JP2010165601A - Fuel cell system, and electronic equipment - Google Patents

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英徳 鈴木
Shunsuke Kimura
俊介 木村
Yukinori Akamoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system and electronic equipment which can carry out safe and stable operation control with respect to operation control requirement and an internal state of a fuel cell. <P>SOLUTION: On the basis of operation control requirements on a fuel cell body 1 and internal states of the system such as states of the fuel cell body 1, an auxiliary power supply 4 and a pump 104 obtained by a state determination section, the respective operation control states of the fuel cell body 1 is automatically determined, and the operation control of the fuel cell body 1 is state-shifted based on these determined operation control states. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池システム及びこの燃料電池システムを電源として用いた電子機器に関する。   The present invention relates to a fuel cell system and an electronic apparatus using the fuel cell system as a power source.

携帯電話機や携帯情報端末などの電子機器の小型化は目覚しいものがあり、これら電子機器の小型化とともに、電源として燃料電池を使用することが試みられている。燃料電池は、燃料と空気を供給するのみで、発電することができ、燃料のみを交換すれば連続して発電できるという利点を有するため、小型化が実現できれば、小型の電子機器の電源として極めて有効である。   There have been remarkable miniaturizations of electronic devices such as mobile phones and portable information terminals, and along with the miniaturization of these electronic devices, attempts have been made to use fuel cells as a power source. A fuel cell has the advantage that it can generate electricity only by supplying fuel and air, and can generate electricity continuously by replacing only the fuel. Therefore, if it can be downsized, it can be used as a power source for small electronic devices. It is valid.

そこで、最近、燃料電池として、直接メタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣ；Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌと称する。）が注目されている。かかるＤＭＦＣは、液体燃料の供給方式によって分類され、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式のものと、燃料収容部内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式のものがあり、これらのうち、パッシブ方式のものはＤＭＦＣの小型化に対して特に有利である。   Therefore, a direct methanol fuel cell (hereinafter, referred to as DMFC; Direct Methanol Fuel Cell) has attracted attention as a fuel cell. Such DMFCs are classified according to the liquid fuel supply system, such as an active system such as a gas supply type and a liquid supply type, and an internal vaporization type that vaporizes the liquid fuel in the fuel storage section inside the battery and supplies it to the fuel electrode. Among these, the passive type is particularly advantageous for reducing the size of the DMFC.

従来、このようなパッシブ方式のＤＭＦＣとして、特許文献１に開示されるように、例えば燃料極、電解質膜および空気極を有する膜電極接合体（燃料電池セル）を、樹脂製の箱状容器からなる燃料収容部上に配置した構造のものが考えられている。   Conventionally, as such a passive DMFC, as disclosed in Patent Document 1, for example, a membrane electrode assembly (fuel cell) having a fuel electrode, an electrolyte membrane, and an air electrode is removed from a resin box-like container. The thing of the structure arrange | positioned on the fuel accommodating part which becomes is considered.

また、ＤＭＦＣの燃料電池セルと燃料収容部とを流路を介して接続する構成のものも特許文献２〜４に開示されている。これら特許文献２〜４は、燃料収容部から供給された液体燃料を燃料電池セルに流路を介して供給することによって、流路の形状や径等に基づいて液体燃料の供給量を調整可能としたもので、特に、特許文献３では燃料収容部から流路にポンプで液体燃料を供給している。また、ポンプに代えて、流路に電気浸透流を形成する電界形成手段を用いることも記載されている。さらに特許文献４には電気浸透流ポンプを用いて液体燃料等を供給することが記載されている。
国際公開第２００５／１１２１７２号パンフレット 特表２００５−５１８６４６号公報 特開２００６−０８５９５２号公報 米国特許公開第２００６／００２９８５１号公報 Patent Documents 2 to 4 also disclose a configuration in which a DMFC fuel cell and a fuel storage unit are connected via a flow path. In these Patent Documents 2 to 4, by supplying the liquid fuel supplied from the fuel storage portion to the fuel cell via the flow path, the supply amount of the liquid fuel can be adjusted based on the shape and diameter of the flow path. In particular, in Patent Document 3, liquid fuel is supplied from the fuel storage portion to the flow path by a pump. Further, it is described that an electric field forming means for forming an electroosmotic flow in the flow path is used instead of the pump. Furthermore, Patent Document 4 describes that liquid fuel or the like is supplied using an electroosmotic pump.
International Publication No. 2005/112172 Pamphlet JP 2005-518646 A JP 2006-089552 A US Patent Publication No. 2006/0029851

ところで、このような小型の電子機器に用いられる燃料電池システムでは、安全で、かつ安定して運転制御されるのが望ましい。ところが、これまでの燃料電池システムでは、起動から定常運転までの全ての運転制御状態を把握して制御するようなものはなく、このため次のような問題を生ずることがある。例えば、負荷を使用しておらずＤＭＦＣの運転を全く必要としない状態でＤＭＦＣが起動されることがあると、ＤＭＦＣでの発電電力が消費されない状態で運転が行われ、無駄な燃料消費を招くことがある。また、燃料電池システムの起動要求があった場合、仮に、システムを構成する各種の構成要素に異常が存在する状態のままで起動すると、起動後にＤＭＦＣの発電が急に停止したり、ＤＭＦＣが異常な過熱状態になることがある。さらに、燃料電池システムの運転中でもＤＭＦＣの出力の急激な低下、周囲温度の異常、あるいは燃料供給用のポンプ（補器）の動作などに異常が発生すると、この場合もＤＭＦＣが異常な過熱状態となり、これらが原因でＤＭＦＣを破損してしまうこともある。さらに運転停止指示によりＤＭＦＣの運転を停止し、同時に負荷を切り離して無負荷状態にすることがあると、ＤＭＦＣを構成するセル中の残留燃料によるクロスオーバによりＤＭＦＣのカソードが異常に発熱し、ＤＭＦＣを破損することもある。   By the way, in a fuel cell system used for such a small electronic device, it is desirable that the operation is controlled safely and stably. However, there is no conventional fuel cell system that grasps and controls all operation control states from start-up to steady operation, which may cause the following problems. For example, if the DMFC is activated without using a load and requiring no DMFC operation, the DMFC is operated without generating power generated by the DMFC, resulting in unnecessary fuel consumption. Sometimes. In addition, when there is a request for starting the fuel cell system, if it is started with various components constituting the system in an abnormal state, the power generation of the DMFC suddenly stops after the start or the DMFC malfunctions. May overheat. Furthermore, if the DMFC output decreases rapidly, the ambient temperature is abnormal, or the fuel supply pump (auxiliary device) operates abnormally even during operation of the fuel cell system, the DMFC will be in an abnormally overheated state. These may cause damage to the DMFC. Furthermore, if the DMFC operation is stopped by an operation stop instruction and the load is disconnected at the same time, the DMFC cathode abnormally generates heat due to the crossover due to the residual fuel in the cells constituting the DMFC. May be damaged.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、運転制御要求及び燃料電池の内部状態に対して安全で、且つ安定した運転制御を行うことができる燃料電池システム及び電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system and an electronic device that can perform safe and stable operation control with respect to operation control requests and the internal state of the fuel cell. And

請求項１記載の発明は、燃料供給により電力を発電する燃料電池発電部を有する燃料電池本体と、前記燃料電池本体の発電出力により充電されるとともに、電子機器本体の電源として用いられる補助電源と、前記燃料電池発電部に燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料電池本体、補助電源及び燃料供給手段の状態を判定する状態判定手段と、前記燃料電池本体に対する運転制御要求と前記状態判定手段の状態判定の結果により前記燃料電池本体の運転制御状態を判断するとともに、該判定された運転制御状態に基づいて前記燃料電池本体の運転制御状態を遷移させる制御手段とを具備したことを特徴としている。   The invention described in claim 1 includes a fuel cell main body having a fuel cell power generation unit that generates electric power by supplying fuel, an auxiliary power source that is charged by the power generation output of the fuel cell main body and used as a power source for the electronic device main body, , Fuel supply means for supplying fuel to the fuel cell power generation unit, state determination means for determining the states of the fuel cell main body, auxiliary power supply and fuel supply means, operation control request for the fuel cell main body and the state determination means And a control means for determining the operation control state of the fuel cell main body based on the result of the state determination and transitioning the operation control state of the fuel cell main body based on the determined operation control state. Yes.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記状態判定手段は、予め設定された所定時間ごとに前記燃料電池本体、補助電源及び燃料供給手段の状態を判定することを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the state determination unit determines the states of the fuel cell main body, the auxiliary power source, and the fuel supply unit at predetermined time intervals set in advance. Yes.

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記燃料電池本体の出力を必要としない状態では、前記燃料供給手段による前記燃料電池発電部への燃料供給を停止する運転制御状態に遷移させることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control means stops the fuel supply to the fuel cell power generation unit by the fuel supply means in a state where the output of the fuel cell main body is not required. It is characterized by making a transition to the operation control state.

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記燃料電池本体、補助電源及び燃料供給手段のそれぞれの状態を各別に検出する検出手段を有し、前記状態判定手段は、前記検出手段の状態をも判定可能とし、前記制御手段は、運転制御要求が前記燃料電池本体の起動要求である場合、前記状態判定手段により前記検出手段の少なくとも一つに異常があると判定されると、前記燃料電池本体の運転制御状態を異常停止処理状態に遷移させることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fuel cell main body, the auxiliary power source, and the fuel supply means have detection means for separately detecting the states, and the state determination means is the detection When the operation control request is an activation request for the fuel cell body, the control means determines that at least one of the detection means is abnormal. The operation control state of the fuel cell main body is transitioned to an abnormal stop processing state.

請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記状態判定手段は、前記燃料電池本体の電圧、電流及び温度の状態を判定可能とし、前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態が起動状態にある場合、前記状態判定手段で判定される前記燃料電池本体の電圧、電流、温度の立ち上げ過程の状態で、既に所定条件を満足する状態が存在すると、この状態に対応する過程を省略して定常運転に遷移させることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the state determination means can determine the voltage, current, and temperature states of the fuel cell main body, and the control means operates the fuel cell main body. When the control state is an activated state, if there is already a state that satisfies the predetermined condition in the state of the voltage, current, and temperature rising process of the fuel cell body determined by the state determination unit, this state is dealt with. This is characterized by omitting the process of making a transition to steady operation.

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態が起動又は定常運転である場合、前記状態判定手段の判定で、前記燃料電池本体、補助電源及び燃料供給手段のそれぞれの状態の少なくとも一つに異常が判定されると、前記燃料電池本体の運転制御状態を異常停止処理状態に遷移させることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the operation control state of the fuel cell main body is startup or steady operation, the control means determines the fuel cell main body according to the determination of the state determination means. When an abnormality is determined in at least one of the states of the auxiliary power source and the fuel supply means, the operation control state of the fuel cell main body is shifted to an abnormal stop processing state.

請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態が運転状態から停止状態への遷移の過程で、前記補助電源の出力が所定値以上の場合、前記燃料供給手段による前記燃料電池発電部への燃料供給を停止し、前記前記燃料電池本体の出力が所定値以下まで低下した時点で停止状態に遷移させることを特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control means is configured such that the output of the auxiliary power source is a predetermined value when the operation control state of the fuel cell main body transitions from the operation state to the stop state. In the above case, the fuel supply to the fuel cell power generation unit by the fuel supply means is stopped, and when the output of the fuel cell main body is lowered to a predetermined value or less, the fuel cell is changed to a stop state.

請求項８記載の発明は、請求項４又は６記載の発明において、前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態を異常停止処理状態に遷移する場合、前記燃料供給手段による前記燃料電池発電部への燃料供給を停止するとともに、異常の旨を報知可能にしたことを特徴としている。   The invention according to claim 8 is the fuel cell power generation by the fuel supply means according to claim 4 or 6, when the control means transitions the operation control state of the fuel cell main body to the abnormal stop processing state. The fuel supply to the part is stopped, and the fact of abnormality can be notified.

請求項９記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態が起動又は定常運転で前記補助電源の出力が所定値以上の場合、前記補助電源の出力が所定値以下まで低下した時点で再起動状態に遷移可能にしたことを特徴としている。   According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control means includes the auxiliary power source when the operation control state of the fuel cell main body is activated or steady operation and the output of the auxiliary power source is equal to or greater than a predetermined value. It is characterized in that it is possible to transition to the restarting state when the output of is reduced to a predetermined value or less.

請求項１０記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御部は、前記燃料電池本体に対する運転制御要求を起動操作手段の操作出力又は通信回線を介して入力より与えられることを特徴としている。   According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control unit is provided with an operation control request for the fuel cell body from an operation output of a start operation means or an input via a communication line. Yes.

請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一記載の燃料電池システムを電源として使用した電子機器である。   An eleventh aspect of the invention is an electronic device using the fuel cell system according to any one of the first to tenth aspects as a power source.

本発明によれば、運転制御要求及び燃料電池の内部状態に対して安全で、且つ安定した運転制御を行うことができる燃料電池システム及び電子機器を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell system and electronic device which can perform safe and stable operation control with respect to the operation control request | requirement and the internal state of a fuel cell can be provided.

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる燃料電池システムの概略構成を示している。 (First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.

図１において、１は燃料電池本体（ＤＭＦＣ）で、この燃料電池本体１は、起電部を構成する燃料電池発電部（セル）１０１、液体燃料を収容する燃料収容部１０２、燃料収容部１０２と燃料電池発電部（セル）１０１を接続する流路１０３及び燃料収容部１０２から燃料電池発電部（セル）１０１に液体燃料を移送するための補器として燃料供給手段のポンプ１０４を有している。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel cell main body (DMFC). The fuel cell main body 1 includes a fuel cell power generation unit (cell) 101 that constitutes an electromotive unit, a fuel storage unit 102 that stores liquid fuel, and a fuel storage unit 102. And a flow path 103 connecting the fuel cell power generation unit (cell) 101 and a pump 104 as a fuel supply means as an auxiliary device for transferring liquid fuel from the fuel storage unit 102 to the fuel cell power generation unit (cell) 101. Yes.

図２は、このような燃料電池本体１をさらに詳細に説明するための断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the fuel cell main body 1 in more detail.

この場合、燃料電池発電部１０１は、アノード触媒層１１とアノードガス拡散層１２とを有するアノード（燃料極）１３と、カソード触媒層１４とカソードガス拡散層１５とを有するカソード（空気極／酸化剤極）１６と、アノード触媒層１１とカソード触媒層１４とで挟持されたプロトン（水素イオン）伝導性の電解質膜１７とから構成される膜電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）を有している。   In this case, the fuel cell power generation unit 101 includes an anode (fuel electrode) 13 having an anode catalyst layer 11 and an anode gas diffusion layer 12, and a cathode (air electrode / oxidation) having a cathode catalyst layer 14 and a cathode gas diffusion layer 15. The electrode assembly 16 has a membrane electrode assembly (MEA) composed of a proton (hydrogen ion) conductive electrolyte membrane 17 sandwiched between the anode catalyst layer 11 and the cathode catalyst layer 14. ing.

ここで、アノード触媒層１１やカソード触媒層１４に含有される触媒としては、例えばＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。アノード触媒層１１にはメタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するＰｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を用いることが好ましい。カソード触媒層１４にはＰｔやＰｔ−Ｎｉ等を用いることが好ましい。ただし、触媒はこれらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用することができる。触媒は炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。   Here, examples of the catalyst contained in the anode catalyst layer 11 and the cathode catalyst layer 14 include a simple substance of a platinum group element such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd, an alloy containing the platinum group element, and the like. It is done. For the anode catalyst layer 11, it is preferable to use Pt—Ru, Pt—Mo, or the like having strong resistance to methanol, carbon monoxide, or the like. Pt, Pt—Ni or the like is preferably used for the cathode catalyst layer 14. However, the catalyst is not limited to these, and various substances having catalytic activity can be used. The catalyst may be either a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material or an unsupported catalyst.

電解質膜１７を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂（ナフィオン（商品名、デュポン社製）やフレミオン（商品名、旭硝子社製）等）、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂等の有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料が挙げられる。ただし、プロトン伝導性の電解質膜１７はこれらに限られるものではない。   Examples of the proton conductive material constituting the electrolyte membrane 17 include fluorine-based resins (Nafion (trade name, manufactured by DuPont) and Flemion (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) such as a perfluorosulfonic acid polymer having a sulfonic acid group. Etc.), organic materials such as hydrocarbon resins having sulfonic acid groups, or inorganic materials such as tungstic acid and phosphotungstic acid. However, the proton conductive electrolyte membrane 17 is not limited to these.

アノード触媒層１１に積層されるアノードガス拡散層１２は、アノード触媒層１１に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層１１の集電体も兼ねている。カソード触媒層１４に積層されるカソードガス拡散層１５は、カソード触媒層１４に酸化剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層１４の集電体も兼ねている。アノードガス拡散層１２およびカソードガス拡散層１５は多孔質基材で構成されている。   The anode gas diffusion layer 12 laminated on the anode catalyst layer 11 serves to uniformly supply fuel to the anode catalyst layer 11 and also serves as a current collector for the anode catalyst layer 11. The cathode gas diffusion layer 15 laminated on the cathode catalyst layer 14 serves to uniformly supply the oxidant to the cathode catalyst layer 14 and also serves as a current collector for the cathode catalyst layer 14. The anode gas diffusion layer 12 and the cathode gas diffusion layer 15 are made of a porous substrate.

アノードガス拡散層１２やカソードガス拡散層１５には、必要に応じて導電層が積層される。これら導電層としては、例えばＡｕ、Ｎｉのような導電性金属材料からなる多孔質層（例えば、メッシュ）、多孔質膜、箔体あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材等が用いられる。電解質膜１７と後述する燃料分配機構１０５およびカバープレート１８との間には、それぞれゴム製のＯリング１９が介在されており、これらによって燃料電池発電部１０１からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止している。   A conductive layer is laminated on the anode gas diffusion layer 12 and the cathode gas diffusion layer 15 as necessary. As these conductive layers, for example, a porous layer (for example, mesh) made of a conductive metal material such as Au or Ni, a porous film, a foil body, a conductive metal material such as stainless steel (SUS), gold or the like. A composite material coated with a highly conductive metal is used. Rubber O-rings 19 are interposed between the electrolyte membrane 17 and a fuel distribution mechanism 105 and a cover plate 18, which will be described later, thereby preventing fuel leakage and oxidant leakage from the fuel cell power generation unit 101. is doing.

カバープレート１８は酸化剤である空気を取入れるための不図示の開口を有している。カバープレート１８とカソード１６との間には、必要に応じて保湿層や表面層が配置される。保湿層はカソード触媒層１４で生成された水の一部が含浸されて、水の蒸散を抑制すると共に、カソード触媒層１４への空気の均一拡散を促進するものである。表面層は空気の取入れ量を調整するものであり、空気の取入れ量に応じて個数や大きさ等が調整された複数の空気導入口を有している。   The cover plate 18 has an opening (not shown) for taking in air as an oxidant. A moisture retaining layer and a surface layer are disposed between the cover plate 18 and the cathode 16 as necessary. The moisturizing layer is impregnated with a part of the water generated in the cathode catalyst layer 14 to suppress the transpiration of water and promote uniform diffusion of air to the cathode catalyst layer 14. The surface layer adjusts the amount of air taken in, and has a plurality of air inlets whose number, size, etc. are adjusted according to the amount of air taken in.

燃料電池発電部１０１のアノード（燃料極）１３側には、燃料分配機構１０５が配置されている。燃料分配機構１０５には配管のような液体燃料の流路１０３を介して燃料収容部１０２が接続されている。   A fuel distribution mechanism 105 is disposed on the anode (fuel electrode) 13 side of the fuel cell power generation unit 101. A fuel storage unit 102 is connected to the fuel distribution mechanism 105 via a liquid fuel flow path 103 such as a pipe.

燃料収容部１０２には、燃料電池発電部１０１に対応した液体燃料が収容されている。液体燃料としては、各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が挙げられる。液体燃料は必ずしもメタノール燃料に限られるものではない。液体燃料は、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料収容部１０２には燃料電池発電部１０１に応じた液体燃料が収容される。   Liquid fuel corresponding to the fuel cell power generation unit 101 is stored in the fuel storage unit 102. Examples of the liquid fuel include methanol fuels such as aqueous methanol solutions of various concentrations and pure methanol. The liquid fuel is not necessarily limited to methanol fuel. The liquid fuel may be, for example, an ethanol fuel such as an ethanol aqueous solution or pure ethanol, a propanol fuel such as a propanol aqueous solution or pure propanol, a glycol fuel such as a glycol aqueous solution or pure glycol, dimethyl ether, formic acid, or other liquid fuel. In any case, liquid fuel corresponding to the fuel cell power generation unit 101 is stored in the fuel storage unit 102.

燃料分配機構１０５には燃料収容部１０２から流路１０３を介して燃料が導入される。流路１０３は燃料分配機構１０５や燃料収容部１０２と独立した配管に限られるものではない。例えば、燃料分配機構１０５と燃料収容部１０２とを積層して一体化する場合、これらを繋ぐ燃料の流路であってもよい。燃料分配機構１０５は流路１０３を介して燃料収容部１０２と接続されていればよい。   Fuel is introduced into the fuel distribution mechanism 105 from the fuel storage portion 102 via the flow path 103. The flow path 103 is not limited to piping independent of the fuel distribution mechanism 105 and the fuel storage unit 102. For example, when the fuel distribution mechanism 105 and the fuel storage unit 102 are stacked and integrated, a fuel flow path connecting them may be used. The fuel distribution mechanism 105 only needs to be connected to the fuel storage unit 102 via the flow path 103.

ここで、燃料分配機構１０５は図３に示すように、燃料が流路１０３を介して流入する少なくとも１個の燃料注入口２１と、燃料やその気化成分を排出する複数個の燃料排出口２２とを有する燃料分配板２３を備えている。燃料分配板２３の内部には図２に示すように、燃料注入口２１から導かれた燃料の通路となる空隙部２４が設けられている。複数の燃料排出口２２は燃料通路として機能する空隙部２４にそれぞれ直接接続されている。   Here, as shown in FIG. 3, the fuel distribution mechanism 105 includes at least one fuel inlet 21 through which fuel flows through the flow path 103 and a plurality of fuel outlets 22 through which fuel and its vaporized components are discharged. The fuel distribution plate 23 having As shown in FIG. 2, a gap 24 serving as a fuel passage led from the fuel inlet 21 is provided inside the fuel distribution plate 23. The plurality of fuel discharge ports 22 are directly connected to gaps 24 that function as fuel passages.

燃料注入口２１から燃料分配機構１０５に導入された燃料は空隙部２４に入り、この燃料通路として機能する空隙部２４を介して複数の燃料排出口２２にそれぞれ導かれる。複数の燃料排出口２２には、例えば燃料の気化成分のみを透過し、液体成分は透過させない気液分離体（図示せず）を配置してもよい。これによって、燃料電池発電部１０１のアノード（燃料極）１３には燃料の気化成分が供給される。なお、気液分離体は燃料分配機構１０５とアノード１３との間に気液分離膜等として設置してもよい。燃料の気化成分は複数の燃料排出口２２からアノード１３の複数個所に向けて排出される。   The fuel introduced into the fuel distribution mechanism 105 from the fuel inlet 21 enters the gap portion 24 and is guided to the plurality of fuel discharge ports 22 through the gap portion 24 functioning as the fuel passage. For example, a gas-liquid separator (not shown) that transmits only the vaporized component of the fuel and does not transmit the liquid component may be disposed in the plurality of fuel discharge ports 22. As a result, the fuel vaporization component is supplied to the anode (fuel electrode) 13 of the fuel cell power generation unit 101. The gas-liquid separator may be installed as a gas-liquid separation membrane or the like between the fuel distribution mechanism 105 and the anode 13. The vaporized component of the fuel is discharged from a plurality of fuel discharge ports 22 toward a plurality of locations on the anode 13.

燃料排出口２２は燃料電池発電部１０１の全体に燃料を供給することが可能なように、燃料分配板２３のアノード１３と接する面に複数設けられている。燃料排出口２２の個数は２個以上であればよいが、燃料電池発電部１０１の面内における燃料供給量を均一化する上で、０．１〜１０個／ｃｍ2の燃料排出口２２が存在するように形成することが好ましい。 A plurality of fuel discharge ports 22 are provided on the surface of the fuel distribution plate 23 in contact with the anode 13 so that fuel can be supplied to the entire fuel cell power generation unit 101. The number of the fuel discharge ports 22 may be two or more. However, in order to equalize the fuel supply amount in the plane of the fuel cell power generation unit 101, the fuel discharge ports 22 of 0.1 to 10 / cm 2 are provided. It is preferable to form it so that it exists.

燃料分配機構１０５と燃料収容部１０２の間を接続する流路１０３には、ポンプ１０４が挿入されている。このポンプ１０４は燃料を循環される循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部１０２から燃料分配機構１０５に燃料を移送する燃料供給ポンプである。このようなポンプ１０４で必要時に燃料を送液することによって、燃料供給量の制御性を高めるものである。この場合、ポンプ１０４としては、少量の燃料を制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、ロータリーベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することが好ましい。ロータリーベーンポンプはモータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。ダイアフラムポンプは電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。   A pump 104 is inserted into a flow path 103 that connects between the fuel distribution mechanism 105 and the fuel storage unit 102. The pump 104 is not a circulation pump through which fuel is circulated, but is a fuel supply pump that transfers fuel from the fuel storage unit 102 to the fuel distribution mechanism 105 to the last. By supplying the fuel when necessary with such a pump 104, the controllability of the fuel supply amount is improved. In this case, a rotary vane pump, an electroosmotic pump, a diaphragm pump, a squeezing pump, etc. should be used as the pump 104 from the viewpoint that a small amount of fuel can be sent with good controllability and can be reduced in size and weight. Is preferred. A rotary vane pump feeds liquid by rotating a wing with a motor. The electroosmotic flow pump uses a sintered porous material such as silica that causes an electroosmotic flow phenomenon. The diaphragm pump is a pump that feeds liquid by driving the diaphragm with an electromagnet or piezoelectric ceramics. The squeezing pump presses a part of the flexible fuel flow path and squeezes the fuel. Among these, it is more preferable to use an electroosmotic pump or a diaphragm pump having piezoelectric ceramics from the viewpoint of driving power, size, and the like.

ポンプ１０４には、第１の検出手段としてポンプ異常検出部１０４１が設けられている。このポンプ異常検出部１０４１は、動作不良などポンプ動作の異常を検出するもので、ポンプ異常を検出すると検出信号を制御部７に出力する。また、ポンプ１０４には、後述する燃料供給制御回路５が接続され、ポンプ１０４の駆動が制御される。   The pump 104 is provided with a pump abnormality detection unit 1041 as a first detection means. The pump abnormality detection unit 1041 detects a pump operation abnormality such as an operation failure, and outputs a detection signal to the control unit 7 when a pump abnormality is detected. In addition, a fuel supply control circuit 5 described later is connected to the pump 104, and the drive of the pump 104 is controlled.

このような構成において、燃料収容部１０２に収容された燃料は、ポンプ１０４により流路１０３を移送され、燃料分配機構１０５に供給される。そして、燃料分配機構１０５から放出された燃料は、燃料電池発電部１０１のアノード（燃料極）１３に供給される。燃料電池発電部１０１内において、燃料はアノードガス拡散層１２を拡散してアノード触媒層１１に供給される。燃料としてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層１１で下記の(1)式に示すメタノールの内部改質反応が生じる。なお、メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層１４で生成した水や電解質膜１７中の水をメタノールと反応させて(1)式の内部改質反応を生起させる。あるいは、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。   In such a configuration, the fuel stored in the fuel storage unit 102 is transferred through the flow path 103 by the pump 104 and supplied to the fuel distribution mechanism 105. The fuel released from the fuel distribution mechanism 105 is supplied to the anode (fuel electrode) 13 of the fuel cell power generation unit 101. In the fuel cell power generation unit 101, the fuel diffuses through the anode gas diffusion layer 12 and is supplied to the anode catalyst layer 11. When methanol fuel is used as the fuel, an internal reforming reaction of methanol shown in the following formula (1) occurs in the anode catalyst layer 11. When pure methanol is used as the methanol fuel, the water generated in the cathode catalyst layer 14 or the water in the electrolyte membrane 17 is reacted with methanol to cause the internal reforming reaction of the formula (1). Alternatively, the internal reforming reaction is caused by another reaction mechanism that does not require water.

ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ → ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ- …(1)
この反応で生成した電子（ｅ-）は集電体を経由して外部に導かれ、いわゆる出力として負荷側に供給された後、カソード（空気極）１６に導かれる。また、(1)式の内部改質反応で生成したプロトン（Ｈ+）は電解質膜１７を経てカソード１６に導かれる。カソード１６には酸化剤として空気が供給される。カソード１６に到達した電子（ｅ-）とプロトン（Ｈ+）は、カソード触媒層１４で空気中の酸素と下記の(2)式にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成される。 CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e − (1)
Electrons (e − ) generated by this reaction are guided to the outside via a current collector, supplied to the load side as so-called output, and then guided to the cathode (air electrode) 16. Further, protons (H + ) generated by the internal reforming reaction of the formula (1) are guided to the cathode 16 through the electrolyte membrane 17. Air is supplied to the cathode 16 as an oxidant. Electrons (e − ) and protons (H + ) that have reached the cathode 16 react with oxygen in the air according to the following equation (2) in the cathode catalyst layer 14, and water is generated with this reaction.

６ｅ-＋６Ｈ+＋（３／２）Ｏ2 → ３Ｈ2Ｏ …(2)
図１に戻って、このように構成された燃料電池本体１は、燃料電池発電部（セル）１０１に第２の検出手段として温度センサ１０６が設けられている。この温度センサ１０６は、燃料電池発電部（セル）１０１の発熱部の温度を検出するもので、例えば、サーミスタや熱電対からなり、図２に示す燃料電池発電部（セル）１０１のカソード(空気極)１６に配置されている。また、温度センサ１０６は、発熱温度に対応する検出信号を制御部７に出力する。制御部７については、後述する。 6e − + 6H + + (3/2) O 2 → 3H 2 O (2)
Returning to FIG. 1, the fuel cell main body 1 configured in this way is provided with a temperature sensor 106 as a second detection means in the fuel cell power generation unit (cell) 101. The temperature sensor 106 detects the temperature of the heat generating part of the fuel cell power generation unit (cell) 101, and is composed of, for example, a thermistor or a thermocouple, and is the cathode (air) of the fuel cell power generation unit (cell) 101 shown in FIG. Pole) 16. Further, the temperature sensor 106 outputs a detection signal corresponding to the heat generation temperature to the control unit 7. The controller 7 will be described later.

燃料電池本体１には、出力検出部６及び出力調整手段としてＤＣ−ＤＣコンバータ（電圧調整回路）２が接続されている。出力検出部６は、燃料電池発電部（セル）１０１の出力として出力電圧と出力電流を検出し、これら出力電圧と出力電流に対応する検出信号を制御部７に出力する。   The fuel cell body 1 is connected to an output detection unit 6 and a DC-DC converter (voltage adjustment circuit) 2 as output adjustment means. The output detection unit 6 detects an output voltage and an output current as outputs of the fuel cell power generation unit (cell) 101, and outputs detection signals corresponding to these output voltage and output current to the control unit 7.

ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、不図示のスイッチング要素とエネルギー蓄積要素を有し、これらスイッチング要素とエネルギー蓄積要素により燃料電池本体１で発電された電気エネルギーを蓄積／放出させ、燃料電池本体１からの比較的低い出力電圧を十分の電圧まで昇圧して生成される出力を発生する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、制御部７の指示により出力（出力電圧）を任意に調整できるようになっている。このＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力は、補助電源４に供給される。   The DC-DC converter 2 includes a switching element and an energy storage element (not shown). The DC-DC converter 2 stores / releases electric energy generated by the fuel cell body 1 by the switching element and the energy storage element, An output generated by boosting a relatively low output voltage to a sufficient voltage is generated. Further, the DC-DC converter 2 can arbitrarily adjust the output (output voltage) according to an instruction from the control unit 7. The output of the DC-DC converter 2 is supplied to the auxiliary power supply 4.

なお、ここでは標準的な昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ２を示したが、昇圧動作が可能なものならば、他の回路方式のものでも実施可能である。   Although the standard boost type DC-DC converter 2 is shown here, other circuit systems can be used as long as the boost operation is possible.

ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力端には、補助電源４が接続され、所謂ハイブリッド型燃料電池を構成している。この補助電源４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力により充電可能としたもので、電子機器本体３の瞬間的な負荷変動に対して電流を供給し、また、燃料枯渇状態になって前記燃料電池本体１が発電不能に陥った場合に電子機器本体３の駆動電源として用いられる。この補助電源４には、充放電可能な蓄電素子(例えばリチウムイオン二次電池（ＬＩＢ）)や電気二重層コンデンサ）が用いられる。   An auxiliary power supply 4 is connected to the output end of the DC-DC converter 2 to constitute a so-called hybrid fuel cell. The auxiliary power supply 4 can be charged by the output of the DC-DC converter 2 and supplies a current to an instantaneous load fluctuation of the electronic device main body 3, and the fuel cell is in a fuel-depleted state. When the main body 1 is incapable of generating power, it is used as a driving power source for the electronic device main body 3. As the auxiliary power source 4, a chargeable / dischargeable storage element (for example, a lithium ion secondary battery (LIB)) or an electric double layer capacitor) is used.

補助電源４には、第３の検出手段としての補助電源出力検出部８及び燃料供給制御回路５が接続されている。補助電源出力検出部８は、補助電源４の出力として、例えば出力電圧を検出し、この出力電圧に対応する検出信号を制御部７に出力する。燃料供給制御回路５は、補助電源４を電源としてポンプ１０４のオンオフ動作を制御するもので、制御部７の指示に基づいてポンプ１０４による燃料供給時間及び燃料供給量などを制御する。   The auxiliary power source 4 is connected to an auxiliary power source output detection unit 8 and a fuel supply control circuit 5 as third detecting means. The auxiliary power output detection unit 8 detects, for example, an output voltage as an output of the auxiliary power source 4 and outputs a detection signal corresponding to the output voltage to the control unit 7. The fuel supply control circuit 5 controls the on / off operation of the pump 104 using the auxiliary power supply 4 as a power source, and controls the fuel supply time, the fuel supply amount, and the like by the pump 104 based on instructions from the control unit 7.

燃料供給制御回路５には、制御部７が接続されている。制御部７は、システム全体を制御するもので、状態監視部７０１、状態判定部７０２、ポンプ制御信号発生部７０３、報知制御部７０４を有している。状態監視部７０１は、所定の時間間隔、例えば１秒ごとに出力検出部６で検出される燃料電池本体１の出力電圧及び出力電流、補助電源出力検出部８で検出される補助電源４の出力電圧及び温度センサ１０６の検出出力、ポンプ異常検出部１０４１の異常検出信号の有無を監視する。状態判定部７０２は、燃料電池システムの各運転制御状態、例えば、図４に示す停止状態Ａ、起動条件確認状態Ｂ、起動運転状態Ｃ、異常停止処理状態Ｄ、定常運転状態Ｅ、停止運転状態Ｆ、待機状態Ｇの各状態ごとに、状態監視部７０１より監視される燃料電池本体１の出力電圧及び出力電流、補助電源４の出力電圧、温度センサ１０６の検出出力のそれぞれの状態、ポンプ１０４の異常の有無に基づいて、これら燃料電池本体１、補助電源４、温度センサ１０６及びポンプ１０４の状態（異常の有無）を判定する。また、状態判定部７０２は、出力検出部６、補助電源出力検出部８、温度センサ１０６それぞれの状態（異常）を始め、制御部７自身の状態（異常）を判定する機能も有している。ポンプ制御信号発生部７０３は、燃料供給制御回路５に対してポンプ１０４による燃料供給時間及び燃料供給量などの制御指令を出力するとともに、状態判定部７０２での異常判定によりポンプ１０４の動作を強制停止させる。報知制御部７０４は、状態判定部７０２での異常の判定により電子機器本体３に異常報知信号を出力し、例えば、電子機器本体３側に設けられる表示器（例えばＬＥＤ）３０１を点灯制御する。この場合、異常報知信号を不図示の通信回線を介して携帯電話端末に送信して異常を報知するようにしても良い。   A controller 7 is connected to the fuel supply control circuit 5. The control unit 7 controls the entire system, and includes a state monitoring unit 701, a state determination unit 702, a pump control signal generation unit 703, and a notification control unit 704. The state monitoring unit 701 outputs the output voltage and output current of the fuel cell main body 1 detected by the output detection unit 6 every predetermined time interval, for example, every second, and the output of the auxiliary power supply 4 detected by the auxiliary power supply output detection unit 8. The detection output of the voltage and temperature sensor 106 and the presence / absence of an abnormality detection signal of the pump abnormality detection unit 1041 are monitored. The state determination unit 702 is an operation control state of the fuel cell system, for example, a stop state A, a start condition check state B, a start operation state C, an abnormal stop processing state D, a steady operation state E, and a stop operation state shown in FIG. F, for each state of the standby state G, the output voltage and output current of the fuel cell body 1 monitored by the state monitoring unit 701, the output voltage of the auxiliary power supply 4, the respective states of the detection output of the temperature sensor 106, the pump 104 Based on the presence / absence of the abnormality, the states (absence / absence) of the fuel cell main body 1, the auxiliary power source 4, the temperature sensor 106, and the pump 104 are determined. The state determination unit 702 also has a function of determining the state (abnormality) of the control unit 7 itself, including the state (abnormality) of each of the output detection unit 6, the auxiliary power output detection unit 8, and the temperature sensor 106. . The pump control signal generation unit 703 outputs a control command such as the fuel supply time and fuel supply amount by the pump 104 to the fuel supply control circuit 5 and forces the operation of the pump 104 by the abnormality determination in the state determination unit 702. Stop. The notification control unit 704 outputs an abnormality notification signal to the electronic device main body 3 based on the determination of abnormality in the state determination unit 702, and for example, controls lighting of a display (for example, LED) 301 provided on the electronic device main body 3 side. In this case, an abnormality notification signal may be transmitted to the mobile phone terminal via a communication line (not shown) to notify the abnormality.

制御部７には、ユーザ操作手段として起動スイッチ９が接続されている。この起動スイッチ９は、システムを起動する際に、例えばユーザにより押し操作される。この場合、起動スイッチ９に代えて、制御部７に対して不図示の通信回線よりシステム起動の指示を入力するようにしても良い。   An activation switch 9 is connected to the control unit 7 as a user operation means. The start switch 9 is pushed by a user, for example, when starting the system. In this case, instead of the activation switch 9, a system activation instruction may be input to the control unit 7 from a communication line (not shown).

なお、制御部７には、ログメモリ７０５が設けられている。このログメモリ７０５は、異常発生の際に異常解析に役立てる各種データを記憶するもので、さらにポンプ１０４の動作異常や燃料電池発電部１０１の過熱など重大な異常情報を記憶する。この異常情報は、システムの再起動を拒否するのに用いられる。   The control unit 7 is provided with a log memory 705. The log memory 705 stores various data that are useful for abnormality analysis when an abnormality occurs, and further stores important abnormality information such as abnormal operation of the pump 104 and overheating of the fuel cell power generation unit 101. This abnormality information is used to refuse system restart.

次に、このように構成された実施の形態の作用を図４に示す状態遷移図に従い説明する。   Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the state transition diagram shown in FIG.

まず、図４のＡに示す燃料電池本体１の停止状態において、負荷である電子機器本体３が使用されておらず燃料電池本体１の運転を全く必要としない状態では、仮に、燃料電池本体１に対して起動要求があっても、制御部７は、燃料供給制御回路５への給電を停止して燃料電池発電部１０１への燃料供給を禁止し燃料電池発電部１０１の発電電力が無駄に消費されないようにしている。   First, in the stopped state of the fuel cell main body 1 shown in FIG. 4A, in the state where the electronic device main body 3 which is a load is not used and the operation of the fuel cell main body 1 is not required at all, the fuel cell main body 1 is assumed. Even if there is an activation request, the control unit 7 stops power supply to the fuel supply control circuit 5 and prohibits the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101, so that the power generated by the fuel cell power generation unit 101 is wasted. I try not to consume it.

次に、システムの停止状態Ａから、負荷である電子機器本体３が使用されている状態で、例えばユーザにより起動スイッチ９が押し操作され、システム起動要求が入力されると（又は通信回線を介しての起動要求が入力されると）、図４のＢに示す起動条件確認状態に遷移する。この起動条件確認状態Ｂでは、状態判定部７０２により出力検出部６、補助電源出力検出部８、温度センサ１０６のそれぞれについて現在の状態（異常）を判定する。この場合、出力検出部６、補助電源出力検出部８、温度センサ１０６の状態判定は、例えば、出力検出部６、補助電源出力検出部８、温度センサ１０６のそれぞれの通常出力に対する現在の出力の異常性の有無から判定（診断）する。また、状態判定部７０２は、制御部７自身の異常の有無も判定する。状態判定部７０２で全てについて異常判定がなされない場合は、図４のＣに示す起動運転状態に遷移する。起動運転状態Ｃについては後述する。   Next, in the state where the electronic device main body 3 as a load is used from the system stop state A, for example, when the user presses the start switch 9 and inputs a system start request (or via a communication line). Transition to the activation condition confirmation state shown in FIG. 4B. In this activation condition confirmation state B, the state determination unit 702 determines the current state (abnormality) for each of the output detection unit 6, auxiliary power output detection unit 8, and temperature sensor 106. In this case, the state determination of the output detection unit 6, the auxiliary power supply output detection unit 8, and the temperature sensor 106 is performed by, for example, the current output for each normal output of the output detection unit 6, the auxiliary power supply output detection unit 8, and the temperature sensor 106. Judgment (diagnosis) based on the presence or absence of abnormality. The state determination unit 702 also determines whether the control unit 7 itself has an abnormality. When the state determination unit 702 does not perform abnormality determination for all, the state transitions to the startup operation state shown in FIG. The startup operation state C will be described later.

一方、状態判定部７０２において、出力検出部６、補助電源出力検出部８、温度センサ１０６及び制御部７のいずれか一つでも異常判定がなされると図４のＤに示す異常停止処理状態に遷移する。異常停止処理状態Ｄでは、報知制御部７０４より電子機器本体３に対して異常報知信号を出力し、表示器（例えばＬＥＤ）３０１を点灯制御する。この場合、表示器３０１は、例えば、０．１秒間点灯、０．１秒間消灯の点滅動作を１０秒間繰り返し、こののち消灯してユーザに異常発生の旨を報知する。また、このときの異常発生の状況はログメモリ７０５に記憶される。そして、図４のＦに示す停止運転状態に遷移する。停止運転状態Ｆでは、報知制御部７０４より再び電子機器本体３に異常報知信号を出力し、表示器３０１を連続点灯させる。そして、起動条件確認状態Ｂの前の状態に戻る。   On the other hand, in the state determination unit 702, if any one of the output detection unit 6, the auxiliary power output detection unit 8, the temperature sensor 106, and the control unit 7 is determined to be abnormal, the abnormal stop processing state shown in FIG. Transition. In the abnormal stop processing state D, the notification control unit 704 outputs an abnormality notification signal to the electronic device main body 3, and controls the lighting of the display (for example, LED) 301. In this case, for example, the display 301 repeats the blinking operation of lighting for 0.1 seconds and turning off for 0.1 seconds for 10 seconds, and then turns off to notify the user that an abnormality has occurred. Also, the status of the occurrence of abnormality at this time is stored in the log memory 705. And it changes to the stop driving | running state shown to F of FIG. In the stop operation state F, the notification control unit 704 outputs an abnormality notification signal to the electronic device main body 3 again, and the display 301 is continuously lit. And it returns to the state before the starting condition confirmation state B.

次に、起動運転状態Ｃでは、まず、制御部７によりログメモリ７０５の内容を確認する。ここで、ログメモリ７０５に重大な異常情報が記憶されていて、これを確認すると、直ちに異常停止処理状態Ｄに遷移する。ここでの重大な異常情報については後述する。一方、重大な異常情報が無ければ、報知制御部７０４より電子機器本体３に対して報知信号を出力し、表示器３０１を、例えば、０．１秒間点灯、２．９秒間消灯の点滅動作を繰り返す。そして、ポンプ制御信号発生部７０３より燃料供給制御回路５にポンプ１０４の動作を指示し、燃料電池発電部１０１へ燃料を開始する。この場合、最初に燃料電池本体１の出力電圧の立ち上げを行う。このとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の動作を停止し、補助電源４の充電を禁止している。そして、出力検出部６で検出される出力電圧が所定値に達すると、次の燃料電池本体１の出力電流の立ち上げを行う。この時点でＤＣ−ＤＣコンバータ２を動作させて補助電源４の充電を開始する。その後、出力検出部６で検出される出力電流が所定値に達すると、次の温度立ち上げを行う。この温度立ち上げは、温度センサ１０６の検出出力により燃料電池発電部１０１の温度のピーク値を検出するとともに、このピーク値より僅かに遅らせて燃料供給を行うような動作を繰り返し燃料電池発電部１０１の温度を所定温度（例えば４９℃）まで立ち上げる。そして、この状態で、図４のＥに示す定常運転状態に遷移する。定常運転状態Ｅについては後述する。   Next, in the startup operation state C, first, the content of the log memory 705 is confirmed by the control unit 7. Here, serious abnormality information is stored in the log memory 705, and when this is confirmed, the state immediately transitions to the abnormality stop processing state D. The serious abnormality information here will be described later. On the other hand, if there is no serious abnormality information, a notification signal is output from the notification control unit 704 to the electronic device main body 3, and the display 301 is turned on for 0.1 seconds, for example, is turned off for 2.9 seconds. repeat. Then, the pump control signal generator 703 instructs the fuel supply control circuit 5 to operate the pump 104, and starts fuel to the fuel cell power generator 101. In this case, the output voltage of the fuel cell main body 1 is first raised. At this time, the operation of the DC-DC converter 2 is stopped, and charging of the auxiliary power supply 4 is prohibited. When the output voltage detected by the output detector 6 reaches a predetermined value, the next output current of the fuel cell body 1 is raised. At this time, the DC-DC converter 2 is operated and charging of the auxiliary power supply 4 is started. Thereafter, when the output current detected by the output detector 6 reaches a predetermined value, the next temperature rise is performed. In this temperature rise, the peak value of the temperature of the fuel cell power generation unit 101 is detected from the detection output of the temperature sensor 106, and the fuel cell power generation unit 101 is repeatedly operated to supply fuel with a slight delay from the peak value. Is raised to a predetermined temperature (for example, 49 ° C.). And in this state, it changes to the steady operation state shown to E of FIG. The steady operation state E will be described later.

なお、かかる起動運転状態Ｃでは、以下の動作も可能になっている。この場合、燃料電池本体１の起動により状態監視部７０１で監視される燃料電池本体１の出力電圧及び出力電流、燃料電池発電部１０１の温度にそれぞれ注目し、起動時点で、例えば、燃料電池本体１の出力電圧が既に所定値に達しているならば、出力電圧の立ち上げ過程を省略して直ちに出力電流の立ち上げを行い、また、燃料電池本体１の出力電圧及び出力電流が既に所定値に達しているならば、これら出力電圧及び出力電流の立ち上げ過程を省略して直ちに温度立ち上げを行い、さらに出力電圧、出力電流及び温度が全て所定値に達しているならば、これら出力電圧、出力電流及び温度の立ち上げ過程を全て省略して直ちに定常運転状態Ｅに遷移する。このような制御は、例えば前回の運転終了から比較的短い時間で再び起動運転を行うような場合に有効であり、燃料電池本体１の起動から定常運転までの所要時間を短縮できる。   In the startup operation state C, the following operations are also possible. In this case, paying attention to the output voltage and output current of the fuel cell main body 1 monitored by the state monitoring unit 701 by the activation of the fuel cell main body 1 and the temperature of the fuel cell power generation unit 101, respectively, If the output voltage of 1 has already reached the predetermined value, the output voltage rise process is skipped immediately and the output current is immediately raised, and the output voltage and output current of the fuel cell body 1 are already at the predetermined value. If the output voltage, the output current and the temperature have all reached the predetermined values, the output voltage and the output current are skipped, and the temperature is immediately raised. Then, all of the output current and temperature rise processes are omitted, and the state immediately transitions to the steady operation state E. Such control is effective, for example, when the start-up operation is performed again in a relatively short time from the end of the previous operation, and the time required from the start-up of the fuel cell main body 1 to the steady operation can be shortened.

起動運転状態Ｃでは、補助電源出力検出部８により検出される補助電源４の出力電圧が所定値以上の満充電状態（例えば４．１Ｖ以上）の場合は、直ちに待機状態Ｇに遷移する。待機状態Ｇについては、後述する。   In the startup operation state C, when the output voltage of the auxiliary power source 4 detected by the auxiliary power source output detection unit 8 is in a fully charged state (for example, 4.1 V or higher) that is a predetermined value or higher, the state immediately transitions to the standby state G. The standby state G will be described later.

一方、起動運転状態Ｃで異常を検出すると、異常停止処理状態Ｄに遷移する。この場合、起動運転状態Ｃでの異常は、温度センサ１０６による燃料電池発電部１０１の検出温度が所定値以上（過熱）の状態、ポンプ異常検出部１０４１よりポンプ１０４の動作異常にともない出力される異常検出信号、出力検出部６により検出される燃料電池本体１の出力電圧又は出力電流の異常値、補助電源出力検出部８により検出される補助電源４の出力電圧の異常値（例えば、ＬＩＢの場合、動作電圧で不安定とされている２．３〜３．３Ｖの電圧値）、或いは周囲温度の異常な高温状態又は低温状態（これら周囲温度の異常は電子機器本体３側に設けられる不図示の温度センサなどにより検出することができる。）などである。   On the other hand, when an abnormality is detected in the startup operation state C, the state transits to an abnormal stop processing state D. In this case, the abnormality in the startup operation state C is output when the temperature detected by the fuel cell power generation unit 101 by the temperature sensor 106 is equal to or higher than a predetermined value (overheating), and from the pump abnormality detection unit 1041 due to the operation abnormality of the pump 104. An abnormality detection signal, an abnormal value of the output voltage or output current of the fuel cell main body 1 detected by the output detection unit 6, an abnormal value of the output voltage of the auxiliary power supply 4 detected by the auxiliary power supply output detection unit 8 (for example, LIB In this case, the operating voltage is unstable (voltage value of 2.3 to 3.3 V), or the ambient temperature is abnormally high or low (the ambient temperature abnormality is not provided on the electronic device body 3 side). It can be detected by the illustrated temperature sensor or the like.

異常停止処理状態Ｄでは、ポンプ制御信号発生部７０３より燃料供給制御回路５にポンプ１０４の動作停止を指示し、燃料電池発電部１０１への燃料供給を一切停止する。また、報知制御部７０４より電子機器本体３に対して異常報知信号を出力し、表示器（例えばＬＥＤ）３０１を点灯させる。この場合、表示器３０１は、例えば、０．１秒間点灯、０．１秒間消灯の点滅動作を１０秒間繰り返し、こののち消灯し、ユーザに異常発生の旨を報知する。また、このときの異常発生の状況はログメモリ７０５に記憶する。この場合、特に、燃料電池発電部１０１の過熱とポンプ１０４の動作異常については、重大な異常情報としてログメモリ７０５に記憶する。   In the abnormal stop processing state D, the pump control signal generation unit 703 instructs the fuel supply control circuit 5 to stop the operation of the pump 104 and stops the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101 at all. Further, the notification control unit 704 outputs an abnormality notification signal to the electronic device main body 3 to light the display (for example, LED) 301. In this case, for example, the indicator 301 repeats blinking operation of lighting for 0.1 seconds and turning off for 0.1 seconds for 10 seconds, and then turns off to notify the user that an abnormality has occurred. In addition, the state of occurrence of abnormality at this time is stored in the log memory 705. In this case, in particular, overheating of the fuel cell power generation unit 101 and abnormal operation of the pump 104 are stored in the log memory 705 as serious abnormality information.

そして、停止運転状態Ｆに遷移する。停止運転状態Ｆでは、燃料電池発電部１０１への燃料供給を停止したままで、報知制御部７０４より再度電子機器本体３に異常報知信号を出力し、表示器３０１を連続点灯させたのち、起動条件確認状態Ｂの前の状態に戻る。   And it changes to the stop driving state F. In the stop operation state F, while the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101 is stopped, the notification control unit 704 outputs an abnormality notification signal to the electronic device main body 3 again to turn on the display 301 continuously, and then start Return to the state before the condition confirmation state B.

次に、定常運転状態Ｅでは、報知制御部７０４より電子機器本体３に対して報知信号を出力し、表示器３０１の表示を、例えば、１秒間点灯、１秒間消灯の点滅動作に変更する。そして、ポンプ制御信号発生部７０３より燃料供給制御回路５に対しポンプ１０４による燃料供給時間及び燃料供給量などの制御指令を発生し、燃料電池本体１の定常運転を行う。   Next, in the steady operation state E, the notification control unit 704 outputs a notification signal to the electronic device main body 3, and changes the display on the display 301 to, for example, a blinking operation of lighting for 1 second and turning off for 1 second. Then, a control command such as a fuel supply time and a fuel supply amount by the pump 104 is generated from the pump control signal generation unit 703 to the fuel supply control circuit 5 to perform steady operation of the fuel cell main body 1.

その後、かかる定常運転の状態から、補助電源出力検出部８により検出される補助電源４の出力電圧が所定値以上の満充電の状態になると、停止運転状態Ｆに遷移する。停止運転状態Ｆでは、ポンプ制御信号発生部７０３より燃料供給制御回路５にポンプ１０４の動作停止を指示し、燃料電池発電部１０１への燃料供給を一切停止する。そして、待機状態Ｇに遷移する。   Thereafter, when the output voltage of the auxiliary power supply 4 detected by the auxiliary power supply output detection unit 8 is in a fully charged state equal to or higher than a predetermined value from the steady operation state, the state transits to the stop operation state F. In the stop operation state F, the pump control signal generation unit 703 instructs the fuel supply control circuit 5 to stop the operation of the pump 104 and stops the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101 at all. And it changes to standby state G.

待機状態Ｇでは、報知制御部７０４より電子機器本体３に対して報知信号を出力し、表示器３０１の表示を、例えば、１秒間点灯、９秒間消灯の点滅動作に変更する。また、制御部７によりＤＣ−ＤＣコンバータ２の動作を停止させ、補助電源４の充電を禁止する。この状態で、補助電源４による電子機器本体３などへの給電を継続する。その後、補助電源４の充電電荷が減少し、補助電源出力検出部８より検出される補助電源４の出力電圧が再充電可能なレベルまで低下すると、再び起動運転状態Ｃに戻り、上述した動作を再実行する。   In the standby state G, a notification signal is output from the notification control unit 704 to the electronic device main body 3, and the display on the display 301 is changed to, for example, a blinking operation of lighting for 1 second and turning off for 9 seconds. Further, the control unit 7 stops the operation of the DC-DC converter 2 and prohibits the auxiliary power supply 4 from being charged. In this state, power supply to the electronic device main body 3 and the like by the auxiliary power supply 4 is continued. Thereafter, when the charge of the auxiliary power source 4 decreases and the output voltage of the auxiliary power source 4 detected by the auxiliary power source output detecting unit 8 decreases to a level at which recharging is possible, the operation returns to the start operation state C again, and the above-described operation is performed. Try again.

一方、定常運転状態Ｅで異常を検出すると、異常停止処理状態Ｄに遷移する。この場合も定常運転状態Ｅでの異常は、温度センサ１０６による燃料電池発電部１０１の検出温度が所定値以上（過熱）の状態、ポンプ異常検出部１０４１よりポンプ１０４の動作異常にともない出力される異常検出信号、出力検出部６により検出される燃料電池本体１の出力電圧又は出力電流の異常値、補助電源出力検出部８により検出される補助電源４の出力電圧の異常値（例えば、ＬＩＢの場合、動作電圧で不安定とされている２．３〜３．３Ｖの電圧値）、或いは周囲温度の異常な高温状態又は低温状態（これら周囲温度の異常は電子機器本体３側に設けられる不図示の温度センサなどにより検出することができる。）などである。   On the other hand, when an abnormality is detected in the steady operation state E, a transition is made to the abnormal stop processing state D. Also in this case, the abnormality in the steady operation state E is output when the detected temperature of the fuel cell power generation unit 101 by the temperature sensor 106 is equal to or higher than a predetermined value (overheating), and from the pump abnormality detection unit 1041 due to the operation abnormality of the pump 104. An abnormality detection signal, an abnormal value of the output voltage or output current of the fuel cell main body 1 detected by the output detection unit 6, an abnormal value of the output voltage of the auxiliary power supply 4 detected by the auxiliary power supply output detection unit 8 (for example, LIB In this case, the operating voltage is unstable (voltage value of 2.3 to 3.3 V), or the ambient temperature is abnormally high or low (the ambient temperature abnormality is not provided on the electronic device body 3 side). It can be detected by the illustrated temperature sensor or the like.

異常停止処理状態Ｄでは、ポンプ制御信号発生部７０３より燃料供給制御回路５にポンプ１０４の動作停止を指示し、燃料電池発電部１０１への燃料供給を一切停止する。また、報知制御部７０４より電子機器本体３に対して異常報知信号を出力し、表示器（例えばＬＥＤ）３０１を、例えば、０．１秒間点灯、０．１秒間消灯の点滅動作を１０秒間繰り返し、こののち消灯し、ユーザに異常発生の旨を報知する。また、このときの異常発生の状況はログメモリ７０５に記憶する。この場合も、特に、燃料電池発電部１０１の過熱とポンプ１０４の動作異常については、重大な異常情報としてログメモリ７０５に記憶する。   In the abnormal stop processing state D, the pump control signal generation unit 703 instructs the fuel supply control circuit 5 to stop the operation of the pump 104 and stops the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101 at all. In addition, an abnormality notification signal is output from the notification control unit 704 to the electronic device main body 3, and the display (for example, LED) 301 is repeatedly turned on for 0.1 seconds and turned off for 0.1 seconds for 10 seconds. After that, the light is turned off to notify the user that an abnormality has occurred. In addition, the state of occurrence of abnormality at this time is stored in the log memory 705. Also in this case, in particular, overheating of the fuel cell power generation unit 101 and abnormal operation of the pump 104 are stored in the log memory 705 as serious abnormality information.

そして、停止運転状態Ｆに遷移する。停止運転状態Ｆでは、燃料電池発電部１０１への燃料供給を停止したままで、報知制御部７０４より再度電子機器本体３に異常報知信号を出力し、表示器３０１を連続点灯させ、起動条件確認状態Ｂの前の状態に戻る。   And it changes to the stop driving state F. In the stop operation state F, while the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101 is stopped, the notification control unit 704 outputs an abnormality notification signal to the electronic device main body 3 again, the display 301 is continuously lit, and the start condition is confirmed. Return to the state before State B.

なお、起動運転状態Ｃ又は定常運転状態Ｅにおいて、ユーザによる起動スイッチ９の長押しなどの操作、或いは通信回線を介して停止要求が入力されると、これら起動運転状態Ｃ及び定常運転状態Ｅは、直ちに停止運転状態Ｆに遷移し、その後、起動条件確認状態Ｂの前の状態に戻る。この場合、特に、定常運転状態Ｅから停止運転状態Ｆに遷移させる場合、ポンプ１０４の動作を停止して燃料電池発電部１０１への燃料供給を禁止しているが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を動作したままにして負荷側（電子機器本体３など）への給電を続け、出力検出部６で検出される燃料電池本体１の出力電圧又は出力電流や、温度センサ１０６で検出される燃料電池発電部１０１の温度が所定値を下回ったことを判断したところで起動条件確認状態Ｂの前の状態に戻るようにしてもよい。また、待機状態Ｇにおいて、異常発生、或いはユーザによる起動スイッチ９の長押し操作が行われると、待機状態Ｇを中止して直ちに起動条件確認状態Ｂの前の状態に戻る。   Note that, in the start operation state C or the steady operation state E, when the user performs an operation such as long pressing of the start switch 9 or a stop request is input via the communication line, the start operation state C and the steady operation state E are Immediately transitions to the stop operation state F, and then returns to the state before the start condition confirmation state B. In this case, in particular, when transitioning from the steady operation state E to the stop operation state F, the operation of the pump 104 is stopped and the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101 is prohibited, but the DC / DC converter 2 is operated. The power supply to the load side (electronic device main body 3 and the like) is continued and the output voltage or output current of the fuel cell main body 1 detected by the output detection unit 6 or the fuel cell power generation unit detected by the temperature sensor 106 When it is determined that the temperature 101 falls below a predetermined value, the state before the start condition confirmation state B may be returned. Further, in the standby state G, when an abnormality occurs or when the user presses the start switch 9 for a long time, the standby state G is stopped and the state immediately before the start condition confirmation state B is immediately returned.

したがって、このようにすれば、燃料電池本体１に対する運転制御要求と、状態判定部７０２により得られる燃料電池本体１、補助電源４、ポンプ１０４の状態など、つまりシステムの内部状態により、燃料電池本体１の各運転制御の状態（停止状態Ａ、起動条件確認状態Ｂ、起動運転状態Ｃ、運転停止処理状態Ｄ及び定常運転状態Ｅ、停止運転状態Ｆ、待機状態Ｆ）を自動的に判断するとともに、これらの運転制御の状態に基づいて、燃料電池本体１の運転制御状態を遷移させるようにできるので、燃料電池本体１の起動から定常運転、さらに運転停止までの運転制御の状態遷移をスムーズに行うことができるとともに、システムの各運転制御を自律して行うことができる。   Therefore, in this way, the fuel cell main body 1 depends on the operation control request for the fuel cell main body 1 and the state of the fuel cell main body 1, auxiliary power supply 4, pump 104 obtained by the state determination unit 702, that is, the internal state of the system. 1 automatically determines the state of each operation control (stop state A, start condition confirmation state B, start operation state C, operation stop processing state D, steady operation state E, stop operation state F, standby state F). Since the operation control state of the fuel cell main body 1 can be changed based on the state of these operation controls, the state transition of the operation control from the start of the fuel cell main body 1 to the steady operation and further to the operation stop can be smoothly performed. It can be performed and each operation control of the system can be performed autonomously.

また、外部から燃料電池本体１の起動要求があった場合に、起動条件確認状態Ｂにおいて、出力検出部６、補助電源出力検出部８、温度センサ１０６、ポンプ状態検出部１０４１、さらに制御部７自身についても異常が判定（診断）された場合も、起動は行わず異常状態処理Ｄに遷移することにより、内部異常が存在したまま起動した結果、燃料電池発電部１０１の出力の急激な低下、発電の停止、さらに、ポンプ１０４の異常動作による燃料電池発電部１０１の異常な過熱状態などの発生を無くすことができ、安全で、且つ安定した運転制御を行うことができる。   Further, when there is a request for activation of the fuel cell body 1 from the outside, in the activation condition confirmation state B, the output detection unit 6, the auxiliary power output detection unit 8, the temperature sensor 106, the pump state detection unit 1041, and the control unit 7 Even when an abnormality is determined (diagnosed) also for itself, a transition to the abnormal state process D without performing the activation results in a rapid decrease in the output of the fuel cell power generation unit 101 as a result of the activation while the internal abnormality exists. It is possible to eliminate the occurrence of abnormal overheating of the fuel cell power generation unit 101 due to the stop of power generation and the abnormal operation of the pump 104, and safe and stable operation control can be performed.

さらに、起動運転状態Ｃ及び定常運転状態Ｅに遷移した場合も、これらの運転中において出力検出部６、補助電源出力検出部８、温度センサ１０６、ポンプ状態検出部１０４１のそれぞれの出力が監視され、燃料電池本体１の出力低下、温度、さらにポンプ１０４の動作に異常が見られたような場合、速やかに異常停止処理状態Ｄに遷移することにより、異常状態に対する適切な対応を取ることができる。また、異常停止処理状態Ｄでは、燃料電池発電部１０１への燃料の供給を禁止するとともに、ユーザに対して異常が発生した旨を通知し、更に燃料電池発電部１０１の過熱、ポンプ１０４の動作異常については、重大な異常情報としてログメモリ７０５に記憶するようにしているので、ユーザは、システムの異常を速やかに知ることができ、適切な対応を取ることができ、さらにログメモリ７０５に記憶された重大な異常情報により、その後の再起動を禁止することで、更なる重大な異常発生を未然に防止することもできる。この場合、出力検出部６、補助電源出力検出部８、温度センサ１０６、ポンプ状態検出部１０４１のそれぞれの出力は、予め設定された時間ごとに監視され燃料電池本体１の状態を確認しているので、これらの出力を連続して常時監視するのと比べ、システムの電力消費の低減を実現することもできる。   Further, even when transitioning to the startup operation state C and the steady operation state E, the outputs of the output detection unit 6, auxiliary power output detection unit 8, temperature sensor 106, and pump state detection unit 1041 are monitored during these operations. When an abnormality is observed in the output decrease, temperature, and operation of the pump 104 of the fuel cell main body 1, an appropriate response to the abnormal state can be taken by quickly transitioning to the abnormal stop processing state D. . Further, in the abnormal stop processing state D, the supply of fuel to the fuel cell power generation unit 101 is prohibited, the user is notified that an abnormality has occurred, the overheating of the fuel cell power generation unit 101, and the operation of the pump 104 Abnormalities are stored in the log memory 705 as serious abnormality information, so that the user can quickly know the abnormality of the system, can take appropriate measures, and further store in the log memory 705. By prohibiting the subsequent restart based on the serious abnormality information, it is possible to prevent further serious abnormality from occurring. In this case, the outputs of the output detection unit 6, the auxiliary power output detection unit 8, the temperature sensor 106, and the pump state detection unit 1041 are monitored every preset time to confirm the state of the fuel cell main body 1. As a result, the power consumption of the system can be reduced as compared with the continuous monitoring of these outputs.

さらに、定常運転状態Ｅから停止運転状態Ｆに遷移した場合、ポンプ１０４の動作を停止して燃料電池発電部１０１への燃料供給を禁止するとともに、燃料電池本体１からの出力、燃料電池発電部１０１の温度がそれぞれ所定値を下回るまで、燃料電池本体１より負荷側に給電を続けるようにしたので、燃料電池発電部１０１での残留燃料によるクロスオーバによりカソードが異常に発熱し、燃料電池発電部１０１を破損するようなことも無くすことができる。   Further, when transitioning from the steady operation state E to the stop operation state F, the operation of the pump 104 is stopped and the fuel supply to the fuel cell power generation unit 101 is prohibited, and the output from the fuel cell main body 1, the fuel cell power generation unit Since the power supply is continued from the fuel cell main body 1 to the load side until the temperature of each of the fuel cells 101 falls below a predetermined value, the cathode heats abnormally due to the crossover due to the residual fuel in the fuel cell power generation unit 101, and the fuel cell power generation It is possible to prevent the portion 101 from being damaged.

さらに、起動運転状態Ｃでは、燃料電池発電部１０１の出力電圧、出力電流及び温度の順の立ち上げ過程で、既に所定条件を満足する過程が存在すると、この過程を省略して定常運転状態Ｅまで遷移できるようにもしたので、例えば、前回の運転終了から比較的短い時間で再び起動運転を行うような場合に有効であり、燃料電池本体１の起動から定常運転までの所要時間を短縮することもできる。   Furthermore, in the startup operation state C, if there is a process that already satisfies the predetermined conditions in the process of starting up the output voltage, output current, and temperature of the fuel cell power generation unit 101, this process is omitted and the steady operation state E For example, it is effective when the start-up operation is performed again in a relatively short time after the end of the previous operation, and the time required from the start-up of the fuel cell body 1 to the steady operation is shortened. You can also.

本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage.

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。   Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the above effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

さらに燃料電池発電部へ供給される液体燃料の気化成分においても、全て液体燃料の気化成分を供給してもよいが、一部が液体状態で供給される場合であっても本発明を適用することができる。   Further, the vaporized component of the liquid fuel supplied to the fuel cell power generation unit may be all supplied as the vaporized component of the liquid fuel, but the present invention is applied even when a part is supplied in the liquid state. be able to.

本発明の第１の実施の形態にかかる燃料電池システムの概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention. 第１の実施の形態の燃料電池本体を詳細に説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating in detail the fuel cell main body of 1st Embodiment. 第１の実施の形態の燃料電池本体に用いられる燃料分配機構の斜視図。The perspective view of the fuel distribution mechanism used for the fuel cell main body of 1st Embodiment. 第１の実施の形態の動作を説明するための状態遷移図。A state transition diagram for explaining operation of the first embodiment.

１…燃料電池本体、１０１…燃料電池発電部
１０２…燃料収容部、１０３…流路
１０４…ポンプ、１０４１…ポンプ異常検出部、１０５…燃料分配機構
１０６…温度センサ、２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３…電子機器本体
４…補助電源、５…燃料供給制御回路、６…出力検出部、
７…制御部、７０１…状態監視部、７０２…状態判定部、
７０３…ポンプ制御信号発生部、７０４…報知制御部、７０５…ログメモリ、
８…補助電源出力検出部、
１１…アノード触媒層、１２…アノードガス拡散層
１３…アノード、１４…カソード触媒層
１５…カソードガス拡散層、１６…カソード
１７…電解質膜、１８…カバープレート
１９…Ｏリング、２１…燃料注入口
２２…燃料排出口、２３…燃料分配板
２４…空隙部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell main body, 101 ... Fuel cell electric power generation part 102 ... Fuel accommodating part, 103 ... Flow path 104 ... Pump, 1041 ... Pump abnormality detection part, 105 ... Fuel distribution mechanism 106 ... Temperature sensor, 2 ... DC / DC converter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Electronic equipment body 4 ... Auxiliary power supply, 5 ... Fuel supply control circuit, 6 ... Output detection part,
7: control unit, 701 ... state monitoring unit, 702 ... state determination unit,
703 ... Pump control signal generation unit, 704 ... Notification control unit, 705 ... Log memory,
8 ... Auxiliary power output detector,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Anode catalyst layer, 12 ... Anode gas diffusion layer 13 ... Anode, 14 ... Cathode catalyst layer 15 ... Cathode gas diffusion layer, 16 ... Cathode 17 ... Electrolyte membrane, 18 ... Cover plate 19 ... O-ring, 21 ... Fuel inlet 22 ... Fuel discharge port, 23 ... Fuel distribution plate 24 ... Gap

Claims (11)

燃料供給により電力を発電する燃料電池発電部を有する燃料電池本体と、
前記燃料電池本体の発電出力により充電されるとともに、電子機器本体の電源として用いられる補助電源と、
前記燃料電池発電部に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃料電池本体、補助電源及び燃料供給手段の状態を判定する状態判定手段と、
前記燃料電池本体に対する運転制御要求と前記状態判定手段の状態判定の結果により前記燃料電池本体の運転制御状態を判断するとともに、該判定された運転制御状態に基づいて前記燃料電池本体の運転制御状態を遷移させる制御手段と
を具備したことを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell main body having a fuel cell power generation unit for generating electric power by supplying fuel;
An auxiliary power source that is charged by the power generation output of the fuel cell body and used as a power source for the electronic device body,
Fuel supply means for supplying fuel to the fuel cell power generation unit;
State determining means for determining states of the fuel cell main body, auxiliary power supply and fuel supply means;
The operation control state of the fuel cell body is determined based on the operation control request for the fuel cell body and the result of the state determination of the state determination means, and the operation control state of the fuel cell body is determined based on the determined operation control state. A fuel cell system comprising: a control means for causing transition. 前記状態判定手段は、予め設定された所定時間ごとに前記燃料電池本体、補助電源及び燃料供給手段の状態を判定することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the state determination unit determines the states of the fuel cell main body, the auxiliary power source, and the fuel supply unit at predetermined time intervals set in advance. 前記制御手段は、前記燃料電池本体の出力を必要としない状態では、前記燃料供給手段による前記燃料電池発電部への燃料供給を停止する運転制御状態に遷移させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。 2. The control unit according to claim 1, wherein, in a state where the output of the fuel cell main body is not required, the control unit shifts to an operation control state in which fuel supply to the fuel cell power generation unit is stopped by the fuel supply unit. Fuel cell system. 前記燃料電池本体、補助電源及び燃料供給手段のそれぞれの状態を各別に検出する検出手段を有し、
前記状態判定手段は、前記検出手段の状態をも判定可能とし、
前記制御手段は、運転制御要求が前記燃料電池本体の起動要求である場合、前記状態判定手段により前記検出手段の少なくとも一つに異常があると判定されると、前記燃料電池本体の運転制御状態を異常停止処理状態に遷移させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。 Detecting means for detecting the state of each of the fuel cell main body, auxiliary power supply and fuel supply means separately;
The state determination means can also determine the state of the detection means,
When the operation control request is an activation request for the fuel cell main body, the control means determines that at least one of the detection means is abnormal by the state determination means, and the operation control state of the fuel cell main body 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the state is shifted to an abnormal stop processing state. 前記状態判定手段は、前記燃料電池本体の電圧、電流及び温度の状態を判定可能とし、
前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態が起動状態にある場合、前記状態判定手段で判定される前記燃料電池本体の電圧、電流、温度の立ち上げ過程の状態で、既に所定条件を満足する状態が存在すると、この状態に対応する過程を省略して定常運転に遷移させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。 The state determination means can determine the state of voltage, current and temperature of the fuel cell body,
When the operation control state of the fuel cell main body is in an activated state, the control means already satisfies a predetermined condition in the state of the startup process of the voltage, current, and temperature of the fuel cell main body determined by the state determination means. 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein when there is a satisfied state, the process corresponding to this state is omitted and a transition is made to steady operation. 前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態が起動又は定常運転である場合、前記状態判定手段の判定で、前記燃料電池本体、補助電源及び燃料供給手段のそれぞれの状態の少なくとも一つに異常が判定されると、前記燃料電池本体の運転制御状態を異常停止処理状態に遷移させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。 When the operation control state of the fuel cell main body is startup or steady operation, the control means determines at least one of the states of the fuel cell main body, the auxiliary power source, and the fuel supply means according to the determination of the state determination means. 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein when an abnormality is determined, the operation control state of the fuel cell main body is shifted to an abnormal stop processing state. 前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態が運転状態から停止状態への遷移の過程で、前記補助電源の出力が所定値以上の場合、前記燃料供給手段による前記燃料電池発電部への燃料供給を停止し、前記前記燃料電池本体の出力が所定値以下まで低下した時点で停止状態に遷移させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。 When the operation control state of the fuel cell main body is in the process of transition from the operation state to the stop state and the output of the auxiliary power source is greater than or equal to a predetermined value, the control means is provided to the fuel cell power generation unit by the fuel supply means. 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel supply is stopped, and when the output of the fuel cell main body is reduced to a predetermined value or less, the fuel cell system is shifted to a stop state. 前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態を異常停止処理状態に遷移する場合、前記燃料供給手段による前記燃料電池発電部への燃料供給を停止するとともに、異常の旨を報知可能にしたことを特徴とする請求項４又は６記載の燃料電池システム。 When the operation control state of the fuel cell main body transitions to the abnormal stop processing state, the control means stops the fuel supply to the fuel cell power generation unit by the fuel supply means and can notify the abnormality. The fuel cell system according to claim 4 or 6, wherein 前記制御手段は、前記燃料電池本体の運転制御状態が起動又は定常運転で前記補助電源の出力が所定値以上の場合、前記補助電源の出力が所定値以下まで低下した時点で再起動状態に遷移可能にしたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。 The control means transitions to a restart state when the output of the auxiliary power source falls below a predetermined value when the operation control state of the fuel cell main body is in a startup or steady operation and the output of the auxiliary power source is a predetermined value or higher. The fuel cell system according to claim 1, which is made possible. 前記制御部は、前記燃料電池本体に対する運転制御要求を起動操作手段の操作出力又は通信回線を介して入力より与えられることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the control unit is given an operation control request for the fuel cell main body from an operation output of a start operation means or an input via a communication line. 請求項１乃至１０のいずれか一記載の燃料電池システムを電源として使用した電子機器。 An electronic device using the fuel cell system according to claim 1 as a power source.
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