为便携式计算设备供电的燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及为便携式计算设备供电的燃料电池系统。公开的实施例涉及用于便携式计算设备的便携并且经济有效的燃料电池系统的设计。所述燃料电池系统包括把燃料转换成电力的燃料电池堆。它还包括燃料电池堆的燃料源，和控制燃料电池系统的运行的控制器。燃料电池系统还包括与便携式计算设备的接口，其中所述接口包括向便携式计算设备提供电力的电力链路，和提供便携式计算设备与燃料电池系统的控制器之间的双向通信的双向通信链路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
公开的实施例一般涉及利用燃料电池提供电カ的系统。更具体地说，公开的实施例涉及用于向便携式计算设备提供电カ的燃料电池系统。
技术介绍
国家对化石燃料的持续依赖迫使政府与中东的不稳定政府維持复杂的政府和军事关系，还使海岸线和公民容易受到离岸钻探的相关危害的影响。这些问题已导致消费者日益意识到和期望推广和使用可再生能源。例如，目前使用电子产品环境评估工具(EPEAT)来产生帮助消费者评估电子产品的环境友好性的数据。此外，通过为电子产品提供可再生能源，能够提高该电子产品的EPEAT分数。由于消费者的这种意识的增強，电子产品制造商已变得非常关心为其产品开发可再生能源，他们研究了许多有前途的可再生能源，比如氢燃料电池。氢燃料电池具有许多优点。这种燃料电池及相关的燃料可能能够获得高的体积和重量能量密度，这有可能使便携式电子设备能够持续工作数天或数周，而不补给燃料。不过，极其富有挑战的是设计与便携式电子设备一起使用的十分便携并且经济有效的氢燃料电池系统。
技术实现思路
公开的实施例涉及用于便携式计算设备的便携并且经济有效的燃料电池系统的设计。所述燃料电池系统包括把燃料转换成电カ的燃料电池堆。它还包括燃料电池堆的燃料源，和控制燃料电池系统的运行的控制器。燃料电池系统还包括与便携式计算设备的接ロ，其中所述接ロ包括向便携式计算设备提供电カ的电カ链路，和提供便携式计算设备与燃料电池系统的控制器之间的双向通信的双向通信链路。在一些实施例中，燃料源是可拆卸地附加到燃料电池系统的燃料盒。在一些实施例中，燃料源包含硼氢化钠和水。在一些实施例中，燃料电池系统包括配置成产生ー个或多个气流的ー个或多个风扇，所述气流向燃料电池系统供氧；和为燃料电池系统提供冷却。在一些实施例中，燃料电池系统包括内部可再充电电池。在一些实施例中，燃料电池系统包括第一直流-直流(DC/DC)转换器，所述第一DC/DC转换器把燃料电池堆的电压转换成内部可再充电电池的电池电压。在一些实施例中，燃料电池系统包括第二 DC-DC转换器，所述第二 DC-DC转换器把电池电压转换成用于向计算设备供电的计算设备电压。 在一些实施例中，双向通信链路把燃料电池状态信息从燃料电池系统传送到便携式计算设备；和把燃料电池控制信息从便携式计算设备传送到燃料电池系统。在一些实施例中，燃料电池状态信息指定以下中的ー个或多个可从燃料电池系统获得多少电カ；燃料电池系统内的内部可再充电电池的充电状态；燃料电池堆的温度；燃料电池堆的入口处的压力；燃料电池堆的出口处的压力；燃料电池堆中的各个电池的电池电压；燃料源中的燃料余量；和燃料电池系统的认证信息。在一些实施例中，燃料电池控制信息指定以下中的ー个或多个向燃料电池系统要求指定量的电カ的请求；燃料源中的反应物比率；要从燃料电池堆吸取的燃料电池堆电流；燃料电池堆系统内的风扇的速度；和对燃料电池系统进行诊断的命令。在一些实施例中，在ー个或多个反馈控制回路中使用燃料电池状态信息和燃料电池控制信息，以主动控制燃料电池系统的ー个或多个运行參数。在一些实施例中，双向通信链路还把计算设备状态信息从便携式计算设备传送到燃料电池系统；和把计算设备控制信息从燃料电池系统传送到便携式计算设备。在一些实施例中，计算设备状态信息指定以下中的ー个或多个便携式计算设备的电カ需求；和便携式计算设备内的可再充电电池的充电状态。 在一些实施例中，计算设备控制信息指定便携式计算设备的电カ状态，其中便携式计算设备利用所述电カ状态，控制便携式计算设备内的各个组件的电カ使用。附图说明图IA图解说明按照公开的实施例的燃料电池系统。图IB图解说明按照公开的实施例，燃料电池系统如何可被连接到便携式计算设备。图2A图解说明按照公开的实施例的燃料电池系统的内部结构的细节。图2B图解说明按照公开的实施例的利用两个DC/DC转换器的燃料电池系统。图3是图解说明按照公开的实施例，便携式计算设备如何控制燃料电池系统的流程图。具体实施例方式提供下面的说明是为了使本领域的技术人员能够实现和利用公开的实施例，所述说明是在特定应用及其要求的上下文下提供的。对本领域的技术人员来说，对公开的实施例的各种修改是显而易见的，这里阐释的一般原理可适用于其它实施例和应用，而不脱离公开的实施例的精神和范围。从而，公开的实施例并不局限于所示的实施例，相反应被赋予与这里公开的原理和特征一致的最宽广范围。本详细说明中描述的数据结构和代码一般保存在非临时性计算机可读存储介质上，所述非临时性计算机可读存储介质可以是能够保存供计算机系统使用的代码和/或数据的任何装置或介质。所述非临时性计算机可读存储介质包括但不限于易失性存储器，非易失性存储器，诸如磁盘驱动器、磁带、CD (光盘)、DVD (数字通用光盘或数字视频光盘)之类的磁性和光学存储装置，或者现在已知或以后开发的能够保存代码和/或数据的任何介质。在具体实施方式部分中说明的方法和处理可被体现成代码和/或数据，所述代码和/或数据可被保存在如上所述的非临时性计算机可读存储介质中。当计算机系统读取和执行保存在非临时性计算机可读存储介质上的代码和/或数据时，计算机系统执行体现成数据结构和代码并保存在非临时性计算机可读存储介质内的方法和处理。此外，下面说明的方法和处理可以包括在硬件模块内。例如，硬件模块可包括但不限于专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)，和现在已知或以后开发的其它可编程逻辑器件。当硬件模块被激活时，硬件模块执行包括在硬件模块内的方法和处理。燃料电池系统图IA提供按照公开的实施例的便携式燃料电池系统100的外视图。便携式燃料电池系统100包括燃料电池外壳101，它包含带有下面參考图IB更详细说明的燃料电池堆的电カ模块。燃料电池外壳101被配置成容纳可拆卸的燃料电池盒104，燃料电池盒104包含适当的燃料，比如硼氢化钠(NaBH4)15此外，燃料电池外壳101可通过特殊的接ロ 110，向便携式电子设备提供电力。图IB图解说明按照公开的实施例的燃料电池系统100的ー些内部结构。更具体地，燃料电池系统100包括燃料电池堆102，燃料电池堆102通过把源燃料，比如氢或烃转换成电流和废产物，来产生电力。燃料电池堆102包括ー堆燃料电池，其中每个燃料电池包 含阳极、阴极、及阳极和阴极之间的电解液。燃料电池内的两个化学反应可以生成电力。首先，在阳极的催化剂氧化燃料，从而产生带正电的离子和带负电的电子。电解液可允许源于氧化处理的离子通过，从而到达阴扱，同时阻止电子的通过。从而在阴极与离子和带负电的原子(例如，氧)重新结合，形成诸如ニ氧化碳和/或水之类的废产物之前，电子可被用于驱动连接到燃料电池的负载。燃料电池堆102内的燃料电池可包括把源燃料转换成电流和废产物的电化学电池。例如，燃料电池可以是利用氢作为燃料的质子交換膜(PEM)燃料电池。氢可在每个PEM燃料电池的阳极，被催化分裂成质子和电子。质子可通过电绝缘的膜电极组件(MEA)，到达PEM燃料电池的阴极，而电子可穿过负载到达阴扱。质子和电子随后在阴极与氧原子反应，从而形成作为废产物的水分子。另ー方面，燃料电池可对应于固体氧化物燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，直接甲醇燃料电池，碱性燃料电池，和/或其它类型的燃料电池。由于各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·斯帕丽，V·M·伊耶尔，J·L·李，G·L·泰斯，M·D·希尔曼，D·I·西蒙，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：
国别省市：