專利名稱：液體型燃料電池系統(tǒng)及其控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體型燃料電池系統(tǒng)，特別涉及不采用泵等輸液機(jī)構(gòu)、就將液 體燃料從燃料箱自發(fā)提供給起電單元的液體型燃料電池系統(tǒng)及其控制電路。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，開(kāi)發(fā)出直接從甲醇和乙醇等液體燃料提取質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電的液體型 燃料電池系統(tǒng)。這種燃料電池不需要重整器并且燃料容積小就可以解決問(wèn)題， 因此被期待作為便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)和PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、便攜式電話機(jī)、視 頻或音頻播放器、游戲機(jī)等便攜式電子設(shè)備的電源。
可是，在這種系統(tǒng)中，有使用輸液泵、控制由燃料箱對(duì)起電單元供給液體 燃料的類型；以及不使用輸液泵等而是自發(fā)進(jìn)行供給的類型。其中，前一種類 型可以根據(jù)負(fù)載側(cè)要求的功率值，利用輸液泵對(duì)液體燃料的提供進(jìn)行最佳控 制。
而后一種的自發(fā)供給的類型與負(fù)載側(cè)要求的功率值的大小無(wú)關(guān)，又與負(fù)載 是否工作無(wú)關(guān)，其燃料穩(wěn)定地提供給起電單元。因此往往浪費(fèi)燃料，導(dǎo)致燃費(fèi) 低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在自發(fā)提供燃料的類型的系統(tǒng)中減少燃料的 浪費(fèi)，從而可以提高燃費(fèi)，延長(zhǎng)連續(xù)發(fā)電時(shí)間的液體燃料型電池系統(tǒng)及其控制 電路。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種形態(tài)的液體型燃料電池系統(tǒng)，具有輸出第l 功率的液體型燃料起電單元；對(duì)該液體型燃料起電單元，提供液體燃料的燃料供給單元；利用上述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充 電的第2功率的輔助電源單元；以及控制燃料的供給用的控制電路。而且，利 用控制電路監(jiān)視上述輔助電源單元的充電狀態(tài)，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制上述燃 料供給單元對(duì)上述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。


圖1是本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第1實(shí)施形態(tài)即直接型甲醇燃料電
池的概略構(gòu)成圖。
圖2是圖1所示的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示圖2所示的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)中的控制電路的控制步驟
和控制內(nèi)容的流程圖。
圖4是示出本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第2實(shí)施形態(tài)即直接型甲醇燃
料電池的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是示出圖4所示的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)的控制電路的控制步驟和 控制內(nèi)容的流程圖。
圖6是示出本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第3實(shí)施形態(tài)即直接型甲醇燃 料電池的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7是示出圖6所示的直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)中的控制電路的控制步驟 和控制內(nèi)容的流程圖。
具體實(shí)施例方式
首先，概要說(shuō)明本發(fā)明的各種實(shí)施形態(tài)。
本發(fā)明的第1種形態(tài)的液體型燃料電池系統(tǒng)，具有輸出第1功率的液體型 燃料起電單元；對(duì)該液體型燃料起電單元，提供液體燃料的燃料供給單元；利 用上述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2功率 的輔助電源單元；以及控制燃料供給的控制電路。而且，利用該控制電路監(jiān)視 上述輔助電源單元的充電狀態(tài)，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制上述燃料供給單元對(duì)上 述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
因此，根據(jù)輔助電源單元的充電狀態(tài)、例如輔助電源單元的充電電壓或電 流的值，控制燃料供給單元對(duì)上述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。因而 與例如負(fù)載側(cè)要求的功率值的大小無(wú)關(guān)，與燃料穩(wěn)定地供給起電單元的情況相比，燃料的浪費(fèi)減少，從而可以提高燃費(fèi)，延長(zhǎng)連續(xù)發(fā)電時(shí)間。
作為用于實(shí)現(xiàn)上述第1種形態(tài)的具體構(gòu)成，考慮以下兩種構(gòu)成。
第1種構(gòu)成是將輔助電源單元的充電電壓與第1閾值比較，在輔助電源單
元的充電電壓大于等于第1閾值時(shí)，限制燃料供給單元對(duì)液體型燃料起電單元
的液體燃料供給。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，則輔助電源單元的充電狀態(tài)達(dá)到充電已滿乃至于接近充 電己滿的充電狀態(tài)時(shí)，限制對(duì)液體型燃料起電單元的液體燃料供給。通常，輔 助電源單元被充電到充電已滿或接近充電已滿的充電狀態(tài)時(shí)，可以用輔助電源 單元應(yīng)對(duì)負(fù)載設(shè)備要求的功率，因而無(wú)需使液體型燃料起電單元全力工作。因 此，即使限制對(duì)液體型燃料起電單元的液體燃料供給，也不會(huì)造成障礙，以此 抑制了燃料的浪費(fèi)，從而可以提高燃費(fèi)乃至延長(zhǎng)連續(xù)發(fā)電時(shí)間。
第2種構(gòu)成是將輔助電源單元的充電電壓與小于第1閾值的第2閾值進(jìn)行
比較，輔助電源單元的充電電壓小于等于第2閾值時(shí)，限制燃料供給等于對(duì)液
體型燃料起電等于的液體燃料供給。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，則輔助電源單元的充電狀態(tài)達(dá)到放電狀態(tài)時(shí)，限制對(duì)液 體型燃料起電等于的液體燃料供給。通常，輔助電源單元放電到放電狀態(tài)時(shí)， 僅用液體型燃料起電單元無(wú)法滿足負(fù)載設(shè)備要求的功率。因此，即使限制對(duì)液 體型燃料起電單元的液體燃料供給，實(shí)質(zhì)上也不是不理想，因此燃料的浪費(fèi)受 到抑制，從而可以提高燃費(fèi)乃至延長(zhǎng)連續(xù)發(fā)電時(shí)間。
又，本發(fā)明的第2種形態(tài)是，在控制電路中，監(jiān)視液體型燃料電池系統(tǒng)相
對(duì)于負(fù)載設(shè)備的安裝和卸下，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制燃料供給單元對(duì)液體型燃 料起電單元的液體燃料供給。具體地說(shuō)，在檢測(cè)出液體型燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)從 負(fù)載設(shè)備上拆下時(shí)，控制燃料供給單元對(duì)液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，則在負(fù)載設(shè)備上沒(méi)有安裝液體型燃料電池系統(tǒng)的狀態(tài)下， 限制(例如停止)對(duì)液體型燃料起電單元的燃料供給。因此，在液體型燃料電池 系統(tǒng)無(wú)需工作的狀態(tài)下的燃料的浪費(fèi)受到阻止，因此可以提高燃費(fèi)乃至延長(zhǎng)連 續(xù)發(fā)電時(shí)間。
此外，本發(fā)明的第3種形態(tài)具有接收表示負(fù)載設(shè)備有無(wú)工作的工作表示信 號(hào)的接收部和控制電路。而且，在該控制電路中，根據(jù)上述接收部接收的工作 表示信號(hào)，控制燃料供給單元對(duì)上述液體型燃料起電單元的液體燃料的供給。
7更具體地說(shuō)，在接收部接收的工作表示信號(hào)表示負(fù)載設(shè)備的處于工作狀態(tài)時(shí)， 限制燃料供給單元對(duì)液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，則形成即使例如負(fù)載設(shè)備中電源開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)或被接通也 實(shí)質(zhì)上不工作的睡眠狀態(tài)時(shí)，根據(jù)由負(fù)載設(shè)備輸出的工作表示信號(hào)，限制對(duì)液 體型燃料起電單元的液體燃料供給。因此，在這種情況下也能夠防止燃料的浪 費(fèi)，以此能夠提高燃費(fèi)乃至延長(zhǎng)連續(xù)發(fā)電時(shí)間。
第1實(shí)施形態(tài)
本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)在由燃料箱對(duì)起電單元自發(fā)供給液體燃料的類型的 直接型甲醇燃料電池系統(tǒng)中，新設(shè)置燃料供給控制電路。該燃料供給控制電路 分別將輔助電源單元的充電電壓與第l和第2閾值分別進(jìn)行比較。然后，在該 比較結(jié)果是輔助電源的充電電壓大于等于第1閾值時(shí)、或者輔助電源電壓的充
電電壓小于等于第2閾值時(shí)，切斷燃料箱對(duì)液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
圖1是本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第1實(shí)施形態(tài)、即直接型甲醇燃料
電池(后面稱為DMFC)系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。該DMFC系統(tǒng)在殼體內(nèi)收裝DMFC 起電單元l、控制單元2、輔助電源單元3、以及燃料箱4。
DMFC起電單元1都在由集電體和催化劑層組成的陽(yáng)極和陰極之間配置電 解質(zhì)膜。然后，將甲醇作為燃料提供給陽(yáng)極催化劑層，利用催化反應(yīng)，產(chǎn)生質(zhì) f。另一方面，對(duì)陰極供給空氣。然后，使通過(guò)上述電解質(zhì)的質(zhì)子與上述被提 供的空氣中所含的氧氣在陰極催化劑層中發(fā)生反應(yīng)以進(jìn)行發(fā)電。
將作為燃料的甲醇收裝在燃料箱4內(nèi)。該甲醇通過(guò)具有電磁閥(示于下述圖 2)12的供給路徑，提供給上述DMFC起電單元1的陽(yáng)極催化劑層。另外，在燃 料箱4上設(shè)置注入口 5。在該注入口 5上可裝卸自如地安裝燃料元件(未圖示)， 由燃料元件對(duì)燃料箱4補(bǔ)充燃料。
輔助電源單元3具有二次電池。該二次電池利用由上述DMFC起電單元1 輸出的電力進(jìn)行充電。輔助電源單元3根據(jù)作為饋電對(duì)象的電子設(shè)備(未圖示) 的負(fù)載，將補(bǔ)充上述DMFC起電單元1輸出的功率的不足部分的輔助電力由上 述二次電池提供給電子設(shè)備。再者，電子設(shè)備可以設(shè)想是便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)和 PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、便攜式音頻、視頻播放器、便攜式電話機(jī)等。
控制單元2控制對(duì)電子設(shè)備供給的電源電壓，形成如下所述結(jié)構(gòu)。圖2是主
8要表示該控制單元2的結(jié)構(gòu)的電路框圖。
艮卩、控制單元2具有升壓電路8、升壓控制電路9、燃料供給控制電路IOA、 以及饋電開(kāi)關(guān)11。這些電路形成于1枚電路基板上。升壓電壓8由例如DC — DC變換器構(gòu)成。
升壓控制電路9，將DMFC起電單元1的輸出電壓(對(duì)升壓電路8的輸入電 壓)與閾值進(jìn)行比較。然后，在該比較的結(jié)果是，對(duì)升壓電路8的輸入電壓小于 閾值時(shí)，對(duì)升壓電路8的輸出電壓進(jìn)行控制，從而使上述DMFC起電單元1的 輸出電壓最佳化。還有，升壓控制電路9將升壓電路8的輸出電壓與其它閾值 進(jìn)行比較。然后，根據(jù)其差對(duì)升壓電路8的輸出電壓進(jìn)行反饋控制，從而使升 Jii電路8的輸出電壓穩(wěn)定。
燃料供給控制電路10A，具有模擬/數(shù)字(A/D)變換器、微型計(jì)算機(jī)、以及數(shù) 字/模擬(D/A)變換器。模擬/數(shù)字(A/D)變換器對(duì)輔助電源單元3的兩端之間的充 電電壓值進(jìn)行檢測(cè)，輸出被測(cè)出的充電電壓值的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字/模擬(D/A)變 換器將由上述微型計(jì)算機(jī)輸出的閥門打開(kāi)控制信號(hào)和閥門關(guān)閉控制信號(hào)變換 成模擬信號(hào)供給電磁閥12。
微型計(jì)算機(jī)按照預(yù)先存儲(chǔ)的燃料供給控制程序執(zhí)行燃料供給控制。該燃料 供給控制將上述被測(cè)出的充電電壓值與預(yù)先設(shè)定的第1和第2閾值進(jìn)行比較。 然后，根據(jù)該比較結(jié)果，有選擇地輸出閥門打開(kāi)控制信號(hào)或閥門關(guān)閉控制信號(hào)。
接著，對(duì)如上所述構(gòu)成的DMFC系統(tǒng)的工作進(jìn)行說(shuō)明。
將DMFC用作電源時(shí)，將輸出終端7的+端子7a和一端子7b連接于電子 設(shè)備的電源端子上(未圖示)。于是，由DMFC起電單元1輸出的電壓VB1由升 壓電路8升壓后，從上述輸出終端7的+端子7a和一端子7b提供給電子設(shè)備。 另外，這時(shí)若上述電子設(shè)備的負(fù)載產(chǎn)生變動(dòng)，僅用上述升壓電路8的輸出電壓 無(wú)法提供必要的電力，則其不足部分由輔助電源單元3的二次電池提供給上述 電子設(shè)備。即對(duì)電子設(shè)備實(shí)施混合方式的電源供給。
在該狀態(tài)下燃料供給控制電路IOA如下所述執(zhí)行燃料供給控制。圖3是表 示該控制步驟和控制內(nèi)容的流程圖。
艮口，燃料供給控制電路10A利用步驟3a定期嵌入輔助電源單元3的充電電 壓值VB2。每一次取入新的充電電壓值VB2時(shí)，就在步驟3b和步驟3c將該充 電電壓值VB2與分別第l和第2閾值Tha、 Thb進(jìn)行比較。這時(shí)，第1和第2 閾值Tha、 Thb分別被設(shè)定為輔助電源單元3充電已滿的電壓值和放電電壓值。假定上述比較結(jié)果為充電電壓值VB2小于第1閾值Tha且大于第2閾值 Thb。在這種情況下，燃料供給控制電路10A判定輔助電源單元3的充電狀態(tài) 合適，利用步驟3d維持閥門打開(kāi)控制信號(hào)VS1的輸出。因此，電磁閥12保持 打開(kāi)狀態(tài)，繼續(xù)由燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1供給燃料。
另一方面，假定上述比較結(jié)果為，充電電壓值VB2大于等于第1閾值Tha、 或充電電壓值VB2小于等于第2閾值Thb。在這種情況下，燃料供給控制電路 10A判定輔助電源單元3形成充電已滿的狀態(tài)、或形成充分放電的狀態(tài)。然后， 利用步驟3e輸出閥門關(guān)閉控制信號(hào)VS2。該閥門關(guān)閉控制信號(hào)VS2由D/A變 換器變換成模擬信號(hào)之后，提供給電磁闊12。其結(jié)果是，電磁閥12被關(guān)閉， 之后由燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1的燃料供給被切斷。
這樣，第1實(shí)施形態(tài)在自發(fā)供給燃料類型的DMFC系統(tǒng)中，利用燃料供給 控制電路IOA檢測(cè)輔助電源單元3的充電電壓VB2，將該被檢測(cè)出的充電電壓 VB2與第l和第2閾值Tha、 Thb分別進(jìn)行比較。然后，在輔助電源單元3的 充電電壓值VB2大于等于第1閾值Tha、或輔助電源單元3的充電電壓值VB2 小于等于第2閾值Thb時(shí)，切斷燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1的燃料供給。
因此，如果輔助電源單元3的充放電狀態(tài)為充電已滿的狀態(tài)或充分放電的 狀態(tài)，則自動(dòng)切斷燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1的燃料供給。因此，燃料供給 的浪費(fèi)被停止，從而可以謀求提高燃費(fèi)乃至延長(zhǎng)連續(xù)發(fā)電時(shí)間。
第2實(shí)施形態(tài)
本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)新具備檢測(cè)有無(wú)對(duì)電子設(shè)備安裝DMFC系統(tǒng)的安裝檢 測(cè)器和燃料供給控制電路。而且，在利用上述安裝檢測(cè)器檢測(cè)出DMFC系統(tǒng)已 經(jīng)從電子設(shè)備上拆下時(shí)，利用上述燃料供給控制電路，切斷燃料箱對(duì)DMFC起 電單元的燃料供給。
圖4是本發(fā)明液體型燃料電池系統(tǒng)的第2實(shí)施形態(tài)的電路框圖，BT表示作 為液體型燃料電池系統(tǒng)的DMFC系統(tǒng)，TM表示便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)或PDA、便 攜式電話機(jī)等電子設(shè)備。另外，在該圖中對(duì)與所述圖2相同的部分標(biāo)注相同的 符號(hào)，并省略詳細(xì)說(shuō)明。
DMFC系統(tǒng)BT中新具備安裝檢測(cè)器13、燃料供給控制電路IOB。安裝檢測(cè) 器13由例如將DMFC系統(tǒng)BT安裝于電子設(shè)備TM時(shí)形成導(dǎo)通狀態(tài)的機(jī)械開(kāi) 關(guān)或光幵關(guān)構(gòu)成，將其通斷信號(hào)CS提供給燃料供給控制電路IOB。燃料供給控制電路IOB具有接口、微型計(jì)算機(jī)、以及D/A變換器。接口接 收由上述安裝檢測(cè)器13提供的通斷信號(hào)CS。微型計(jì)算機(jī)按照預(yù)先存儲(chǔ)的燃料 供給控制程序，執(zhí)行燃料供給控制。D/A變換器將由上述微型計(jì)算機(jī)輸出的闊 門打開(kāi)控制信號(hào)和關(guān)閉控制信號(hào)變換成模擬信號(hào)，提供給電磁閥12。
微型計(jì)算機(jī)根據(jù)由上述安裝檢測(cè)器13供給的通斷信號(hào)，判斷有無(wú)對(duì)電子設(shè) 備TM安裝DMFC系統(tǒng)BT。然后，根據(jù)該判斷結(jié)果有選擇地輸出閥門打開(kāi)控 制信號(hào)VS1或閥門關(guān)閉控制信號(hào)VS2，對(duì)電磁閥進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
由于是這樣的結(jié)構(gòu)，因此在DMFC系統(tǒng)BT被安裝于電子設(shè)備TM上的狀 態(tài)下，燃料供給控制電路IO如圖5所示首先利用步驟5a定期取入由安裝檢測(cè) 器13輸出的通斷信號(hào)CS。然后，根據(jù)該取入的通斷信號(hào)CS，通過(guò)步驟5b判 斷有無(wú)對(duì)電子設(shè)備TM安裝DMFC系統(tǒng)BT。
于是，其判斷結(jié)果是，判斷出DMFC系統(tǒng)BT安裝在電子設(shè)備TM上。在 這種情況下，燃料供給控制電路10B根據(jù)步驟5c維持閥門打開(kāi)控制信號(hào)VS1 的輸出。因此，電磁閥12保持打開(kāi)狀態(tài)，繼續(xù)由燃料箱4對(duì)DMFC起電單元 1供給燃料。
另一方面，現(xiàn)在假定用戶已將DMFC系統(tǒng)BT從電子設(shè)備TM上拆下。于 是，由安裝檢測(cè)器13輸出的信號(hào)CS成為斷開(kāi)信號(hào)。因此，燃料供給控制電路 10B判斷為DMFC系統(tǒng)BT已經(jīng)從電子設(shè)備TM上被拆下，由步驟5d輸出閥門 關(guān)閉控制信號(hào)VS2。該閥門關(guān)閉控制信號(hào)VS2由D/A變換器變換成模擬信號(hào) 之后，提供給電磁閥12。其結(jié)果是，電磁閥12被關(guān)閉，之后由燃料箱4對(duì)DMFC 起電單元1的燃料供給被切斷。而且，與此同時(shí)，燃料供給控制電路IOA將饋 電開(kāi)關(guān)設(shè)定成斷開(kāi)。因此，其后停止輔助電源單元3的充放電，從而確保輔助 電源單元3的安全性。
因此，如果采用第2實(shí)施形態(tài)，若DMFC系統(tǒng)BT從電子設(shè)備TM上被拆 下，則自動(dòng)切斷燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1的燃料供給。因此，燃料供給的 浪費(fèi)受到阻止，從而可以謀求提高燃費(fèi)乃至延長(zhǎng)連續(xù)發(fā)電時(shí)間。
第3實(shí)施形態(tài)
本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)在電子設(shè)備上設(shè)置產(chǎn)生表示工作狀態(tài)的信號(hào)的電路和 對(duì)外部輸出由該電路產(chǎn)生的工作表示信號(hào)的輸出端子時(shí)，在DMFC系統(tǒng)上新設(shè) 置上述工作表示信號(hào)的輸入端子和燃料供給控制電路。然后，利用燃料供給控
11制電路，根據(jù)由電子設(shè)備輸出的工作表示信號(hào)，判斷電子設(shè)備處于工作狀態(tài)還
是處于非工作狀態(tài)，在處于非工作狀態(tài)時(shí)，切斷由燃料箱對(duì)DMFC起電單元的
液體燃料供給。
圖6是本發(fā)明的液體型燃料電池系統(tǒng)的第3實(shí)施形態(tài)的電路框圖。還有， 在該圖中對(duì)與上述圖2或圖4相同的部分標(biāo)注相同符號(hào)，省略其詳細(xì)說(shuō)明。
在電子設(shè)備TM上設(shè)置工作表示信號(hào)發(fā)生電路14和輸出端子16。輸出端子 16對(duì)外部輸出由上述工作表示信號(hào)發(fā)生電路14產(chǎn)生的工作表示信號(hào)DS。工作 表示信號(hào)發(fā)生電路14在電子設(shè)備TM的用戶可以操作的工作開(kāi)關(guān)(例如電源開(kāi) 關(guān))15被接通時(shí)，輸出表示該意思的工作表示信號(hào)DS。
另一方面，在DMFC系統(tǒng)BT上新設(shè)置上述工作表示信號(hào)DS的輸入端子 17和燃料供給控制電路IOC。燃料供給控制電路IOC具有接口、微型計(jì)算機(jī)、 以及D/A變換器。接口通過(guò)上述輸入端子17接收輸入的工作表示信號(hào)DS。微 型計(jì)算機(jī)按照預(yù)先存儲(chǔ)的燃料供給控制程序，執(zhí)行燃料供給控制。D/A變換器 將由上述微型計(jì)算機(jī)輸出的閥門打開(kāi)控制信號(hào)VS1和關(guān)閉控制信號(hào)VS2變換 成模擬信號(hào)，提供給電磁閥12。
微型計(jì)算機(jī)根據(jù)由電子設(shè)備TM輸出的工作表示信號(hào)DS，判斷電子設(shè)備TM
處于工作狀態(tài)還是處于非工作狀態(tài)。然后，根據(jù)該判斷結(jié)果有選擇地輸出閥門 打開(kāi)控制信號(hào)VS1或閥門關(guān)閉控制信號(hào)VS2，對(duì)電磁閥12進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
由于是這樣的結(jié)構(gòu)，因此在D M F C系統(tǒng)B T安裝于電子設(shè)備T M的狀態(tài)下， 燃料供給控制電路10C如圖7所示在步驟5a中定期取入由電子設(shè)備TM輸出 的工作表示信號(hào)DS。然后，根據(jù)該取入的工作表示信號(hào)DS，通過(guò)步驟7b判 斷電子設(shè)備TM處于工作狀態(tài)還是處于非工作狀態(tài)。
然后假定判斷結(jié)果是，判斷出電子設(shè)備TM處于工作狀態(tài)。在這種情況下， 燃料供給控制電路10C利用步驟7c維持閥門打開(kāi)控制信號(hào)VS1的輸出。因此， 電磁閥12保持打開(kāi)狀態(tài)，繼續(xù)由燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1供給燃料。
另一方面，現(xiàn)在假定用戶為了使電子設(shè)備的工作停止而在電子設(shè)備TM上對(duì) 工作開(kāi)關(guān)(電源開(kāi)關(guān))15進(jìn)行斷開(kāi)操作。于是，工作表示信號(hào)DS為斷開(kāi)，因此， 燃料控制電路10C判斷為電子設(shè)備TM處于非工作狀態(tài)，根據(jù)步驟7d輸出閥 門關(guān)閉控制信號(hào)VS2。該閥門關(guān)閉控制信號(hào)VS2通過(guò)D/A變換器變換成模擬 信號(hào)之后，提供給電磁閥12。其結(jié)果是，電磁閥12被關(guān)閉，其后燃料箱4對(duì) DMFC起電單元1的燃料供給被切斷。另外，非工作時(shí)完全停止電力供給沒(méi)有關(guān)系時(shí)，與此同時(shí)，燃料供給控制電路IOA將饋電開(kāi)關(guān)11設(shè)定成斷開(kāi)。因此，
其后停止輔助屯源單元3的充放電，以此確保輔助電源單元3的安全性。
因此，如果采用第3實(shí)施形態(tài)，若電子設(shè)備TM中工作開(kāi)關(guān)15被斷開(kāi)，處 于非工作狀態(tài)，則DMFC系統(tǒng)BT自動(dòng)遮斷燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1的燃 料供給。因此，燃料供給的浪費(fèi)受到阻止，從而可以謀求提高燃費(fèi)乃至延長(zhǎng)連 續(xù)發(fā)電時(shí)間。
又，即使仍然將DMFC系統(tǒng)BT安裝在電子設(shè)備TM上，也可以與電子設(shè) 備TM上的工作開(kāi)關(guān)15的斷開(kāi)操作連動(dòng)，停止DMFC系統(tǒng)BT的發(fā)電工作。 因此，用戶無(wú)需對(duì)電子設(shè)備TM裝卸DMFC系統(tǒng)BT，從而可以提高DMFC系 統(tǒng)BT的操作性能。
再有，本實(shí)施形態(tài)在由電子設(shè)備TM輸出的工作表示信號(hào)DS被切斷時(shí)，判 斷為電子設(shè)備TM處于非工作狀態(tài)，切斷對(duì)DMFC起電單元1的燃料供給。因 此，即使在將DMFC系統(tǒng)BT從電子設(shè)備TM上拆下時(shí)，也可以切斷對(duì)DMFC 起電單元1的燃料供給。
其它實(shí)施形態(tài)
所述第1、第2和第3實(shí)施形態(tài)，分別為根據(jù)(1)輔助電源單元3的充放電 的狀態(tài)、(2)有無(wú)對(duì)電子設(shè)備TM安裝DMFC系統(tǒng)BT、以及(3)電子設(shè)備TM處 于工作狀態(tài)還是非工作狀態(tài)，對(duì)燃料的供給進(jìn)行控制。然而，并非局限于此， 也可以根據(jù)(1)和(2)對(duì)燃料的供給進(jìn)行控制，還也可以根據(jù)(1)和(3)對(duì)燃料的供 給進(jìn)行控制，又可以根據(jù)(2)和(3)對(duì)燃料的供給進(jìn)行控制。此外，當(dāng)然也可以根 據(jù)(l)、 (2)及(3)對(duì)燃料的供給進(jìn)行控制。
又，上述實(shí)施形態(tài)根據(jù)(l)、 (2)及(3)對(duì)燃料的供給進(jìn)行通斷控制，但也可以 用3個(gè)以上的閾值多階段地對(duì)例如輔助電源單元3的充放電狀態(tài)的變化進(jìn)行監(jiān) 視，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果適當(dāng)?shù)貙?duì)燃料的供給進(jìn)行可變控制。這樣一來(lái)，就能夠根 據(jù)輔助電源單元3的充放電狀態(tài)經(jīng)常提供最合適的數(shù)量的燃料，以此可以進(jìn)一 步減少燃料供給的浪費(fèi)，更進(jìn)一步提高燃費(fèi)。
再有，在上述各實(shí)施形態(tài)中，設(shè)置具有微型計(jì)算機(jī)的饋電控制電路IOA、 IOB、以及IOC，利用微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行饋電控制處理。但并非局限于此，當(dāng)然 也可以利用由比較器和邏輯電路組成的硬件構(gòu)成饋電控制電路IOA、 IOB、以 及IOC。再有，所述第1實(shí)施形態(tài)通過(guò)檢測(cè)輔助電源單元3的充電電壓值VB2，判 斷輔助電源單元3的充電狀態(tài)。但是也可以檢測(cè)充電電流值，根據(jù)該檢測(cè)值判 斷輔助電源單元3的充電狀態(tài)。
再有，所述第3實(shí)施形態(tài)根據(jù)電子設(shè)備TM上的工作開(kāi)關(guān)(電源開(kāi)關(guān))15的通 斷狀態(tài)，控制燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1的燃料供給。但并非局限于此，電 子設(shè)備TM的工作狀態(tài)在類似于電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的睡眠模式時(shí)，也可以切斷燃 料箱4對(duì)DMFC起電單元1的燃料供給。另外，電子設(shè)備具有電池節(jié)電模式時(shí)， 也可以將燃料箱4對(duì)DMFC起電單元1的燃料供給限制成比正常模式時(shí)的供給 量更少。
再有，在上述各實(shí)施形態(tài)中，以將甲醇用作燃料的DMFC系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō) 明。但并非局限于此，作為液體燃料，也可以使用例如乙醇、二乙醚、二甲基 氧甲烷、甲醛、甲酸、甲基甲酸、甲基原甲酸、三聚甲醛、l一丙醇、2—丙醇、 3 —丙醇、乙二醇、乙二醛、丙三醇的各水溶液，還可以使用上述各化學(xué)物質(zhì) 的化合物的水溶液。
此外，電子設(shè)備的種類及其構(gòu)成、液體型燃料電池系統(tǒng)的種類及其構(gòu)成、 第l和第2閾值Tha、 Thb的值、燃料供給閥門的種類、燃料供給控制步驟及 其內(nèi)容等在不離開(kāi)本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)可以實(shí)施各種變形。
總之，本發(fā)明并非局限于上述各種實(shí)施形態(tài)的原樣，在實(shí)施階段也可以在 不離開(kāi)本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)對(duì)構(gòu)成要素作具體改變。另外，利用上述各實(shí)施 形態(tài)中揭示了多個(gè)構(gòu)成要素的適當(dāng)組合，可以形成各種發(fā)明。例如也可以將若 千構(gòu)成要素從各實(shí)施形態(tài)中所示的全部構(gòu)成要素中刪除。還可以將涉及不同實(shí) 施形態(tài)的構(gòu)成要素適當(dāng)加以組合。
工業(yè)上的實(shí)用性
因此，本發(fā)明的液體燃料電池系統(tǒng)，由于是自發(fā)供給燃料類型的系統(tǒng)，因 此可以做成小型結(jié)構(gòu)，而且雖然是自發(fā)供給類型的系統(tǒng)，但是燃費(fèi)高，可以延 長(zhǎng)連續(xù)發(fā)電時(shí)間。
因此，可以用作移動(dòng)通信終端和便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、
便攜式視頻或音頻播放器、以及便攜式游戲機(jī)等便攜式電子設(shè)備的電源。
權(quán)利要求
1. 一種設(shè)置于便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)中的控制電路，所述液體型燃料電池系統(tǒng)包括從液體燃料取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電，輸出發(fā)電得到的第1功率的液體型燃料起電單元；將所述液體燃料供給所述液體型燃料起電單元的燃料供給單元；以及利用所述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電并輸出被充電的第2功率的輔助電源單元，所述便攜式電子設(shè)備將所述第1和第2功率作為電源供給負(fù)載設(shè)備，其特征在于，所述控制電路具有接收表示所述負(fù)載設(shè)備有無(wú)工作的工作表示信號(hào)的接收部件；以及根據(jù)所述接收部件接收的工作表示信號(hào)，控制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給的控制部件。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)置于便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)中 的控制電路，其特征在于，所述控制部件在所述接收部件接收的工作表示信號(hào)表示所述負(fù)載設(shè)備不處 于工作狀態(tài)時(shí)，限制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
3. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)置于便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)中 的控制電路，其特征在于，還具備監(jiān)視所述輔助電源單元的充電狀態(tài)的監(jiān)視部件；以及根據(jù)所述監(jiān)視部件的監(jiān)視結(jié)果，控制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料 起電單元的液體燃料供給的控制部件。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)置于便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)中 的控制電路，其特征在于，所述監(jiān)視部件將所述輔助電源單元的充電電壓與對(duì) 應(yīng)于過(guò)量充電狀態(tài)設(shè)定的第1閾值進(jìn)行比較，判斷所述輔助電源單元的充電電 壓是否大于等于第1閾值，所述控制部件判斷為所述輔助電源單元的充電電壓或電流值大于等于第1閾值時(shí)，限制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
5. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)置于便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)中 的控制電路，其特征在于，所述監(jiān)視部件將所述輔助電源單元的充電電壓與對(duì)應(yīng)于過(guò)量放電狀態(tài)設(shè)定的第2閾值進(jìn)行比較，判斷輔助電源單元的充電電壓是 否小于等于第2閾值，所述控制部件判斷為所述輔助電源單元的充電電壓小于等于第2閾值時(shí)， 限制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
6. -—種便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)，所述液體型燃料電池系統(tǒng) 對(duì)負(fù)載設(shè)備供給電源，其特征在于，所述液體型燃料電池系統(tǒng)具有從液體燃料取出質(zhì)子進(jìn)行發(fā)電，輸出發(fā)電得到的第1功率的液體型燃料起電 單元；將所述液體燃料供給所述液體型燃料起電單元的燃料供給單元； 利用所述液體型燃料起電單元輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2 功率的輔助電源單元；從所述負(fù)載設(shè)備接收表示該負(fù)載設(shè)備有無(wú)工作的工作表示信號(hào)的接收部件； 以及根據(jù)由所述接收部件接收的工作表示信號(hào)，控制所述燃料供給單元對(duì)所述液 體型燃料起電單元的液體燃料供給的控制電路。
7. 如權(quán)利要求6所述的便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路在所述接收部件接收的工作表示信號(hào)表示所述負(fù)載設(shè)備不處 于工作狀態(tài)時(shí)，限制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料起電單元的液體燃料 供給。
8. 如權(quán)利要求6所述的便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征 在于，所述控制電路還監(jiān)視所述輔助電源單元的充電狀態(tài)，以及根據(jù)所述監(jiān)視部件的監(jiān)視結(jié)果，控制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料起電單元的液體燃 料供給。
9. 如權(quán)利要求6所述的便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征在 于，所述控制電路將所述輔助電源單元的充電電壓與對(duì)應(yīng)于過(guò)量充電狀態(tài)設(shè)定 的第1閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述輔助電源單元的充電電壓或電流值大于等于第1 閾值時(shí)，限制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
10. 如權(quán)利要求6所述的便攜式電子設(shè)備用的液體型燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路將所述輔助電源單元的充電電壓與對(duì)應(yīng)于過(guò)量放電狀態(tài)設(shè)定的第2閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述輔助電源單元的充電電壓小于等于第2閾值時(shí)， 限制所述燃料供給單元對(duì)所述液體型燃料起電單元的液體燃料供給。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種液體型燃料電池系統(tǒng)，具有輸出第1功率的液體型燃料起電單元(1)；對(duì)該液體型燃料起電單元(1)，供給液體燃料的燃料供給單元(4)；利用上述液體型燃料起電單元(1)輸出的第1功率進(jìn)行充電，輸出被充電的第2功率的輔助電源單元(3)；以及控制燃料供給用的控制電路(10A)。而且，利用該控制電路(10A)監(jiān)視上述輔助電源單元(3)的充電狀態(tài)，根據(jù)該監(jiān)視結(jié)果，控制上述燃料供給單元(4)對(duì)上述液體型燃料起電單元(1)的液體燃料供給。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101488578SQ20091000380
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者酒井廣隆, 長(zhǎng)谷部裕之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝