JP2003229160A

JP2003229160A - 燃料電池システムおよび燃料電池システムの販売方法

Info

Publication number: JP2003229160A
Application number: JP2002027845A
Authority: JP
Inventors: Masato Shoji; 理人東海林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2003-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯機器の大きさを変えずに様々な機能に対
応したソフトウエアが使用できるようにすることを目的
とする。【解決手段】複数の燃料電池セル１と、この燃料電池
セル１に燃料を供給する燃料貯蔵タンク１４と、ソフト
ウエアの記憶機能を含みＩＣチップ３２とからなる携帯
型または可搬型の燃料電池システムであり、燃料電池シ
ステムに電気的に接続され燃料電池セル１より電力の供
給を受けるとともに、ＩＣチップ３２に記憶したソフト
ウエアの内消費者の指定したソフトウエアを取り込む携
帯機器５０を接続するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯または可搬が可
能な燃料電池システムおよび燃料電池システムの販売方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯機器の代表格である携帯電話
は、単なる通話だけでなくメールやインターネットへの
接続などの情報収集手段として数多くの機能を有するよ
うになり、極めて急速に普及してきている。さらに、映
像や音声のコンテンツへの対応や撮影など通話以外の機
能も提案、具現化されているため、今後はますます高機
能化への道をたどると考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような携帯電話は
各種機能に対応するため、その制御用プログラムや各種
データ、また、画像や音楽などのソフトウエアはますま
す膨大化、複雑化してきている。しかし、携帯電話本体
で機能増加に全て対応していては、膨大なソフトウエア
を記憶するために必要なメモリー容量は増大し、それに
伴い携帯電話が大きくならざるを得なくなり、本来の特
長である携帯性が損なわれてしまう。

【０００４】以上のことから、本発明は携帯電話などの
携帯機器の大きさを変えずに、様々な機能に対応したソ
フトウエアが使用できる燃料電池システムおよび燃料電
池システムの販売方法を提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、複数の燃料電池セルと、この燃料電池セル
に燃料を供給する燃料貯蔵部と、ソフトウエアの記憶機
能を含むＩＣチップとからなり、前記燃料電池セルより
電力の供給を受けるとともに前記ソフトウエアの内消費
者の指定したソフトウエアを取り込む携帯機器が電気的
に接続された燃料電池システムである。このように、携
帯機器に接続される燃料電池システムに各種ソフトウエ
アを記憶し、消費者が必要なときにそのソフトウエアを
携帯機器に取り込むようにすることで、携帯機器のメモ
リー容量を増大させる必要がなくなるため、携帯機器を
大きくすることなく各種ソフトウエアに対応することが
できるようになる。もちろん、燃料電池システムにより
携帯機器に電力が供給されるため長時間の携帯機器の使
用が可能となる。

【０００６】また、燃料がなくなり燃料充填済み燃料電
池システムと交換する際に、販売店にて最新のソフトウ
エアをＩＣチップに記憶し、ソフトウエアの代金を合わ
せて支払うことにより常に携帯機器を最新の機能にする
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面に従って説明する。

【０００８】図１は本発明の実施の形態における携帯機
器を電気的に接続した燃料電池システムを示す一部断面
図である。図２は本発明の実施の形態における燃料電池
システムの一体型集電板を示す平面図である。図３は本
発明の実施の形態における燃料電池システムの一体型空
気供給流路を示す図１のＡ−Ａ部分の断面図である。

【０００９】図において、１は燃料電池セルで、本実施
の形態では同一形状のセルが８個設けられている。それ
ぞれの燃料電池セル１は２ｃｍ角にカットしたフッ素系
プロトン伝導性の固体高分子膜（例えばデュポン社製の
ナフィオン）からなる電解質２と、その両面に配置され
た触媒電極３と、この触媒電極３の両外側に配置された
一対の集電板４とから構成される。ここで、触媒電極３
はカーボンペーパーの片面上に白金微粒子触媒を担持さ
せたカーボン粉を塗布した後、２平方センチメートルに
なるように正方形にカットして作製されている。

【００１０】８枚分の電解質２はそれぞれ触媒電極３に
挟まれ、さらに８ヶ所に１．５ｃｍ角の正方形状の穴が
設けられた２枚のシールゴム５の穴部分に固定される。
このようにして８個分の燃料電池セル１が一体化され
る。

【００１１】また、集電板４はステンレス鋼製で、矩形
状のガス流路がエッチングで形成されており、一方の触
媒電極３上に配置される集電板４内のガス流路を燃料供
給用のガス流路６として、他方の触媒電極３上に配置さ
れる集電板４内のガス流路を空気供給用のガス流路７と
して構成してある。

【００１２】上記の燃料電池セル１は組み立てることに
より、燃料供給用のガス流路６と空気供給用のガス流路
７が、図１に示すように電解質２および触媒電極３を介
して互いに対向する位置に配置される。また、この際
に、各集電板４のうち両ガス流路６，７を除く触媒電極
３に接する部分の面積は４５％としてある。

【００１３】各集電板４は耐熱性樹脂からなる絶縁部材
８内に図２に示すような位置に８枚分が配置される。な
お、各集電板４には点線で示した電力取り出し用の集電
板端子９が取り付けられており、これらの集電板端子９
も絶縁部材８内に一体で組み付けられる。これは、金型
に集電板端子９を取り付けた集電板４を図２に示す位置
に配置した後、絶縁部材８を射出成形することで一体化
できる。このようにして一体型集電板１０が構成されて
いる。なお、集電板端子９と集電板４は一体成形品でも
構わない。

【００１４】本実施の形態では燃料として水素を用いる
ので、各燃料電池セル１の燃料供給用のガス流路６側に
は燃料供給部１１と、減圧弁１２と、水素吸蔵合金１３
を有する燃料貯蔵タンク１４からなる燃料貯蔵部が配置
される。

【００１５】燃料供給部１１は耐熱性樹脂からなる箱形
状をしており、燃料電池システムを組み立てた時、一体
型集電板１０の集電板４と重なる部分に集電板４と外周
が同寸法の正方形状の水素導入穴４２が設けられてい
る。また、図１の燃料供給部１１の右側には減圧弁挿入
穴４３が、左側には燃料供給部１１の内部を水素でパー
ジするための開閉可能なネジ形状のパージ口１５がそれ
ぞれ設けられている。さらに、燃料供給部１１の内部に
は水素の圧力をモニターするためのマイクロマシン半導
体式の圧力センサ１６が取り付けられている。

【００１６】減圧弁１２は一次側、すなわち、燃料貯蔵
タンク１４側の圧力が３ＭＰａまでで、これを二次側、
すなわち、燃料供給部１１側の圧力が５０ｋＰａになる
ように調整する仕様の円筒形状のものを用いている。

【００１７】減圧弁１２は燃料貯蔵タンク１４に設けた
減圧弁取付ネジ部４４にねじ込まれることにより固定さ
れ、燃料貯蔵タンク１４の上部に燃料供給部１１を組み
付けることにより、減圧弁１２に設けた圧力調整用バネ
１７が固定され二次側圧力を決定している。このような
構成とすることで、万一、燃料電池システムが破損して
も圧力調整用バネ１７が緩み、減圧弁１２は閉じる方向
に動くため燃料貯蔵タンク１４から水素が漏れることが
なくなり、安全側に動作させることができる。

【００１８】燃料貯蔵タンク１４はステンレス鋼製の箱
形状で、その内部空間には約５０ｃｃの粉末状のＬａＮ
ｉ₅系の水素吸蔵合金１３が収納されている。水素吸蔵
合金１３は粉末状であるので、他部に飛散しないように
図１における燃料貯蔵タンク１４の内部空間の両側には
平均径がサブミクロンのフィルター１８が設けられてい
る。また、その左側には逆止弁１９およびネジ形状の燃
料供給口２０がそれぞれ設けられている。なお、ＬａＮ
ｉ₅系の水素吸蔵合金１３は水素を吸蔵すると体積が２
０〜２５％膨張するので、水素吸蔵合金１３の収納部分
には膨張分の空間を設けてある。燃料貯蔵タンク１４に
は水素吸蔵合金１３の状態を検知するためのサーミスタ
からなる温度センサ２１が配置されている。

【００１９】燃料供給口２０およびパージ口１５には、
それぞれ燃料供給口ネジ２２とパージ口ネジ２３がねじ
込まれており、これにより開閉可能構造となっている。
なお、両方のネジは水素漏れを防ぐために、テトラフル
オロエチレン製のシールテープ（図示せず）を巻回した
状態で燃料供給口２０とパージ口１５にそれぞれねじ込
まれる。また、両方のネジは緩めると水素漏れを起こす
ので、容易に緩められないように鍵が内蔵されている。

【００２０】空気供給用のガス流路７を有する集電板４
は８枚分を図２に示した一体型集電板１０と同形状に配
置して絶縁部材８を介して構成される。

【００２１】空気供給用のガス流路７にはそれぞれに空
気を供給するための流路を有する一体型空気供給流路２
４が配置されている。図１のＡ−Ａ部での一体型空気供
給流路２４の断面図を図３に示す。各空気供給用のガス
流路７に空気を導入する空気導入路２５は耐熱性樹脂板
２６を図３に示すような形状に加工して形成されてい
る。ここで、空気導入路２５は各空気供給用のガス流路
７に対して並列的に空気を導入できるように設計されて
いる。また、各空気供給用のガス流路７から排出される
空気は耐熱性樹脂板２６に設けた貫通孔からなる空気排
出路２７を通って排出される。

【００２２】一体型空気供給流路２４には、各集電板４
が配置される位置（図３の四角点線で示した位置）に、
集電板４よりも小さい有効面積を有するヒーター２８が
互いに直列に接続して配置されている。ヒーター２８の
有効面積を集電板４の面積よりも小さくしたのは、ヒー
ター２８の無駄な熱引けを避け熱を有効に集電板４のみ
に伝達させるためである。また、一部のヒーター２８の
下部にはヒーター２８の温度を検出するためにサーミス
タ製のヒーター温度センサ２９が設けられている。

【００２３】一体型空気供給流路２４の上部には回路基
板３０が配置される。回路基板３０は集電板端子９を半
田付けすることにより固定されている。これにより、８
個の燃料電池セル１が直列に接続され、また、回路基板
３０に固定してある空気供給手段としてのファン３１が
一体型空気供給流路２４における図３の点線円で示した
部分に配置されるため、空気導入路２５の一部にファン
３１が重なることになる。従って、ファン３１から得ら
れる風は空気導入路２５を経由して空気供給用のガス流
路７に至るため、空気供給用のガス流路７には空気が流
れた状態で供給されることになる。なお、ファン３１に
は例えばパソコンのＣＰＵ冷却に用いられる低背型ファ
ンが使用できる。

【００２４】回路基板３０にはファン３１以外にマイク
ロコンピュータやメモリー、インターフェースなどに用
いられる各種ＩＣチップ３２、液晶式の表示部３３、リ
チウムイオン電池からなる内蔵二次電池３４、回路基板
コネクタ３５、その他図示しない抵抗やコンデンサなど
回路を構成する部品が半田付けで実装されている。な
お、内蔵二次電池３４は燃料電池セル１で発電した電力
の一部を充電するとともに、回路基板３０への電力供給
と、燃料電池セル１が起動後安定して発電を開始するま
での間の携帯機器５０への電力供給をまかなう。

【００２５】実装後は、ファン３１、表示部３３の表示
面、回路基板コネクタ３５のコネクタ挿入部、集電板端
子９の接続部を除いて、部品を含む全体に渡って耐湿性
樹脂でモールドされる。

【００２６】このようにして一体化された内蔵二次電池
３４、ＩＣチップ３２および表示部３３を包含する回路
基板３０と、燃料電池セル１と、燃料貯蔵部は、燃料貯
蔵タンク１４への燃料供給口２０を有する耐熱樹脂製の
容器３６内に収納される。

【００２７】容器３６のファン３１と対向する位置には
複数の空気導入口３７が設けられている。ファン３１が
駆動すると空気導入口３７から空気が取り込まれる。ま
た、空気導入口３７には防爆防塵の目的で４００メッシ
ュのステンレス鋼製の金属網３８が取り付けられてい
る。

【００２８】容器３６の上部には、表示部３３に対向す
る位置に透明樹脂からなる表示窓３９と、携帯機器５０
などを接続する出力コネクタ４０とを備えた耐熱樹脂製
の容器フタ４１が固定されている。これにより、出力コ
ネクタ４０と回路基板コネクタ３５が電気的に接続され
る。なお、容器フタ４１と容器３６はいずれも耐熱樹脂
製なので、両者を接着や超音波溶着等の手法で固定でき
る。これにより容易に分解できないようにすることが可
能となる。

【００２９】携帯機器５０は携帯機器コネクタ（図示せ
ず）と出力コネクタ４０を接続することにより、燃料電
池システムから電力とソフトウエアの供給を受ける。な
お、出力コネクタ４０は図１では容器フタ４１に固定さ
れているが、これはコードを介して容器フタ４１から取
り外せる構造としても良い。この場合は、携帯機器５０
と燃料電池システムが離れた位置にあってもコードの長
さの範囲であれば電力とソフトウエアの供給を受けるこ
とができる。

【００３０】次に、燃料電池システムの組立方法につい
て図４を用いて説明する。

【００３１】図４は本発明の実施の形態における燃料電
池システムの概略組立図である。

【００３２】あらかじめ水素吸蔵合金（図示せず）を収
納した燃料貯蔵タンク１４の減圧弁取付ネジ部４４には
減圧弁１２がねじ込まれることによって固定される。こ
の際、減圧弁取付ネジ部４４と嵌合する減圧弁１２のオ
ネジ部分には水素漏れを防止するため図示しないテトラ
フルオロエチレン製シールテープをあらかじめ巻回して
ある。なお、燃料貯蔵タンク１４に内蔵した温度センサ
（図示せず）に接続されている温度センサコネクタ４５
は後述する回路基板３０に設けた接続コネクタ（図示せ
ず）に挿入固定される。

【００３３】この上に燃料供給部１１を重ねて配置す
る。この際、減圧弁挿入穴（図示せず）に減圧弁１２の
上部が挿入される。これにより、減圧弁１２の上部の圧
力調整用バネ１７が押し込まれ、水素導入穴４２に導入
される水素の圧力が決定されるとともに、減圧弁１２の
上部および減圧弁取付ネジ部４４の外周に配置したＯリ
ング５１が圧縮され、減圧弁１２の取付部周辺からの水
素漏れを防止する。なお、燃料供給部１１に内蔵した圧
力センサ（図示せず）に接続されている圧力センサコネ
クタ４６は後述する回路基板３０に設けた接続コネクタ
（図示せず）に挿入固定される。

【００３４】この上には、燃料極側一体型集電板１０
ａ、電解質／触媒電極複合体４７および空気極側一体型
集電板１０ｂがこの順に重ねて配置される。この際、燃
料極側一体型集電板１０ａから突出している集電板端子
９は電解質／触媒電極複合体４７や空気極側一体型集電
板１０ｂに設けた貫通穴に挿入されることにより全体が
固定される。

【００３５】空気極側一体型集電板１０ｂの上には、一
体型空気供給流路２４が重ねて配置される。この際、集
電板端子９は貫通穴に挿入される。また、一体型空気供
給流路２４に内蔵したヒーターとヒーター温度センサ
（いずれも図示せず）に接続されているヒーターコネク
タ４８は後述する回路基板３０に設けた接続コネクタ
（図示せず）に挿入固定される。

【００３６】以上に述べた燃料貯蔵タンク１４、燃料供
給部１１、燃料極側一体型集電板１０ａ、電解質／触媒
電極複合体４７、空気極側一体型集電板１０ｂおよび一
体型空気供給流路２４はこの順に積層された状態で取付
ネジ４９により互いに固定され、一体化される。この上
に回路基板３０を重ねて配置する。その際、温度センサ
コネクタ４５、圧力センサコネクタ４６およびヒーター
コネクタ４８を回路基板３０に設けた接続コネクタ（図
示せず）にそれぞれ挿入固定した後、集電板端子９を回
路基板３０に設けた貫通穴に挿入し、両者を半田付けに
より電気的、機械的に固定する。これにより、ファン３
１の一部は空気導入路２５に重なり、ファン３１が生成
した空気流れは空気導入路２５に導入される。

【００３７】このようにして組み立てられた燃料電池シ
ステムの内部部品は容器３６に収納される。この際、容
器３６の側面に設けた空気導入口３７にはあらかじめ金
属網３８を固定してある。

【００３８】最後に容器３６の上面に容器フタ４１を固
定し、パージ口１５および燃料供給口２０に鍵付きのパ
ージ口ネジ２３および燃料供給口ネジ２２をそれぞれね
じ込んで燃料電池システムが完成する。

【００３９】以上の構造、組立方法とすることで燃料電
池システムは極めてコンパクトな構成となるため、携帯
型や可搬型として適用できる。

【００４０】次に燃料電池システムおよび携帯機器の回
路構成について図５を用いて説明する。

【００４１】図５は本発明の実施の形態における燃料電
池システムおよび携帯機器の回路構成を説明するブロッ
ク回路図である。

【００４２】図５において、細実線で囲った上半分は携
帯機器の、下半分は燃料電池システムのブロック回路図
をそれぞれ示す。図中、実線はデータの、点線は電力の
流れをそれぞれ示し、特に太点線は充電に伴う電力の流
れを示す。また、矢印はデータまたは電力の流れの方向
を示す。

【００４３】まず、携帯機器についてここでは携帯電話
の例について回路構成を説明する。

【００４４】携帯機器に搭載されるマイクロコンピュー
タ８１は、通信機能を司る送受信部８２、情報を入力す
るキーボード８３、情報を表示する画面８４、燃料電池
システムを始めとする外部機器との情報のやり取りを司
るインターフェース部８５、制御、応用プログラムや各
種データを保存する不揮発性のメモリー８６および携帯
機器に搭載した二次電池への充電を制御する携帯機器二
次電池充電制御部８７と接続され、それぞれデータのや
り取りを行っている。

【００４５】送受信部８２には電波の送受信を行うアン
テナ８８、受信したデジタル信号をアナログ信号に復元
しスピーカ８９に音声として変換したり、マイクロホン
９０に発せられた声をデジタル信号に変換するＤ／Ａ，
Ａ／Ｄ変換部９１が接続されている。また、送受信部８
２ではキーボード８３で入力されたデータを送信した
り、音声以外のデータを受信したりする際のデータ送受
信機能も有する。

【００４６】インターフェース部８５には携帯機器コネ
クタ９２が接続されており、これを通して外部機器と情
報のやり取りを行っている。なお、携帯機器コネクタ９
２には電力受け入れのための端子を有しており、これを
通して携帯機器二次電池充電制御部８７を介し携帯機器
二次電池９３を充電することができる。

【００４７】次に燃料電池システムの回路構成について
説明する。

【００４８】燃料電池システムに搭載されるマイクロコ
ンピュータ５２は、電源スイッチ５３、内蔵二次電池３
４を充電するための外部電源を接続する電源コネクタ５
４に設けられた電源コネクタスイッチ５５、燃料電池シ
ステムの様々な状態を表示する表示部３３、制御、応用
プログラムや各種データを保存する不揮発性のメモリー
５６、警報を発するブザー５７、携帯機器を始めとする
外部機器との情報のやり取りを司るインターフェース部
５８、内蔵二次電池３４への充電を制御する内蔵二次電
池充電制御部５９、ファン３１を制御するファン制御部
６０、ヒータ温度センサ２９、ヒーター温度センサ２９
の出力に応じてヒーター２８を制御するヒーター制御部
６１、圧力センサ１６および温度センサ２１がそれぞれ
接続されている。このうち、メモリー５６の容量は携帯
機器のメモリー８６の少なくとも１０倍以上を実装して
いる。このため、メモリー５６は、不揮発性を有する大
容量のものとして例えばフラッシュメモリーを用いてい
る。なお、電源スイッチ５３、電源コネクタ５４および
電源コネクタスイッチ５５は、図４において回路基板３
０上で内蔵二次電池３４の奥に実装されているため、図
示していない。

【００４９】インターフェース部５８には燃料電池シス
テムの出力コネクタ４０が接続されており、これを通し
て外部機器と情報のやり取りを行っている。なお、出力
コネクタ４０には電力供給のための端子を有しており、
内蔵二次電池充電制御部５９の指示により燃料電池セル
１または内蔵二次電池３４の電力を出力コネクタ４０を
介して携帯機器に供給する。

【００５０】次に燃料電池システムおよび携帯機器の動
作について図６から図１５を用いて説明する。

【００５１】図６は本実施の形態における燃料電池シス
テムの初期設定動作を示すフローチャートである。図７
は同燃料電池システムの主動作を示すフローチャートで
ある。図８は同燃料電池システムの電源スイッチ割り込
み処理動作を示すフローチャートである。図９は同燃料
電池システムの一定時間毎割り込み処理動作および本実
施の形態における携帯機器の販売店情報表示信号受信割
り込み処理動作を示すフローチャートである。図１０は
同燃料電池システムの外部入力割り込み処理動作を示す
フローチャートである。図１１は同燃料電池システムの
水素充填時における主動作を示すフローチャートであ
る。図１２は同燃料電池システムの水素充填後の処理動
作を示すフローチャートである。図１３は同燃料電池シ
ステムの水素充填時における一定時間毎割り込み処理動
作を示すフローチャートである。図１４は同燃料電池シ
ステムの水素充填時における外部入力割り込み処理動作
を示すフローチャートである。図１５は同燃料電池シス
テムの販売店における販売時および回収時の主動作を示
すフローチャートである。

【００５２】まず、燃料電池システムの電源スイッチ５
３がＯＮになると、マイクロコンピュータ５２は図６に
示すように電源スイッチ割り込みを許可（Ｓ１）した
後、燃料電池システムに接続されている機器状況を調べ
る。出力コネクタ４０に携帯機器コネクタ９２が接続さ
れていれば（Ｓ２のｙｅｓ）、携帯機器の受け入れ電力
仕様を携帯機器に問い合わせ、適合すれば（Ｓ３のｙｅ
ｓ）次のステップ（Ｓ８）に進むが、適合しなければ
（Ｓ３のｎｏ）仕様が不適合である旨を表示部３３に表
示する（Ｓ４）とともに、ブザー５７を鳴らして消費者
に警告し（Ｓ５）、燃料電池システムの動作を終了す
る。

【００５３】燃料電池システムに携帯機器が接続されて
いなければ（Ｓ２のｎｏ）、外部の電源が接続されてい
るかを電源コネクタスイッチ５５の状態で調べる。外部
電源はメーカーにて水素吸蔵合金１３に水素を充填する
際に内蔵二次電池３４を充電するために接続される。従
って、電源コネクタスイッチ５５がＯＮであれば（Ｓ６
のｙｅｓ）外部電源が接続されていることになるので、
後述の図１１に示す水素充填時におけるフローチャート
に進む（結合子１）。

【００５４】電源コネクタスイッチ５５がＯＦＦの場合
は（Ｓ６のｎｏ）、外部電源が接続されていないので、
次に販売店機器のコネクタが接続されているかを調べ
る。ここで、販売店機器のコネクタは燃料電池システム
の出力コネクタ４０に接続され、これを通して燃料電池
システムのメモリー５６内に記憶されるソフトウエアの
送受信を行う。販売店機器のコネクタが接続されていれ
ば（Ｓ７のｙｅｓ）、後述の図１５に示す販売店におけ
る販売時および回収時の主動作を示すフローチャートに
進む（結合子５）。

【００５５】販売店機器のコネクタが接続されていなけ
れば（Ｓ７のｎｏ）、燃料電池システムは携帯機器が接
続されているか、または何も接続されていない状態であ
る。この状態は、すなわち、燃料電池システムが燃料電
池セル１で発電した電力を携帯機器二次電池９３および
内蔵二次電池３４に充電する動作を行うことに相当す
る。

【００５６】この充電動作に入る前に、マイクロコンピ
ュータ５２は水素吸蔵合金１３が寿命であるかを判断す
る（Ｓ８）。水素吸蔵合金１３の寿命は本実施の形態で
は水素充填回数から予測している。すなわち、水素吸蔵
合金１３に用いているＬａＮｉ₅系合金は、水素の吸
蔵、放出を繰り返すと体積が２０〜２５％膨張、収縮す
るので、充填回数が増えるとクラックが発生し微粉化し
ていく。吸蔵回数が約１００回後の水素吸蔵合金１３の
平均粒径は約４μｍとなり、微細なものでは約１μｍの
ものを生成してくる。燃料貯蔵タンク１４に設けたフィ
ルター１８は平均径がサブミクロンであるので、１００
回以上の吸蔵、放出を行うと、水素吸蔵合金１３がさら
に微細化され、フィルター１８を通って燃料電池セル１
に回り込み、触媒電極３を構成しているカーボンペーパ
ーに至り、目詰まりを起こし発電効率を低下させる可能
性がある。このため、本実施の形態では水素の吸蔵回数
をマイクロコンピュータ５２が積算し、１００回に至れ
ば水素吸蔵合金１３の寿命と判断するようにしている。

【００５７】これにより、水素吸蔵合金１３が寿命であ
ると判断すれば（Ｓ８のｙｅｓ）、燃料電池システムが
寿命であり充電できない旨を表示部３３に表示し（Ｓ
９），燃料電池システムの動作を終了する。

【００５８】水素吸蔵合金１３がまだ寿命ではない時は
（Ｓ８のｎｏ）、次に内蔵二次電池３４が寿命であるか
を判断する（Ｓ１０）。寿命判断は、本実施の形態で内
蔵二次電池３４に用いているリチウムイオン電池が充放
電を繰り返すとフル充電しても当初の放電時間より短く
なる現象を利用している。すなわち、マイクロコンピュ
ータ５２はフル充電後の内蔵二次電池３４の放電電気量
を積算し、総放電電気量（フル充電から完全放電までの
電気量）が既知の新品時総放電電気量の半分になったと
きに寿命と判断するようにしている。なお、積算の総放
電電気量は内蔵二次電池３４がフル充電になったときリ
セットされる。

【００５９】これにより、内蔵二次電池３４が寿命であ
ると判断すれば（Ｓ１０のｙｅｓ）、水素吸蔵合金１３
の寿命時と同様に、燃料電池システムが寿命であり充電
できない旨を表示部３３に表示し（Ｓ９）、燃料電池シ
ステムの動作を終了する。

【００６０】内蔵二次電池３４がまだ寿命ではない時は
（Ｓ１０のｎｏ）、充電開始可能であるので一定時間毎
の割り込みおよび外部入力割り込みを許可する（Ｓ１
１）とともに、ファン制御部６０にファン３１が定常回
転するよう指示を出す（Ｓ１２）。

【００６１】次に、燃料電池セル１が発電準備完了した
かを判断する（Ｓ１３）。発電準備完了判断はヒーター
温度と燃料電池セル１の軽負荷時の電圧から行う。すな
わち、ヒーター温度での判断については、ヒーター温度
センサ２９の出力が０℃以下であれば電解質２中や空気
供給用のガス流路７の近傍の水分が凍結することにより
発電が有効に行われなくなる可能性があるため、後述す
る一定時間毎割り込み処理（図９）でヒーター２８をＯ
Ｎにし０℃以上になるまで加熱しているが、実際にヒー
ター温度が０℃以上になったかを判断している。また、
燃料電池セル１の軽負荷時の電圧での判断については、
上記の空気供給用のガス流路７に水分の詰まり等が発生
し十分に空気が供給されなければ、燃料電池セル１から
僅かの負荷電流を取り出すと著しく電圧降下を起こすた
め、これを基に判断している。

【００６２】上記判断基準より、発電準備が完了であれ
ば（Ｓ１３のｙｅｓ）、次のステップ（結合子６）に進
むが、完了していなければ（Ｓ１３のｎｏ）準備完了ま
での間、燃料電池システムの内蔵二次電池３４から携帯
機器二次電池９３に電力を供給することで携帯機器への
充電を開始する。具体的には、マイクロコンピュータ５
２は携帯機器二次電池９３がフル充電であるかを携帯機
器のマイクロコンピュータ８１に問い合わせ、フル充電
状態でなければ（Ｓ１４のｎｏ）内蔵二次電池３４から
携帯機器二次電池９３へ充電を行うよう内蔵二次電池充
電制御部５９に指示を出す（Ｓ１５）。携帯機器二次電
池９３がフル充電状態であるか、あるいは、携帯機器が
未接続であれば（Ｓ１４のｙｅｓ）内蔵二次電池３４か
ら携帯機器二次電池９３への充電を停止するよう内蔵二
次電池充電制御部５９に指示を出す（Ｓ１６）。いずれ
の場合も燃料電池セル１が発電準備を完了するまで繰り
返す（Ｓ１３に戻る）。

【００６３】燃料電池セル１が発電準備を完了した後
（結合子６）の動作を図７に示す。まず、燃料電池シス
テムの内蔵二次電池３４がフル充電であるかを内蔵二次
電池充電制御部５９を通して調べる（Ｓ１７）。フル充
電でなければ（Ｓ１７のｎｏ）燃料電池セル１から内蔵
二次電池３４へ充電を行うよう内蔵二次電池充電制御部
５９に指示を出す（Ｓ１８）。フル充電状態であれば
（Ｓ１７のｙｅｓ）燃料電池セル１から内蔵二次電池３
４への充電を停止するよう内蔵二次電池充電制御部５９
に指示を出す（Ｓ１９）。

【００６４】いずれの場合も次に携帯機器二次電池９３
がフル充電であるかを携帯機器二次電池充電制御部８７
に問い合わせる（Ｓ２０）。フル充電でなければ（Ｓ２
０のｎｏ）燃料電池セル１から出力コネクタ４０、携帯
機器コネクタ９２を通して携帯機器二次電池９３へ充電
を行うよう内蔵二次電池充電制御部５９に指示を出す
（Ｓ２１）。フル充電状態であるかあるいは携帯機器が
未接続であれば（Ｓ２０のｙｅｓ）燃料電池セル１から
携帯機器二次電池９３への充電を停止するよう内蔵二次
電池充電制御部５９に指示を出す（Ｓ２２）。

【００６５】いずれの場合も次に内蔵二次電池３４、携
帯機器二次電池９３ともフル充電状態で燃料電池セル１
からの充電が停止中である場合は（Ｓ２３のｙｅｓ）、
ファン３１の駆動電力を削減するためにファン制御部６
０にファン３１を停止するよう指示を出す（Ｓ２４）。
燃料電池セル１から充電中である場合は（Ｓ２３のｎ
ｏ）、ファン制御部６０にファン３１が定常回転するよ
う指示を出す（Ｓ２５）。

【００６６】いずれの場合もＳ１７に戻り充電動作を繰
り返す。これにより、内蔵二次電池３４、携帯機器二次
電池９３ともフル充電状態になっても、携帯機器を使用
したり燃料電池システムの回路基板３０で電力を消費し
たりするとフル充電状態ではなくなるので、再び充電動
作を行うようにしている。

【００６７】このような動作とすることで、内蔵二次電
池３４、携帯機器二次電池９３とも常に充電を繰り返
す、いわゆる無限ループとなる。そこで、動作を終了さ
せたり別の動作をさせる必要がある場合に各種割り込み
処理を行うようにしている。

【００６８】まず、電源スイッチ割り込み処理動作につ
いて図８を用いて説明する。上記充電動作中に電子スイ
ッチ５３が押されると燃料電池システムは終了動作を行
う。具体的には、まず燃料電池セル１から内蔵二次電池
３４や携帯機器二次電池９３に充電中であるかを調べる
（Ｓ２６）。この動作は基本的にＳ２３と同じである。
充電中でなければ（Ｓ２６のｎｏ）Ｓ３０に進む。

【００６９】充電中であれば（Ｓ２６のｙｅｓ）内蔵二
次電池３４がフル充電状態であるかを内蔵二次電池充電
制御部５９に問い合わせる（Ｓ２７）。フル充電でなけ
れば（Ｓ２７のｎｏ）燃料電池セル１から内蔵二次電池
３４へ充電を行い（Ｓ２８）、フル充電になるまで繰り
返す（Ｓ２７に戻る）。フル充電になれば（Ｓ２７のｙ
ｅｓ）内蔵二次電池３４への充電を停止する（Ｓ２
９）。これにより、定常状態で発電を終了する前に必ず
内蔵二次電池３４がフル充電された状態となるので、次
回起動時に内蔵二次電池３４が電池切れを起こして起動
不能となる確率を低減できる。

【００７０】その後、携帯機器二次電池９３への充電を
停止し（Ｓ３０）、既定時間（本実施の形態では約１０
分とした）待つ（Ｓ３１）。この理由は次の通りであ
る。

【００７１】燃料電池セル１で発電することにより空気
極側に生成した水分を放置すると、気温によっては結露
し空気供給用のガス流路７や空気排出路２７が詰まって
しまう。これにより、次回燃料電池システムを起動する
時に生成した結露水を除去するためのヒートアップに時
間がかかり、すぐ発電できなくなってしまう。このた
め、水分をできるだけ除去してから燃料電池システムを
停止するようにしている。

【００７２】燃料電池セル１の発電停止後に既定時間待
っている間ファン３１は回り続けており、さらに後述す
る一定時間割り込み処理によりヒーター温度によっては
ヒーター２８も動作し続けているので、燃料電池セル１
の空気極側の水分は除去されていく。

【００７３】既定時間経過すると（Ｓ３１のｙｅｓ）フ
ァン３１およびヒーター２８をＯＦＦにするようファン
制御部６０およびヒーター制御部６１にそれぞれ指示を
出し（Ｓ３２）、燃料電池システムの動作を終了する。

【００７４】従って、燃料電池システムにより携帯機器
二次電池９３への充電が完了し、必要なソフトウエアも
メモリー８６に記憶させてしまえば上記のようにして動
作を終了させ、携帯機器コネクタ９２と出力コネクタ４
０を外すことで携帯機器の大きさを変えることなく様々
なソフトウエアを使用できるようになる。

【００７５】次に、一定時間割り込み処理動作について
図９を用いて説明する。本実施の形態では一定時間を
０．５秒にしており、０．５秒毎に一定時間割り込み処
理を行っている。０．５秒としたのは以下に説明する処
理内容に高速性がそれほど要求されないためである。

【００７６】一定時間割り込み処理はマイクロコンピュ
ータ５２内のタイマーが０．５秒になる毎に動作する。
０．５秒毎の割り込みが発生すると、まず、内蔵二次電
池３４の電圧、電流データを内蔵二次電池充電制御部５
９から取り込み、０．５秒間の放電電気量を計算し、こ
れまで求めた総放電電気量に積算する（Ｓ３３）。

【００７７】次にヒーター温度をヒーター温度センサ２
９の出力から求め、０℃以下であれば（Ｓ３４のｙｅ
ｓ）ヒーター２８をＯＮにするようヒーター制御部６１
に指示を出し（Ｓ３５）、０℃以下でなければ（Ｓ３４
のｎｏ）ヒーター２８をＯＦＦにするようヒーター制御
部６１に指示を出す（Ｓ３６）。

【００７８】いずれの場合も、次に燃料供給部１１に内
蔵した圧力センサ１６の出力から燃料供給用のガス流路
６に導入されている水素の圧力を求め、既定値（本実施
の形態では１０ｋＰａとした）以下であれば（Ｓ３７の
ｙｅｓ）水素吸蔵合金１３に貯蔵された水素残量が少な
くなってきているので、その警告を表示部３３に表示す
る（Ｓ３８）とともに、携帯機器が接続中であれば（Ｓ
３９のｙｅｓ）水素残量信号および最寄の燃料電池シス
テム販売店の情報を表示する信号を出力コネクタ４０を
介して携帯機器に送信する（Ｓ４０）。その後、燃料電
池システム動作終了処理（図８の結合子２）にジャンプ
する。なお、携帯機器が接続されていなければ（Ｓ３９
のｎｏ）そのまま結合子２にジャンプする。また、販売
店情報表示信号を受信した携帯機器の動作については後
述する。

【００７９】水素圧力が既定値より大きければ（Ｓ３７
のｎｏ）、燃料貯蔵タンク１４に設けた温度センサ２１
およびヒーター温度センサ２９の２個の温度センサの出
力から、それぞれの温度を求め、Ｓ３７で求めた水素圧
力とともにいずれかの値が上限既定値以上であるかを判
断する（Ｓ４１）。これは、燃料電池システムを自己診
断していることに相当する。ここで、本実施の形態では
既定値として、水素圧力は１００ｋＰａ、温度はいずれ
も４０℃とした。これは、前者はあまり高圧になると水
素が電解質２を通って空気極に漏れる可能性が出てくる
上に、充電電力をまかなうのに必要な発電を行うための
水素圧力を調べた結果、１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以
下で十分であったことから１００ｋＰａ以上を異常とし
た。後者は４０℃を超えるとリチウムイオン二次電池の
充電特性が低下するため４０℃以上を異常とした。

【００８０】従って、水素圧力または２ヶ所の温度のい
ずれかが上記既定値以上になれば（Ｓ４１のｙｅｓ）、
燃料電池システムが異常であると判断し、直ちにヒータ
ー２８をＯＦＦにするようにヒーター制御部６１に指示
を出すとともに消費者に警告するためにブザー５７を鳴
らす（Ｓ４２）。その後、漏れた水素を追い出すためお
よび温度を下げるためにファン３１を最大回転数で駆動
するようファン制御部６０に指示を出す（Ｓ４３）。次
に燃料電池セル１の出力を停止するよう内蔵二次電池充
電制御部５９に指示を出すとともに（Ｓ４４）、燃料電
池システムが異常である旨を表示部３３に表示し（Ｓ４
５）、安全のため内蔵二次電池３４の電力がある限りフ
ァン３１を最大回転数で駆動させ続けたまま動作を終了
する。

【００８１】なお、Ｓ４１でｎｏの場合は燃料電池シス
テムは正常であるので、一定時間割り込み処理を終わり
割り込み直前の動作に戻る。

【００８２】次に、Ｓ４０で送信された販売店情報表示
信号を受信した際の携帯機器の動作について図９の下段
フローチャートを用いて説明する。

【００８３】携帯機器はあらかじめ販売店情報表示信号
を受信すると割り込みが発生するようにしてある。割り
込み処理は次の通りである。携帯機器が使用中であれば
（Ｓ４６のｙｅｓ）水素残量信号より水素残量と残量少
警告を画面８４の一部に表示する（Ｓ４７）とともに、
燃料電池システムを交換するために、内蔵の通信機能を
用いて販売店情報データベースを有するホームページに
自動的にアクセスし（Ｓ４８）、携帯機器を使用してい
る現在位置情報を基に最寄の販売店情報を画面８４に表
示する（Ｓ４９）。その後、割り込み直前の動作に戻
る。

【００８４】一方、携帯機器を使用していなければ（Ｓ
４６のｎｏ）販売店情報表示信号を受信したことをメモ
リー８６に記憶し（Ｓ５０）、割り込み直前の動作に戻
る。これにより、次に携帯機器を使用したときにＳ４７
以降の処理を行う。

【００８５】次に、携帯機器からの外部入力割り込み処
理動作について図１０を用いて説明する。

【００８６】消費者が携帯機器のキーボード８３を通し
て燃料電池システム内のメモリー５６に記憶されたソフ
トウエアを要求すると、マイクロコンピュータ５２に外
部入力割り込みが発生する。これにより、燃料電池シス
テムは図１０に示すフローチャートに従って処理を行
う。

【００８７】まず、携帯機器から要求のあったソフトウ
エアの容量データを携帯機器に対して送信する（Ｓ５
１）。これにより、携帯機器はメモリー８６の残容量と
比較し、残容量が足らない場合はメモリー８６の内容を
消去して容量を確保する。メモリー８６の容量が確保で
きれば、ソフトウエアを受信する準備が完了したとして
ソフトウエア送信要求信号を発する。メモリー８６が足
らず容量確保ができないかあるいは消費者によってメモ
リー８６の現在の内容を消去したくない等の理由でソフ
トウエア送信を取り消されると、送信要求をキャンセル
した信号を発する。

【００８８】燃料電池システムのマイクロコンピュータ
５２は携帯機器からの信号を待ち、ソフトウエア送信要
求信号を受信すれば（Ｓ５２のｙｅｓ）、メモリー５６
に記憶した要求ソフトウエアを出力コネクタ４０を通し
て携帯機器に送信し（Ｓ５３）、割り込み直前の動作に
戻る。

【００８９】ソフトウエア送信要求信号を受信しなけれ
ば（Ｓ５２のｎｏ）、送信要求キャンセル信号を受信し
たかを判断する（Ｓ５４）。受信していれば（Ｓ５４の
ｙｅｓ）ソフトウエアを送信する必要がなくなったた
め、そのまま割り込み直前の動作に戻る。受信していな
ければ（Ｓ５４のｎｏ）携帯機器からの信号がまだ発せ
られていないことになるので、再度Ｓ５２に戻り信号が
発せられるまで待つ。

【００９０】このようにして、燃料電池システムのメモ
リー５６に記憶した各種ソフトウエアを携帯機器にダウ
ンロードすることで、携帯機器のメモリー８６では容量
的に全てを記憶できない様々なソフトウエアをいつでも
必要なときに使用することが可能となる。

【００９１】なお、携帯機器の通信機能を用いて上記の
ように必要なソフトウエアをダウンロードすることも可
能であるが、ソフトウエアの大きさによってはダウンロ
ード時間が数１０分単位になり、その間携帯機器が使え
なくなるばかりか、途中で電波状態が悪化し通信が途切
れたり、電池容量がなくなったりすると、再度やり直さ
ねばならない等の課題がある。本発明の燃料電池システ
ムによれば、メモリー間のデータのやり取りを有線で行
うためダウンロードが早く、またデータが途切れる心配
もない上、燃料電池システムで常に充電が行われるため
ダウンロード中の電池容量不足の可能性も著しく低減さ
れる。

【００９２】以上のようにして燃料電池システムは、携
帯機器の充電を行ったりソフトウエアを送信する動作を
行っている。

【００９３】次に、燃料電池システムへの水素充填時の
動作について説明する。

【００９４】本実施の形態の燃料電池システムは燃料に
水素を用いているため、空になった燃料貯蔵タンク１４
に消費者が容易に水素を充填することはできない。これ
は、ＬａＮｉ₅系合金からなる水素吸蔵合金１３に水素
を充填する際、水素圧力を少なくとも１ＭＰａ以上に加
圧しなければならないが、高圧ガス保安法により届出を
した設備でないと１ＭＰａ以上に加圧できないためであ
る。

【００９５】従って、水素がなくなった燃料電池システ
ムは回収され、届出設備を有するメーカーで水素を加圧
充填した後再販売するシステムが必要となる。この詳細
は後述するが、燃料電池システムとして水素充填時に特
有の動作が必要となる。これについて図１１から図１４
を用いて説明する。

【００９６】まず、燃料電池システムの電源コネクタ５
４に外部電源端子を挿入し（これにより電源コネクタス
イッチ５５がＯＮになる）、電源スイッチ５３をＯＮに
する。その結果、図６のフローチャートが実行される
が、Ｓ６で電源コネクタスイッチ５５がＯＮになってい
るので結合子１へジャンプする。

【００９７】結合子１から後の、すなわち、水素充填時
の主動作を図１１に示す。まず、電源スイッチ５３の割
り込みを禁止し（Ｓ５５）電源スイッチ５３の動作を無
効にする。次に燃料貯蔵タンク１４の現在の温度をメモ
リー５６に記憶する（Ｓ５６）。

【００９８】ここで、これから充填を行う燃料電池シス
テムの水素吸蔵合金１３および内蔵二次電池３４の寿命
を判断する。判断基準は図６で説明したものと同一であ
る。

【００９９】まず、水素吸蔵合金１３が寿命であれば
（Ｓ５７のｙｅｓ）、水素吸蔵合金１３を交換するよう
表示部３３に表示し（Ｓ５８）充填動作を終了する。同
様に、水素吸蔵合金１３が寿命でなくても（Ｓ５７のｎ
ｏ）内蔵二次電池３４が寿命であれば（Ｓ５９のｙｅ
ｓ）、内蔵二次電池３４を交換するよう表示部３３に表
示し（Ｓ６０）充填動作を終了する。

【０１００】内蔵二次電池３４も寿命でなければ（Ｓ５
９のｎｏ）、充填時用の一定時間毎および外部入力割り
込み許可（Ｓ６１）を行い、ファン制御部６０にファン
３１が回転するよう指示を出す（Ｓ６２）。これにより
水素充填の準備が完了したので、充填許可表示を表示部
３３に表示する（Ｓ６３）。

【０１０１】この表示が出れば、水素を加圧充填するた
めに人的もしくは機械的手法で燃料供給口ネジ２２に鍵
形状のネジ回しを差し込み燃料供給口ネジ２２を取り外
す。この際、燃料貯蔵タンク１４には逆止弁１９が取り
付けられているので、燃料貯蔵タンク１４内に残存する
水素が漏れることはない。

【０１０２】次に燃料供給口２０に水素充填用の配管ノ
ズルをねじ込む。この際、配管ノズルと燃料供給口２０
の隙間に僅かの空気が入り込むため、水素を充填する前
に配管ノズルを含む水素充填配管系を一度真空に引き、
その後水素を圧力が１ＭＰａになるように調整して導入
する。これにより水素吸蔵合金１３に水素を充填でき
る。なお、１ＭＰａとしたのは、高圧ガス保安法の規制
上小規模貯蔵容器の充填圧力が１ＭＰａ以下でなければ
ならないためである。

【０１０３】但し、水素吸蔵合金１３が新品であった場
合は充填方法が以下のように異なる。

【０１０４】まず、燃料供給口２０に水素充填用の配管
ノズルをねじ込んだ後、燃料貯蔵タンク１４内の空気を
水素に置換するためにパージ口ネジ２３を鍵形状のネジ
回しで外す。次に、配管ノズルに接続されている水素タ
ンクから１００ｋＰａ程度の低圧水素を導入する。これ
により、水素は燃料貯蔵タンク１４、減圧弁１２、燃料
供給部１１を通ってパージ口１５から排出される。

【０１０５】この状態で全体が水素に置換されるまで水
素を流し続けた後、水素を流したままテトラフルオロエ
チレン製のシールテープを巻回したパージ口ネジ２３を
鍵形状のネジ回しで締め込む。これにより、燃料極側の
系は全て水素に置換される。

【０１０６】次に水素吸蔵を行うが、新品の水素吸蔵合
金１３の表面は様々なガスにさらされていたため、この
ままでは不活性で水素を吸蔵できない。そこで、通常の
充填圧力よりも高い水素圧力（２ＭＰａ）を印加し表面
活性化処理を行う。これにより水素貯蔵が可能となる。
なお、この表面活性化処理は、一度行うとその後水素吸
蔵合金１３が水素雰囲気中にある限り行う必要はない。

【０１０７】このように新品の水素吸蔵合金１３への水
素充填は、通常の充填に比べ水素圧力や手順が一部異な
るがこれ以降の手順は以下のように両者同じである。

【０１０８】水素の充填は水素吸蔵合金１３が水素化物
を生成することでなされるが、これは発熱反応であるた
め充填中は温度が上昇する。充填が完了するに従い発熱
反応が収まってくるので全体としての温度は最大値を迎
えたあと徐々に下がり、充填完了時はほぼ初期温度に戻
る。

【０１０９】この性質を利用し、燃料貯蔵タンク１４に
設けた温度センサ２１の変化で水素の充填完了を判断し
ている。具体的には、マイクロコンピュータ５２は温度
センサ２１の出力から燃料貯蔵タンク１４の温度を求
め、昇温中であるかを以前の温度データと比較し判断す
る（Ｓ６４）。温度が上昇中であれば（Ｓ６４のｙｅ
ｓ）、充填が始まったばかりであるので再びＳ６４に戻
り温度が下がるまで待つ。温度が下がり始めれば（Ｓ６
４のｎｏ）燃料貯蔵タンク１４の温度が既定値以下であ
るかを判断する（Ｓ６５）。ここで、既定値はＳ５６で
記憶した充填開始時の燃料貯蔵タンク１４の温度＋１０
℃とした。燃料貯蔵タンク１４の温度が既定値以下であ
れば（Ｓ６５のｙｅｓ）、充填終了動作に進む（結合子
３）。また既定値より高い温度であれば（Ｓ６５のｎ
ｏ）再びＳ６４に戻り既定値以下になるまで待つ。

【０１１０】なお、本実施の形態では充填時の最高温度
は８０℃弱であったため、この熱で内蔵二次電池３４を
始めとする回路基板３０上の部品が劣化してしまう可能
性がある。これを防ぐため、充填中にＳ６２でファン３
１をＯＮして回路基板３０を冷却するようにしている。

【０１１１】次に、燃料電池システムの水素充填後の処
理動作について図１２を用いて説明する。

【０１１２】水素充填が完了するとその旨を表示部３３
に表示する（Ｓ６６）。この段階で人的または機械的手
段で配管の水素圧力を抜き、水素配管ノズルを外しテト
ラフルオロエチレン製のシールテープを巻回した燃料供
給口ネジ２２を鍵形状のネジ回しで締め込む。

【０１１３】但し、新品の水素吸蔵合金１３に水素充填
した場合は、燃料貯蔵タンク１４の内圧が２ＭＰａと、
法規制値（１ＭＰａ）を上回るため、上記操作を行う前
に燃料貯蔵タンク１４の内圧を１ＭＰａまで下げる必要
がある。これは、水素タンクの弁を閉めた後水素配管ノ
ズルを燃料供給口２０から外す前にパージ口ネジ２３を
緩め、徐々に燃料貯蔵タンク１４の内圧を下げ、水素タ
ンクの弁に付属の圧力計が１ＭＰａになったときパージ
口ネジ２３を閉めることで減圧できる。以後の操作は上
記の通りである。

【０１１４】次に、内蔵二次電池３４の充電状態を内蔵
二次電池充電制御部５９に問い合わせる（Ｓ６７）。フ
ル充電状態でなければ（Ｓ６７のｎｏ）、電源コネクタ
５４に接続されている外部電源から内蔵二次電池３４へ
充電を行う（Ｓ６８）。フル充電状態になれば（Ｓ６７
のｙｅｓ）内蔵二次電池３４への充電を停止し（Ｓ６
９）、水素貯蔵回数を１回積算した（Ｓ７０）後、ファ
ン３１およびヒーター２８をＯＦＦにするようファン制
御部６０およびヒーター制御部６１にそれぞれ指示を出
して（Ｓ７１）水素充填動作を終了する。

【０１１５】次に、水素充填時用の一定時間割り込み処
理動作について図１３を用いて説明する。なお、割り込
みの一定時間は図９で説明したものと同様に０．５秒と
した。

【０１１６】０．５秒毎の割り込みが発生すると、ま
ず、ヒーター温度センサ２９の出力から換算したヒータ
ー温度が０℃以下であれば（Ｓ７２のｙｅｓ）ヒーター
２８をＯＮにするようヒーター制御部６１に指示を出し
（Ｓ７３）、０℃以下でなければ（Ｓ７２のｎｏ）ヒー
ター２８をＯＦＦにするようヒーター制御部６１に指示
を出す（Ｓ７４）。

【０１１７】いずれの場合も、次に燃料供給部１１に内
蔵した圧力センサ１６の出力から水素圧力を求め（Ｓ７
５）、既定値以上であれば異常に加圧されていることに
なるので、その旨を表示部３３に表示するとともに（Ｓ
７６）終了動作へジャンプする（結合子４）。なお、既
定値はＳ３７と同様に１００ｋＰａとした。

【０１１８】水素圧力が既定値を超えていなければ（Ｓ
７５のｎｏ）水素充填時の燃料貯蔵タンク１４に設けた
温度センサ２１から換算した温度が既定値以上かを判断
する（Ｓ７７）。ここで、既定値は１００℃とした。こ
れは、水素充填時の発熱反応による燃料貯蔵タンク１４
の温度は前記のように最高でも８０℃弱であったので、
それ以上の温度は異常となるが、水素充填時の周囲温度
により前記の最高温度は変動するのでマージンをみて既
定値を１００℃とした。

【０１１９】燃料貯蔵タンク１４の温度が既定値以上で
あれば（Ｓ７７のｙｅｓ）、まず全体を冷却するために
ファン３１を最大回転数で駆動するようファン制御部６
０に指示を出す（Ｓ７８）とともに、温度が異常である
ことを表示部３３に表示して（Ｓ７９）終了動作へジャ
ンプする（結合子４）。燃料貯蔵タンク１４の温度が既
定値に達していなければ（Ｓ７７のｎｏ）正常動作をし
ていることになるので、一定時間割り込み処理を終わり
割り込み直前の動作に戻る。

【０１２０】次に、水素充填時用の外部入力割り込み処
理動作について図１４を用いて説明する。

【０１２１】この処理は、メーカーから消費者に対して
主に携帯機器の制御プログラム改修、またはバージョン
アップに対応する際に行われる。これは、例えば、携帯
機器の制御プログラムにバグがあったとき、その改修プ
ログラムを燃料電池システムに保存しておくと、消費者
が燃料充填済み燃料電池システムを購入し携帯機器に接
続することでバグ補修が完了するため、従来のように携
帯機器回収等の膨大な費用を削減することができる。

【０１２２】まず、メーカーで燃料電池システムに記憶
させておく必要のある上記ソフトウエアがある場合、あ
らかじめ水素充填中に出力コネクタ４０に充填機のコネ
クタを接続しておく。なお、充填機にはあらかじめ上記
ソフトウエアが記憶されている。

【０１２３】この状態で充填機から燃料電池システム
に、これからソフトウエアを送信する旨の信号を送信す
る。この信号を燃料電池システムが受信すると、図１４
に示す外部入力割り込み処理にジャンプする。

【０１２４】燃料電池システムは、まず自身のメモリー
５６の容量を充填機に対して送信する（Ｓ８０）。これ
により、充填機はこれから送信しようとしているソフト
ウエアの容量と比較し、メモリー５６の容量が十分な場
合は送信可能信号を、不足している場合には送信キャン
セル信号をそれぞれ燃料電池システムに返信する。

【０１２５】燃料電池システムはこの返信を待ち、送信
可能信号を受信すれば（Ｓ８１のｙｅｓ）充填機から出
力コネクタ４０を通して送られてくるソフトウエアを受
信し、メモリー５６に記憶した後（Ｓ８２）割り込み直
前の動作に戻る。

【０１２６】送信可能信号を受信しなければ（Ｓ８１の
ｎｏ）、送信キャンセル信号を受信したかを判断する
（Ｓ８３）。受信していれば（Ｓ８３のｙｅｓ）ソフト
ウエアを受け入れる必要がなくなったため、そのまま割
り込み直前の動作に戻る。受信していなければ（Ｓ８３
のｎｏ）充填機からの返信がまだ発せられていないこと
になるので、再度Ｓ８１に戻り返信が発せられるまで待
つ。

【０１２７】このようにして、携帯機器に保存する必要
のあるソフトウエアを燃料電池システムを介してメーカ
ーから消費者に頒布することができる。なお、バージョ
ンアップや機能強化など有償で頒布するものについては
その代金を合計して販売すればよい。

【０１２８】以上のようにして、燃料電池システムに水
素を充填するとともにソフトウエアを取り込む動作を行
っている。

【０１２９】次に、燃料電池システムの販売店での動作
について説明する。

【０１３０】販売店では単に使用済み燃料電池システム
を回収し、燃料充填済み燃料電池システムを販売するだ
けではなく、消費者の好みに応じたソフトウエアを燃料
電池システムのメモリー５６に記憶して販売する役割も
ある。そこで、この際の燃料電池システムの動作につい
て図１５を用いて説明する。

【０１３１】まず、販売店にてソフトウエア販売のため
の販売店機器を燃料電池システムの出力コネクタ４０に
接続する。次に燃料電池システムの電源をＯＮにする
と、図６に示した主動作を行うプログラムが起動する。
ここでは、販売店機器のコネクタが接続されているの
で、図６のＳ７でｙｅｓに従って結合子５にジャンプす
る。

【０１３２】結合子５から後の、すなわち、販売店にお
ける販売時および回収時の主動作を図１５に示す。ま
ず、販売店機器のコネクタが接続された燃料電池システ
ムが回収品であるかを判断する（Ｓ８４）。これは、燃
料電池システムのメモリー５６の中に新品フラッグがあ
り、燃料電池システムを携帯機器に接続すると新品フラ
ッグがクリアされるようになっているので、この新品フ
ラッグを参照することで回収品か否かを判断できる。

【０１３３】燃料電池システムが回収品であれば（Ｓ８
４のｙｅｓ）、消費者がすでに燃料電池システムのメモ
リー５６に記憶した応用プログラムや各種データ等のソ
フトウエアを新しい燃料電池システムに複写するか否か
を販売店機器を通して選択する。消費者がソフトウエア
複写を希望すると、ソフトウエアを一旦販売店機器に取
り込むために、販売店機器はメモリー５６の内容送信要
求信号を発する。これにより、燃料電池システムはメモ
リー送信要求がありと判断し（Ｓ８５のｙｅｓ）、メモ
リー内容を販売店機器に送信する（Ｓ８６）。

【０１３４】一方、消費者がソフトウエア複写を希望し
なかった場合は、販売店機器が複写不用信号を発し、こ
れを受けて燃料電池システムはメモリー送信要求なしと
判断する（Ｓ８５のｎｏ）。

【０１３５】いずれの場合も、次に回収された燃料電池
システムのメモリー５６の内容を全て消去する（Ｓ８
７）。これにより、個人データの流出やプログラムの無
断複製を防止する。その後、燃料電池システムの動作を
終了する。この状態でメーカーに回収されていく。

【０１３６】燃料電池システムが新品であった場合は
（Ｓ８４のｎｏ）、次に、一旦販売店機器に取り込まれ
た消費者のソフトウエアがあれば（Ｓ８８のｙｅｓ）そ
れを販売店機器から受信し、新品の燃料電池システムの
メモリー５６に記憶させる（Ｓ８９）。この際、記憶完
了後販売店機器内に取り込んだ消費者のソフトウエアは
消去される。消費者のソフトウエアがなければ次のステ
ップ（Ｓ９０）に進む。

【０１３７】次に、消費者は新たに購入したいソフトウ
エアを販売店機器から選択する。販売店機器はソフトウ
エアを蓄積しているサーバーにネットで接続されている
ため、常に最新のソフトウエアをリアルタイムで販売す
ることができる。

【０１３８】新たな購入ソフトウエアがなければ（Ｓ９
０のｎｏ）、そのまま燃料電池システムの動作を終了し
その状態で消費者に手渡される。

【０１３９】新たな購入ソフトウエアがある場合は（Ｓ
９０のｙｅｓ）、販売店機器を通してその旨を燃料電池
システムに送信する。これを受けて、燃料電池システム
は自身のメモリー５６の容量を販売店機器に対して送信
する（Ｓ９１）。これにより、販売店機器はこれから送
信しようとしているソフトウエアの容量と比較し、メモ
リー５６の容量が十分な場合は送信可能信号を、不足し
ている場合には送信キャンセル信号をそれぞれ燃料電池
システムに返信する。

【０１４０】燃料電池システムはこの返信を待ち、送信
可能信号を受信すれば（Ｓ９２のｙｅｓ）販売店機器か
ら出力コネクタ４０を通して送られてくるソフトウエア
を受信し、メモリー５６に記憶した後（Ｓ９３）燃料電
池システムの動作を終了し、その状態で消費者に手渡さ
れる。

【０１４１】送信可能信号を受信しなければ（Ｓ９２の
ｎｏ）送信キャンセル信号を受信したかを判断する（Ｓ
９４）。受信していれば（Ｓ９４のｙｅｓ）ソフトウエ
アを受け入れる必要がなくなったため、そのまま燃料電
池システムの動作を終了しその状態で消費者に手渡され
る。受信していなければ（Ｓ９４のｎｏ）販売店機器か
らの返信がまだ発せられていないことになるので再度Ｓ
９２に戻り、返信が発せられるまで待つ。

【０１４２】このようにして、消費者はこれまで使用し
ていたソフトウエアをそのまま引き継げるだけでなく、
携帯機器のメモリー容量に関係なく新たなソフトウエア
も入手できるようになる。なお、新たなソフトウエアに
ついてはその代金を合計して販売する。

【０１４３】以上が販売店での燃料電池システムの動作
である。

【０１４４】次に、燃料電池システムの販売方法につい
て説明する。

【０１４５】本発明の燃料電池システムは、前記のよう
に燃料に水素を用いるため、使用済み燃料電池システム
を回収して水素を再充填した後再販する販売方法が必要
となる。この際、使用済み燃料電池システムの回収率を
上げるために、販売時に保証金を徴収し、回収時に返金
する販売方法とすることにより回収率が上昇する上、燃
料電池システム１台当たりの価格が売り切りに比べて極
めて安価に設定できる長所が得られる。さらに、燃料電
池システム本体および燃料の価格を携帯機器の通信料に
上乗せすることで、戦略的に店頭で実質無料（保証金の
み徴収）にすることもでき、この場合はさらなる燃料電
池システムの普及が期待できる。

【０１４６】このような燃料電池システムの販売方法に
ついて具体的に図１６を用いて説明する。

【０１４７】図１６は本実施の形態における燃料電池シ
ステムの販売方法を示す模式図である。

【０１４８】消費者１０１は携帯機器１０２に接続する
燃料充填済み燃料電池システム１０３を購入する際に、
希望するソフトウエアがあれば販売店Ａ１０６にて燃料
電池システムのメモリーに記憶してもらい、燃料および
ソフトウエアの合計代金１０４と燃料電池システム１０
３の保証金１０５を販売店Ａ１０６に支払う。

【０１４９】燃料を使い切れば、使用済み燃料電池シス
テム１０７を販売店Ｂ１０８に持参することで消費者１
０１に保証金１０９が返金される。このように、使用済
み燃料電池システム１０７を持参する販売店は必ずしも
燃料充填済み燃料電池システム１０３の購入店（販売店
Ａ１０６）でなくてもよい（販売店Ｂ１０８でもよ
い）。これは、販売店Ｂ１０８は消費者１０１に使用済
み燃料電池システム１０７の保証金１０９を支払わなけ
ればならないが、保証金１０９は他に回収した使用済み
燃料電池システム１１０と合わせてメーカー１１１に返
品する際に、数量に応じてメーカー１１１から保証金１
１２を受け取ることができ、販売店Ｂ１０８にとって何
ら不利益がないためである。

【０１５０】こうして回収された使用済み燃料電池シス
テム１１０はメーカー１１１により燃料（水素）が充填
されるとともに、携帯機器の制御プログラム改修やバー
ジョンアップ等のソフトウエアがメモリーに記憶され、
新品フラッグを立てた上で再度販売されていく。また、
燃料電池システム１０３の故障や水素吸蔵合金、内蔵二
次電池の寿命表示があった場合、メーカー１１１にて交
換、修理を行う。さらに、ＩＣチップの集積技術が向上
することによる携帯機器搭載メモリー容量の拡大に応じ
て、燃料電池システムのメモリー容量も拡大する場合は
メーカー１１１にて回路基板の交換で容易に対応でき
る。

【０１５１】なお、燃料電池システム１０３の外部容器
は不特定多数の消費者にさらされるため最も傷つきやす
くなるが、この場合は例えば容器に設けた空気導入口に
沿って容器を切断開封し、燃料電池セルおよび回路基板
部分のみを取り出して新しい容器に入れかえることで極
めて簡単に修復可能となる。

【０１５２】このように保証金を徴収する販売方法とす
ることで、高い回収率で燃料電池システムを流通させる
ことができる。

【０１５３】次に本発明の特許請求の範囲の請求項２〜
請求項３８にそれぞれ対応した特徴部分について列挙す
る。

【０１５４】１．ソフトウエアは携帯機器の改修ソフト
ウエアまたは応用ソフトウエアの少なくともいずれか一
方とした。これにより燃料電池システムを携帯機器に接
続するだけで、容易に携帯機器のプログラムバグやバー
ジョンアップができるだけでなく、消費者の好みの応用
ソフトウエアにより独自の携帯機器機能をカスタマイズ
できるという効果が得られる。

【０１５５】２．燃料電池セルは、電解質と、この電解
質の両面に配置された触媒電極と、この触媒電極の両外
側に配置された燃料供給用および空気供給用のガス流路
をそれぞれ内蔵した一対の集電板とからなる構成とし
た。これにより燃料および空気がまんべんなく触媒電極
に拡散するので、各燃料電池セルが効率よく発電できる
という効果が得られる。

【０１５６】３．燃料電池セルが発電した電力の一部を
充電する二次電池を有する構成とした。これにより起動
直後から空気供給手段を駆動できるため、高効率に発電
できる上に起動時に０℃以下であった場合のヒーター動
作も可能となるため、低温時から発電できるという効果
が得られる。

【０１５７】４．二次電池、ＩＣチップおよび表示部を
有する回路基板と、燃料電池セルと、燃料貯蔵部とが一
体化され、前記燃料貯蔵部への燃料供給口を有する容器
内に収納された構成とした。これにより、容器が破損し
ても容器のみを交換することができるようになるため、
燃料電池システムをその寿命が来るまで無駄なく再利用
できるという効果が得られる。

【０１５８】５．燃料は水素とした。これにより室温動
作を行う燃料電池セルとして最も発電効率が高くなるの
で、少ない燃料電池セルで必要な電力を得ることができ
るという効果が得られる。

【０１５９】６．水素は燃料貯蔵部出口に設けた減圧弁
で１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲に減圧された
状態で燃料供給用のガス流路に導入する構成とした。こ
れにより、電解質膜での空気極への水素漏れが少なく、
かつ、水素の触媒電極への拡散を促すため、必要十分な
電力が発電できるという効果が得られる。

【０１６０】７．燃料貯蔵部には圧力センサが配置さ
れ、ＩＣチップにて圧力センサ出力から換算した圧力に
応じて燃料貯蔵部の水素残量を表示部に表示するととも
に、前記水素残量の信号を容器に設けた出力コネクタを
通して出力する構成とした。これにより燃料切れによる
発電不能を事前に予測できるため、早めに燃料電池シス
テムを交換できるという効果が得られる。

【０１６１】８．圧力センサは半導体式とした。これに
より小型かつ高感度に水素圧力を検出することができる
という効果が得られる。

【０１６２】９．燃料貯蔵部は水素吸蔵合金を有する構
成とした。これによりガスボンベのように高圧力をかけ
ることなく小体積の燃料貯蔵部に必要量の水素を貯蔵で
きるので、携帯したときに安全性が高まるという効果が
得られる。

【０１６３】１０．燃料貯蔵部には温度センサが配置さ
れ、水素吸蔵合金へ水素を吸蔵充填する際にＩＣチップ
にて温度センサの出力から換算した温度が最大値を超え
て既定温度に戻った時に水素充填完了を表示部に表示す
る構成とした。これにより容易かつ確実に水素充填完了
を知ることができるという効果が得られる。

【０１６４】１１．水素吸蔵合金に水素を充填する際
は、回路基板上に設けた空気供給手段で前記回路基板の
周辺を冷却する構成とした。これにより充填時に発生す
る熱で回路基板上の部品が劣化するのを防止できるとい
う効果が得られる。

【０１６５】１２．ＩＣチップは水素吸蔵合金の水素貯
蔵回数を記録し、その水素貯蔵回数から予想される水素
吸蔵合金の寿命を表示部に表示する構成とした。これに
よりメーカーは、回収した燃料電池システムの水素吸蔵
合金の寿命を容易に知ることができるため、確実に新し
い水素吸蔵合金と交換できるという効果が得られる。

【０１６６】１３．ＩＣチップは二次電池の充放電状態
を記録し、この充放電状態から予想される二次電池の寿
命を表示部に表示する構成とした。これによりメーカー
は、回収した燃料電池システムの二次電池の寿命を容易
に知ることができるため、確実に新しい二次電池と交換
できるという効果が得られる。

【０１６７】１４．二次電池はリチウムイオン電池とし
た。これにより低温時の起動性が優れるため、低温起動
時から空気供給手段やヒーター等の補機類を駆動するこ
とができるという効果が得られる。

【０１６８】１５．ＩＣチップ、表示部および二次電池
は回路基板上に半田で固定され、前記回路基板に取り付
けられた部品全体に渡って耐湿性樹脂でモールドされた
構成とした。これにより燃料電池セルの空気極から生成
する水分が回路基板に付着しても部品類は耐湿性樹脂で
保護されるため、信頼性が高まるという効果が得られ
る。

【０１６９】１６．燃料供給口には逆止弁が配置された
構成とした。これにより万一燃料供給口が開いても燃料
貯蔵タンク内の水素が漏れることがなくなるため、安全
性が高まるという効果が得られる。

【０１７０】１７．燃料供給用のガス流路に開閉可能な
パージ口が設けられた構成とした。これにより新品の燃
料電池システムに初めて水素を充填する際に、パージ口
を開けておけば燃料供給用のガス流路に存在する空気を
容易に追い出すことができるという効果が得られる。

【０１７１】１８．燃料供給口およびパージ口には鍵付
きのネジが取り付けられた構成とした。これにより消費
者が容易に燃料供給口やパージ口を開けることができな
くなるため、それらからの水素漏れを防ぐことができ、
安全性が高まるという効果が得られる。

【０１７２】１９．空気供給用のガス流路を有する集電
板の近傍に温度センサとヒーターを配置し、ＩＣチップ
にて温度センサの出力から換算した温度が０℃以下の
時、二次電池の電力により前記ヒーターで温度が０℃以
上になるまで加熱する構成とした。これにより万一空気
極側で生成水が凍ってしまってもヒーターで解凍するこ
とが可能となるため、低温時でも燃料電池システムを使
用できるという効果が得られる。

【０１７３】２０．ヒーターの有効面積は集電板の面積
より小さくい構成とした。これによりヒーターの熱が集
電板のみに集中して加熱されるため、その他部材への熱
引けを低減でき、効率よく加熱できるという効果が得ら
れる。

【０１７４】２１．温度センサはサーミスタとした。こ
れにより温度検出感度が大きくなるので、検出回路が簡
易化できるという効果が得られる。

【０１７５】２２．電解質はプロトン伝導性固体高分子
膜とした。これにより、室温付近での発電が可能となる
ため、携帯機器に適用できるという効果が得られる。

【０１７６】２３．触媒電極は白金の微粒子を含む構成
とした。これは、燃料を水素にしたことでメタノール等
の他の燃料に見られる一酸化炭素の被毒を配慮した、例
えば白金ルテニウム合金触媒を使用する必要がなくなっ
たため、白金のみの触媒電極の構成が可能となった。こ
れにより触媒電極中の白金含有量をルテニウムを使用し
ない分相対的に多くすることができるため、効率よく発
電できるという効果が得られる。

【０１７７】２４．一対の集電板に内蔵したガス流路
は、触媒電極に対して互いに対向する位置に配置される
構成とした。これにより触媒電極と集電板が確実に接触
するため、接触抵抗を減らすことができ発電効率が高ま
るという効果が得られる。

【０１７８】２５．集電板のガス流路を除く触媒電極に
接する部分の面積は、触媒電極の全面積の４０％以上６
０％以下とした。これは発明者が様々な面積比で検討し
た結果、前記面積比の範囲内で集電効率およびガスの拡
散効率が最も良化することがわかった。このため、結果
として高い発電効率になるという効果が得られる。

【０１７９】２６．空気供給用のガス流路には空気供給
手段で空気を流した状態で供給する構成とした。これに
より空気極で生成した水が空気供給用のガス流路中で詰
まることなく排出されるため、発電中に急に電力が低下
するという不具合を防止できるという効果が得られる。

【０１８０】２７．空気供給手段から流れる空気は各燃
料電池セルの空気供給用のガス流路に並列的に導入され
る構成とした。これにより万一１つの燃料電池セルの空
気供給用のガス流路が生成水で詰まっても、空気は並列
的に導入されるため残りの燃料電池セルは発電を続ける
ことができるという効果が得られる。

【０１８１】２８．発電終了後も二次電池の電力により
空気供給手段を既定時間動作させる構成とした。これに
より発電終了時に空気供給用のガス流路内の生成水を取
り除くことができるため、次回起動時にスムースに発電
を開始できるという効果が得られる。

【０１８２】２９．各温度センサおよび圧力センサの出
力がいずれか既定値以上になれば燃料電池セルの出力を
オフにするとともに、空気供給手段を最大回転数で動作
させる構成とした。これにより万一燃料電池システムか
ら水素が漏れても空気供給手段で薄めることができる
上、異常高温になっても燃料電池システム全体を冷却で
きるため、安全性が高まるという効果が得られる。

【０１８３】３０．容器の空気供給手段と対向する位置
には空気導入口が設けられ、前記空気導入口には金属網
が取り付けられた構成とした。これにより万一水素が引
火しても金属網で熱が吸収され容器外部に火炎が出なく
なるため、安全性が高まるという効果が得られる。

【０１８４】３１．接続された携帯機器の電力仕様が不
適切であれば、前記携帯機器に電力を供給しない構成と
した。これにより誤って燃料電池システムを仕様の異な
る携帯機器に接続しても、携帯機器の電気的破損を防止
できるという効果が得られる。

【０１８５】３２．定常状態で発電を終了する前に、充
電が完了するまで二次電池を充電し続ける構成とした。
これにより次回起動時に二次電池の残容量不足で起動で
きなくなる可能性を低減できるという効果が得られる。

【０１８６】３３．ソフトウエアを取り込む際、記憶容
量が不足する場合は以前に取り込んだソフトウエアを消
去する構成とした。これにより携帯機器のメモリーを増
やさずに様々なソフトウエアを使用できるので、メモリ
ー容量増大に伴う携帯機器の大型化を避けることができ
るという効果が得られる。

【０１８７】３４．携帯機器はインターネットを含む無
線通信機能を有する構成とした。これにより無線通信の
ように大電力を必要とする携帯機器であっても、燃料電
池システムで長時間駆動することができるという効果が
得られる。

【０１８８】３５．燃料電池システムより水素残量の信
号を取り込み、前記水素残量が既定値以下になると、そ
の事実を画面に表示するとともに、無線通信機能により
最寄の水素充填済燃料電池システムの販売店情報をイン
ターネット上のデータベースから取り寄せて前記画面に
表示する構成とした。これにより地理に不案内な場所で
燃料電池システムの燃料がなくなっても、すぐに表示さ
れた販売店で交換することができるという効果が得られ
る。

【０１８９】３６．燃料電池システムの販売方法とし
て、燃料電池システムはメーカーにて燃料が燃料貯蔵部
に充填されるとともに、前記メーカーまたは販売店でＩ
Ｃチップにソフトウエアが記録された状態で、前記燃料
および前記ソフトウエアの代金と保証金を合計した金額
にて消費者に販売され、前記燃料がなくなった燃料電池
システムは、前記販売店にて前記消費者に前記保証金を
返却すると同時に前記ソフトウエアが消去された状態で
前記メーカーに回収されるようにした。これにより燃料
電池システムの回収率が上がるため、漏れると危険な水
素を含む燃料電池システムを消費者から確実に回収でき
る可能性が高まるという効果が得られる。

【０１９０】３７．燃料電池システムの販売方法とし
て、消費者が使用済み燃料電池システムと引き換えに燃
料充填済み燃料電池システムを購入する際、販売店にて
前記使用済み燃料電池システムのＩＣチップに記憶され
たソフトウエアを前記燃料充填済み燃料電池システムの
ＩＣチップに複写するとともに、前記消費者の好みのソ
フトウエアをＩＣチップに記憶するようにした。これに
より、これまで消費者がカスタマイズした機能やデータ
をそのまま新しい燃料電池システムに引き継げるだけで
なく、燃料電池システム交換毎に最新のソフトウエアを
入手できるという効果が得られる。

【０１９１】以上の構成、動作により、携帯機器の大き
さを変えずに様々な機能に対応したソフトウエアが使用
できるようになる。

【０１９２】

【発明の効果】以上のように本発明は複数の燃料電池セ
ルと、この燃料電池セルに燃料を供給する燃料貯蔵部
と、ソフトウエアの記憶機能を含むＩＣチップとからな
り、前記燃料電池セルより電力の供給を受けるとともに
前記ソフトウエアの内消費者の指定したソフトウエアを
取り込む携帯機器が接続されたものであるので、携帯機
器のメモリー容量を増大させる必要がなくなるため、携
帯機器を大きくすることなく各種ソフトウエアに対応す
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における燃料電池システム
を示す一部断面図

【図２】本発明の実施の形態における燃料電池システム
の一体型集電板を示す平面図

【図３】本発明の実施の形態における燃料電池システム
の一体型空気供給流路を示す断面図

【図４】本発明の実施の形態における燃料電池システム
の概略組立図

【図５】本発明の実施の形態における燃料電池システム
および携帯機器の回路構成を説明するブロック回路図

【図６】本実施の形態における燃料電池システムの初期
設定動作を示すフローチャート

【図７】同燃料電池システムの主動作を示すフローチャ
ート

【図８】同燃料電池システムの電源スイッチ割り込み処
理動作を示すフローチャート

【図９】同燃料電池システムの一定時間毎割り込み処理
動作および本実施の形態における携帯機器の販売店情報
表示信号受信割り込み処理動作を示すフローチャート

【図１０】同燃料電池システムの外部入力割り込み処理
動作を示すフローチャート

【図１１】同燃料電池システムの水素充填時における主
動作を示すフローチャート

【図１２】同燃料電池システムの水素充填後の処理動作
を示すフローチャート

【図１３】同燃料電池システムの水素充填時における一
定時間毎割り込み処理動作を示すフローチャート

【図１４】同燃料電池システムの水素充填時における外
部入力割り込み処理動作を示すフローチャート

【図１５】同燃料電池システムの販売店における販売時
および回収時の主動作を示すフローチャート

【図１６】本実施の形態における燃料電池システムの販
売方法を示す模式図

【符号の説明】

１燃料電池セル２電解質３触媒電極４集電板５シールゴム６燃料供給用のガス流路７空気供給用のガス流路８絶縁部材９集電板端子１０一体型集電板１０ａ燃料極側一体型集電板１０ｂ空気極側一体型集電板１１燃料供給部１２減圧弁１３水素吸蔵合金１４燃料貯蔵タンク１５パージ口１６圧力センサ１７圧力調整用バネ１８フィルター１９逆止弁２０燃料供給口２１温度センサ２２燃料供給口ネジ２３パージ口ネジ２４一体型空気供給流路２５空気導入路２６耐熱性樹脂板２７空気排出路２８ヒーター２９ヒーター温度センサ３０回路基板３１ファン３２ＩＣチップ３３表示部３４内蔵二次電池３５回路基板コネクタ３６容器３７空気導入口３８金属網３９表示窓４０出力コネクタ４１容器フタ４２水素導入穴４３減圧弁挿入穴４４減圧弁取付ネジ部４５温度センサコネクタ４６圧力センサコネクタ４７電解質／触媒電極複合体４８ヒーターコネクタ４９取付ネジ５０携帯機器５１Ｏリング５２マイクロコンピュータ５３電源スイッチ５４電源コネクタ５５電源コネクタスイッチ５６メモリー５７ブザー５８インターフェース部５９内蔵二次電池充電制御部６０ファン制御部６１ヒーター制御部８１マイクロコンピュータ８２送受信部８３キーボード８４画面８５インターフェース部８６メモリー８７携帯機器二次電池充電制御部８８アンテナ８９スピーカ９０マイクロホン９１Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換部９２携帯機器コネクタ９３携帯機器二次電池１０１消費者１０２携帯機器１０３燃料充填済み燃料電池システム＋ソフトウエア１０４代金１０５保証金１０６販売店Ａ１０７使用済み燃料電池システム１０８販売店Ｂ１０９保証金１１０使用済み燃料電池システム１１１メーカー１１２保証金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 8/10 Ｈ０１Ｍ 8/10 10/48 10/48 ＰＨ０４Ｍ 1/02 Ｈ０４Ｍ 1/02 Ｃ 1/21 1/21 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の燃料電池セルと、この燃料電池セ
ルに燃料を供給する燃料貯蔵部と、ソフトウエアの記憶
機能を含むＩＣチップとからなり、前記燃料電池セルよ
り電力の供給を受けるとともに前記ソフトウエアの内消
費者の指定したソフトウエアを取り込む携帯機器が電気
的に接続された携帯型または可搬型の燃料電池システ
ム。
【請求項２】ソフトウエアは携帯機器の改修ソフトウ
エアまたは応用ソフトウエアの少なくともいずれか一方
である請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】燃料電池セルは、電解質と、この電解質
の両面に配置された触媒電極と、この触媒電極の両外側
に配置された燃料供給用および空気供給用のガス流路を
それぞれ内蔵した一対の集電板とからなる請求項１に記
載の燃料電池システム。
【請求項４】燃料電池セルが発電した電力の一部を充
電する二次電池を有する請求項１から３のいずれか１つ
に記載の燃料電池システム。
【請求項５】二次電池、ＩＣチップおよび表示部を有
する回路基板と、燃料電池セルと、燃料貯蔵部とが一体
化され、前記燃料貯蔵部への燃料供給口を有する容器内
に収納された請求項１から４のいずれか１つに記載の燃
料電池システム。
【請求項６】燃料は水素である請求項１から５のいず
れか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項７】水素は燃料貯蔵部の出口に設けた減圧弁
で１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲に減圧された
状態で燃料供給用のガス流路に導入されるように構成し
た請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】燃料貯蔵部には圧力センサが配置され、
ＩＣチップにて圧力センサの出力から換算した圧力に応
じて燃料貯蔵部の水素残量を表示部に表示するととも
に、前記水素残量の信号を容器に設けた出力コネクタを
通して出力するように構成した請求項６に記載の燃料電
池システム。
【請求項９】圧力センサは半導体式である請求項８に
記載の燃料電池システム。
【請求項１０】燃料貯蔵部は水素吸蔵合金を有する請
求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】燃料貯蔵部には温度センサが配置さ
れ、水素吸蔵合金へ水素を吸蔵充填する際にＩＣチップ
にて温度センサの出力から換算した温度が最大値を超え
て既定温度に戻った時に水素充填完了を表示部に表示す
るように構成した請求項１０に記載の燃料電池システ
ム。
【請求項１２】水素吸蔵合金に水素を充填する際は、
回路基板上に設けた空気供給手段で前記回路基板の周辺
を冷却するように構成した請求項１０または１１に記載
の燃料電池システム。
【請求項１３】ＩＣチップは水素吸蔵合金の水素貯蔵
回数を記録し、前記水素貯蔵回数から予想される水素吸
蔵合金の寿命を表示部に表示するように構成した請求項
１０に記載の燃料電池システム。
【請求項１４】ＩＣチップは二次電池の充放電状態を
記録し、この充放電状態から予想される二次電池の寿命
を表示部に表示するように構成した請求項５に記載の燃
料電池システム。
【請求項１５】二次電池はリチウムイオン電池である
請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項１６】ＩＣチップ、表示部および二次電池は
回路基板上に半田で固定され、前記回路基板に取り付け
られた部品全体に渡って耐湿性樹脂でモールドされた請
求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項１７】燃料供給口には逆止弁が配置された請
求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項１８】燃料供給用のガス流路に開閉可能なパ
ージ口が設けられた請求項５に記載の燃料電池システ
ム。
【請求項１９】燃料供給口およびパージ口には鍵付き
のネジが取り付けられた請求項５に記載の燃料電池シス
テム。
【請求項２０】空気供給用のガス流路を有する集電板
の近傍に温度センサとヒーターを配置し、ＩＣチップに
て温度センサの出力から換算した温度が０℃以下の時、
二次電池の電力により前記ヒーターで温度が０℃以上に
なるまで加熱するように構成した請求項４に記載の燃料
電池システム。
【請求項２１】ヒーターの有効面積は集電板の面積よ
り小さくした請求項２０に記載の燃料電池システム。
【請求項２２】温度センサはサーミスタで構成した請
求項１１または２０に記載の燃料電池システム。
【請求項２３】電解質はプロトン伝導性固体高分子膜
で構成した請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項２４】触媒電極は白金の微粒子を含む構成と
した請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項２５】一対の集電板に内蔵したガス流路は触
媒電極に対して互いに対向する位置に配置した請求項３
に記載の燃料電池システム。
【請求項２６】集電板のガス流路を除く触媒電極に接
する部分の面積は、触媒電極の全面積の４０％以上６０
％以下とした請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項２７】空気供給用のガス流路には空気供給手
段で空気を流した状態で供給するように構成した請求項
３に記載の燃料電池システム。
【請求項２８】空気供給手段から流れる空気は各燃料
電池セルの空気供給用のガス流路に並列的に導入される
ように構成した請求項２７に記載の燃料電池システム。
【請求項２９】発電終了後も二次電池の電力により空
気供給手段を既定時間動作させるように構成した請求項
２７に記載の燃料電池システム。
【請求項３０】各温度センサおよび圧力センサの出力
がいずれか既定値以上になれば燃料電池セルの出力をオ
フにするとともに、空気供給手段を最大回転数で動作さ
せるように構成した請求項２７に記載の燃料電池システ
ム。
【請求項３１】容器の空気供給手段と対向する位置に
は空気導入口が設けられ、この空気導入口には金属網が
取り付けられた請求項２７に記載の燃料電池システム。
【請求項３２】接続された携帯機器の電力仕様が不適
切であれば、前記携帯機器に電力を供給しないように構
成した請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３３】定常状態で発電を終了する前に充電が
完了するまで二次電池を充電し続けるように構成した請
求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３４】ソフトウエアを取り込む際、記憶容量
が不足する場合は以前に取り込んだソフトウエアを消去
する携帯機器が接続された請求項１に記載の燃料電池シ
ステム。
【請求項３５】インターネットを含む無線通信機能を
有する携帯機器が接続された請求項１に記載の燃料電池
システム。
【請求項３６】水素残量の信号を取り込みこの水素残
量が既定値以下になるとその事実を画面に表示するとと
もに、無線通信機能により最寄の水素充填済燃料電池シ
ステムの販売店情報をインターネット上のデータベース
から取り寄せて前記画面に表示する携帯機器が接続され
た請求項３５に記載の燃料電池システム。
【請求項３７】燃料電池システムはメーカーにて燃料
が燃料貯蔵部に充填されるとともに、前記メーカーまた
は販売店でＩＣチップにソフトウエアが記録された状態
で、前記燃料および前記ソフトウエアの代金と保証金を
合計した金額にて消費者に販売され、前記燃料がなくな
った燃料電池システムは前記販売店にて消費者に保証金
を返却すると同時に前記ソフトウエアが消去された状態
で前記メーカーに回収される燃料電池システムの販売方
法。
【請求項３８】消費者が使用済み燃料電池システムと
引き換えに燃料充填済み燃料電池システムを購入する
際、販売店にて前記使用済み燃料電池システムのＩＣチ
ップに記憶されたソフトウエアを前記燃料充填済み燃料
電池システムのＩＣチップに複写するとともに、前記消
費者の好みのソフトウエアをＩＣチップに記憶する請求
項３７に記載の燃料電池システムの販売方法。