(gòu)成,能夠不讓外部負(fù)載處于停止?fàn)顟B(tài),而進(jìn)行對(duì)蓄電設(shè)備的充電。另外,在沒(méi)有剩余電能(=燃料電池的最大電能一負(fù)載電能)的情況下,不對(duì)蓄電設(shè)備進(jìn)行充電而是從蓄電設(shè)備進(jìn)行放電,因此,如果適當(dāng)設(shè)置燃料電池的額定輸出及蓄電設(shè)備的額定容量,對(duì)外部負(fù)載的供電就不會(huì)發(fā)生不足。
另外,上述第1構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中,可以具有對(duì)上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行ON/OFF控制的ON/OFF控制電路,上述ON/OFF控制電路,在上述燃料電池的輸出電壓在上述設(shè)定值以下且大于給定值的情況下,控制上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作為OFF,在上述燃料電池的輸出電壓大于上述設(shè)定值或?yàn)樯鲜鼋o定值以下的情況下,控制上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作為ON。另外,上述給定值設(shè)定成比上述給定電壓稍大的值。
通過(guò)這樣的構(gòu)成,只在上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器處于放電模式下且對(duì)外部負(fù)載進(jìn)行供電時(shí),以及處于充電模式時(shí),上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器才進(jìn)行工作,因此,在上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器處于放電模式下且不對(duì)外部負(fù)載進(jìn)行供電時(shí),上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器中不會(huì)消耗無(wú)用電能,從而能夠提高燃料電池系統(tǒng)的效率。
另外,從提高燃料電池系統(tǒng)的效率的觀點(diǎn)出發(fā),上述任一個(gè)構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中,可以讓上述燃料電池的輸出端與上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器直接相連接。通過(guò)這樣的構(gòu)成,由于上述燃料電池的輸出側(cè)沒(méi)有連接防倒流二極管,因此,能夠讓燃料電池系統(tǒng)的效率提高相當(dāng)于防倒流二極管中的電能損耗。
另外,上述任一個(gè)構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中,可以讓上述給定的電壓,為在上述燃料電池的輸出電能為最大時(shí)的上述燃料電池的輸出電壓的值以上。通過(guò)這樣的構(gòu)成,在比上述燃料電池的輸出電能為最大時(shí)的上述燃料電池的輸出電壓的值小的電壓區(qū)域,上述燃料電池不會(huì)工作,因此,燃料電池的壽命不會(huì)降低。
另外,上述任一個(gè)構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中,可以具有負(fù)載電能檢測(cè)部、輸出電能判斷部及供給燃料量控制部,所述負(fù)載電能檢測(cè)部檢測(cè)出作為外部負(fù)載向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能的負(fù)載電能,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(fù)載供電,所述供給燃料量控制部,被輸入上述負(fù)載電能檢測(cè)部的檢測(cè)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(fù)載電能是否不滿閾值,都從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)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(guò)這樣的構(gòu)成,如果不管上述負(fù)載電能是否不滿閾值,都從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電,便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(gè)構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中,可以讓上述燃料供給部,定期將給定量的燃料提供給上述燃料電池,同時(shí),將上述燃料電池中未使用的燃料回收。通過(guò)這樣,能夠?qū)ξ词褂玫娜剂线M(jìn)行再利用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),具有燃料電池,和向上述燃料電池供給燃料的燃料供給部,和多組蓄電設(shè)備,和多組有選擇地進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作、及使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器,和切換上述多個(gè)蓄電設(shè)備、使其分別與上述燃料電池及上述外部負(fù)載中的任一個(gè)相連接的開(kāi)關(guān)部,和控制部;所述控制部控制上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器以及上述開(kāi)關(guān)部,讓介于與上述燃料電池相連接的上述蓄電設(shè)備與上述燃料電池之間的上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器,進(jìn)行使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作,并讓介于與上述外部負(fù)載相連接的上述蓄電設(shè)備與上述外部負(fù)載之間的上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作。上述蓄電設(shè)備,可以列舉出例如二次電池或雙電荷層電容器等。
通過(guò)上述構(gòu)成,能夠不讓外部負(fù)載處于停止?fàn)顟B(tài),而進(jìn)行對(duì)蓄電設(shè)備的充電。另外,如果適當(dāng)設(shè)置燃料電池的額定輸出、蓄電設(shè)備的額定容量、及開(kāi)關(guān)部的選擇切換基準(zhǔn),則對(duì)外部負(fù)載的供電就不會(huì)發(fā)生不足。
另外,上述任一個(gè)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(dòng)作電源。通過(guò)這樣,不需要另外設(shè)置燃料供給部用電源。
另外,為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),是具有燃料電池、蓄電設(shè)備、變換上述蓄電設(shè)備的輸出電壓的蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器、及對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的充電電路;并且上述燃料電池的輸出端、上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端、及上述充電電路的輸入端相連接的燃料電池系統(tǒng),對(duì)應(yīng)于上述燃料電池的輸出端與上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端以及上述充電電路的輸入端之間的接點(diǎn)的電壓,切換上述充電電路的接通/斷開(kāi)。上述蓄電設(shè)備,可以列舉出例如二次電池或雙電荷層電容器等。
通過(guò)上述構(gòu)成,能夠不讓外部負(fù)載處于停止?fàn)顟B(tài),而進(jìn)行對(duì)蓄電設(shè)備的充電。另外,由于作為讓蓄電設(shè)備進(jìn)行放電的電路的上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器,與作為對(duì)蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的電路的上述充電電路被分開(kāi)設(shè)置,因此,很容易對(duì)負(fù)載急變進(jìn)行跟蹤。另外,如果讓上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器常時(shí)接通,則能夠提高對(duì)負(fù)載急劇增大的情況下的這種負(fù)載急變的跟蹤性。
另外,為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),是具有燃料電池、變換上述燃料電池的輸出電壓的燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器、蓄電設(shè)備、變換上述蓄電設(shè)備的輸出電壓的蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器、及對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的充電電路;上述燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端、上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端、及上述充電電路的輸入端相連接的燃料電池系統(tǒng),對(duì)應(yīng)于上述燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端與上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端以及上述充電電路的輸入端之間的接點(diǎn)的電壓,切換上述充電電路的接通/斷開(kāi)。上述蓄電設(shè)備,可以列舉出例如二次電池或雙電荷層電容器等。
通過(guò)上述構(gòu)成,能夠不讓外部負(fù)載處于停止?fàn)顟B(tài),而進(jìn)行對(duì)蓄電設(shè)備的充電。另外,由于作為讓蓄電設(shè)備進(jìn)行放電的電路的上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器,與作為對(duì)蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的上述充電電路被分開(kāi)設(shè)置,因此,很容易對(duì)負(fù)載急變進(jìn)行跟蹤。另外,如果讓上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器常時(shí)接通,則能夠提高對(duì)負(fù)載急劇增大的情況下的這種負(fù)載急變的跟蹤性。
另外,為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)是燃料電池與蓄電設(shè)備的并聯(lián)系統(tǒng),具有上述燃料電池、上述蓄電設(shè)備、變換上述蓄電設(shè)備的輸出電壓的蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器、將上述燃料電池作為電能源對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的充電電路、及對(duì)應(yīng)于負(fù)載電能對(duì)上述蓄電設(shè)備的放電電能以及充電電能進(jìn)行控制的控制部。
通過(guò)上述構(gòu)成,能夠不讓外部負(fù)載處于停止?fàn)顟B(tài),而進(jìn)行對(duì)蓄電設(shè)備的充電。另外,由于作為讓蓄電設(shè)備進(jìn)行放電的電路的上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器,與作為對(duì)蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的電路的上述充電電路被分開(kāi)設(shè)置,因此,很容易對(duì)負(fù)載急變進(jìn)行跟蹤。另外,由于對(duì)應(yīng)于負(fù)載電能對(duì)上述蓄電設(shè)備的放電電能以及充電電能進(jìn)行控制,因此能夠保持上述燃料電池的輸出電能為一定。另外,為了進(jìn)行對(duì)應(yīng)于負(fù)載電能的控制,因此上述控制部需要具有檢測(cè)出負(fù)載電能的負(fù)載電能檢測(cè)電路,但在負(fù)載電壓為一定的情況下,可以使用檢測(cè)出負(fù)載電流的負(fù)載電流檢測(cè)電路,來(lái)代替負(fù)載電能檢測(cè)電路。
另外,上述各個(gè)構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中,從防止蓄電設(shè)備的殘量不足所引起的系統(tǒng)無(wú)法起動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā),可以具有檢測(cè)出上述蓄電設(shè)備的殘量的殘量檢測(cè)電路、停止部、及蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,所述停止部,在由上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,停止從燃料電池系統(tǒng)向外部的供電,所述蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,在由上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,優(yōu)先對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電。進(jìn)而,為了防止用戶誤認(rèn)為是故障,最好還具有通知部,以便在由上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,對(duì)上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下這一事項(xiàng)進(jìn)行通知。
圖1為說(shuō)明本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一個(gè)構(gòu)成例的圖。
圖2為說(shuō)明本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)所具有的雙向轉(zhuǎn)換器的一構(gòu)成例的圖。
圖3為說(shuō)明燃料電池組的電流-電壓特性以及電流-電能特性的圖。
圖4為說(shuō)明圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)的變形例的圖。
圖5為說(shuō)明圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)的另一個(gè)變形例的圖。
圖6為說(shuō)明燃料電池組的電流-電壓特性以及電流-電能特性的圖。
圖7為說(shuō)明本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一構(gòu)成例的圖。
圖8為說(shuō)明圖7中所示的燃料電池系統(tǒng)的變形例的圖。
圖9為說(shuō)明本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一構(gòu)成例的圖。
圖10為說(shuō)明能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一構(gòu)成例的圖。
圖11為說(shuō)明燃料電池組的電流-電壓特性以及電流-電能特性的圖。
圖12為說(shuō)明能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一構(gòu)成例的圖。
圖13為說(shuō)明燃料電池組的電流-電壓特性以及電流-電能特性的圖。
圖14為說(shuō)明能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一構(gòu)成例的圖。
圖15為說(shuō)明燃料電池組的電流-電壓特性以及電流-電能特性的圖。
圖16為說(shuō)明能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一構(gòu)成例的圖。
圖17為說(shuō)明能夠防止系統(tǒng)無(wú)法起動(dòng)的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一構(gòu)成例的圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一構(gòu)成例如圖1所示。圖1中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),是燃料電池與蓄電設(shè)備的并聯(lián)系統(tǒng),具有燃料電池組1、燃料供給部2、作為蓄電設(shè)備的二次電池3、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4、及模式控制電路5。燃料供給部2,定期將給定量的燃料提供給燃料電池組1,同時(shí),回收燃料電池組1中尚未使用的燃料。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(fù)載6相連接。模式控制電路5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(dòng)作電源。也即,圖1中為了便于說(shuō)明而將燃料供給部2與負(fù)載6分開(kāi)顯示,但實(shí)際上燃料供給部2構(gòu)成負(fù)載6的一部分。
雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4能夠使二次電池3進(jìn)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(fù)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。
這里,圖2中顯示了雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的一個(gè)構(gòu)成例。雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4,由連接二次電池3(圖2中未顯示)的端子4A、線圈4B、電容器4C、放電用開(kāi)關(guān)器件4D、充電用開(kāi)關(guān)器件4E、電容器4F、及連接燃料電池組1(圖2中未顯示)與負(fù)載6(圖2中未顯示)的端子4G所構(gòu)成。放電用開(kāi)關(guān)器件4D,由將MOSFET(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)以及線圈4B側(cè)作為陰極的二極管構(gòu)成。另外,充電用開(kāi)關(guān)器件4E,由將MOSFET以及線圈4B側(cè)作為陽(yáng)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(kāi)關(guān)器件4D的一端,以及充電用開(kāi)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(kāi)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(fù)極電位相同。充電用開(kāi)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(fù)極電位相同。
在放電模式下,在構(gòu)成放電用開(kāi)關(guān)器件4D的MOSFET導(dǎo)通,且構(gòu)成充電用開(kāi)關(guān)器件4E的MOSFET截止的狀態(tài)下,通過(guò)二次電池3(圖2中未顯示)的輸出電壓,在線圈4B中儲(chǔ)存能量。之后,將構(gòu)成放電用開(kāi)關(guān)器件4D的MOSFET切換成截止,同時(shí),將構(gòu)成充電用開(kāi)關(guān)器件4E的MOSFET切換成導(dǎo)通,從而讓線圈4B中所儲(chǔ)存的能量,經(jīng)構(gòu)成充電用開(kāi)關(guān)器件4E的MOSFET的源-漏極間以及作為整流器件的二極管,提供給被電容器4F進(jìn)行了穩(wěn)定化之后的與端子4G相連接的負(fù)載6(圖2中未顯示),通過(guò)這樣進(jìn)行升壓放電動(dòng)作。
另外,在充電模式下,在構(gòu)成充電用開(kāi)關(guān)器件4E的MOSFET導(dǎo)通,且構(gòu)成放電用開(kāi)關(guān)器件4D的MOSFET截止的狀態(tài)下,從燃料電池組1(圖2中未顯示)所輸出的電能經(jīng)線圈4B提供給二次電池3(圖2中未顯示),進(jìn)行充電。之后,將構(gòu)成充電用開(kāi)關(guān)器件4E的MOSFET切換成截止,同時(shí),將構(gòu)成放電用開(kāi)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(kāi)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(chǔ)存的能量。通過(guò)這樣進(jìn)行降壓充電動(dòng)作。
回到圖1中所示的燃料電池系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行說(shuō)明。由于從燃料供給部2定期將給定量的燃料提供給燃料電池組1,因此,燃料電池組1的電流-電壓特性以及電流-電能特性如圖3所示。圖3中的TI-V、TI-P分別表示燃料電池組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。燃料電池組1中,輸出電壓對(duì)應(yīng)于輸出電流進(jìn)行變化,輸出電流越大,輸出電壓變?cè)较陆?。在輸出電能最大時(shí)的輸出電流的值Ipmax,是由燃料供給部2向燃料電池組1提供的燃料量所決定的。
模式控制電路5檢測(cè)出燃料電池組1的輸出電壓,判斷燃料電池組1的輸出電壓是否大于預(yù)先設(shè)定的模式切換電壓Vsw(參照?qǐng)D3)。之后,如果燃料電池組1的輸出電壓大于模式切換電壓Vsw,則剩余電能(=燃料電池組1的最大輸出電能-負(fù)載6所要求的電能)非常充分,因此,模式控制電路5使雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4成為充電的模式。另外,如果燃料電池組1的輸出電壓不大于模式切換電壓Vsw,模式控制電路5則使雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4成為放電的模式。
模式控制電路5通過(guò)進(jìn)行上述控制,能夠不讓負(fù)載6停止而進(jìn)行對(duì)二次電池3的充電。另外,在沒(méi)有剩余電能的情況下,二次電池3不被充電而是進(jìn)行放電,因此,如果適當(dāng)設(shè)置燃料電池組1的額定輸出、二次電池3的額定容量以及雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的放電模式下的輸出電壓值,則對(duì)負(fù)載6的供電就不會(huì)發(fā)生不足。
另外,如圖3所示,最好將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的放電模式下的輸出大于設(shè)定值Vop,設(shè)定為燃料電池組1的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組1的輸出電壓的值Vmin以上。如果將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的放電模式下的輸出電壓設(shè)定值Vop,設(shè)定為燃料電池組1的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組1的輸出電壓的值Vmin以上,則在比Vmin小的電壓區(qū)域(=比Ipmax大的電流區(qū)域)中,燃料電池組1不會(huì)工作,因此燃料電池組1的壽命不會(huì)發(fā)生下降。
根據(jù)提高燃料電池系統(tǒng)的效率的觀點(diǎn),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(méi)有設(shè)置連接陽(yáng)極的防倒流二極管。由于燃料電池組1不會(huì)向二次電池那樣進(jìn)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(huì)發(fā)生什么問(wèn)題。這樣,通過(guò)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(dāng)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(huì)降低,但也可以設(shè)置防倒流二極管。
另外,如圖4所示,可以將ON/OFF控制電路7添加到圖1的燃料電池系統(tǒng)中。ON/OFF控制電路7檢測(cè)出燃料電池組1的輸出電壓,判斷燃料電池組1的輸出電壓是否大于給定值。之后,如果燃料電池組1的輸出電壓為模式切換電壓VsW以下,且大于給定值,則ON/OFF控制電路7便停止雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的電壓變換動(dòng)作,如果燃料電池組1的輸出電壓大于模式切換電壓Vsw,則在雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4中進(jìn)行二次電池3的充電動(dòng)作,如果燃料電池組1的輸出電壓大于給定值,則在雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4中進(jìn)行電壓變換動(dòng)作。這里,給定值是比雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的放電模式下的輸出電壓設(shè)定值Vop稍大,且比模式切換電壓Vsw小的值。
通過(guò)這樣,即使雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于放電模式,在不對(duì)負(fù)載6進(jìn)行供電時(shí),雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4中也不會(huì)消耗無(wú)用電能,從而能夠提高燃料電池系統(tǒng)的效率。
另外,ON/OFF控制電路7檢測(cè)二次電池3的滿充電,在二次電池3滿充電的情況下,不管燃料電池組1的輸出電壓的值為多少,最好都在雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4中停止充電動(dòng)作。
即使是設(shè)有防倒流二極管的燃料電池系統(tǒng),通過(guò)如上設(shè)置ON/OFF控制電路7,即使雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于放電模式,在不對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電時(shí),雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4中也不會(huì)消耗無(wú)用電能,從而能夠提高燃料電池系統(tǒng)的效率。但是,從提高燃料電池系統(tǒng)的效率的觀點(diǎn)出發(fā),最好是沒(méi)有設(shè)置如圖4所示的防倒流二極管的構(gòu)成。
另外,如圖5所示,可以在圖1的燃料電池系統(tǒng)中添加負(fù)載電能檢測(cè)部8、輸出電能判斷部9、及供給燃料量控制部10。
即使定期向燃料電池組1提供給定量的燃料,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6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(mén)I-V’、TI -P’,從燃料電池組1所能夠獲得的電能比設(shè)計(jì)規(guī)格還要小。這樣的狀態(tài)稱(chēng)作燃料不足。
負(fù)載電能檢測(cè)部8,檢測(cè)出負(fù)載6向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能(以下稱(chēng)作負(fù)載電能),將該檢測(cè)結(jié)果輸出給供給燃料量控制部10。例如負(fù)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(guò)檢測(cè)出該DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流,負(fù)載電能檢測(cè)部8能夠檢測(cè)出負(fù)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(fù)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(cè)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(cè)出的電流的值不為0,則判斷為從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電,如果所檢測(cè)出的電流的值為0,則判斷為不從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電。
供給燃料控制部10,不管負(fù)載電能是否達(dá)到了閾值Pth,如果從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電,則判斷為燃料電池的燃料不足,即使是不定期的,也控制燃料供給部2向燃料電池組1供給燃料。另外,在I0以上且不足Iop的電流區(qū)域中,不管負(fù)載電能是否不滿閾值Pth,都從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電。另外,在開(kāi)始從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電時(shí)的負(fù)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。
在供給燃料量控制部10不管負(fù)載電能是否不滿閾值Pth,都從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電的情況下,判斷為燃料電池的燃料不足,即使是不定期的,都控制燃料供給部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(guò)如上設(shè)置負(fù)載電能檢測(cè)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(diǎn)出發(fā),最好是如圖5所示的沒(méi)有設(shè)置防倒流二極管的構(gòu)成。
接下來(lái),本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)成例如圖7所示。另外,圖7中給和圖1相同的部分標(biāo)注同樣的符號(hào),省略詳細(xì)說(shuō)明。圖7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)的模式控制電路5,替換為模式控制電路5’,同時(shí)還添加了輸出電能判斷部11。
輸出電能判斷部11,判斷是否從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電,將該判斷結(jié)果輸出給模式控制電路5’。輸出電能判斷部11檢測(cè)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(cè)出的電流的值為不為0,則判斷為從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電,如果所檢測(cè)出的電流的值為0,則判斷為沒(méi)有從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電。
模式控制電路5’,根據(jù)輸出電能判斷部11的輸出,如果在雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于放電模式時(shí),從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電,則將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式維持為放電模式,如果在雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4為放電模式時(shí),不從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電,則將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式轉(zhuǎn)移到充電模式下。另外,模式控制電路5’,在讓雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4處于充電模式時(shí),檢測(cè)出燃料電池組1的輸出電壓,判斷燃料電池組1的輸出電壓是否比預(yù)先設(shè)定的模式切換電壓Vsw(參照?qǐng)D3)大。之后,如果燃料電池組1的輸出電壓比模式切換電壓Vsw大,則模式控制電路5’將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式維持為充電模式。另外,如果燃料電池組1的輸出電壓不比預(yù)先設(shè)定的模式切換電壓Vsw大,則模式控制電路5’將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的模式轉(zhuǎn)換為放電模式。
通過(guò)由模式控制電路5’進(jìn)行上述控制,能夠不讓負(fù)載6停止,而進(jìn)行對(duì)二次電池3的充電。另外,在沒(méi)有剩余電能的情況下,不對(duì)二次電池3進(jìn)行充電而是使其進(jìn)行放電,因此,如果適當(dāng)設(shè)置燃料電池組1的額定輸出、二次電池3的額定容量以及雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的放電模式下的輸出電壓值,對(duì)負(fù)載6的供電就不會(huì)發(fā)生不足。
另外,如圖3所示,最好將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的放電模式下的輸出電壓設(shè)定值Vop,設(shè)定為燃料電池組1的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組1的輸出電壓的值Vmin以上。如果將雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4的放電模式下的輸出電壓設(shè)定值Vop,設(shè)定為燃料電池組1的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組1的輸出電壓的值Vmin以上,則在比Vmin小的電壓區(qū)域(=比Ipmax大的電流區(qū)域)中,燃料電池組1不會(huì)工作,因此燃料電池組1的壽命不會(huì)發(fā)生下降。
根據(jù)提高燃料電池系統(tǒng)的效率的觀點(diǎn),圖7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(méi)有設(shè)置連接陽(yáng)極的防倒流二極管。由于燃料電池組1不會(huì)向二次電池那樣進(jìn)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(huì)發(fā)生什么問(wèn)題。這樣,通過(guò)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(dāng)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(huì)降低,但也可以設(shè)置防倒流二極管。
另外,如圖8所示,可以在圖7的燃料電池系統(tǒng)中添加負(fù)載電能檢測(cè)部8、輸出電能判斷部9、及供給燃料量控制部10。
即使定期向燃料電池組1提供給定量的燃料,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6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(mén)I-V’、TI -P’,從燃料電池組1所能夠獲得的電能比設(shè)計(jì)規(guī)格還要小。這樣的狀態(tài)稱(chēng)作燃料不足。
負(fù)載電能檢測(cè)部8,檢測(cè)出負(fù)載6向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能(以下稱(chēng)作負(fù)載電能),將該檢測(cè)結(jié)果輸出給供給燃料量控制部10。例如負(fù)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(guò)檢測(cè)出該DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流,負(fù)載電能檢測(cè)部8能夠檢測(cè)出負(fù)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(fù)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(cè)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(cè)出的電流的值不為0,則判斷為從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電,如果所檢測(cè)出的電流的值為0,則判斷為不從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電。
供給燃料控制部10,不管負(fù)載電能是否達(dá)到了閾值Pth,如果從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電,則判斷燃料電池的燃料不足,即使是不定期的,也控制燃料供給部2向燃料電池組1供給燃料。另外,在I0以上且不足Iop的電流區(qū)域中,不管負(fù)載電能是否不滿閾值Pth,都從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電。另外,在開(kāi)始從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電時(shí)的負(fù)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。
在供給燃料量控制部10不管負(fù)載電能是否不滿閾值Pth,都從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4向負(fù)載6供電的情況下,判斷為燃料電池的燃料不足,即使是不定期的,都控制燃料供給部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(guò)如上設(shè)置負(fù)載電能檢測(cè)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(diǎn)出發(fā),最好是如圖8所示的沒(méi)有設(shè)置防倒流二極管的構(gòu)成。另外,由于輸出電能判斷部9與輸出電能電能判斷部11是具有相同功能的電路,因此最好將二者結(jié)合起來(lái)。
接下來(lái),本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)成例如圖9所示。另外,圖9中給和圖1相同的部分標(biāo)注同樣的符號(hào),省略詳細(xì)說(shuō)明。
圖9中所示的燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池組1、燃料供給部2、二次電池3a以及3b、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4a與4b、開(kāi)關(guān)12a與開(kāi)關(guān)12b、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4a與4b、及控制開(kāi)關(guān)12a與12b的控制電路(圖中未顯示)。
二次電池3a的正極與雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4a的一端相連接。通過(guò)開(kāi)關(guān)12a選擇燃料電池組1、負(fù)載6中的任一個(gè),與雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4a的另一端電連接。
二次電池3b的正極與雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4b的一端相連接。通過(guò)開(kāi)關(guān)12b選擇燃料電池組1、負(fù)載6中的任一個(gè),與雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4b的另一端電連接。
另外,在開(kāi)關(guān)12a選擇負(fù)載6時(shí),開(kāi)關(guān)12b選擇燃料電池組1,在開(kāi)關(guān)12a選擇燃料電池組1時(shí),開(kāi)關(guān)12b選擇負(fù)載6。另外,在開(kāi)關(guān)12a選擇負(fù)載6時(shí),讓雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4a處于放電模式,在開(kāi)關(guān)12a選擇燃料電池組1時(shí),讓雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4a處于充電模式。另外,在開(kāi)關(guān)12b選擇負(fù)載6時(shí),讓雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4b處于放電模式,在開(kāi)關(guān)12b選擇燃料電池組1時(shí),讓雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器4b處于充電模式。
另外,在開(kāi)關(guān)12a選擇負(fù)載6的情況下電池3a的容量為給定值以下時(shí),開(kāi)關(guān)12a切換選擇燃料電池組1,在開(kāi)關(guān)12b選擇負(fù)載6的情況下電池3b的容量為給定值以下時(shí),開(kāi)關(guān)12b切換選擇燃料電池組1。
通過(guò)這樣,能夠不讓負(fù)載6處于停止?fàn)顟B(tài)而進(jìn)行對(duì)二次電池3a與3b的充電。另外,如果適當(dāng)設(shè)置燃料電池組1的額定輸出、二次電池3a與3b的額定容量以及開(kāi)關(guān)12a與12b的選擇切換基準(zhǔn),對(duì)負(fù)載6的供電就不會(huì)發(fā)生不足。
另外,如果讓燃料電池組1例如是DMFC(Direct Methanol Full Cell)組,則由于作為DMFC的燃料的甲醇所具有的能量較大,因此與只通過(guò)二次電池所構(gòu)成的電池系統(tǒng)相比,圖9中所示的燃料電池系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器的小型化。
另外,從提高燃料電池系統(tǒng)的效率的觀點(diǎn)出發(fā),最好讓燃料電池組1輸出一定的電能,沒(méi)有通過(guò)燃料供給部2所回收的燃料。
本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施方式,在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以添加各種變更來(lái)實(shí)施。例如,可以將圖4所示的構(gòu)成與圖5所示的構(gòu)成組合起來(lái)構(gòu)成燃料電池系統(tǒng),另外,圖9中所示的燃料電池系統(tǒng)的二次電池、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器以及開(kāi)關(guān)也可以不是兩組而是三組。
具有上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中,在載荷急劇增大的情況下,由于存在從雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的充電模式向放電模式的切換時(shí)間,因此有可能無(wú)法瞬間從充電向放電切換,從而無(wú)法跟蹤負(fù)載急變。
為解決相關(guān)問(wèn)題,以下的實(shí)施方式中,將二次電池充電電路與二次電池放電電路分別設(shè)置。另外,為了提高對(duì)負(fù)載急劇增大時(shí)的負(fù)載急變的跟蹤性,讓二次電池放電電路常時(shí)導(dǎo)通。
能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一構(gòu)成例如圖10所示。
圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),是燃料電池與蓄電設(shè)備的并聯(lián)系統(tǒng),具有燃料電池組11、燃料供給部12、作為蓄電設(shè)備的二次電池13、燃料電池用雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器14、作為二次電池放電電路的二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15、二次電池充電電路16、系統(tǒng)輸出端17、電流檢測(cè)電路18、及微型計(jì)算機(jī)19。系統(tǒng)輸出端17是由正極端子與負(fù)極端子所形成的直流輸出端子。
燃料供給部12,定期將給定量的燃料提供給燃料電池組11,同時(shí),回收燃料電池組11中尚未使用的燃料。燃料電池組11經(jīng)檢測(cè)出燃料電池組11的輸出電流的電流檢測(cè)電路18,與燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸入端相連接,燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的正極輸出端與系統(tǒng)輸出端17的正極端子相連接。二次電池13與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸入端以及二次電池充電電路16的輸出端分別相連接,二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的正極輸出端與二次電池充電電路16的正極輸入端,分別與系統(tǒng)輸出端17的正極端子相連接。另外,燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的負(fù)極輸出端、二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的負(fù)極輸出端與二次電池充電電路16的負(fù)極輸入端,分別與系統(tǒng)輸出端17的負(fù)極端子相連接。微型計(jì)算機(jī)19根據(jù)電流檢測(cè)電路18的檢測(cè)結(jié)果,對(duì)燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14進(jìn)行控制。圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),將基于燃料電池系統(tǒng)的輸出的電能,用作燃料供給部12的動(dòng)作電源,在系統(tǒng)起動(dòng)時(shí),通過(guò)基于二次電池13的輸出的電能,讓燃料供給部12進(jìn)行工作。
通過(guò)將系統(tǒng)輸出端17與電器(負(fù)載)的直流輸入端相連接,從圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),向電器供電。
燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14,原則上將燃料電池組11所輸出的直流電壓,升壓成給定值(PV1)的直流電壓并輸出,二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15將二次電池13所輸出的直流電壓升壓到給定值(PV2)的直流電壓并輸出。另外,將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸出電壓值(PV1)設(shè)置為比二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電壓值(PV2)大。通過(guò)這樣,原則上只有燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸出電能經(jīng)系統(tǒng)輸出端17供給給電器。二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15雖然在系統(tǒng)動(dòng)作中常時(shí)接通,但原則上并不經(jīng)系統(tǒng)輸出端17向電器供給輸出電能,處于所謂的待機(jī)狀態(tài)。
但是,由于電器所需要的電能的增大,燃料電池組11的輸出電流也增大,當(dāng)其達(dá)到限制值ILIM時(shí),微型計(jì)算機(jī)19將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的升壓比固定,其結(jié)果是,燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸出電壓降低到給定值(PV2)。通過(guò)這樣,當(dāng)燃料電池組11的輸出電流達(dá)到限制值ILIM時(shí),燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸出電壓值與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電壓值都變?yōu)榻o定值(PV2),燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸出電能與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電能,經(jīng)系統(tǒng)輸出端17供給電器,通過(guò)限制值ILIM對(duì)燃料電池組11的輸出電流進(jìn)行鉗位。
二次電池充電電路16,在存在剩余電能(=燃料電池組11的輸出電能-燃料電池系統(tǒng)中的消耗電能-電器所需要的電能)的情況下為接通,在沒(méi)有剩余電能的情況下關(guān)閉。二次電池充電電路16,對(duì)輸入端電壓也即系統(tǒng)輸出端17的電壓進(jìn)行監(jiān)視,如果系統(tǒng)輸出端17的電壓為給定值(PV1)則接通,如果系統(tǒng)輸出端17的電壓為給定值(PV2)則關(guān)閉(但系統(tǒng)輸出端17的電壓監(jiān)視部與ON/OFF切換部常時(shí)接通)。因此,二次電池充電電路16,在存在剩余電能時(shí),使用剩余電能對(duì)二次電池13進(jìn)行充電。
上述限制值ILIM,被設(shè)定為初始狀態(tài)下燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電流的值Ipmax以下(參照?qǐng)D11)。通過(guò)這樣,在大于Ipmax的電流區(qū)域,燃料電池組11不會(huì)工作,因此在初始狀態(tài),燃料電池組11的壽命不會(huì)降低。
燃料電池組11具有隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng),輸出逐漸下降的特征。因此,燃料電池組11的電流-電壓特性以及電流-電能特性如圖11所示。圖11中的TI-V、TI-P分別表示燃料電池組11的初始狀態(tài)的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11的初始狀態(tài)的輸出電流-輸出電能特性曲線,TI-V’、TI-P’分別表示燃料電池組11使用A時(shí)間之后的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11使用A時(shí)間之后的輸出電流-輸出電能特性曲線,TI-V”、TI-P”分別表示燃料電池組11使用B(>A)時(shí)間之后的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11使用B(>A)時(shí)間之后的輸出電流-輸出電能特性曲線。
由于燃料電池組11具有上述特征,因此,為了讓燃料電池組11總是在穩(wěn)定區(qū)域中進(jìn)行工作,需要將限制值ILIM設(shè)定在經(jīng)過(guò)了最長(zhǎng)使用時(shí)間之后燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電流的值以下,從而即使在達(dá)到了最長(zhǎng)使用時(shí)間(燃料電池系統(tǒng)的設(shè)定壽命)的情況下,燃料電池組11也能夠在穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)行工作。例如,在B時(shí)間為最長(zhǎng)使用時(shí)間的情況下,如圖11所示設(shè)定限制值ILIM,則初始狀態(tài)下的動(dòng)作點(diǎn)、A時(shí)間使用后的動(dòng)作點(diǎn)、B使用時(shí)間后的動(dòng)作點(diǎn)分別為OP1、OP2、OP3,能夠讓燃料電池組11常時(shí)在穩(wěn)定區(qū)域中進(jìn)行工作。但是,如果將限制值ILIM設(shè)定在經(jīng)過(guò)了最長(zhǎng)使用時(shí)間之后燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電流的值以下,則存在初始狀態(tài)下無(wú)法充分發(fā)揮燃料電池組11所具有的能力這一問(wèn)題。
接下來(lái),能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)成例如圖12所示。另外,圖12中給和圖10相同的部分標(biāo)注同樣的符號(hào),省略詳細(xì)說(shuō)明。
圖12中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),從圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中去掉了電流檢測(cè)電路18以及微型計(jì)算機(jī)19,將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14替換成燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器20。
燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器20,原則上將燃料電池組11所輸出的直流電壓,升壓成給定值(PV1)的直流電壓并輸出。通過(guò)這樣,原則上只有燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器20的輸出電能經(jīng)系統(tǒng)輸出端17供給電器。二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15雖然在系統(tǒng)動(dòng)作中常時(shí)接通,但原則上并不經(jīng)系統(tǒng)輸出端17向電器供給輸出電能,處于所謂的待機(jī)狀態(tài)。
但是,燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器20的升壓比有上限,因電器所需要的電能的增大,燃料電池組11的輸出電壓下降,當(dāng)其達(dá)到限制值VLIM時(shí),燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器20的升壓比達(dá)到上限,將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓降低到給定值(PV2)。通過(guò)這樣,燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器20的輸出電能與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電能,經(jīng)系統(tǒng)輸出端17供給給電器,通過(guò)限制值VLIM對(duì)燃料電池組11的輸出電壓進(jìn)行鉗位。
二次電池充電電路16,在存在剩余電能(=燃料電池組11的輸出電能-燃料電池系統(tǒng)中的消耗電能-電器所需要的電能)的情況下接通,在沒(méi)有剩余電能的情況下關(guān)閉。二次電池充電電路16,對(duì)輸入端電壓也即系統(tǒng)輸出端17的電壓進(jìn)行監(jiān)視,如果系統(tǒng)輸出端17的電壓為給定值(PV1)則接通,如果系統(tǒng)輸出端17的電壓為給定值(PV2)則關(guān)閉(但系統(tǒng)輸出端17的電壓監(jiān)視部與ON/OFF切換控制部常時(shí)接通)。因此,二次電池充電電路16,在存在剩余電能時(shí),使用剩余電能對(duì)二次電池13進(jìn)行充電。
上述限制值VLIM,被設(shè)定為初始狀態(tài)下燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電壓的值Vmin以上(參照?qǐng)D13)。通過(guò)這樣,在小于Vmin的電壓區(qū)域(=大于Ipmax的電流區(qū)域),燃料電池組11不會(huì)工作,因此在初始狀態(tài),燃料電池組11的壽命不會(huì)降低。
燃料電池組11具有隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng),輸出下降的特征。因此,燃料電池組11的電流-電壓特性以及電流-電能特性如圖13所示。圖13中,TI-V、TI-P分別表示燃料電池組11的初始狀態(tài)的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11的初始狀態(tài)的輸出電流-輸出電能特性曲線,TI-V’、TI-P’分別表示燃料電池組11使用A時(shí)間之后的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11使用A時(shí)間之后的輸出電流-輸出電能特性曲線,TI-V”、TI-P”分別表示燃料電池組11使用B(>A)時(shí)間之后的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11使用B(>A)時(shí)間之后的輸出電流-輸出電能特性曲線。
由于燃料電池組11具有上述特征,因此,為了讓燃料電池組11總是在穩(wěn)定區(qū)域中進(jìn)行工作,需要將限制值VLIM設(shè)定在初始狀態(tài)下燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電壓值以上,從而在初始狀態(tài)下讓燃料電池組11在穩(wěn)定區(qū)域中工作。例如,在B時(shí)間為最長(zhǎng)使用時(shí)間的情況下,如圖13所示設(shè)定限制值VLIM,則初始狀態(tài)下的動(dòng)作點(diǎn)、A時(shí)間使用后的動(dòng)作點(diǎn)、B使用時(shí)間后的動(dòng)作點(diǎn)分別為OP4、OP5、OP6,從而能夠讓燃料電池組11常時(shí)在穩(wěn)定區(qū)域中進(jìn)行工作。但是,如果將限制值VLIM設(shè)定在初始狀態(tài)下燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電壓值以上,則存在隨著使用時(shí)間的增加,燃料電池組11的輸出大幅下降這一問(wèn)題。
接下來(lái),能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)成例如圖14所示。另外,圖14中給和圖10相同的部分標(biāo)注同樣的符號(hào),省略詳細(xì)說(shuō)明。
燃料電池組11具有隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng),輸出電壓下降的特征。因此,燃料電池組11的電流-電壓特性以及電流-電能特性如圖15所示。圖15中,TI-V、TI-P分別表示燃料電池組11的初始狀態(tài)的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11的初始狀態(tài)的輸出電流-輸出電能特性曲線,T1 -V’、TI-P’分別表示燃料電池組11使用A時(shí)間之后的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11使用A時(shí)間之后的輸出電流-輸出電能特性曲線,TI-V”、TI-P”分別表示燃料電池組11使用B(>A)時(shí)間之后的輸出電流-輸出電壓特性曲線、燃料電池組11使用B(>A)時(shí)間之后的輸出電流-輸出電能特性曲線。
圖14中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),在圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中,將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14替換成燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21。
二次電池充電電路16,在存在剩余電能(=燃料電池組11的輸出電能-燃料電池系統(tǒng)中的消耗電能-電器所需要的電能)的情況下接通,在沒(méi)有剩余電能的情況下關(guān)閉。二次電池充電電路16,對(duì)輸入端電壓也即系統(tǒng)輸出端17的電壓進(jìn)行監(jiān)視,如果系統(tǒng)輸出端17的電壓為給定值(PV1)則接通,如果系統(tǒng)輸出端17的電壓為給定值(PV2)則關(guān)閉(但系統(tǒng)輸出端17的電壓監(jiān)視部與ON/OFF切換部常時(shí)接通)。因此,二次電池充電電路16,在存在剩余電能時(shí),使用剩余電能對(duì)二次電池13進(jìn)行充電。
燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21,原則上將燃料電池組11所輸出的直流電壓,升壓成給定值(PV1)的直流電壓并輸出。另外,將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓值(PV1)設(shè)置為比二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電壓值(PV2)大。通過(guò)這樣,原則上只有燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電能經(jīng)系統(tǒng)輸出端17供給給電器。二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15雖然在系統(tǒng)動(dòng)作中常時(shí)接通,但原則上并不經(jīng)系統(tǒng)輸出端17向電器供給輸出電能,處于所謂的待機(jī)狀態(tài)。
但是,由于電器所需要的電能的增大,燃料電池組11的輸出電流也增大,當(dāng)其達(dá)到限制值I’LIM時(shí),微型計(jì)算機(jī)19將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21的升壓比固定,其結(jié)果是,燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸出電壓降低到給定值(PV2)。通過(guò)這樣,當(dāng)燃料電池組11的輸出電流達(dá)到限制值I’LIM時(shí),燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓值與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電壓值都變?yōu)榻o定值(PV2),燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸出電能與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電能,經(jīng)系統(tǒng)輸出端17供給電器,通過(guò)限制值I’LIM對(duì)燃料電池組11的輸出電流進(jìn)行鉗位。
另外,燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21的升壓比有上限,因電器所需要的電能的增大,燃料電池組11的輸出電壓下降,當(dāng)其達(dá)到限制值V’LIM時(shí),燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21的升壓比達(dá)到上限,將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓降低到給定值(PV2)。通過(guò)這樣,燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21的輸出電能與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電能,經(jīng)系統(tǒng)輸出端17供給電器,通過(guò)限制值V’LIM對(duì)燃料電池組11的輸出電壓進(jìn)行鉗位。
這里,例如將限制值I’LIM設(shè)定為在使用時(shí)間為A時(shí)間的情況下,燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電流的值I’pmax,將限制值V’LIM設(shè)定為在使用時(shí)間為A時(shí)間的情況下,燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電壓的值V’min。通過(guò)這樣,在使用時(shí)間為A時(shí)間以下的情況下,通過(guò)限制值I’LIM,讓燃料電池組11不會(huì)在大于I’pmax的電流區(qū)域下工作,因此,在使用時(shí)間為A時(shí)間以下的情況下,燃料電池組11的壽命不會(huì)下降;在使用時(shí)間比A時(shí)間長(zhǎng)的情況下,通過(guò)限制值V’LIM,讓燃料電池組11不會(huì)在小于V’min的電壓區(qū)域下工作,因此,在使用時(shí)間比A時(shí)間長(zhǎng)的情況下,燃料電池組11的壽命不會(huì)下降。
由于燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器21如上進(jìn)行工作,因此,圖14中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),即使在初始狀態(tài)下也能夠充分獲得燃料電池組11的電能,同時(shí),在長(zhǎng)時(shí)間使用之后,也能夠防止燃料電池組11的輸出電能大幅下降。
另外,可以在圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的微型計(jì)算機(jī)19中,添加測(cè)定燃料電池系統(tǒng)的使用時(shí)間的功能,伴隨著使用時(shí)間的增加減小限制值ILIM,將限制值ILIM設(shè)定為在各個(gè)使用時(shí)間中,燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電流的值以下,通過(guò)這樣,即使在初始狀態(tài)下也能夠充分發(fā)揮燃料電池組11的電能,同時(shí),在長(zhǎng)時(shí)間使用之后,也能夠防止燃料電池組11的輸出電能大幅下降。
另外,可以在圖12中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器20中,添加測(cè)定燃料電池系統(tǒng)的使用時(shí)間的功能,伴隨著使用時(shí)間的增加增大升壓比的上限,并減小限制值VLIM,將限制值VLIM設(shè)定為在各個(gè)使用時(shí)間中,燃料電池組11的輸出電能為最大時(shí)的燃料電池組11的輸出電壓的值以上,通過(guò)這樣,即使在初始狀態(tài)下也能夠充分發(fā)揮燃料電池組11的電能,同時(shí),在長(zhǎng)時(shí)間使用之后,也能夠防止燃料電池組11的輸出電能大幅下降。
接下來(lái),能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)成例如圖16所示。另外,圖16中給和圖10相同的部分標(biāo)注同樣的符號(hào),省略詳細(xì)說(shuō)明。
圖16中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),在圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中,將燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14、二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15、二次電池充電電路16、及微型計(jì)算機(jī)19,分別替換成燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器22、二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23、二次電池充電電路24、及微型計(jì)算機(jī)25。同時(shí),去掉電流檢測(cè)電路18,新設(shè)置負(fù)載電能檢測(cè)電路26。
燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器22,將燃料電池組11所輸出的直流電壓升壓成給定值(PV1)的直流電壓并輸出。二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23,將二次電池13所輸出的直流電壓升壓成給定值(PV2)的直流電壓并輸出,并將微型計(jì)算機(jī)25所指示的電能提供給系統(tǒng)輸出端17。二次電池充電電路24,用微型計(jì)算機(jī)25所指示的電流值對(duì)二次電池13進(jìn)行充電。負(fù)載電能檢測(cè)電路26,檢測(cè)出與系統(tǒng)輸出端17相連接的電器對(duì)燃料電池系統(tǒng)所需要的電能(以下稱(chēng)作負(fù)載電能),并將該檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給微型計(jì)算機(jī)25。
下面對(duì)微型計(jì)算機(jī)25的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。微型計(jì)算機(jī)25,將燃料電池組11的目標(biāo)電能值與燃料電池系統(tǒng)中的消耗電能(燃料供給部12的動(dòng)作電能等)的值,預(yù)先保存在內(nèi)置存儲(chǔ)器中。微型計(jì)算機(jī)25,將燃料電池組11的目標(biāo)電能值減去燃料電池系統(tǒng)的消耗電能所得到的值(以下稱(chēng)作目標(biāo)負(fù)載供給可能電能),與負(fù)載電能檢測(cè)電路26所檢測(cè)出的負(fù)載電能進(jìn)行比較。
在目標(biāo)負(fù)載供給可能電能大于負(fù)載電能的情況下,微型計(jì)算機(jī)25根據(jù)負(fù)載電能對(duì)二次電池充電電路24的充電電流值進(jìn)行控制,使得二次電池13的充電電能,與目標(biāo)負(fù)載供給可能電能減去負(fù)載電能的值相等,同時(shí),使得二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23的輸出電壓值(PV2),比燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器22的輸出電壓值(PV1)小,不管二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23是否接通,都不從二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23,向系統(tǒng)輸出端17供電。
另外,在目標(biāo)負(fù)載供給可能電能小于負(fù)載電能的情況下,微型計(jì)算機(jī)25讓二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23的輸出電壓值(PV2),與燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器22的輸出電壓值(PV1)相等,使得二次電池13的放電電能,與負(fù)載電能減去目標(biāo)負(fù)載供給可能電能的值相等,從而從二次電池用DC/DC23輸出對(duì)應(yīng)于負(fù)載電能的電能量,同時(shí)斷開(kāi)二次電池充電電路24,讓二次電池充電電路24的充電電流為0。
另外,在目標(biāo)負(fù)載供給可能電能等于負(fù)載電能的情況下,微型計(jì)算機(jī)25讓二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23的輸出電壓值(PV2),小于燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器22的輸出電壓值(PV1),使得二次電池13的充電電能與放電電能都為0,不管二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23是否接通,都不從二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器23,向系統(tǒng)輸出端17供電,同時(shí)斷開(kāi)二次電池充電電路24,讓二次電池充電電路24的充電電流為0。
通過(guò)上述微型計(jì)算機(jī)25的動(dòng)作,能夠?qū)⑷剂想姵亟M11的輸出電能保持為目標(biāo)電能值(一定值)。另外,在負(fù)載電壓一定的情況下,還可以代替負(fù)載電能檢測(cè)電路,使用檢測(cè)出與系統(tǒng)輸出端17相連接的電器向燃料電池系統(tǒng)所要求的電流(負(fù)載電流)的負(fù)載電流檢測(cè)電路。
另外,能夠跟蹤負(fù)載急變的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),也可以不具有燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器。作為相關(guān)構(gòu)成的一例,可以從圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中,去掉燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14、電流檢測(cè)電路18、及微型計(jì)算機(jī)19,將燃料電池組11與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出端、二次電池充電電路16的輸入端、及系統(tǒng)輸出端17直接連接起來(lái)。相關(guān)構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)中,伴隨著與系統(tǒng)輸出端17相連接的電器向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能的增加,燃料電池組11的輸出電壓下降。一旦燃料電池組11的輸出電壓下降到二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電壓以下,便從二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15向系統(tǒng)輸出端17供電,燃料電池組11的輸出電能與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電能,經(jīng)系統(tǒng)輸出端17提供給電器,通過(guò)與二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出電壓相同的值,對(duì)燃料電池組11的輸出電壓進(jìn)行鉗位。
但是,燃料電池系統(tǒng)中,直到燃料電池自身的溫度上升才能夠獲得燃料電池的輸出,因此,從系統(tǒng)起動(dòng)到燃料電池系統(tǒng)開(kāi)始輸出之間需要時(shí)間,因此,在燃料電池系統(tǒng)開(kāi)始輸出之前,必須通過(guò)蓄電設(shè)備的輸出對(duì)負(fù)載進(jìn)行所有的支持。也即,在蓄電設(shè)備的殘量不足的情況下,燃料電池系統(tǒng)有時(shí)候無(wú)法起動(dòng)。
為了防止蓄電設(shè)備的殘量不足而系統(tǒng)無(wú)法起動(dòng),本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中,最好具有蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,用來(lái)在蓄電設(shè)備的殘量為給定量以下的情況下,停止從燃料電池系統(tǒng)向電器供電,優(yōu)先對(duì)蓄電設(shè)備進(jìn)行充電。
例如,在將用來(lái)防止蓄電設(shè)備的殘量不足所引起的系統(tǒng)無(wú)法起動(dòng)的上述蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,添加到圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中的情況下,成為圖17所示的構(gòu)成。另外,圖17中給和圖10相同的部分標(biāo)上相同的符號(hào),省略其詳細(xì)說(shuō)明。
圖17中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng),在圖10中所示的本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中新增加了殘量檢測(cè)電路27、控制電路28、開(kāi)關(guān)29以及通知裝置30,同時(shí),讓燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器14的輸出端、二次電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器15的輸出端、二次電池充電電路16的輸入端,經(jīng)開(kāi)關(guān)29與系統(tǒng)輸出端17相連接,而不是直接連接起來(lái)。
殘量檢測(cè)電路27檢測(cè)出二次電池13的殘量,并將該檢測(cè)結(jié)果輸出給控制電路28??刂齐娐?8對(duì)殘量檢測(cè)電路27所檢測(cè)出的二次電池13的殘量是否為給定量以下進(jìn)行監(jiān)視,如果二次電池13的殘量變?yōu)榻o定量以下,則將通常為接通的開(kāi)關(guān)29斷開(kāi),停止從燃料電池系統(tǒng)向與系統(tǒng)輸出端17相連接的電器供電,強(qiáng)制接通二次電池充電電路16,優(yōu)先對(duì)二次電池13進(jìn)行充電,并向通知裝置30通知二次電池13的殘量變?yōu)榻o定量以下。在通知裝置30是LED等顯示裝置的情況下,例如可以顯示出二次電池13的殘量,在通知裝置30是蜂鳴器等聲音輸出裝置的情況下,例如可以輸出用來(lái)通知二次電池13的殘量變成了給定量以下的報(bào)警音。通過(guò)這樣的通知,用戶可以獲知不從燃料電池系統(tǒng)向電器供電的原因,而不會(huì)誤認(rèn)為故障。
另外,上述實(shí)施方式中使用二次電池(二次電池3、3a、3b或13)作為蓄電設(shè)備,但也可以代替二次電池,使用其他蓄電設(shè)備(例如雙電荷層電容器等)。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng),是燃料電池與蓄電設(shè)備的并聯(lián)系統(tǒng),其特征在于,包括上述燃料電池;向上述燃料電池供給燃料的燃料供給部;上述蓄電設(shè)備;雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器;以及控制部;上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器,有選擇地進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作,與使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;上述控制部,檢測(cè)出上述燃料電池的輸出電壓,如果上述燃料電池的輸出電壓大于預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值,則讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;如果上述燃料電池的輸出電壓不大于上述設(shè)定值,則讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有對(duì)上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作進(jìn)行ON/OFF控制的ON/OFF控制電路;上述ON/OFF控制電路,在上述燃料電池的輸出電壓在上述設(shè)定值以下且大于給定值的情況下,控制上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作為OFF,在上述燃料電池的輸出電壓大于上述設(shè)定值或?yàn)樯鲜鼋o定值以下的情況下,控制上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作為ON。
3.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電池的輸出端與上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器直接相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于上述給定的電壓,為在上述燃料電池的輸出電能為最大時(shí)的上述燃料電池的輸出電壓的值以上。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有負(fù)載電能檢測(cè)部、輸出電能判斷部、及供給燃料量控制部;上述負(fù)載電能檢測(cè)部,檢測(cè)出作為外部負(fù)載向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能的負(fù)載電能;上述輸出電能判斷部,判斷是否正在從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電;上述供給燃料量控制部,被輸入上述負(fù)載電能檢測(cè)部的檢測(cè)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(fù)載電能是否不滿閾值,都從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電,則控制上述燃料供給部向上述燃料電池供給燃料。
6.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,定期將給定量的燃料提供給上述燃料電池,同時(shí),將上述燃料電池中未使用的燃料回收。
7.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,將基于上述燃料電池系統(tǒng)的輸出的電能作為動(dòng)作電源。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有殘量檢測(cè)電路、停止部、及蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部;上述殘量檢測(cè)電路檢測(cè)出上述蓄電設(shè)備的殘量;上述停止部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,停止從燃料電池系統(tǒng)向外部的供電;上述蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,優(yōu)先對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電。
9.如權(quán)利要求8所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有通知部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,對(duì)上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下這一事項(xiàng)進(jìn)行通知。
10.一種燃料電池系統(tǒng),是燃料電池與蓄電設(shè)備的并聯(lián)系統(tǒng),其特征在于,包括上述燃料電池;向上述燃料電池供給燃料的燃料供給部;上述蓄電設(shè)備;雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器;輸出電能判斷部;以及控制部;上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器,有選擇地進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作,與使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;上述輸出電能判斷部,判斷是否正在從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電,并輸出該判斷結(jié)果;上述控制部,根據(jù)上述輸出電能判斷部的輸出,在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作時(shí),如果從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電,則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作保持為將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作;在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作時(shí),如果不從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電,則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作切換為使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;同時(shí),在讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作時(shí),檢測(cè)出上述燃料電池的輸出電壓,如果上述燃料電池的輸出電壓大于預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值,則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作保持為使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作,如果上述燃料電池的輸出電壓不大于上述設(shè)定值,則將上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作切換為將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作。
11.如權(quán)利要求10所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于上述燃料電池的輸出端與上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器直接相連接。
12.如權(quán)利要求10所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于上述給定的電壓,為在上述燃料電池的輸出電能為最大時(shí)的上述燃料電池的輸出電壓的值以上。
13.如權(quán)利要求10所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有負(fù)載電能檢測(cè)部、輸出電能判斷部、及供給燃料量控制部;上述負(fù)載電能檢測(cè)部,檢測(cè)出作為外部負(fù)載向燃料電池系統(tǒng)所要求的電能的負(fù)載電能;上述輸出電能判斷部,判斷是否正在從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電;上述供給燃料量控制部,被輸入上述負(fù)載電能檢測(cè)部的檢測(cè)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(fù)載電能是否不滿閾值,都從上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器向上述外部負(fù)載供電,則控制上述燃料供給部向上述燃料電池供給燃料。
14.如權(quán)利要求10所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于上述燃料供給部,定期將給定量的燃料提供給上述燃料電池,同時(shí),將上述燃料電池中未使用的燃料回收。
15.如權(quán)利要求10所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于上述燃料供給部,將基于上述燃料電池系統(tǒng)的輸出的電能作為動(dòng)作電源。
16.如權(quán)利要求10所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有殘量檢測(cè)電路、停止部、及蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部;上述殘量檢測(cè)電路檢測(cè)出上述蓄電設(shè)備的殘量;上述停止部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,停止從燃料電池系統(tǒng)向外部的供電;上述蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,優(yōu)先對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電。
17.如權(quán)利要求16所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有通知部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,對(duì)上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下這一事項(xiàng)進(jìn)行通知。
18.一種燃料電池系統(tǒng),其特征在于,包括燃料電池;向上述燃料電池供給燃料的燃料供給部;多組蓄電設(shè)備與雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器,所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器有選擇地進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作,與使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;以及開(kāi)關(guān)部及控制部;上述開(kāi)關(guān)部,切換上述多個(gè)蓄電設(shè)備,使其分別與上述燃料電池及上述外部負(fù)載中的任一個(gè)相連接;上述控制部,控制上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器以及上述開(kāi)關(guān)部,讓介于與上述燃料電池相連接的上述蓄電設(shè)備與上述燃料電池之間的上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器,進(jìn)行使用上述燃料電池的輸出電能對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的動(dòng)作;并讓介于與上述外部負(fù)載相連接的上述蓄電設(shè)備與上述外部負(fù)載之間的上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將上述蓄電設(shè)備的輸出電壓變換成給定的電壓并輸出的動(dòng)作。
19.如權(quán)利要求18所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于上述燃料供給部,將基于上述燃料電池系統(tǒng)的輸出的電能作為動(dòng)作電源。
20.如權(quán)利要求18所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有殘量檢測(cè)電路、停止部、及蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部;上述殘量檢測(cè)電路檢測(cè)出上述蓄電設(shè)備的殘量;上述停止部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,停止從燃料電池系統(tǒng)向外部的供電;上述蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,優(yōu)先對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電。
21.如權(quán)利要求20所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有通知部,該通知部在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,對(duì)上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下這一事項(xiàng)進(jìn)行通知。
22.一種燃料電池系統(tǒng),其特征在于,包括燃料電池;蓄電設(shè)備;變換上述蓄電設(shè)備的輸出電壓的蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器;以及對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的充電電路;上述燃料電池的輸出端、上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端、及上述充電電路的輸入端相連接;對(duì)應(yīng)于上述燃料電池的輸出端與上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端以及上述充電電路的輸入端之間的接點(diǎn)的電壓,切換上述充電電路的接通/斷開(kāi)。
23.如權(quán)利要求22所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器常時(shí)接通。
24.如權(quán)利要求22所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有殘量檢測(cè)電路、停止部、及蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部;上述殘量檢測(cè)電路檢測(cè)出上述蓄電設(shè)備的殘量;上述停止部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,停止從燃料電池系統(tǒng)向外部的供電;上述蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,優(yōu)先對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電。
25.如權(quán)利要求24所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有通知部,該通知部在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,對(duì)上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下這一事項(xiàng)進(jìn)行通知。
26.一種燃料電池系統(tǒng),其特征在于,包括燃料電池;變換上述燃料電池的輸出電壓的燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器;蓄電設(shè)備;變換上述蓄電設(shè)備的輸出電壓的蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器;以及對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電的充電電路;上述燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端、上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端、及上述充電電路的輸入端相連接;對(duì)應(yīng)于上述燃料電池用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端與上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端以及上述充電電路的輸入端之間的接點(diǎn)的電壓,切換上述充電電路的接通/斷開(kāi)。
27.如權(quán)利要求26所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于上述蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器常時(shí)接通。
28.如權(quán)利要求26所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有殘量檢測(cè)電路、停止部、及蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部;上述殘量檢測(cè)電路檢測(cè)出上述蓄電設(shè)備的殘量;上述停止部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,停止從燃料電池系統(tǒng)向外部的供電;上述蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,優(yōu)先對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電。
29.如權(quán)利要求28所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有通知部,該通知部在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,對(duì)上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下這一事項(xiàng)進(jìn)行通知。
30.一種燃料電池系統(tǒng),是燃料電池與蓄電設(shè)備的并聯(lián)系統(tǒng),其特征在于,包括上述燃料電池;上述蓄電設(shè)備;變換上述蓄電設(shè)備的輸出電壓的蓄電設(shè)備用DC/DC轉(zhuǎn)換器;充電電路,將上述燃料電池作為電能源對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電;以及控制部,對(duì)應(yīng)于負(fù)載電能對(duì)上述蓄電設(shè)備的放電電能以及充電電能進(jìn)行控制。
31.如權(quán)利要求30所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有殘量檢測(cè)電路、停止部、及蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部;上述殘量檢測(cè)電路檢測(cè)出上述蓄電設(shè)備的殘量;上述停止部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,停止從燃料電池系統(tǒng)向外部的供電;上述蓄電設(shè)備優(yōu)先充電部,在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,優(yōu)先對(duì)上述蓄電設(shè)備進(jìn)行充電。
32.如權(quán)利要求31所述的燃料電池系統(tǒng),其特征在于具有通知部,該通知部在上述殘量檢測(cè)電路所檢測(cè)出的上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下的情況下,對(duì)上述蓄電設(shè)備的殘量變成了給定量以下這一事項(xiàng)進(jìn)行通知。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng),具有燃料電池組、向上述燃料電池組供給燃料的燃料供給部、作為蓄電設(shè)備的二次電池、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器及模式控制電路。所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器有選擇地進(jìn)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(dòng)作(放電動(dòng)作),與使用上述燃料電池組的輸出電能對(duì)上述二次電池進(jìn)行充電的動(dòng)作(充電動(dòng)作)。上述模式控制電路,檢測(cè)出上述燃料電池組的輸出電壓,如果上述燃料電池組的輸出電壓大于設(shè)定值,則讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行充電動(dòng)作;如果上述燃料電池組的輸出電壓不大于上述設(shè)定值,則讓上述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行放電動(dòng)作。
文檔編號(hào)H01M8/00GK1731613SQ20051008958
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月6日
發(fā)明者瀨尾和宏, 甲野藤正明, 關(guān)口邦久, 藤井雅也 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社