JP4746277B2

JP4746277B2 - 燃料電池ユニット、情報処理装置および情報処理装置の電力供給方法

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Description

本発明は、燃料電池ユニット、情報処理装置および情報処理装置の電力供給方法に係り、特に、情報処理装置に接続される燃料電池ユニット、燃料電池ユニットに接続される情報処理装置および情報処理装置の電力供給方法に関する。

現在、情報処理装置への電源供給源の一つである二次電池として例えばリチウムイオン電池が使用されている。二次電池の有する特徴の一つは、使い捨てタイプである一次電池と比較して、例えば商用電源を用いて充電することで繰り返し使用可能な点にある。

しかしながら、リチウムイオン電池は二次電池であるが故に、例えば商用電源を用いて充電する必要である。

また、近年における情報処理装置の機能性能の向上は著しく、これに伴って情報処理装置の消費電力は増加の傾向にある。そこで、情報処理装置に電力を供給するリチウムイオン電池が提供するエネルギの密度、即ち単位体積或いは単位質量あたりの出力エネルギ量を向上させたいものの、顕著な向上を望むのは難しい状況にある。

一方、燃料電池のエネルギ密度は、理論的にはリチウムイオン電池の１０倍とも言われている（例えば、非特許文献１参照）。これは、燃料電池がリチウムイオン電池に対して、体積或いは質量が同じとすると、より長時間（例えば１０倍）の電力供給が可能となる潜在的能力を有していることを意味する。また、両者の電力供給時間を等しいとするならば、燃料電池の方がリチウムイオン電池に対して小型・軽量化が可能となる潜在的能力を有している事を意味する。

また、燃料電池は、燃料、例えばメタノール等を小型の容器に封入してユニット化し、小型の容器ごと交換して使用すれば、外部からの充電を必要としない。従って、例えばＡＣ電源設備の無い場所において、リチウムイオン電池を使用して電力を確保する場合と比較して燃料電池を使用して電力を確保する場合の方が、より長時間にわたって情報処理装置を使用可能である。

さらに、リチウムイオン電池を使用した情報処理装置（例えばノート型パーソナルコンピュータ）を長時間使用する場合、リチウムイオン電池の供給する電力を用いて長時間使用することは困難であるため、ＡＣ電源による電力供給が可能な環境で情報処理装置を使用しなければならないという制約が課せられる。しかしながら、燃料電池の供給する電力で情報処理装置を使用するとリチウムイオン電池を用いる場合と比較して長時間に渡る情報処理装置の使用が可能になるとともに、上述の制約から解放されることが期待できる。

以上のような観点から、情報処理装置への電力供給を目的とした燃料電池の研究・開発が進められており、これまでにも、例えば特許文献１，特許文献２に開示されている。

燃料電池の方式には種々のものがあるが（例えば非特許文献２参照）、情報処理装置に適するものとして、小型・軽量化、さらに燃料の取り扱いやすさといった観点を考慮すると、ダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ：ＤｉｒｅｃｔＭｅｔｈａｎｏｌＦｕｅｌＣｅｌｌ）方式が挙げられる。この方式の燃料電池は、燃料としてメタノールを用いるものであり、メタノールを水素に変換することなく直接、燃料極に注入する方式である。

ダイレクトメタノール型燃料電池においては、燃料極に注入するメタノールの濃度が重要であり、この濃度が高いと発電効率が悪くなり十分な性能が得られない。これは燃料となるメタノールの一部が燃料極（負極）と空気極（正極）とに挟まれる電解質膜（固体高分子電解質膜）を透過してしまう現象（これをクロスオーバ現象と呼んでいる。）に起因するものである。クロスオーバ現象はメタノールの濃度が高濃度の場合に顕著になり、低濃度のメタノールを燃料極に注入した場合は低減される。

一方、低濃度のメタノールを燃料として使用した場合、高性能を確保し易いものの、高濃度メタノールに比べると燃料の容積が大きくなるため（例えば１０倍）、燃料の収納容器（燃料カートリッジ）が大型となってしまう。

そこで、燃料カートリッジ内には高濃度のメタノールを収納することによって小型化をはかりつつ、一方で、発電時に発生する水を小型のポンプやバルブ等で循環させて高濃度メタノールを燃料極に注入する前に希釈することによってメタノールの濃度を下げ、その結果クロスオーバ現象を低減させることができる。この方式によって発電効率を向上させることが可能となる。なお、以降、循環させるためのポンプやバルブ等を補機と呼び、また、このように循環させる方式を希釈循環システムと呼ぶ。

このように、燃料電池ユニット全体としては小型軽量化を図りつつ、希釈されたメタノールによって、発電効率の高い燃料電池ユニットが実現できる（非特許文献１）。
特開２００３−１４２１３７号公報特開２００２−１６９６２９号公報「燃料電池２００４」、日経ＢＰ社、２００３年１０月、ｐ．４９−５０，ｐ．６４池田宏之助編著、「燃料電池のすべて」、日本実業出版社、２００１年８月

一般に、情報処理装置の外部に電源機材を接続するに際しては、接続される電源機材が該情報処理装置に適合したものであることが極めて重要である。特に、接続コネクタが単一の接続コネクタ（いわゆるドッキングコネクタ）であり、情報処理装置に接続される機材がドッキングステーションあるいはドッカー型と呼ばれる機材であって、ユーザが、燃料電池ユニットを含む複数の機材から自由に選択可能となるように構成されている場合、誤った機材が接続されることが無いように、安全性の確保は極めて重要である。

さらにまた、燃料カートリッジを有する燃料電池ユニットでは、装着されている燃料カートリッジ内の燃料が適正な燃料であるか否かの判断も重要となる。

従って、情報処理装置に接続される燃料電池ユニットにおいては、安全性確保のため、燃料電池ユニット自体および燃料カートリッジの双方の識別情報等を情報処理装置が的確に把握する必要がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、安全性を確保しつつ簡素な構成とした燃料電池ユニット、情報処理装置および情報処理装置の電力供給方法を提供することを目的とする。

本発明に係る燃料電池ユニットは、上述した課題を解決するため、請求項１に記載したように、外部機器との接続に用いられる接続部と、前記外部機器との通信を行うために前記接続部に設けられた通信用端子と、前記接続部を介して前記外部機器に供給される電力を燃料電池を用いて発電する発電部と、前記発電部にて行われる発電の開始と終了を前記外部機器が具備する電源手段から供給される電力によって制御する制御部と、前記制御部に設けられ、本燃料電池ユニットの識別情報を記憶する第１の記憶部と、前記発電部に着脱可能に設けられ、前記発電部にて行われる発電に用いられる燃料を収納する収納容器と、前記収納容器に設けられ、収納されている前記燃料の識別情報を記憶する第２の記憶部と、前記通信用端子と前記第１の記憶部と前記第２の記憶部とを接続するバスと、を具備し、前記発電部は、前記燃料電池に少なくとも燃料と空気を注入する補機を有し、前記接続部は、前記外部機器の具備する電源手段から少なくとも前記補機へ供給される電力を入力する第１の電源端子と、前記第１の電源端子を介して前記外部機器の前記電源手段から電力が供給される前に、前記第１の記憶部と前記第２の記憶部とに前記外部機器の電源手段から供給される電力を入力する第２の電源端子と、を備え、前記外部機器は、前記第１の記憶部および前記第２の記憶部に対して前記外部機器の電源手段により前記接続部の前記第２の電源端子を介して入力された電力が供給されると前記第１の記憶部に記憶される本燃料電池ユニットの識別情報と、前記第２の記憶部に記憶される前記燃料の識別情報とを読み出しこれらの識別情報に基づいて本燃料電池ユニットとの適合性を判断する手段を有し、前記判断する手段によって前記適合性が確認されたとき、前記第１の電源端子から前記補機へ供給される電力が入力される、ことを特徴とするものである。

本発明に係る燃料電池ユニット、情報処理装置および情報処理装置の電力供給方法、によれば、安全性を確保しつつ簡素な構成とすることができる。

本発明に係る燃料電池ユニット、情報処理装置および情報処理装置の電力供給方法の第一の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の燃料電池ユニットの一実施形態を示す外観図である。図１に示すように、この燃料電池ユニット１０は、情報処理装置、例えばノート型パーソナルコンピュータの後部を載置するための載置部１１と、燃料電池ユニット本体１２とから構成される。燃料電池ユニット本体１２には、電気化学反応で発電を行うＤＭＦＣスタックや、ＤＭＦＣスタックに対して燃料となるメタノールや空気を注入、循環させるための補機（ポンプやバルブ等）を内蔵している。

また、燃料電池ユニット本体１２のユニットケース１２ｂ内部の例えば右端に、着脱可能な燃料の収納容器である燃料カートリッジ（図示していない）が内蔵されており、この燃料カートリッジを交換できるように、カバー１２ａは取り外し可能となっている。

載置部１１には情報処理装置が載置される。載置部１１の上面には、情報処理装置と接続するための接続部としてドッキングコネクタ１４が設けられている。一方、情報処理装置の例えば底面後部には、燃料電池ユニットと接続するための接続部としてドッキングコネクタ２１（図示していない）が設けられており、燃料電池ユニット１０のドッキングコネクタ１４と機械的、電気的に接続される。また、載置部１１上に三箇所の位置決め突起１５とフック１６が設けられており、対応して設けられた情報処理装置の底面後部の三箇所の穴に、位置決め突起１５とフック１６が挿入される。

情報処理装置を燃料電池ユニット１０から取り外す時は、図１に示した燃料電池ユニット１０のイジェクトボタン１７を押すことにより、ロック機構（図示していない）の解除が行われて、容易に取り外すことができる。

図２は、情報処理装置１８（例えば、ノート型パーソナルコンピュータ）を燃料電池ユニット１０の載置部１１の上に載置、接続した時の外観を示す図である。

なお、図１、図２に示した燃料電池ユニット１０の形状や大きさ、或いはドッキングコネクタ１４および２１の形状や位置等は、種々の形態が考えられる。

次に、本発明に係る燃料電池ユニット１０の構成について図３に示した系統図を用いて概略説明する。

燃料電池ユニット１０は、発電部４０と、燃料電池ユニット１０の制御部である燃料電池制御部４１とから構成される。燃料電池制御部４１は発電部４０の制御を行う他、情報処理装置１８との通信機能を有する。

発電部４０は、発電を行うための中心となるＤＭＦＣスタック４２を有する他、燃料となるメタノールを収納する燃料カートリッジ４３を有する。燃料カートリッジ４３には高濃度のメタノールが封入されている。燃料カートリッジ４３は、燃料を消費した時には容易に交換できるよう、着脱可能となっている。

燃料カートリッジ４３は、ＥＥＰＲＯＭ４３１を内蔵している。ＥＥＰＲＯＭ４３１には、例えば燃料の種別に関する情報が記憶されている。

また、一般に、ダイレクトメタノール型燃料電池においては、発電効率をあげるにクロスオーバ現象を低減する必要があり、このために高濃度メタノールを希釈して低濃度化し、これを燃料極４７に注入することが有効である。この実現のため、燃料電池ユニット１０では、希釈循環システム６２を採用しており、発電部４０に高濃度メタノールの希釈化に必要な補機６３を有する。具体的には、補機６３として、燃料供給ポンプ４４，混合タンク４５，送液ポンプ４６，混合タンクバルブ４８，送気ポンプ５０，送気バルブ５１，凝縮器５３，冷却ファン５４，水回収タンク５５，水回収ポンプ５６，排気バルブ５７等を配管接続して構成される。

燃料電池ユニット１０の発電部４０での発電メカニズムの概略は以下の通りである。

まず、燃料カートリッジ４３内の高濃度メタノールは、燃料供給ポンプ４４によって、混合タンク４５に流入する。混合タンク４５の内部で高濃度メタノールは、回収された水や燃料極４７からの低濃度メタノール（発電反応の残余分）等と混合されて希釈され、低濃度メタノールが生成される。低濃度メタノールの濃度は発電効率の高い濃度（例えば３〜６％）を保てるように制御される。この制御は、例えば、濃度センサ６０の情報を基に燃料供給ポンプ４４によって混合タンク４５に供給される高濃度メタノールの量を制御する。または、混合タンク４５に環流する水の量を水回収ポンプ５６等で制御することによって実現できる。

混合タンク４５で希釈されたメタノール水溶液は送液ポンプ４６で加圧されて、ＤＭＦＣスタック４２の燃料極（負極）４７に注入される。燃料極４７では、メタノールの酸化反応が行われることで電子（ｅ^―）が発生する。酸化反応で生成される水素イオン（Ｈ^＋）はＤＭＦＣスタック４２内を透過して空気極（正極）５２に達する。

一方、燃料極４７で行われる酸化反応によって生成される二酸化炭素は、反応に供されなかったメタノール水溶液とともに再び混合タンク４５に環流する。二酸化炭素は混合タンク４５内で気化し、混合タンクバルブ４８を介して、凝縮器５３へ向かい、最終的には排気バルブ５７を介して、排気口５８から外部へ排気される。

他方、空気（酸素）の流れは、吸気口４９から取り込まれ、送気ポンプ５０で加圧され、送気バルブ５１を介し空気極（正極）５２に注入される。空気極５２では、酸素（Ｏ_２）の還元反応が進行し、外部の負荷からの電子（ｅ^―）と、燃料極４７からの水素イオン（Ｈ^＋）と、酸素（Ｏ_２）から水（Ｈ_２Ｏ）が水蒸気として生成される。この水蒸気は空気極５２を出て、凝縮器５３に入る。凝縮器５３では、冷却ファン５４によって水蒸気が冷却されて水（液体）となり、水回収タンク５５内に一時的に蓄積される。この回収された水は水回収ポンプ５６によって混合タンク４５へと環流し、高濃度メタノールを希釈するための希釈循環システム６２が構成される。

ところで、燃料電池ユニット１０では、燃料となる高濃度メタノールを燃料カートリッジ４３収納し、燃料カートリッジ４３自体を着脱可能とすることで、燃料をすべて消費した時にはユーザが容易に燃料カートリッジ４３を交換し、燃料を補給できるように構成している。従って、燃料カートリッジ４３は市場に流通することも前提としている。

このことは、逆に、種類や種別が異なった不適合・不適正な燃料カートリッジが装着される可能性を孕んでいる。このため、不適合・不適切な燃料カートリッジが誤って装着された場合に、これを排除する手段が必要となる。

かかる手段として、燃料カートリッジ４３にＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）を設け、ＥＥＰＲＯＭ４３１に予め燃料の種別等の識別情報を記憶させておき、接続される情報処理装置１８がこの識別情報を読み出して、不適合・不適切と判断した場合には、ユーザに例えば情報処理装置１８の表示機能を用いて警報を発する等の手段が有効である。

また、燃料カートリッジ４３は、使用途中のもの（例えば中古品）が使用される場合もあり得る。このような場合には、燃料の識別情報に加えて、燃料の残量情報も非常に重要になる。残量情報を適切にユーザに知らせることによって、ユーザに燃料カートリッジ４３の交換時期を予測させることが可能となるからである。

上記目的のため、燃料電池ユニット１０は、燃料種別等の識別情報や燃料の残量情報を、燃料カートリッジ４３に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ４３１に記憶させ、かつ接続される情報処理装置１８が容易に読み取ることができる構成としている。

図４は、燃料電池ユニット１０の構成と、これに接続される情報処理装置１８の燃料電池ユニット１０とのインタフェースに関する部分を示した系統図である。図４を用いて燃料電池ユニット１０と情報処理装置１８の構成と動作について説明する。

情報処理装置１８と燃料電池ユニット１０は単一の接続コネクタ、即ちドッキングコネクタ１４および２１によって機械的かつ電気的に接続される。ドッキングコネクタ１４および２１には、燃料電池ユニット１０のＤＭＦＣスタック４２で発電された電力を情報処理装置１８へ供給するための出力用電源端子９１を有する。また情報処理装置１８からは、補機用入力電源端子（第１の電源端子）９２を介して、燃料電池制御部４１内部の補機用電源回路９７にスイッチ１０１を通って電力が供給される。また、補機用入力電源端子（第１の電源端子）９２からは、マイクロコンピュータ９５にも電源が供給される。

マイクロコンピュータ９５は、燃料電池制御部４１の制御の中枢でありまた情報処理装置１８との間で通信を行う通信制御部としても機能する。

ドッキングコネクタ１４および２１はさらに、情報処理装置１８の電源制御部７７とマイクロコンピュータ９５との通信や、電子的に書き込み可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）９９との通信を行うための第１の通信用入出力端子９３を有している。また、情報処理装置１８からＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）９９（第１の記憶部）と燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）へ電源供給するための電源端子（第２の電源端子）９２ａを有している。

次に、図４を用いて、燃料電池ユニット１０から情報処理装置１８へ、燃料電池ユニット１０のＤＭＦＣスタック４２の電力が供給されるまでの基本的な処理の流れを説明する。

なお、情報処理装置１８の二次電池（リチウムイオン電池）８０には所定の電力が充電されているものとする。また、図４の中の全てのスイッチは開いているものとする。

まず、ドッキングコネクタ１４および２１が機械的に接続されると、電源端子（第２の電源端子）９２ａを介して燃料電池制御部４１のＥＥＰＲＯＭ９９（第１の記憶部）に電源が供給される。このＥＥＰＲＯＭ９９には、燃料電池ユニット１０の識別情報が予め記憶されている。識別情報には、例えば燃料電池ユニット１０の部品コードや製造シリアル番号、或いは定格出力などの情報を予め含ませることができる。

また、このＥＥＰＲＯＭ９９は、例えば、Ｉ２Ｃバス７８といったシリアルバスが、ドッキングコネクタ１４および２１に設けられた第１の通信用入出力端子９３を介して情報処理装置１８の電源制御部７７に接続されている。ＥＥＰＲＯＭ９９に電源が供給されれば、電源制御部７７からＥＥＰＲＯＭ９９の記憶データを読み出すことが可能となる。図４の構成では、ドッキングコネクタ１４および２１の第１の通信用入出力端子９３を介して、電源制御部７７がＥＥＰＲＯＭ９９の情報を読み出すことが可能となり、接続された燃料電池ユニット１０が適合かつ適正な機材であることを認識できる。

電源端子（第２の電源端子）９２ａからは、ＥＥＰＲＯＭ９９への電力供給と同時に、燃料カートリッジ４３内のＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）にも電力が供給される。従って、ドッキングコネクタ１４および２１が接続され、情報処理装置１８の二次電池８０からの電源が燃料電池ユニット１０に供給されると、ＥＥＰＲＯＭ９９（第１の記憶部）だけでなく、燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）も動作可能となる。

燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）は、図４に示したように、第２の通信用入出力端子１１０を介して燃料電池ユニット１０内のＩ２Ｃバス７８に接続されている。この構成によって、情報処理装置１８の電源制御部７７は、ＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）からも情報を読み出すことが可能となる。つまり、燃料電池ユニット１０の識別情報のみならず、燃料カートリッジ４３内の燃料情報等をも情報処理装置１８は認識できる。

接続された燃料電池ユニット１０の識別情報や燃料カートリッジ４３の燃料情報等から安全性、即ち接続した機材の適合性が確認されると、情報処理装置１８はスイッチ１００を閉じて二次電池８０の電力を、補機用電力入力端子（第１の電源端子）９２を介して燃料電池ユニット１０へ供給する。

この段階で、燃料電池ユニット１０のマイクロコンピュータ９５は動作可能な状態となっている。ここで、マイクロコンピュータ９５がＩ２Ｃバス７８を介して情報処理装置１０の電源制御部７７から、運転開始のコマンドを受信すると、マイクロコンピュータ９５はスイッチ１０１を閉じて、補機用電源回路９７に電力を供給し、補機６３を駆動させる。

補機６３は、図３に示したようにポンプ４４、４６、５０、５６、バルブ４８、５１、５７、冷却ファン５４等から構成されている。補機６３の駆動によってＤＭＦＣスタック４２の燃料極４７と空気極５２にそれぞれ燃料（メタノール水溶液）と空気（酸素）が注入され、ＤＭＦＣスタック４２で発電が開始される。

マイクロコンピュータ９５はスイッチ１０２を閉じ、出力電力端子９１を介して情報処理装置１８へ発電電力を供給開始する。その後、ＤＭＦＣスタック４２の出力電圧およびＤＭＦＣスタック４２の温度が所定の値に達すると、電源制御部７７は燃料電池ユニット１０が定常状態であると認識する。

以上が、燃料電池ユニット１０および情報処理装置１８の動作の概要である。

ところで、図４に示した構成によって、情報処理装置１０の電源制御部７７は、Ｉ２Ｃバスを介して燃料電池ユニット１０のＥＥＰＲＯＭ９９（第１の記憶部）と燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）に対して共通にアクセス可能となるが、この動作の詳細について図５を用いて説明する。

図５は、ＥＥＰＲＯＭ９９（第１の記憶部）をデバイスＡ、ＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）をデバイスＢと模式化して説明したものである。

電源制御部７７とデバイスＡ、デバイスＢはそれぞれＩ２Ｃバス（シリアルバス）で接続されている。デバイスＡ、デバイスＢにはそれぞれデバイスアドレスが設定できる。この例では、デバイスＡにはデバイスアドレス”Ａ”を、またデバイスＢにはデバイスアドレス”Ｂ”を設定している。

デバイスＡのデータαとデバイスＢのデータβを電源制御部７７が読み出す動作を図の例を用いて説明すると次のようになる。

まず、電源制御部７７が、Ｉ２Ｃバス上にスタートフラグを立てた後にデバイスアドレス”Ａ”を送る。次に、データαが記憶されているメモリアドレス”２”を送る。さらに再度デバイスアドレス”Ａ”を送った後、読み出し（Ｒ）動作か書き込み（Ｗ）動作かを示すフラグを送る。この例では、読み出し（Ｒ）を送る。

次に、これらの信号をＩ２Ｃバスから受信したデバイスＡは、データαの内容をＩ２Ｃバス上に出力する。電源制御部７７はこのデータαを読み込む。

同様にして、電源制御部７７はデバイスＢに対してデバイスアドレス”Ｂ”とメモリアドレス”５”を送信することによってデータβを読み込むことができる。

以上のように、電源制御部７７からデバイスＡとデバイスＢの双方に容易にアクセスが可能であり、それぞれのデバイスの任意のメモリアドレスのデータを読み出すことが可能となる。

燃料電池ユニット１０の構成は基本的には図５で説明した構成と同じものであり、電源制御部７７は、燃料電池ユニット１０のＥＥＰＲＯＭ９９（第１の記憶部）の識別情報や、燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）の燃料情報等を容易に読み出すことが可能な構成となっている。

また、燃料電池ユニット１０では、データバスをＩ２Ｃバス７８といったシリアルバスで構成しているため、パラレルバスに比べて線材数も極めて少なく、これに伴って、ＥＥＰＲＯＭ９９やＥＥＰＲＯＭ４３１の物理的形状や燃料カートリッジ４３に使用するコネクタも小型のものが使用できる。このため、燃料カートリッジ１０全体としても構成が簡素かつ小型のものが実現可能となる。

Ｉ２Ｃバス７８の動作に関するここまでの説明は、電源制御部７７をいわばマスタとして機能させ、ＥＥＰＲＯＭ９９とＥＥＰＲＯＭ４３１をそれぞれスレーブとして動作させるものであった。

ところで、図４に示したように、燃料電池ユニット１０のＩ２Ｃバス７８には、マイクロコンピュータ９５も接続されており、マイクロコンピュータ９５をマスタとして動作させることも可能である。

燃料電池ユニット１０のマイクロコンピュータ９５をマスタとし、燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１（第２の記憶部）をスレーブとして使用することで、燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１に積算燃料使用時間或いは燃料の残量を記憶させることが可能である。

具体的には、まず燃料電池ユニット１０の運転開始時に、マイクロコンピュータ９５が燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１に記憶された運転開始時の積算燃料使用時間或いは燃料の残量を読み込む。マイクロコンピュータ９５は内部のカウンタ等によって運転時間を把握することが可能である。運転中は一定の周期で燃料カートリッジ４３に設けられたＥＥＰＲＯＭ４３１から読み込んだ積算燃料使用時間に運転時間を加算し、運転終了時に、この運転終了時の積算燃料使用時間でＥＥＰＲＯＭ４３１の積算燃料使用時間を書き換えることによってＥＥＰＲＯＭ４３１の積算燃料使用時間を更新できる。或いはまた、運転時間から燃料の消費量を推定し、この消費量を運転開始時の燃料の残量から減算することによって、ＥＥＰＲＯＭ４３１の燃料の残量データを一定周期で更新することができる。

このように、燃料電池ユニット１０のマイクロコンピュータ９５と燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３１、及びこれらを接続するＩ２Ｃバスの構成によって、極めて簡素な構成で燃料カートリッジ４３に積算燃料使用時間、或いは燃料の残量を記憶させることができる。

また、同じく燃料電池ユニット１０のマイクロコンピュータ９５をマスタとし、燃料電池ユニット１０のＥＥＰＲＯＭ９９（第１の記憶部）をスレーブとした動作も可能である。例えば、燃料カートリッジの積算燃料使用時間と同様の手法により、燃料カートリッジ４３の交換の有無に関わらず、燃料電池ユニット１０自体の積算運転時間をＥＥＰＲＯＭ９９（第１の記憶部）に記憶させることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明に係る燃料電池ユニットの一実施形態を示す外観図。上記燃料電池ユニットに本発明に係る情報処理装置の一実施形態を接続した状態の外観図。上記燃料電池ユニットの発電部を主とした系統図。上記情報処理装置を接続した状態の上記燃料電池ユニットの系統図。第１の記憶部と第２の記憶部とにアクセス可能とする動作説明図。

符号の説明

１０燃料電池ユニット
１４ドッキングコネクタ（燃料電池ユニット側）
１８情報処理装置
２１ドッキングコネクタ（情報処理装置側）
４０発電部
４１燃料電池制御部
４２ＤＭＦＣスタック
４３燃料カートリッジ
４３１ＥＥＰＲＯＭ（第２の記憶部）
６３補機
７７電源制御部
７９電源部
８０二次電池
９１出力用電源端子
９２補機用入力電源端子（第１の電源端子）
９２ａ電源端子（第２の電源端子）
９３第１の通信用入出力端子
９５マイクロコンピュータ
９７補機用電源回路
９９ＥＥＰＲＯＭ（第１の記憶部）
１１０第２の通信用入出力端子

Claims

外部機器との接続に用いられる接続部と、
前記外部機器との通信を行うために前記接続部に設けられた通信用端子と、
前記接続部を介して前記外部機器に供給される電力を燃料電池を用いて発電する発電部と、
前記発電部にて行われる発電の開始と終了を前記外部機器が具備する電源手段から供給される電力によって制御する制御部と、
前記制御部に設けられ、本燃料電池ユニットの識別情報を記憶する第１の記憶部と、
前記発電部に着脱可能に設けられ、前記発電部にて行われる発電に用いられる燃料を収納する収納容器と、
前記収納容器に設けられ、収納されている前記燃料の識別情報を記憶する第２の記憶部と、
前記通信用端子と前記第１の記憶部と前記第２の記憶部とを接続するバスと、
を具備し、
前記発電部は、前記燃料電池に少なくとも燃料と空気を注入する補機を有し、
前記接続部は、
前記外部機器の具備する電源手段から少なくとも前記補機へ供給される電力を入力する第１の電源端子と、
前記第１の電源端子を介して前記外部機器の前記電源手段から電力が供給される前に、前記第１の記憶部と前記第２の記憶部とに前記外部機器の電源手段から供給される電力を入力する第２の電源端子と、
を備え、
前記外部機器は、前記第１の記憶部および前記第２の記憶部に対して前記外部機器の電源手段により前記接続部の前記第２の電源端子を介して入力された電力が供給されると前記第１の記憶部に記憶される本燃料電池ユニットの識別情報と、前記第２の記憶部に記憶される前記燃料の識別情報とを読み出しこれらの識別情報に基づいて本燃料電池ユニットとの適合性を判断する手段を有し、前記判断する手段によって前記適合性が確認されたとき、前記第１の電源端子から前記補機へ供給される電力が入力される、
ことを特徴とする燃料電池ユニット。
前記制御部は、前記バスに接続され、前記通信用端子を介して前記外部機器と通信することができる通信制御部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池ユニット。
前記通信制御部は、前記バスを介して、前記第１の記憶部と前記第２の記憶部にアクセス可能であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池ユニット。
前記制御部は、前記外部機器から前記第１の電源端子を介して電力が供給される前に、前記第１の記憶部と前記第２の記憶部とに電力を供給する電力供給手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池ユニット。
燃料電池および前記燃料電池に少なくとも燃料と空気を注入する補機を用いて発電する発電部と、通信制御部と、第１の記憶部と、第２の記憶部を具備する燃料収納容器とを備えた燃料電池ユニットに接続部を介して接続される情報処理装置において、
前記燃料電池ユニットに前記接続部を介して電力を供給する電源部と、
前記第１の記憶部および前記第２の記憶部が電力を供給されると前記接続部に設けられた通信用端子を介して前記燃料電池ユニットの識別情報を記憶する前記第１の記憶部と、前記燃料収納容器に収納される燃料の識別情報を記憶する前記第２の記憶部とにアクセス可能な電源制御部と、
前記第１の記憶部に記憶される前記燃料電池ユニットの識別情報と、前記第２の記憶部に記憶される前記燃料の識別情報とに基づいて前記燃料電池ユニットとの適合性を判断する手段と、を備え、
前記接続部は、
前記電源部から前記補機へ供給される電力を出力する第１の電源端子と、
前記第１の電源端子を介して前記電源部から前記補機へ電力が供給される前に、前記第１の記憶部と前記第２の記憶部とに供給される電力を出力する第２の電源端子と、
を備え、
前記判断する手段によって前記適合性が確認されたとき、前記第１の電源端子から前記補機へ供給される電力を出力する、
ことを特徴とする情報処理装置。
前記電源制御部は、前記通信用端子を介して前記通信制御部と通信を行うことを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
燃料電池および前記燃料電池に少なくとも燃料と空気を注入する補機を用いて発電する発電部と、第１の記憶部と、第２の記憶部を具備する燃料収納容器とを備えた燃料電池ユニットに接続部を介して接続され、電源部および電源制御部を有する情報処理装置の電力供給方法において、
前記電源部は前記接続部の第２の電源端子を介して前記第１の記憶部と前記第２の記憶部とに電力を供給し、
前記電源制御部は前記第１の記憶部に記憶される前記燃料電池ユニットの識別情報と前記第２の記憶部に記憶される前記燃料電池収納容器に収納されている燃料の識別情報とを読み出し、
前記電源制御部によって読み出された前記燃料電池ユニットの識別情報と前記燃料の識別情報とに基づいて、接続されている前記燃料電池ユニットが前記情報処理装置に適合しているか否かを判断し、
判断の結果、前記燃料電池ユニットが前記情報処理装置に適合している場合、前記電源部は前記接続部の第１の電源端子を介して前記燃料電池ユニットに少なくとも前記補機を駆動するための電力を供給することを特徴とする情報処理装置の電力供給方法。