專利名稱：混合電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將燃料電池和二次電池等畜電設(shè)備一起使用的混合電源裝置。
背景技術(shù)：
在將燃料電池和二次電池一起使用的混合電源裝置中，通常，在燃料電池和二次電池之間為了保護(hù)燃料電池，設(shè)置作為防止逆流電路的二極管。但是設(shè)置二極管時(shí)，當(dāng)然在二極管中消耗無用的功率，妨礙電源裝置的高效率化。
考慮上述問題，現(xiàn)有以下方案將燃料電池通過開關(guān)與二次電池并聯(lián)連接。這種構(gòu)成記載于日本國(guó)特開2004-342551號(hào)公報(bào)和日本國(guó)特開平8-163711號(hào)公報(bào)等文獻(xiàn)中。通過將燃料電池經(jīng)開關(guān)與二次電池并聯(lián)連接，可以削減二極管中的消耗功率，同時(shí)可以抑制燃料電池的輸出電壓降低二極管中的壓降大小。
導(dǎo)致燃料電池在不穩(wěn)定的工作區(qū)域工作和特性惡化等。因此，在將燃料電池通過開關(guān)與二次電池并聯(lián)連接的情況下，也需要防止燃料電池在不穩(wěn)定的工作區(qū)域內(nèi)工作的技術(shù)。
專利文獻(xiàn)1日本國(guó)特開2004-342551號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2日本國(guó)特開平8-163711號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明方案一的混合電源裝置，其特征在于，包括燃料電池；畜電設(shè)備，其經(jīng)由開關(guān)與所述燃料電池并聯(lián)連接；及控制電路，通過所述開關(guān)的接通/斷開控制，控制所述燃料電池和所述畜電設(shè)備的輸出端子之間的連接狀態(tài)，所述控制電路，基于所述燃料電池的輸出電流控制所述連接狀態(tài)，在將所述輸出端子間連接的狀態(tài)下，所述燃料電池的輸出電流為規(guī)定的下限電流以下時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接。
另外，混合電源裝置，還包括例如電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)所述畜電設(shè)備的輸出電壓，所述下限電流，按照檢測(cè)出的所述畜電設(shè)備的輸出電壓而決定。
另外，混合電源裝置，還包括例如補(bǔ)充檢測(cè)部，其用于檢測(cè)對(duì)所述燃料電池是否補(bǔ)充燃料，所述控制電路，在由于所述燃料電池的輸出電流為所述下限電流以下而切斷所述輸出端子間的連接之后，檢測(cè)到補(bǔ)充所述燃料時(shí)，恢復(fù)所述輸出端子間的連接。
另外例如，該混合電源裝置構(gòu)成為，所述燃料電池和所述燃料電池的燃料構(gòu)成的燃料電池單元可以更換，該混合電源裝置具備更換檢測(cè)部，該更換檢測(cè)部用于檢測(cè)所述燃料電池單元是否更換，所述控制電路，在所述燃料電池的輸出電流變?yōu)樗鱿孪揠娏饕韵露袛嗨鲚敵龆俗娱g的連接之后，在檢測(cè)到所述燃料電池單元的更換時(shí)，恢復(fù)所述輸出端子間的連接。
此外例如，所述混合電源裝置還具備電壓檢測(cè)器，該電壓檢測(cè)器檢測(cè)所述畜電設(shè)備的輸出電壓，所述控制電路，在所述輸出端子間連接的狀態(tài)下檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到規(guī)定的第一電壓以上時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接。
此外例如，該混合電源裝置還具備電壓檢測(cè)器，該電壓檢測(cè)器檢測(cè)所述畜電設(shè)備的輸出電壓，所述控制電路，在所述輸出端子間連接的狀態(tài)下檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到規(guī)定的第一電壓以上時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接，然后，檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到比所述第一電壓小的規(guī)定的第二電壓以下時(shí)，恢復(fù)所述輸出端子間的連接。
本發(fā)明相關(guān)的第二混合電源裝置，包括燃料電池；畜電設(shè)備，其通過開關(guān)與所述燃料電池并聯(lián)連接；控制電路，其通過控制開關(guān)的接通/斷開，控制所述燃料電池和所述畜電設(shè)備的輸出端子間的連接狀態(tài)；及電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)所述畜電設(shè)備的輸出電壓，所述控制電路，在所述輸出端子間連接的狀態(tài)下檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到規(guī)定的第一電壓以上時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接，然后，在檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到比所述第一電壓小的規(guī)定的第二電壓以下時(shí)，恢復(fù)所述輸出端子間的連接。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式相關(guān)的混合電源裝置(電源裝置)的方框構(gòu)成圖。
圖2是構(gòu)成圖1的燃料電池的一個(gè)基本單位電池的概略構(gòu)成圖。
圖3是表示圖1的燃料電池的輸出特性的圖。
圖4是表示圖1的燃料電池的穩(wěn)定工作區(qū)域和不穩(wěn)定工作區(qū)域的圖。
圖5是表示隨著燃料濃度的變化，圖1的燃料電池的輸出特性變化的圖。
圖6是用于說明圖1的控制電路的工作的圖。
圖7是表示圖2的燃料盒更換的情況的概略圖。
圖8是表示圖1的控制電路的內(nèi)部構(gòu)成例的圖。
圖9是用于說明圖1的控制電路的工作的圖。
圖10是表示圖1的控制電路的內(nèi)部構(gòu)成例的圖。
圖11是用于說明恢復(fù)圖1的燃料電池的燃料濃度的方法的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行具體地說明。在各個(gè)附圖中，對(duì)于同一部件賦予同一符號(hào)。圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式相關(guān)的混合電源裝置1(以下簡(jiǎn)單地稱為“電源裝置1”)的方框構(gòu)成圖。
電源裝置1包括燃料電池2；作為畜電設(shè)備的二次電池3；控制電路4；電流檢測(cè)器5；開關(guān)6；電壓檢測(cè)器7；及補(bǔ)充/更換檢測(cè)電路8。在電源裝置1中連接有負(fù)載9。
燃料電池2，是以甲醇作為直接燃料進(jìn)行發(fā)電的直接甲醇型燃料電池。但是，作為燃料電池2也可以采用直接甲醇型的燃料電池以外的燃料電池。
燃料電池2，由多個(gè)基本單位電池串聯(lián)連接構(gòu)成。圖2表示構(gòu)成燃料電池2的一個(gè)基本單位電池的概略構(gòu)成圖。一個(gè)基本單位電池，包括載置了用于促進(jìn)甲醇氧化的電極催化劑的燃料極21；載置了用于促進(jìn)氧的還原反應(yīng)的電極催化劑的空氣極22；夾持在燃料極21和空氣極22之間的固體高分子電解質(zhì)膜23。
燃料盒20中，蓄積用水稀釋后的作為燃料的甲醇。燃料盒20內(nèi)的甲醇直接被供給燃料極21。空氣極22與空氣接觸。
燃料極21中，甲醇與水反應(yīng)變?yōu)槎趸?、氫離子、電子(CH3OH+H2O→CO2+6H++6e-)。氫離子通過固體高分子電解質(zhì)膜23達(dá)到空氣極22，電子通過外部電路(負(fù)載等)達(dá)到空氣極22。在空氣極22，氫離子和空氣中的氧相遇，經(jīng)過從電極表面奪取電子的反應(yīng)而變?yōu)樗?3/2·O2+6H++6e-→3H2O)。另外，在燃料極21所產(chǎn)生二氧化碳和空氣極22所產(chǎn)生的水，經(jīng)過圖中未示出的排出孔排到外部。
通過將圖2的基本單位電池串聯(lián)連接構(gòu)成電池組，形成燃料電池2。最低電壓側(cè)的基本單位電池的負(fù)極(燃料極21)與具有基準(zhǔn)電位(0V)的地線GND連接。最高電壓側(cè)的基本單位電池的正極(空氣極22)的電壓作為燃料電池2的輸出電壓輸出到負(fù)載9側(cè)。以下，稱燃料電池2的輸出電壓為電壓VFC，燃料電池2的輸出電流為電流IFC。
呈現(xiàn)電壓VFC的燃料電池2的正側(cè)輸出端子2a，通過電流檢測(cè)器5與開關(guān)6的一端連接。開關(guān)6的另一端與二次電池3的正側(cè)的輸出端子(正極)3a連接，并且與負(fù)載9連接。二次電池3的負(fù)側(cè)的輸出端子(負(fù)極)與地線GND連接。
電流檢測(cè)器5，檢測(cè)電流IFC的電流值。將電流IFC(嚴(yán)格地說是電流IFC的電流值)的檢測(cè)結(jié)果，發(fā)送到控制電路4。電壓檢測(cè)器7檢測(cè)二次電池3的輸出電壓(以下稱為電壓VD)的電壓值。將電壓VB(嚴(yán)格地說是電壓VB的電壓值)的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送到控制電路4。
對(duì)于補(bǔ)充/更換檢測(cè)電路8的檢測(cè)內(nèi)容在后面進(jìn)行敘述。控制電路4，根據(jù)電流IFC的檢測(cè)結(jié)果、電壓VB的檢測(cè)結(jié)果、補(bǔ)充/更換檢測(cè)電路8的檢測(cè)結(jié)果，控制開關(guān)6的導(dǎo)通。
開關(guān)6例如由FET(Field Effect Transistor)構(gòu)成，一方的導(dǎo)通電極(例如漏極)通過電流檢測(cè)器5與燃料電池2的輸出端子2a連接，另一方的導(dǎo)通電極(例如源極)與二次電池3的輸出端子3a連接。而且，開關(guān)6在控制電路4的控制下，使輸出端子2a和輸出端子3a之間導(dǎo)通(連接)，或，切斷輸出端子2a和輸出端子3a之間的導(dǎo)通(不連接)。以下，使輸出端子2a和輸出端子3a之間導(dǎo)通的開關(guān)6的狀態(tài)稱為“導(dǎo)通”，切斷其間的導(dǎo)通的開關(guān)6的狀態(tài)稱為“斷開”。
二次電池3具體為如鋰離子二次電池。但是，也可以采用除此之外的任意的二次電池作為二次電池3。
在開關(guān)6導(dǎo)通時(shí)，電壓VFC和電壓VB必然相等。因此，需要使燃料電池2的開路輸出電壓達(dá)到電壓VB以上。優(yōu)選，在燃料電池2的期望的工作點(diǎn)，以電壓VFC與電壓VB相等的方式(或大致相當(dāng)?shù)姆绞?決定構(gòu)成燃料電池2的基本單位電池的串聯(lián)數(shù)目即可。例如，在每個(gè)基本單位電池的發(fā)生電壓為0.4V時(shí)，因?yàn)殇囯x子二次電池的輸出電壓是4V左右，所以理想地將基本單位電池串聯(lián)數(shù)目設(shè)為10。
負(fù)載9，例如是便攜電話機(jī)或便攜信息終端等便攜機(jī)器等。也可以認(rèn)為將負(fù)載9和電源裝置1合并后的機(jī)器是便攜機(jī)器。在開關(guān)6導(dǎo)通時(shí)，燃料電池2和二次電池3協(xié)調(diào)動(dòng)作對(duì)負(fù)載9供電，在開關(guān)6斷開時(shí)，由二次電池3單獨(dú)對(duì)負(fù)載9供電。
另外，通常在使用燃料電池和二次電池的混合電源裝置中，燃料電池和二次電池中任一方為主另一方為從，驅(qū)動(dòng)負(fù)載。在圖1的電源裝置1中，可以按照負(fù)載9任意地變更燃料電池2和二次電池3之間的主從關(guān)系。
圖3表示燃料電池2的輸出特性。曲線61表示在某燃料濃度條件下電流IFC和電壓VFC之間的關(guān)系。曲線62表示在某燃料濃度條件下電流IFC和燃料電池2的輸出功率PFC之間的關(guān)系。在本實(shí)施方式中，所謂燃料濃度，表示供給到燃料電池2的燃料極21的燃料的濃度。
由曲線61可知，在同一燃料濃度下，如果電流IFC增加則電壓VFC減少。另一方面，由曲線62可知，在同一燃料濃度下，如果電流IFC增加則輸出功率PFC增大。但是，在某個(gè)電流IFC中，輸出功率PFC取極大值，進(jìn)而增加電流IFC時(shí)，輸出功率PFC急劇降低。
在開關(guān)6接通的狀態(tài)下(即，VFC＝VB狀態(tài))下，二次電池3的容量減少電壓VB比較低時(shí)，燃料電池2的輸出功率PFC變?yōu)楸容^大(參照?qǐng)D3的符號(hào)63和64)，在二次電池3的容量大電壓VB比較高時(shí)，燃料電池2的輸出功率PFC變得比較小(參照?qǐng)D3的符號(hào)65和66)。如此，不必存在DC/DC變換器等，如圖1所示如果將燃料電池2和二次電池3直接連接，則無需特別的控制，從燃料電池2得到合理的輸出。
但是，在使用燃料電池2時(shí)，需要使燃料電池2在不穩(wěn)定的區(qū)域不工作。圖4表示燃料電池2的穩(wěn)定工作區(qū)域67和不穩(wěn)定工作區(qū)域68。存在隨著電流IFC的增加、輸出功率PFC急劇減少的工作區(qū)域(參照?qǐng)D3)，該工作區(qū)域與不穩(wěn)定工作區(qū)域68對(duì)應(yīng)。
燃料電池2在不穩(wěn)定的工作區(qū)域68工作時(shí)，促使各個(gè)基本單位電池中的性能惡化，并且在將基本單位電池串聯(lián)連接的情況下，各個(gè)基本單位電池的發(fā)生電壓存在偏差，有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生極性反轉(zhuǎn)(電位反轉(zhuǎn))。因此，電源裝置1中，為了使燃料電池2不在不穩(wěn)定的區(qū)域68中工作，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 圖5的曲線61、71和73，分別表示燃料濃度為D1、D2和D3的情況下，電流IFC、電壓VFC之間的關(guān)系。這里，不等式設(shè)“D1＞D2＞D3”成立。
自圖5可知，在電壓VFC維持為一定的狀態(tài)下，隨著燃料電池2的發(fā)電燃料濃度降低時(shí)，電流IFC降低。另一方面，在將開關(guān)6導(dǎo)通的狀態(tài)下，電壓VFC自動(dòng)地與電壓VB相同。因此，如果許可電流IFC無條件地減少，則燃料電池2的工作點(diǎn)有可能進(jìn)入不穩(wěn)定工作區(qū)域。
考慮上述情況，控制電路4，在開關(guān)6接通的狀態(tài)下，在檢測(cè)到的電流IFC(嚴(yán)格地說是電流IFC的電流值)在規(guī)定的下限電流ILL(嚴(yán)格地說是下限電流值ILL)以下時(shí)，將開關(guān)6斷開，切斷輸出端子2a-3a之間的連接。
例如，考慮燃料電池2中的燃料濃度為D1或D2，且燃料電池2的工作點(diǎn)在圖6的工作點(diǎn)75的情況。該工作點(diǎn)75，可以認(rèn)為為電源裝置1中的燃料電池2的通常工作點(diǎn)，工作點(diǎn)75在燃料電池的穩(wěn)定工作區(qū)域內(nèi)。隨著發(fā)電燃料濃度下降到D3時(shí)，燃料電池2的工作點(diǎn)隨著電流IFC的降低同時(shí)從工作點(diǎn)75過渡到下限工作點(diǎn)76。在該下限工作點(diǎn)76中，電流IFC和下限電流ILL一致。下限工作點(diǎn)76是穩(wěn)定工作區(qū)域和不穩(wěn)定工作區(qū)域(在圖6中賦予符號(hào)77的區(qū)域)的邊界附近的工作點(diǎn)。但是下限工作點(diǎn)76是燃料電池2的穩(wěn)定工作區(qū)域內(nèi)的工作點(diǎn)。
控制電路4，在電流IFC達(dá)到下限電流ILL以下時(shí)，判斷為燃料濃度達(dá)到規(guī)定的下限濃度以下(或沒有燃料)，斷開開關(guān)6。由此，不必特別設(shè)置濃度傳感器可以檢測(cè)濃度降低(或燃料用盡)，對(duì)燃料電池2工作于不穩(wěn)定的區(qū)域可以防患于未然。
下限電流ILL的值，例如為預(yù)先設(shè)定的一定值。二次電池3的電壓VB以某種程度的寬度變動(dòng)，也考慮該變動(dòng)燃料電池2設(shè)定上述一定值，以使燃料電池2工作于穩(wěn)定工作區(qū)域。
另外，也可以按照檢測(cè)出的電壓VB改變下限電流ILL的值。如果電壓VFC(＝VB)降低則燃料電池2的工作點(diǎn)也以比較大的電流進(jìn)入不穩(wěn)定工作區(qū)域。因此，檢測(cè)出的電壓VB如果比較低，則下限電流ILL設(shè)定在比較大的值，檢測(cè)出的電壓VB如果比較高，則下限電流ILL設(shè)定在比較小的值。
接著，對(duì)電流IFC達(dá)到下限電流ILL以下而斷開開關(guān)6之后的恢復(fù)動(dòng)作進(jìn)行說明。如上所述，電流IFC達(dá)到下限電流ILL以下時(shí)，可以判斷為燃料濃度降低到下限濃度。因此，應(yīng)該斷開開關(guān)6直至確認(rèn)燃料補(bǔ)充為止。
補(bǔ)充/更換檢測(cè)輸出電路8，檢測(cè)對(duì)燃料電池2是否補(bǔ)充燃料。其檢測(cè)結(jié)果，發(fā)送到控制電路4。在電流IFC達(dá)到下限電流ILL以下而斷開開關(guān)6的狀態(tài)下，表示“對(duì)燃料電池2補(bǔ)充燃料”的檢測(cè)信號(hào)從補(bǔ)充/更換檢測(cè)電路8發(fā)送到控制電路4時(shí)，控制電路4，使開關(guān)6導(dǎo)通，恢復(fù)輸出端子2a-3a之間的連接。
換言之，維持輸出端子2a-3a之間的持續(xù)斷開直至燃料補(bǔ)充為止。因此，可以保護(hù)燃料電池2的安全。
圖7是使用圖1的電源裝置1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的便攜機(jī)器的一部分剖面圖。該便攜機(jī)器的殼體31中設(shè)置用于容納燃料盒20的空間32。通過將燃料盒20收納在該空間32中，燃料盒20內(nèi)的燃料供給到燃料電池2的燃料極21。通過開關(guān)部8a和信號(hào)發(fā)生器8b構(gòu)成補(bǔ)充/更換檢測(cè)電路8。
例如，電流IFC達(dá)到下限電流ILL以下而斷開開關(guān)6時(shí)，表示該狀況的信息通過便攜機(jī)器的顯示部(未圖示)中的顯示等通知使用者。使用者，收到該通知時(shí)，從空間32取出使用的燃料盒20，將新的燃料盒20插入空間32。燃料盒20納入空間32時(shí)，通過燃料盒20的前端對(duì)固定在空間32的端面的開關(guān)部8a施加壓力，開關(guān)部8a的狀態(tài)從斷開轉(zhuǎn)移為接通。與此同時(shí)(或大致同時(shí))，燃料從重新收納在空間32中的燃料盒20補(bǔ)充到燃料極21。
信號(hào)發(fā)生器8b，檢測(cè)開關(guān)8a接通瞬間的邊沿(edge)。信號(hào)發(fā)生器8b在檢測(cè)到該邊沿時(shí)，生成僅在一定時(shí)間電位為高電平的脈沖。該脈沖與表示“對(duì)燃料電池2補(bǔ)充燃料”的情況的上述檢測(cè)信號(hào)相當(dāng)，發(fā)送到控制電路4。另外，信號(hào)發(fā)生器8b的輸出信號(hào)，通常維持在低電平。如上所述，通過構(gòu)成補(bǔ)充/更換檢測(cè)電路8，可以僅在更換燃料盒20時(shí)發(fā)生上述檢測(cè)信號(hào)。
圖8表示控制電路4的構(gòu)成的一例?？刂齐娐?具備圖8的觸發(fā)器(鎖存電路)34。觸發(fā)器34的復(fù)位端子(S)被施加信號(hào)發(fā)生器8b的輸出信號(hào)。觸發(fā)器34的復(fù)位端子(R)被施加與電流檢測(cè)器5的檢測(cè)結(jié)果相應(yīng)的信號(hào)。通常，低電平信號(hào)供給到復(fù)位端子(R)，在IFC≤ILL時(shí)，將僅一定時(shí)間為高電平的信號(hào)供給到復(fù)位端子(R)。
置位端子(S)被施加高電平信號(hào)時(shí)，來自觸發(fā)器34的輸出端子(Q)的輸出信號(hào)為高電平。該輸出信號(hào)的高電平，維持到下一次對(duì)復(fù)位端子(R)施加高電平信號(hào)為止。復(fù)位端子(R)被施加高電平信號(hào)時(shí)，來自觸發(fā)器34的輸出端子(Q)的輸出信號(hào)為低電平。該輸出信號(hào)中的低電平，維持到下一次對(duì)置位端子(S)施加高電平信號(hào)為止。來自觸發(fā)器34的輸出端子(Q)的輸出信號(hào)，作為用于控制開關(guān)6的接通/斷開的信號(hào)，被供給到開關(guān)6(例如FET)的驅(qū)動(dòng)器(例如FET驅(qū)動(dòng)器)。
來自輸出端子(Q)的輸出信號(hào)為高電平時(shí)，開關(guān)6接通，來自輸出端子(Q)的輸出信號(hào)為低電平時(shí)，開關(guān)6斷開(其中，也存在例外。關(guān)于例外參照?qǐng)D10在后面進(jìn)行說明)。
另外，在電源裝置1內(nèi)或使用電源裝置1驅(qū)動(dòng)的便攜機(jī)器中也可以預(yù)先設(shè)置確認(rèn)開關(guān)等(未圖示)。此時(shí)，通過該確認(rèn)開關(guān)構(gòu)成補(bǔ)充/更換檢測(cè)電路8。使用者，在更換燃料盒20時(shí)，對(duì)上述開關(guān)實(shí)施規(guī)定的操作。根據(jù)按照該操作所產(chǎn)生的信號(hào)，控制電路4確認(rèn)“對(duì)燃料電池2補(bǔ)充燃料”，開關(guān)6的狀態(tài)從斷開轉(zhuǎn)變?yōu)榻油ā?br> 另外，在將開關(guān)6接通時(shí)，根據(jù)負(fù)載9的大小，用燃料電池2對(duì)二次電池3進(jìn)行充電。另一方面，需要對(duì)二次電池3過充電進(jìn)行保護(hù)。因此，控制電路4在開關(guān)6接通的狀態(tài)下，電壓VB達(dá)到規(guī)定的上限電壓V1(例如4.1V)以上時(shí)(嚴(yán)格地說是電壓VB的電壓值達(dá)到規(guī)定的上限電壓值V1時(shí))，使開關(guān)6斷開，保護(hù)二次電池3過充電。
另外，二次電池3(例如，鋰離子二次電池)，在滿充電附近重復(fù)充放電，及具有降低壽命的特性?？紤]該問題，如圖9所示，在電壓VB達(dá)到上限電壓V1以上而使開關(guān)6斷開之后，控制電路4維持開關(guān)6的斷開直至電壓VB達(dá)到下限電壓V2(例如3.8V)以下為止(嚴(yán)格地說是電壓VB的電壓值達(dá)到下限電壓值V2以下為止)。而且，在電壓VB達(dá)到下限電壓V2以下的時(shí)刻，將開關(guān)6從斷開切換為接通。由此，重新開始燃料電池2對(duì)二次電池3的充電。開關(guān)6的接通狀態(tài)，維持到下一次電壓VB達(dá)到上限電壓V1以上為止。另外，V1＞V2成立。
如上所述，通過使二次電池3的充電控制存在遲滯，降低在滿充電附近的充放電的重復(fù)頻度，因此實(shí)現(xiàn)二次電池3的長(zhǎng)壽命。另外，電壓VB降低時(shí)，自動(dòng)地將開關(guān)6接通，因此電源裝置1可以供給穩(wěn)定的功率。
圖10表示了附加按照電壓VB控制開關(guān)6接通/斷開的控制電路4的構(gòu)成例。遲滯電路35，按照電壓VB，在開關(guān)6應(yīng)該接通的狀態(tài)下，輸出高電平的輸出信號(hào)，另一方面，在開關(guān)6應(yīng)該斷開的狀態(tài)下，輸出低電平的輸出信號(hào)。與電路36，僅在觸發(fā)器34的輸出端子(Q)的輸出信號(hào)和遲滯電路35的輸出信號(hào)二者為高電平時(shí)，控制開關(guān)6(例如FET)的驅(qū)動(dòng)器(例如FET驅(qū)動(dòng)器)，以使開關(guān)6接通。來自觸發(fā)器34的輸出端子(Q)的輸出信號(hào)和來自遲滯電路35的輸出信號(hào)至少一方為低電平時(shí)，使開關(guān)6斷開。
(變形例等)另外，以上機(jī)構(gòu)中，將燃料盒20制成相對(duì)于燃料電池2拆卸安裝自如，在燃料濃度降低時(shí)更換燃料盒20。但是，只要能恢復(fù)燃料濃度，還可以采用各種其他的方法。
例如，也可以將燃料盒和燃料電池(燃料電池本體)做成一體，構(gòu)成一個(gè)燃料電池單元，在燃料濃度降低時(shí)更換燃料電池單元整體。此時(shí)，燃料電池單元(以下稱為燃料電池單元40)，包括由圖2的燃料極21、空氣極22和固體高分子電解質(zhì)膜23構(gòu)成的燃料電池2(燃料電池本體)；和燃料盒20。
而且，如圖11所示，燃料電池單元40整體對(duì)于殼體31的空間32可以拆卸安裝自如。通過將燃料電池單元40收納在該空間32中，燃料電池單元40的燃料電池2處于可發(fā)電狀態(tài)，并且燃料電池單元40的燃料電池2，如上所述(參照?qǐng)D1)，電連接在地線GND和開關(guān)6之間。
例如，電流IFC處于下限電流ILL以下而斷開開關(guān)6時(shí)，將表示該情況的信息，通過便攜機(jī)器的顯示部(未圖示)中的顯示等通知使用者。使用者接收到該通知時(shí)，從空間32取出使用的燃料電池單元40，將新的燃料電池單元40插入到空間32。燃料電池單元40納入空間32中時(shí)，通過燃料電池單元40的前端對(duì)固定在空間32的端面的開關(guān)部8a施加壓力，開關(guān)部8a的狀態(tài)從斷開轉(zhuǎn)變?yōu)榻油?。與此同時(shí)(或大致同時(shí))，重新納入空間32中的燃料電池單元40處于可以發(fā)電狀態(tài)。
控制電路4，經(jīng)由開關(guān)部8a和信號(hào)發(fā)生器8b，確認(rèn)燃料電池單元40被更換時(shí)，使開關(guān)6的狀態(tài)從斷開變?yōu)榻油?。另外，可以預(yù)先設(shè)置上述的確認(rèn)開關(guān)(未圖示)。使用者，在更換燃料電池單元40時(shí)，對(duì)上述確認(rèn)開關(guān)實(shí)施規(guī)定的操作。按照該操作根據(jù)發(fā)生的信號(hào)，控制電路4確認(rèn)“燃料電池單元40被更換了”，將開關(guān)6的狀態(tài)從斷開轉(zhuǎn)變?yōu)榻油ā?br> 另外，例舉了二次電池作為與燃料電池并聯(lián)連接的畜電設(shè)備，但是也可以采用電容器作為畜電設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種混合電源裝置，其特征在于，包括燃料電池；畜電設(shè)備，其經(jīng)由開關(guān)與所述燃料電池并聯(lián)連接；及控制電路，通過控制所述開關(guān)的接通/斷開，控制所述燃料電池和所述畜電設(shè)備的輸出端子之間的連接狀態(tài)，所述控制電路，基于所述燃料電池的輸出電流控制所述連接狀態(tài)，在將所述輸出端子間連接的狀態(tài)下，所述燃料電池的輸出電流為規(guī)定的下限電流以下時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電源裝置，其特征在于，還包括電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)所述畜電設(shè)備的輸出電壓，所述下限電流，按照檢測(cè)出的所述畜電設(shè)備的輸出電壓而決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電源裝置，其特征在于，還包括補(bǔ)充檢測(cè)部，其用于檢測(cè)對(duì)所述燃料電池是否補(bǔ)充燃料，所述控制電路，在由于所述燃料電池的輸出電流為所述下限電流以下而切斷所述輸出端子間的連接之后，檢測(cè)到補(bǔ)充所述燃料時(shí)，恢復(fù)所述輸出端子間的連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電源裝置，其特征在于，該混合電源裝置，構(gòu)成為所述燃料電池和所述燃料電池的燃料構(gòu)成的燃料電池單元可以更換，該混合電源裝置具備更換檢測(cè)部，該更換檢測(cè)部用于檢測(cè)所述燃料電池單元是否被更換，所述控制電路，在由于所述燃料電池的輸出電流變?yōu)樗鱿孪揠娏饕韵露袛嗨鲚敵龆俗娱g的連接之后，在檢測(cè)到所述燃料電池單元的更換時(shí)，恢復(fù)所述輸出端子間的連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電源裝置，其特征在于，所述混合電源裝置還具備電壓檢測(cè)器，該電壓檢測(cè)器檢測(cè)所述畜電設(shè)備的輸出電壓，所述控制電路，在所述輸出端子間連接的狀態(tài)下檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到規(guī)定的第一電壓以上時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電源裝置，其特征在于，還具備電壓檢測(cè)器，該電壓檢測(cè)器檢測(cè)所述畜電設(shè)備的輸出電壓，所述控制電路，在所述輸出端子間連接的狀態(tài)下檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到規(guī)定的第一電壓以上時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接，然后，檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到比所述第一電壓小的規(guī)定的第二電壓以下時(shí)，恢復(fù)所述輸出端子間的連接。
7.一種混合電源裝置，其特征在于，包括燃料電池；畜電設(shè)備，其通過開關(guān)與所述燃料電池并聯(lián)連接；控制電路，其通過控制所述開關(guān)的接通/斷開，控制所述燃料電池和所述畜電設(shè)備的輸出端子間的連接狀態(tài)；及電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)所述畜電設(shè)備的輸出電壓。所述控制電路，在所述輸出端子間連接的狀態(tài)下檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到規(guī)定的第一電壓以上時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接，然后，在檢測(cè)到的所述輸出電壓達(dá)到比所述第一電壓小的規(guī)定的第二電壓以下時(shí)，恢復(fù)所述輸出端子間的連接。
全文摘要
一種混合電源裝置，包括燃料電池；畜電設(shè)備，其經(jīng)由開關(guān)與所述燃料電池并聯(lián)連接；及控制電路，通過控制所述開關(guān)的接通/斷開，控制所述燃料電池和所述畜電設(shè)備的輸出端子之間的連接狀態(tài)。所述控制電路，基于所述燃料電池的輸出電流控制所述連接狀態(tài)，在將所述輸出端子間連接的狀態(tài)下，所述燃料電池的輸出電流為規(guī)定的下限電流以下時(shí)，切斷所述輸出端子間的連接。
文檔編號(hào)H02J7/34GK101056005SQ20071008631
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者瀨尾和宏, 藤井雅也 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社