特許ウォッチ

公開番号2024175416
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023093194
出願日2023-06-06
発明の名称燃料電池システム
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類H01M 8/04858 20160101AFI20241211BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電圧変換器を使用せずに燃料電池及びバッテリの上限電力を超えないように負荷装置へ供給される電力を制御し、簡易でより安価な燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】燃料電池システムは、FC1と、モータ2と、FC1とモータ2を接続する第1電力線3と、バッテリ4と、バッテリ4と第1電力線3を接続する第2電力線5と、第1電力線3に設けられ、抵抗値を変更可能に構成した可変抵抗器7と、FC1の電流値が許容される電流使用領域となるように可変抵抗器7の抵抗値を制御するECU10とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池と、
負荷装置と、
前記燃料電池と前記負荷装置を接続する第１電力線と、
バッテリと、
前記バッテリと前記第１電力線を接続する第２電力線と
を備えた燃料電池システムにおいて、
前記第１電力線又は前記第２電力線に設けられ、抵抗値を変更可能に構成した可変抵抗手段と、
前記燃料電池の電流値が許容される電流使用領域となるように前記可変抵抗手段の抵抗値を制御するための制御手段と
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記可変抵抗手段は、抵抗値を変更可能に構成した可変抵抗器である
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記可変抵抗手段は、一つの抵抗器と、その抵抗器に並列に接続された一つのリレーとを含む抵抗器・リレー回路を少なくとも一つ備え、少なくとも一つの前記リレーを開閉することにより抵抗値を多段階に変更可能に構成した抵抗装置である
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記バッテリの充電率を監視するための監視手段を更に備え、
前記制御手段は、監視される前記充電率が所定の第１充電率以下になったときは、前記抵抗値が所定の第１抵抗値となるように前記可変抵抗器を制御し、監視される前記充電率が前記第１充電率より高い第２充電率以上になったときは、前記抵抗値が前記第１抵抗値より高い所定の第２抵抗値となるように前記可変抵抗器を制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料電池システムにおいて、
前記バッテリの充電率を監視するための監視手段を更に備え、
前記制御手段は、監視される前記充電率が所定の第１充電率以下になったときは、前記抵抗値が所定の第１抵抗値となるように少なくとも一つの前記リレーを開制御し、監視される前記充電率が前記第１充電率より高い第２充電率以上になったときは、前記抵抗値が前記第１抵抗値より低い所定の第２抵抗値となるように前記第１充電率以下の際より少なくとも一つ以上多い前記リレーを開制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の電流値を測定するための測定手段を更に備え、
前記制御手段は、測定される前記電流値が前記燃料電池の前記電流使用領域における高電流側の値となるときは、前記バッテリの電圧値の許容される電圧使用領域上となるように前記可変抵抗器の抵抗値を下げるように前記可変抵抗器を制御し、測定される前記電流値が前記燃料電池の前記電流使用領域における低電流側の値となるときは、前記バッテリの電圧値の前記電圧使用領域未満又は前記燃料電池が高電圧回避となるように前記可変抵抗器の抵抗値を上げるように前記可変抵抗器を制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項３に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の電流値を測定するための測定手段を更に備え、
前記制御手段は、測定される前記電流値が前記燃料電池の前記電流使用領域における高電流側の値となるときは、前記抵抗装置の前記抵抗値が低くなるように少なくとも一つの前記リレーを閉に制御し、測定される前記電流値が前記燃料電池の前記電流使用領域における低電流側の値となるときは、前記抵抗装置の前記抵抗値が高くなるように少なくとも一つの前記リレーを開閉制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の電流値を測定するための測定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記燃料電池の起動時又は停止時における所定時間に測定される前記電流値に応じて前記バッテリの最大電圧値以下又は前記燃料電池が高電圧回避となるように前記可変抵抗器の抵抗値を制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項９】
請求項３に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の電流値を測定するための測定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記燃料電池の起動時又は停止時における所定時間に測定される前記電流値が前記バッテリの最大電流値を超えている場合又は前記燃料電池が高電圧回避する場合は、前記抵抗値が高くなるように少なくとも一つの前記リレーを開閉制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書に開示される技術は、電気自動車等の電源として使用され、負荷装置に接続される燃料電池と、燃料電池から負荷装置に至る放電経路に設けられ、燃料電池と並列に接続されるバッテリとを備えた燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される「燃料電池システム」が知られている。このシステムは、燃料電池と、負荷装置と、燃料電池と負荷装置を接続する第１配線と、バッテリと、バッテリから第１配線に接続される第２配線とを備え、第１配線には、燃料電池の端子間電圧と負荷装置側の電圧との間で電圧変換を行う電圧変換器が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－２２８２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の燃料電池システムでは、電圧変換器は、燃料電池の上限電力を超えないように負荷装置への供給電力を制御できるものの、それ自体がシステムのコストアップ及び大型化につながる懸念があった。近年では、電気自動車等に搭載される燃料電池システムとして、簡易で安価なシステムが要望されている。
【０００５】
この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電圧変換器を使用することなく燃料電池及びバッテリの上限電力を超えないように負荷装置へ供給される電力の制御を可能とし、簡易でより安価な燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、燃料電池と、負荷装置と、燃料電池と負荷装置を接続する第１電力線と、バッテリと、バッテリと第１電力線を接続する第２電力線とを備えた燃料電池システムにおいて、第１電力線又は第２電力線に設けられ、抵抗値を変更可能に構成した可変抵抗手段と、燃料電池の電流値が許容される電流使用領域となるように可変抵抗手段の抵抗値を制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００７】
上記技術の構成によれば、燃料電池の電流値が許容される電流使用領域となるように制御手段により可変抵抗手段を制御することにより、燃料電池とバッテリから負荷装置への供給電力が制御される。従って、電圧変圧器を使用することなく、バッテリの充電率が中央値に近付けられ、かつ、燃料電池が許容される電流使用領域で使用される。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、可変抵抗手段は、抵抗値を変更可能に構成した可変抵抗器であることを趣旨とする。
【０００９】
上記技術の構成によれば、可変抵抗手段を可変抵抗器にすることで、請求項１に記載の技術と同等の作用が得られる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、可変抵抗手段は、一つの抵抗器と、その抵抗器に並列に接続された一つのリレーとを含む抵抗器・リレー回路を少なくとも一つ備え、少なくとも一つのリレーを開閉することにより抵抗値を多段階に変更可能に構成した抵抗装置であることを趣旨とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許