CN100401226C - 电源系统以及包含该系统的电子设备 - Google Patents

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Abstract

电源系统产生驱动电力并将该驱动电力提供给负载。该系统包括至少具有发电单元(20)的电力生成单元(100)，该发电单元(20)具有通过使用发电燃料产生发电电力的燃料电池。外部电源连接单元(90)与提供外部供应电力的外部电源连接。运行控制单元(70)包括，至少在外部电源与外部电源连接单元(90)连接时，以外部电源提供的外部供应电力为基础，将发电单元设置在备用状态中的单元。

Description

电源系统以及包含该系统的电子设备
技术领域
本发明涉及电源系统和包含该电源系统的电子设备，并且尤其涉及包括通过使用发电燃料可以产生电力的发电单元、可以与外部电源连接并且可以由发电单元产生的电力或由外部提供的外部供应电力驱动负载的电源系统和包含该电源系统并由电源系统驱动的电子设备。
背景技术
最近，随着对环境争议和能源问题关注的逐渐增长，对燃料电池的实际应用和普及已经展开了积极地研究和开发，作为下一代主要电源系统，燃料电池对环境具有非常小的损害且具有大约30-40％相对高的发电效率(能量转换效率)。
这种使用燃料电池的发电系统正被投入到实际的使用中并被商业化，例如，在汽车领域中，作为用于电动汽车的供电单元，使用电动发动机作为驱动设备，取代了由于释放废气等而具有严重环境负荷的汽油发动机或柴油发动机。作为用于车辆中的燃料电池技术，已知的结构包括例如，由均匀产生恒定电力的燃料电池构成的能源电池和由二次电池如铅蓄电池构成的相对大尺寸电源电池，其中开关控制是这样执行的：在具有轻车辆驱动负荷的工作状态中，由能源电池提供发动机驱动电力，同时当驱动负荷增加时，由电源电池提供发动机驱动电力。
如上所述，为了在电动汽车等中应用，已经按常规开发了使用燃料电池的电源系统，其具有相对大的尺寸，连续工作相对长的时间，并且不用频繁控制启动和停止，并且这种电源系统的结构中具有相对大的电池用于储存电力。在这种结构中，例如，在启动之前电源系统(燃料电池)的初始状态中，通过外部电源系统如商业交流电源给电池充满电，然后燃料电池一启动就具有充了电的电力，因此在不用频繁控制启动/停止开关的使用条件下，就可以相对容易地启动恒稳工作状态。
另一方面，由电池驱动的便携式设备如笔记本个人电脑，数码照相机、个人数码辅助设备(PAD)和移动电话，在近几年中已经非常流行，其需要适应由更多复杂功能、更长工作时间等引起的增多的能量消耗。想到解决这些需求的一种方法是，将上述使用燃料电池的发电系统做得更小且更轻，以安装它作为这些便携式设备的发电单元，并且为了这些目的，积极进行研究和开发。如果将使用燃料电池的发电系统用作这些便携式设备的发电单元，引起了下面阐述的问题。
在将使用燃料电池的发电系统用于便携式设备等时，在空间和重量方面，难以安装高容量大型二次电池和电容器作为用于储存电力的电池，因此必须使用相对小的二次电池和电容器。所以，二次电池的充电容量和电容器就会与它们的体积、面积等成比例地变小，这使它难以保证足够的电容。而且，例如，便携式设备如数码照相机和PAD的特点在于在它们的使用中相对高频率地执行启动和停止操作。因此，在使用充了电的电力启动燃料电池的结构中，由于频繁地重复燃料电池的启动和停止操作，即使电池在初始状态充足了电，启动燃料电池所消耗的电力也可能会超过由燃料电池产生的用于提供电池充电的电力，并且在该结构中使电池的充电电力逐渐减少。如果电池的充电电力低于启动所需的最小电力，就不可能启动燃料电池，这可能会在使用的便携式设备中引起麻烦。而且，如果如上所述频繁地重复燃料电池的启动和停止操作，由于启动燃料电池消耗相对大的电力，因此也降低了燃料电池的燃料消耗效率。
发明内容
本发明提供一种包括燃料电池的电源系统和包括该电源系统的电子设备，该电源系统通过使用发电燃料来发电，并且也可以使用外部电源提供的外部供应电力，其中益处是，即使在相对频繁地执行启动和停止操作的条件下使用它们，也避免了启动麻烦，从而提供了改进使用的电子设备，并且这种益处也使得在启动时消耗的发电燃料减少，从而改进了燃料消耗效率。
为得到上述益处，本发明提供一种电源系统，产生驱动电力并且将该驱动电力提供给负载，并且该电源系统包括电力生成单元，该电力生成单元包括：发电单元、外部电源连接单元和运行控制单元，其中该发电单元通过使用发电燃料产生生成电荷的电力；该外部电源连接单元与提供外部供应电力的外部电源连接；该运行控制单元包括当外部电源与外部供电单元连接时，以外部电源供应的外部供应电力为基础，用于将发电单元设置为备用状态的装置，其中外部电源例如为商业交流电源，并且将由商业交流电源提供的并转化为直流的电力作为外部供应电力提供。
本发明中的电力生成单元优选包括电源控制单元，其具有以发电电力和外部供应电力之一为基础，用于控制产生驱动电力并且将该驱动电力提供给负载的装置。
此外，本发明中的电力生成单元优选包括具有例如多个电容元件的电力储存单元，该电容元件相应于以发电电力和外部供应电力为基础的电力储存电荷，并且以所储存的电荷为基础输出电力，作为用于产生驱动电力的电力，该电力生成单元包括当外部电源与外部电源连接单元连接并且由外部电源提供外部供应电力时，向储存电力单元至少提供部分外部供应电力，并且当外部电源没有与外部电源连接单元连接时，向储存电力单元至少提供部分发电电力的装置。
此外，本发明中的发电单元优选包括充电控制单元，其中根据来自外部电源的外部供应电力供电状态，充电控制单元控制给电力储存单元和电源控制单元提供电力，并且该充电控制单元包括检测装置，用于检测外部电源与外部电源连接单元连接，和根据检测装置得到的检测结果，选择发电电力和外部供应电力之一提供给电力储存单元和电源控制单元的装置。
此外，本发明的发电单元优选包括燃料供给控制单元，控制提供给发电单元的发电燃料供给状态，并且燃料供给控制单元至少包括用于控制提供给发电单元的发电燃料供给和停止的装置，并且燃料供给控制单元包括当外部电源与外部电源连接单元连接并且由外部电源提供外部供应电力时，用于控制燃料供给控制单元停止给发电单元提供发电燃料。
而且，本发明电力生成单元中的发电单元优选至少包括燃料电池，其通过使用发电燃料的电化学反应产生发电电力，并且发电单元至少包括：燃料重整单元，产生特定燃料组分，其含有由发电燃料通过预定催化发应得到的氢气；和燃料电池，通过使用特定燃料组分的电化学产生生成电荷的电力，并且发电单元还包括燃料汽化单元，使发电燃料汽化并提供给燃料重整单元，并且，电源系统包括发电控制单元，其设置和控制燃料电池中发电电力的产生条件，该产生条件是用于控制燃料电池中电化学进行状态的温度条件，并且发电控制单元包括用于设置和控制温度条件的装置，并且燃料电池包括设置温度条件的加热器单元，并且用于设置和控制发电控制单元中温度条件的装置包括加热器控制单元，其控制加热器单元温度条件的设置，并且备用状态就是，将温度条件设置为预定温度条件的状态，预定温度条件就是等于或低于燃料电池中产生发电电力的温度条件，并且加热器控制单元包括当外部电源与外部电源连接单元连接且由外部电源提供外部供应电力时，在外部供应电力的基础上，用于将温度条件设置成预定温度条件的装置。
为了得到上述益处，本发明提供一种电子设备，该电子设备包括：电力生成单元，其具有与上述电力生成单元相同的结构并且通过至少包含发电单元产生驱动电力，该发电单元通过使用发电燃料产生发电电力；连接外部电源的外部电源连接单元，其中该外部电源提供外部供应电力；以及运行控制单元，其包括当外部电源与外部电源连接单元单元连接时，以外部电源提供的外部供应电力为基础，用于将发电单元设置为备用状态的装置；燃料密封装置，发电燃料密封在其中；以及由驱动电力驱动的负载，其中发电单元可以和该电子设备整体构成，而且，该密封单元设置成从电子设备上可拆卸，并且电子设备可以至少包括一个接口单元，其具有用于物理上可拆分地组合燃料密封单元和电力生成单元的装置，和用于向电力生成单元提供燃料密封在密封单元中的发电燃料的装置。此外，可以将运行控制单元设置在电子设备中，并且也用作至少控制负载驱动状态的负载驱动控制单元。
本发明其他的目的和益处将在下面的描述中显示出，并且部分将从下面的描述中显而易见，或者可以由本发明的实践中得到。本发明的目的和益处可以通过下面特定指出的手段和组合实现并获得。
附图说明
并入并构成说明书一部分的附图举例说明本发明的实施例，并连同上述概述和下述实施例的详细描述一起用作解释本发明的原理。
图1A-1D为示出根据本发明包含电源系统的每个电子设备实例的结构示意图；
图2为示出根据本发明实施例电子设备内部结构的方框示意图；
图3为示出根据本发明电源系统的一个实施例的方框示意图；
图4为示出根据实施例电源系统使用的发电单元必要部分的方框示意图；
图5为示出根据实施例可用于发电单元的燃料重整单元的一种结构实例的方框示意图；
图6为示出根据实施例可用于发电单元的燃料电池主体单元的一个结构实例的结构示意图；
图7A-7D为示出根据实施例发电单元使用的储存电力单元的一种结构实例的方框图；
图8为示出根据实施例电源系统整个运行的第一实施例流程图；
图9为示出根据实施例的运行控制概念性视图，在电源系统中连接外部电源中并且提供外部供应电力；
图10为示出根据实施例的运行控制概念性视图，在电源系统中没有连接外部电源并且没有提供外部供应电力；以及
图11示出根据实施例电源系统整个运行的第二实施例流程图。
具体实施方式
根据本发明，电源系统及其驱动控制方法和包含该电源系统的电子设备将在下面参照附图中说明的实施例给出描述。
<包含该电源系统的电子设备>
首先，将在下面参考附图描述电子设备的结构，其应用了根据本发明的电源系统。
图1A-1D为示出根据本发明包含电源系统的每个电子设备实例的结构示意图，且图2为示出根据本发明电子设备内部结构的方框示意图。
在包括根据本发明电源系统的电子设备中，例如，电源系统定型为取代现存的内部电池、多功能电池等作为供电单元，并且其结构整个或部分的一体化构建在电子设备(下面从种属上称为“设备”)DVC中，如图1A-1D所示。
这些设备DVC包括与外部电源如用于一般家庭的商业交流电源BP、外部电池BT和用于车辆电源连接的连接部分，并且将该连接部分设计成通过连接外部电源，也能够以外部电源提供的预定电压(外部供应电力)运行。
例如，在房间或车辆中，可以通过将设备与外部电源连接并驱动来使用。这里，当在房间中使用商业交流电源作为外部电源时，向设备DVC提供通过AC-DC适配器(也叫AC适配器)ADP转换的由预定D.C.电压和电流构成的电力，并且在车辆中使用外部电源作为车辆电源时，通过DC-DC适配器(也叫汽车适配器)。
这里，图1A和1B示出的设备DVC为笔记本个人电脑，并且它们是这样构成的，例如，在设备DVC主体单元(电源系统)上可拆卸地形成燃料箱PC(以后详细描述)，在根据本发明电源系统中使用的用于发电运行的发电燃料密封在该燃料箱中。
此外，图1C和1D示出的设备DVC为数码辅助设备，其中整个电源系统PS具有，例如，与多功能二次电池等同的结构并且以能够可选择地连接设备DVC主体单元和从设备DVC主体单元上拆分的方式形成。
如图2中所示的示意图，将上述电源系统应用到设备中，该设备的内部结构包括ROM 1，其恒定地存储组件(下文标记为功能单元)用于使设备获得固有的功能，即控制程序和用于控制的各种数据；存储方式如RAM 2和闪存(F-ROM)3，其暂时地存储在控制程序执行期间产生的各种处理数据；输出接口(输出I/F)4如触摸面板、指示设备和鼠标；显示输出方式如液晶显示器面板(LCD)5和LCD驱动器6；通信接口(通信I/F)，其可以将设备DVC与通信网络等连接；计算机设备(CPU)8，其根据控制程序控制这些输入/输出方式、存储方式等；以及供电单元9，其给设备DVC内部的每个组件提供运行电力。根据本发明，这里供电单元构成电源系统，并且以通过使用发电燃料的发电运行产生的电力或由外部电源提供的外部供应电力为基础，产生上述运行电力(驱动电力)，提供给设备DVC内部的每个功能组件。
<电源系统>
接下来，参考附图对上述电子设备DVC供电单元中使用的电源系统进行具体描述。
图3为示出根据本发明电源系统的一个实施例的方框示意图。
如图3中所示，根据本实施例的电源系统主要具有燃料箱(燃料密封单元)200，发电燃料密封在其中，发电燃料包括液体燃料、液化的燃料或气体燃料；电力生成单元100，至少根据由燃料箱200提供的发电燃料产生并输出驱动电力；以及接口单元(下面缩写为“I/F单元”)，将燃料箱200与电气发电系统100进行物理组合。单元300包括燃料输送通路等，用于向电力生成单元100供应密封在燃料箱200中的发电燃料，以及这些组件以这样的方式配置，或者它们能够以选择的形式相互结合和分离(连接和拆卸)，或者这些组件整体配置。
根据实施例，电气发电系统100包括如下组件。发电单元(发电装置)20通过使用发电燃料产生预定电力(生产电荷电力)，该发电燃料是借助I/F单元300由燃料箱200提供的。燃料供给控制单元(燃料供给控制装置)10控制向发电单元20供给密封在燃料箱200中的发电燃料的供给状态。外部电源连接单元(外部电源连接装置)90与设置在电源系统(电力生成单元)之外的外部电源如商业交流电源电连接。电力储存单元(电力储存装置)40一旦以发电单元20中产生的电力(发电电力)或由外部电源提供外部供应电力为基础储存电力，然后就连续输出所储存的电力。与电源系统连接的电源控制单元(供电控制装置)50将储存电力单元40输出的电力或外部电源提供的外部供应电力转化为适合驱动设备DVC的预定电压，该设备DVC与电源系统连接，从而将其作为驱动电力供应到其中。在与外部电源连接的状态基础上，即由外部电源提供外部供应电力的供电状态和将驱动电力提供给与电源系统连接的负载的运行，负载即为设备DVC的每个功能单元，外部电源连接单元90与外部电源连接，通过选择由发电单元20产生的电力(发电电力)和由外部电源提供的外部供应电力之一，外部充电控制单元(充电控制装置)30控制将所选择的电力供给电力储存单元40和电源控制单元(供电控制装置)50的运行，从而用所提供的电力给电力储存单元40充电。设置在发电单元40中的加热器控制单元(发电控制单元)60控制向加热器提供加热器电力的供应状态，从而控制和设置发电单元中的温度条件。根据与外部电源等的连接状态，运行控制单元(运行控制装置)70控制电源系统的整个运行如发电单元20中发电运行的启动/停止和控制向电力储存单元40及负载提供电力的供应状态。剩余量检测单元80检测密封在燃料箱200中的发电燃料剩余量。
下面将对每个组件进行详细描述。
(燃料供给控制单元)
燃料供给控制单元10具有燃料供应泵的作用，根据来自运行控制单元70的控制信号，通过I/F单元300将密封在燃料箱200中的发电燃料传送到发电单元20。
根据控制信号，燃料供给控制单元10具有控制提供给发电单元20的发电燃料供应状态功能，即供应/停止发电燃料的量。这样，直接控制发电单元20中的发电状态，即发电单元20中启动/停止和发电量。
尤其在电源系统与外部电源连接并且提供外部供应电力的状态中，根据来自运行控制单元70的信号，停止向发电单元20提供发电燃料。在这种情况，可以停止由下述电源控制单元50向燃料供给控制单元提供运行电力。
(发电单元)
图4为示出根据实施例电源系统使用的发电单元必要部分的方框示意图。
图5为示出根据实施例可用于发电单元的燃料重整单元的一种结构实例的方框示意图。
图6为示出根据实施例可用于发电单元的燃料电池主体单元的一个结构实例的结构示意图。
下面将要描述电源系统，其中使用采纳燃料重整方法的固体高分子型燃料电池。
如图4所示，发电单元20可以使用的构造概略地包括燃料重整单元21，使得由燃料供给控制单元10供应的发电燃料发生预定重整反应(催化剂重整反应)，从而产生特定燃料组分；空气控制单元22，从电源系统外部吸收空气(包含氧气)；以及燃料电池主体单元23，通过使用由燃料重整单元21提供的特定燃料和由空气控制单元22提供的空气等的电化学反应产生预定电力(发电电力)。它们的构造将更详细的描述。
(燃料重整单元)
如图5中所示，燃料重整单元21包括，例如，汽化发电燃料(液体燃料)的燃料汽化器(燃料汽化单元)21a；燃料重整器(燃料重整单元)21b，从汽化的发电燃料中产生氢气，和少量的二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)等蒸汽重整反应的副产品；以及CO去除器(副产品去除单元)21c，去除在水转移反应或选择性的氧化反应中由燃料重整器21b产生的副产品。
接下来，将对构成燃料重整单元21的上述部分的具体功能进行描述。
例如，当通过使用包含甲烷(CH2OH)和水(H2O)的发电燃料制备氢气(H2)时，在燃料汽化器21a汽化过程中，构成发电燃料的甲烷和水各自被汽化或混合液体一起被汽化。在该汽化过程中，通过下述加热器控制单元60提供的能量调整连接在燃料汽化器21a上的加热器的温度条件，并且为了汽化发电燃料，将加热器温度设置成大约为甲醇和水沸点的温度条件。
接下来，在燃料重整器21b中的蒸汽重整反应过程中，通过加热器控制单元60提供的能量调整连接在燃料汽化器21a上的加热器的温度条件，并且将加热器温度设置为大约300℃的温度条件，结果吸收49.4KJ/mol的热能，如下面的化学反应式(1)所示，因而生成氢气(H2)和少量的二氧化碳(CO2)。
CH3OH+H2O→3H2+CO2  ...(1)
在这个蒸汽重整反应中，除氢气和二氧化碳以外，作为副产品还可以产生少量一氧化碳。因而，在CO去除器21c中的水转移反应过程中，水(蒸汽，H2O)与一氧化碳反应，结果产生40.2KJ/mol的热能，如下面的化学反应式(2)，因而产生二氧化碳(CO2)和氢气(H2)。
CO+H2O→CO2+H2  ...(2)
此外，在CO去除器21c中选择性的氧化反应过程期间，在水转移反应中氧气(O2)与没有转化为二氧化碳和氢气的一氧化碳反应，结果产生283.5KJ/mol的热能，如下面的化学反应式(3)，因而产生二氧化碳(CO2)。
CO+(1/2)O2→CO2  ...(3)
这里，还是在CO去除器21c中的水转移反应过程和选择性的氧化反应过程中，由加热器控制单元60提供的能量调整连接在燃料汽化器21a上的温度调整装置(尤其是，加热槽、冷却器等)的温度，以相应于热能的产生设置温度条件。将这些化学反应生成的少量二氧化碳(CO2)释放到大气中。
这样，为了在燃料电池主体单元110中产生预定电力所必须的大量氢气(H2)，通过燃料供给控制单元10从燃料箱200中吸收发电燃料，并且由燃料重整器21重整，因而将一定量的氢气提供给燃料电池主体单元23。
(空气控制单元)
空气控制单元22控制从空气中吸收相应于燃料电池主体单元23中电化学反应(化学式(4)和化学式(5))所必须的氧气(O2)量，以将其提供给燃料电池单元23。
这里，只要空气控制单元22可以相应于燃料电池主体单元23中每个单元的最大氧气消耗量提供空气，它就可以构建成一直给燃料电池主体单元23提供氧气，而不控制其供给和停止。
换言之，空气控制单元22可以是，发电单元20(燃料电池主体电源23)中的电化学反应进行状态仅由在燃料供给控制单元10及燃料重整单元21中调整的氢气供应量和由加热器控制单元60设置的热能供应量控制，并且，例如，设置排气孔代替空气控制单元22，使得通过通气孔一直提供发电单元20中用于电化学反应的最少量空气(大气空气)。
(燃料电池主体单元)
燃料电池主体单元23具有公知固体高分子型燃料电池主体单元的结构，并且如图6中所示，概略地具有燃料电极(阴极)Elc，其包括附着有催化剂微粒如铂、铂-铷等的碳电极；以及空气电极(阳极)ELa，其包括附着有催化剂微粒如铂的碳电极；以及设置在燃料电极Elc和空气电极ELa之间的离子导电膜(交换膜)Fli。将燃料重整单元21提取出的氢气(H2)提供给燃料电极Elc，同时通过空气控制单元22将大气中的氧气(O2)提供给氧气电极Ela。这样，根据下面所示的化学反应产生电力，以产生发电电力。因而为了电源系统内部的运行控制，这样产生的发电电力存储在下述电力储存单元40中之后，或者直接地提供给电源控制单元50(图3)，并且在电源控制单元50中转化为预定电压，以作为用于内部运行的电力提供，并且也作为用于驱动负载(设备DVC)的驱动电力提供。
关于在构成发电单元20的燃料电池主体单元23中的发电原理，将通过燃料重整单元21提取的氢气(H2)提供给燃料电极Elc，由此如下面反应式(4)，在催化剂的作用下生成与电子(e-)分离的氢离子(质子；H+)，通过离子导电膜FLi传到空气电极ELa一侧，然后构成燃料电极Elc的碳电极从此处释放电子而产生电力，提供给负载(设备DVC)。
3H2→6H++6e-  ...(4)
另一方面，借助空气控制单元22将大气中的氧气(O2)提供给空气电极(ELa)，由此催化剂反应电子(e-)通过负载，氢离子(H+)通过离子导电膜Fli和大气中的氧气(O2)以生成水(H2O)，如下面等式(5)所示。
6H++(3/2)O2+6e-→3H2O   ...(5)
上述系列化学反应(化学反应式(40)和(5))是在相对80℃低的温度大约室温的环境中进行的，并且除了电力之外水(H2O)基本是仅有的副产品。这里，在燃料电池主体单元23中，通过由下述加热器控制单元60提供的能量来调整加热器的温度，因而形成热传导，使得上述系列电化学反应令人满意地进行。应当值得注意的是，如上述化学反应式((4)和(5))中所示，上述电化学反应生成的电力(发电电力)主要取决于提供给燃料电池主体单元23中燃料电极Elc的氢气(H2)和取决于与燃料电池主体单元23连接的加热器温度。
这里，对于燃料重整单元21和燃料电池主体单元23中设置的加热器结构来说，可能使用这样的结构，例如，通过使用半导体制造领域中常用的薄膜形成技术，在燃料重整单元21的每个反应单元和燃料电池主体单元23中，单独地形成由电阻元件材料制成具有上述发热性能的薄膜层(薄膜加热器)如金属氧化物膜或金属氮化物膜。
结合提出的实施例已经描述了，包含甲醇和水的液体燃料作为发电燃料从燃料箱200中提供，但是提出的发明并不局限于此，并且可以令人满意地使用至少利用包括氢气组分或气体燃料的液体燃料或液化燃料的等同构造。更确切地是，可以令人满意地使用醇类液体燃料如甲醇、乙醇和丁醇、在常温常压下蒸发由碳氢化物组成的液化的燃料如二甲醇醚、异丁烷和天然气(CNG)、或者气体燃料如氢气。
当液化的氢气或氢气直接用作发电燃料时和当使用燃料直接供应型燃料电池用作发电单元时，并不需要上述构造实例中所示的燃料重整单元21，因此可以使用将发电燃料直接提供给燃料电池主体单元23燃料电极ELc的这种构造。在这种情况下，将加热器控制单元60提供的用于温度调整的电力仅仅提供给与燃料电池主体单元23连接的加热器。
(充电控制单元)
充电控制单元30包括检测装置，用于检测外部电源与外部电源连接单元90的连接状态，更确切地，由外部电源提供的外部供应电力的供应状态，即外部电源是否与外部电源连接单元90连接和外部电源是否提供外部供应电力，并且将来自检测装置的检测信号发送给运行控制单元70，并且根据来自运行控制单元70的检测信号，在提供外部供应电力的状态中，充电控制单元30控制吸收外部供应电力，以及在没有连接外部电源并且停止提供外部供应电力的状态中，控制吸收发电单元20中生成的发电电力。
根据来自运行控制单元70的控制信号，根据电力储存单元40的充电状态和负载(设备DVC)的驱动状态中，充电控制单元30控制将外部供应电力和所吸收的发电电力中之一提供给电力储存单元40和电源控制单元50，并且交替地控制将电力提供给二者和将至少部分所吸收的电力提供给电力储存单元40。
(电力储存单元)
图7A-7D为示出根据实施例发电单元使用的储存电力单元的一种结构实例的方框图。
如图7A中所示，电力储存单元40包括储存电路41，根据外部电源提供的外部供应电力和发电单元20提供的发电电力，储存电路41例如储存(充电)和释放(放电)电荷；充电状态检测电路(电压检测电路)42，检测储存电路41中电荷(储存的电力)的储存状态；和开关SW，根据充电状态检测电路42输出的检测信号SD执行开/关动作和控制储存电路41的电力供给/停止。
储存电路41可以具体使用多个电容器C1、C2......、Cn串联的电路结构。
在具有这种结构的电力储存单元40中，根据储存在储存电路41中的电荷，充电状态检测电路42一直检测充电电压(或放电电压)，并且响应充电电压的变化而控制输出给开关SW的检测信号SD。换而言之，如果储存电路41的充电电压低于在充电状态检测电路42中预定的参考电压范围最低值，使开关执行开动作，并且通过充电控制单元30吸收外部供应电力或发电电力，然后构成储存电路41的电容器在这个电力的基础上充电，另一方面，如果储存电路41的充电电压高于参考电压范围的上限值，并且停止给储存电路41提供电力，然后停止储存电路41的充电操作。
这样，一直监控电力储存单元40中的充电电压(储存电路41)，从而控制储存电路41的充电状态，以使电压一直集中在预定电压范围中。
储存电路41的结构并不局限于上述多个电容器C1、C2、...Cn串联的电路结构，如果储存电路41可以保持(充电)以充电控制单元30提供的电力为基础的电荷和释放(放电)恒定电压或在可选择电压范围内变化的电压，储存电路41例如就可以是仅包括一个电容器作为储存电路41的结构。
在如图7B中所示的另一个构造中，储存电路41可以包括多个双电层电容器C1-C4，并且也包括开关SWa1-SWa6、SWb1-SWb3，其转换双电层电容器间的连接状态，其中每个开关用来以预定时间执行开/关动作，并且控制双电层电容器在串联和并联中转换。如图7C中所示，具有这种结构的电路在储存电路41储存电荷(充电)时，开关SWa1-SWa6转换到关并且开关SWb1-SWb3转换到开，使得双电层电容器C1-C4串联。如图7D中所示，在释放电荷(放电)时，开关SWa1-SWa6转换到开并且开关SWb1-SWb3转换到关，从而控制连接状态的开关，使得双电层电容器C1-C4并联。这样可以降低表观容量值以减少充电时用于充电所必须的电流值。
(电源控制单元)
电源控制单元50的功能为：根据来自运行控制单元70的控制信号，选择性吸收直接由充电控制单元30提供的电力(外部供应电力，发电电力)和以电力储存单元40中储存电荷为基础的电力中的一种；进行电压转换操作以将该电力转换成适合于负载(设备DVC)中的运行和电源系统(电力生成单元)内部功能单元运行的具有恒定电压的电力(驱动电力、内部运行电力)；以及将该电力提供给电源系统内部功能单元或提供给负载(设备DVC)和功能单元。更具体的，将电源控制单元50构建成具有DC-DC转换器功能(电压转换功能)和供电控制功能。
在上述电源控制单元50中，基于由充电控制单元30直接提供的电力(外部供应电力，发电电力)或基于以电力储存单元40中储存的电荷为基础的电力，给电源系统内部功能单元提供内部运行电压，而不管负载(设备DVC)的驱动状态，并且当电源系统内部功能单元运行以及负载被激活时，除了内部运行电压之外，控制驱动电力提供给负载(设备DVC)。
这样，根据负载的驱动状态，电力生成单元100的发电单元20储存在发电状态和备用状态之一，并且以少量的电力在这两个状态中迅速进行转换，而且根据负载的驱动(设备DVC)状态，迅速提供预定的驱动电力。
(加热器控制单元)
根据来自运行控制单元70的控制信号，加热器控制单元60给上述发电单元20的燃料重整单元21中的反应单元和设置在燃料电池主体单元23中的加热器(燃料汽化器21a、燃料重整器21b和CO去除器21c)提供温度调整能量，从而设置温度条件以控制上述化学反应式(1)-(5)中所示化学反应的进行状态。
尤其在电源系统与外部电源连接并且提供外部供应电力的状态下，在正常发电运行期间，根据来自运行控制单元70的控制信号，向加热器提供用于预热的预定能量，其等于或小于提供的电力，为了控制由燃料重整单元21和与燃料电池主体单元连接的加热器设置的温度条件，使温度条件达到预定预热温度，其等于或小于用于发电运行的温度，因而将发电单元20设置在备用状态。
当停止外部供应电力时，根据来自运行控制单元70的控制信号，给加热器提供用于正常发电运行的电力，但是当温度条件已经调整到预热温度时，可以使用少量的电力将发电单元20的温度条件设置到发电状态，从而将发电单元20从备用状态迅速转换到发电运行状态。
(运行控制单元)
基于外部供应电力的供电状态、设备DVC的驱动状态和下述剩余量检测单元80发出的检测信号，运行控制部将70将各个控制信号发送给上述燃料供给控制单元10、上述发电单元20、上述充电控制单元30、上述电力储存单元40、上述电源控制单元50和上述加热器控制单元60，以控制它们的运行状态，从而在电力生成单元100中控制驱动电力的产生和供给运行。下面将详细描述运行控制单元的具体操作。
图3示出的结构中，运行控制单元70设置在电源系统(电力生成单元100)的内部构成供电单元，但是本发明并不局限于此，如图2中所示，它可以构建成将运行控制单元70的功能增添到CPU 8中，CPU 8控制设备DVC的所有功能单元。
(剩余量检测单元)
剩余量检测单元80检测燃料箱200中密封的发电燃料剩余量，并且将检测信号发送给运行控制单元70。这样，在发电燃料剩余量少时或没有剩余时，例如，通过设备DVC的显示输出装置(如LCD)运行控制单元显示发电燃料的剩余量信息、供电单元的供电信息等，从而让设备使用者等了解到应当采取适当的措施如连接外部电源和提供发电燃料。
当设备DVC包括现有便携式电子设备等中经常使用的具有告知剩余量功能的公知电池时，也就是，根据电池或供电单元输出电压的变化(降低)，指示电池的剩余量和可驱动时间，运行控制单元70可以根据剩余量检测单元80发出的检测信号控制电源控制单元50，以模拟电池或供电单元的输出电压参数。在这种情况，例如，可以控制与驱动电力相关的电压，使其逐渐变化(降低)。
(燃料箱)
根据本发明，电源系统中使用的燃料箱200是具有高密封性能的燃料储存容器，其中充满并密封有发电燃料，如上所述，发电燃料包括含有氢气的液体燃料或液化的燃料或者气体燃料，并且如图3中所示，燃料箱200的构造为，通过I/F单元300与电力生成单元可拆卸地组合或一体化。这里，通过下述I/F单元300中设置的燃料传输通路，将燃料箱200中密封的发电燃料吸入电力生成单元100中，并且上述燃料供给控制单元10给发电单元20提供必需量的发电燃料，用于产生具有所需预定电压的电力。
(I/F单元)
根据本发明，电源系统中使用的I/F单元300通过燃料箱200与电力生成单元100至少物理组合，并且通过燃料传输通路，将燃料箱中密封的发电燃料提供给电力生成单元100。
(发电系统的驱动控制方法)
接下来，将参考附图对设备中驱动控制运行进行详细描述，在该设备中将具有上述构造的电源系统用于供电单元。
(第一实施例)
图8为示出根据本实施例电源系统整个运行的第一实施例流程图。图9为示出根据本实施例的运行控制概念性视图，在电源系统中连通外部电源并且提供外部供应电力，以及图10为示出根据本实施例的运行控制概念性视图，在电源系统中没有连通外部电源并且没有提供外部供应电力。
下面示出的一系列驱动控制操作由上述电源系统的电力生成单元100中设置的功能单元控制和运行控制单元70控制。
如图8中所示，根据本实施例，在电源系统中的驱动控制操作中，借助外部电源连接单元90，外部电源首先与电源系统连接(电力生成单元100)，并且通过充电控制单元30判断是否提供外部供应电力(S101)。这种判断是否提供了外部供应电力的方法并不作具体限定，但是，例如这可以是以将外部电源插入构成外部电源连接单元90的连接器中的机械操作为基础的，并且可以是检测提供给外部电源连接器90的电流供应或电压供应的方法，并且也可以采用其他类似的方法。
当外部电源与电源系统连接并通过充电控制单元30提供外部供应电力时，运行控制单元70控制充电控制单元30，以将外部供应电力提供给电力储存单元40或电源控制单元50，并且控制燃料供给控制单元10停止向发电单元20提供发电燃料，从而控制和停止发电单元20(燃料电池主体电源23)中的发电运行(S102)。
同时，运行控制单元70控制电源控制单元50和加热器控制单元60，并且至少将部分由充电控制单元30提供的外部供应电力转化为具有预定直流电压的电力(S103)。这样，连接在构成发电单元20和燃料电池主体单元23的燃料重整单元22的反应单元上的加热器被加热，并且因而设置并储存了接近发电温度条件的预定预热温度，同时燃料供给控制单元10停止发电燃料的供应，从而使发电运行停止并且将发电单元20设置为备用。
也在同时，运行控制单元70判断负载(设备DVC)是否处于驱动状态(S104)，并且当负载(设备DVC)处于驱动状态时，控制电源控制单元50，将剩余的外部供应电力转化成具有预定直流电压的电力，从而将其作为驱动电力提供给负载(设备DVC)(S105)。在另一方面，当负载(设备DVC)处于停止状态中，停止向负载(设备DVC)提供驱动电压。
接下来，运行控制单元70判断电力储存单元是否处于充满电的状态(S106)。更具体地，运行控制单元70检测电力储存单元40中的充电电压，并且当充电电压高于预定参考电压时，则判断其处于充满电的状态，然后将充电控制单元30提供的外部供应电压直接提供给电源控制单元50，而不是将其提供给电力储存单元40。在另一方面，当电力储存单元40中的充电电压低于预定参考电压时，运行控制单元70判断电力储存单元处于没有充满电的状态，其已经耗尽电力并且需要充电，因而将部分充电控制单元30提供的外部供应电力提供给电力储存单元40，从而在将剩余的外部供应电力直接提供给电源控制单元50的同时，进行充电操作(S107)。
接下来，如图7中所示，在上述处理步骤101中，当外部电源没有与电源系统连接并且没有向其中提供外部供应电力时，或者当移开外部电源并且停止外部供应电力时，与上述处理步骤S104相似，运行控制单元70判断负载(设备DVC)是否处于驱动状态，并且当负载处于停止状态时，停止给设备DVC提供驱动电力。
接下来，与上述处理步骤S106相似，运行控制单元70判断电力储存单元40是否处于充满电的状态(S109)，并且当它处于充满电的状态时，控制燃料供给控制单元10，并且停止向发电单元20提供发电燃料，与处理步骤S102相似，从而控制并停止发电单元20中燃料电池主体单元23的发电运行(S110)。
另一方面，在上述处理步骤S108中，当负载(设备DVC)处于驱动状态时和在上述处理步骤S109中，当电力储存单元40处于没有充满电的状态并且已经耗尽充入的电力时，运行控制单元70控制燃料供给控制单元10给发电单元20提供发电燃料，并且也控制电源控制单元50和加热器控制单元60将充入的电力容纳在电力储存单元40，然后将该电力转化为具有预定直流电压的电力，从而将其作为发电电力提供给发电单元20。这样，将加热器和燃料电池主体单元设置为适合发电运行温度条件的预定温度状态，其中加热器连接在构成发电单元20的燃料重整单元21的反应单元23上，并且燃料供给控制单元10提供预定量的发电燃料以启动发电运行(S111)，从而将发电单元20由备用状态变换到发电状态。
通过充电控制单元30，将发电单元20中产生的发电电力提供给电力储存单元40并且进行充电操作，当负载(设备DVC)处于驱动状态时，以电力储存单元40充入的电力和发电电力为基础，产生具有预定直流电压的驱动电力并提供给负载(设备DVC)。
换而言之，根据上述电源系统中的驱动控制操作，如果外部电源与电源系统连接并且提供的外部供应电力处于停止的状态，那么发电单元通过使用燃料箱提供的发电燃料进行发电运行，并且以其中发电电力为基础提供的驱动电力驱动负载(设备DVC)，停止向发电单元提供发电燃料以停止燃料电池主体单元的发电运行，然后以外部供应电力为基础，产生并提供驱动电力，从而维持设备DVC的驱动状态。换而言之，将给设备DVC提供驱动电力的电源控制为从燃料电池转换到外部电源。
在外部电源与电源系统连接并且提供外部供应电力状态中，至少将部分外部供应电力提供给电力储存单元以执行充电运行，并且控制电力储存单元使其处于充满电的状态，同时将部分外部供应电力作为预热能量提供给连接在发电单元上加热器，以将它保持预热的状态，并且发电单元保持在备用状态中。
这种情况中，部分外部供应电力使加热器处于预热状态和充入电力储存单元而被消耗，但是使用电源如商业交流电源或供电功率高且充足的外部电池作为外部电源是为了避免设备中的驱动状态和电源系统运行受到影响。
接下来，如上所述，在外部电源连接发电系统并且由外部供应电力驱动负载(设备DVC)的状态中，如果外部电源从电源系统中移开并且停止提供外部供应电力，那么以源自电力储存单元充入的外部供应电力的电力为基础，给连接在发电单元上的加热器提供用于发电的电力以设置预定温度条件，并且将发电燃料提供给发电单元。因此，发电单元重新启动发电运行并且从备用状态转换到发电状态。
这里，在外部电源于电源系统连接的备用状态中，因为将以外部供应电力为基础用于预热的能量提供给加热器，所以将发电单元设置成接近于发电运行温度条件的预热温度，因而仅从电力储存单元中提供少量的电力就足以将加热器加热到发电时所必需的温度条件，从而可以减少启动所必需的电力消耗和燃料消耗。也彻底地减少了达到这个温度的启动时间。
这样，即使在电子设备如笔记本个人电脑、PDA和数码照相机中相对高频率地执行启动和停止操作，这些设备是通过适当地且选择性地使用外部电源供应电力和电子设备中设置的电池等充入的电力来驱动的，根据本发明在通过应用电源系统来使用外部电源作为供电单元时，发电单元置于备用状态，使得在燃料电池主体单元中通过使用充入电力储存单元中的电力启动发电运行时，几乎不会出现不能启动的情况，并且电子设备的使用可以更容易，而且当电力储存单元使用外部供应电力时，电力储存单元充入外部供应电力，以及在发电单元启动时，使用这个储存的电力，因此能够减少发电燃料的消耗量并改进燃料消耗效率。
(第二实施例)
图11示出根据本实施例电源系统整个运行的第二实施例流程图。值得注意的是，简化与上述实施例中相同过程的描述。
如图11中所示，在根据本实施例电源系统中的驱动控制运行中，外部电源首先与电源系统连接，并且判断是否提供外部供应电力(S201)。
在外部电源与电源系统连接并且通过充电控制单元30提供外部供应电力时，运行控制单元70控制燃料供给控制单元10，以停止向发电单元20提供发电燃料，因此控制并停止燃料电池主体单元中的发电运行(S202)。同时，运行控制单元70控制电源控制单元50和加热器控制单元60，并且将部分外部供应电力作为用于预热的电力提供给发电单元20(S203)，因此将发电单元20设置在备用状态中。
接下来，运行控制单元70检测并且判断电力储存单元40的充电状态(S204)，当它处于充满电的状态时，将外部供应电力直接提供给电源控制单元50而不是提供给电力储存单元40。另一方面，当电力储存单元40处于没有充满电的状态并且已经耗尽充入的电力时，将部分外部供应电力提供给电力储存单元40以进行充电操作(S205)，同时将剩余的外部供应电力直接提供给电源控制单元50。
而且，在上述处理步骤S201中，当外部电源没有与电源系统连接时并且没有向其中提供电力时，运行控制单元70判断是否负载(设备DVC)处于驱动状态，如果设备DVC处于停止状态，则停止向设备DVC提供驱动电力。
接下来，运行控制单元70判断是否电力储存单元40处于充满电的状态(S207)，当其处于充满电的状态时，控制并且停止燃料电池主体单元23中的发电运行(S208)。
另一方面，在上述处理过程S206中，当设备DVC处于驱动状态时和在处理步骤S207中，当电力储存单元40处于没有充满电的状态并耗尽充入的电力时，将发电燃料提供给发电单元20，并且还将充入电力储存单元40的电力作为用于发电的电力提供给发电单元20。这样，构成发电单元20和燃料电池主体单元23的燃料重整单元21的反应单元设置到适合发电运行温度条件的预定温度状态，提供预定量的发电燃料以启动发电运行(S209)，因此将发电单元20从备用状态转换到发电状态。
将在发电单元20中产生的发电电力提供给电力储存单元40并执行充电操作(S210)，当负载处于驱动状态时，将充入电力储存单元的电力或以发电电力为基础的驱动电力提供给负载(设备DVC)。
换而言之，本实施例中驱动控制运行的特征在于，不管负载(设备DVC)的驱动状态尤其是处于外部电源与电源系统连接并且提供外部供应电力的状态中，执行驱动控制运行。因为外部供应电力作为预热电力提供给连接在发电单元上的加热器，以使其处于预热状态并且发电单元维持在外部电源与电源系统连接并且提供外部供应电力的备用状态中，所以仅提供少量的电力就足以将加热器加热到发电运行时所需要的温度条件，并且在停止提供外部供应电力之后，立刻启动发电单元外部来驱动设备DVC这种使用类型中，减少了用于启动的电力消耗和燃料消耗。
在上述实施例中，作为电子设备的例子，对便携式设备如笔记本个人电脑和PDA进行了说明，其中使用了根据本发明的电源系统及其驱动控制方法，但是本发明并不局限于此，并且本发明可以相应地用于其他电子设备和电源设备，只要这种电子设备在其中包括储存装置，并且也包括由外部电源提供的电力驱动的负载，其中相对高频率地启动和停止负载。
其它益处和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此本发明在其主要方面并不局限于其中示出和描述的具体细节和代表实施例。因此，可以在不脱离附带的权利要求和它们的替代物所限定的一般发明概念的精神或范围下进行各种改动。

Claims (61)

1.一种用于产生驱动电力并将该驱动电力提供给负载的电源系统，包括：
电力生成单元(100)，其至少包括通过使用发电燃料来产生发电电力的发电单元(20)；
外部电源连接单元(90)，其与外部电源连接，向该电源系统提供外部供应电力；和
运行控制单元(70)，其具有当外部电源与外部电源连接单元(90)连接时，以外部电源提供的外部供应电力为基础，用于将发电单元(20)设置到备用状态的装置。
2.根据权利要求1的电源系统，其中
电力生成单元(100)还包括电源控制单元(50)，其具有以发电电力和外部供应电力之一为基础，用于控制产生驱动电力和控制将驱动电力提供给负载的装置。
3.根据权利要求2的电源系统，其中
当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，以外部供应电力为基础，电源控制单元(50)产生驱动电力。
4.根据权利要求1的电源系统，其中
电力生成单元(100)包括电力储存单元(40)，其储存相应于以发电电力和外部供应电力为基础的电力的电荷，并且输出以储存的电荷为基础的电力作为用于产生驱动电力的电力。
5.根据权利要求4的电源系统，其中
外部电源是其供电能力高于电力储存单元(40)的供电能力的电源。
6.根据权利要求4的电源系统，其中
电力储存单元(40)包括多个电容元件。
7.根据权利要求6的电源系统，其中
电力储存单元(40)包括控制器，以便
在电荷储存在电力储存单元(40)中这一充电状态中，控制多个电容元件以串联形式相互连接；以及
在输出以电力储存单元(40)中储存的电荷为基础的电力这一放电状态中，控制多个电容元件以并联形式相互连接。
8.根据权利要求4的电源系统，其中
电力生成单元(100)还包括，当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，用于向电力储存单元(40)至少提供部分外部供应电力的装置。
9.根据权利要求4的电源系统，其中
电力生成单元(100)包括，当外部电源没有与外部电源连接单元(90)连接时，用于向电力储存单元(40)至少提供部分发电电力的装置。
10.根据权利要求4的电源系统，其中
电力生成单元(100)还包括电源控制单元(50)，其具有以发电电力和外部供应电力之一为基础，用于控制产生驱动电力和控制向负载提供驱动电力的装置；充电控制单元(30)，其根据来自外部电源的外部供应电力的供应状态，控制将电力提供给电力储存单元(40)和电源控制单元(50)。
11.根据权利要求10的电源系统，其中
充电控制单元(30)包括用于检测外部电源与外部电源连接单元(90)连接的检测装置。
12.根据权利要求11的电源系统，其中
充电控制单元(30)包括，根据检测装置的检测结果，用于选择发电电力和外部供应电力中之一以提供给电力储存单元(40)和电源控制单元(50)的装置。
13.根据权利要求1的电源系统，其中
电力生成单元(100)包括燃料供给控制单元(10)，其控制提供给发电单元(20)的发电燃料供给状态。
14.根据权利要求13的电源系统，其中
燃料供给控制单元(10)包括用于控制向发电单元供给燃料和切断燃料的装置。
15.根据权利要求14的电源系统，其中
燃料供给控制单元(10)包括，当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，用于控制停止向发电单元提供发电燃料的装置。
16.根据权利要求1的电源系统，其中
发电单元(20)至少包括燃料电池(23)，燃料电池(23)通过使用发电燃料的电化学反应来产生发电电力。
17.根据权利要求16的电源系统，其中
发电单元(20)至少包括产生特定燃料组分的燃料重整单元(21)，该特定燃料组分含有由发电燃料通过预定催化反应得到的氢气；以及
燃料电池(23)通过使用上述特定燃料组分的电化学反应产生发电电力。
18.根据权利要求17的电源系统，其中
燃料重整单元(21)还包括汽化发电燃料的燃料汽化单元(21a)。
19.根据权利要求17的电源系统，其中
燃料重整单元(21)还包括副产品去除单元(21c)，其去除催化反应产生的副产品。
20.根据权利要求16的电源系统，其中
电力生成单元(100)包括用于设置和控制温度条件的装置，该温度条件用于控制燃料电池(23)中的电化学反应进行状态。
21.根据权利要求20的电源系统，其中
备用状态是温度条件设置为预热温度的状态，该预热温度等于或低于燃料电池中产生发电电力的温度。
22.根据权利要求20的电源系统，其中
发电单元中的所述燃料电池包括设置温度条件的加热器单元；和
该用于设置和控制温度条件的装置包括加热器控制单元(60)，其通过加热器单元控制温度条件的设置。
23.根据权利要求22的电源系统，其中
备用状态是将温度条件设置为预热温度的状态，该预热温度等于或低于燃料电池中产生发电电力的温度条件；以及
加热器控制单元(60)包括用于当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，以外部供应电力为基础，将温度条件设置为预热温度的装置。
24.根据权利要求1的电源系统，其中
外部电源具有商业交流电源，并且将商业交流电源提供的并且转化为直流的电力作为外部供应电力提供。
25.根据权利要求1的电源系统，其中
运行控制单元(70)设置在电子设备主体单元中，电子设备主体单元具有由驱动电力驱动的负载。
26.根据权利要求1的电源系统，还包括：
封装发电燃料的燃料箱(200)。
27.根据权利要求26的电源系统，还包括：
接口单元(300)，其具有用于物理上可拆分地组合燃料箱(200)和电力生成单元(100)的装置，和用于将燃料箱(200)中封装的发电燃料提供给电力生成单元(100)的装置。
28.一种电子设备，包括：
产生驱动电力的电力生成单元(100)，该生成单元(100)包括通过使用发电燃料产生发电电力的发电单元(20)、与提供外部供应电力的外部电源连接的外部电源连接单元(90)、和运行控制单元(70)，该运行控制单元(70)包括，当外部电源与外部电源连接单元(90)连接时，以外部电源提供的外部供应电力为基础，用于将发电单元设置在备用状态的装置；
封装发电燃料的燃料箱(200)；和
由驱动电力驱动的负载。
29.根据权利要求28的电子设备，还包括电子设备主体单元，和
其中运行控制单元(70)设置在电子设备主体单元中。
30.根据权利要求29的电子设备，其中
运行控制单元(70)还用作至少控制负载驱动状态的负载驱动控制单元。
31.根据权利要求28的电子设备，其中
电力生成单元(100)与电子设备整体地构成。
32.根据权利要求28的电子设备，其中
燃料箱(200)与电子设备是可拆卸的。
33.根据权利要求32的电子设备还包括：
接口单元(300)，其具有用于物理上可拆分地组合燃料箱(200)和电力生成单元(100)的装置，和用于将燃料箱(200)中封装的发电燃料提供给电力生成单元(100)的装置。
34.根据权利要求28的电子设备，其中
电力生成单元(100)还包括电源控制单元(50)，其具有以发电电力和外部供应电力之一为基础，用于控制产生驱动电力和控制将该驱动电力提供给负载的装置。
35.根据权利要求34的电子设备，其中
当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，以外部供应电力为基础，电源控制单元(50)产生驱动电力。
36.根据权利要求28的电子设备，其中
电力生成单元(100)包括电力储存单元(40)，其储存相应于以发电电力和外部供应电力为基础的电力的电荷，并且输出以储存的电荷为基础的电力作为用于产生驱动电力的电力。
37.根据权利要求36的电子设备，其中
电力储存单元(40)包括多个电容元件。
38.根据权利要求36的电子设备，其中
电力生成单元(100)还包括，当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，用于向电力储存单元(40)至少提供部分外部供应电力的装置。
39.根据权利要求36的电子设备，其中
电力生成单元(100)包括，当外部电源没有与外部电源连接单元(90)连接时，用于向电力储存单元(40)至少提供部分发电电力的装置。
40.根据权利要求36的电子设备，其中
电力生成单元(100)还包括电源控制单元(50)，其具有以发电电力和外部供应电力之一为基础，用于控制产生驱动电力和控制向负载提供驱动电力的装置；和充电控制单元(30)，其根据来自外部电源的外部供应电力的供应状态，控制将电力提供给电力储存单元(40)和电源控制单元(50)。
41.根据权利要求40的电子设备，其中
充电控制单元(30)包括用于检测外部电源与外部电源连接单元(90)连接的检测装置。
42.根据权利要求41的电子设备，其中
充电控制单元(30)包括，根据检测装置的检测结果，用于选择发电电力和外部供应电力中之一以提供给电力储存单元(40)和电源控制单元(50)的装置。
43.根据权利要求28的电子设备，其中
电力生成单元(100)包括燃料供给控制单元(10)，其控制提供给发电单元(20)的发电燃料供给状态。
44.根据权利要求43的电子设备，其中
燃料供给控制单元(10)包括用于控制向发电单元供给燃料和停止供给燃料的装置。
45.根据权利要求44的电子设备，其中
燃料供给控制单元(10)包括，当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，用于控制停止向发电单元提供发电燃料的装置。
46.根据权利要求28的电子设备，其中
发电单元(20)包括燃料电池(23)，该燃料电池(23)通过使用发电燃料的电化学反应来产生发电电力。
47.根据权利要求46的电子设备，其中
发电单元(20)包括产生特定燃料组分的燃料重整单元(21)，该特定燃料组分包括由发电燃料通过预定催化反应得到的氢气；和
燃料电池(23)通过使用特定燃料组分的电化学反应产生发电电力。
48.根据权利要求47的电子设备，其中
燃料重整单元(21)还包括汽化发电燃料的燃料汽化单元(21a)。
49.根据权利要求47的电子设备，其中
燃料重整单元(21)还包括副产品去除单元(21c)，其去除燃料重整单元中催化反应产生的副产品。
50.根据权利要求46的电子设备，其中
电力生成单元(100)包括用于设置和控制温度条件的装置，该温度条件用于控制燃料电池(23)中的电化学反应进行状态。
51.根据权利要求50的电子设备，其中
燃料电池(23)包括设置温度条件的加热器单元；以及
该设置和控制温度条件的装置包括加热器控制单元(60)，其控制由所述加热器单元进行的所述温度条件的设置。
52.根据权利要求51的电子设备，其中
备用状态是将温度条件设置为预热温度的状态，该预热温度等于或低于燃料电池中产生发电电力的温度条件；以及
加热器控制单元(60)包括用于当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，以外部供应电力为基础，将温度条件设置预热温度的装置。
53.根据权利要求28的电子设备，其中
外部电源为商业交流电源，并且将商业交流电源提供的并且转化为直流的电力作为外部供应电力提供。
54.根据权利要求28的电子设备，其中
电力生成单元(100)包括剩余量检测单元(80)，其检测燃料箱(200)中密封的发电燃料剩余量。
55.一种电源系统驱动控制方法，该电源系统给负载提供驱动电力，该系统包括通过使用预定发电燃料产生发电电力的发电单元(20)，和连接外部电源的外部电源连接单元(90)，该方法包括：
当外部电源没有与外部电源连接单元(90)连接时，以发电电力为基础，产生和提供驱动电力；
当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，至少将发电单元(20)设置在备用状态中。
56.根据权利要求55的电源系统驱动控制方法，其中
电源系统还包括充入电力和释放电力的电力储存单元(40)，以及
当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，以外部供应电力为基础，给电力储存单元(40)充电。
57.根据权利要求55的电源系统驱动控制方法，其中
电源系统还包括充入电力和释放电力的电力储存单元(40)，以及
当外部电源没有与外部电源连接单元(90)连接时，以发电电力为基础，给电力储存单元(40)充电。
58.根据权利要求55的电源系统驱动控制方法，其中
当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，以外部供应电力为基础，提供驱动电力。
59.根据权利要求55的电源系统驱动控制方法，其中
当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，停止向发电单元(20)提供发电燃料。
60.根据权利要求55的电源系统驱动控制方法，其中
发电单元(20)包括燃料电池(23)，该燃料电池(23)通过使用发电燃料或特定燃料组分的电化学反应产生发电电力，其中该特定燃料组分含有由发电燃料制得的氢气；以及
发电单元的备用状态是将用于控制燃料电池(23)中电化学反应进行状态的温度条件设置为预热温度的状态，该预热温度等于或低于燃料电池(23)中产生发电电力的温度条件。
61.根据权利要求60的电源系统驱动控制方法，其中
当外部电源与外部电源连接单元(90)连接并且由外部电源提供外部供应电力时，以外部供应电力为基础，将温度条件设置为预热温度。
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