專利名稱：液體型燃料電池系統(tǒng)及其控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體型燃料電池系統(tǒng)，特別涉及不采用泵等輸液機構(gòu)、就將液體燃料從燃料箱自發(fā)提供給起電單元的液體型燃料電池系統(tǒng)及其控制電路。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)出直接從甲醇和乙醇等液體燃料提取質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電的液體型燃料電池系統(tǒng)。這種燃料電池不需要重整器并且燃料容積小就可以解決問題，因此被期待作為便攜式個人計算機和PDA(個人數(shù)字助理)、便攜式電話機、視頻或音頻播放器、游戲機等便攜式電子設(shè)備的電源。
可是，在這種系統(tǒng)中，有使用輸液泵、控制由燃料箱對起電單元供給液體燃料的類型；以及不使用輸液泵等而是自發(fā)進(jìn)行供給的類型。其中，前一種類型可以根據(jù)負(fù)載側(cè)要求的功率值，利用輸液泵對液體燃料的提供進(jìn)行最佳控制。
而后一種的自發(fā)供給的類型與負(fù)載側(cè)要求的功率值的大小無關(guān)，又與負(fù)載是否工作無關(guān)，其燃料穩(wěn)定地提供給起電單元。因此往往浪費燃料，導(dǎo)致燃費低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在自發(fā)提供燃料的類型的系統(tǒng)中減少燃料的浪費，從而可以提高燃費，延長連續(xù)發(fā)電時間的液體燃料型電池系統(tǒng)及其控制電路。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種形態(tài)的液體型燃料電池系統(tǒng)，具有輸出第1功率的液體型燃料起電單元；對該液體型燃料起電單元，提供液體燃料的燃料供給單元；利用上述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2功率的輔助電源單元；以及控制燃料的供給用的控制電路。而且，利用控制電路監(jiān)視上述輔助電源單元的充電狀態(tài)，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制上述燃料供給單元對上述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。


圖1是本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第1實施形態(tài)即直接型甲醇燃料電池的概略構(gòu)成圖。
圖2是圖1所示的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示圖2所示的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)中的控制電路的控制步驟和控制內(nèi)容的流程圖。
圖4是示出本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第2實施形態(tài)即直接型甲醇燃料電池的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是示出圖4所示的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)的控制電路的控制步驟和控制內(nèi)容的流程圖。
圖6是示出本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第3實施形態(tài)即直接型甲醇燃料電池的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7是示出圖6所示的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)中的控制電路的控制步驟和控制內(nèi)容的流程圖。
具體實施例方式
首先，概要說明本發(fā)明的各種實施形態(tài)。
本發(fā)明的第1種形態(tài)的液體型燃料電池系統(tǒng)，具有輸出第1功率的液體型燃料起電單元；對該液體型燃料起電單元，提供液體燃料的燃料供給單元；利用上述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2功率的輔助電源單元；以及控制燃料供給的控制電路。而且，利用該控制電路監(jiān)視上述輔助電源單元的充電狀態(tài)，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制上述燃料供給單元對上述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
因此，根據(jù)輔助電源單元的充電狀態(tài)、例如輔助電源單元的充電電壓或電流的值，控制燃料供給單元對上述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。因而與例如負(fù)載側(cè)要求的功率值的大小無關(guān)，與燃料穩(wěn)定地供給起電單元的情況相比，燃料的浪費減少，從而可以提高燃費，延長連續(xù)發(fā)電時間。
作為用于實現(xiàn)上述第1種形態(tài)的具體構(gòu)成，考慮以下兩種構(gòu)成。
第1種構(gòu)成是將輔助電源單元的充電電壓與第1閾值比較，在輔助電源單元的充電電壓大于等于第1閾值時，限制燃料供給單元對液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，則輔助電源單元的充電狀態(tài)達(dá)到充電已滿乃至于接近充電已滿的充電狀態(tài)時，限制對液體型燃料起電單元的液體燃料供給。通常，輔助電源單元被充電到充電已滿或接近充電已滿的充電狀態(tài)時，可以用輔助電源單元應(yīng)對負(fù)載設(shè)備要求的功率，因而無需使液體型燃料起電單元全力工作。因此，即使限制對液體型燃料起電單元的液體燃料供給，也不會造成障礙，以此抑制了燃料的浪費，從而可以提高燃費乃至延長連續(xù)發(fā)電時間。
第2種構(gòu)成是將輔助電源單元的充電電壓與小于第1閾值的第2閾值進(jìn)行比較，輔助電源單元的充電電壓小于等于第2閾值時，限制燃料供給等于對液體型燃料起電等于的液體燃料供給。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，則輔助電源單元的充電狀態(tài)達(dá)到放電狀態(tài)時，限制對液體型燃料起電等于的液體燃料供給。通常，輔助電源單元放電到放電狀態(tài)時，僅用液體型燃料起電單元無法滿足負(fù)載設(shè)備要求的功率。因此，即使限制對液體型燃料起電單元的液體燃料供給，實質(zhì)上也不是不理想，因此燃料的浪費受到抑制，從而可以提高燃費乃至延長連續(xù)發(fā)電時間。
又，本發(fā)明的第2種形態(tài)是，在控制電路中，監(jiān)視液體型燃料電池系統(tǒng)相對于負(fù)載設(shè)備的安裝和卸下，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制燃料供給單元對液體型燃料起電單元的液體燃料供給。具體地說，在檢測出液體型燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)從負(fù)載設(shè)備上拆下時，控制燃料供給單元對液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，則在負(fù)載設(shè)備上沒有安裝液體型燃料電池系統(tǒng)的狀態(tài)下，限制(例如停止)對液體型燃料起電單元的燃料供給。因此，在液體型燃料電池系統(tǒng)無需工作的狀態(tài)下的燃料的浪費受到阻止，因此可以提高燃費乃至延長連續(xù)發(fā)電時間。
此外，本發(fā)明的第3種形態(tài)具有接收表示負(fù)載設(shè)備有無工作的工作表示信號的接收部和控制電路。而且，在該控制電路中，根據(jù)上述接收部接收的工作表示信號，控制燃料供給單元對上述液體型燃料起電單元的液體燃料的供給。更具體地說，在接收部接收的工作表示信號表示負(fù)載設(shè)備的處于工作狀態(tài)時，限制燃料供給單元對液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，則形成即使例如負(fù)載設(shè)備中電源開關(guān)被斷開或被接通也實質(zhì)上不工作的睡眠狀態(tài)時，根據(jù)由負(fù)載設(shè)備輸出的工作表示信號，限制對液體型燃料起電單元的液體燃料供給。因此，在這種情況下也能夠防止燃料的浪費，以此能夠提高燃費乃至延長連續(xù)發(fā)電時間。
第1實施形態(tài)本發(fā)明的第1實施形態(tài)在由燃料箱對起電單元自發(fā)供給液體燃料的類型的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)中，新設(shè)置燃料供給控制電路。該燃料供給控制電路分別將輔助電源單元的充電電壓與第1和第2閾值分別進(jìn)行比較。然后，在該比較結(jié)果是輔助電源的充電電壓大于等于第1閾值時、或者輔助電源電壓的充電電壓小于等于第2閾值時，切斷燃料箱對液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
圖1是本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第1實施形態(tài)、即直接型甲醇燃料電池(后面稱為DMFC)系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。該DMFC系統(tǒng)在殼體內(nèi)收裝DMFC起電單元1、控制單元2、輔助電源單元3、以及燃料箱4。
DMFC起電單元1都在由集電體和催化劑層組成的陽極和陰極之間配置電解質(zhì)膜。然后，將甲醇作為燃料提供給陽極催化劑層，利用催化反應(yīng)，產(chǎn)生質(zhì)子。另一方面，對陰極供給空氣。然后，使通過上述電解質(zhì)的質(zhì)子與上述被提供的空氣中所含的氧氣在陰極催化劑層中發(fā)生反應(yīng)以進(jìn)行發(fā)電。
將作為燃料的甲醇收裝在燃料箱4內(nèi)。該甲醇通過具有電磁閥(示于下述圖2)12的供給路徑，提供給上述DMFC起電單元1的陽極催化劑層。另外，在燃料箱4上設(shè)置注入口5。在該注入口5上可裝卸自如地安裝燃料元件(未圖示)，由燃料元件對燃料箱4補充燃料。
輔助電源單元3具有二次電池。該二次電池利用由上述DMFC起電單元1輸出的電力進(jìn)行充電。輔助電源單元3根據(jù)作為饋電對象的電子設(shè)備(未圖示)的負(fù)載，將補充上述DMFC起電單元1輸出的功率的不足部分的輔助電力由上述二次電池提供給電子設(shè)備。再者，電子設(shè)備可以設(shè)想是便攜式個人計算機和PDA(個人數(shù)字助理)、便攜式音頻、視頻播放器、便攜式電話機等。
控制單元2控制對電子設(shè)備供給的電源電壓，形成如下所述結(jié)構(gòu)。圖2是主要表示該控制單元2的結(jié)構(gòu)的電路框圖。
即、控制單元2具有升壓電路8、升壓控制電路9、燃料供給控制電路10A、以及饋電開關(guān)11。這些電路形成于1枚電路基板上。升壓電壓8由例如DC-DC變換器構(gòu)成。
升壓控制電路9，將DMFC起電單元1的輸出電壓(對升壓電路8的輸入電壓)與閾值進(jìn)行比較。然后，在該比較的結(jié)果是，對升壓電路8的輸入電壓小于閾值時，對升壓電路8的輸出電壓進(jìn)行控制，從而使上述DMFC起電單元1的輸出電壓最佳化。還有，升壓控制電路9將升壓電路8的輸出電壓與其它閾值進(jìn)行比較。然后，根據(jù)其差對升壓電路8的輸出電壓進(jìn)行反饋控制，從而使升壓電路8的輸出電壓穩(wěn)定。
燃料供給控制電路10A，具有模擬/數(shù)字(A/D)變換器、微型計算機、以及數(shù)字/模擬(D/A)變換器。模擬/數(shù)字(A/D)變換器對輔助電源單元3的兩端之間的充電電壓值進(jìn)行檢測，輸出被測出的充電電壓值的數(shù)字信號。數(shù)字/模擬(D/A)變換器將由上述微型計算機輸出的閥門打開控制信號和閥門關(guān)閉控制信號變換成模擬信號供給電磁閥12。
微型計算機按照預(yù)先存儲的燃料供給控制程序執(zhí)行燃料供給控制。該燃料供給控制將上述被測出的充電電壓值與預(yù)先設(shè)定的第1和第2閾值進(jìn)行比較。然后，根據(jù)該比較結(jié)果，有選擇地輸出閥門打開控制信號或閥門關(guān)閉控制信號。
接著，對如上所述構(gòu)成的DMFC系統(tǒng)的工作進(jìn)行說明。
將DMFC用作電源時，將輸出終端7的+端子7a和-端子7b連接于電子設(shè)備的電源端子上(未圖示)。于是，由DMFC起電單元1輸出的電壓VB1由升壓電路8升壓后，從上述輸出終端7的+端子7a和-端子7b提供給電子設(shè)備。另外，這時若上述電子設(shè)備的負(fù)載產(chǎn)生變動，僅用上述升壓電路8的輸出電壓無法提供必要的電力，則其不足部分由輔助電源單元3的二次電池提供給上述電子設(shè)備。即對電子設(shè)備實施混合方式的電源供給。
在該狀態(tài)下燃料供給控制電路10A如下所述執(zhí)行燃料供給控制。圖3是表示該控制步驟和控制內(nèi)容的流程圖。
即，燃料供給控制電路10A利用步驟3a定期嵌入輔助電源單元3的充電電壓值VB2。每一次取入新的充電電壓值VB2時，就在步驟3b和步驟3c將該充電電壓值VB2與分別第1和第2閾值Tha、Thb進(jìn)行比較。這時，第1和第2閾值Tha、Thb分別被設(shè)定為輔助電源單元3充電已滿的電壓值和放電電壓值。
假定上述比較結(jié)果為充電電壓值VB2小于第1閾值Tha且大于第2閾值Thb。在這種情況下，燃料供給控制電路10A判定輔助電源單元3的充電狀態(tài)合適，利用步驟3d維持閥門打開控制信號VS1的輸出。因此，電磁閥12保持打開狀態(tài)，繼續(xù)由燃料箱4對DMFC起電單元1供給燃料。
另一方面，假定上述比較結(jié)果為，充電電壓值VB2大于等于第1閾值Tha、或充電電壓值VB2小于等于第2閾值Thb。在這種情況下，燃料供給控制電路10A判定輔助電源單元3形成充電已滿的狀態(tài)、或形成充分放電的狀態(tài)。然后，利用步驟3e輸出閥門關(guān)閉控制信號VS2。該閥門關(guān)閉控制信號VS2由D/A變換器變換成模擬信號之后，提供給電磁閥12。其結(jié)果是，電磁閥12被關(guān)閉，之后由燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給被切斷。
這樣，第1實施形態(tài)在自發(fā)供給燃料類型的DMFC系統(tǒng)中，利用燃料供給控制電路10A檢測輔助電源單元3的充電電壓VB2，將該被檢測出的充電電壓VB2與第1和第2閾值Tha、Thb分別進(jìn)行比較。然后，在輔助電源單元3的充電電壓值VB2大于等于第1閾值Tha、或輔助電源單元3的充電電壓值VB2小于等于第2閾值Thb時，切斷燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給。
因此，如果輔助電源單元3的充放電狀態(tài)為充電已滿的狀態(tài)或充分放電的狀態(tài)，則自動切斷燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給。因此，燃料供給的浪費被停止，從而可以謀求提高燃費乃至延長連續(xù)發(fā)電時間。
第2實施形態(tài)本發(fā)明第2實施形態(tài)新具備檢測有無對電子設(shè)備安裝DMFC系統(tǒng)的安裝檢測器和燃料供給控制電路。而且，在利用上述安裝檢測器檢測出DMFC系統(tǒng)已經(jīng)從電子設(shè)備上拆下時，利用上述燃料供給控制電路，切斷燃料箱對DMFC起電單元的燃料供給。
圖4是本發(fā)明液體型燃料電池系統(tǒng)的第2實施形態(tài)的電路框圖，BT表示作為液體型燃料電池系統(tǒng)的DMFC系統(tǒng)，TM表示便攜式個人計算機或PDA、便攜式電話機等電子設(shè)備。另外，在該圖中對與所述圖2相同的部分標(biāo)注相同的符號，并省略詳細(xì)說明。
DMFC系統(tǒng)BT中新具備安裝檢測器13、燃料供給控制電路10B。安裝檢測器13由例如將DMFC系統(tǒng)BT安裝于電子設(shè)備TM時形成導(dǎo)通狀態(tài)的機械開關(guān)或光開關(guān)構(gòu)成，將其通斷信號CS提供給燃料供給控制電路10B。
燃料供給控制電路10B具有接口、微型計算機、以及D/A變換器。接口接收由上述安裝檢測器13提供的通斷信號CS。微型計算機按照預(yù)先存儲的燃料供給控制程序，執(zhí)行燃料供給控制。D/A變換器將由上述微型計算機輸出的閥門打開控制信號和關(guān)閉控制信號變換成模擬信號，提供給電磁閥12。
微型計算機根據(jù)由上述安裝檢測器13供給的通斷信號，判斷有無對電子設(shè)備TM安裝DMFC系統(tǒng)BT。然后，根據(jù)該判斷結(jié)果有選擇地輸出閥門打開控制信號VS1或閥門關(guān)閉控制信號VS2，對電磁閥進(jìn)行開關(guān)控制。
由于是這樣的結(jié)構(gòu)，因此在DMFC系統(tǒng)BT被安裝于電子設(shè)備TM上的狀態(tài)下，燃料供給控制電路10如圖5所示首先利用步驟5a定期取入由安裝檢測器13輸出的通斷信號CS。然后，根據(jù)該取入的通斷信號CS，通過步驟5b判斷有無對電子設(shè)備TM安裝DMFC系統(tǒng)BT。
于是，其判斷結(jié)果是，判斷出DMFC系統(tǒng)BT安裝在電子設(shè)備TM上。在這種情況下，燃料供給控制電路10B根據(jù)步驟5c維持閥門打開控制信號VS1的輸出。因此，電磁閥12保持打開狀態(tài)，繼續(xù)由燃料箱4對DMFC起電單元1供給燃料。
另一方面，現(xiàn)在假定用戶已將DMFC系統(tǒng)BT從電子設(shè)備TM上拆下。于是，由安裝檢測器13輸出的信號CS成為斷開信號。因此，燃料供給控制電路10B判斷為DMFC系統(tǒng)BT已經(jīng)從電子設(shè)備TM上被拆下，由步驟5d輸出閥門關(guān)閉控制信號VS2。該閥門關(guān)閉控制信號VS2由D/A變換器變換成模擬信號之后，提供給電磁閥12。其結(jié)果是，電磁閥12被關(guān)閉，之后由燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給被切斷。而且，與此同時，燃料供給控制電路10A將饋電開關(guān)設(shè)定成斷開。因此，其后停止輔助電源單元3的充放電，從而確保輔助電源單元3的安全性。
因此，如果采用第2實施形態(tài)，若DMFC系統(tǒng)BT從電子設(shè)備TM上被拆下，則自動切斷燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給。因此，燃料供給的浪費受到阻止，從而可以謀求提高燃費乃至延長連續(xù)發(fā)電時間。
第3實施形態(tài)本發(fā)明第3實施形態(tài)在電子設(shè)備上設(shè)置產(chǎn)生表示工作狀態(tài)的信號的電路和對外部輸出由該電路產(chǎn)生的工作表示信號的輸出端子時，在DMFC系統(tǒng)上新設(shè)置上述工作表示信號的輸入端子和燃料供給控制電路。然后，利用燃料供給控制電路，根據(jù)由電子設(shè)備輸出的工作表示信號，判斷電子設(shè)備處于工作狀態(tài)還是處于非工作狀態(tài)，在處于非工作狀態(tài)時，切斷由燃料箱對DMFC起電單元的液體燃料供給。
圖6是本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第3實施形態(tài)的電路框圖。還有，在該圖中對與上述圖2或圖4相同的部分標(biāo)注相同符號，省略其詳細(xì)說明。
在電子設(shè)備TM上設(shè)置工作表示信號發(fā)生電路14和輸出端子16。輸出端子16對外部輸出由上述工作表示信號發(fā)生電路14產(chǎn)生的工作表示信號DS。工作表示信號發(fā)生電路14在電子設(shè)備TM的用戶可以操作的工作開關(guān)(例如電源開關(guān))15被接通時，輸出表示該意思的工作表示信號DS。
另一方面，在DMFC系統(tǒng)BT上新設(shè)置上述工作表示信號DS的輸入端子17和燃料供給控制電路10C。燃料供給控制電路10C具有接口、微型計算機、以及D/A變換器。接口通過上述輸入端子17接收輸入的工作表示信號DS。微型計算機按照預(yù)先存儲的燃料供給控制程序，執(zhí)行燃料供給控制。D/A變換器將由上述微型計算機輸出的閥門打開控制信號VS1和關(guān)閉控制信號VS2變換成模擬信號，提供給電磁閥12。
微型計算機根據(jù)由電子設(shè)備TM輸出的工作表示信號DS，判斷電子設(shè)備TM處于工作狀態(tài)還是處于非工作狀態(tài)。然后，根據(jù)該判斷結(jié)果有選擇地輸出閥門打開控制信號VS1或閥門關(guān)閉控制信號VS2，對電磁閥12進(jìn)行開關(guān)控制。
由于是這樣的結(jié)構(gòu)，因此在DMFC系統(tǒng)BT安裝于電子設(shè)備TM的狀態(tài)下，燃料供給控制電路10C如圖7所示在步驟5a中定期取入由電子設(shè)備TM輸出的工作表示信號DS。然后，根據(jù)該取入的工作表示信號DS，通過步驟7b判斷電子設(shè)備TM處于工作狀態(tài)還是處于非工作狀態(tài)。
然后假定判斷結(jié)果是，判斷出電子設(shè)備TM處于工作狀態(tài)。在這種情況下，燃料供給控制電路10C利用步驟7c維持閥門打開控制信號VS1的輸出。因此，電磁閥12保持打開狀態(tài)，繼續(xù)由燃料箱4對DMFC起電單元1供給燃料。
另一方面，現(xiàn)在假定用戶為了使電子設(shè)備的工作停止而在電子設(shè)備TM上對工作開關(guān)(電源開關(guān))15進(jìn)行斷開操作。于是，工作表示信號DS為斷開，因此，燃料控制電路10C判斷為電子設(shè)備TM處于非工作狀態(tài)，根據(jù)步驟7d輸出閥門關(guān)閉控制信號VS2。該閥門關(guān)閉控制信號VS2通過D/A變換器變換成模擬信號之后，提供給電磁閥12。其結(jié)果是，電磁閥12被關(guān)閉，其后燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給被切斷。另外，非工作時完全停止電力供給沒有關(guān)系時，與此同時，燃料供給控制電路10A將饋電開關(guān)11設(shè)定成斷開。因此，其后停止輔助電源單元3的充放電，以此確保輔助電源單元3的安全性。
因此，如果采用第3實施形態(tài)，若電子設(shè)備TM中工作開關(guān)15被斷開，處于非工作狀態(tài)，則DMFC系統(tǒng)BT自動遮斷燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給。因此，燃料供給的浪費受到阻止，從而可以謀求提高燃費乃至延長連續(xù)發(fā)電時間。
又，即使仍然將DMFC系統(tǒng)BT安裝在電子設(shè)備TM上，也可以與電子設(shè)備TM上的工作開關(guān)15的斷開操作連動，停止DMFC系統(tǒng)BT的發(fā)電工作。因此，用戶無需對電子設(shè)備TM裝卸DMFC系統(tǒng)BT，從而可以提高DMFC系統(tǒng)BT的操作性能。
再有，本實施形態(tài)在由電子設(shè)備TM輸出的工作表示信號DS被切斷時，判斷為電子設(shè)備TM處于非工作狀態(tài)，切斷對DMFC起電單元1的燃料供給。因此，即使在將DMFC系統(tǒng)BT從電子設(shè)備TM上拆下時，也可以切斷對DMFC起電單元1的燃料供給。
其它實施形態(tài)所述第1、第2和第3實施形態(tài)，分別為根據(jù)(1)輔助電源單元3的充放電的狀態(tài)、(2)有無對電子設(shè)備TM安裝DMFC系統(tǒng)BT、以及(3)電子設(shè)備TM處于工作狀態(tài)還是非工作狀態(tài)，對燃料的供給進(jìn)行控制。然而，并非局限于此，也可以根據(jù)(1)和(2)對燃料的供給進(jìn)行控制，還也可以根據(jù)(1)和(3)對燃料的供給進(jìn)行控制，又可以根據(jù)(2)和(3)對燃料的供給進(jìn)行控制。此外，當(dāng)然也可以根據(jù)(1)、(2)及(3)對燃料的供給進(jìn)行控制。
又，上述實施形態(tài)根據(jù)(1)、(2)及(3)對燃料的供給進(jìn)行通斷控制，但也可以用3個以上的閾值多階段地對例如輔助電源單元3的充放電狀態(tài)的變化進(jìn)行監(jiān)視，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果適當(dāng)?shù)貙θ剂系墓┙o進(jìn)行可變控制。這樣一來，就能夠根據(jù)輔助電源單元3的充放電狀態(tài)經(jīng)常提供最合適的數(shù)量的燃料，以此可以進(jìn)一步減少燃料供給的浪費，更進(jìn)一步提高燃費。
再有，在上述各實施形態(tài)中，設(shè)置具有微型計算機的饋電控制電路10A、10B、以及10C，利用微型計算機執(zhí)行饋電控制處理。但并非局限于此，當(dāng)然也可以利用由比較器和邏輯電路組成的硬件構(gòu)成饋電控制電路10A、10B、以及10C。
再有，所述第1實施形態(tài)通過檢測輔助電源單元3的充電電壓值VB2，判斷輔助電源單元3的充電狀態(tài)。但是也可以檢測充電電流值，根據(jù)該檢測值判斷輔助電源單元3的充電狀態(tài)。
再有，所述第3實施形態(tài)根據(jù)電子設(shè)備TM上的工作開關(guān)(電源開關(guān))15的通斷狀態(tài)，控制燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給。但并非局限于此，電子設(shè)備TM的工作狀態(tài)在類似于電源開關(guān)斷開時的睡眠模式時，也可以切斷燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給。另外，電子設(shè)備具有電池節(jié)電模式時，也可以將燃料箱4對DMFC起電單元1的燃料供給限制成比正常模式時的供給量更少。
再有，在上述各實施形態(tài)中，以將甲醇用作燃料的DMFC系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。但并非局限于此，作為液體燃料，也可以使用例如乙醇、二乙醚、二甲基氧甲烷、甲醛、甲酸、甲基甲酸、甲基原甲酸、三聚甲醛、1-丙醇、2-丙醇、3-丙醇、乙二醇、乙二醛、丙三醇的各水溶液，還可以使用上述各化學(xué)物質(zhì)的化合物的水溶液。
此外，電子設(shè)備的種類及其構(gòu)成、液體型燃料電池系統(tǒng)的種類及其構(gòu)成、第1和第2閾值Tha、Thb的值、燃料供給閥門的種類、燃料供給控制步驟及其內(nèi)容等在不離開本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)可以實施各種變形。
總之，本發(fā)明并非局限于上述各種實施形態(tài)的原樣，在實施階段也可以在不離開本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)對構(gòu)成要素作具體改變。另外，利用上述各實施形態(tài)中揭示了多個構(gòu)成要素的適當(dāng)組合，可以形成各種發(fā)明。例如也可以將若干構(gòu)成要素從各實施形態(tài)中所示的全部構(gòu)成要素中刪除。還可以將涉及不同實施形態(tài)的構(gòu)成要素適當(dāng)加以組合。
工業(yè)上的實用性因此，本發(fā)明的液體燃料電池系統(tǒng)，由于是自發(fā)供給燃料類型的系統(tǒng)，因此可以做成小型結(jié)構(gòu)，而且雖然是自發(fā)供給類型的系統(tǒng)，但是燃費高，可以延長連續(xù)發(fā)電時間。
因此，可以用作移動通信終端和便攜式個人計算機、PDA(個人數(shù)字助理)、便攜式視頻或音頻播放器、以及便攜式游戲機等便攜式電子設(shè)備的電源。
權(quán)利要求
1.一種液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具有從液體燃料取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電，輸出發(fā)電得到的第1功率的液體型燃料起電單元；對所述液體型燃料起電單元，自發(fā)供給所述液體燃料的燃料供給單元；利用所述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2功率的輔助電源單元；以及監(jiān)視所述輔助電源單元的充電狀態(tài)，并根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給的控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路將所述輔助電源單元的充電電壓與對應(yīng)于過量充電狀態(tài)設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，在輔助電源單元的充電電壓大于等于第1閾值時，限制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
3.如權(quán)利要求1所述的液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路將所述輔助電源單元的充電電壓與對應(yīng)于過量放電狀態(tài)設(shè)定的第2閾值進(jìn)行比較，輔助電源單元的充電電壓小于等于第2閾值時，限制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
4.一種液體型燃料電池系統(tǒng)，對負(fù)載設(shè)備供給電源，其特征在于，具有從液體燃料取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電，輸出發(fā)電得到的第1功率的液體型燃料起電單元；對所述液體型燃料起電單元，自發(fā)供給所述液體燃料的燃料供給單元；利用所述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2功率的輔助電源單元；檢測所述液體型燃料電池系統(tǒng)相對于負(fù)載設(shè)備進(jìn)行的裝卸的檢測器；以及根據(jù)所述檢測器的檢測結(jié)果，控制所述燃料供給單元對液體型燃料起電單元的液體燃料供給的控制電路。
5.如權(quán)利要求4所述的液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路在檢測出所述液體型燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)從所述負(fù)載設(shè)備上被拆下時，限制所述燃料供給單元對液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
6.一種液體型燃料電池系統(tǒng)，對負(fù)載設(shè)備供給電源，其特征在于，具有從液體燃料取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電，輸出發(fā)電得到的第1功率的液體型燃料起電單元；對所述液體型燃料起電單元，自發(fā)供給所述液體燃料的燃料供給單元；利用所述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2功率的輔助電源單元；從所述負(fù)載設(shè)備接收表示該負(fù)載設(shè)備有無工作的工作表示信號的接收器；以及根據(jù)由所述接收器接收的工作表示信號，控制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給的控制電路。
7.如權(quán)利要求6所述的液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路在所述接收部接收的工作表示信號表示所述負(fù)載設(shè)備不處于工作狀態(tài)時，限制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
8.一種控制電路，其特征在于，設(shè)置在具有從液體燃料取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電，輸出發(fā)電得到的第1功率的液體型燃料起電單元對該液體型燃料起電單元供給所述液體燃料的燃料供給單元；以及利用所述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電并輸出被充電的第2功率的輔助電源單元，并將所述第1和第2功率作為電源供給負(fù)載設(shè)備的液體型燃料電池系統(tǒng)中，具有監(jiān)視所述輔助電源單元的充電狀態(tài)的監(jiān)視部件；以及根據(jù)所述監(jiān)視部件的監(jiān)視結(jié)果，控制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給的控制部件。
9.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于，所述監(jiān)視部件將所述輔助電源單元的充電電壓與對應(yīng)于過量充電狀態(tài)設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，判斷所述輔助電源單元的充電電壓是否大于等于第1閾值，所述控制部件判斷為所述輔助電源單元的充電電壓或電流值大于等于第1閾值時，限制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
10.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于，所述監(jiān)視部件將所述輔助電源單元的充電電壓與對應(yīng)于過量放電狀態(tài)設(shè)定的第2閾值進(jìn)行比較，判斷輔助電源單元的充電電壓是否小于等于第2閾值，所述控制部件判斷為所述輔助電源單元的充電電壓小于等于第2閾值時，限制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
11.一種控制電路，其特征在于，設(shè)置在具有從液體燃料取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電，輸出發(fā)電得到的第1功率的液體型燃料起電單元；對該液體型燃料起電單元供給所述液體燃料的燃料供給單元；以及利用所述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電并輸出充電得到的第2功率的輔助電源單元，并將所述第1和第2功率作為電源供給負(fù)載設(shè)備的液體型燃料電池系統(tǒng)中，具有監(jiān)視所述液體型燃料電池系統(tǒng)相對于所述負(fù)載設(shè)備的裝卸的監(jiān)視部件；以及根據(jù)所述監(jiān)視部件的監(jiān)視結(jié)果，控制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給的控制部件。
12.如權(quán)利要求11所述的控制電路，其特征在于，所述控制部件利用所述監(jiān)視部件檢測出所述液體燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)從所述負(fù)載設(shè)備上拆下時，限制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
13.一種控制電路，其特征在于，設(shè)置在具有從液體燃料取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電，輸出發(fā)電得到的第1功率的液體型燃料起電單元；對該液體型燃料起電單元供給所述液體燃料的燃料供給單元；以及利用所述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電并輸出被充電的第2功率的輔助電源單元，并將所述第1和第2功率作為電源提供給負(fù)載設(shè)備的液體型燃料電池系統(tǒng)中，具有接收表示所述負(fù)載設(shè)備有無工作的工作表示信號的接收部件；以及根據(jù)所述接收部件接收的工作表示信號，控制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給的控制部件。
14.如權(quán)利要求13所述的控制電路，其特征在于，所述控制部件在所述接收部件接收的工作表示信號表示所述負(fù)載設(shè)備不處于工作狀態(tài)時，限制所述燃料供給單元對所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種液體型燃料電池系統(tǒng)，具有輸出第1功率的液體型燃料起電單元(1)；對該液體型燃料起電單元(1)，供給液體燃料的燃料供給單元(4)；利用上述液體型燃料起電單元(1)輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2功率的輔助電源單元(3)；以及控制燃料供給用的控制電路(10A)。而且，利用該控制電路(10A)監(jiān)視上述輔助電源單元(3)的充電狀態(tài)，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制上述燃料供給單元(4)對上述液體型燃料起電單元(1)的液體燃料供給。
文檔編號H01M8/00GK1879243SQ200480032919
公開日2006年12月13日 申請日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者酒井廣隆, 長谷部裕之 申請人:株式會社東芝