JP4665381B2 - Fuel cell system and electrical equipment - Google Patents

Fuel cell system and electrical equipment Download PDF

Info

Publication number
JP4665381B2
JP4665381B2 JP2003271573A JP2003271573A JP4665381B2 JP 4665381 B2 JP4665381 B2 JP 4665381B2 JP 2003271573 A JP2003271573 A JP 2003271573A JP 2003271573 A JP2003271573 A JP 2003271573A JP 4665381 B2 JP4665381 B2 JP 4665381B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel cell
energy saving
saving mode
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003271573A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005032603A (en
Inventor
透 穂苅
千明 金井
秀典 山地
信二 中嶋
憲男 藤森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2003271573A priority Critical patent/JP4665381B2/en
Publication of JP2005032603A publication Critical patent/JP2005032603A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4665381B2 publication Critical patent/JP4665381B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、燃料供給タンクから燃料が供給される燃料電池システムに関するものであり、さらには、この燃料電池システムを組み込んだ電気機器に関する。   The present invention relates to a fuel cell system in which fuel is supplied from a fuel supply tank, and further relates to an electric device incorporating the fuel cell system.

燃料電池は、例えば水素ガスやメタノール等の燃料流体と、酸化用流体(空気に含まれる酸素)とを電気化学的に反応させることにより発電を行う発電装置である。例えば、固体高分子型の燃料電池の場合、各発電体部分は、固体高分子からなる電解質膜を酸素側電極と燃料側電極とで挟み込んだ構造を有しており、酸素側電極には酸素を供給するために空気が供給され、燃料側電極には燃料流体が供給され、上記電気化学的な反応により発電が行われる。   A fuel cell is a power generation device that generates power by electrochemically reacting a fuel fluid such as hydrogen gas or methanol with an oxidizing fluid (oxygen contained in air). For example, in the case of a solid polymer type fuel cell, each power generator portion has a structure in which an electrolyte membrane made of a solid polymer is sandwiched between an oxygen side electrode and a fuel side electrode. Air is supplied to supply the fuel, fuel fluid is supplied to the fuel side electrode, and power generation is performed by the electrochemical reaction.

発電に際しては、固体高分子型の燃料電池では、イオン交換膜でありプロトン伝導体膜として機能する電解質膜中をイオン(プロトン)が移動し、酸素側電極の酸素と反応して電流が発生し、同時に酸素側電極では水が生成される。燃料電池の発電体部分は、電解質膜・電極複合体又はMEA(Membrane and Electrode Assembly)と呼ばれており、この電解質膜・電極複合体を燃料流体流路や空気流路が形成されたセパレータで挟み込んで発電セルとし、複数の発電セルを積層することで積層構造(スタック構造)の燃料電池が構成されている。   During power generation, in a polymer electrolyte fuel cell, ions (protons) move through an electrolyte membrane that is an ion exchange membrane and functions as a proton conductor membrane, and reacts with oxygen on the oxygen side electrode to generate a current. At the same time, water is generated at the oxygen side electrode. The power generation part of a fuel cell is called an electrolyte membrane / electrode assembly or MEA (Membrane and Electrode Assembly), and this electrolyte membrane / electrode assembly is a separator in which a fuel fluid channel and an air channel are formed. A fuel cell having a stacked structure (stacked structure) is configured by stacking a plurality of power generation cells as a power generation cell.

上述の燃料電池は、発電により生成される生成物が水であり、環境を汚染することがないクリーンな電源として近年注目されており、例えば、電気自動車や住宅用電源システム等、大型のシステムにおいて実用化が期待されている一方、固体高分子型の燃料電池が小型、軽量であるという特徴を生かして、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の携帯型電気機器の電源としての応用も検討されている(例えば、特許文献1等を参照)。このような用途に用いられる燃料電池においては、所要の電力を安定して出力することができ、且つ携帯可能なサイズとされることが重要となり、各種技術開発が盛んに行われている。例えば、特許文献1記載の発明には、一つのパッケージ内に一体化した超小型の機器搭載用の固体高分子型燃料電池が開示されている。
特開平9−213359号公報
The above-described fuel cell has been attracting attention in recent years as a clean power source in which the product generated by power generation is water and does not pollute the environment. For example, in a large system such as an electric vehicle or a residential power system While it is expected to be put to practical use, taking advantage of the small size and light weight of the polymer electrolyte fuel cell, its application as a power source for portable electric devices such as notebook personal computers is also being studied ( For example, see Patent Document 1). In a fuel cell used for such an application, it is important that a required power can be stably output and a portable size is achieved, and various technological developments are actively performed. For example, the invention described in Patent Document 1 discloses a polymer electrolyte fuel cell for mounting on an ultra-small device integrated in one package.
JP-A-9-213359

ところで、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の携帯型の電気機器において、使用中のバッテリー切れは、データの消失等を招き、再入力に多大な労力を要する等、作業者にとって大きな負担になる。   By the way, for example, in a portable electric device such as a notebook personal computer, running out of a battery causes a loss of data or the like, which requires a lot of labor for re-input, resulting in a heavy burden on the operator.

一方、燃料電池は、前述の通り、水素と酸素を使用し、電気化学反応を起こさせて電気エネルギーを発生させるシステムであり、通常、燃料供給量(ダイレクトメタノール方式の燃料電池ではメタノール濃度)を一定とし、最高出力が得られるような最適条件下で運転を行い、必要な電力を取り出して電気機器を作動させている。この場合、電気機器の消費電力の変動があるにもかかわらず、燃料電池への燃料供給量は一定であることから、燃料が無駄に消費されていることになる。   On the other hand, as described above, a fuel cell is a system that uses hydrogen and oxygen to cause an electrochemical reaction to generate electrical energy. Usually, the fuel supply amount (methanol concentration in a direct methanol fuel cell) is reduced. Operation is performed under the optimum conditions such that the maximum output can be obtained, and electric devices are operated by extracting necessary power. In this case, the amount of fuel supplied to the fuel cell is constant despite the fluctuations in the power consumption of the electrical equipment, so that the fuel is wasted.

本発明は、上述の諸問題を解決するために提案されたものであり、先ず第1に、突然のバッテリー切れを解消することが可能な燃料電池システム及び電気機器を提供することを目的とし、さらには、使用する作業者に安心感を与えることができる燃料電池システム及び電気機器を提供することを目的とする。第2に、燃料の消費を抑えることができ、燃料電池の発電時間を長時間化するとともに、無駄な燃料の消費を抑えることが可能な燃料電池システム及び電気機器を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed to solve the above-described problems. First, it is an object of the present invention to provide a fuel cell system and an electrical device that can eliminate sudden battery exhaustion. Furthermore, it aims at providing the fuel cell system and electric equipment which can give a sense of security to the operator who uses it. Secondly, an object of the present invention is to provide a fuel cell system and an electric device that can suppress the consumption of fuel, increase the power generation time of the fuel cell, and suppress the consumption of useless fuel. .

発明の燃料電池システム及び電気機器は、燃料電池と、燃料電池に燃料を供給する燃料供給タンクを備えたダイレクトメタノール方式の燃料電池システムにおいて、電気機器の消費電力に応じて、省エネモードにて運転可能である旨を使用者へ通知し、省エネモードを選択する旨の信号入力があった場合には、燃料電池へ供給するメタノール水溶液の濃度を薄くするものである A fuel cell system and an electric device according to the present invention are a direct methanol fuel cell system including a fuel cell and a fuel supply tank that supplies fuel to the fuel cell. In the energy saving mode according to the power consumption of the electric device . When the user is notified that the operation is possible and there is a signal input for selecting the energy saving mode, the concentration of the aqueous methanol solution supplied to the fuel cell is reduced .

以上の構成を有する燃料電池システム及び電気機器では、例えば電気機器の消費電力に応じて作業者が省エネモードを選択することにより、燃料電池へ供給される燃料供給量が変更され、必要な電力に応じた量の燃料が供給される。したがって、燃料が無駄に消費されることがなく、発電時間が長時間化され、電気機器の動作時間が延長される。同時に、無駄なエネルギー消費が抑えられる。 In the fuel cell system and electrical equipment having the above configuration, for example, by the operator in accordance with the power consumption of the electric device selects the energy-saving mode, the fuel supply amount supplied to the fuel cell is changed, the required power An amount of fuel corresponding to is supplied. Therefore, fuel is not consumed unnecessarily, the power generation time is prolonged, and the operation time of the electric device is extended. At the same time, useless energy consumption is suppressed.

また、本発明によれば、運転モード切り替えにより消費電力に見合った燃料供給を行うことが可能であり、燃料の消費を抑えて燃料電池の発電時間を長時間化することが可能である。また、燃料の消費を抑えることは、無駄なエネルギー消費を抑えることになり、環境負荷等の点でも有益である。   Further, according to the present invention, it is possible to supply fuel corresponding to the power consumption by switching the operation mode, and it is possible to suppress the consumption of fuel and extend the power generation time of the fuel cell. In addition, suppressing fuel consumption reduces unnecessary energy consumption, which is also beneficial in terms of environmental load.

以下、本発明を適用した燃料電池システム及び電気機器について、携帯型の電気機器であるノート型パーソナルコンピュータへの適用例に基づいて、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a fuel cell system and an electric device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings based on an application example to a notebook personal computer which is a portable electric device.

ノート型パーソナルコンピュータは、図1に示すように、上面に入力キーや入力パッドが設けられたコンピュータ本体部1と、画面表示のための液晶パネルが組み込まれ、コンピュータ本体部1に対して開閉自在とされるディスプレイ部2とから構成される。   As shown in FIG. 1, the notebook personal computer incorporates a computer main body 1 having an input key and an input pad on the upper surface and a liquid crystal panel for screen display, and can be opened and closed with respect to the computer main body 1. And a display unit 2.

コンピュータ本体部1には、CPUでの演算処理や液晶パネルでの画面表示等を行うための電力を供給する駆動電源システムが内蔵され、本例では、燃料電池を発電部とする駆動電源システムが組み込まれている。燃料電池を発電部とする駆動電源システムは、例えば図1に示す通り、発電部である燃料電池3、燃料電池3に供給する燃料を貯蔵する燃料供給タンク4、燃料電池の燃料循環制御等の補機類5、さらには補機類5等を制御し燃料電池3の運転状態を制御する制御回路基板6等から構成される。   The computer main unit 1 includes a drive power supply system that supplies power for performing arithmetic processing by the CPU and screen display on the liquid crystal panel. In this example, the drive power supply system using a fuel cell as a power generation unit is provided. It has been incorporated. For example, as shown in FIG. 1, a drive power supply system using a fuel cell as a power generation unit includes a fuel cell 3 that is a power generation unit, a fuel supply tank 4 that stores fuel to be supplied to the fuel cell 3, a fuel circulation control of the fuel cell, It is composed of a control circuit board 6 and the like for controlling the auxiliary machines 5 and further the auxiliary machines 5 and controlling the operating state of the fuel cell 3.

ここで、燃料電池3は、通常はスタック構造を有し、例えば、固体高分子電解質膜と、この電解質膜を挟持するように電解質膜の両面に配設される二つの電極(燃料側電極と酸素側電極)と、セル間の隔壁となるセパレータとを積層することにより構成される。電解質膜には、高エネルギー密度化、低コスト化、軽量化等の要求を考慮して、例えば固体高分子電解質膜が用いられる。固体高分子電解質膜としては、例えばスルホン酸系の固体高分子電解質膜等が用いられる。電極には、例えば発電反応を促進するための触媒が担持された電極が用いられる。   Here, the fuel cell 3 usually has a stack structure. For example, the fuel cell 3 has a solid polymer electrolyte membrane and two electrodes (a fuel side electrode and a fuel side electrode) disposed on both surfaces of the electrolyte membrane so as to sandwich the electrolyte membrane. It is configured by stacking an oxygen side electrode) and a separator serving as a partition between cells. For the electrolyte membrane, for example, a solid polymer electrolyte membrane is used in consideration of demands for high energy density, low cost, light weight, and the like. As the solid polymer electrolyte membrane, for example, a sulfonic acid-based solid polymer electrolyte membrane or the like is used. For example, an electrode on which a catalyst for promoting a power generation reaction is supported is used as the electrode.

電解質膜は、電極により挟み込まれ、これら電解質膜と電極とからなる接合体を2枚のセパレータで挟み込むことにより発電セル(単位素子)が構成される。これら電極のうち燃料側電極には、燃料である水素やメタノールが供給され、供給された水素(メタノール)が水素イオンと電子とに解離され、水素イオンは電解質を通り、電子は外部回路を通って電力を発生させ、酸素側電極にそれぞれ移動する。酸素側電極には、酸化剤である酸素(空気)が供給され、供給された空気中の酸素と上記水素イオン及び電子が反応して水が生成する。   The electrolyte membrane is sandwiched between electrodes, and a joined body composed of the electrolyte membrane and the electrode is sandwiched between two separators to constitute a power generation cell (unit element). Among these electrodes, hydrogen or methanol as fuel is supplied to the fuel side electrode, and the supplied hydrogen (methanol) is dissociated into hydrogen ions and electrons, the hydrogen ions pass through the electrolyte, and the electrons pass through an external circuit. Electric power is generated to move to the oxygen side electrode. Oxygen (air) as an oxidant is supplied to the oxygen side electrode, and oxygen in the supplied air reacts with the hydrogen ions and electrons to generate water.

この燃料電池3は、寿命等により特性が劣化した際に交換可能なようにコンピュータ本体部1に対して着脱可能としてもよいが、通常使用時には、コンピュータ本体部1に固定し、内蔵電源として用いる。   The fuel cell 3 may be detachable from the computer main body 1 so that it can be replaced when its characteristics deteriorate due to its life or the like. However, during normal use, the fuel cell 3 is fixed to the computer main body 1 and used as a built-in power source. .

上記燃料供給タンク4は、前述の通り、燃料電池3に供給する燃料を貯蔵するものである。例えば、燃料として水素を用いる場合には、高圧水素ボンベや水素貯蔵合金を収納したカートリッジ等が用いられる。燃料としてメタノールを用いる場合には、メタノールを収容し得る容器を用いればよい。この燃料供給タンク4は、コンピュータ本体部1から取り外して燃料充填が行えるように着脱式とされている。   The fuel supply tank 4 stores the fuel supplied to the fuel cell 3 as described above. For example, when hydrogen is used as the fuel, a high-pressure hydrogen cylinder or a cartridge containing a hydrogen storage alloy is used. When methanol is used as the fuel, a container that can accommodate methanol may be used. The fuel supply tank 4 is detachable so that it can be removed from the computer main body 1 and filled with fuel.

上記補機類5は、燃料供給タンク4から供給される燃料の圧力調整を行うレギュレータや、燃料電池3に空気を送り込むための空気供給手段、さらには燃料供給量を制御する制御弁等、各種アクチュエータを備えて構成され、これらアクチュエータが制御回路基板6からの信号によって制御される。制御回路基板6は、必要な制御回路が形成された回路基板であり、駆動電源システムである燃料電池システム全体の運転制御を行う。   The auxiliary machinery 5 includes various regulators such as a regulator for adjusting the pressure of fuel supplied from the fuel supply tank 4, air supply means for sending air into the fuel cell 3, and a control valve for controlling the fuel supply amount. These actuators are configured, and these actuators are controlled by signals from the control circuit board 6. The control circuit board 6 is a circuit board on which necessary control circuits are formed, and performs operation control of the entire fuel cell system that is a drive power supply system.

本発明の燃料電池システムでは、図1に示すように、上記に加えて燃料を一時的に貯蔵しておくバッファタンク7が設けられている。以下、このバッファタンク7の機能について説明する。   In the fuel cell system of the present invention, as shown in FIG. 1, in addition to the above, a buffer tank 7 for temporarily storing fuel is provided. Hereinafter, the function of the buffer tank 7 will be described.

バッファタンク7は、燃料供給タンク4から燃料電池3への燃料供給経路において、燃料供給タンク4装着位置近傍に設けられる。図2は、燃料電池3への燃料供給系の概略構成を示すものである。この燃料供給系は、燃料電池3と、燃料電池3に燃料を供給する燃料供給タンク4、燃料供給タンク4と燃料電池3を繋ぐ燃料供給配管11をメインの燃料供給ラインとする。そして、燃料供給配管11から分岐して分岐配管12が設けられ、この分岐配管12にバッファタンク7が取り付けられている。なお、燃料としてメタノールを用いるダイレクトメタノール方式の燃料電池システムでは、システム内にメタノールと水を混合する混合タンクを有するので、これをバッファタンクとして利用することも可能である。   The buffer tank 7 is provided in the vicinity of the fuel supply tank 4 mounting position in the fuel supply path from the fuel supply tank 4 to the fuel cell 3. FIG. 2 shows a schematic configuration of a fuel supply system to the fuel cell 3. In this fuel supply system, the main fuel supply line is the fuel cell 3, the fuel supply tank 4 that supplies fuel to the fuel cell 3, and the fuel supply pipe 11 that connects the fuel supply tank 4 and the fuel cell 3. A branch pipe 12 is provided branching from the fuel supply pipe 11, and the buffer tank 7 is attached to the branch pipe 12. Note that a direct methanol fuel cell system using methanol as a fuel has a mixing tank for mixing methanol and water in the system, and can be used as a buffer tank.

上記燃料供給配管11の分岐配管12が分岐される位置の下流側には、燃料供給配管11による燃料供給を制御する制御バルブ13が設けられ、また、分岐配管12には、バッファタンク7の開閉を行う制御バルブ14が設けられている。コンピュータ本体部1には、燃料供給タンク4内の燃料の有無に関する情報等が入力され、これら情報に基づいて制御回路基板6を介して上記制御バルブ13や制御バルブ14を制御する。   A control valve 13 for controlling the fuel supply by the fuel supply pipe 11 is provided on the downstream side of the position where the branch pipe 12 of the fuel supply pipe 11 is branched, and the buffer pipe 7 is opened and closed in the branch pipe 12. A control valve 14 for performing the above is provided. Information relating to the presence or absence of fuel in the fuel supply tank 4 is input to the computer main body 1, and the control valve 13 and the control valve 14 are controlled via the control circuit board 6 based on the information.

コンピュータ本体部1には、燃料供給タンク4内の燃料が空になった時に警報を発するアラーム機構15や、燃料供給タンク4やバッファタンク7内の燃料の残量表示を行う残量表示機構16が設けられている。   The computer main unit 1 includes an alarm mechanism 15 that issues an alarm when the fuel in the fuel supply tank 4 becomes empty, and a remaining amount display mechanism 16 that displays the remaining amount of fuel in the fuel supply tank 4 and the buffer tank 7. Is provided.

ここで、アラーム機構15は、確実に作業者に知らしめるようなものとし、例えば音、またはディスプレイ上のフラッシュング表示、さらにはこれらを併用したもの等が挙げられる。また、アラーム機構15の具体的機構としては、例えば燃料として水素を用いる場合、燃料供給タンク4の内部圧力変化を感知し、燃料供給タンク4内の水素圧力が所定の設置値以下になった時点でアラームを発するようにすればよい。燃料としてメタノールを用いる場合には、変位センサ等により液面の低下を検知し、所定の液面レベル以下になった時点でアラームを発するようにすればよい。   Here, the alarm mechanism 15 is to be surely informed to the worker, and examples thereof include sound, flashing display on the display, and a combination thereof. Further, as a specific mechanism of the alarm mechanism 15, for example, when hydrogen is used as the fuel, a change in the internal pressure of the fuel supply tank 4 is sensed, and the hydrogen pressure in the fuel supply tank 4 becomes a predetermined installation value or less. An alarm should be issued at. When methanol is used as the fuel, a drop in the liquid level may be detected by a displacement sensor or the like, and an alarm may be issued when the liquid level falls below a predetermined level.

残量表示機構16は、燃料供給タンク4やバッファタンク7内の燃料容量(残量)から算出される発生可能電力量を基に、電気機器(ノート型パーソナルコンピュータ)の消費電力に応じてディスプレイ部2に残量を表示する。例えば燃料として水素を用いる場合、燃料供給タンク4の内部圧力変化に基づいて燃料残量を検出し、残量表示を行う。バッファタンク7に切り替わった後には、バッファタンク7内の燃料残量に基づいて残量表示が行われる。これら残量表示は、ディスプレイ部2に表示することにより行う。燃料としてメタノールを用いた場合には、燃料供給タンク4やバッファタンク7内のメタノール残量は、変位センサにより水位変化に基づいた残量を検出し、ディスプレイ部2に表示することにより行う。   The remaining amount display mechanism 16 displays according to the power consumption of an electric device (notebook personal computer) based on the amount of electric power that can be generated calculated from the fuel capacity (remaining amount) in the fuel supply tank 4 and the buffer tank 7. The remaining amount is displayed on part 2. For example, when hydrogen is used as the fuel, the remaining amount of fuel is detected based on a change in the internal pressure of the fuel supply tank 4, and the remaining amount is displayed. After switching to the buffer tank 7, the remaining amount is displayed based on the remaining amount of fuel in the buffer tank 7. These remaining amounts are displayed by displaying them on the display unit 2. When methanol is used as the fuel, the remaining amount of methanol in the fuel supply tank 4 and the buffer tank 7 is detected by detecting the remaining amount based on the change in the water level by a displacement sensor and displaying it on the display unit 2.

上述の構成の燃料供給系では、燃料供給タンク4を電気機器(コンピュータ本体1)に差し込んで装着した時点で、先ず、バッファタンク7に燃料を充填する。すなわち、燃料供給タンク4が装着されると、制御バルブ13が閉、制御バルブ14が開となるように制御回路基板6からの信号により各制御バルブ13,14を操作し、燃料供給タンク4内の燃料の一部をバッファタンク7に移行する。   In the fuel supply system configured as described above, when the fuel supply tank 4 is inserted into the electric device (computer main body 1) and attached, first, the buffer tank 7 is filled with fuel. That is, when the fuel supply tank 4 is installed, the control valves 13 and 14 are operated by a signal from the control circuit board 6 so that the control valve 13 is closed and the control valve 14 is opened. A part of the fuel is transferred to the buffer tank 7.

燃料供給タンク4内に燃料がある間は、制御バルブ13を開き、制御バルブ14を閉じて、燃料供給配管11を通して燃料供給タンク4内の燃料が燃料電池3に供給される。燃料供給タンク4内の燃料が空になると、制御バルブ14を開き、バッファタンク7に切り替える。すなわち、バッファタンク7内の燃料が分岐配管12及び燃料供給配管11を通して燃料電池3へ供給される。   While the fuel is in the fuel supply tank 4, the control valve 13 is opened, the control valve 14 is closed, and the fuel in the fuel supply tank 4 is supplied to the fuel cell 3 through the fuel supply pipe 11. When the fuel in the fuel supply tank 4 becomes empty, the control valve 14 is opened to switch to the buffer tank 7. That is, the fuel in the buffer tank 7 is supplied to the fuel cell 3 through the branch pipe 12 and the fuel supply pipe 11.

したがって、燃料供給タンク4内の燃料が空になったからといって、直ちに燃料切れ(バッテリー切れ)になることがない。また、このバッファタンク7に切り替わった時点で上記アラーム機構15からアラームを発するようにしているおり、さらには残量表示機構16によりバッファタンク7内の燃料残量に基づく残量表示が行われるので、作業者は、バッテリー残量を正確且つ的確に把握することができ、作業者は安心して作業を行うことができる。   Therefore, even if the fuel in the fuel supply tank 4 becomes empty, the fuel does not run out (battery runs out) immediately. Further, when switching to the buffer tank 7, an alarm is issued from the alarm mechanism 15, and further, the remaining amount display based on the remaining amount of fuel in the buffer tank 7 is performed by the remaining amount display mechanism 16. The worker can accurately and accurately grasp the remaining battery level, and the worker can work with peace of mind.

本実施形態のノート型パーソナルコンピュータは、上述のバッファタンク7やアラーム機構15、残量表示機構16を備える他、燃料電池3の運転モードが切り替え可能とされており、電気機器(ノート型パーソナルコンピュータ)の使用状況に応じて運転モード切り替えが行われ、運転モードに対応して燃料電池への燃料供給量が変更される。以下、この運転モード切り替えについて説明する。   The notebook personal computer of this embodiment includes the buffer tank 7, the alarm mechanism 15, and the remaining amount display mechanism 16, and the operation mode of the fuel cell 3 can be switched. The operation mode is switched in accordance with the use status of), and the amount of fuel supplied to the fuel cell is changed corresponding to the operation mode. Hereinafter, this operation mode switching will be described.

通常、この種の燃料電池システムでは、最高出力を得るために燃料供給量(ダイレクトメタノール方式ではメタノール濃度)を一定の最適条件下で燃料電池3の運転を行い、必要な電力を取り出して電気機器を作動させている。この場合、電気機器の消費電力に変動があるにもかかわらず、燃料電池3における燃料供給量が一定であるため、特に消費電力が低い時には燃料が無駄に消費されることになる。そこで、本実施形態では、省エネモードと高出力モードの2種類の運転モードを電気機器の使用状況に応じて選定可能とし、燃料の無駄な消費を解消している。   Normally, in this type of fuel cell system, in order to obtain the maximum output, the fuel cell 3 is operated under a certain optimum condition with the fuel supply amount (methanol concentration in the direct methanol system), and the necessary electric power is taken out to obtain the electric equipment. Is operating. In this case, the fuel supply amount in the fuel cell 3 is constant regardless of fluctuations in the power consumption of the electrical equipment, so that the fuel is wasted in particular when the power consumption is low. Therefore, in the present embodiment, two types of operation modes, an energy saving mode and a high output mode, can be selected according to the usage state of the electric device, thereby eliminating unnecessary fuel consumption.

具体的には、燃料電池3を搭載した電気機器(ノート型パーソナルコンピュータ)において、燃料電池3の出力と電気機器動作中の消費電力とを比較し、その使用率が所定の比率以下である場合に、「省エネモード」で動作可能であることを作業者にディスプレイに表示すること等により知らせる。ノート型パーソナルコンピュータには、モードセレクトスイッチ(図示は省略する。)が設けられており、作業者は、「省エネモード」で動作可能であることを認識した場合、このモードセレクトスイッチを操作し、運転モードを省エネモードに切り替えることが可能である。   Specifically, in an electric device (notebook personal computer) equipped with the fuel cell 3, the output of the fuel cell 3 is compared with the power consumption during operation of the electric device, and the usage rate is equal to or less than a predetermined ratio. In addition, the operator is informed that the operation is possible in the “energy saving mode” by displaying it on the display. The notebook personal computer is provided with a mode select switch (not shown), and when the operator recognizes that it can operate in the “energy saving mode”, he / she operates the mode select switch. It is possible to switch the operation mode to the energy saving mode.

作業者がモードセレクトスイッチを操作し省エネモードを選択すると、コンピュータ本体部1から制御信号が出力され、制御回路基板6において燃料である水素や酸素(空気)の供給量を減らすように、補機5や制御バルブ13等を制御する。ダイレクトメタノール方式の燃料電池システムでは、メタノール水溶液におけるメタノール濃度を薄くするように、水とメタノールの混合比が補機5によってコントロールされる。高出力モードにおける動作は、この逆である。   When the operator operates the mode select switch to select the energy saving mode, a control signal is output from the computer main unit 1 so that the supply amount of hydrogen or oxygen (air) as fuel in the control circuit board 6 is reduced. 5 and the control valve 13 are controlled. In the direct methanol fuel cell system, the auxiliary machine 5 controls the mixing ratio of water and methanol so as to reduce the methanol concentration in the aqueous methanol solution. The operation in the high power mode is the opposite.

以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明がこれら実施形態に限られるものではないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、各実施形態は、電気機器としてノート型パーソナルコンピュータに適用した例であるが、様々な電気機器に適用可能である。   As mentioned above, although specific embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not restricted to these embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, each embodiment is an example applied to a notebook personal computer as an electric device, but can be applied to various electric devices.

本発明を適用したノート型パーソナルコンピュータの一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view showing an example of a notebook personal computer to which the present invention is applied. 燃料供給系の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a fuel supply system.

符号の説明Explanation of symbols

1 コンピュータ本体部
2 ディスプレイ部
3 燃料電池
4 燃料供給カートリッジ
5 補機類
6 制御回路基板
7 バッファタンク
13,14 制御バルブ
15 アラーム機構
16 残量表示機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Computer main-body part 2 Display part 3 Fuel cell 4 Fuel supply cartridge 5 Auxiliary machinery 6 Control circuit board 7 Buffer tank 13, 14 Control valve 15 Alarm mechanism 16 Remaining capacity display mechanism

Claims (7)

燃料電池と、前記燃料電池に燃料を供給する燃料供給タンクを備えたダイレクトメタノール方式の燃料電池システムにおいて、
電気機器の消費電力に応じて、省エネモードにて運転可能である旨を使用者へ通知し、
前記省エネモードを選択する旨の信号入力があった場合には、前記燃料電池へ供給するメタノール水溶液の濃度を薄くする
燃料電池システム。
In a direct methanol fuel cell system comprising a fuel cell and a fuel supply tank for supplying fuel to the fuel cell,
According to the power consumption of the electrical equipment , notify the user that it can be operated in the energy saving mode ,
A fuel cell system that reduces the concentration of an aqueous methanol solution supplied to the fuel cell when a signal is input to select the energy saving mode .
前記消費電力に応じて、前記省エネモード高出力モードとを選定可能である
請求項1に記載の燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1 , wherein the energy saving mode and the high output mode can be selected according to the power consumption .
前記燃料供給タンク内の燃料の一部が供給されるバッファタンクを有し、燃料供給タンク内の燃料が空になった時点で前記バッファタンクから燃料電池に燃料が供給されるように切り替わる
請求項1に記載の燃料電池システム。
And a buffer tank to which a part of the fuel in the fuel supply tank is supplied, and the fuel tank is switched so that fuel is supplied from the buffer tank to the fuel cell when the fuel in the fuel supply tank becomes empty. 2. The fuel cell system according to 1.
燃料電池と、当該燃料電池に燃料を供給する燃料供給タンクを有するダイレクトメタノール方式の燃料電池システムを備えた電気機器において、
自己の消費電力に応じて、省エネモードにて運転可能である旨を使用者へ通知し、
前記省エネモードを選択する旨の信号入力があった場合には、前記燃料電池へ供給するメタノール水溶液の濃度を薄くする
電気機器。
In an electrical device comprising a fuel cell and a direct methanol fuel cell system having a fuel supply tank for supplying fuel to the fuel cell ,
According to your own power consumption , notify the user that you can drive in the energy saving mode ,
The electric device for reducing the concentration of the aqueous methanol solution supplied to the fuel cell when a signal input for selecting the energy saving mode is received .
前記消費電力に応じて、前記省エネモード高出力モードとを選定可能である
請求項に記載の電気機器。
The electric device according to claim 4 , wherein the energy saving mode and the high output mode can be selected according to the power consumption .
前記省エネモードにて運転可能である旨を表示するためのディスプレイと、
前記省エネモードを選択するためのモード選択スイッチとを更に備えた
請求項5に記載の電機器。
A display for displaying that it is possible to operate in the energy saving mode;
Further electrical equipment according to claim 5, and a mode selection switch for selecting the energy saving mode.
前記燃料供給タンク内の燃料の一部が供給されるバッファタンクを有し、燃料供給タンク内の燃料が空になった時点で前記バッファタンクから燃料電池に燃料が供給されるように切り替わる
請求項に記載の電気機器。
And a buffer tank to which a part of the fuel in the fuel supply tank is supplied, and the fuel tank is switched so that fuel is supplied from the buffer tank to the fuel cell when the fuel in the fuel supply tank becomes empty. 4. The electric device according to 4 .
JP2003271573A 2003-07-07 2003-07-07 Fuel cell system and electrical equipment Expired - Fee Related JP4665381B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003271573A JP4665381B2 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Fuel cell system and electrical equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003271573A JP4665381B2 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Fuel cell system and electrical equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005032603A JP2005032603A (en) 2005-02-03
JP4665381B2 true JP4665381B2 (en) 2011-04-06

Family

ID=34209404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003271573A Expired - Fee Related JP4665381B2 (en) 2003-07-07 2003-07-07 Fuel cell system and electrical equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4665381B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278270A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Kyocera Corp Cartridge for fuel supply and table for portable equipment with fuel cell
KR100873633B1 (en) 2006-09-13 2008-12-12 삼성에스디아이 주식회사 Fuel cell comprising actuator controlling means and method of operating the same
JP2008159493A (en) * 2006-12-26 2008-07-10 Fujitsu Ltd Fuel cell and its control method

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998000878A1 (en) * 1996-07-02 1998-01-08 Matsushita Electric Works, Ltd. Fuel-cell power generating system
JP2001224105A (en) * 1999-05-26 2001-08-17 Toyota Motor Corp Vehicle provided with fuel cell and control method therefor
JP2002032154A (en) * 2000-07-17 2002-01-31 Toshiba Corp Computer system
JP2002049440A (en) * 2000-08-01 2002-02-15 Toshiba Corp Portable information equipment using fuel battery
JP2002170586A (en) * 2000-12-04 2002-06-14 Nissan Motor Co Ltd Controller and controlling method for fuel battery system
JP2002280035A (en) * 2001-01-15 2002-09-27 Casio Comput Co Ltd Power generating module and electric power source system
JP2003022830A (en) * 2001-05-02 2003-01-24 Toshiba Corp Fuel cell power generation system, operation method for fuel cell power generation system, and battery pack
JP2003086207A (en) * 2001-07-06 2003-03-20 Sony Corp Fuel cell, supplying method of electric power using fuel cell, functional card, gas supplying mechanism of fuel cell, electric power generator and manufacturing method of electric power generator
JP2003511336A (en) * 1999-10-06 2003-03-25 アイダテック・エルエルシー Apparatus and method for controlling operation of a fuel processor
JP2003197233A (en) * 2001-12-26 2003-07-11 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell power generation system and its control method
JP2003528384A (en) * 2000-03-21 2003-09-24 フジツウ シーメンス コンピューターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Portable computer systems
JP2003323911A (en) * 2002-02-28 2003-11-14 Casio Comput Co Ltd Generator type power supply and electronic instrument
JP2003331880A (en) * 2002-05-10 2003-11-21 Japan Science & Technology Corp Fuel cell and its power generation method
JP2003331885A (en) * 2002-05-17 2003-11-21 Daihatsu Motor Co Ltd Fuel cell device
JP2004164954A (en) * 2002-11-12 2004-06-10 Seiko Epson Corp Fuel cell system, and equipment, power generation unit, mobile unit and toy equipped with fuel cell system
JP2004213959A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Toshiba Corp Electronic apparatus, electronic apparatus system, and operation mode switching method
JP2004265787A (en) * 2003-03-03 2004-09-24 Toshiba Corp Direct methanol fuel cell system
JP2004296135A (en) * 2003-03-25 2004-10-21 Toshiba Corp Electronic equipment, fuel tank unit, and method of controlling power supply for electronic equipment
JP2005032610A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Sony Corp Fuel cell device and fuel supply method of fuel cell

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998000878A1 (en) * 1996-07-02 1998-01-08 Matsushita Electric Works, Ltd. Fuel-cell power generating system
JP2001224105A (en) * 1999-05-26 2001-08-17 Toyota Motor Corp Vehicle provided with fuel cell and control method therefor
JP2003511336A (en) * 1999-10-06 2003-03-25 アイダテック・エルエルシー Apparatus and method for controlling operation of a fuel processor
JP2003528384A (en) * 2000-03-21 2003-09-24 フジツウ シーメンス コンピューターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Portable computer systems
JP2002032154A (en) * 2000-07-17 2002-01-31 Toshiba Corp Computer system
JP2002049440A (en) * 2000-08-01 2002-02-15 Toshiba Corp Portable information equipment using fuel battery
JP2002170586A (en) * 2000-12-04 2002-06-14 Nissan Motor Co Ltd Controller and controlling method for fuel battery system
JP2002280035A (en) * 2001-01-15 2002-09-27 Casio Comput Co Ltd Power generating module and electric power source system
JP2003022830A (en) * 2001-05-02 2003-01-24 Toshiba Corp Fuel cell power generation system, operation method for fuel cell power generation system, and battery pack
JP2003086207A (en) * 2001-07-06 2003-03-20 Sony Corp Fuel cell, supplying method of electric power using fuel cell, functional card, gas supplying mechanism of fuel cell, electric power generator and manufacturing method of electric power generator
JP2003197233A (en) * 2001-12-26 2003-07-11 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell power generation system and its control method
JP2003323911A (en) * 2002-02-28 2003-11-14 Casio Comput Co Ltd Generator type power supply and electronic instrument
JP2003331880A (en) * 2002-05-10 2003-11-21 Japan Science & Technology Corp Fuel cell and its power generation method
JP2003331885A (en) * 2002-05-17 2003-11-21 Daihatsu Motor Co Ltd Fuel cell device
JP2004164954A (en) * 2002-11-12 2004-06-10 Seiko Epson Corp Fuel cell system, and equipment, power generation unit, mobile unit and toy equipped with fuel cell system
JP2004213959A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Toshiba Corp Electronic apparatus, electronic apparatus system, and operation mode switching method
JP2004265787A (en) * 2003-03-03 2004-09-24 Toshiba Corp Direct methanol fuel cell system
JP2004296135A (en) * 2003-03-25 2004-10-21 Toshiba Corp Electronic equipment, fuel tank unit, and method of controlling power supply for electronic equipment
JP2005032610A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Sony Corp Fuel cell device and fuel supply method of fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005032603A (en) 2005-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7622209B2 (en) Fuel cell system and fuel cell starting method
US20040219414A1 (en) Cell unit having two types of fuel cells, electronic apparatus having fuel cell, and providing method of electric power
US20060040147A1 (en) Liquid circulation type fuel cell
JP2005166479A (en) Fuel cell system
EP2485311A1 (en) Fuel cell device
JP4601356B2 (en) Circulating liquid fuel cell and control method thereof
JP2006012811A (en) Fuel cell system
US7879473B2 (en) Fuel cell unit, control method thereof, information processing apparatus, and power supply control method thereof
JP4407879B2 (en) Fuel cell device
KR101233504B1 (en) Method and System for selection controlling of Fuel cell or Battery
JP4665381B2 (en) Fuel cell system and electrical equipment
CN100386710C (en) Electronic device, electronic device system and working model switching method
JP5297183B2 (en) Fuel cell system and transportation equipment including the same
JP5074032B2 (en) Fuel cell system and control method thereof
US7745034B2 (en) Fuel cell system and fuel cartridge having fuel buffer module
EP2087546A1 (en) Fuel cell system including reliable power distributor
KR102054209B1 (en) Hybrid fuel cell power pack
US8088521B2 (en) Fuel cell system for computing fuel level
JP2006318669A (en) Fuel cell device
JP5201902B2 (en) Fuel cell system and control method thereof
JP2005116333A (en) Fuel cell device and its control method
JP5005253B2 (en) Fuel cell system
KR20040009653A (en) Apparatus for fuel supply in fuel cell
JP2005317436A (en) Fuel cell system and equipment
KR20020056135A (en) Methanol supply apparatus for fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050607

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050803

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060428

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100408

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100513

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101005

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101214

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101227

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140121

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140121

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees