JP4976659B2 - 電子機器用電源システム - Google Patents
電子機器用電源システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4976659B2 JP4976659B2 JP2005134167A JP2005134167A JP4976659B2 JP 4976659 B2 JP4976659 B2 JP 4976659B2 JP 2005134167 A JP2005134167 A JP 2005134167A JP 2005134167 A JP2005134167 A JP 2005134167A JP 4976659 B2 JP4976659 B2 JP 4976659B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- power
- fuel cell
- secondary battery
- electronic device
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
又、2次電池を使用するにあたり、電池の寿命管理が重要である。即ち、充電回数、充電電圧、放電電流積算、周囲温度等により、電池の残留容量の管理をするのが常である。又、燃料電池においても、発電電力でセルの劣化により出力低下をきたすので、燃料電池における寿命の管理も必要である。
電子機器における数分以内の動作に限定すれば、2次電池のみで動作をさせるのが適当であり、数時間以上連続して電子機器を使用する場合には、2次電池の寿命が短いために、燃料電池と2次電池とを併用するのが適当である。又、燃料電池の出力密度が高くないことから、ピーク負荷時の電力供給を2次電池が負担して、常時電力供給を燃料電池が負担することが効率的である。
そこで本発明は、電子機器の電源として、電灯線、2次電池、及び燃料電池を使用可能とした構成において、互換性を有し電子機器の使用環境に応じた適切で小型軽量な電源システムを提供することを目的とする。
以下の実施形態では、電子機器として、消費電力が30W程度のノート型のパーソナルコンピュータ(PC)を例に採り、2次電池ユニットとして、リチウムイオン2次電池を2直列して8Vを出力し充放電可能なものを例に採り、燃料電池ユニットとして、メタノールと水とを化学反応させて発電し、出力が20Wのとき出力電圧が10Vである、直接型メタノール燃料電池(DMFC)を例に採り、外部直流電源として、いわゆるACアダプターで出力電圧15Vのものを例に採る。尚、燃料電池ユニットに使用する上記「メタノール」とは、メタノール原液のみならずメタノール水溶液をも含む概念である。本実施形態における上記DMFCでは、一例として1mol%程度の濃度のものを使用する。
燃料電池ユニット120には、複数の発電セルを有する発電部121、発電部121を動作させるために燃料の循環等を行う補機及び動作状態を管理するセンサーを有する駆動部122、当該燃料電池ユニット120の動作制御を司る電池制御部123、及び燃料電池記憶部124が備わる。上記発電セルのそれぞれは、一対のアノード極とカソード極とでイオン伝導膜を挟んで膜電極接合体(MEA)を形成したものである。アノード極では、白金、ルテニウムを含む触媒反応で、メタノールと水とが反応し、水素イオンと電子と二酸化炭素が生成され、電子はアノード極より外部に電力として出力され、水素イオンはイオン透過膜を通りカソード極側に伝導する。カソード極では、水素イオンがカソード極から電子の供給を受け、空気中の酸素と反応し水が生成される。
又、燃料電池ユニット120には、外部接続端子として、電源ラインに接続されるFC電源端子125aと、電子機器110等との相互間の通信を行うFC通信端子125bと,共通GND端子125cとを有する。FC通信端子125bは、電池制御部123の通信端子に接続されている。尚、図示では、1回線であるが、データ線とクロック線とから構成される。
一方、発電部121が発電していないときには、FC電源端子125aは、入力端子として動作し、FC電源端子125aに供給される電力にて、駆動部122を起動させる。よって、燃料電池ユニット120が起動し発電部121での発電が開始される。FC電源端子125aから供給される燃料電池ユニット120の起動用電力は、2次電池ユニット130からも供給可能であり、又、外部直流電源160と接続されている電子機器110からも供給可能である。
起動後、発電部121の発電能力が向上したときには、発電出力は、D/Dコンバータ126を介して、駆動部122に一部還元され、燃料電池ユニット120自身の動作電力を供給可能となる。このときには、FC電源端子125aは、上述のように出力端子として機能する。
上記電力供給部111には、電灯電力線の交流100Vから直流15Vに変換して出力する外部直流電源160が接続可能である。尚、外部直流電源160は、電子機器110に内蔵されていてもよい。電子機器110の機器電源端子115aには、電力供給部111が接続され、機器電源端子115aは、燃料電池ユニット120が接続されているときには、燃料電池ユニット120のFC電源端子125aと接続され、2次電池ユニット130が接続されているときには、LiB電源端子135aと接続される。又、機器電源端子115aは、電子機器110の電源として、電圧変換器113を通して5V及び3Vの動作電力を供給する。
燃料電池ユニット120の運転が規定値に立ち上がり、負荷がかかったときの電圧降下による出力電圧が2次電池ユニット130からの供給電圧よりも高いと、電池制御部123が判断したときには、電池制御部123の指令により燃料電池ユニット120のI/O拡張機134にて充電回路132を動作させて、発電部121の発電電力をFC電源端子125aから出力する。FC電源端子125aからの電力出力により、2次電池ユニット130の充電回路132に備わるダイオードの作用により2次電池ユニット130からは出力停止となり、燃料電池ユニット120から電子機器110へ給電することになる。又、燃料電池ユニット120からの給電中に負荷が増大して燃料電池ユニット120の出力電圧が低下した場合は、2次電池ユニット130の電圧でトラップされて、燃料電池ユニット120及び2次電池ユニット130の両者から電子機器110へ電力供給することになる。
該接続形態では、起動時給電可能な電源は、2次電池ユニット130であるので、まず、2次電池ユニット130の電力が燃料電池ユニット120に給電され、電池制御部123が動作を開始する。例えば、2次電池ユニット130のI/O拡張機134の入力端子の一つが2次電池ユニット130の出力電圧をモニタするように構成することで、電池制御部123は、通信部150を通して、2次電池記憶部133に記憶している満充電電圧値と、I/O拡張機134から出力される2次電池ユニット130の出力電圧値とを比較する。そして、電池制御部123は、電池部131に充電が必要と判断したときには、駆動部122を動作させ、発電部121の発電運転を起動させる。尚、2次電池ユニット130は、充電要の状態でも若干の余力を残しているので、駆動部122へ電力供給を行うことは可能である。
充電後、燃料電池ユニット120の電池制御部123は、充電履歴を、2次電池記憶部133に書き込み、充電動作を完了する。又、このとき電池制御部123は、発電部121の発電履歴をも自己の燃料電池記憶部124に記録する。
以上により電子機器110を介さなくとも、2次電池ユニット130の充電が可能である。
第4接続形態において、従来例に比べ2次電池ユニット130の電池容量を比較的小さく設計することにより、電子機器110が大容量の電力を必要とする場合には、さらに燃料電池ユニット120を増設するという形態を採ることも可能である。即ち、軽量小型で小電力供給用途に限り2次電池ユニット130を単独接続するという形態を選択可能にすると、一つの電子機器110が電源を組み替えることによって、用途拡大が可能となる。
上記接続部140としては、電子機器110、燃料電池ユニット120、及び2次電池ユニット130のそれぞれに設けた電源端子115a、125a、135a、及びこれらを接続可能である電源ライン141が相当する。
112…機器制御部、120…燃料電池ユニット、123…電池制御部、
124…燃料電池記憶部、130…2次電池ユニット、132…充電回路、
133…2次電池記憶部、140…接続部、150…通信部、160…外部直流電源。
Claims (1)
- 電力供給部を有する電子機器と、上記電子機器の電力供給部と接続可能で、メタノールと水とを化学反応させて発電を行う燃料電池ユニットと、上記電子機器の電力供給部と接続可能で、かつ上記燃料電池ユニットの発電電力を充電するための充電回路を有し充放電が可能な2次電池ユニットと、上記電子機器の電力供給部と接続可能な外部直流電源とを備えた電子機器用電源システムであって、
電源システムは、上記2次電池ユニットの電力により上記燃料電池ユニットの発電部を起動するとともに、発電部が定常運転に至るまで2次電池ユニットから電子機器に電力を供給し、燃料電池ユニットの出力電圧が2次電池ユニットからの電圧よりも高いと判断したときに、発電部の発電電力を2次電池ユニット経由で電子機器に給電する第1の接続形態と、2次電池ユニットの電力により燃料電池ユニットに給電するとともに、2次電池ユニットに充電が必要と判断したときには、発電部を起動させて燃料電池ユニットの発電電力により2次電池ユニットを充電する第2の接続形態と、外部直流電源の直流を電子機器の電力供給部を介して燃料電池ユニットの発電部を起動するとともに、燃料電池ユニットから単独で電子機器に電力供給が可能な第3の接続形態と、外部直流電源、又は2次電池ユニットから電子機器に電力を供給する第4の接続形態とを備えたことを特徴とする電子機器用電源システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005134167A JP4976659B2 (ja) | 2005-05-02 | 2005-05-02 | 電子機器用電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005134167A JP4976659B2 (ja) | 2005-05-02 | 2005-05-02 | 電子機器用電源システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006310225A JP2006310225A (ja) | 2006-11-09 |
JP4976659B2 true JP4976659B2 (ja) | 2012-07-18 |
Family
ID=37476868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005134167A Expired - Fee Related JP4976659B2 (ja) | 2005-05-02 | 2005-05-02 | 電子機器用電源システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4976659B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4749088B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2011-08-17 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池発電装置の運転方法 |
KR20090009651A (ko) * | 2007-07-20 | 2009-01-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 포트를 통한 양방향 전력 전달이 가능한 전자기기 및 그동작 방법 |
TWI445240B (zh) | 2007-08-30 | 2014-07-11 | Yamaha Motor Co Ltd | 燃料電池系統及其控制方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003331890A (ja) * | 2002-05-08 | 2003-11-21 | Toshiba Corp | 直接型メタノール燃料電池発電装置 |
JP3748434B2 (ja) * | 2002-06-12 | 2006-02-22 | 株式会社東芝 | 直接型メタノール燃料電池システム及び燃料カートリッジ |
JP3764429B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2006-04-05 | 株式会社東芝 | 電子機器および電子機器の給電切り換え制御方法 |
JP3713495B2 (ja) * | 2003-03-25 | 2005-11-09 | 株式会社東芝 | 電子機器、燃料電池ユニットおよび電子機器の動作制御方法 |
-
2005
- 2005-05-02 JP JP2005134167A patent/JP4976659B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006310225A (ja) | 2006-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4969029B2 (ja) | 電源装置及びその制御方法 | |
KR100637224B1 (ko) | 연료 전지를 이용한 전력 공급 장치, 전력 공급 장치의 제어 방법 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 | |
US20080072091A1 (en) | Fuel cell based battery backup apparatus for storage subsystems | |
US20040061474A1 (en) | Fuel cell with battery, electronic apparatus having fuel cell with battery, and method of utilizing same | |
CN100511793C (zh) | 燃料电池用电源系统以及电子设备、电功率供给方法 | |
JP2002032154A (ja) | コンピュータシステム | |
US20050142406A1 (en) | Fuel cell system and method of operating the same | |
CN100495785C (zh) | 燃料电池系统的操作方法 | |
JP2007280741A (ja) | 燃料電池装置 | |
JP4509051B2 (ja) | ハイブリッド電源装置 | |
JP4976659B2 (ja) | 電子機器用電源システム | |
CN100426621C (zh) | 电子设备系统及操作控制方法 | |
KR101233504B1 (ko) | 연료전지와 축전지의 선택 제어방법 및 그 시스템 | |
KR101401751B1 (ko) | 연료 전지와 2차 전지를 구비한 시스템 및 이의 충전제어방법 | |
JP5947270B2 (ja) | 電力供給システム | |
KR101480991B1 (ko) | 하이브리드 연료 전지를 제어하기 위한 시스템 및 그 방법 | |
US20070275271A1 (en) | Method and apparatus for controlling fuel cell in portable device | |
JP4806927B2 (ja) | 電源装置 | |
US20050079396A1 (en) | Fuel cell unit and power control method | |
EP1513240A2 (en) | Apparatus for supplying standby power | |
KR100670144B1 (ko) | 연료전지 시스템 및 그의 구동방법 | |
JP3732211B2 (ja) | 燃料電池用電源システム及び電子機器、並びに電力供給方法 | |
JP2003288136A (ja) | コンピュータシステム | |
JP4845369B2 (ja) | 電源装置 | |
JP4718819B2 (ja) | 携帯情報端末、および携帯情報端末の自己診断方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20061208 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080430 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110927 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111107 |
|
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: 20120403 |
|
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: 20120413 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4976659 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |