[发明专利]一种电力控制器

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用DC电力生成装置(例如，燃料电池或类似的)进行电力生成的电力控制器。

背景技术

迄今为止，图7所示的系统是大家所了解的燃料电池电力生成系统(例如，参见日本特许专利公开第6-325774号)。在图7中，燃料电池41使得氢供给装置42所提供的氢和空气供给装置43所提供的空气中的氧在燃料电池的主体中发生反应来生成DC电力，该电力再被电力转换器44转换成AC电力，并被输出。控制器45可以通过控制充放电设备46和电力转换器44来进行控制，以通过从充放电设备46放电或是充电到充放电设备46来变化地输出电力，即使燃料电池的主体41的生成电力是固定的。

然而，尽管在这样的燃料电池电力生成系统中需要匹配燃料电池的主体41的输出电压和充放电设备46的充放电电压，但是充放电设备46不需要具有控制充放电的装置。因此，很难通过补偿燃料电池的主体41的输出和电力存储装置(如充放电设备49中的二次电池)的额定值来高精确度地控制充放电设备46的充放电。

正是为了解决这样的缺陷，才构思了以下的系统。图8显示了根据第二常规例子的一种燃料电池电力生成系统的配置。在图8中，燃料电池51是燃料电池的主体，用来通过使氢和空气中的氧反应来生成DC电力。DC/DC转换器52给燃料电池51的DC电力升压。电力转换器53(逆变器)把由DC/DC转换器52升压的DC电力转换成AC电力，以输出该AC电力到电力负载55。控制器54是用于通过负载检测器56来检测电力负载55的负载电流，并控制双向DC/DC转换器57、DC/DC转换器52和电力转换器53的装置。

当根据电力负载55地负载电流所确定的从燃料电池的主体51输出的电流值超过负载电流值时，控制器54通过双向DC/DC转换器57把电力存储在蓄电池58中。当从燃料电池的主体51输出的电流值不够负载电流值时，控制器54通过双向DC/DC转换器57把蓄电池58的电力提供给电力负载55。

发明内容

根据上述第二常规例子(图8)的燃料电池电力生成系统具有如下配置：电力转换器53与双向DC/DC转换器57相连接用于蓄电池58的充放电控制，蓄电池58耦合到DC/DC转换器52的输出，使得DC电力能提升到把DC电力转换成AC电力所需的电压。

实现该系统不仅仅是为了用DC/DC转换器52控制燃料电池的主体51的输出，还为了通过控制双向DC/DC转换器57来提高蓄电池58的充放电效率。因而，从燃料电池51充电到蓄电池58是通过两个电压控制装置DC/DC转换器52和双向DC/DC转换器57来进行的。

然而，由于在蓄电池58的充放电电压和DC/DC转换器52所提升的输出电压之间存在着很大的差异(通常DC/DC转换器52所提升的输出电压较高)，因此需要根据上面的差异来提高提升电压和降低电压之间的电位差。因此，就很难提高电力转换效率。

此外，由于双向DC/DC转换器57的电力转换效率和蓄电池58的充放电效率所引起的总电力转换效率变低，所以工作的经济性很低也成了一个问题，另外，由于双向DC/DC转换器57本身的价格也很高，所以成本也变得相当高。

出于上述问题的考虑，本发明提供了一种燃料电池电力控制器，它迅速地响应电力变化的需求，高效率地生成所需的电能，同时也具有高经济性的和高可靠性的，它也可以用于电力生成系统或类似的系统。

本发明的第1项发明是一种电力控制器包括：

电力存储装置，用于存储从产生DC电力的DC电力生成装置输出的DC电力；

电力转换装置，包括在接收DC输入时转换电压的DC/DC转换器；

充放电装置，用于把电力存储装置中的电力释放到电力转换装置，以及把DC电力生成装置中的DC电力充入电力存储装置，充放电装置设置在DC电力生成装置、电力存储装置和电力转换装置之间；

检测装置，用于检测从所述电力转换装置提供给一外部电力负载的电能；

控制装置，用于根据检测到的电能来控制充放电装置的工作，

其中充放电装置具有DC/DC转换功能，把DC电力生成装置的输出电压转换成电力存储装置的充电电压，以及把电力存储装置的放电电压转换成DC电力生成装置的输出电压。

在本发明的电力控制器中，控制装置进行控制，以便在所述检测装置检测到的电能大于外部电力负载的负载电力时，使得充放电装置进行充电操作，而在所述检测装置检测到的电能小于外部电力负载的负载电力时，使得充放电装置进行放电操作。

在本发明的电力控制器中充放电装置包括：