JP5258203B2 - Fuel cell system and electronic device - Google Patents
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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(PDA:Personal Digital Assistants)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 are remarkable miniaturizations of electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants (PDAs), and attempts have been made to use fuel cells as a power source along with miniaturization of these electronic devices. 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。
ところで、このようなDMFCを主発電部とした燃料電池システムでは、DMFCの出力側に、充放電可能な二次電池(例えばリチウムイオン充電池(LIB))や電気二重層コンデンサ)からなる補助電源が接続されている。この補助電源は、DMFCの発電出力により常時充電可能にしたもので、上述した燃料収容部からDMFCへ液体燃料を供給するためのポンプの駆動電源として用いられる他、負荷側の瞬間的な変動に対して負荷に電流を供給し、さらに、DMFCが燃料枯渇状態になって発電不能に陥った場合に一時的に負荷の駆動電源として用いられている。 By the way, in such a fuel cell system using the DMFC as a main power generation unit, an auxiliary power source comprising a secondary battery (for example, a lithium ion rechargeable battery (LIB) or an electric double layer capacitor) that can be charged and discharged on the output side of the DMFC. Is connected. This auxiliary power source can be charged at all times by the power generation output of the DMFC. In addition to being used as a driving power source for the pump for supplying liquid fuel from the fuel storage unit to the DMFC, the auxiliary power source can be used for instantaneous fluctuations on the load side. In contrast, when a current is supplied to the load and the DMFC is in a fuel-depleted state and cannot generate power, it is temporarily used as a drive power source for the load.
ところが、例えば、電子機器の使われ方によって、補助電源を構成する二次電池が放電停止状態に陥ると、ポンプの駆動が不能となり、DMFCへの燃料供給が止まりDMFCの発電出力が停止してしまうことがある。 However, for example, if the secondary battery that constitutes the auxiliary power supply falls into a discharge stop state due to the use of electronic equipment, the pump cannot be driven, the fuel supply to the DMFC stops, and the power generation output of the DMFC stops. May end up.
このため、従来では、手作業によりDMFCへ液体燃料を供給して、DMFCに発電出力を発生させ補助電源を充電させるようにしているが、DMFCでの発電出力はそれほど大きくないため、補助電源を正常に使用できるまで立ち上げるのに多大の時間がかかってしまい、この間、電源として動作できず、電子機器が使用不能になるという問題があった。 For this reason, conventionally, liquid fuel is manually supplied to the DMFC to generate power generation output to the DMFC and charge the auxiliary power supply. However, since the power generation output at the DMFC is not so large, It takes a lot of time to start up until it can be used normally. During this time, it cannot operate as a power source, and there is a problem that the electronic device becomes unusable.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、補助電源の充電を短時間に行うことができ、安定した電源供給を可能にした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 apparatus that can charge an auxiliary power source in a short time and enable stable power supply.
請求項1記載の発明は、起電部を構成する燃料電池発電部、液体燃料を収容する燃料収容部及び前記燃料収容部から前記燃料電池発電部への燃料の供給を制御する燃料供給制御手段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、前記燃料供給制御手段の駆動電源として用いられる二次電池からなる補助電源と、前記補助電源に接続され、外部充電電源により前記補助電源を充電する補助電源充電制御手段と、前記補助電源充電制御手段により前記補助電源が充電中であることを検出する充電状態検出手段と、を具備し、前記充電状態検出手段による前記補助電源が充電中であることの検出により前記燃料電池本体の発電を停止させることを特徴としている。 The invention of claim 1 wherein the fuel cell power generation portion constituting the electromotive unit, fuel supply system to control the supply of fuel to the fuel-cell power generation part from the fuel storage portion and the fuel storage portion for accommodating the liquid fuel control a fuel cell body having means, while being charged by the power generation output of the fuel cell body, and auxiliary power supply comprising a secondary battery that is used as a driving power source of the fuel supply control means, coupled to the auxiliary power supply, comprising the auxiliary power supply charging control means for charging the auxiliary power supply by an external charging power supply, and a charging state detecting means for detecting that the auxiliary power supply is being charged by the auxiliary power supply charging control means, said charging the auxiliary power supply by the state detecting means is characterized that you stop the power generation of the fuel cell main body by detection of being charged.
請求項2記載の発明は、請求項1記載において、前記燃料電池本体は、前記充電状態検出手段による前記補助電源が充電中であることの検出により前記燃料供給制御手段による前記燃料電池発電部への燃料の供給を停止させることを特徴としている。 Claim 2 Symbol placement of invention claimed in mounting according to claim 1 Symbol, the fuel cell body, the fuel cell by the fuel supply control means by detecting that the auxiliary power source according to the charging state detecting means is being charged It is characterized by stopping the supply of fuel to the power generation unit.
請求項3記載の発明は、請求項2記載において、前記燃料供給制御手段は、前記液体燃料を前記燃料電池発電部に移送するためのポンプ又は前記燃料電池本体への前記液体燃料の供給を遮断可能にした燃料遮断バルブであることを特徴としている。 3. Symbol mounting the invention is the placement claim 2 Symbol, the fuel supply control means of the liquid fuel in the liquid fuel to the pump or the fuel cell body for transporting the fuel cell power generation unit The fuel cut-off valve is characterized in that the supply can be cut off.
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに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。
The invention of
本発明によれば、補助電源の充電を短時間に行うことができ、安定した電源供給を可能にした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 auxiliary power supply can be charged in a short time, and the fuel cell system and electronic device which enabled stable power supply 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燃料供給制御手段としてのポンプ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
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
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
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
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
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のような導電性金属材料からなるメッシュ、多孔質膜、薄膜等が用いられる。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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。この点については後述する。
In addition, a fuel
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
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
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には、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。この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。このDC−DCコンバータ2の出力は、負荷である電子機器本体3に供給される。
6e − + 6H + + (3/2) O 2 → 3H 2 O (2)
Returning to FIG. 1, a DC-DC converter (voltage adjustment circuit) 2 is connected to the fuel cell body 1 configured as described above as output adjustment means. The DC-DC converter 2 has a switching element and an energy storage element (not shown), and stores / discharges electric energy generated by the fuel cell body 1 by the switching element and the energy storage element. Is generated by boosting the relatively low output voltage to a sufficient voltage. The output of the DC-DC converter 2 is supplied to the
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が接続されている。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、充放電可能な二次電池(例えばリチウムイオン充電池(LIB))や電気二重層コンデンサ)が用いられる。
An
補助電源4には、燃料供給制御回路5が接続されている。この燃料供給制御回路5は、補助電源4を電源としてポンプ104の動作を制御するもので、周囲の温度情報や電子機器本体3の運転状態情報などに基づいてポンプ104をオン/オフ制御する制御信号を出力する。
A fuel
補助電源4には、補助電源充電制御回路6が接続されている。この補助電源充電制御回路6は、放電停止状態に陥った補助電源4を急速充電するためのもので、不図示のAC−DC変換器などを有し、商用電源などの外部充電電源7に不図示のACコンセントを介して接続することにより補助電源4を満充電まで充電する。
An auxiliary power supply charging
また、補助電源充電制御回路6は、充電状態検出部601を有している。この充電状態検出部601は、補助電源充電制御回路6による補助電源4の充電状態を検出すると停止信号を出力する。補助電源充電制御回路6には、燃料供給制御回路5及びDC−DCコンバータ2が接続されている。これら燃料供給制御回路5及びDC−DCコンバータ2は、充電状態検出部601から停止信号が入力されると、それぞれの動作を強制的に停止される。つまり、補助電源4が補助電源充電制御回路6により充電中は、燃料供給制御回路5によりポンプ104の駆動を止めて燃料の供給を遮断し、燃料電池本体1の発電動作を強制的に停止し、同時にDC−DCコンバータ2の動作を停止させる。
In addition, the auxiliary power
補助電源充電制御回路6には、表示部8が接続されている。この表示部8は、補助電源4の充電状態を表示するもので、補助電源4の充電中は発光体を点灯し、満充電になると消灯する。ここでの発光体としては、例えばLEDが用いられる。なお、この表示部8は、電子機器本体3に設けられるのが好ましい。
A display unit 8 is connected to the auxiliary power
このような構成において、いま、補助電源4の出力が、燃料供給制御回路5に電源として供給されると、燃料供給制御回路5は、周囲の温度情報や電子機器本体3の運転状態情報などに基づいてポンプ104をオン/オフ制御する制御信号を出力する。
In such a configuration, when the output of the
これにより、燃料収容部102に収容される燃料がポンプ104により流路103を介して燃料電池発電部101に供給され、燃料電池発電部101より発電出力が発生する。
As a result, the fuel stored in the
燃料電池発電部101の発電出力は、DC−DCコンバータ2により昇圧され、電子機器本体3に電力が供給され、同時に、補助電源4は、DC−DCコンバータ2の出力により充電される。これにより、電子機器本体3は、DC−DCコンバータ2から供給される電力を電源として動作される。
The power generation output of the fuel cell
この状態で、電子機器本体3の頻繁の使用などによって補助電源4の電池残量が所定値より低下し放電停止状態になると、ポンプ104の動作停止により燃料電池発電部101への燃料供給が止まり燃料電池発電部101の発電出力が停止することがある。このような場合、補助電源充電制御回路6を不図示のACコンセントを介して外部充電電源7に接続し、補助電源4を満充電まで急速充電する。
In this state, if the remaining battery level of the
補助電源充電制御回路6による補助電源4の充電状態は、充電状態検出部601により検出され停止信号が出力される。この停止信号は、燃料供給制御回路5及びDC−DCコンバータ2に送られる。これにより、燃料供給制御回路5によるポンプ104の制御が停止し、燃料電池本体1の発電動作が強制的に停止される。また、DC−DCコンバータ2も、動作を停止される。つまり、補助電源4が補助電源充電制御回路6により急速充電中は、燃料供給制御回路5の制御を停止して燃料電池本体1の発電動作を強制的に停止させ、同時にDC−DCコンバータ2の動作も停止させる。
The charging state of the
また、補助電源4の充電中は、表示部8の発光体が点灯し、満充電になると消灯する。これによりユーザは、表示部8が消灯し、補助電源4が満充電になったことを確認してからACコンセントを外部充電電源7から外して充電を終了する。
Further, the light emitter of the display unit 8 is turned on while the
したがって、このようにすれば、燃料電池本体1に接続される二次電池からなる補助電源4の電池残量が所定値より低下し放電停止状態になったとき、補助電源充電制御回路6を外部充電電源7に接続し補助電源4を満充電まで急速充電できるようにした。これにより、補助電源4を正常使用できるまでの立ち上げ時間を大幅に短縮できるので、補助電源4の使用不能による燃料電池本体1の発電出力の停止時間を最小限にできる。また、燃料電池本体1の発電出力の停止時間を最小限にすることで、電子機器が使用不能になる期間を短くできるので、電子機器に対し常に安定した電源供給が可能となり、電子機器の使用不能な期間も最小限に止めることができる。
Therefore, in this way, when the remaining battery level of the
また、補助電源充電制御回路6により補助電源4を満充電まで急速充電している間は、この状態を検出する充電状態検出部601の停止信号により燃料電池本体1での発電動作を強制的に停止するようにしので、補助電源4を満充電まで急速充電している間の燃料電池本体1での無駄な発熱や燃料消費を防止することができる。
Further, while the auxiliary power supply charging
なお、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。例えば、上述した実施の形態では、燃料分配機構105と燃料収容部102の間を接続する流路103に燃料移送制御手段としてのポンプ104を配置した例を述べたが、さらにポンプ104と直列に燃料遮断バルブを配置してもよい。この燃料遮断バルブは、長期保管時等におけるポンプ104からの液体燃料の蒸発を防止するために設けられるものであるが、ポンプ104の制御を停止する代わりに、補助電源4の充電状態を検出する充電状態検出部601の停止信号により燃料遮断バルブを強制的に遮断し燃料電池本体1への液体燃料の供給を断って、燃料電池本体1の発電動作を強制的に停止させる燃料供給制御手段の機能を持たせるようにしてもよい。さらには、燃料分配機構105から燃料電池発電部101への燃料供給が行われる構成であればポンプ104に代えて燃料遮断バルブのみを配置しても良い。この場合には、燃料遮断バルブは、流路による液体燃料の供給を制御するために設けられるものであるが、補助電源4の充電状態を検出する充電状態検出部601の停止信号により燃料遮断バルブを強制的に遮断し燃料電池本体1への液体燃料の供給を断って、燃料電池本体1の発電動作を強制的に停止させる燃料供給制御手段の機能を持たせるようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can change variously in the range which does not change the summary. For example, in the above-described embodiment, the example in which the
また、補助電源充電制御回路6に補助電源4の電池残量を検出する機能を持たせ、この電池残量検出機能により補助電源4の放電状態を監視し、電池残量が所定値が所定値より低下すると発光体を表示部8の発光体を点滅させるようにしてもよい。このようにすれば、補助電源4の電池残量が所定値より低下した段階で、表示部8の発光体を点滅させることができるので、ユーザは、補助電源4が放電停止状態になる前に補助電源充電制御回路6を不図示のACコンセントを介して外部充電電源7に接続して補助電源4を満充電まで急速充電することができる。
Further, the auxiliary power supply charging
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.
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、105…燃料分配機構
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…補助電源充電制御回路、601…充電状態検出部
7…外部充電電源、8…表示部
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
Claims (4)
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、前記燃料供給制御手段の駆動電源として用いられる二次電池からなる補助電源と、
前記補助電源に接続され、外部充電電源により前記補助電源を充電する補助電源充電制御手段と、
前記補助電源充電制御手段により前記補助電源が充電中であることを検出する充電状態検出手段と、
を具備し、
前記充電状態検出手段による前記補助電源が充電中であることの検出により前記燃料電池本体の発電を停止させることを特徴とする燃料電池システム。 Fuel cell power generation portion constituting the electromotive unit, a fuel cell body having a fuel supply control means for controlling the supply of fuel in the fuel receiving portion for accommodating the liquid fuel and from the fuel storage part to the fuel-cell power generation part,
While being charged by the power generation output of the fuel cell body, and auxiliary power supply comprising a secondary battery that is used as a driving power source of the fuel supply control means,
Connected to the auxiliary power supply, the auxiliary power supply charging control means for charging the auxiliary power supply by external charging power source,
Charge state detection means for detecting that the auxiliary power supply is being charged by the auxiliary power charge control means;
Equipped with,
A fuel cell system wherein the auxiliary power by the charging state detection means, characterized that you stop the power generation of the fuel cell main body by detection of being charged.
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