これは別の目的で使用するためです(燃料電池のＦａｎ対策・その２）。
これをDC-DCのケースに収め完成。
（燃料電池用ＤＣーＤＣ仕様
）ついに燃料電池とDC-DC・キャパシタを使っての発電試験に挑みます。
宇都宮工業高校チームからも、燃料電池発電の安全性にも関わることなので特別に
大会前でのデータ公開のOKを貰いましたので、発電試験の結果を詳細に報告します。
燃料電池用DC-DCの効率ですが、
入力・出力電圧差の大きいとき・・・・・９１％程度
入力・出力電圧差の小さいところ・・・・９８％程度
５A入力・４A出力の常用範囲・・・・・・・９４％程度
（コントロール用電源消費を含む）
コイルやスイッチ用FET・ショットキーダイオードといった部品をすぐに入手できる
あり合わせのパーツで仕上げたにしては、まず満足でしょう。
さらに、今回市販１２Ｖ用500mWの定電圧DC-DCを２個追加
これは別の目的で使用するためです(燃料電池のＦａｎ対策・その２）。
これをDC-DCのケースに収め完成。
（燃料電池用ＤＣーＤＣ仕様）
DC−DC完成にあわせて、宇都宮工業高校チームの方でも大同メタル推奨の加温Box完成！
ボンベ１本で１時間発電できるか挑戦してみることにしました。
今回も以前同様、温度センサを使ってボンベ温度と燃料電池温度も測定。
燃料電池はセルに取り付けが困難なので加温Box内燃料電池の近くに取り付けました。
このところ天気も良く快晴・気温も２２℃と秋田大会よりは高い気温かもしれません。
今回は実際に走行ではなく、モータをつないで４A定電流消費でのベンチテストをすることに
しました。
燃料電池に水素ガス供給！、電池電圧１５Vを確認その後、５分間のアイドリング
電圧も安定しているので、ＤＣ-ＤＣスイッチオン
今回は５００Ｆ７直列と実際に大会で使用するのキャパシタを使ったので、キャパ充電池間は
６分程度で充電完了。
燃料電池の電圧・電流特性
ここで５分ほどモータを回して動作チェック、燃料電池電圧が若干低下したものの５０W以上の発電確保。
燃料電池の発電電力・温度特性
この時点で燃料電池温度は３０℃、
ボンベ温度も若干低下したもののガス圧安定・加温Boxの効果があるようです。
そこで、次に１時間発電試験に突入！
負荷の消費一定にして実験開始・
燃料電池の温度は徐々に上昇・ボンベ温度の温度低下もなし。
ボンベ温度も約２０℃程度をキープすることになり、これなら行ける！といったところでしょうか？
ここまでは燃料電池の上下６個のファンのみで動作させてたので、
試しにサイドの４個のファンも回転することに、すると電圧がピョンと上昇！
サイドファンで４W程度上昇、ファン１個1W計２Ｗですので結果２W増えたことになります。
しかし、１０分後からじりじりと燃料電池電圧が低下
さらに電圧は下がっていく・・・・思ったより燃料電池からの発熱が大きい。
温度計でも４０℃を越え更に上がっていく・・・ボンベ温度も上昇！
燃料電池電圧も更に下がってついに１０Vを切り９Vも切り・・・・ついに保護電圧でOFF
何が起こったのかわからない パニック！！
DC-DCのスイッチを一旦切り再度ONに、電流を取りだそうとすると電圧が出ない。パワーダウン！！
燃料電池温度も５０℃を超えている！
燃料電池からの取り出す電流を減らし、実験続行。
燃料電池の温度上昇は低下したものの、パワーは出ない・・・
今までの発電特性とは大きく違ったのは明らか。 でも原因は不明。
その後は高温の状態で温度安定・電力安定、ということで試験続行。
途中、加温Boxの外からFanで風を送ったりと試行錯誤。
実験開始後６０分を過ぎた時点で圧力計が徐々に低下。
ついに圧力０、水素供給停止となり発電電圧も低下してきたのでここで実験終了。
今回の実験でわかったことですが、
・加温Boxをつかえば水素ガスボンベ温度低下は問題なさそう。
・ボンベからは１本１時間のガス供給が確認。
・燃料電池の発熱は思った以上、温度が上がりすぎるとパワーが減少してくる。
ということは、
燃料電池は冷やす（燃料電池温度は３０℃程度がパワーが出る？）
反対に冷やさないと最悪燃料電池は破損（今回の燃料電池は熱による損傷が発覚しました）
＆空気はなるたけ送ったほうが良さそう。
ボンベ加熱ばかりしようとして燃料電池の放熱が十分でないと燃料電池の破損、
またはボンベ温度４０℃を越え内圧上昇の可能性もでてきましたので、十分注意です。
冷えすぎの方が解決したと思ったら次は熱しすぎの問題とは・・・・・なかなか奥が深い。
そこで、燃料電池加温Boxの対策ですが、
・燃料電池の空気孔を大きめに開けて冷えすぎるくらいに準備しておく。
・燃料電池とボンベに温度計を取り付けボンベが冷えすぎず、また燃料電池温度も
上がりすぎないように加温Ｂｏｘの吸気孔をテープで調整する。
走行時に燃料電池の温度が上がりすぎたらパワーを調整するか孔の調整する。
というのは如何でしょう？
安全のためにはボンベ温度が４０℃越えたり、燃料電池温度が上がりすぎたら
自動的に発電停止するような保護回路を入れた方が良い気もします。
１・燃料電池の特性測定
２・燃料電池用DCDCコンバータ
３・燃料電池の発電試験
４・燃料電池のＦａｎ対策・その１（大型Ｆａｎ実験）
５・燃料電池のＦａｎ対策・その２（電圧安定）
６・WEM FCクラス大会レポート
７・燃料電池のプレ加温効果
おまけ 燃料電池発電の水素消費量
燃料電池用ＤＣーＤＣ仕様
燃料電池加温Box