燃料電池用DC-DCコンバータの開発
２００３WEMのFC部門にエントリー、FCクラス３位の宇都宮工業高校チームに搭載した
燃料電池用のDC-DCコンバータの開発を行いました。
その１・燃料電池の特性測定
その２・燃料電池用DCDCコンバータ
その３・燃料電池の発電試験
その４・燃料電池のＦａｎ対策・その１（大型Ｆａｎ実験）
その５・燃料電池のＦａｎ対策・その２（電圧安定）
その６・WEM FCクラス大会レポート
その７・燃料電池のプレ加温効果
燃料電池用ＤＣーＤＣ仕様
燃料電池加温Box
燃料電池の特性測定 2002.04.08
某チームより大同メタル工業製６０W燃料電池（HFC-1250)と水素吸蔵合金ボンベを借用、
興味津々に発電特性を測定することになりました。
大同メタル工業製６０Ｗ燃料電池
測定に当たり、発電電圧・電流を測定することに。
更に事前情報でボンベを燃料電池の熱で加温するということになったので、試しに
ボンベ表面温度・燃料電池セル温度についても温度センサを取り付けて自動測定で行うことに決めました。
配線・配管をしてガス圧をあげると・・・・・徐々に電圧が出てくる、感動の一瞬です。
実験装置全景
５分間のアイドリングを終えて、早速出力を定電流電子負荷で４Ａ一定放電として実験、
４Aでは通電直後の電圧が１０V程度まで低下、その後２分程度で電圧が回復と初期電圧ドロップ
が思ったより大きいようです。モーターを直結した場合では５〜６Ａまでしか起動電流とれないかも？。
更に思ったよりボンベの温度低下が速く、室温２５℃では１０分程度で１０℃近い低下、
ここでボンベ圧が上がらず圧力調整バルブを回しても圧は減るばかり・・・・・ガスがもうない？
とりあえずストップ。
結局ボンベが冷えすぎて、水素吸蔵合金からの水素ガス放出の熱エネルギーが得られないために
ガス圧が低下と判明。このときのボンベ表面温度は約１３℃程度。
実際の大会では２本使うので、温度低下はもう少しゆっくりとなるでしょうが、あまりにも速すぎる・・・・
さらにガス停止後の冷えたボンベは温度が上がらない、
室温放置では１時間経ってもまだ元の温度には戻りません。
ボンベ２本搭載できるので、ボンベを交互に切り替えて温度回復＆水素供給量を増やすという作戦は
この時点でダメということが判明。
十分温度が戻ったボンベで発電停止するまでの実験を行うことに、
ただし今度はボンベの水素供給量を半分（実際の大会での１本分の水素供給量）にするため
２Ａとしてとしての実験をしてみました。
ボンベの温度低下は４A時に比べゆっくりとはなったものの、ボンベ表面温度１４℃程度で水素ガス圧低下＆ガス圧ゼロ、
これによって発電低下し電圧保護回路作動してストップしてしまいました。
ボンベの表面温度を測ればボンベから水素の供給が止まるかどうかの判断はできそうです。
春とはいえ、５月の秋田の気温を考えると、どうやってこの温度低下を解決するか、
参加チームの対策が非常に気になります。
さて、続いてはこの結果を基に燃料電池用DCDCを考えてみます。
おまけ・今回使用したFCの電圧・電流と電力の特性をグラフにまとめました。
１１V〜１２V付近で７０W程度（あくまでも参考）の出力が確認できました。
