液体型燃料电池系统及其控制电路技术方案

本发明专利技术揭示一种液体型燃料电池系统，具有：输出第１功率的液体型燃料起电单元（１）；对该液体型燃料起电单元（１），供给液体燃料的燃料供给单元（４）；利用上述液体型燃料起电单元（１）输出的第１功率进行充电，输出被充电的第２功率的辅助电源单元（３）；以及控制燃料供给用的控制电路（１０Ａ）。而且，利用该控制电路（１０Ａ）监视上述辅助电源单元（３）的充电状态，根据该监视结果，控制上述燃料供给单元（４）对上述液体型燃料起电单元（１）的液体燃料供给。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液体型燃料电池系统，特别涉及不采用泵等输液机构、就将液 体燃料从燃料箱自发提供给起电单元的液体型燃料电池系统及其控制电路。
技术介绍
近年来，开发出直接从甲醇和乙醇等液体燃料提取质子进行发电的液体型 燃料电池系统。这种燃料电池不需要重整器并且燃料容积小就可以解决问题， 因此被期待作为便携式个人计算机和PDA(个人数字助理)、便携式电话机、视 频或音频播放器、游戏机等便携式电子设备的电源。可是，在这种系统中，有使用输液泵、控制由燃料箱对起电单元供给液体 燃料的类型；以及不使用输液泵等而是自发进行供给的类型。其中，前一种类 型可以根据负载侧要求的功率值，利用输液泵对液体燃料的提供进行最佳控 制。而后一种的自发供给的类型与负载侧要求的功率值的大小无关，又与负载 是否工作无关，其燃料稳定地提供给起电单元。因此往往浪费燃料，导致燃费 低下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种在自发提供燃料的类型的系统中减少燃料的 浪费，从而可以提高燃费，延长连续发电时间的液体燃料型电池系统及其控制 电路。为了达到上述目的，本专利技术一种形态的液体型燃料电池系统，具有输出第l 功率的液体型燃料起电单元；对该液体型燃料起电单元，提供液体燃料的燃料供给单元；利用上述液体型燃料起电单元输出的第1功率进行充电，输出被充 电的第2功率的辅助电源单元；以及控制燃料的供给用的控制电路。而且，利 用控制电路监视上述辅助电源单元的充电状态，根据该监视结果，控制上述燃 料供给单元对上述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。附图说明图1是本专利技术的液体型燃料电池系统的第1实施形态即直接型甲醇燃料电池的概略构成图。图2是图1所示的直接型甲醇燃料电池系统的电路结构的框图。图3是表示图2所示的直接型甲醇燃料电池系统中的控制电路的控制步骤和控制内容的流程图。图4是示出本专利技术的液体型燃料电池系统的第2实施形态即直接型甲醇燃料电池的电路结构的框图。图5是示出图4所示的直接型甲醇燃料电池系统的控制电路的控制步骤和 控制内容的流程图。图6是示出本专利技术的液体型燃料电池系统的第3实施形态即直接型甲醇燃 料电池的电路结构的框图。图7是示出图6所示的直接型甲醇燃料电池系统中的控制电路的控制步骤 和控制内容的流程图。具体实施例方式首先，概要说明本专利技术的各种实施形态。本专利技术的第1种形态的液体型燃料电池系统，具有输出第1功率的液体型 燃料起电单元；对该液体型燃料起电单元，提供液体燃料的燃料供给单元；利 用上述液体型燃料起电单元输出的第1功率进行充电，输出被充电的第2功率 的辅助电源单元；以及控制燃料供给的控制电路。而且，利用该控制电路监视 上述辅助电源单元的充电状态，根据该监视结果，控制上述燃料供给单元对上 述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。因此，根据辅助电源单元的充电状态、例如辅助电源单元的充电电压或电 流的值，控制燃料供给单元对上述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。因而 与例如负载侧要求的功率值的大小无关，与燃料稳定地供给起电单元的情况相比，燃料的浪费减少，从而可以提高燃费，延长连续发电时间。作为用于实现上述第1种形态的具体构成，考虑以下两种构成。第1种构成是将辅助电源单元的充电电压与第1阈值比较，在辅助电源单元的充电电压大于等于第1阈值时，限制燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。采用这样的结构，则辅助电源单元的充电状态达到充电已满乃至于接近充 电己满的充电状态时，限制对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。通常，辅 助电源单元被充电到充电已满或接近充电已满的充电状态时，可以用辅助电源 单元应对负载设备要求的功率，因而无需使液体型燃料起电单元全力工作。因 此，即使限制对液体型燃料起电单元的液体燃料供给，也不会造成障碍，以此 抑制了燃料的浪费，从而可以提高燃费乃至延长连续发电时间。第2种构成是将辅助电源单元的充电电压与小于第1阈值的第2阈值进行比较，辅助电源单元的充电电压小于等于第2阈值时，限制燃料供给等于对液体型燃料起电等于的液体燃料供给。采用这样的结构，则辅助电源单元的充电状态达到放电状态时，限制对液 体型燃料起电等于的液体燃料供给。通常，辅助电源单元放电到放电状态时， 仅用液体型燃料起电单元无法满足负载设备要求的功率。因此，即使限制对液 体型燃料起电单元的液体燃料供给，实质上也不是不理想，因此燃料的浪费受 到抑制，从而可以提高燃费乃至延长连续发电时间。又，本专利技术的第2种形态是，在控制电路中，监视液体型燃料电池系统相对于负载设备的安装和卸下，根据该监视结果，控制燃料供给单元对液体型燃 料起电单元的液体燃料供给。具体地说，在检测出液体型燃料电池系统已经从 负载设备上拆下时，控制燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。采用这样的结构，则在负载设备上没有安装液体型燃料电池系统的状态下， 限制(例如停止)对液体型燃料起电单元的燃料供给。因此，在液体型燃料电池 系统无需工作的状态下的燃料的浪费受到阻止，因此可以提高燃费乃至延长连 续发电时间。此外，本专利技术的第3种形态具有接收表示负载设备有无工作的工作表示信 号的接收部和控制电路。而且，在该控制电路中，根据上述接收部接收的工作 表示信号，控制燃料供给单元对上述液体型燃料起电单元的液体燃料的供给。7更具体地说，在接收部接收的工作表示信号表示负载设备的处于工作状态时， 限制燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。采用这样的结构，则形成即使例如负载设备中电源开关被断开或被接通也 实质上不工作的睡眠状态时，根据由负载设备输出的工作表示信号，限制对液 体型燃料起电单元的液体燃料供给。因此，在这种情况下也能够防止燃料的浪 费，以此能够提高燃费乃至延长连续发电时间。第1实施形态本专利技术的第1实施形态在由燃料箱对起电单元自发供给液体燃料的类型的 直接型甲醇燃料电池系统中，新设置燃料供给控制电路。该燃料供给控制电路 分别将辅助电源单元的充电电压与第l和第2阈值分别进行比较。然后，在该 比较结果是辅助电源的充电电压大于等于第1阈值时、或者辅助电源电压的充电电压小于等于第2阈值时，切断燃料箱对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。图1是本专利技术的液体型燃料电池系统的第1实施形态、即直接型甲醇燃料电池(后面称为DMFC)系统的概略构成图。该DMFC系统在壳体内收装DMFC 起电单元l、控制单元2、辅助电源单元3、以及燃料箱4。DMFC起电单元1都在由集电体和催化剂层组成的阳极和阴极之间配置电 解质膜。然后，将甲醇作为燃料提供给阳极催化剂层，利用催化反应，产生质 f。另一方面，对阴极供给空气。然后，使通过上述电解质的质子与上述被提 供的空气中所含的氧气在阴极催化剂层中发生反应以进行发电。将作为燃料的甲醇收装在燃料箱4内。该甲醇通过具有电磁阀(示于下述图 2)12的供给路径，提供给上述DMFC起电单元1的阳极催化剂层。另外，在燃 料箱4上设置注入口 5。在该注入口 5上可装卸自如地安装燃料元件(未图示)， 由燃料元件对燃料箱4补充燃料。辅助电源单元3具有二次电池。该二次电池利用由上述DMFC起电单元1 输出的电力进行充电。辅助电源单元3根据作为馈电对象的电子设备(未图示) 的负载，将补充上述DMFC起电单元1输出的功率的不足部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设置于便携式电子设备用的液体型燃料电池系统中的控制电路，所述液体型燃料电池系统包括：从液体燃料取出质子进行发电，输出发电得到的第１功率的液体型燃料起电单元；将所述液体燃料供给所述液体型燃料起电单元的燃料供给单元；以及利用所述液体型燃料起电单元输出的第１功率进行充电并输出被充电的第２功率的辅助电源单元，所述便携式电子设备将所述第１和第２功率作为电源供给负载设备，其特征在于，所述控制电路具有　接收表示所述负载设备有无工作的工作表示信号的接收部件；以及　根据所述接收 部件接收的工作表示信号，控制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给的控制部件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：酒井广隆，长谷部裕之，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]