CN1926708A - 燃料电池单元及其控制方法、信息处理设备及其供电控制方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的燃料电池单元可与外部设备连接，并且包括产生电力燃料电池、向燃料电池供给燃料和空气的辅助装置和控制利用燃料电池进行的发电的控制器。在接收从外部设备供给的电力之后，控制器把从外部设备供给的电力提供给辅助装置。

Description

燃料电池单元及其控制方法、信息处理设备及其供电控制方法
技术领域
本发明涉及燃料电池单元、燃料电池单元的控制方法、信息处理设备和信息处理设备的供电控制方法，更具体地说，本发明涉及通过连接器与信息处理设备连接的燃料电池单元、燃料电池单元的控制方法、信息处理设备和信息处理设备的供电控制方法。
背景技术
作为用作信息处理设备的供电源之一的二次电池，目前使用锂离子电池。和抛弃式一次电池相比，作为二次电池的特征之一，当利用例如商用电源充电时，二次电池可被反复使用。
但是，由于是二次电池，因此锂离子电池必须利用商用电源充电。
另外，近年来，信息处理设备的性能已得到显著提高，伴随这种提高，信息处理设备的电力消耗倾向于被增大。因此，一直需要向信息处理设备供电的锂离子电池的能量密度，即单位体积或单位质量的输出能量的量的增大；但是，在目前的情况下，难以指望明显的提高。
另一方面，已认为燃料电池的能量密度理论上为锂离子电池的10倍(例如，参见非专利文献1)。这意味着当具有和锂离子电池相同的体积或相同的质量时，燃料电池具有供给更长时间(例如10倍时间)的电力的潜能。另外，还意味着当燃料电池供电的时间和锂离子电池的相等时，燃料电池具有和锂离子电池相比，减小它自己的尺寸和重量的较高潜能。
另一方面，当诸如甲醇之类的燃料被密封在将被用作置换单元的小容器内，并用新的容器替换小容器本身以便供给燃料时，不需要利用外部工具进行的充电。从而，当在不存在AC供电设施的地方用燃料电池保证电力时，和用锂离子电池保证电力的情况相比，信息处理设备可被长时间使用。
此外，当利用锂离子电池的信息处理设备(例如，笔记本型个人计算机)被长时间使用时，难以通过利用从锂离子电池供给的电力执行长期操作，从而，信息处理设备的使用局限于可从AC电源获得电力的供给的情况。但是，和其中利用锂离子电池操作信息处理设备的情况相比，通过利用从燃料电池供给的电力，信息处理设备可被长时间操作，另外，预期上面描述的局限性可被解决。
根据上述观点，为了向信息处理设备供电，已进行并且还公开了(例如在专利文献1和2中)燃料电池的研究和开发。
虽然提出了各种燃料电池系统(例如，参见非专利文献2)，不过考虑到体积小、重量轻和燃料的易处理性，可提到直接甲醇燃料电池(DMFC)系统。这种燃料电池系统利用甲醇作为燃料，甲醇被直接供给燃料电极，而不被转换成氢。
在直接甲醇燃料电池中，将被供给燃料电极的甲醇的浓度是重要的，当该浓度较高时，发电效率被降低，从而，不能获得足够的性能。这种降低由其中用作燃料的部分甲醇通过置于燃料电极(负电极)和空气电极(正电极)之间的电解质膜(固体高分子量电解质膜)的现象(称为跨越现象)引起。当甲醇的浓度高时，跨越现象变得明显，当低浓度的甲醇被供给燃料电极时，上面的现象可被抑制。
另一方面，当使用低浓度的甲醇时，尽管易于保证高性能，但是由于和高浓度甲醇相比，燃料体积被增大(例如10倍)，因此燃料容器(燃料罐)的尺寸变大。
因此，虽然高浓度甲醇被容纳在燃料罐中，以减小其体积，但是在被供给燃料电极之前，当甲醇被在发电期间产生并利用小型泵、阀等循环的水稀释，以减少高浓度甲醇时，跨越现象可被抑制。借助上述方法，能够提高发电效率。下面，用于循环产生的水的泵、阀等被总称为辅助装置，如上所述的循环系统被称为稀释循环系统。
如上所述，在整个燃料电池单元的尺寸和重量被减小的同时，利用稀释的甲醇，能够实现具有高发电效率的燃料电池单元(非专利文献1)。
[专利文献1]日本专利申请公开(KOKAI)No.2003-142137
[专利文献2]日本专利申请公开(KOKAI)No.2002-169629
[非专利文献1]Nikkei Business Publications，Inc.出版的“Fuel Cell2004”，第49-50页和第64页，2003年10月。
[非专利文献2]Nippon Jitsugyo Publishing Co.Ltd.出版的Konosuke IKEDA的“Everything in Fuel Cell”，2001年8月。
通过在直接甲醇燃料电池中采用稀释循环系统，整个燃料电池单元的尺寸和重量可被减小，另外，发电效率可被增大，从而能够实现高输出的燃料电池单元。
但是，在稀释循环系统中，包括泵和阀的辅助装置是循环水等所必需的，从而需要驱动辅助装置的电源。一旦燃料电池本身开始发电，辅助装置可利用由此产生的电力来驱动；但是，至少在燃料电池本身开始发电之前，驱动辅助装置的电源是必要的。从而，可考虑其中在燃料电池单元中另外嵌入用于产生微小电力，以便在开始工作时驱动辅助装置的电源(例如小的锂离子电池)的系统。
顺便提及，在许多信息处理设备(比如笔记本个人计算机)中，嵌入二次电池(例如锂离子电池)，以使设备能够工作预定的时间。从而，当在燃料电池单元启动时，辅助装置由从嵌入信息处理设备中的二次电池供给的电力驱动时，对于燃料电池单元一方来说，用于辅助装置的电源不是必需的，从而，能够进一步减小其尺寸和重量。
一旦开始辅助装置的驱动，并且用作燃料的稀释甲醇和空气开始被分别供给燃料电极和空气电极，那么燃料电池单元开始它自己的发电。在燃料电池开始发电之后，当燃料电池产生的电力被提供给信息处理设备时，信息处理设备被驱动，另外，部分的电力能够驱动辅助装置。
另外，当过量产生电力时，嵌入信息处理设备中的二次电池可被充电。当外部燃料电池单元和在信息处理设备内的二次电池被如上所述互补驱动时，能够提供最佳的供电系统，其中系统的尺寸和重量能够被整体减小。顺便地，在一些情况下，该系统可被称为混合系统。
如上所述，系统(即，混合系统)具有各种优点，其中(1)采用稀释循环系统的燃料电池单元与信息处理设备连接，(2)在燃料电池单元内不设置用于驱动辅助装置的电源，当燃料电池启动时必需的电力(用于驱动辅助装置等)从嵌入信息处理设备中的二次电池供给。
但是，可提到下述待解决的问题。即，
(1)当失配的燃料电池单元或另一不适当的单元与信息处理设备连接以便从嵌入信息处理设备中的二次电池向辅助装置供电时，如上所述与信息处理设备连接的单元的安全性不能被保证，另外，在一些情况下，信息处理设备本身的安全性也会受到损害。从而，特别地，待解决的第一个问题是充分确保启动燃料电池单元的运行时的安全性。
另外，必要的是(2)根据燃料电池单元的状况和信息处理设备的状况，恰当地控制辅助装置。从而，待解决的第二个问题是当运行被启动、操作和停止时，燃料电池单元接收来自信息处理设备的各种指令(命令)。
因此，理想的是(3)能够低成本地简单实现在上面的(1)和(2)中描述的目标。
发明内容
鉴于上述情况，做出了本发明，本发明的一个目的是提供一种将与信息处理设备连接，并且和信息处理设备一起工作的燃料电池单元，所述燃料电池单元能够充分保证整个工作的安全性，所述燃料电池单元的控制方法，一种信息处理设备，和所述信息处理设备的供电方法。
为此，按照本发明的权利要求1所述的可与外部设备连接的燃料电池单元包含产生电力的燃料电池，向燃料电池供给燃料和空气的辅助装置，和控制利用燃料电池进行的发电的控制器。在上面的燃料电池单元中，在接收从外部设备供给的电力之后，控制器把从外部设备供给的电力提供给辅助装置。
另外，按照本发明的权利要求6所述的可与包括燃料电池的燃料电池单元连接的信息处理设备包括电源，和把从电源供给的电力提供给燃料电池单元的控制器。在上面说明的信息处理设备中，当把燃料电池单元识别成恰当的单元时，控制器把所述电力提供给燃料电池单元。
另外，在按照本发明的权利要求19所述的控制燃料电池单元的方法中，燃料电池单元可与外部设备连接，并且包括产生电力的燃料电池，向燃料电池供给燃料和空气的辅助装置，控制利用燃料电池进行的发电的控制器，控制器接收从外部设备供给的电力，在接收从外部设备供给的电力之后，控制器把从外部设备供给的电力提供给辅助装置。
另外，就按照本发明的权利要求21所述的可与包括燃料电池的燃料电池单元连接的信息处理设备的供电控制方法来说，该方法包括下述步骤：识别燃料电池单元是否是恰当的单元，当燃料电池单元被识别成恰当的单元时，向燃料电池单元供电。
附图说明
图1表示根据本发明的燃料电池单元的一个实施例的外观。
图2表示燃料电池单元和与其连接的信息处理设备的外观。
图3表示将与燃料电池单元连接的信息处理设备的底面的背部的外观。
图4是图解说明燃料电池(DMFC)的工作原理的示意图。
图5是主要表示燃料电池单元的发电装置的示意图。
图6是表示将与燃料电池单元连接的信息处理设备的一个例子的示意图。
图7是表示燃料电池单元的第一实施例的示意图。
图8是表示根据本发明的燃料电池单元的第二实施例的示意图。
具体实施方式
下面参考附图，说明根据本发明的燃料电池单元的第一实施例。
图1表示根据本发明的燃料电池单元的外观。燃料电池单元10由燃料电池单元本体12和用于接受诸如笔记本个人计算机之类的信息处理设备18的背部的接受部分11形成。在燃料电池单元本体12中，嵌入按照电化学反应进行发电的DMFC组和辅助装置(包括泵和阀)，所述辅助装置把用作燃料的甲醇和空气提供给DMFC组，并进行上述燃料等的循环。另外，在燃料电池单元本体12的单元外壳12a中，在右端嵌入一个可拆卸的燃料罐(未示出)。盖子12b是可拆开的，以便调换该燃料罐。
信息处理设备18被放置在接受部分11上。图2表示了放置在燃料电池单元10上，并与燃料电池单元10连接的笔记本个人计算机(信息处理设备18的一个例子)的外观。
如图1和3中所示，信息处理设备18与燃料电池单元10电连接和机械连接。在图1中所示的接受部分11的上表面上，设置单个连接器，作为与信息处理设备18电连接和机械连接的连接部分。下面，该连接器被称为对接连接器14。
顺便提及，可与信息处理设备18连接以便扩展其功能的装置在一些情况下可被称为对接坞或对接器。作为对接器，可提到的是包含硬盘以扩展功能的装置，和具有和信息处理设备18的外部连接器相同的连接器，以便容易地与诸如打印机之类的外围设备连接的装置(在一些情况下，这种对接器还可被称为端口复制器)。从机械的观点来看，燃料电池单元10和如上所述的对接器类似，从而在一些情况下可被称为对接器型燃料电池单元。
定位突起15和挂钩16被设置在设置于图1中所示的燃料电池单元10的接受部分11上的对接连接器14周围的相应三个位置。另外，图3表示了信息处理设备18的底面的背部的外观，在信息处理设备18的底面的和燃料电池单元10的对接连接器14对应的位置，设置开口19。在开口19的背面，设置一个对接连接器21，作为信息处理设备18的连接部分，当信息处理设备18被放置在燃料电池单元10的接受部分11上时，它们的对接连接器14和21相互啮合。另外，在信息处理设备18的开口19中，设置用于防尘的遮挡板20，当放置信息处理设备18时，遮挡板20被打开。
此外，在信息处理设备18的外壳的下表面中，在开口19周围的三个位置设置开孔22，定位突起15和挂钩16被插入相应的开孔22中。挂钩16用于当信息处理设备18被放置在燃料电池单元10上之后，固定燃料电池单元10和信息处理设备18，并且当信息处理设备18被放置在燃料电池单元10上时，它们由设置在接受部分11内的内部锁定机构(未示出)相互锁定，使得信息处理设备18被固定到燃料电池单元10上。
当将从燃料电池单元10拆卸信息处理设备18时，通过推动图1中所示的弹出钮17，解除锁定，从而能够容易地拆卸信息处理设备18。
另外，可不同地形成图1-3中所示的燃料电池单元10的形状和大小，或者对接连接器的形状或位置。
下面，将说明燃料电池单元的工作原理。
由于以前在出版的文献(例如非专利文献1)中已详细说明，因此将简要描述燃料电池单元的工作原理。
图4是图解说明直接甲醇燃料电池(DMFC电池)25的工作原理的示意图，DMFC电池25是构成燃料电池单元10的燃料电池系统。在DMFC电池25中，电解质膜30被设置在中心位置，燃料电极(负电极)31和空气电极(正电极)32被设置在电解质膜30的两侧。
在DMFC电池25中，当甲醇-水溶液被供给燃料电极31时，在燃料电极31发生甲醇的氧化反应，从而，产生电子(e-)，氢离子(H+)和二氧化碳(CO2)。在上面提及的这些产物中，氢离子(H+)通过电解质膜30，并到达空气电极32。另外，二氧化碳(CO2)从燃料电极31的另一端排出。
另外，电子(e-)通过负载33，从燃料电极31流到空气电极32。借助电子的流动，向外部供电。在空气电极32，从外部供给的空气中的氧气(O2)被通过电解质膜30的氢离子(H+)和流经负载的电子(e-)还原，从而，产生水(水蒸汽)。
图4表示了构成直接甲醇燃料电池(DMFC)的一个单元，该单元被称为DMFC电池25。实践中，上述DMFC电池25被相互堆叠，以便获得预定的电压和电流。相互堆叠的DMFC电池单元25被称为DMFC电池组。
图5是根据本发明的燃料电池单元10的示意图，特别地详细表示了燃料电池单元10的发电装置40。
燃料电池单元10由发电装置40和控制器41形成。除了控制发电装置40之外，控制器41具有和信息处理设备18通信的功能。
除了主要负责发电的DMFC电池组42之外，发电装置40具有包含用作燃料的甲醇的燃料罐43。在燃料罐43中，封闭有高浓度甲醇。燃料罐43是可拆卸的，以便当其中的燃料用完时，易于用新的燃料罐替换。
另外，为了提高直接甲醇燃料电池的发电效率，必须抑制跨越现象。为此，有效的是把高浓度甲醇稀释成低浓度甲醇，随后提供给燃料电极47。为了实现这种情形，在燃料电池单元10中，采用稀释循环系统62，并提供给发电装置40。稀释循环系统62由包括多个组成元件的辅助装置63实现。
如图5中所示，辅助装置63包括通过导管相互连接(plumbed)并且设置在用于循环甲醇-水溶液、水等的液路和用于循环空气等的气路中的燃料供给泵44，混合罐45，液体供给泵46，混合罐阀48，空气供给泵50，空气供给阀51，冷凝器53，冷却风扇54，水回收罐55，水回收泵56，排气阀57。
下面将沿着燃料和空气(氧气)的流动，说明燃料电池单元10的发电装置40的发电机理。
首先，燃料罐43中的高浓度甲醇由燃料供给泵44提供到混合罐45中。在混合罐45中，用回收的水和来自燃料电极47的低浓度甲醇(由发电反应产生的残留物)稀释高浓度甲醇，使得产生低浓度甲醇。控制低浓度甲醇的浓度，以便保持能够获得高的发电效率的浓度(例如3-6％(质量百分比))。例如，通过根据浓度传感器60的信息，控制由燃料供给泵44向混合罐45供给的高浓度甲醇的量，进行所述控制。另外，也可通过利用水回收泵56等控制返回给混合罐45的水的量，实现所述控制。
在混合罐45中稀释的甲醇-水溶液由液体供给泵46加压，随后被提供给DMFC电池组42的燃料电极(负电极)47。在燃料电极47，由于发生甲醇的氧化反应，因此产生电子。氧化反应产生的氢离子(H+)通过DMFC电池组42，到达空气电极(正电极)52。
另外，由在燃料电极47发生的氧化反应产生的二氧化碳再次和未被用于反应的甲醇-水溶液一起返回混合罐45。在混合罐中被汽化之后，二氧化碳通过混合罐阀48流向冷凝器53，并最终通过排气阀57从排出口58排到外部。
另一方面，在进入进气口49之后，空气(氧气)由空气供给泵50加压，随后通过空气供给阀51被提供给空气电极(正电极)52。在空气电极52，进行氧的还原反应，并且借助来自燃料电极47的氢离子(H+)和氧(O2)，以及通过外部负载的电子(e-)，以水蒸汽的形式产生水(H2O)。水蒸汽从空气电极52排出，随后进入冷凝器53。在冷凝器53中，水蒸汽由冷却风扇54冷却，从而形成水(液体)，随后被暂时保存在水回收罐55中。借助水回收泵56，这样回收的水被允许返回混合罐45。
如上所述，形成稀释循环系统62。
从依据稀释循环系统62的燃料电池单元10的发电机理可看出，为了用DMFC电池组42开始发电，必须驱动包括泵44、46、50和56，阀48、51和57，或者冷却风扇54的辅助装置63。借助该驱动，甲醇-水溶液和空气(氧气)被提供到DMFC电池组42内部，使得发生电化学反应，从而获得电力。另一方面，为了停止发电，可停止包括上述各个组成元件的辅助装置63的驱动。
顺便提及，燃料电池单元10的泵44、46、50和56以及阀48、51和57被设置在发电装置40内的多个位置，从而形成稀释循环系统62。从而，特别重要的是不仅当开始发电和停止发电时，而且当信息处理设备18的负载变化和在发电过程中发生异常状态时，都要按照完全同步的方式恰当地控制辅助装置63的组成元件的操作。辅助装置63的组成元件由燃料电池单元10的控制器41控制。
下面参考图6说明燃料电池单元10的控制器41的操作。
图6是表示本发明的作为能够与为燃料电池单元10一方提供的控制器41通信的信息处理设备的一个例子的信息处理设备18的示意图。
信息处理设备18由诸如CPU65、主存储器66、显示控制器67、显示器68、HDD(硬盘驱动器)69、键盘控制器70、指示装置71、键盘72、FDD(软盘驱动器)73、在上面提及的组成元件之间传送信号的总线74、北桥75和南桥76之类的装置构成，上述两个桥75和76用于转换通过总线74传送的信号。另外，在信息处理设备18内，设置一个供电部分79，在该部分中，放置一个锂离子电池作为二次电池80。供电部分79由供电控制器77控制。
作为燃料电池单元10和信息处理设备18之间的电接口，设置控制系统接口和电源系统接口。
控制系统接口是为信息处理设备18的供电控制器77和燃料电池单元10的控制器41之间的通信而提供的接口。通过控制系统接口在信息处理设备18和燃料电池单元10之间进行的通信通过诸如I2C总线78之类的串行总线来进行。如上所述，信息处理设备18的供电控制器77还起与燃料电池单元10的控制器41通信的控制器的作用。
电源系统接口是为在燃料电池单元10和信息处理设备18之间供给和接受电力而设置的接口。例如，由发电装置40的DMFC电池组42产生的电力通过控制器41和对接连接器14(电源供给线82)被提供给信息处理设备18。另外，电源系统接口还具有从信息处理设备18的供电部分79到燃料电池单元10内的辅助装置63等的供电线83。
根据燃料电池单元10的结构，在一些情况下，供电线83的数目可变化。
另外，AC/DC转换的直流电通过AC适配器接头81被提供给信息处理设备18的供电部分79。通过这种结构，信息处理设备18可被操作，二次电池(锂离子电池)80可被充电。
图7是表示燃料电池单元10的控制器41和信息处理设备18的供电部分79之间的电-功能关系的一个例子的示意图。
利用对接连接器14和21，燃料电池单元10和信息处理设备18相互机械连接和电连接。对接连接器14和21具有电源端子91(第四端子)，用于把燃料电池单元10的DMFC电池组42产生的电力提供给信息处理设备18，和电源端子92(第一端子)，用于从信息处理设备18通过调压器94向燃料电池单元10的微计算机95提供电源，和通过开关101向辅助装置供电电路97提供电源。另外，对接连接器14和21还具有电源端子92a(第三端子)，用于从信息处理设备18向EEPROM99(存储部分)提供电源。
另外，对接连接器14和21具有通信输入/输出端子93(第二端子)，用于信息处理设备18的供电控制器77与燃料电池单元10的微计算机95的通信，更可取的供电控制器77与可写的非易失性存储器(例如EEPROM)99的通信。
下面，参考图7简要说明由DMFC电池组42产生的、从燃料电池单元10向信息处理设备18供给的电力的处理流程。这种情况下，假定向信息处理设备18的二次电池(锂离子电池)80充电预定的电能。另外，还假定图中所示的所有开关都被打开。
首先，信息处理设备18的供电控制器77识别燃料电池单元10通过对接连接器14和21与信息处理设备18机械连接。作为一种识别手段，例如可提到的是监视为对接连接器14和21提供的连接识别端子的电压Vcon96。
当信息处理设备18和燃料电池单元10通过对接连接器14和21相互机械连接时，通过电源端子92a(第三端子)，从信息处理设备18一侧向非易失性存储器(EEPROM)99提供电源。在EEPROM99中，预先保存燃料电池单元10的识别数据等。在识别数据中，可预先包括诸如燃料电池单元10的部件代码、生产序列号、额定功率之类的信息。另外，EEPROM99与诸如I2C总线78之类的串行总线连接，当向其供给电源时，保存在EEPROM99中的数据是可读的。根据图7中所示的结构，供电控制器77能够通过通信输入/输出端子93(第二端子)读取EEPROM99中的信息。
如上所述，供电控制器77根据从EEPROM99读出的信息，确定与对接连接器21连接的设备是否与信息处理设备18相配，和是否是恰当的燃料电池单元10。根据确定结果，当连接的设备失配或者是不恰当的设备时，在信息处理设备18的显示屏幕上显示警告，以引起用户的注意，另外，燃料电池单元10的发电序列被停止，以便避免大量的电流通过第一电源端子92流向外部连接的失配设备的事故，从而能够提高安全性。
特别地，除了诸如燃料电池单元10之类的外部电源，称为功能扩展单元或端口复制器的对接器可与信息处理设备18的对接连接器21连接，从而如上所述确保安全性的措施特别重要。
当供电控制器77根据保存在EEPROM99中的信息，确定与信息处理设备18连接的燃料电池单元10和信息处理设备18相配并且是适当的时，那么允许进行启动由DMFC电池组42发电的序列。具体地说，信息处理设备18的开关100被闭合，使得二次电池80的电力通过对接连接器14和21的电源端子92(第一端子)被提供给燃料电池单元的微计算机95。借助该供电，燃料电池单元10的微计算机95可工作。
在该阶段，信息处理设备18的供电控制器77向微计算机95传送指示开始发电的命令。
将从供电控制器77向微计算机95传送的指示开始发电的命令也可使用用于EEPROM99和供电控制器77之间的通信的串行总线(I2C总线)，从而燃料电池单元10的结构可被简化，使得成本也可被降低。
除了如上所述作为通信控制器的功能之外，微计算机95还具有控制发电装置40的功能。
根据来自供电控制器77的指示开始发电的命令，微计算机95向辅助装置供电电路97传送辅助装置控制信号，用于启动包括开始发电所必需的泵、阀和风扇的辅助装置63的驱动。另外，微计算机95闭合开关101，以便从信息处理设备18向辅助装置供电电路97提供电力。
如上所述，燃料电池单元10的发电装置40的辅助装置63开始其工作，甲醇和空气被提供给DMFC电池组42，使得DMFC电池组42开始发电。另外，微计算机95闭合开关102，以便通过为对接连接器设置的电源端子91(第四端子)把产生的电力提供给信息处理设备18。此外，信息处理设备18的供电控制器77闭合开关103和105，电力被提供给在信息处理设备18内的负载。
当信息处理设备18是例如笔记本个人计算机时，根据应用程序的内容和外围组件，例如HDD的操作，设备的电力消耗显著变化。当电力消耗较小时，信息处理设备18的开关104被闭合，使得二次电池可由来自燃料电池单元10的电力充电。
在图7中所示的实施例中，假定将与信息处理设备18连接的燃料电池单元10的识别信息被预先保存在非易失性存储器(EEPROM)99中。但是，获得识别信息的措施并不局限于此，当信息处理设备18能够通过通信输入/输出端子93(第二端子)获得燃料电池单元10的一些识别信息时，可用其替代非易失性存储器(EEPROM)99。
在图7中所示的燃料电池单元10的结构中，在信息处理设备18的供电控制器77和燃料电池单元10的微计算机95之间，借助串行总线，比如I2C总线78能够进行通信。如上所述，指示开始发电的命令通过该串行总线从信息处理设备18传送；但是，命令的类型当然并不局限于指示开始发电的命令，可以传送各种命令。下面，将简要说明命令的特定例子和基于该命令的燃料电池单元的工作。
首先，作为来自信息处理设备18的命令，可提到的是信息处理设备18的二次电池(锂离子电池)80的微小余量(低压电池)命令。微小余量(低压电池)指示二次电池80的余量变成预定值或者小于预定值的状态，这可被看作信息处理设备18的二次电池80的一种异常状态。供电控制器77通过监视二次电池80，检测和确定这种低压电池状态。当确定二次电池80处于微小余量(低压电池)状态时，为了避免由在信息处理设备18一方的突然电源切断引起的应用程序的异常终止、数据的丢失等，在采取数据保存措施之后，在一些情况下可执行开始强制终止应用程序的序列的措施。
另外，在燃料电池单元10与信息处理设备连接的情况下，突然电源切断导致对燃料电池单元的严重损害。在燃料电池单元10在稳定状态条件下产生电力的状态下，燃料电池单元10产生的电力被作为电力供应给包括泵和阀的辅助装置63；但是，在操作的初始阶段，从信息处理设备18的二次电池80执行电力的供给。当辅助装置63接收电力，并且启动开始该操作的序列时，在辅助装置63的组成元件中，例如用于从外部获得空气的空气供给阀51，把气体排放到外部的排气阀57，或者排出诸如二氧化碳之类的杂质的混合罐阀48被打开。
在阀48、51和57如上所述被打开的时候，当信息处理设备18的二次电池80被停止时，上面提及的阀门保持打开状态。因此，杂质可从外部进入，从而，燃料电池单元10的可靠性被降低。作为避免上述情况的一种措施，在完全停止信息处理设备18的二次电池80的输出之前，有效地执行一种措施，其中在检测和确定二次电池的微小余量(低压电池)状态之后，该状态被传送给燃料电池单元10，作为指示开始辅助装置停止序列以关闭阀48、51和57的低余量(低压电池)命令。
另外，作为包含在命令中的第二种有利并且有效的命令，可提到的是给燃料电池单元10的倾角传感器110的校准命令。在利用上述稀释循环系统62的燃料电池单元10中，由于设置了上面所述的水回收罐55，燃料电池单元10必须被水平地保持在预定的许可范围内，从而在一些情况下可在燃料电池单元10中设置倾角传感器110。对于倾角传感器110，一般进行校准，以便校正安装误差。在燃料电池单元10被预先设置在水平位置之后，当在燃料电池单元10被如上所述那样设置的时候，可从信息处理设备18一方向燃料电池单元10的微计算机95传送校准命令时，能够获得水平状态下倾角传感器110的值作为标准值。如上所述，当校准命令被包括在从信息处理设备18给燃料电池单元10的命令中时，能够容易地执行倾角传感器110的校准。
图8表示根据本发明的燃料电池单元10的第二实施例。由于第二实施例的主要部分和第一实施例的主要部分相同，因此第一实施例的元件的相同附图标记表示第二实施例的为它们所共有的元件，将只描述不同的部分。
在图8中所示的第二实施例中，燃料电池单元10b的微计算机95的电源的供给与辅助装置供电电路97的电源分开，在对接连接器14b中另外设置一个电源端子(第五端子)111，使得可通过该电源端子(第五端子)111从信息处理设备18b供给电源。
特别地，在信息处理设备18b中，二次电池80的输出被进一步分开，使得通过开关112和设置在对接连接器14b中的电源端子(第五端子)111，向微计算机95供给电源。根据上面说明的结构，按照燃料电池单元10b的连接和开始发电的顺序，和第一实施例相比，能够进一步提高安全性。
即，在第一实施例中，形成其中通过公共的电源端子92(第一端子)，向辅助装置供电电路97和微计算机95供电的结构。在通过电源端子92(第一端子)向外部供给电源之前，从非易失性存储器(EEPROM)99读取燃料电池单元10的识别信息，确定是否进行通过电源端子92(第一端子)的供电。另一方面，在第二实施例中，可通过电源端子(第五端子)111向微计算机供给电源。从而，在通过电源端子92(第一端子)向外部供电之前，除了从上面的非易失性存储器(EEPROM)99之外，还可从微计算机95获得详细的识别信息。此外，通过闭合燃料电池单元10b的开关100和101，能够刚好在向辅助装置供电电路97供电之前，监视燃料电池单元10b内的状态(在每个部分中不存在异常)，从而能够提供更安全的燃料电池单元。
本发明并不局限于上面的实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在实现阶段中，组成元件可被不同地修改。另外，当随意组合使用在上面的实施例中公开的各种组成元件时，可形成本发明的各个方面。例如，在一些情况下，可除去在上面的实施例中描述的所有组成元件中的一些组成元件。此外，可随意地组合使用不同实施例的组合元件。
工业可应用性
当燃料电池单元和信息处理设备被相互连接，并且随后被操作时，可充分保证安全性。

Claims (22)

1、一种可与外部设备连接的燃料电池单元，包括：
产生电力的燃料电池；
向燃料电池供给燃料和空气的辅助装置；和
控制利用燃料电池进行的发电的控制器，
其中，在控制器接收从外部设备供给的电力之后，控制器把从外部设备供给的电力提供给辅助装置。
2、按照权利要求1所述的燃料电池单元，其中在控制器把从外部设备供给的电力提供给辅助装置之后，控制器控制辅助装置，从而由燃料电池产生的电力被提供给外部设备。
3、按照权利要求1所述的燃料电池单元，还包括保存用于识别燃料电池单元的识别数据的存储部分，
其中当外部设备通过读取识别数据，把燃料电池单元识别成恰当的单元时，控制器接受从外部设备供给的电力。
4、按照权利要求1所述的燃料电池单元，其中当外部设备的电源处于异常状态时，控制器接收从外部设备传送的指示外部设备的电源的异常状态的命令，控制器停止辅助装置的控制。
5、按照权利要求1所述的燃料电池单元，还包括测量燃料电池单元的姿态的传感器，
其中当控制器收到从外部设备传送的指示执行传感器的校准的命令时，控制器执行传感器的校准。
6、一种可与包括燃料电池的燃料电池单元连接的信息处理设备，包括：
电源；和
把从电源供给的电力提供给燃料电池单元的控制器，
其中当控制器把燃料电池单元识别成恰当的单元时，控制器把所述电力提供给燃料电池单元。
7、按照权利要求6所述的信息处理设备，其中在控制器把电力提供给燃料电池单元之后，控制器向燃料电池单元传送利用燃料电池产生电力的命令。
8、按照权利要求6所述的信息处理设备，其中电源包括二次电池，还包括用从燃料电池单元供给的、由燃料电池产生的电力对二次电池充电的充电电路。
9、按照权利要求6所述的信息处理设备，其中当电源处于异常状态时，控制器向燃料电池单元传送指示电源的异常状态的命令。
10、一种可与外部设备连接的燃料电池单元，包括：
产生电力的燃料电池；
向燃料电池供给燃料和空气的辅助装置；
控制利用燃料电池进行的发电的控制器；
保存用于识别燃料电池单元的识别数据的存储部分；和
与外部设备连接的连接部分，
其中连接部分包括：
用于把电力从外部设备提供给辅助装置的第一端子，
用于控制器和外部设备之间的通信的第二端子，和
用于把电力从外部设备提供给存储部分的第三端子。
11、按照权利要求10所述的燃料电池单元，其中连接部分还包括用于把燃料电池产生的电力提供给外部设备的第四端子。
12、按照权利要求10所述的燃料电池单元，其中控制器通过第一端子接受从外部设备供给的电力。
13、按照权利要求10所述的燃料电池单元，其中连接部分还包括用于把电力从外部设备提供给控制器的第五端子。
14、按照权利要求10所述的燃料电池单元，还包括连接存储部分、第二端子和控制器的总线。
15、一种可与燃料电池单元连接的信息处理设备，所述燃料电池单元包括燃料电池、控制利用燃料电池进行的发电的控制器和保存识别燃料电池单元的识别数据的存储部分，所述信息处理设备包括：
电源；
进行从电源供给的电力的供给控制的供电控制器；和
与燃料电池单元连接的连接部分，
其中连接部分包括：
用于把电力从供电控制器提供给辅助装置的第一端子，
用于与控制器通信的第二端子，和
用于把电力从供电控制器提供给存储部分的第三端子。
16、按照权利要求15所述的信息处理设备，其中连接部分还包括用于接收由燃料电池产生的电力的第四端子。
17、按照权利要求15所述的信息处理设备，其中供电控制器通过第一端子把从电源供给的电力提供给控制器。
18、按照权利要求15所述的信息处理设备，其中连接部分还包括用于把从电源供给的电力提供给控制器的第五端子。
19、一种控制燃料电池单元的方法，所述燃料电池单元可与外部设备连接，并且包括产生电力的燃料电池、向燃料电池供给燃料和空气的辅助装置和控制利用燃料电池进行的发电的控制器，
其中控制器接收从外部设备供给的电力，和
在控制器接收从外部设备供给的电力之后，控制器把从外部设备供给的电力提供给辅助装置。
20、按照权利要求19所述的控制燃料电池单元的方法，
其中在控制器把从外部设备供给的电力提供给辅助装置之后，控制器控制辅助装置，从而由燃料电池产生的电力被提供给外部设备。
21、一种信息处理设备的供电控制方法，所述信息处理设备可与包括燃料电池的燃料电池单元连接，所述方法包括下述步骤：
识别燃料电池单元是否是恰当的单元，和
当燃料电池单元被识别为恰当的单元时，向燃料电池单元供电。
22、按照权利要求21所述的供电控制方法，还包括在电力被提供给燃料电池单元之后，向燃料电池单元传送利用燃料电池产生电力的命令的步骤。
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