JP2006324122A - 携帯用電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 二次電池の活物質の劣化を抑制し、充放電サイクル寿命を延ばすことが可能な電池の放電回路を提供する。
【解決手段】 燃料電池システムは、少なくとも二つの燃料電池パックからなり、第１の燃料電池パックが電池スロットに脱着可能であり、第２の燃料電池パックが拡張用スロットに脱着可能であり、前記第１および第２の燃料電池パックがそれぞれ装着スロットに装着された場合に、前記第１および第２の燃料電池パック同士が電気的または機械的に接合される構造をとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯用電子機器に関し、特に少なくとも２つの装着スロットを持つものに関する。

近年、ノートＰＣなどの携帯電子機器用に多くの小型燃料電池電源が開発されている。これらの燃料電池をノートパソコン等の携帯電子機器に装着する方法としていくつかのアイデアが提案されている。（例えば特許文献１参照）

図３に従来の技術として燃料電池をノートＰＣへ接続する方法として提案されている例を示す。図３（ａ）は燃料電池パック２の平面形状をノートＰＣ１本体の平面形状と同じにしノートＰＣ１の下面に装着した例である。３図（ｂ）は燃料電池パック２を角柱状の形状としノートＰＣ１の背面に設置した例である。

また、電池パックの装着スロットに燃料電池パックを装着することは容易に考えられるが現在の技術では燃料電池スタックやポンプ、燃料タンク等のすべてをまとめて電池パックのサイズに入れようとすると大きくはみ出してしまい持ち運びにも不便である。
特開２００３−２２３２４３号公報

燃料電池をノートＰＣ等の携帯用電子機器に装着し使用する目的はＡＣ電源の無い場所で使用する場合や会議室等を移動する場合、ＡＣアダプターを持ち歩かなくて良いこと、出張等で電車の中や空港の待合室などどこでも使えることである。

しかしながら燃料電池が大きくてノートＰＣと共に持ち運ぶのが不便であってはこのような本来の目的が達成できない。

本発明の目的は、電池パックの代わりに燃料電池パックを装着可能とした電子機器においても持ち運びに便利な電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、脱着可能な電池パックを少なくとも含む電源装置による駆動が可能であり、前記電池パックが脱着するための第１の装着スロットである電池スロットと、予備の電池パックまたは拡張周辺機器を脱着するための第２の装着スロットである拡張用スロットとの少なくとも二つの装着スロットを具備した携帯用電子機器であって、前記電池パックの代替として燃料電池システムが使用可能な携帯用電子機器において、前記燃料電池システムは、少なくとも二つの燃料電池パックからなり、第１の燃料電池パックが前記電池スロットに脱着可能であり、第２の燃料電池パックが前記拡張用スロットに脱着可能であり、前記第１および第２の燃料電池パックがそれぞれ装着スロットに装着された場合に、前記第１および第２の燃料電池パック同士が電気的または機械的に接合される構造を持つものである。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の携帯用電子機器において、前記電気的または機械的に接合される構造は、前記第１および第２の燃料電池パック同士が直接接合して構成されるものである。

本発明の請求項１の携帯用電子機器によれば、燃料電池システムを省スペースで携帯用電子機器の内部に収納することが可能である。

また、本発明の請求項２の携帯用電子機器によれば、電子機器本体に配線や配管などが無く、分割された燃料電池パックのみで燃料電池システムが完結されているため、それぞれの燃料電池パックに内蔵する機能が容易に分割できるため、様々な使用用途やシステム構成で、もっともスペース的に効率の良い分割が可能である。

またそれぞれの燃料電池パックに入れる機能の性能を使用形態に応じてバリエーションすることも可能であり、例えば、拡張用スロットに脱着する燃料電池パックを、燃料カートリッジの大、中、小の３種類のいづれかとし、必要に応じて使い分けするということが可能である。

以下、本発明を適用した電源装置の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る携帯機器用電子機器（以下ノートＰＣ）が示されている。

図１（ａ）は本実施の形態のノートＰＣを上面から見た模式図であり、図１（ｂ）は、本実施の形態の燃料電池システムのブロック図である。

図１（ａ）において、ノートＰＣ１の本体には電池スロット３及び拡張用スロット４が設けられている。

電池スロット３には通常、充放電可能な電池パックが装着され、拡張用スロット４にはＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ―ＲＷなどの拡張周辺機器がユーザの用途によって選択され、更に長時間の電池駆動を必要とするユーザのためには、予備の電池パックを装着することも可能な設計となっている。

図１では第一の電池スロット３の電池パックは取り外し、かわりに燃料電池パック５ａが装着され、拡張用スロット４には燃料電池パック６が装着されている。

燃料電池パック５ａには燃料電池スタック１２、燃料ポンプ１０、空気ポンプ１１、燃料カートリッジ９が内蔵されている。

燃料電池パック６には電力コンバータ８と２次電池７を内蔵している。

さらに、電池スロットと拡張用スロットはノートＰＣ１本体内の配線１５によって電気的に接続されている。

２次電池７は（１）燃料電池を始動させるための電力供給、（２）ノートＰＣを起動させるための電力供給、（３）ノートＰＣのパルス的な消費電力の平均化、（４）電源をＯＦＦしたときのあまった燃料を消費するための発電によって生じた電力の蓄積のために必要である。

また燃料電池は短時間に負荷電流、負荷電力が大きく変動する使い方は望ましくなく一
定の安定した発電を行なうような使い方が望まれる。

一方、ノートＰＣの負荷電力はＣＰＵの処理量が変動することによって特に大きく変動しその変動幅は５Ｗ〜４０Ｗにも及ぶ。そのため、ある程度の電気容量を持った２次電池と燃料電池とを組み合わせが重要である。
こ れによって短時間の大出力には燃料電池と２次電池の両方から電力を供給し通常は燃料電池が２次電池を充電しながらノートＰＣの負荷に電力を供給するようないわゆる「ハイブリッド制御」が有効である。

本実施の形態では、電池スロット３に装着された燃料電池スタック１２から取り出された電力はノートＰＣ１内部に特別に設けられた電気配線である配線１５を使って拡張用スロット４につながれ電力コンバータ８が電圧変換を行ないながら２次電池７への充電とノートＰＣ１の負荷１３への電力供給を制御している。

拡張用スロット４には最初からこのスロットを予備の電池スロットとして使うための電力供給端子がありこれを介してノートＰＣ１の負荷との接続を行なっている。

本実施の形態においては、電池スロットのみで無く、予備の拡張スロットも燃料電池システムを格納するために利用しているため、燃料電池システムを省スペースで携帯用電子機器の内部に収納することが可能である。

〔第２の実施の形態〕
図２は第２の実施の形態のノートＰＣを上面から見た模式図であり、電池スロット３と電池／拡張用スロット４は隣接して配置されている。燃料電池を使用しない場合は、電池スロット３に２次電池パックが装着され、拡張用スロット４にはサブの２次電池もしくはＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等の拡張周辺機器が装着される。

図２において、燃料電池の発電スタック、燃料ポンプ、空気ポンプ、回路部およびバックアップ用電池が収納されて燃料電池パック５ｂが電池スロット３に装着され、拡張用スロット４には燃料カートリッジ９が装着されている。

燃料カートリッジ９と燃料電池パック５ｂは装着によって機械的接合部１４が結合するように設計されている。この接合部１４には、燃料カートリッジ９から燃料電池パック１５内の燃料電池の発電ユニットに燃料を供給するための燃料パイプが接合により形成されている。また、この接合部１４では電気的な接続も行うことが可能でありたとえば燃料カートリッジの残量を電気信号で伝達することも可能である。

なお、この例以外にも第１の実施の形態で示したような電力コンバータと２次電池を拡張用スロットに配置する場合でもこの構成は有用であって、電池スロットに装着される燃料電池パックと拡張用スロットに装着される燃料電池パックとが接合部で直接電気的に接続されることによってノートＰＣ内部の電気配線を簡略化できるため、燃料電池パックの構成を変えるだけで、ノートＰＣ側の構成は変えなくとも様々な燃料電池システム構成がその使用用途により選択可能となる。

本発明の携帯用電子機器は、持ち運びが便利なためノートパソコン等の携帯用電子機器として有用で有る。

（ａ）は実施の形態かかるノートＰＣを上面から見た模式図（ｂ）本実施の形態の燃料電池システムのブロック図 第２の実施の形態のノートＰＣを上面から見た模式図 （ａ）従来の燃料電池の一装着構成を示す斜視図（ｂ）従来の燃料電池の他の装着構成を示す斜視図

符号の説明

１ ノートＰＣ
２ 燃料電池パック
３ 電池スロット
４ 拡張用スロット
５ａ、５ｂ 燃料電池パック
６ 燃料電池パック
７ ２次電池
８ 電力コンバータ
９ 燃料カートリッジ
１０ 燃料ポンプ
１１ 空気ポンプ
１２ 燃料電池スタック
１３ ノートＰＣ負荷
１４ 接合部
１５ 配線

Claims (2)

1. 脱着可能な電池パックを少なくとも含む電源装置による駆動が可能であり、前記電池パックが脱着するための第１の装着スロットである電池スロットと、予備の電池パックまたは拡張周辺機器を脱着するための第２の装着スロットである拡張用スロットとの少なくとも二つの装着スロットを具備した携帯用電子機器であって、前記電池パックの代替として燃料電池システムが使用可能な携帯用電子機器において、
   前記燃料電池システムは、少なくとも二つの燃料電池パックからなり、第１の燃料電池パックが前記電池スロットに脱着可能であり、第２の燃料電池パックが前記拡張用スロットに脱着可能であり、前記第１および第２の燃料電池パックがそれぞれ装着スロットに装着された場合に、前記第１および第２の燃料電池パック同士が電気的または機械的に接合される構造を持つ携帯用電子機器。
2. 前記電気的または機械的に接合される構造は、前記第１および第２の燃料電池パック同士が直接接合して構成される請求項１記載の携帯用電子機器。