[发明专利]燃料电池系统

说明书

本分案申请是申请号为：200510089703.7，申请日为：2005年8月4日，发明名称为“燃料电池系统”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种作为燃料电池与蓄电设备的并列系统的燃料电池系统。

背景技术

近年来，开发出了种种作为燃料电池与蓄电设备的并列系统的燃料电池系统(参照例如特开2004-71260号公报)。这里，图14中显示了以前的燃料电池系统的一构成例。

图14中所示的燃料电池系统，是燃料电池与蓄电设备的并联系统，具有燃料电池组1、燃料供给部2、作为蓄电设备的二次电池3、DC/DC转换器4、及防倒流二极管5。燃料供给部2定期将给定量的燃料提供给燃料电池组1，同时将燃料电池组1中未使用的燃料回收。燃料电池组1的输出端与防倒流二极管5的阳极相连接，二次电池3的正极与DC/DC转换器4的输入端相连接。另外，防倒流二极管5的阴极与DC/DC转换器4的输出端共通连接，并连接负载6。

由于燃料供给部2定期将给定量的燃料提供给燃料电池组1，因此，燃料电池组1的电流—电压特性以及电流—电能特性如图15所示。图15中的T_I-V、T_I-P分别表示燃料电池组1的输出电流—输出电压特性曲线、燃料电池组1的输出电流—输出电能(power)特性曲线。

燃料电池组1的输出电压对应于输出电流而变化，输出电流越增加，输出电压就越下降。在输出电能最大时的输出电流的值Ipmax是由燃料供给部2提供给燃料电池组1的燃料量所决定的。在大于Ipmax的电流区域，燃料电池组1的动作不稳定，如果在大于Ipmax的电流区域继续让燃料电池组1进行工作，就会降低燃料电池组1的寿命。因此，以前的燃料电池系统中，由于负载6的状态，有可能会让燃料电池组1在大于Ipmax的电流区域继续工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不会发生燃料电池的寿命降低的燃料电池系统。

为实现上述目的，本发明的燃料电池系统，是燃料电池与蓄电设备的并联系统，包括：上述燃料电池、燃料供给部、上述蓄电设备、及DC/DC转换器。上述燃料供给部向上述燃料电池供给燃料。上述DC/DC转换器，将上述蓄电设备的输出电压变换成给定的电压并输出。上述给定的电压，为上述燃料电池的输出电能(power)最大时的上述燃料电池的输出电压的值以上。上述蓄电设备，可以列举出例如二次电池或双电荷层电容器等。

通过这样的构成，上述给定的电压，为在上述燃料电池的输出电能为最大时的上述燃料电池的输出电压的值以上，因此，在比上述燃料电池的输出电能为最大时的上述燃料电池的输出电压的值小的电压区域，上述燃料电池不会工作，因此，燃料电池的寿命不会降低。

另外，可以让上述燃料供给部，定期将给定量的燃料提供给上述燃料电池，同时，将上述燃料电池中未使用的燃料回收。通过这样，能够对未使用的燃料进行再利用。

另外，可以让上述燃料供给部，将基于上述燃料电池系统的输出的电能作为动作电源。通过这样，不需要另外设置燃料供给部用电源。

另外，从提高燃料电池系统的效率的观点出发，最好让上述燃料电池的输出端与上述DC/DC转换器直接连接。通过这样的构成，由于上述燃料电池的输出侧没有连接防倒流二极管，因此，能够让燃料电池系统的效率提高相当于防倒流二极管中的电能损耗。

另外，还可以具有对上述DC/DC转换器的动作进行ON/OFF控制的ON/OFF控制电路；上述ON/OFF控制电路，在上述燃料电池的输出电压大于给定值的情况下，控制上述DC/DC转换器的动作为OFF，在上述燃料电池的输出电压不大于上述给定值的情况下，控制上述DC/DC转换器的动作为ON。另外，上述给定值是稍大于上述给定电压的值。

通过这样的构成，只在上述DC/DC转换器对外部负载进行供电时，上述DC/DC转换器才进行工作，因此，在上述DC/DC转换器不对外部负载进行供电时，上述双向DC/DC转换器中不会消耗无用电能，从而能够提高燃料电池系统的效率。

另外，还可以具有负载电能检测部、输出电能判断部、及供给燃料量控制部。上述负载电能检测部，检测出作为外部负载向燃料电池系统所要求的电能的负载电能。上述输出电能判断部，判断是否正在从上述DC/DC转换器向上述外部负载供电。上述供给燃料量控制部，被输入上述负载电能检测部的检测结果以及上述输出电能判断部的判断结果，如果不管上述负载电能是否不满阈值，都从上述双向DC/DC转换器向上述外部负载供电，则控制上述燃料供给部向上述燃料电池供给燃料。