专利名称：燃料电池单元，信息处理装置，以及信息处理装置的电源控制方法
技术领域：
本发明涉及一种连接到信息处理装置的燃料电池单元，装配有该燃料电池单元的信息处理装置，以及装配有该燃料电池单元的信息处理装置的电源控制方法。
背景技术：
目前，例如，使用锂离子电池作为用作信息处理装置的电源之一的二次电池。二次电池的特征之一在于，与抛弃型的一次电池相比较，二次电池可以通过使用例如商用电源充电来重复使用。
但是，从另一个方面考虑，作为二次电池的锂离子电池必须经历使用例如商用电源充电。
近年来随着信息处理装置功能性的显著提高，信息处理装置中的耗电量正在增长。因此，正在进行努力以增强由为信息处理装置供电的锂离子电池提供的能量密度，也就是，锂离子电池每单位体积或单位质量的输出能量。
另一方面，燃料电池的能量密度据说理论上是锂电池能量密度的十倍高(参考例如非专利文献1)。这意味着，假设燃料电池体积或质量等于锂离子电池，燃料电池具有比锂离子电池供电更长时间(例如长十倍)的潜力。这也意味着，假设它们的供电持续时间彼此相等，燃料电池具有比锂离子电池更大的小型化和重量减小的潜力。
而且，如果燃料电池通过将燃料例如甲醇封入压缩容器中来使用并且以全部替换的压缩容器的方式使用，燃料电池不需要从外部充电。因此，例如，在没有AC电源设施的地方，当电源通过使用燃料电池保证时，信息处理装置可以使用比当电源通过使用锂离子电池保证时更长的时间。
此外，当试图长时间使用利用锂离子电池的信息处理装置(例如笔记本个人计算机)时，用户经受用户必须在允许AC电源供电的环境中使用信息处理装置的限制，因为难以长时间使用利用由锂离子电池提供的电源的信息处理装置。相反，使用由燃料电池供电的信息处理装置允许信息处理装置在更长时期中使用，与它由锂离子电池供电而使用的情况相比较。同时，可以期望用户解除上述限制。
从上述观点，为了对信息处理装置供电的燃料电池的研究和开发正在进行，并且其结果至今已经在专利文献1，2和3中公开。
燃料电池包括多种类型(参考例如非专利文献(2))。当适合于信息处理装置时，直接甲醇燃料电池(DMFC)从小型化、重量减少以及燃料易管理的观点是值得推荐的。该燃料电池使用甲醇作为燃料，并且是甲醇直接注入到燃料电极而不转换成氢的类型。
对于直接甲醇燃料电池，注入到燃料电极的甲醇浓度是重要的。太高的浓度减小发电效率，从而导致不足的性能。这可归因于用作燃料的甲醇的部分不期望地通过夹在燃料电极(负电极)和空气电极(正电极)之间电解质薄膜(固态聚合物电解质薄膜)的现象，该现象称作交叉现象。高浓度甲醇的使用增强交叉现象，然而低浓度甲醇到燃料电极的注入减小交叉现象。
当低浓度甲醇用作燃料时容易保证高性能，但是燃料的所需体积变得比当高浓度甲醇用作燃料时大(例如大十倍)，从而导致尺寸增加的燃料容器(燃料箱)。
在这种情况下，当通过在其中容纳高浓度甲醇来实现燃料箱的小型化时，甲醇浓度通过使用压缩泵和阀门循环在发电时存在的水，并且在注入燃料电极之前稀释高浓度甲醇来减小，从而交叉现象可以减小。该方法允许发电效率的增强。在下文，用于循环在发电时存在的水等的泵和阀门称作辅助设备，并且这种循环系统称作稀释循环系统。
如此，具有高发电效率的燃料电池单元可以通过使用稀释的甲醇同时实现燃料电池单元整体尺寸和重量的减小来实现(非专利文献1)。
JP-A 2003-142137[专利文献2]JP-A 2003-86192[专利文献3]JP-A 2002-169629[非专利文献1]“Nenryodenchi(燃料电池2004)”Nikkei商业出版公司，2003年10月，p.49-50和p.64)。
Hironosuke Ikeda，“Nenryodenchi-no-subete(有关燃料电池的一切)”，Nippon Jitsugyo出版有限公司，2001年8月。
在直接甲醇燃料电池中，稀释循环系统的采用允许燃料电池单元整体尺寸和重量的减小，以及增强发电效率，导致高输出燃料电池单元。
在稀释循环系统中，为了循环水等，辅助设备例如泵、阀门是必需的。为了使用燃料电池单元开始发电，需要用于驱动辅助设备的控制。
当燃料电池单元的发电停止时，下一次发电的发电效率可以通过在已经停止产生的电源供给之后，执行辅助设备驱动预先确定一段时期的冷却处理，然后执行停止辅助设备的控制来提高。
但是，对于使用装配有燃料电池单元的信息处理装置，或者燃料电池单元通过连接部分连接到的信息处理装置的用户，添加与燃料电池单元特有的控制相关联的新操作使得信息处理装置的操作复杂化。对于用户，期望不管信息处理装置的电源是常规二次电池还是燃料电池单元，它们的操作方法是相同的。换句话说，期望操作是这样的，即使得用户感觉不到电源是燃料电池单元。
发明内容
本发明已经考虑到上述情况而做出，并且本发明的目的在于提供一种燃料电池单元、信息处理装置以及信息处理装置的电源控制方法，其允许与信息处理装置的启/停操作相关联地自动执行燃料电池单元中发电的启/停序列的简单操作。
为了实现上述目的，根据本发明的燃料电池单元，如权利要求1中陈述的，包括用于建立与外部设备的连接的连接部分；发电以通过连接部分提供给外部设备的燃料电池；可设置成发电允许设置以允许使用燃料电池发电的设置开关；以及当设置开关设置成发电允许设置时，能够控制使用燃料电池的发电的控制部分。
在可连接到具有燃料电池的燃料电池单元的信息处理装置中，根据本发明，该信息处理装置，如权利要求10中记载的，包括用于激活信息处理装置的激活装置，以及当信息处理装置由激活装置激活时开始使用燃料电池发电的控制部分。
在接收由燃料电池产生的电力的信息处理装置的电源控制方法中，根据本发明，该电源控制方法包括激活信息处理装置，以及当激活信息处理装置时开始使用燃料电池发电。
图1是根据本发明实施方案的燃料电池单元的外视图。
图2是显示根据本发明实施方案的信息处理装置连接到图1中所示燃料电池单元的状态的外视图。
图3是主要显示燃料电池单元的发电部分的示意图。
图4是显示信息处理装置连接到燃料电池单元的状态的示意图。
图5是说明根据本发明第一实施方案的燃料电池单元和信息处理装置的示意图。
图6是燃料电池单元和信息处理装置的状态转换图。
图7是显示关于燃料电池单元的主要控制命令的表格。
图8是显示关于燃料电池单元的主要电源信息的表格。
图9是显示关于信息处理装置的操作ON命令的发送条件的逻辑图。
图10是显示关于信息处理装置的操作OFF命令的发送条件的逻辑图。
图11是紧急停止时燃料电池单元和信息处理装置的状态转换图。
图12是显示关于信息处理装置的紧急停止命令的发送条件的逻辑图。
具体实施例方式
在下文，根据本发明第一实施方案的燃料电池单元、信息处理装置以及该信息处理装置的电源控制方法将参考附随附图描述。
图1是根据本发明实施方案的燃料电池单元的外视图。如图1中所示，燃料电池单元10包括用于安装信息处理装置例如笔记本个人计算机的后部的安装部分11，以及燃料电池单元主体12。燃料电池单元主体12包括基于电化学反应发电的DMFC堆，以及关于DMFC堆注入并循环用作燃料的甲醇和空气的辅助设备(泵、阀门等)。
在燃料电池单元主体12的单元外壳12a内，以及例如在图2中左端，可拆卸的燃料箱(没有显示)包括在此。盖子12b可移除地提供使得可以替换燃料箱。
信息处理装置安装在安装部分11上。在安装部分11的顶面上，提供有用作建立与信息处理装置的连接的连接部分的对接连接器14。另一方面，例如，在信息处理装置18的底面后部，提供有用作建立与燃料电池单元10的连接的连接部分的对接连接器21(没有显示)，并且它与燃料电池单元10的对接连接器14机械且电气连接。多组定位突起15和钩16每个提供在安装部分11的三个位置，并且这些组定位突起15和钩16插入到相应提供在信息处理装置18底面后部的三个孔中。
当试图从燃料电池单元10拆卸信息处理装置时，按动图1中所示燃料电池单元10中的弹出按钮17，由此锁定机构(没有显示)释放并且允许燃料电池单元10容易地拆卸。
在燃料电池单元主体12的例如右侧表面上，提供有发电设置开关112和燃料电池操作开关116。
发电设置开关112是供用户设置以便允许或禁止燃料电池单元10中的发电的开关，并且由例如滑动型开关构成。
例如当在信息处理装置18使用由燃料电池单元10产生的电力操作的状态下，燃料电池单元10中仅发电停止同时维持信息处理装置18的操作时，使用燃料电池操作开关116。在这种情况下，信息处理装置18使用包括在此的二次电池维持其操作。这里，燃料电池操作开关116由例如按钮开关构成。
图2是显示信息处理装置18例如笔记本个人计算机放置在上面并连接到燃料电池单元10的安装部分11的状态的外视图。
图1和2中所示燃料电池单元10的可能形状和尺寸，以及对接连接器14的可能形状和位置包括许多种。
图3是显示根据本发明实施方案的燃料电池单元10的示意图。特别地，在其附近提供的DMFC堆和辅助设备将详细描述。
燃料电池单元10包括发电部分40和用作燃料电池单元10控制部分的燃料电池控制部分41。燃料电池控制部分41执行关于发电部分40的控制，此外，它具有作为与信息处理装置18通信的通信控制部分的功能。
发电部分40具有在执行发电时起主要作用的DMFC堆42，此外，它具有容纳用作燃料的甲醇的燃料箱43。高浓度甲醇封入燃料箱43中。燃料箱43可移除地形成以便当它用完燃料时可容易地替换。
通常，在直接甲醇燃料电池中，交叉现象必须减小以增强发电效率。为此目的的一种有效方法是将高浓度甲醇稀释成低浓度并且将它注入到燃料电极47中。为了实现该方法，燃料电池单元10采用稀释循环系统62，其中稀释循环系统62的实现所必需的辅助设备63布置在发电部分40中。
辅助设备63包括提供在流体通道中的一个以及提供在气体通道中的一个。
关于提供在流体通道中的辅助设备63的连接关系，燃料箱43的输出部分通过管道系统连接到燃料供给泵44，此外燃料供给泵44的输出部分连接到混合罐45。而且，混合罐45的输出部分连接到液体馈送泵46，并且液体馈送泵46的输出部分连接到DMFC堆42的燃料电极47。而且，燃料电极47的输出部分通过管道系统连接到混合罐45。此外，水回收罐55的输出部分通过管道系统连接到水回收泵56，并且水回收泵连接到混合罐45。
另一方面，在气体通道中，供气泵50通过供气阀51连接到DMFC堆42的空气电极52。空气电极52的输出部分连接到冷凝器53。连接也从混合罐45通过混合罐阀门48进行到冷凝器53。冷凝器53通过排气阀57连接到排气口58。而且，冷却风扇54提供在冷凝器53附近。
接下来，燃料电池单元10的发电部分40的发电机制的描述将沿着燃料和空气(氧气)流而进行。
首先，燃料箱43中的高浓度甲醇在燃料供给泵44下流入混合罐45。在混合罐45中，高浓度甲醇与回收的水和/或从燃料电极47发出的低浓度甲醇(发电反应的残留部分)混合，从而稀释，产生低浓度甲醇。低浓度甲醇的浓度被控制使得可以维持允许高发电效率实现的浓度(例如百分之3至6)。在该控制中，基于例如来自浓度传感器60的信息，由燃料供给泵44提供到混合罐45的高浓度甲醇的量被控制。作为选择，该控制可以通过控制使用水回收泵56等循环到混合罐45的水的量来实现。
在混合罐45中稀释的甲醇水溶液由液体馈送泵46加压，并注入到DMFC堆42的燃料电极(负电极)47中。在燃料电极47的每个中，甲醇的氧化反应发生并且电子产生。在氧化反应中产生的氢离子(H+)通过DMFC堆42中的固态聚合物电解质薄膜422并且到达空气电极(正电极)52的每个。
另一方面，由燃料电极47的每个中发生的氧化反应产生的二氧化碳与在反应中没有使用的甲醇水溶液一起循环到混合泵45。在混合罐45中蒸发之后，二氧化碳通过混合罐阀门48朝向冷凝器53前进，并且最终通过排气阀57从排气口58排出。
同时，空气(氧气)流从进气口49进入，并且在由供气泵50加压之后，它通过供气阀51注入到空气电极(正电极)52。在空气电极52的每个中，氧气(O2)的还原反应进行，使得水(H2O)由从外部负载发出的电子(e-)、从燃料电极47发出的氢离子(H+)以及氧气(O2)作为水蒸气产生。该水蒸气从空气电极52放出并进入冷凝器53。在冷凝器53中，水蒸气由冷却风扇54冷却成水(液体)，并且临时累积在水回收罐55中。回收的水由水回收泵56循环到混合罐45。因此，用于稀释高浓度甲醇的稀释循环系统62实现。
如从由该稀释循环系统62的燃料电池单元10发电机制中显然看出，为了从DMFC堆42中取出电力，也就是为了开始发电，所有部分中的辅助设备63例如泵44、46、50和56；阀门48、51和57；以及冷却风扇54被驱动。从而，甲醇水溶液和空气(氧气)注入到DMFC堆42中，并且电化学反应在此进行，从而提供电力。相反地，为了停止发电，辅助设备63的驱动停止。
图4显示燃料电池单元连接到的信息处理装置18的系统配置。
信息处理装置18包括CPU 65，主存储器66，显示控制器67，显示器68，硬盘驱动器(HDD)69，键盘控制器70，指针设备71，键盘72，floppy磁盘驱动器(FDD)73，在上述构成组件之间传输信号的总线74，以及每个用作转换通过总线74传输的信号的设备的所谓北桥75和南桥76。而且，信息处理装置18在此具有电源部分79，其具有例如锂离子电池作为二次电池80。电源部分79由控制部分77(在下文称作电源控制部分77)控制。
作为燃料电池单元10和信息处理装置18之间的电接口，提供有控制系统接口和电源系统接口。控制系统接口是为了执行信息处理装置18的电源控制部分77与燃料电池单元10的控制部分41之间的通信而提供的接口。信息处理装置18与燃料电池单元10之间经由控制系统接口而执行的通信通过串行总线例如I2C总线78执行。
电源系统接口是为了在燃料电池单元10与信息处理装置18之间交换电力而提供的接口。例如，由发电部分40中的DMFC堆42产生的电力通过控制部分41(在下文称作燃料电池控制部分41)以及对接连接器14和21提供给信息处理装置18。电源系统接口也包括从信息处理装置18的电源部分79提供到燃料电池单元10中的辅助设备63等的电源83。
已经经历AC/DC转换的直流电源通过AC适配器的连接器81提供到信息处理装置18的电源部分79，从而允许信息处理装置18的操作和二次电池(锂离子电池)80的充电。
图5是显示燃料电池单元10的燃料电池控制部分41与信息处理装置18的电源部分79之间连接关系的构造实例。
燃料电池单元10和信息处理装置18由对接连接器14和21彼此机械且电气连接。对接连接器14和21包括用于将由燃料电池单元10中的DMFC堆42产生的电力提供到信息处理装置18的第一电源端子(输出电源端子)91；以及用于将电力通过调整器94提供到燃料电池单元10中的微计算机95，并且将电力通过开关101提供到辅助设备的电源电路97的第二电源端子(辅助设备的输入电源端子)。而且，对接连接器14和21具有用于将电力从信息处理装置18提供到EEPROM 99的第三电源端子92a。
另外，对接连接器14和21具有用于执行信息处理装置18的电源控制部分77与燃料电池单元10中的微计算机95之间的通信，以及用于执行电源控制部分77与可写非易失性存储器(EEPROM)99之间的通信的通信输入/输出端子93。
接下来，参考图5中所示的连接图和图6中所示燃料电池单元10的状态转换图，描述直到由燃料电池单元10中的DMFC堆42产生的电力从燃料电池单元10提供到信息处理装置18执行的处理的基本流程。
这里，假设信息处理装置18中的二次电池(锂离子电池)80已经用预先确定的电力充电。也假设图5中所示所有开关都是打开的。
首先，基于从连接器连接检测部分111输出的信号，信息处理装置18确认信息处理装置18和燃料电池单元10已经彼此机械且电气连接。该确认通过基于输入到连接器连接检测部分111中的输入信号，检测连接器连接检测部分111在燃料电池单元10中通过对接连接器11和21的连接而接地来实现。
而且，信息处理装置18的电源控制部分77确认燃料电池单元10的发电设置开关111设置成发电允许设置还是发电禁止设置。例如，基于输入到发电设置开关检测部分113中的信号，发电设置开关检测部分113根据其设置状态检测发电设置开关112处于接地位置还是打开位置。如果发电设置开关112处于打开状态，电源控制部分77确认发电设置开关112的设置为发电禁止设置。
发电设置开关112设置成发电禁止设置的状态是与图6的状态转换图中“停止状态(0)”ST10相对应的状态。
一旦信息处理装置18和燃料电池单元10通过对接连接器14和21彼此机械连接，电力从信息处理装置18一侧通过第三电源端子92a提供到用作燃料电池控制部分41的存储部分的非易失性存储器(EEPROM)99。在该EEPROM 99中，关于燃料电池单元10的识别信息等预先存储。识别信息可能包括燃料电池单元10的信息例如组件代码、生产序列号和额定输出。EEPROM 99连接到串行总线例如I2C总线78，并且存储在EEPROM 99中的数据在EEPROM 99用电源供电的状态下可读。使用图5中所示的方案，电源控制部分77可以通过用于通信的输入/输出端子93读取存储在EEPROM 99中的信息。
在该情况下，燃料电池单元10还没有发电，并且燃料电池单元10的内部处于除了EEPROM 99之外没有电力提供的状态中。
这里，当用户将发电设置开关112设置成发电允许设置(图5中，发电设置开关112设置成接地状态一侧)时，信息处理装置18的电源控制部分77可以读取存储在燃料电池单元10中的EEPROM99中的识别信息。这是与图6中所示“停止状态(1)”ST11相对应的状态。
换句话说，除非用户将发电设置开关112设置成发电允许设置，也就是，只要设置是发电禁止设置，燃料电池单元10处于与“停止状态(0)”ST10相对应的状态中，其使得燃料电池单元10中的发电禁止。
这里，优选地，发电设置开关是可以保持在“打开”和“关闭”操作的任何一个的开关，与滑动开关等的情况一样。
识别信息由电源控制部分77的读取通过经由串行总线例如I2C总线78读取存储在燃料电池单元10的EEPROM 99中关于燃料电池单元10的识别信息来执行。
当基于已经读取的识别信息，电源控制部分77确定连接到信息处理装置18的燃料电池单元10是符合信息处理装置18的燃料电池单元时，图6中所示的状态从“停止状态(1)”ST11转换成“备用状态”ST20。
特别地，通过关闭提供在信息处理装置18中的开关100，信息处理装置18的电源控制部分77将电力从二次电池80通过第二电源端子92提供给燃料电池单元10，并且电力通过调整器94提供给微计算机95。
在该“备用状态”ST20中，提供在燃料电池单元10中的开关101打开，并且辅助设备97的电源电路没有供电。因此，在该情况下，辅助设备63不活动。
但是，微计算机95已经开始运行，并且处于能够通过I2C总线78接收来自信息处理装置18中电源控制部分77的各种控制命令的状态中。微计算机95也处于能够将关于燃料电池单元10的电源信息通过I2C总线78发送到信息处理装置18的状态中。
图7是显示从信息处理装置18的电源控制部分77发送到燃料电池控制部分41中的微计算机95的控制命令实例的表格。
另一方面，图8是显示从燃料电池控制部分41中的微计算机95发送到信息处理装置18的电源控制部分77的电源信息实例的表格。
信息处理装置18的电源控制部分77通过从图8中所示的电源信息中读出“DMFC操作状态”(图8中No.1)来确认燃料电池单元10处于“备用状态”ST20。
在该“备用状态”ST20中，当电源控制部分77将图7中所示控制命令中的“DMFC操作ON请求”命令(发电开始命令)发送到燃料电池控制部分41时，已经接收到该命令的燃料电池控制部分41使得燃料电池单元10的状态转换成“加热状态”ST30。
特别地，微计算机95控制提供在燃料电池控制部分41中的开关101关闭，从而用来自信息处理装置18的电源供给辅助设备的电源电路97。另外，根据辅助设备的控制信号，微计算机95驱动发电部分40中的辅助设备63，也就是图4中所示的泵44，46，50和56；阀门48，51和57；冷却风扇54等的每个。此外，微计算机95关闭提供在燃料电池控制部分41中的开关102。
结果，甲醇水溶液和/或空气注入到发电部分40中的DMFC堆42中，从而开始发电。而且，由DMFC堆42产生的电力开始提供到信息处理装置18。但是，因为发电输出不会立即到达其额定值，直到发电输出到达其额定值的状态称作“加热状态”ST30。
一旦燃料电池控制部分41中的微计算机95通过监控例如DMFC堆42的输出电压和温度确定DMFC堆42的输出已经达到其额定值，它打开燃料电池单元10中的开关101，并且将辅助设备63的电源从信息处理装置18切换到DMFC堆42。该状态对应于“ON状态”ST40。
前面是从“停止状态”ST10到“ON状态”ST40的状态转换的概述。
图9是显示在信息处理装置18中信息处理装置18的电源控制部分77发送“DMFC操作ON请求”命令到微计算机95的条件的逻辑图。
首先，“DMFC操作ON请求”命令发送的第一条件是燃料电池单元10处于“停止状态(2)”ST12、“备用状态”ST20和“冷却状态”ST50的任何一个。如可以从图6的状态转换图中看到的，这三种状态的每个是仅当发电开关设置成发电允许设置时可能的状态。
“DMFC操作ON请求”命令发送的第二条件是信息处理装置18由包括在信息处理装置18中的一些信息处理装置激活装置而激活。信息处理装置激活装置的可能实例是提供在信息处理装置18中的电源开关114的ON操作。信息处理装置18由电源控制部分77检测到电源开关114已经按动而激活。
此外，当信息处理装置18是例如笔记本个人计算机时，当其显示板在操作期间关闭时，信息处理装置18立即停止其操作，但是当显示板重新打开时，信息处理装置18重新启动。在该情况下，机械地检测显示板已经打开的开关115构成信息处理装置激活装置。
而且，当信息处理装置18在操作期间预先确定一段时间不操作时，信息处理装置18主要为了节电而进入恢复模式。但是，例如，当键盘控制器70检测到键盘上的任何按键已经按下时，电源控制部分77可以基于上述检测信息重新启动信息处理装置18。在该情况下，用作检测装置的键盘控制器构成信息处理装置激活装置。
如上所述，“DMFC操作ON请求”命令发送的第二条件是在任何情况下关于信息处理装置18的激活操作。
因此，无需知道信息处理装置18的电源是燃料电池单元10，用户可以通过信息处理装置18的激活方法使得燃料电池单元10转换到平稳发电状态，也就是“ON状态”ST40。
特别地，“DMFC操作ON请求”命令发送的第一条件是将燃料电池单元10通过对接连接器14和21安装到信息处理装置18；将发电设置开关112设置成发电允许设置；以及使得燃料电池单元10自动转换成“备用状态”ST20。
如上所述，根据本发明，甚至使用燃料电池单元10作为电源的信息处理装置能够通过与信息处理装置18的启动过程操作相关联地继续进行燃料电池单元10的发电开始序列来简化装置的操作并增强用户的方便。
图6中所示的状态转换图显示“停止状态(2)”ST12。“停止状态(2)”ST12是当“备用状态”ST20已经连续预先确定的一段时间或更多，例如一分钟或更多时，“备用状态”ST20强制转换到的状态。特别地，该状态控制是这样的，即当在“备用状态”ST20下“DMFC操作ON请求”命令没有从信息处理装置18发送长达预先确定的一段时间或更多时，电源控制部分77停止从信息处理装置18中的二次电池80到燃料电池单元10的电源(也就是，信息处理装置18中的开关100打开)，并且当发送“DMFC操作ON请求”命令的原因已经发生时(例如，当信息处理装置18中的电源开关114已经按动时)，电源控制部分77再次关闭开关100，然后将“DMFC操作ON请求”命令发送到燃料电池单元10中的微计算机95。
接下来，将描述燃料电池单元10的发电停止的基本序列。
信息处理装置18中的电源控制部分77通过I2C总线78读取关于燃料电池单元10中微计算机95的电源信息，由此它确认DMFC操作状态(图8中No.1)是“加热状态”ST30和“ON状态”ST40的任何一个。
这里，燃料电池单元10的发电停止的基本序列以发电停止序列开始的状态之一的“ON状态”ST40为例说明。
当燃料电池单元10处于“ON状态”ST40时，当“DMFC操作OFF请求”命令(发电停止命令)从电源控制部分77发送到燃料电池单元10中的微计算机95时，燃料电池单元10从“ON状态”ST40转换成“冷却状态”ST50(参考图6)。
“冷却状态”ST50的内容如下首先，微计算机95关闭燃料电池单元中的开关101，从而将用于驱动辅助设备63的辅助设备电源电路97的电源切换成通过第二电源端子92为辅助设备63供电的二次电池80。
此外，微计算机95打开燃料电池单元中的开关102，从而停止由DMFC堆42产生的电力到信息处理装置18的供给。
接下来，微计算机95停止供气泵50，以及操作液体馈送泵46，并且维持泵操作状态长达预先确定的一段时间。该操作使得附着于燃料电极47内的液体馈送道内部的二氧化碳气泡选出或去除。
然后，微计算机95停止液体馈送泵46，并且操作供气泵50处于其最大容量。该泵操作状态维持预先确定的一段时间。该操作使得附着于空气电极52内的供气道内部的水滴选出或去除。
通过自动地选出或去除发电停止序列期间因DMFC堆的发电而引起的气泡或水滴，能够提高下一次开始发电时的发电效率。
此后，为了避免不期望物质从燃料电池单元10周围环境空气的侵入，以及装入燃料电池单元10中的液体燃料的渗漏，排气阀57和/或供气阀51关闭。而且，微计算机95停止从辅助设备电源电路97到辅助设备63的电源。
前面是在燃料电池单元10中执行的“冷却状态”ST50的处理内容。
“冷却状态”ST50的处理执行例如大约30s，在已经完成冷却之后，DMFC操作状态(参考图8中No.1)自动地设置成“备用状态”ST20。
信息处理装置18中的电源控制部分77每预先确定的一段时间，例如每100ms，通过I2C总线78读取关于燃料电池单元10的电源信息(图8中所示的信息)，并且确认关于燃料电池单元10的电源信息已经变成“备用状态”ST20。
此外，如图6中所示，燃料电池单元10具有“刷新状态”ST60。“刷新状态”ST60目的在于维持燃料电池单元10的发电效率。燃料电池单元10每预先确定的一段时间自动地从“ON状态”ST40转换成“刷新状态”ST60，并且在长达预先确定一段时间的刷新处理已经完成之后，它自动地返回到“ON状态”ST40。
刷新处理的内容类似于“冷却状态”ST50的内容，并且目的在于选出和/或去除在DMFC堆中的供气道和/或液体馈送道内部出现的不期望的气泡和/或水滴。
图10是显示电源控制部分77发送“DMFC操作OFF请求”命令到微计算机95的条件的逻辑图。
电源控制部分77发送“DMFC操作OFF请求”命令的第一条件是燃料电池单元10处于“加热状态”ST30、“ON状态”ST40和“刷新状态”ST60的任何一个。如可以从图6的状态转换图中看到的，这三种状态的每个是发电设置开关设置成发电允许设置时的状态。
电源控制部分77发送“DMFC操作OFF请求”命令的第二条件是信息处理装置18由包括在信息处理装置18中的一些信息处理装置停止装置而停止。信息处理装置停止装置的可能实例是信息处理装置18中的电源开关114。信息处理装置18由电源控制部分77检测到电源开关114已经按动而停止。
此外，当信息处理装置18是例如笔记本个人计算机时，信息处理装置18可以通过在操作期间关闭其显示板而停止。在该情况下，检测显示板已经关闭的开关115构成信息处理装置停止装置。
如上所述，电源控制部分77发送“DMFC操作OFF请求”命令的第二条件是在任何情况下关于信息处理装置18的停止操作。
因此，无需知道信息处理装置18的电源是燃料电池单元10，用户可以通过信息处理装置18的停止方法使得燃料电池单元10从“ON状态”ST40通过“冷却状态”ST50转换到“备用状态”ST20。
如图6中所示，在燃料电池单元10处于“加热状态”ST30或处于“刷新状态”ST60的情况下，即使当电源控制部分77发送“DMFC操作OFF请求”命令，燃料电池单元10通过“冷却状态”ST50转换到“备用状态”ST20。
如上所述，甚至使用燃料电池单元10作为电源的信息处理装置能够通过与信息处理装置18的停止过程操作相关联地继续进行燃料电池单元10的发电停止序列来简化装置的操作并增强用户的方便。
当二次电池80的剩余量小于预先确定值时，电源控制部分77可以在将二次电池80充电到预先确定值或更多之后发送“DMFC操作OFF请求”命令。
此外，燃料电池单元10具有由例如按钮开关构成的操作开关116。
在燃料电池单元10处于例如“备用状态”ST20或“停止状态(2)”ST12的情况下，因为发电设置开关112设置成发电允许，操作开关116在燃料电池单元10的发电序列开始时使用。在该情况下，无需使用信息处理装置激活装置，发电开始序列由电源控制部分77检测到燃料电池单元10中的操作开关116已经按动并且发送“DMFC操作ON请求”命令到微计算机95而启动。
图11是显示燃料电池单元10进入紧急停止的状态转换的图。
在燃料电池单元10处于“加热状态”ST30、“ON状态”ST40和“冷却状态”ST50的任何一个的情况下，当电源控制部分77发送“强制停止请求命令”到微计算机95时，供气阀51、排气阀57和混合罐阀门48关闭，燃料电池单元10没有通过“冷却状态”ST50，或者如果燃料电池单元10处于“冷却状态”ST50中冷却处理在中途阶段停止，此后燃料电池单元10转换到“备用状态”ST20。然后，电源控制部分77打开信息处理装置18中的开关100以停止来自二次电池80的电源，并且使得燃料电池单元10转换到“停止状态(0)”。
如图12中所示，“强制停止请求命令”当燃料电池单元10处于“加热状态”ST30、“ON状态”ST40和“冷却状态”ST50时(第一条件)，以及当发电设置开关112的设置从发电允许设置变成发电禁止设置时(第二条件)发送。
因此，当紧急停止燃料电池单元10的发电的必要性因一个原因或另一个而存在时，发电设置开关112到发电禁止设置的设置使得发电在短时间内停止。
本发明并不局限于上述实施方案，而是可以通过在其实现阶段修改其组成部分来实施而不背离其真正本质。而且，本发明的各个方面可以通过适当地组合在上述实施方案中公开的多个组成部分来构成。例如，实施方案中所示的所有组成部分中一些组成部分可以消除。而且，跨越不同实施方案的组成部分可以适当地组合。
工业适用性根据本发明的燃料电池单元、信息处理装置以及信息处理装置的电源控制方法允许与信息处理装置的启/停操作相关联地自动执行燃料电池单元中发电的启/停序列的简单操作。
权利要求
1.一种燃料电池单元，包括用于建立与外部设备的连接的连接部分；用于通过所述连接部分产生供应给外部设备的电力的燃料电池；可设置成发电允许设置以允许使用燃料电池发电的设置开关；以及当设置开关设置成发电允许设置时，能够控制使用燃料电池进行发电的控制部分。
2.根据权利要求1的燃料电池单元，其中控制部分根据在外部设备中执行的预先确定的操作来开始使用燃料电池进行发电。
3.根据权利要求1的燃料电池单元，还包括用于向燃料电池至少提供燃料的辅助设备，其中当设置开关设置成发电允许设置时，控制部分通过将从外部设备提供的电力供应给辅助设备以驱动辅助设备，来开始使用燃料电池进行发电。
4.根据权利要求3的燃料电池单元，其中在使用燃料电池进行发电已经开始之后，控制部分停止从外部设备到辅助设备的电力供应，并且将由燃料电池产生的电力供应给辅助设备。
5.根据权利要求1的燃料电池单元，还包括用于开始使用燃料电池进行发电的开关，其中当设置开关设置成发电允许设置时，控制部分根据开关的操作开始使用燃料电池进行发电。
6.根据权利要求1的燃料电池单元，其中控制部分根据在外部设备中执行的预先确定的操作停止使用燃料电池进行发电。
7.根据权利要求6的燃料电池单元，还包括用于向燃料电池至少提供燃料的辅助设备，其中在停止将燃料电池产生的电力供应到外部设备之前，控制部分将从外部设备提供的电力供应给辅助设备。
8.根据权利要求7的燃料电池单元，其中控制部分在已经停止将燃料电池产生的电力供应到外部设备之后，驱动辅助设备一预先确定的时间间隔。
9.根据权利要求1的燃料电池单元，其中设置开关是可设置成发电禁止设置的开关，发电禁止设置用于禁止使用燃料电池发电；以及其中当设置开关的设置从发电允许设置变成发电禁止设置时，控制部分停止使用燃料电池发电。
10.一种信息处理装置，可连接到具有燃料电池的燃料电池单元，该装置包括用于激活信息处理装置的激活工具；以及控制部分，用于当信息处理装置由激活工具激活时开始使用燃料电池发电。
11.根据权利要求10的信息处理装置，其中当使用燃料电池的发电被允许时，控制部分开始使用燃料电池的发电。
12.根据权利要求10的信息处理装置，还包括电源部分，提供用于驱动向燃料电池提供燃料的辅助设备的电力，其中控制部分通过控制电源部分以向辅助设备供应电力从而驱动辅助设备，来开始使用燃料电池发电。
13.根据权利要求10的信息处理装置，还包括用于停止信息处理装置的停止工具；其中当信息处理装置由停止工具停止时，控制部分停止使用燃料电池发电。
14.根据权利要求10的信息处理装置，其中当使用燃料电池发电被禁止时，控制部分停止使用燃料电池发电。
15.根据权利要求10的信息处理装置，还包括电源部分，提供用于驱动向燃料电池提供燃料的辅助设备的电力，其中在停止使用燃料电池发电之前，控制部分控制电源部分以向辅助设备供应电力。
16.根据权利要求10的信息处理装置，还包括二次电池，提供用于驱动向燃料电池提供燃料的辅助设备的电力，其中当二次电池的剩余量不少于预先确定的量时，控制部分停止使用燃料电池发电。
17.一种用于接收由燃料电池产生的电力的信息处理装置的电源控制方法，该方法包括激活信息处理装置；以及当激活信息处理装置时开始使用燃料电池发电。
18.根据权利要求17的电源控制方法，其中当信息处理装置被激活时，通过将来自信息处理装置的电力供应给至少提供燃料到燃料电池的辅助设备从而驱动辅助设备来开始使用燃料电池发电。
19.根据权利要求17的电源控制方法，该方法还包括停用信息处理装置；以及当停用信息处理装置时停止使用燃料电池发电。
20.根据权利要求19的电源控制方法，其中当停止使用燃料电池发电时，电力从信息处理装置供应给至少提供燃料到燃料电池的辅助设备。
全文摘要
根据本发明的燃料电池单元包括用于建立与外部设备的连接的连接部分；发电以通过连接部分提供给外部设备的燃料电池；可设置成发电允许设置以允许使用燃料电池发电的设置开关；以及当设置开关设置成发电允许设置时，能够控制使用燃料电池的发电的控制部分。上述方案允许与外部设备的启/停操作相关联地自动执行燃料电池单元中发电的启/停序列的简单操作。
文档编号H01M8/04GK1957493SQ200580016139
公开日2007年5月2日 申请日期2005年3月23日 优先权日2004年3月31日
发明者中村浩二, 尾关明弘, 二宫良次 申请人:株式会社东芝