JP4783454B2 - 電源供給装置、システムおよび充放電制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電源供給装置、システムおよび充放電制御方法に関する。
近年、PC(Personal Computer)やPDA(Personal Digital Assistant)など携帯型電子機器の電源供給装置として、炭化水素系のアルコール燃料を用いて発電を行う燃料電池が注目されている。燃料電池は、アルコール中の水素と、空気中から取り込んだ酸素とを反応させて発電するため、アルコール燃料を封入した燃料カートリッジを電子機器に装着さえすれば、AC電源の有無に関わらずオンサイト発電が可能である。
ところで、燃料電池はリチウム電池等の2次電池に比べ、単位体積あたりの出力電力量が小さいため、電子機器の消費電力全てを燃料電池でまかなおうとすると、燃料電池ユニットが大型化してしまう。そこで、特許文献1では、携帯機器の使用状況を監視し、携帯機器における消費電力の変動に応じて、燃料電池とバッテリとを切替えて携帯機器に電力を供給する電源供給装置に関する技術が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、バッテリの充電と放電の切替のタイミングを管理しておらず、充電効率の高いバッテリ残量であるうちに放電から充電への切替を行わないため、バッテリの充放電を効率良く行うことができない。また、バッテリ残量を考慮して充電・放電を切替えてはいないため、バッテリの充放電を過剰に行ってしまい、バッテリの寿命を短縮してしまうという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、燃料電池とバッテリとを併用して電子機器に電力を供給する装置において、バッテリの充放電を効率良く行うとともに、バッテリの長寿命化を図ることができる電源供給装置、システムおよび充放電制御方法を提供することである。
実施形態にかかる電源供給装置は、第1バッテリを備えた電子機器に接続可能で、燃料電池および第2バッテリを有する。また、電源供給装置は、前記燃料電池および前記第2バッテリが前記電子機器への給電および前記第1バッテリの充電を行う第1状態と、前記燃料電池が前記第2バッテリを充電するとともに前記第1バッテリが前記電子機器への給電を行う第2状態と、を交互に切替える。また、電源供給装置は、前記第1状態では、前記第2バッテリの放電電力量および放電電荷量を積算し、該放電電力量が所定量となった場合に前記第2状態に切替え、前記第2状態では、前記第2バッテリの充電電荷量を積算し、該充電電荷量が前記放電電荷量となった場合に前記第1状態に切替えることを特徴とする。
実施形態にかかる充放電制御方法は、第1バッテリを備えた電子機器に接続可能で、燃料電池および第2バッテリを有した電源供給装置において、前記燃料電池および前記第2バッテリが前記電子機器への給電および前記第1バッテリの充電を行う状態と、前記燃料電池が前記第2バッテリを充電するとともに前記第1バッテリが前記電子機器への給電を行う第2状態と、を交互に切替え、前記第1状態では、前記第2バッテリの放電電力量および放電電荷量を積算し、該放電電力量が所定量となった場合に前記第2状態に切替え、前記第2状態では、前記第2バッテリの充電電荷量を積算し、該充電電荷量が前記放電電荷量となった場合に前記第1状態に切替えることを特徴とする。
本発明によれば、バッテリの放電電力量および充放電電荷量を積算し、積算した放電電力量および充放電電荷量に基づいて充放電の切替制御を行うため、燃料電池とバッテリとを併用して電子機器に電力を供給する装置において、バッテリの充放電を効率良く行うとともに、バッテリの長寿命化を図ることができるという効果を奏する。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる電源供給装置100の構成を示す図である。本発明にかかる電源供給装置100は、携帯型電子機器であるPC20に対して電力を供給する電源供給装置として用いられる。
PC20は、従来一般的に用いられているノートPCであり、図1に示すように、PC内蔵バッテリ21を搭載し、また、DC−IN入力端子(不図示)にPC20専用のACアダプタを接続することにより、外部電源からPC内蔵バッテリ21に充電可能となっている。従来、ノートPCのDC−IN入力端子に入力される電圧は監視されており、所定の電圧範囲外の電圧が入力された場合には、入力電圧を遮断し、PC20を保護する動作モードに変更される等の制御が行われる。即ち、DC−IN入力端子およびPC内蔵バッテリ21の双方からPC20に給電することは困難であり、一般的には、DC−IN入力端子を介して外部電源から給電するか、もしくはPC内蔵バッテリ21から給電するかのいずれか一方のみが行われる。従って、PC20のDC−IN入力端子に電源電圧を入力する場合には、PC内蔵バッテリ21からの給電と競合しないよう制御した上で、PC20の電源仕様に合う電圧を入力する必要がある。
このため、本実施の形態の電源供給装置100は、PC20に給電を行う給電区間と、給電を休止する給電休止区間とを繰り返す間欠給電方式を行う(図7参照)。給電休止区間にはPC内蔵バッテリ21からPC20に給電を行うので、双方の給電が競合することを避けることができる。
電源供給装置100は、DMFC(Direct Methanol Fuel Cell:ダイレクトメタノール型燃料電池)のセルを数枚スタックしたDMFCスタック11により発電を行う発電機構としてのDMFCモジュール10を備えており、DMFCスタック11により発電した電力をDC/DCコンバータ12を介してPC20に供給する。DC/DCコンバータ12は、変圧回路等から構成されており、DMFCモジュール10の出力、すなわち出力電流および出力電圧の少なくともいずれか一方を制御するものである。
燃料電池はその特性上、出力電力が一定となるよう定電力出力制御されることが望ましい。図2は、DMFCモジュール10の電流電圧特性および定電力出力範囲を示す図である。DMFCモジュール10は、図2の定電力出力範囲に示すように、電流が増加した場合には電圧を低減して出力電圧が一定となるよう制御される。(尚、出力電流がある値以下となると出力電圧は急激に増大するため、図2に示すように、出力電流が所定の値以下となった場合には電圧に上限電圧を設けて、定電圧制御が行われる。)
従って、PC20のように消費電力が大幅に変化する負荷に電力を供給する場合には、PC20への供給電力を制御しながらDMFCモジュール10の出力電圧や出力電流を頻繁に制御して発電電力を一定とすることは困難であり、非効率となる。
そこで、電源供給装置100は、図1に示すように、PC20に対する電力供給の補助電源としてDMFC補助バッテリ3(以降、単にバッテリ3と称することとする)を備えており、バッテリ3およびDMFCモジュール10からPC20に対してハイブリッド給電を行う。尚、バッテリ3としては、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの2次電池を用いる。このようにバッテリ3をDMFCモジュール10の補助バッテリとして備えることにより、DMFCモジュール10の出力電力を一定に制御した場合にも、PC20の消費電力の変化に対応することができる。
DC入力端子6は、充電回路4に接続されており、専用のACアダプタ(不図示)を介して外部電源からバッテリ3を充電するための端子である。これにより、バッテリ3を満充電することができ、PC駆動時間を延長することが可能である。
ダイオード2は、DMFCモジュール10とバッテリ3との間にダイオードOR回路を構成してDMFCモジュール10の出力電流を整流するものである。即ち、ダイオード2は、DMFCモジュール10からバッテリ3への電流の流れ込み、および、バッテリ3からDMFCモジュール10への電流の流れ込みを防止しつつ、DMFCモジュール10とバッテリ3とを、DC/DCコンバータ7に共に接続するためのものである。
システム制御マイコンユニット(MCU)5は、電源供給装置100のシステム全体を制御する制御部として機能するものであり、バッテリ3の充電と放電の切替制御を行い、DMFCモジュール10およびバッテリ3からPC20に対するハイブリッド給電の制御を行うものである。また、MCU5は、DMFCモジュール10を制御するものであり、燃料タンク、燃料の流量や圧力調整等を行う補機、ポンプ等の制御を行い、DMFCスタック11の発電にかかる制御を一括して行うものである。
DC/DCコンバータ7は、スイッチ素子を備えた変圧回路から構成されている。DC/DCコンバータ7は、MCU5の制御信号(オン・オフ信号)に応じてスイッチ素子のオン、オフを切替えることにより、電源供給装置100がPC20に供給する電力の供給と遮断とを切替える。
充電回路4は、ダイオード2とDC/DCコンバータ7との間に接続されており、DMFCモジュール10の出力によってバッテリ3を充電するための回路である。充電回路4は、MCU5からの制御信号に応じて、バッテリ3を充電可能であるオン状態と、充電不可能であるオフ状態とを切替える。
より詳細には、MCU5は、バッテリ3の充電時には、バッテリ3の出力電圧および出力電流を監視して(図1参照)、バッテリ3が充電した充電電荷量を積算する。また、MCU5は、充電時に充電電荷量が放電中に積算した放電電荷量となった場合には、制御信号を送出することにより充電回路4をオフ状態としてバッテリ3の放電を開始するとともに、制御信号を送出することによりDC/DCコンバータ7をオンとして、DMFCモジュール10およびバッテリ3からPC20に対するハイブリッド給電を行う。
MCU5は、バッテリ3の放電時には、バッテリ3の出力電圧および出力電流を監視して(図1参照)、バッテリ3が放電した放電電力量および放電電荷量を積算する。また、MCU5は、放電時に積算した放電電力量が所定の放電電力量となった場合には、制御信号を送出することによりDC/DCコンバータ7をオフに切替えて、DMFCモジュール10およびバッテリ3からPC20への電力供給を遮断し、ハイブリッド給電を休止する。さらに、MCU5は、制御信号を送出して充電回路4をオン状態とし、バッテリ3を放電から充電に切替える。ここで、所定の放電電力量とは、バッテリ3の満充電状態から放電終止状態まで放電可能な電力量(バッテリ定格電力)の25%程度の電力量であり、予めMCU5のメモリ領域に設定されるものである。
上述より、DC/DCコンバータ7および充電回路4は本実施の形態において切替部として機能するものである。
尚、図2で前述したように、DMFCモジュール10は出力電流の増加とともに出力電圧が低下する。従って、MCU5は、バッテリ3の充電時に、DMFCモジュール10の出力電圧を監視して(図1参照)、バッテリ3の充電のためにDMFCモジュール10の出力電圧が低下した場合には、出力電流を増加させるように補機や制御信号等の設定を行って、DMFCモジュール10から一定の電力を出力できるよう制御を行う。また、MCU5は、DMFCモジュール10の出力電圧がバッテリ3の電圧より1〜2V高くなるように、充電電流値を充電回路4に設定することにより、充電電流を制御する。
また、MCU5は、バッテリ3の電圧および電流を監視して(図1参照)、充放電時にバッテリ3が定電力充放電となるように制御する。バッテリ3の充放電電力量Pbは一定となるよう制御されるので、充放電電力量Pbはバッテリ3の電圧Vbおよび電流Ibを用いて下式1のように表される。
Pb=Ib×Vb=一定 (式1)
Pb=Ib×Vb=一定 (式1)
また、バッテリ3の電圧Vbおよび電流Ibは図3に示すようになる。図3は、バッテリ3の電圧Vbと、定電力充放電制御時の電流Ibを示す図である。図3に示すように、バッテリ3の電圧Vbが低下した場合には、MCU5は充電回路4を制御して電流Ibを増加させる。従って、所定の放電電力量を放電する間に放電する放電電荷量は、電圧Vbが低下するにつれ増加することとなり、充電時の充電電荷量も増加することとなる。
しかしながらバッテリ3の充電時に、MCU5はDMFCモジュール10の出力電力が一定となるよう定電力出力制御を行うため(図2参照)、DMFCモジュール10からバッテリ3に供給される電力は一定となる。従って、バッテリ電圧Vbが低い場合ほど充電電流Ibは増加する。また、電荷量Icb[Ah]=電流Ib[A]×時間[h]であるから、一定の充電電荷量Icbを充電する時間はバッテリ残圧Vbが低下するにつれ短くなる。つまり、バッテリ電圧Vbが低下した場合にも、充電所要時間が大幅に増えることはない。
次に、図4を参照して、上述のように充放電の切替制御を行う場合におけるバッテリ3の充放電電力量(充電電力量または放電電力量)Pb、充放電電荷量(充電電荷量または放電電荷量)Icbおよびバッテリ電圧Vbの変化について説明する。図4は、バッテリ3の充放電電力量Pb、充放電電荷量Icbおよび電圧Vbの変化を説明する図である。
上述したように、バッテリ3が充電時に充電する充電電荷量は、放電時に放電した放電電荷量と等しいため、図4において、放電区間における充放電電荷量Icbは充電区間における充放電電荷量Icbに等しくなる。従ってバッテリ3のバッテリ残量も一定に保たれるので、バッテリ3の電圧Vbは一定の範囲、即ち、充電開始時の電圧値と放電開始時の電圧値との間で変化することとなる。
一方、DMFCモジュール10からバッテリ3に充電する場合には、充電電力量の損失が発生する。従って、図4に示すように、充電区間における充電電力量Pbは、放電区間における放電電力量Pbに比べやや大きくなる。
次に、図5を参照して、バッテリ3の充放電制御について説明する。図5は、バッテリ3の充放電利用範囲を説明する図である。図5において、Vmaxはバッテリ3の満充電電圧、Vminは放電終止電圧であり、V1は充電上限電圧、V2は放電下限電圧である。
一般的に、Liイオンバッテリは、満充電状態に対して8〜9割程度充電すると、その後の充電速度が急速に低下し、充電効率が大幅に低下する。また、Liイオンバッテリは、過充電や過放電をするとバッテリ電解液が分解し、内部短絡等の故障が生じる危険性がある。従って、Liイオンバッテリは、図5の区間2に示すように、バッテリ電圧Vbが急激に増加し始める充電上限電圧V1およびバッテリ電圧Vbが急速に低下し始める放電下限電圧V2の間の範囲で充放電制御することが望ましい。
そこで、本実施の形態にかかるMCU5は、バッテリ3の充電時に放電電荷量分の充電を完了していない場合であっても、バッテリ3のバッテリ電圧Vbが充電上限電圧V1となった場合には充電を強制的に終了して放電に切替える。
また、MCU5は、バッテリ3の放電時に上述した所定の放電電力量の放電を完了していない場合であっても、バッテリ3のバッテリ電圧Vbが放電下限電圧V2となった場合には放電を強制的に終了して充電に切替える。
また、MCU5は、このように放電時に所定の放電電力量の放電を完了せずに充電に切替えた場合には、バッテリ3の全放電容量(定格容量)の25%相当分として予めMCU5の記憶領域に設定された充電電荷量をバッテリ3に充電する。
本実施の形態では、経験的結果に基づき、充電上限電圧V1をバッテリ3の残量(バッテリ容量)が80%程度である場合のバッテリ電圧Vbとし、放電下限電圧V2をバッテリ3の残量が30%程度である場合のバッテリ電圧Vbとする。尚、充電上限電圧V1および放電下限電圧V2は、バッテリ3として用いられる2次電池の種類や構成によって変わりうるものであるので、上述したバッテリ残量の割合のみによって定められるものではなく、上述した充放電特性にかかる特徴により定められる電圧値であれば良い。
図6は、このように充電上限電圧V1および放電下限電圧V2によって充放電制御を行う場合における、バッテリ3の電圧Vbの変化を説明する図である。図6では、放電開始時の電圧値の大きさによって、異なる2つのケースAおよびBを示している。
まず、Aに示されるように、放電開始時のバッテリ電圧VbがV1を超える場合には、(図6では、満充電電圧Vmaxである。)バッテリ電圧Vbが充電上限電圧V1以下であり、且つ、上述した所定の放電電力量を放電するまで放電を継続する。所定の放電電力量を放電した場合には、放電から充電に切替える。そして、放電中に積算した放電電荷量を充電完了していなくとも、バッテリ電圧VbがV1に達した場合には充電を終了して放電に切替える。そして再び所定の放電電力量を放電し、以降、同様に充電上限電圧V1と所定の放電電力量によって切替のタイミングを判定し、充電と放電を切替える。
一方、Bに示されるように、放電開始時のバッテリ電圧VbがV1未満の場合、或いは充放電を繰り返すうちにバッテリ電圧Vbが低下して放電下限電圧V2に達した場合には、強制的に放電から充電に切替えて、上述のようにバッテリ3の全放電容量の25%相当分として予め設定した充電電荷量をバッテリ3に充電する。
即ち、MCU5は、放電中に積算した放電電力量および放電電荷量に基づく充放電切替制御(図4参照)よりも、充電上限電圧V1および放電下限電圧V2に基づく充放電切替制御(図6参照)を優先する。
このようにすることで本実施の形態の電源供給装置100は、図5においてバッテリ電圧VbがV2≦Vb≦V1(あるいはV2<Vb<V1でも良い)となる区間2の範囲内で充放電を繰り返すことが可能となり、バッテリ3の充放電を効率よく行うことが可能となるとともに、充放電を安全に行うことができるという効果を奏する。
次に、図7を参照して、バッテリ3およびPC内蔵バッテリ21の残量変化について説明する。図7は、バッテリ3およびPC内蔵バッテリ21の残量変化を説明する図である。
図7に示すように、電源供給装置100は、DMFCモジュール10およびバッテリ3の双方からPC20に対してハイブリッド給電を行う給電区間と、PC20に電力を供給しない給電休止区間とを切替えて給電を行う間欠給電方式をとっている。給電区間では、DMFCモジュール10およびバッテリ3の双方からPC20に対して電力を供給する。給電休止区間では、DMFCモジュール10はバッテリ3の充電を行う。
ここで、1給電区間と1給電休止区間との1組分の区間において、電源供給装置100がPC20に供給する電力の平均値をPC20への平均供給電力と称する。
図7の区間Cに示すように、PC20の消費電力が、PC20への平均供給電力より大きい場合には、充電時に電源供給装置100から充電される充電電力量よりも、放電時に放電する放電電力量の方が大きいため、PC内蔵バッテリ21の残量は、充放電を繰り返しながら徐々に減少することとなる。
一方、図7の区間Dに示すように、PC20の消費電力が、PC20の平均供給電力より小さい場合には、放電時に放電する放電電力量よりも、充電時に電源供給装置100から充電される充電電力量の方が大きいため、PC内蔵バッテリ21の残量は、充放電を繰り返しながら徐々に増加させることができる。
また、バッテリ3については、上述したように放電電荷量と充電電荷量が等しくなるよう充放電制御を行うため、バッテリ3を過放電することなく、残量を所定の範囲内(区間2内)で保持することができる。
次に、本実施の形態にかかる電源供給装置100が行う、PC20へのハイブリッド給電、およびバッテリ3の充放電切替処理の手順について説明する。図8は、DMFCモジュール10とバッテリ3とによるハイブリッド給電、およびバッテリ3の充放電切替処理の手順を示すフローチャートである。
まず、MCU5は、DC/DCコンバータ7をオン、充電回路4をオフとして、バッテリ3を充電から放電に切替えるとともに、DMFCモジュール10およびバッテリ3によるPC20へのハイブリッド給電を開始する(ステップS1)。また、MCU5は、バッテリ3の放電開始とともに、バッテリ3が放電した放電電力量および放電電荷量の積算を開始する(ステップS2)。
次に、MCU5は、バッテリ3のバッテリ電圧Vbが放電下限電圧V2に達したか判定し(ステップS3)、放電下限電圧V2に達した場合(ステップS3:Yes)には、ステップS9に移行する。一方、放電下限電圧V2に達しない場合(ステップS3:No)にMCU5は、積算した放電電力量が上述した所定の放電電力量となったか判定し(ステップS4)、所定の放電電力量となった場合(ステップS4:Yes)には、ステップS5に移行する。他方、所定の放電電力量となっていない場合には(ステップS4:No)、ステップS3〜S4の判定を繰り返す。
ステップS5において、MCU5は、DC/DCコンバータ7をオフとしてPC20への電力供給を遮断してハイブリッド給電を休止し、充電回路4をオンとしてバッテリ3を放電から充電に切替える。そして、バッテリ3の充電開始とともに、バッテリ3の充電電荷量の積算を開始する(ステップS6)。
そして、MCU5は、バッテリ3のバッテリ電圧Vbが充電上限電圧V1に達したか判定し(ステップS7)、充電上限電圧V1に達した場合(ステップS7:Yes)には、ステップS1に移行し、放電から充電に切替える。一方、充電上限電圧V1に達しない場合(ステップS7:No)にMCU5は、積算した充電電荷量が、放電中に積算した放電電荷量となったか判定し(ステップS8)、放電電荷量となった場合(ステップS8:Yes)には、ステップS1に移行し、放電から充電に切替える。他方、放電電荷量に満たない場合(ステップS8:No)には、ステップS7〜S8の判定を繰り返す。
ステップS3で、放電下限電圧V2に達した場合(ステップS3:Yes)は、上述したように、MCU5は所定の放電電力量の放電を完了せずに放電から充電に切替える。
従って、ステップS9、S10においてステップS5、S6と同様に充電処理を行った後、ステップS11においてステップS7と同様に充電上限電圧V1による判定を行う。そして、ステップS12においては、ステップS8のように積算した充電電荷量により充電電荷量を設定するのではなく、積算した充電電荷量がバッテリ容量の25%の電荷量となるまで充電を行う。そして、積算した充電電荷量がバッテリ容量の25%の電荷量となった場合(ステップS12:Yes)には、ステップS1に移行して充電から放電に切り替える。一方、バッテリ容量の25%の電荷量とならない場合(ステップS12:No)には、ステップS11〜S12の判定を繰り返す。電源供給装置100は、PC20の電源スイッチ(不図示)が投入されてから切られるまで上述の処理を繰り返して、PC20に電力を供給する。
従って、ステップS9、S10においてステップS5、S6と同様に充電処理を行った後、ステップS11においてステップS7と同様に充電上限電圧V1による判定を行う。そして、ステップS12においては、ステップS8のように積算した充電電荷量により充電電荷量を設定するのではなく、積算した充電電荷量がバッテリ容量の25%の電荷量となるまで充電を行う。そして、積算した充電電荷量がバッテリ容量の25%の電荷量となった場合(ステップS12:Yes)には、ステップS1に移行して充電から放電に切り替える。一方、バッテリ容量の25%の電荷量とならない場合(ステップS12:No)には、ステップS11〜S12の判定を繰り返す。電源供給装置100は、PC20の電源スイッチ(不図示)が投入されてから切られるまで上述の処理を繰り返して、PC20に電力を供給する。
本実施の形態の電源供給装置100は、上述のように、放電電力量および放電電荷量、ならびに充電上限電圧V1および放電下限電圧V2に基づいて、浅めの放電深度で充放電の切替を行うことにより、バッテリ3の充放電を効率的に行うことができる。また、バッテリ残量を監視するため、2次電池の最低残量を維持することが可能となり、過放電によるバッテリの寿命短縮を防止することが可能となる。
また、電源供給装置100は、早い段階で放電すなわちPC内蔵バッテリ21の充電に切替えるため、PC内蔵バッテリ21の充電を効率良く行うことができるという効果を奏する。また、PC内蔵バッテリ21を有効に活用するため、PCのように消費電力量の変化が大きい負荷に対しても、PC内蔵バッテリ21および電源供給装置100の双方から余裕を持ってハイブリッド給電を行うことができ、外部電源無接続時のPC駆動時間を長くすることができるという効果を奏する。
尚、上述では、所定の放電電力量をバッテリ3の満充電状態から放電終止状態まで放電可能な電力量の25%程度の電力量とし、所定の充電電荷量をバッテリ3の全放電容量の25%相当分の電荷量としたが、これに限定されるものではない。所定の放電電力量および所定の充電電荷量は、バッテリ3として用いられる2次電池の種類や構成によって変わりうるものであり、図5または図7に示した充放電利用範囲において、バッテリ充放電効率に優れ、バッテリ寿命を長期化できる電力量および電荷量であれば良い。
なお、本発明は、上記実施の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することができる。また、上記実施の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、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
以上のように、本発明にかかる電源供給装置は、燃料電池とバッテリとを併用して電子機器に電力を供給する電源供給装置として有用であり、特に、バッテリを内蔵している携帯型電子機器の電源供給装置として適している。
100 電源供給装置
2 ダイオード
3 DMFC補助バッテリ(バッテリ)
4 充電回路
5 MCU
6 DC入力端子
7、12 DC/DCコンバータ
10 DMFCモジュール
11 DMFCスタック
20 PC
21 PC内蔵バッテリ
2 ダイオード
3 DMFC補助バッテリ(バッテリ)
4 充電回路
5 MCU
6 DC入力端子
7、12 DC/DCコンバータ
10 DMFCモジュール
11 DMFCスタック
20 PC
21 PC内蔵バッテリ
Claims (9)
- 第1バッテリを備えた電子機器に接続可能で、燃料電池および第2バッテリを有した電源供給装置であって、
前記燃料電池および前記第2バッテリが前記電子機器への給電および前記第1バッテリの充電を行う第1状態と、前記燃料電池が前記第2バッテリを充電するとともに前記第1バッテリが前記電子機器への給電を行う第2状態と、を交互に切替え、
前記第1状態では、前記第2バッテリの放電電力量および放電電荷量を積算し、該放電電力量が所定量となった場合に前記第2状態に切替え、
前記第2状態では、前記第2バッテリの充電電荷量を積算し、該充電電荷量が前記放電電荷量となった場合に前記第1状態に切替えることを特徴とする電源供給装置。 - 前記所定量は、前記第2バッテリを満充電した場合に放電可能である総放電電力量のうち予め設定した所定割合の電力量であること、
を特徴とする請求項1に記載の電源供給装置。 - 前記充電電荷量が前記放電電荷量となっていない場合であっても、前記第2バッテリの電圧が前記第2バッテリの満充電電圧値より低い電圧値である充電上限電圧となった場合に、前記第2状態から前記第1状態に切替えること、
を特徴とする請求項1または2に記載の電源供給装置。 - 前記放電電力量が前記所定量となっていない場合であっても、前記第2バッテリの電圧が前記第2バッテリの放電終止電圧値より高い電圧値である放電下限電圧となった場合に、前記第1状態から前記第2状態に切替えること、
を特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電源供給装置。 - 前記所定量の放電を完了せずに前記第2状態に切替えた場合には、前記第2バッテリの全容量のうち予め設定した所定割合の充電電荷量を前記第2バッテリに充電すること、
を特徴とする請求項4に記載の電源供給装置。 - 前記第2バッテリの充電時に、前記第2バッテリの出力電圧を監視して、前記燃料電池の出力電圧が前記第2バッテリの電圧より高くなるように、前記第2バッテリの充電電流を制御すること、
を特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の電源供給装置。 - 外部電源から前記第2バッテリに電力を供給するための入力端子をさらに備えたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の電源供給装置。
- 第1バッテリを備えた電子機器と、
燃料電池および第2バッテリを有し、前記電子機器と接続可能な電源供給装置と、
を備え、
前記電源供給装置は、
前記燃料電池および前記第2バッテリが前記電子機器への給電および前記第1バッテリの充電を行う第1状態と、前記燃料電池が前記第2バッテリを充電するとともに前記第1バッテリが前記電子機器への給電を行う第2状態と、を交互に切替え、
前記第1状態では、前記第2バッテリの放電電力量および放電電荷量を積算し、該放電電力量が所定量となった場合に前記第2状態に切替え、
前記第2状態では、前記第2バッテリの充電電荷量を積算し、該充電電荷量が前記放電電荷量となった場合に前記第1状態に切替えることを特徴とするシステム。 - 第1バッテリを備えた電子機器に接続可能で、燃料電池および第2バッテリを有した電源供給装置において、
前記燃料電池および前記第2バッテリが前記電子機器への給電および前記第1バッテリの充電を行う第1状態と、前記燃料電池が前記第2バッテリを充電するとともに前記第1バッテリが前記電子機器への給電を行う第2状態と、を交互に切替え、
前記第1状態では、前記第2バッテリの放電電力量および放電電荷量を積算し、該放電電力量が所定量となった場合に前記第2状態に切替え、
前記第2状態では、前記第2バッテリの充電電荷量を積算し、該充電電荷量が前記放電電荷量となった場合に前記第1状態に切替えることを特徴とする充放電制御方法。
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