(57)【要約】【課題】水素を基にした燃料を保存する水素を基にした燃料のカートリッジ及び水素を基にした燃料のカートリッジと結合し、水素を基にした燃料から電力を起こす電源装置を含む水素を基にした燃料電池管理システムを提供する。【解決手段】本発明は携帯用燃料電池電力及び管理システム、その部品及び／又は要素、及びこうしたシステムを制御する及び／又は動作させる技術を対象としている。燃料電池電力管理システム（及び当該システムを制御する及び／又は動作させる方法）は、燃料電池システムの動作パラメータを能動的に監視する、管理する及び／又は制御する。例えばシステムによる燃料の消費量及び／又は消費率を監視する、管理する及び／又は制御する、及びユーザに残りの燃料の量、消費された燃料の量、消費率及び／又は全ての燃料が使い尽くされるまでの時間を提供する及び／又は警告する。このようにして、ユーザは予定を決める又は計画を立てる。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を基にした燃料を保存するように適合された燃料容器、
前記水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを保存するメモリ、及び
制御回路系を含む前記水素を基にした燃料を保存する前記水素を基にした燃料のカートリッジと、
前記水素を基にした燃料を受取り及びそこから電力を起こすように適合された水素を基にした燃料電池を含む前記水素を基にした燃料のカートリッジと結合される電源装置を含むことを特徴とする水素を基にした燃料電池管理システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの動作パラメータが前記燃料容器内に残っている水素を基にした燃料の量であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御回路系が、前記水素を基にした燃料のカートリッジが水素を基にした燃料を前記電源装置に提供する時間を使用して、前記燃料容器内に残っている前記水素を基にした燃料の量を監視することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記制御回路系が、前記燃料容器内の燃料の圧力及び温度を表すデータを使用して、残りの水素を基にした燃料の量を監視することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの動作パラメータが、前記電源装置による前記水素を基にした燃料の消費率であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御回路系が、前記燃料の流速、前記容器内の燃料の圧力及び前記容器内の燃料の温度を表すデータを提供する１つ又はそれ以上のセンサを使用して、前記電源装置による前記水素を基にした燃料の消費率を監視することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記メモリが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴を表すデータをさらに保存することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記水素を基にした燃料のカートリッジが、前記燃料カートリッジの通し番号、前記燃料カートリッジの製造の日付、前記燃料カートリッジの組立の日付、前記燃料容器に含まれる燃料の型、前記燃料カートリッジの燃料容量、及び前記燃料カートリッジが受けた補給動作の数の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記メモリが、水素を基にした燃料のカートリッジの一般的な特徴を表すデータもさらに保存することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記水素を基にした燃料のカートリッジが、前記少なくとも１つの動作パラメータを表す情報を視覚的に表示するディスプレイをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御回路系が、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御回路系が、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを断続的に、継続的に又は定期的に決定する及び前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に前記メモリに保存することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記メモリ及び前記制御回路系が同一の集積回路装置上に配置されることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電源装置が、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを決定する制御回路系をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記電源装置の制御回路系が、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを断続的に、継続的に又は定期的に決定する及び前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に前記燃料カートリッジのメモリに保存することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの動作パラメータが前記燃料容器内に残っている水素を基にした燃料の量であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記電源装置の制御回路系が、前記水素を基にした燃料のカートリッジが水素を基にした燃料を前記電源装置に提供する時間を使用して、前記燃料容器内に残っている水素を基にした燃料の量を決定することを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記電源装置の制御回路系が、前記燃料容器内の燃料の圧力及び温度を表すデータを使用して、前記残りの水素を基にした燃料の量を決定することを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの動作パラメータが、前記燃料容器から消費された水素を基にした燃料の量であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記水素を基にした燃料のカートリッジが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを外部回路に提供する通信回路系をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記通信回路系が無線通信技術を使用することを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
水素を基にした燃料を保存するように適合された燃料容器；
水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを保存するメモリ；及び
制御回路系を含む前記水素を基にした燃料を保存する前記水素を基にした燃料のカートリッジと、
前記水素を基にした燃料を受取り及びそこから電力を起こすように適合された水素を基にした燃料電池を含む、前記水素を基にした燃料のカートリッジに結合される電源装置、及び
前記水素を基にした燃料のカートリッジと結合するように適合され、前記燃料容器への保存のために前記水素を基にした燃料のカートリッジに燃料を提供する補給ユニットを含むことを特徴とする水素を基にした燃料電池管理システム。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの動作パラメータが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量であることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記電源装置が、前記水素を基にした燃料のカートリッジが水素を基にした燃料を前記電源装置に提供する時間を使用して、前記燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量を決定する制御回路系をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの動作パラメータが、前記電源装置による前記水素を基にした燃料の消費率であることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２６】
前記メモリが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴を表すデータをさらに保存することを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２７】
前記水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴が、前記燃料カートリッジの通し番号、前記燃料カートリッジの製造の日付、前記燃料カートリッジの組立の日付、前記燃料容器に含まれる燃料の型、前記燃料カートリッジの燃料容量、及び前記燃料カートリッジが受けた補給動作の数の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記メモリが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの一般的な特徴を表すデータをさらに保存することを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２９】
前記水素を基にした燃料のカートリッジが、前記少なくとも１つの動作パラメータを表す情報を視覚的に表示するディスプレイをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項３０】
前記電源装置が、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを決定する制御回路系を含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項３１】
前記電源装置の制御回路系が、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを断続的に、継続的に又は定期的に決定する及び前記少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に前記燃料カートリッジのメモリに保存することを特徴とする請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの動作パラメータが、前記燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量であり、及び前記電源装置の制御回路系が、前記水素を基にした燃料のカートリッジが前記水素を基にした燃料を前記電源装置に提供する時間を使用して、前記燃料容器に残っている前記水素を基にした燃料の量を決定することを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記電源装置の制御回路系が、前記燃料容器内の燃料の圧力及び温度を表すデータを使用して、残りの燃料の量を決定することを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの動作パラメータが、前記燃料容器から消費された前記水素を基にした燃料の量であることを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記補給ユニットが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを決定する制御回路系を含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項３６】
前記補給ユニットの制御回路系が、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記少なくとも１つの動作パラメータを断続的に、継続的に又は定期的に決定する及び前記少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に前記燃料カートリッジのメモリに保存することを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの動作パラメータが、前記燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量であり、及び前記補給ユニットの制御回路系が、前記水素を基にした燃料のカートリッジが前記補給ユニットから水素を基にした燃料を受取る時間を使用して、前記燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量を決定することを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項３８】
前記補給ユニットの制御回路系が、前記燃料容器内の燃料の圧力及び温度を表すデータを使用して、残りの水素を基にした燃料の量を決定することを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの動作パラメータが、前記燃料容器から消費される水素を基にした燃料の量であることを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
水素を基にした燃料を保存するよう適合された燃料容器；
機械的インターフェースを含むカートリッジインターフェース；
カートリッジバルブアセンブリ；
制御回路系；及び
前記水素を基にした燃料のカートリッジの複数の動作パラメータを表すデータを保存するメモリを含む前記水素を基にした燃料を保存する前記水素を基にした燃料のカートリッジと、
前記カートリッジインターフェースの機械的インターフェースと機械的に結合される機械的インターフェースを含む電源装置インターフェース；
前記カートリッジバルブアセンブリと結合する及び水素を基にした燃料が前記水素を基にした燃料のカートリッジから前記電源装置へ流れることを可能にする電源装置バルブアセンブリ；及び
前記燃料カートリッジから前記水素を基にした燃料を受取り及びそこから電力を起こす前記電源装置バルブアセンブリと結合する水素を基にした燃料電池を含むことを特徴とする水素を基にした燃料電池管理システム。
【請求項４１】
前記複数の動作パラメータの少なくとも１つが、前記燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量であることを特徴とする請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記複数の動作パラメータの少なくとも１つが、前記電源装置による水素を基にした燃料の消費率であることを特徴とする請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
前記メモリが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴を表すデータを保存することを特徴とする請求項４０に記載のシステム。
【請求項４４】
前記水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴が、前記燃料カートリッジの通し番号、前記燃料カートリッジの製造の日付、前記燃料カートリッジの組立の日付、前記燃料容器に含まれる燃料の型、前記燃料カートリッジの燃料容量、及び前記燃料カートリッジが受けた補給動作の数の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
前記メモリが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの一般的な特徴を表すデータを保存することを含むことを特徴とする請求項４３に記載のシステム。
【請求項４６】
前記水素を基にした燃料のカートリッジが、前記水素を基にした燃料のカートリッジの複数の動作パラメータの１つ又はそれ以上を表す情報を視覚的に表示するディスプレイをさらに含むことを特徴とする請求項４０に記載のシステム。
【請求項４７】
前記電源装置が、前記水素を基にした燃料のカートリッジの前記複数の動作パラメータの１つ又はそれ以上を断続的に、継続的に又は定期的に決定する制御回路系をさらに含むことを特徴とする請求項４０に記載のシステム。
【請求項４８】
前記電源装置の制御回路系が、前記複数の動作パラメータの１つ又はそれ以上を表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に前記燃料カートリッジのメモリに保存することを特徴とする請求項４７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池電力及び管理システム、及びこうしたシステムを制御する及び／又は動作させる技術に関し、及びさらに具体的には、１つの側面では、例えば水素及び／又はメタノールを基にしたシステムといった燃料電池電力及び管理システム、及びその部品、要素及び／又はひいてはサブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、小さい携帯用の電気及び電子装置はしばしば電源としてバッテリを用いる。しかし、従来のバッテリはエネルギー蓄積容量が限られ、及び限られたエネルギー蓄積容量を使い尽くした後は、廃棄又は再充電しなければならない。捨てた場合、従来のバッテリは、バッテリを製造する際に使用される有毒物質のために環境公害を引き起こす。再充電した場合、従来のバッテリの再充電工程は時間がかかり、及びこれらのバッテリの年数が増えるにつれバッテリの充電の状態を決定することがますます難しくなる。これに関して、その寿命が予測不可能及び信頼できなくなり、及びそのためユーザはしばしば耐用年数を終える前にバッテリを廃棄し、従って余分なバッテリを持ち運ばねばならないユーザに更なる費用が課せられる。職業上のビデオカメラ、ラップトップコンピュータ、及び携帯電話といったアプリケーションは、しばしば従来のバッテリが提供できるより長いランタイムを必要とする。
【０００３】
バッテリを基にしたシステムに加え、燃料電池システムが、携帯用の電力源を提供するために用いられる。１つの実施形態では、燃料電池システムは、例えば、水素、水素ガス、水素を要望に応じて抽出できる水素を含む化合物又は物質（つまり、水素化物保存カートリッジ）を用いる。こうした燃料電池システムは通常、水素原子を電子とプロトンに分ける陽極端部、電子用の経路を提供する電流軸受部分、プロトン用の経路を提供するプロトン交換膜といった媒体、及び酸素の存在下で電子とプロトンを水分子に再結合する陰極端部を含む。貯蔵容器内の燃料（例えば、水素）が定期的に補給されるという条件で、従来の燃料電池はしばしば従来のバッテリよりも長い期間にわたり電気を発生する（例えば米国特許Ｎｏ．５，６８３，８２８；５，８５８，５６７；５，８６３，６７１及び６，０５１，３３１を参照のこと）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここには多くの発明及びこれら発明の多くの側面及び実施形態が記載され及び図示されている。第１の主たる側面では、本発明は、水素を基にした燃料を保存する水素を基にした燃料のカートリッジ及び水素を基にした燃料のカートリッジと結合し、水素を基にした燃料から電力を起こす電源装置を含む水素を基にした燃料電池管理システムである。本発明の本側面では、水素を基にした燃料のカートリッジは、水素を基にした燃料を保存するよう適合された燃料容器、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを保存するメモリ、及び制御回路系（例えば、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ）を含む。電源装置は、水素を基にした燃料を受取るように適合され及びそこから電力を起こす水素を基にした燃料電池を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
少なくとも１つの動作パラメータは、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量である。１つの実施形態では、制御回路系は、水素を基にした燃料のカートリッジが水素を基にした燃料を電源装置に提供する時間を使用して、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量を監視する。別の実施形態では、制御回路系は燃料容器内の燃料の圧力及び温度を表すデータを使用して、残りの水素を基にした燃料の量を監視する。
【０００６】
少なくとも１つの動作パラメータは、電源装置による水素を基にした燃料の消費率である。１つの実施形態では、制御回路系は、燃料の流速、容器内の燃料の圧力及び容器内の燃料の温度を表すデータを提供する１つ又はそれ以上のセンサを使用して、電源装置による水素を基にした燃料の消費率を監視する。
【０００７】
１つの実施形態では、メモリは、水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴を表すデータをさらに保存する。水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴は、燃料カートリッジの通し番号、燃料カートリッジの製造の日付、燃料カートリッジの組立の日付、燃料容器に含まれる燃料の型、燃料カートリッジの燃料容量、及び燃料カートリッジが受けた補給動作の数の少なくとも１つを含む。
【０００８】
とりわけ、メモリは、水素を基にした燃料のカートリッジの一般的な特徴を表すデータも保存する。
【０００９】
１つの実施形態では、水素を基にした燃料のカートリッジはまた、少なくとも１つの動作パラメータを表す情報を視覚的に表示するディスプレイも含む。
【００１０】
燃料カートリッジの制御回路系は、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを断続的に、継続的に又は定期的に決定する、及び水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを断続的に、継続的に又は定期的にメモリに保存する。１つの実施形態では、メモリ及び制御回路系は、同一の集積回路装置上に配置される。
【００１１】
電源装置はまた、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータ（例えば、燃料容器から消費された水素を基にした燃料の量）を決定する制御回路系も含む。本実施形態では、電源装置の制御回路系は、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを断続的に、継続的に又は定期的に決定する及び水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に燃料カートリッジのメモリに保存する。
【００１２】
少なくとも１つの動作パラメータが、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量である場合、１つの実施形態では、電源装置の制御回路系が、水素を基にした燃料のカートリッジが水素を基にした燃料を電源装置に提供する時間を使用して、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量を決定する。別の実施形態では、電源装置の制御回路系は、燃料容器の燃料の圧力及び温度を表すデータを使用して、残りの水素を基にした燃料の量を決定する。
【００１３】
本発明の本側面の水素を基にした燃料のカートリッジはまた、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを外部回路に提供する通信回路系も含む。通信回路系は、無線通信技術を用いる。
【００１４】
別の主たる側面では、本発明は、水素を基にした燃料を保存する水素を基にした燃料のカートリッジ、水素を基にした燃料のカートリッジと結合し水素を基にした燃料から電力を起こす電源装置、及び水素を基にした燃料のカートリッジと結合するように適合され、燃料容器への保存のために燃料を水素を基にした燃料のカートリッジに燃料を提供する補給ユニットを含む水素を基にした燃料電池管理システムである。本発明の本側面では、水素を基にした燃料のカートリッジは、水素を基にした燃料を保存するよう適合された燃料容器、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを保存するメモリ、及び制御回路系（例えば、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ）を含む。電源装置は、水素を基にした燃料を受取るように適合され及びそこから電力を起こす水素を基にした燃料電池を含む。
【００１５】
少なくとも１つの動作パラメータは、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量である。１つの実施形態では、電源装置は、水素を基にした燃料のカートリッジが水素を基にした燃料を電源装置に提供する時間を使用して、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量を決定する制御回路系を含む。電源装置の制御回路系は、水素を基にした燃料のカートリッジが水素を基にした燃料を電源装置に提供する時間を使用して、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量を監視する。別の実施形態では、電源装置の制御回路系は、燃料容器内の燃料の圧力及び温度を表すデータを使用して、残りの水素を基にした燃料の量を監視する。少なくとも１つの動作パラメータは、電源装置による水素を基にした燃料の消費率である。
【００１６】
メモリは、水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴及び／又は水素を基にした燃料のカートリッジの一般的な特徴を表すデータを保存する。水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴は、燃料カートリッジの通し番号、燃料カートリッジの製造の日付、燃料カートリッジの組立の日付、燃料容器に含まれる燃料の型、燃料カートリッジの燃料容量、及び燃料カートリッジが受けた補給動作の数の少なくとも１つを含む。
【００１７】
１つの実施形態では、水素を基にした燃料のカートリッジは、少なくとも１つの動作パラメータを表す情報を視覚的に表示するディスプレイを含む。
【００１８】
電源装置は、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを決定する制御回路系を含む。実際、電源装置の制御回路系は、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを断続的に、継続的に又は定期的に決定する、及び少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に燃料カートリッジのメモリに保存する。
【００１９】
補給ユニットは、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを決定する制御回路系を含む。これに関して、補給ユニットの制御回路系は、水素を基にした燃料のカートリッジの少なくとも１つの動作パラメータを断続的に、継続的に又は定期的に決定する、及び少なくとも１つの動作パラメータを表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に燃料カートリッジのメモリに保存する。少なくとも１つの動作パラメータが燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量である場合、補給ユニットの制御回路系は、水素を基にした燃料のカートリッジが補給ユニットから水素を基にした燃料を補給ユニットから受取る時間を使用して、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量を決定する。それに加えて又はそれに代わるものとして、補給ユニットの制御回路系は、燃料容器内の燃料の圧力及び温度を表すデータを使用して、残りの水素を基にした燃料の量を決定する。特に少なくとも１つの動作パラメータは、とりわけ、燃料容器から消費された水素を基にした燃料の量である。
【００２０】
別の主たる側面では、本発明は、水素を基にした燃料を保存するための水素を基にした燃料のカートリッジ、水素を基にした燃料のカートリッジと結合し、水素を基にした燃料から電力を起こす電源装置を含む水素を基にした燃料電池管理システムである。本側面では、水素を基にした燃料のカートリッジは、水素を基にした燃料を保存するよう適合された燃料容器、機械的インターフェースを含むカートリッジインターフェース、カートリッジバルブアセンブリ、制御回路系、及び水素を基にした燃料のカートリッジの複数の動作パラメータを表すデータを保存するメモリを含む。本発明の本側面の電源装置は、カートリッジインターフェースの機械的インターフェースと機械的に結合する機械的インターフェースを含む電源装置インターフェース、及びカートリッジバルブアセンブリと結合し及び水素を基にした燃料が水素を基にした燃料のカートリッジから電源装置へ流れることを可能にする電源装置バルブアセンブリを含む。電源装置はまた、燃料カートリッジからの水素を基にした燃料を受取り及びそこから電力を起こすために電源装置バルブアセンブリと結合する水素を基にした燃料電池も含む。
【００２１】
１つの実施形態では、複数の動作パラメータの少なくとも１つが、燃料容器に残っている水素を基にした燃料の量である。別の実施形態では、複数の動作パラメータの少なくとも１つが電源装置による水素を基にした燃料の消費率である。
【００２２】
メモリは、水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴を表すデータ及び／又は水素を基にした燃料のカートリッジの一般的な特徴を表すデータを保存する。水素を基にした燃料のカートリッジの１つ又はそれ以上の独自の特徴は、燃料カートリッジの通し番号、燃料カートリッジの製造の日付、燃料カートリッジの組立の日付、燃料容器に含まれる燃料の型、燃料カートリッジの燃料容量、及び燃料カートリッジが受けた補給動作の数の少なくとも１つを含む。
【００２３】
１つの実施形態では、水素を基にした燃料のカートリッジは、水素を基にした燃料のカートリッジの複数の動作パラメータの１つ又はそれ以上を表す情報を視覚的に表示するディスプレイをさらに含む。
【００２４】
１つの実施形態では、電源装置は、水素を基にした燃料のカートリッジの複数の動作パラメータの１つ又はそれ以上を断続的に、継続的に又は定期的に決定する制御回路系を含む。電源装置の制御回路系は、複数の動作パラメータの１つ又はそれ以上を表すデータを断続的に、継続的に又は定期的に燃料カートリッジのメモリに保存する。
【００２５】
再び、ここには多くの発明、及びこれら発明の多くの側面及び実施形態が記載され及び図示されている。本発明の本要約は、本発明の範囲を包括するものではない。さらに、本発明の本要約は、本発明の限界を意図するものではなく、及びそうしたやり方で説明されるべきではない。本発明の一定の実施形態、特徴、特性及び利点が本発明の本要約に記載されている一方で、本発明の多くの他の、及び異なる及び／又は似た実施形態、特徴、特性及び／又は利点は、以下の記述、図面及び請求項から明らかとなることを理解されたい。
【００２６】
以下の詳細な記述に際し、参照符号が添付の図面に付される。これらの図面は本発明の異なる側面を示し、及び必要に応じて、異なる図面の似た構造、部品、材料及び／又は要素を示す参照番号が同じように付される。これら具体的に示された以外の構造、部品、材料及び／又は要素の様々な組み合わせが予期され及び本発明の範囲内にあることが理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
ここには多くの発明が記載され及び図示されている。１つの側面では、本発明は携帯用燃料電池電力及び管理システム（例えば、水素及び／又はメタノールを基にしたシステム）、それらの部品及び／又は要素、及びこうしたシステムを制御する及び／又は動作させる技術を対象としている。燃料電池電力管理システム（及びそのシステムを制御する及び／又は動作させる方法）は、その燃料電池システムの１つ又はそれ以上の動作パラメータを能動的に監視する、管理する及び／又は制御する。例えば、そのシステムは、システムによる燃料の消費量及び燃料消費率を監視し、管理し及び／又は制御し、及びそれに応じて、ユーザに残りの燃料の量、消費された燃料の量、消費率及び／又は全ての燃料が使われるまでの残りの時間（又はそれらの概算）を提供する及び／又は警告する。このようにして、ユーザはそれに沿って予定を立てる又は計画する。
【００２８】
１つの実施形態では、本発明は燃料カートリッジと電源装置を含む。燃料カートリッジは、そこから発電するために電源装置により用いられる燃料を含む。燃料カートリッジは電源装置と結合して、電源装置内又はその上の燃料電池に燃料を提供する。１つの実施形態では、燃料は水素又はメタノールである。しかし、本発明は、現在既知であろうとのちに展開されようと、任意の燃料及び燃料電池システムと一緒に実行され、そのようなものとして、全ての携帯用燃料電池型システムは（充電型にせよそうでないにせよ）本発明の範囲内にあると意図される。とりわけ、この適用がしばしば水素又はメタノール燃料との関連で表現される一方で、本発明が別の燃料及び関連する管理システムに適用できることを理解されたい。
【００２９】
上述のように、本発明の燃料電池電力管理システム（及び該システムを監視する、管理する及び／又は制御する及び／又は動作させる方法）は、燃料電池システムの１つ又はそれ以上の動作パラメータを能動的に監視する、管理する及び／又は制御する。これらの動作パラメータは、例えば、燃料消費量及び／又はその消費率、（例えば燃料カートリッジの）温度、（例えば、燃料カートリッジ内の燃料の）圧力、（例えば、電源装置及び／又はそれによる出力による電圧及び電流の発生、及び／又は電流消費を含む）電力消費、及び／又はシステム、又はそのシステムの部品、要素及び／又はサブシステムの任意の動作不良又は欠陥（例えば、燃料漏れ、機械的、電気的及び／又は電子的インターフェースの欠陥）である。
【００３０】
とりわけ、燃料カートリッジ及び／又は電源装置は燃料電池システムの１つ又はそれ以上の動作パラメータを能動的に監視する、管理する及び／又は制御する。これに関して、燃料カートリッジ及び／又は電源装置は燃料電池システムの１つ又はそれ以上の動作パラメータを監視する、管理する及び／又は制御することが可能である及び／又はそうするように構成される。燃料カートリッジ及び／又は電源装置に割当てられる監視、管理及び／又は制御工程は、固定される、あらかじめ設定される、前もって決められる、プログラムされる及び／又は設定可能である（本来の位置でも又はそうでない位置でも）。１つの実施形態では、ユーザ又は外部装置は（無線及び／又は有線通信を介して）燃料電池システムの燃料カートリッジ及び／又は電源装置の動作パラメータの監視、管理及び／又は制御を有効にする、無効にする、プログラムする及び／又は構成する。
【００３１】
別の実施形態では、本発明はまた燃料カートリッジに燃料を補給及び／又は保存する補給ユニットも含む。これに関して、燃料カートリッジは、燃料カートリッジの保存容器内に燃料を定期的に、断続的に及び／又は必要に応じ補給する及び／又は保存するために補給ユニットと結合する。燃料カートリッジに加えて又はそれに代わるものとして、補給ユニットが補給工程の１つ又はそれ以上の動作パラメータを監視する、管理する及び／又は制御する。実際、燃料カートリッジ及び／又は電源装置に加えて（又はそれに代わるものとして）、補給ユニットが、燃料電池システムの他のサブシステム（例えば、電源装置又は燃料カートリッジ）の動作パラメータの監視、管理及び／又は制御を有効にする、無効にする、プログラムする及び／又は構成するためにユーザ又は外部装置により用いられる。そのようなものとして、本実施形態では、燃料電池電力及び管理システムは持ち運びができ及び再充電可能であり、及び燃料カートリッジ、電源装置及び／又は補給ユニットは燃料電池システムの１つ又はそれ以上の動作パラメータを能動的に監視する、管理する及び／又は制御する。
【００３２】
図１Ａに関連して、１つの実施形態では、本発明の燃料電池電力及び管理システム１０は、燃料カートリッジ１００及び電源装置２００を含む。燃料カートリッジ１００は、カートリッジインターフェース１０２及び燃料カートリッジ１００と電源装置２００間の燃料の伝達を容易にするカートリッジバルブアセンブリ１０４を含む。カートリッジインターフェース１０２は、電源装置２００のインターフェースと「結合」する機械的インターフェースを含む。カートリッジバルブアセンブリ１０４は、カートリッジインターフェース１０２の機械的インターフェースと連動して燃料カートリッジ１００から電源装置２００への燃料の制御された交換を容易にする。
【００３３】
１つの実施形態では、燃料カートリッジ１００はまた、カートリッジエレクトロニクス１０６及びカートリッジディスプレイ１０８を含む。カートリッジエレクトロニクス１０６は、例えば燃料カートリッジ１００の１つ又はそれ以上の動作パラメータを監視する、管理する、制御する及び／又は保存する回路系を含む。例えばＬＣＤ又はＬＥＤディスプレイといったカートリッジディスプレイ１０８は、燃料カートリッジ１００上又は内に適切に配置され、カートリッジエレクトロニクス１０６からユーザ又はオペレータへの、例えば１つ又はそれ以上の動作パラメータの状態といった情報の交換を容易にする。このようにして、ユーザ又はオペレータはこうした情報を視覚的に調べる。とりわけ、燃料カートリッジ１００は（カートリッジディスプレイ１０８に加え又はそれに代わるものとして）可聴式のインジケータ（図示せず）を含み、こうした情報をユーザ又はオペレータに聞こえるように提供する。
【００３４】
電源装置２００は、電源装置インターフェース２０２及び燃料カートリッジ１００としっかりと噛み合う又は結合し及び燃料カートリッジ１００から燃料を受取る電源装置バルブアセンブリ２０４を含む。電源装置インターフェース２０２は、燃料カートリッジ１００の機械的インターフェースと「結合」する機械的インターフェースを含む。電源装置バルブアセンブリ２０４は、燃料カートリッジ１００から電源装置２００への燃料の安全かつ制御された交換を助長する。
【００３５】
１つの実施形態では、ホース又は管類が燃料カートリッジ１００と電源装置２００間に挿入され、燃料カートリッジ１００から電源装置２００への燃料の流れを容易にする。そのホース又は管類は、適切な結合インターフェースを含む又は適切な結合インターフェースと結合するように適合され、それにより燃料カートリッジ１００と電源装置２００間に適切な流体（及び／又は電気的）伝達を提供する。
【００３６】
１つの実施形態では、電源装置２００はまた、電源装置エレクトロニクス２０６及び電源装置ディスプレイ２０８も含む。電源装置エレクトロニクス２０６は、例えば燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータを監視する、管理する、制御する及び／又は保存する回路系を含む。
【００３７】
例えばＬＣＤ又はＬＥＤディスプレイといった電源装置ディスプレイ２０８は、電源装置２００上又は内に（例えば、埋め込み方式で）適切に配置され、ユーザ又はオペレータが例えば燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータの状態といった情報を電源装置エレクトロニクス２０６及び／又は燃料カートリッジエレクトロニクス１０６から得ることを可能にする。これに関して、その情報は電源装置エレクトロニクス２０６により計算され、決定され及び／又は測定され、及び／又はカートリッジインターフェース１０２の電気的インターフェース及び電源装置インターフェース２０２の電気的インターフェースを介して燃料カートリッジエレクトロニクス１０６により電源装置ディスプレイ２０８に提供される。
【００３８】
とりわけ、電源装置ディスプレイ２０８のように、カートリッジディスプレイ１０８は燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータの状態を提供する。これに関して、表示される情報は上述のように燃料カートリッジエレクトロニクス１０６により計算され、決定され及び／又は測定され、及び／又は電源装置インターフェース２０２の電気的インターフェース及びカートリッジインターフェース１０２の電気的インターフェースを介して電源装置エレクトロニクス２０６によりカートリッジディスプレイ１０８に提供される。このようにして、ユーザ又はオペレータは電源装置ディスプレイ２０８に加えて又はそれに代わるものとしてカートリッジディスプレイ１０８を使用して燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータを視覚的に調べる。
【００３９】
燃料カートリッジ１００と同様に、電源装置２００もまた、（電源装置ディスプレイ２０８に加えて又はそれに代わるものとして）可聴式のインジケータ（図示せず）を含み、燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータをユーザ又はオペレータに聞こえるように提供する。
【００４０】
電源装置２００はまた、燃料カートリッジ１００により提供された燃料を電力に変換する燃料電池２１０も含む。燃料電池２１０は、電源装置エレクトロニクス２０６の電気的インターフェースを介して、例えばカメラ又はコンピュータといった外部装置に電力を提供する。とりわけ、水素を基にした燃料電池の関連において、燃料電池２１０は通常水素原子を電子とプロトンに分ける陽極端部、電子用の経路を提供する電流軸受部分、プロトン用の経路を提供するプロトン交換膜といった媒体、及び酸素の存在下で電子とプロトンを水分子に再結合する陰極端部を含む。燃料電池２１０は以下でかなり詳細に論じられる。
【００４１】
燃料容器１１０
図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに関連して、１つの実施形態では、燃料カートリッジ１００は例えば水素又はメタノールといった燃料を高圧で保存する燃料容器１１０を含む。その容器１１０は好ましくは、特定の燃料が保存される通常の圧力に耐えられる十分な厚さを有する円筒に設計される。例えば、水素の場合、カートリッジ１００は通常５，５００ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）までの圧力で水素を保存する。水素を含む燃料容器１１０の公称動作圧力は約２５０ＰＳＩ、最大動作圧力は約６００ＰＳＩ、公称試験圧力は約２，２００ＰＳＩ、及び公称破裂圧力は約５，１００ＰＳＩである。
【００４２】
引き続き図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに関連して、１つの実施形態では、燃料容器１１０の材料は６０６１アルミニウムといったアルミニウムである。容器１１０は、カートリッジバルブアセンブリ１０４に対する固定要素として動作する雌ねじ１１４を有するくびれた領域１１２を含む従来形状である。
【００４３】
燃料容器１１０はまた、ねじとして示されるカラー取り付け構造１１６も含む。カラー取り付け構造１１６は、カートリッジカラーアセンブリ１１８の相反するねじとカラー取り付け構造１１６のねじを介してカートリッジカラーアセンブリ１１８と燃料容器１１０の結合を容易にする（図３Ｃを参照のこと）。以下で詳細に論じられるように、カートリッジカラーアセンブリ１１８は、カートリッジエレクトロニクス１０６とカートリッジディスプレイ１０８を燃料容器１１０に取り付ける構造である。
【００４４】
水素を基にした燃料電池システムの場合、燃料容器１１０のチャンバ１１０ａには、図示されていないが、水素の保存に役立つ及び／又は容器１１０の水素の保存の限度容量を向上させる水素を吸収する水素化物材料の粒子が存在する。
【００４５】
カートリッジバルブアセンブリ１０４
カートリッジバルブアセンブリ１０４は、燃料カートリッジ１００から電源装置２００への流体の状態での燃料の制御された交換を可能にする。カートリッジバルブアセンブリ１０４は、燃料容器１１０の雌ねじ１１４と結合するねじを介して燃料容器１１０にしっかりと固定される（例えば、図３Ｃを参照のこと）。動作中、カートリッジバルブアセンブリ１０４は第１の状態すなわち活性状態を含む少なくとも２つの状態を含み、それにより燃料は燃料カートリッジ１００のチャンバ１１０ａの外へ又は内に流れる。第２の状態すなわち不活性状態では、カートリッジバルブアセンブリ１０４は燃料の流れを阻む又は妨げる、及びそのようなものとして燃料はチャンバ１１０ａ内に含まれる。カートリッジバルブアセンブリ１０４は、燃料カートリッジ１００のチャンバ１１０ａからの燃料漏れを防ぐように設計されたバルブシール１２８を含む（例えば、図３Ｃを参照のこと）。
【００４６】
とりわけ、例えば燃料カートリッジ１００が電源装置２００に対する燃料源として用いられるとき、燃料は燃料カートリッジから流れる。燃料カートリッジ１００が再充電可能である場合、例えば燃料カートリッジ１００が（例えば定期的に、断続的に、又は必要に応じて）いっぱいであると又は補給されると、燃料は燃料カートリッジ１００の中に流れる。
【００４７】
図３Ｃ及び図４Ａから図４Ｄに関連して、１つの実施形態では、カートリッジバルブアセンブリ１０４は、ポペットアセンブリ１２２を含む。ポペットアセンブリ１２２は、遠位端１２２ａ及び近位端１２２ｂを含む。動作中、カートリッジバルブアセンブリ１０４に対するフランジ１２４の位置により、ガスの流れ（つまり、フランジ１２４周囲の流れ）が可能となる。本実施形態では、フランジ１２４は、フランジ１２４の縁の周りに少なくとも１つの平坦な側面１２４ａを含む複数の側面を持つ。とりわけ、側面の数は任意だが、通常２つより多い。図示された実施形態では、フランジ１２４は３つの湾曲した側面１２４ｂに沿った３つの平坦な側面を含む。とりわけ、別の設計も適しており及び本記述に照らして当業者に明らかである。例えば、切り欠き穴、波型穴及び／又はドリル穴設計が実行される。
【００４８】
ポペットアセンブリ１２２は、内部流体路１２６をさらに含む。この図示された実施形態では、内部流体路１２６はポペットアセンブリ１２２の長さに伸びる。内部流体路１２６の別の設計は適しており及び本記述に照らして当業者に明らかである。実際、内部流体路１２６の別の実施形態が以下で論じられている。
【００４９】
ポペットアセンブリ１２２はまた、ポペットアセンブリ１２２がカートリッジバルブアセンブリ１０４の別の要素と組み合わされて配置されるときに十分な密封を強化する又は提供する密封リング１２８も含む。
【００５０】
流体管１２６ａは、ポペットアセンブリ１２２の遠位端１２２ａで内部流体路１２６から外部表面へ伸びる。破裂ディスク１３０は、ポペットアセンブリ１２２の近位端１２２ｂに配置され及び破裂ディスク１３０用に特に設計された又は適した保持子１３０ａにより所定の位置に保持される。とりわけ、破裂ディスク１３０及び保持子１３０ａは個別の部品である又は単一の部品として製造される。保持子１３０ａは、保持子１３０ａ上の雌ねじと一致するねじを用いて又はこの記述に照らして当業者に明らかである別の手段を用いてポペットアセンブリ１２２の近位端１２２ｂに取り付けられる（図４Ａを参照のこと）。はんだの「円」は破裂ディスク１３０上に配置され及び保持子１３０ａはポペットアセンブリ１２２の近位端１２２ｂでねじに取り付けられ、及びその後ポペットアセンブリ１２２の近位端１２２ｂに破裂ディスク１３０と保持子１３０ａをさらに固定するために加熱される。破裂ディスク１３０はまた、保持子１３０ａをポペットアセンブリ１２２の近位端１２２ｂの所定の位置に締め付けることにより固定される。
【００５１】
とりわけ、破裂ディスク１３０はまた、圧力除去装置としても機能する。これに関して、破裂ディスク１３０は、前もって設定された圧力で開き及び圧力が所定の圧力以下に落ちると閉じるように設計される。１つの実施形態では、破裂ディスク１３０は、燃料容器１１０に対する定格未満の一定のポンド／平方インチの定格で評価される（図３Ａから図３Ｃに示される）。通常、破裂ディスク１３０は５００から３，０００ポンド／平方インチと評価される。
【００５２】
図５Ａから図５Ｅに関連して、カートリッジバルブアセンブリ１０４は遠位端１３２ａ及び近位端１３２ｂを有するバルブアセンブリハウジング１３２をさらに含む。アセンブリハウジングの空洞１３４は、細長いバルブアセンブリハウジング１３２の長さに伸びる。バルブアセンブリハウジング１３２は、ハウジング１３２の遠位端１３２ａに配置される半径方向に伸びるフランジ１３６を含む。バルブアセンブリハウジング１３２の外部表面１３２ｃは、（図３Ｃに示されるように雌ねじ１１４を介して）カートリッジバルブアセンブリ１０４を燃料容器に固定するねじを含む。バルブアセンブリハウジング１３２の内部肩により、内部空洞１３４がポペットアセンブリ１２２の密封リング１２８の安全な「着座」及び／又は配置を容易にすることが制限される。
【００５３】
カートリッジバルブアセンブリ１０４は、ポペットアセンブリ１２２に取り付けられ及びフランジ１２４を押圧するバネ１３８をさらに含む。止め輪として本例示に示されている留め具１４０ａは、座金１４０ｂとバネ１３８に取り付けられ、座金−バネポペットアセンブリと密封リング１２８をバルブアセンブリハウジング１３２のハウジングの空洞１３４内に保持する。一旦止め輪が配置されると、複数の側面を持つフランジ１２４がカートリッジバルブアセンブリ１０４の内部を密封するために位置される密封リング１２８とともにバルブアセンブリハウジング１３２の肩部に取り付けられる。
【００５４】
粒子フィルタ１４２は、燃料容器１１０の空洞１１０ａ内の任意の粒子状物質を維持する及び／又は保持するために設計されたバルブアセンブリハウジング１３２の（組み立てられたときに）近位端１３２ｂである場所に位置される。粒子フィルタ１４２により、容器１１０内部で任意の固形物（例えば水素化物）が保持される一方で、流体状の燃料（例えば、水素又はメタノール）が流れることが可能となる。
【００５５】
とりわけ、１つ又はそれ以上の密封リング１４４（図７Ａでは１４４ａ及び１４４ｂ）は、ハウジングの空洞１３４の遠位端１３２ａ内部に位置され、燃料カートリッジ１００の別の部品と組み合わされたときのカートリッジバルブアセンブリ１０４の整合性を向上させる。このようにして、燃料カートリッジ１００と電源装置２００（又は該当する場合には補給ステーション３００）間の燃料路すなわち流体路の密封は、嵌め込まれると又は結合されると、向上する。
【００５６】
図６Ｂに関連して、動作中、カートリッジバルブアセンブリ１０４は、ポペットアセンブリ１２２のフランジ１２４と密封リング１２８がバネ１３８によりハウジングの空洞１３４の内部肩に押圧されると閉じた状態になる。この状況では、燃料カートリッジ容器１１０のチャンバ１１０ａに含まれる燃料（つまり流体）が、チャンバ１１０ａ内に又はチャンバ１１０ａの外側を流れることを防ぐ。近位端１３２ｂは容器１１０内部に取り付けられる。しかし、流体の流れを可能にするように配置された、位置された及び設計された粒子フィルタ１４２が、任意の粒子状物質が容器１１０から逃れることを防ぐ及び／又は最小限にする。
【００５７】
図６Ｃに関連して、カートリッジバルブアセンブリ１０４は、ポペットアセンブリ１２２のフランジ１２４と密封リング１２８が（つまり、ポペットアセンブリ１２２の遠位端１２２ａで）ハウジングの空洞１３４の内部肩から離れるように強制され又は押圧されると、開状態になる（それにより流体がチャンバ１１０ａ内又は外を流れる）。このようにして、孔隙１４６がフランジ１２４／密封リング１２８とハウジングの空洞１３４の内部肩間に形成され、それにより流体すなわち燃料（例えば、水素）が粒子フィルタ１４２、ハウジング１３２の内部空洞１３４、バネ１３８、孔隙１４６内への周囲の隙間１４８及び内部燃料路１２６への流体管１２６ａ間を（チャンバ１１０ａ内又は外の）加圧下で流れることが可能となる。
【００５８】
とりわけ、動作中、ポペットアセンブリ１２２の遠位端１２２ａが、フランジ１３６の前面上のカートリッジバルブアセンブリ１０４に突出する電源装置２００又は補給ユニット３００のピン（図示せず）により押圧される。この動き又は動作は以下で詳細に記載される及び図示される。
【００５９】
カートリッジバルブアセンブリは、多くの異なる設計を使用して実行される。こうした代替的な設計は、本発明の範囲内にあると意図される。実際、すべての型のカートリッジバルブアセンブリが本発明の範囲内にあると意図される。
【００６０】
とりわけ、多くの改良が図４Ａから図４Ｅ、図５Ａから図５Ｅ及び図６Ａから図６Ｃの例示的なカートリッジバルブアセンブリに対して行われる。こうした改良は、本発明の範囲内にあると意図される。例えば、図７Ａから図７Ｃに関連して、１つの代替的な設計では、カートリッジバルブアセンブリ１０４はキャップ１５０により閉じられる内部燃料路を有するポペットアセンブリ１２２を含み、それによりその通路はポペットアセンブリ１２２の全長まで伸びないが、依然その通路は流体路１２６ａと通じている。さらにフランジすなわち肩部１５２はポペットアセンブリ１２２の遠位端１２２ａに配置される。
【００６１】
本実施形態のカートリッジバルブアセンブリ１０４はまた、ポペットアセンブリ１２２の先端１５０を越えて取り付けられるバネ１５４も含む。バネ１５４は、バネ１３８より「弱い」バネであるように設計され、及び、そのようなものとして、バネ１５４はバネ１３８の前に及びバネ１３８より大きい割合で圧縮する傾向にある。組み立てるとき、キャップ１５８ａはバネ１５４を越えて取り付けられ及び止め輪１５６はバネ１５４の周りに取り付けられる。
【００６２】
図７Ｅ及び図７Ｆに関連して、バネ１３８はバネ１５４より強いので、閉状態又は閉位置が、カートリッジバルブアセンブリ１０４によりとられる自然の位置すなわち使用不可能な状態である。これに関して、動作中、バネ１３８はポペットアセンブリ１２２に、密封リング１２８がバルブアセンブリハウジング１３２の肩に対してとどまるように押圧又は強要し、それによりハウジングの空洞１３４を通る任意の流体の流れを効果的に防ぐ。
【００６３】
図７Ｆに関連して、カートリッジバルブアセンブリ１０４は、カートリッジバルブアセンブリ１０４のキャップ１５８ａの前面１５８ｂが、（以下で詳細に論じられるように）電源システム２００又は補給ユニット３００のピン又は短い突出部品（図示せず）により、バルブアセンブリハウジング１３２の遠位端１３２ａでハウジングの空洞１３４を介して結合されると開状態に位置する。それに応じて、バネ１５４は圧縮される及びキャップ１５８ａをバルブアセンブリ１０４の止め輪１５６上の底を打つまで押しやる又は押圧する。さらに、ピン又は短い突出部品（図示せず）は、その先端から伸びる及びキャップ１５８ａの前面１５８ｂ上の開口部を通って伸びる径である広がりすなわち指をさらに有する。キャップ１５８ａ及び先端１５０に対する力は、ポペットバルブ１２２を図７Ｆに示されるような位置に移動させるのに十分である。このようにして、カートリッジバルブアセンブリ１０４からの流体（例えば、ガス）は、バルブアセンブリハウジング１３２の遠位端１３２ａで、通路１４８を通って及び孔隙１４６から出てハウジングの空洞１３４へ流れる。
【００６４】
動作中、燃料カートリッジ１００が電源装置２００及び／又は補給ユニット３００と結合すると、カートリッジバルブアセンブリ１０４が、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００のインターフェースでの結合により自動的に開く。これに関して、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００のインターフェース上の雄型の広がりは、カートリッジバルブアセンブリ１０４の遠位端１３２ａで、燃料カートリッジ１００の機械的インターフェース１０２ｂの雌型レセプタクルと結合して、ポペットアセンブリ１２２を閉位置又は閉状態（例えば、図６Ｂ及び図７Ｅを参照のこと）から開位置又は開状態（例えば、図６Ｃ及び図７Ｆを参照のこと）へ結合させる、駆動させる及び／又は押圧する。機械的インターフェース１０２ｂが電源装置２００及び／又は補給ユニット３００の機械的インターフェースから外れると、カートリッジバルブアセンブリ１０４が自動的に閉じ、それにより容器１１０内の流体／燃料を密封する／保持する及び燃料カートリッジ１００内の燃料の適切な圧力を維持する。
【００６５】
特に、（それぞれ電源装置２００及び補給ユニット３００に関連して以下で論じられる）電源装置バルブアセンブリ２０４又は補給ユニットバルブアセンブリ３０４のピン又は短い突出部品は、１つはキャップ１５８ａの頭頂部に対して位置し及びキャップ１５８ａの前面１５８ｂ上の開口部を通って取り付けられる指すなわち広がりである２つの区分を有し、（１）バルブがキャップ１５８ａの存在により汚れなどから守られる；（２）キャップ１５８ａが、たとえペンの先端のような異物により押し下げられても、ペンの先端はポペットの先端１５０と接触しないような距離であるように設計される；及び（３）紙ばさみのような鋭い物がバルブ１０４に挿入されても、それを開けるために丸いポペットの先端１５０に接触するような十分な影響力は存在しない（それにより燃料の不適切な排出に対する安全機能が存在する）ことを含むいくつかの利点が得られる。
【００６６】
カートリッジカラーアセンブリ１１８
カートリッジカラーアセンブリ１１８は、カートリッジインターフェース１０２、カートリッジエレクトロニクス１０６及びカートリッジディスプレイ１０８を燃料容器１１０に固定する又は取り付ける構造である。図８Ａ及び図８Ｂに関連して、１つの実施形態では、カートリッジカラーアセンブリ１１８は燃料容器１１０のくびれた領域１１２に取り付けられる。電気的インターフェース１０２ａ、機械的インターフェース１０２ｂ及びディスプレイはカートリッジカラーアセンブリ１１８上、内及び／又はそれに固定され、燃料電池電力及び管理システム１０の別の部品とのやりとりを促進する。さらに、カートリッジカラーアセンブリ１１８の開口部は、燃料容器１１０に取り付けられると、カートリッジバルブアセンブリ１０４を露出させ、カートリッジバルブアセンブリ１０４と例えば電源装置２００及び／又は補給ユニット３００間の流体のやりとりを可能にする。
【００６７】
注目すべきは、カートリッジインターフェース１０２、カートリッジエレクトロニクス１０６及び／又はカートリッジディスプレイ１０８（又は任意の他の部品）を燃料容器１１０に固定する多くの技術及び構造が存在することである。ここに図示され及び記載されているカートリッジカラーアセンブリ１１８は、小型で軽量及び効率的な設計である例示的な技術／構造である。カートリッジインターフェース１０２、カートリッジエレクトロニクス１０６及び／又はカートリッジディスプレイ１０８（及び／又は任意の他の部品）を燃料カートリッジ１００の燃料容器１１０に固定する全ての技術及び構造は、現在既知であろうと後に展開されようと、本発明の範囲内であると意図される。実際、こうした部品の１つ又はそれ以上が、例えば燃料容器１１０に固定される必要がない場合には、単一の及び／又は一体型の燃料カートリッジを提供するために、カートリッジカラーアセンブリ１１８は必要ではない及び／又は有益ではない。
【００６８】
図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂに関連して、１つの実施形態では、カートリッジインターフェース１０２、カートリッジエレクトロニクス１０６及びカートリッジディスプレイ１０８がカートリッジカラーアセンブリ１１８上、内及び／又はそれに配置される。これに関して、カートリッジディスプレイ１０８は、ユーザ又はオペレータに例えば燃料カートリッジ１００及び／又は燃料電池電力及び管理システム１０のその他のユニットの様々なパラメータを見る機能を提供する又はもたらす情報の画像表示（例えば、ＬＣＤ又はＬＥＤ装置）である。保護カバー又は保護膜１０８ａが、カートリッジディスプレイ１０８を覆って配置される。さらに、ディスプレイ１０８が継続的に「オン」でない場合（例えば、燃料カートリッジ１００が「節電」モードであるとき及び／又は燃料カートリッジ１００が遊休状態であるとき）には、接続スイッチ１０８ｂ（例えば、接続端子）がカートリッジディスプレイ１０８を駆動するために用いられる。
【００６９】
１つの実施形態では、電源１６０（例えば、バッテリ）が例えばカートリッジエレクトロニクス１０６及びカートリッジディスプレイ１０８の回路系に電力を提供するために用いられる。電源１６０は使い捨てである、再生不能である又は再生可能である。カバープレート１６２はバッテリを破損から保護し、電源１６０をカートリッジカラーアセンブリ１１８に又はその中に固定し、及びバッテリとの関連で、バッテリの除去及び取替えを容易にする。さらに、バッテリ圧縮パッド１６２ａが、電源１６０を適切な位置に維持するために及び電源１６０と燃料カートリッジ１００の他の回路系間の十分な電気的接触を確実にする又は強化するために用いられる。
【００７０】
図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂに関連して、電気的インターフェース１０２ｂは、（円形プリント基板として本例示的な実施形態に示されている）回路基板１６４を含み、燃料カートリッジ１００の回路系間に電気的相互接続を提供する。回路基板１６４は、燃料カートリッジ１００の外側の装置との電気通信を容易にするために（電気的導体パッド１６６として図示される）複数の電気的接点が取り付けられる。例示的な実施形態では、回路基板１６４の周囲に３つの同じ空間距離が存在する。回路基板カバー１６４ａは、適切に配置された「切り取り」領域すなわち開口部１６４ｂを有し、経路基板カバー１６４ａが回路基板１６４上に配置されると接点１６６が露出されるように取り付けられる。
【００７１】
さらに、（電気的インターフェース１０２ｂの）電気的導体パッド１６６が回路基板１６４上に配置及び設置され、及びカートリッジカラーアセンブリ１１８の開口部を介して外部に露出する（例えば、図１１Ｂを参照のこと）。このようにして、電源装置２００の電気的インターフェースの接続ピン２０２ａ及び補給ユニット３００の電気的インターフェースの接続ピン３０２ａは、それぞれその間の適切な電気通信及び／又は電気的接続を提供するために電気接点１６６と結合する（例えば、図１１Ａ、図１６Ｂ及び図１８Ｂを参照のこと）。
【００７２】
本実施形態では、回路基板１６４は、回路基板１６４上の３つの位置又は場所で３セットの導体パッド１６６を含む（例えば、図１１Ｂを参照のこと）。これらの位置又は場所は、電源装置２００及び補給ユニット３００の機械的インターフェースの結合動作と一致する又はそれに適合する。しかし、当業者は、本開示に照らして、１セットの導体パッド１６６で燃料カートリッジ１００と電源装置２００（又は補給ユニット３００）間の電気通信を提供するのに十分であることを認識している。
【００７３】
１つの実施形態では、導体パッド１６６は容易に接触するために金メッキである。安全性考慮のため、最初の接地接触構造は有益である。しかし、別の構造も適している。
【００７４】
とりわけ、保持リングがねじ、戻り止め付バネ及びボールを使用してアダプタガイドに取り付けられる。アダプタガイド及び保持リングはカートリッジカラーアセンブリ１１８内に圧入され、及びその後燃料容器１１０とカートリッジカラーアセンブリ１１８間に「挟まれる」。このようにして、様々な部品（例えば、回路基板１６４及び回路基板カバー１６４ａ）がカートリッジカラーアセンブリ１１８内に安全に内蔵される及び／又は保持される。
【００７５】
上述のように、燃料カートリッジ１００はまた、（例えば燃料カートリッジ１００が再充電可能な型であるとき）電源装置２００又は補給ユニット３００の機械的インターフェースと「結合」する機械的インターフェース１０２ｂも含み、燃料カートリッジ１００から電源装置２００への（又は該当する場合、補給ユニット３００から燃料カートリッジ１００への）制御された、継続的な及び／又は途切れない燃料交換を促進する。１つの実施形態では、機械的インターフェース１０２ｂは、カートリッジカラーアセンブリ１１８に配置され、燃料カートリッジ１００（及び、特に燃料容器１１０及びカートリッジバルブアセンブリ１０４）の例えば電源装置２００又は補給ユニット３００への取り付けを容易にする比較的小型の設計を提供する（例えば、図１２、図１６Ｂ及び図１８Ｂを参照のこと）。アダプタガイド１６８はカートリッジの機械的インターフェース１０２ｂの一部であり、カートリッジカラーアセンブリ１１８に取り付けられ、燃料カートリッジ１００の電源装置２００又は補給ユニット３００への固定を助ける。
【００７６】
図１２に関連して、カートリッジの機械的インターフェース１０２ｂは雌型レセプタクルを含み、電源装置２００の雄型機械的インターフェース２０２ｂ及び補給ユニット３００の雄型機械的インターフェース３０２ｂとそれぞれ結合する。以下で詳細に論じられているが、例示的な雄型機械的インターフェースは、雌型レセプタクルの機械的インターフェースの凹所に適合する傾斜した縁を有する「耳」を含む。その「耳」、及び特にその傾斜した縁は、雌型レセプタクルの機械的インターフェース１０２ｂの肩部と会うために設計される。その後、およそ４分の１回転により燃料カートリッジ１００が電源装置２００又は補給ユニット３００内に固定される。このインターフェース設計は、燃料カートリッジ１００を電源装置２００又は補給ユニットに固定するためにねじる動きと力をほとんど必要とせず、及び３つの位置のうちの任意の１つに方向付けられるように設計される。そのようなものとして、本設計は、燃料カートリッジ１００のカートリッジバルブアセンブリ１０４を開ける前に、機械的インターフェース１０２ｂの雌型レセプタクルを機械的に嵌合することにより燃料カートリッジ１００の押し戻しを防ぐ。
【００７７】
とりわけ、燃料カートリッジ１００の機械的インターフェース１０２ｂは、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００との燃料カートリッジ１００の「円滑な」インターフェースを助長するいくつかの要素を含む。これに関して、本実施形態では、機械的インターフェース１０２ｂは、燃料カートリッジ１００のカートリッジバルブアセンブリ１０４と協働する「雌型レセプタクル」である。機械的インターフェース１０２ｂは、図１２に示されるように、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００の雄型の広がりを受取るように設計される。機械的インターフェース１０２ｂの雌型レセプタクルは、燃料カートリッジ１００を電源装置２００及び／又は補給ユニット３００に整列させる、挿入する、とらえる、及び保持する方法を提供する。さらに、機械的インターフェース１０２ｂの設計により、カートリッジバルブアセンブリ１０４の駆動も助長され、燃料カートリッジ１００内又は外の流体の流れを可能にする又は防ぐ。
【００７８】
以下でさらに詳細に論じられるように、機械的インターフェース１０２ｂの雌型レセプタクルに関連するのは、電源装置２００の機械的インターフェース２０２ｂの雄型の広がり及び／又は補給ユニット３００の機械的インターフェース３０２ｂの雄型の広がりである（例えば、図１２を参照のこと）。電源装置２００の機械的インターフェース２０２及び／又は補給ユニット３００の機械的インターフェース３０２ｂの雄型の広がりは、燃料カートリッジ１００の機械的インターフェース１０２ｂの雌型レセプタクルと嵌合するように設計され、燃料カートリッジ１００のそこへの配列、挿入、捕捉及び保持手段を提供する。
【００７９】
電気的インターフェース１０２ａ及びカートリッジエレクトロニクス１０６
図１１Ｂ、図１３Ａから図１３Ｃに関連して、１つの例示的な実施形態では、カートリッジディスプレイ１０８及びカートリッジエレクトロニクス１０６は回路基板１６４上に取り付けられる。回路基板１６４は、カートリッジディスプレイ１０８、カートリッジエレクトロニクス１０６及び電気的インターフェース１０２ａを含む様々な部品と相互接続する電気的トレースを含む。
【００８０】
４回路コネクタとして示されるコネクタ１７０は、回路基板１６４の底面に配置される。コネクタ１７０は、とりわけ、回路基板１６４に取り付けられたカートリッジディスプレイ１０８及びカートリッジエレクトロニクス１０６の様々な部品と特徴をテストするために用いられる。
【００８１】
電源接点１７２は、回路基板１６４上の電気的トレースにより相互接続される回路系及び部品への適切な電圧及び電流を提供するために電源１６０（例えば、バッテリ）と結合する。
【００８２】
図１４Ａに関連して、１つの実施形態では、カートリッジエレクトロニクス１０６は、燃料カートリッジ１００、電源装置２００及び／又は燃料電池電力及び管理システム１０の１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定する、監視する、管理する及び／又は制御する制御回路系１７４を含む。制御回路系１７４は、個別部品の組み合わせである、又は、例えば、１つ又はそれ以上の適切にプログラムされた（原位置であろうと展開前であろうと）マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、状態機械及び／又はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（「ＦＰＧＡｓ」）といった集積回路である。制御回路系１７４は、電源１６０（例えば、充電可能な又は充電不可能なバッテリ）から電力を受取る。
【００８３】
１つの実施形態では、カートリッジエレクトロニクス１０６はまた、メモリ１７６、例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＦＰＲＯＭ及び／又はＥＥＰＲＯＭを含む。本実施形態では、１つ又はそれ以上の動作パラメータ及び／又はマイクロコードを表すデータ又は情報が、例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭに保存される。１つ又はそれ以上の動作パラメータを表すデータ又は情報は、現在の状態及び過去のデータを含む。注目すべきは、メモリ１７６が個別部品から成ること又は他のメモリではない動作を行う集積回路、例えば制御回路系１７４上又は内に存在することである。
【００８４】
１つの実施形態では、カートリッジメモリ１７６は、関連する燃料カートリッジ１００の１つ又はそれ以上の特性を保存する又は保持する。例えば、カートリッジメモリ１７６は、関連する燃料カートリッジ１００を独自に識別するデータ（例えば、関連する通し番号、製造及び／又は組立の日付、燃料カートリッジ１００の１つ又はそれ以上の部品の供給者に関連するデータ、燃料容量、補給数（該当する場合）及びその日付、エレクトロニクス／ソフトウェアの改定又はシリーズ、及び／又は燃料の型）及び／又はさらに一般的には関連する燃料カートリッジ１００（例えば、型番）を識別するデータを保存する。さらに、カートリッジメモリ１７６はまた、カートリッジ１００に対する充填アルゴリズムも含む。このようにして、カートリッジ１００が補給ユニット３００又は電源装置２００に結合されると、カートリッジメモリ１７６は、電源装置２００、補給ユニット３００（該当する場合）又はユーザ／オペレータに提供されるカートリッジ１００の独自の及び通常の特徴（例えば、燃料容量及び燃料の型）を利用でき、それは正しい動作及び一体化を裏付ける、立証する又は確実にする。
【００８５】
上述のように、制御回路系１７４は１つ又はそれ以上の動作パラメータ、例えば、残りの及び／又は消費された燃料の量、燃料消費率、燃料容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力、燃料容器１１０ａの外側の温度、及び燃料カートリッジ１００の動作状態（例えば、任意の欠陥又はエラーが登録されたかどうか）を決定する、監視する、管理する及び／又は制御する。例えば、制御回路系１７４は、（燃料カートリッジ１００が再充電型である場合）燃料カートリッジ１００が電源装置２００に結合され及びそれに燃料を提供する時間及び／又は補給ユニット３００に結合され及びそこから燃料を受取る時間に基づいて、残りの及び／又は消費された燃料の量、及び燃料消費率を計算する、決定する及び／又は監視する。この状態は、例えば電源装置２００及び／又は補給ユニット３００によるアクセスのためにメモリ１７６に定期的にアップデートされる及び／又は保存される。
【００８６】
図１４Ｂに関連して、それに加えて又はそれに代わるものとして、制御回路系１７４がカートリッジ容器１１０ａ、カートリッジバルブアセンブリ１０４、及び／又はカートリッジインターフェース１０２上、内又はその近くに配置されるセンサ１７８（例えば、温度センサ、圧力センサ及び／又は流速型センサ）からのデータを受取る、サンプリングする及び／又は取得する。制御回路系１７４は、数学的関係及び／又は数学的モデル化を使用して燃料カートリッジ１００の１つ又はそれ以上の動作パラメータを計算するためにセンサ１７８からのデータを用いる。例えば、制御回路系１７４は燃料カートリッジ容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力を表すデータを得る、及びそれに基づいて燃料カートリッジ容器１１０ａから消費された及びそこに残りの燃料の量を計算する／見積もる。実際、制御回路系１７４はカートリッジバルブアセンブリ１０４を通る流体の流速を表すデータを得、及び時間データを使用して、燃料カートリッジ容器１１０ａに残りの燃料の量と全ての燃料が燃料カートリッジ１００から使用されるまでの時間を計算する。
【００８７】
センサ１７８は、１つ又はそれ以上の微小電気機械（「ＭＥＮＳ」）装置といった個別要素である、又はカートリッジ容器１１０ａ、カートリッジバルブアセンブリ１０４、及び／又はカートリッジインターフェース１０２、又はそれらの部品（例えば、カートリッジ容器１１０ａの壁及び／又はバルブアセンブリハウジング１３２に組み込まれた及び配置された１つ又はそれ以上の測温体）に組み込まれたセンサである。とりわけ、任意の型のセンサ（例えば、ＭＥＮＳ）は、現在既知であろうとのちに開発されようと、ここで実現される。
【００８８】
１つの実施形態では、制御回路系１７４は、燃料カートリッジ１００外部の回路から、例えば外部装置（コンピュータ又はＰＤＡ）を介してユーザ又はオペレータから、及び／又は電源装置２００又は補給ユニット３００から指示及び／又はデータを受取る。これに関して、制御回路系１７４は１つ又はそれ以上の動作パラメータを例えば決定する、測定する、サンプリングする、及びその後燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の動作を、電源装置２００上に配置された熱交換器と結合することにより制御する及び／又は管理する（例えば、燃料消費率及び／又は燃料容器１１０ａの外側の温度（及び間接的に燃料容器１１０ａ内の燃料の温度）を調整する及び／又は改良する）ように指示される。
【００８９】
１つの実施形態では、制御回路系１７４は、測定された、サンプリングされた、検知された及び／又は決定された動作パラメータを電源装置２００、補給ユニット３００及び／又はユーザ又はオペレータに提供する及び／又は伝達する。例えば、制御回路系１７４は（上述した技術を使用して）燃料容器１１０ａ内の充填の状態又は残りの燃料の量を決定し、及びその後その動作パラメータを表すデータを電源装置２００に提供する。それに応じて、電源装置２００はその動作パラメータの１つ又はそれ以上を調整する、例えば電力／燃料消費率を削減する。
【００９０】
代替案として、オペレータ又はユーザ（又は外部装置）は燃料カートリッジ１００から燃料容器１１０ａの充填の状態及び残りの燃料の量を表すデータを受取り、及びそれに応じて、電源装置２００の動作特徴を（直接又は間接的に）改良する又は変更する。このようにして、１つ又はそれ以上の動作パラメータは改良される及び／又は変更される（例えば、燃料消費量及び／又は電力の出力／発生を削減する、又は燃料容器１１０ａの温度に影響を与えるために熱交換器を結合する）。
【００９１】
電源装置２００の動作特徴に対する改良又は変更は、前もって設定される、あらかじめ決められる及び／又はあらかじめプログラムされる。このようにして、その応答は、電源装置２００及び／又は燃料カートリッジ１００の状況、動作特徴及び／又は動作パラメータに基づいて存在する、あらかじめ決められる及び／又はあらかじめプログラムされる。代替案として、又はそれに加えて、動作特徴に対する改良又は変更を画定する指示が、オペレータ、ユーザ又は外部装置により送信される又は提供される（例えば、ユーザは１つ又はそれ以上の検討材料、要因、制約及び／又は目的に基づいて適切な改良又は変更を決定する）。
【００９２】
図１４Ｃに関連して、こうした指示及び／又はデータは通信回路系１８０を介して受信される又は送信される。これに関して、通信回路系１８０は、よく知られた有線（例えば、シリアル出入力ポート）及び／又は無線技術（例えば、赤外線技術、無線周波数技術、携帯電話技術、ブルートゥース技術）を用いる。実際、指示及び／又はデータは無線技術を介して遠方から提供される。とりわけ、任意の通信技術は、現在既知であろうとのちに展開されようと、本発明の範囲内にあると意図される。
【００９３】
１つの実施形態では、通信回路系１８０はデータ及び／又は命令を電源装置２００、補給ユニット３００及び／又は別の外部装置（例えば、ローカルコンピュータ又はリモートコンピュータ）に送信するために用いられる。そのデータは、温度、圧力、電源装置２００による燃料消費率、及び／又は燃料カートリッジ１００に残りの燃料の量といった（センサ１７８により測定された、サンプリングされた、検知された及び／又は制御回路系１７４により決定された）１つ又はそれ以上の動作パラメータを表すものである。そのデータはまた、燃料カートリッジ１００の全体の状態を表すものでもある。上述のように、通信回路系１８０は有線又は無線技術を採用する。
【００９４】
図１４Ｄに関連して、別の実施形態では、カートリッジエレクトロニクス１０６は電源装置２００、補給ユニット３００及び／又はシステム１０外部の回路により提供されるデータを保存する及び／又は保持するためにメモリ１７６を含む。本実施形態では、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００（該当する場合）は、とりわけ、１つ又はそれ以上の動作パラメータ、例えば残りの及び／又は消費された燃料の量、燃料消費率及び／又は燃料容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力を決定する、監視する及び／又は制御する。電源装置２００及び／又は補給ユニット３００（該当する場合）は１つ又はそれ以上の動作パラメータを表すデータを定期的に又は断続的にメモリ１７６に保存する。このようにして、燃料カートリッジの状態（例えば、残りの燃料の量）が燃料カートリッジのメモリ（つまり、メモリ１７６）内に保持され、それによりそのメモリが電源装置２００、補給ユニット３００及び／又はシステム１０外部の回路により呼び起こされるのに利用できる。とりわけ、メモリ１７６へのアクセスを容易にするために通信回路系１８０を含むことは有益である（例えば、図１４Ｅを参照のこと）。
【００９５】
とりわけ、制御回路系１７４はここに記載されている特定のタスク及び／又は動作を実行するルーチン又はプログラムを行う又は実行する。ルーチン又はプログラムの機能性は、組み合わされる又は分散される。こうしたプログラミングは、特に本開示に照らして、当業者によく知られている。全てのプログラミング技術、及びその実行、燃料カートリッジ１００、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００の１つ又はそれ以上の動作パラメータ及び／又は特徴の決定、監視、管理及び／又は制御は、現在既知であろうと後に展開されようと、本発明の範囲内にあると意図される。
【００９６】
図１５に関連して、１つの実施形態では、制御回路系１７４はそこに常駐するＥＥＰＲＯＭを有するマイクロコントローラ集積回路である。本実施形態では、電源１６０は電力をカートリッジエレクトロニクス１０６（例えば、マイクロコントローラ）及びカートリッジディスプレイ１０８（例えば、ＬＣＤ又はＬＥＤディスプレイ）に提供するバッテリである。ＬＣＤディスプレイが実行される場合、周辺光が十分でないときに適切な照明を提供するバックライト１０８ｃを含むことが有益である。接続スイッチ１０８ｂはバックライト１０８ｃを有効にする。つまり、接続スイッチ１０８ｂが押されると、バックライト１０８ｃがＬＣＤディスプレイを照らす。
【００９７】
燃料カートリッジ１００のアセンブリの例
燃料カートリッジが水素化物材料を用いる場合、燃料容器１１０ａの製造後、適切な水素化物材料がそこに配置される。こうした材料は技術的によく知られている。その後、カートリッジバルブアセンブリ１０４は、雌ねじ１１４とバルブアセンブリハウジング１３２上の対応するねじ切り１３２ｃを介して容器１１０に挿入される及び固定される（例えば、図８Ａを参照のこと）。カートリッジカラーアセンブリ１１８は、カラー取り付け構造１１６を介して（例えば、カラーアセンブリ１１８をカートリッジ容器１１０上にねじで締めることにより）、容器１１０に固定される。
【００９８】
その後又は前に、カートリッジエレクトロニクス１０６は、燃料電池電力及び管理システム１０の１つ又はそれ以上の動作パラメータを（例えば、燃料カートリッジ１００の充填の状態を特徴付けるために）決定する、監視する、管理する及び／又は制御するように構成される。例えば、カートリッジエレクトロニクス１０６は元の状態（つまり、フィールド内又は配置されたとき）の１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定する、監視する、管理する及び／又は制御するように構成される。
【００９９】
電源装置２００
本発明の１つの側面では、燃料電池電力及び管理システム１０は、燃料カートリッジ１００に保存される及びそこから提供される燃料を使用して発電するために電源装置２００を含む。電源装置２００は、１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００の対応する部品と接続する又は結合するインターフェース及びバルブアセンブリを含む。このようにして、燃料容器１１０に保存される燃料（例えば、水素又はメタノール）は、加圧下で、そこから発電する電源装置２００に供給される。
【０１００】
図１Ａ及び図１６Ｂに関連して、１つの実施形態では、電源装置２００は燃料カートリッジ１００と接続する又は結合するように構成された電源装置インターフェース２０２及び電源装置バルブアセンブリ２０４を含む。電源装置２００はまた、電源装置エレクトロニクス２０６及び電源装置ディスプレイ２０８も含む。簡潔に言えば、電源装置エレクトロニクス２０６は、例えば燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定する、監視する、制御する及び／又は保存する回路を含む。例えばＬＣＤ又はＬＥＤディスプレイといった電源装置ディスプレイ２０８は、容易に、ハウジング２１２上に配置され、ユーザによる観察を容易にする及び／又は例えば、カートリッジエレクトロニクス１０６及び／又は電源装置エレクトロニクス２０６からユーザ又はオペレータへ、１つ又はそれ以上の動作パラメータの状態といった情報をユーザと交換する。このようにして、ユーザ又はオペレータは、例えば、燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータの状態を表すデータ（例えば、残りの及び／又は消費された燃料の量、燃料消費率、燃料容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力、及び燃料カートリッジ１００の動作状態、例えば、その中の任意の欠陥又はエラー）を見る。
【０１０１】
とりわけ、電源装置２００は（ディスプレイ２０８に加えて又はそれに代わるものとして）可聴式の指示器（図示せず）を含み、１つ又はそれ以上の動作パラメータの状態を表す情報をユーザ又はオペレータに聞こえるように提供する。
【０１０２】
電源装置２００又は燃料電池２１０も含む。燃料電池２１０は、発電するための燃料（例えば、水素、水素化物又はメタノール）を用いる。燃料電池２１０は燃料電池スタックを含む。２００２年１２月２４日に出願された米国特許出願Ｎｏ．１０／３２８，７０９に記載され及び図示される燃料電池スタック（その全体がここに参照として組み込まれている）は、電源装置２００の燃料電池２１０で実行される。さらに、米国特許Ｎｏ．５，６８３，８２８；５，８５８，５６７；５，８６３，６７１；及び６，０５１，３３１；及び米国特許出願公開Ｎｏ．Ｕ．Ｓ．２００２／００２２１７０Ａ１（その全てがここに参照として組み込まれている）もまた、（変更があるにせよないにせよ）燃料電池２１０で実行される。燃料電池スタックの動作の設計、構造及びモード及び燃料電池スタック技術は多く存在する。実際、全ての燃料電池スタックは、現在既知であろうとのちに開発されようと、本発明の範囲内にあると意図される。
【０１０３】
とりわけ、特に好ましい燃料電池電力システムは、２００２年１２月２４日に出願された米国特許出願Ｎｏ．１０／３２８，７０９に記載される１つであり、それは上述のように、その全体が参照としてここに組み込まれている。簡潔に言うと、本適用は、とりわけ、大気中の空気を複数の燃料電池の陰極端部に方向付けるように構成された換気装置が位置され及び従って大気中の空気を発電を手助けする陰極端部に供給するように燃料電池を対流的に冷却する強制空気燃料電池システムについて述べている。
【０１０４】
図１６Ａ及び図１６Ｂに関連して、１つの実施形態では、電源装置２００は、燃料カートリッジ１００を受取るカートリッジポート２１４を有するハウジングを含む。本実施形態の電源装置２００は、電源装置２００から（及びそれにより発生される）電力を受取る外部装置（図示せず）に（電気的に及び／又は機械的に）固定される又は結合される。
【０１０５】
電源装置インターフェース２０２の電気的インターフェース２０２ａ及び機械的インターフェース２０２ｂは、カートリッジポート２０４に配置される。電気的インターフェース２０２ａは、燃料カートリッジ１００の電気的インターフェース１０２ａと結合するように設計される。特に、１つの実施形態では、ハウジング２１２に配置される電気的インターフェース２０２ａの導電性接続ピン２１６が、電気的インターフェース１０２ａの接点１６６と結合する（例えば、図１１Ａを参照のこと）。このようにして、カートリッジエレクトロニクス１０６の制御回路系１７４及び／又はメモリ１７６は、例えば、電源装置エレクトロニクス２０６（制御回路系（もしあれば）及び／又はメモリ（もしあれば））及び／又は電源装置ディスプレイ２０８と通信する（例えば、１つ又はそれ以上の動作パラメータを表すデータを提供する、及び／又は１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定する、監視する、管理する及び／又は制御する）。
【０１０６】
とりわけ、この図示された実施形態では、電源装置２００は１つの燃料カートリッジ１００を受取るために１つのカートリッジポート２１４だけを含む。しかし上述のように、電源装置２００は１つ以上の燃料カートリッジ１００に適合する及びそれを受取るために複数のカートリッジポート２１４を含む。
【０１０７】
接続ピン２１６は、好ましくは、例えば１００，０００サイクル以上の著しいサイクル寿命を持つ小型のポゴピンスタイルである。１つの実施形態では、電気的インターフェース２０２ａは５つのピンを含み、電力及びアース端子を含む複数の電気信号、サーミスタセンサ出力信号、及びシリアルインターフェースを介したデータを提供する。カートリッジエレクトロニクス１０６及び電源装置エレクトロニクス２０６は、燃料カートリッジ１００が電源装置２００内にあるときに「オン」であるように設計される。
【０１０８】
とりわけ、燃料カートリッジ１００の３つの導体パッド構造が複数の方向付け挿入及び導電性接続ピン２１６と連動する動作の容易さを支持するために提供される。そのようなものとして、接続ピン２１６は燃料カートリッジ１００の電気的インターフェース１０２ａ上で３つの導体パッドのうちの任意の１つと結合する。
【０１０９】
機械的インターフェース２０２ｂは、少なくとも１つの燃料カートリッジ１００を担持する、保持する及び結合するために設計される。このようにして、電源装置バルブアセンブリ２０４は、燃料カートリッジ１００からの流体伝達を提供するために燃料電池２１０（及び特に燃料電池２１０の燃料電池スタック）と結合する。引き続き図１６Ｂに関連して、機械的インターフェース２０２ｂは、燃料カートリッジ１００のカートリッジ機械的インターフェース１０２ｂの雌型レセプタクルと結合するために、雄型インターフェースを含む。例示的な雄型の機械的インターフェースは、機械的インターフェース１０２ｂの雌型レセプタクルの凹所に取り付けられる傾斜した縁２２０ａを有する「耳」すなわちタブ２２０を含む（例えば、図１２を参照のこと）。タブ２２０の傾斜した縁２２０ａは、雌型レセプタクルの機械的インターフェース１０２ｂの肩部と出会う。その後、およそ４分の１回転により燃料カートリッジ１００が電源装置２００に固定される。とりわけ、この設計が、燃料カートリッジ１００のカートリッジバルブアセンブリ１０４の開口前に機械的インターフェース１０２ｂの雌型レセプタクルと機械的に結合することで、燃料カートリッジ１００の押し返しを防ぐ。
【０１１０】
引き続き図１６Ｂに関連して、機械的インターフェース２０２ｂが燃料カートリッジ１００の機械的インターフェース１０２ｂと結合する（例えば、図１２を参照のこと）一方で、駆動ピン２２２が、フランジ１３６の前面上のカートリッジバルブアセンブリ１０４が突出することにより、ポペットアセンブリ１２２の遠位端１２２ａと結合（例えば、押圧）する（例えば、図７Ｅ及び図７Ｆを参照のこと）。上述のように、この作用又は動作により、カートリッジバルブアセンブリ１０４が開状態に置かれる。一旦燃料カートリッジ１００が電源装置２００の確実に所定の位置に置かれると、その後燃料は、燃料電池２１０が動作するのを可能にするために、カートリッジ１００から電源装置２００へ流れることが可能となる。
【０１１１】
とりわけ、電源装置２００は、電源装置バルブアセンブリ２０４から燃料電池２１０へ伸びる導管を含む。電源装置バルブアセンブリは、圧力を調節する及び／又は燃料電池２１０の燃料電池スタックへの燃料の流れを制御するために導管に結合されるレギュレータを有するバルブを含む。レギュレータは、燃料カートリッジ１００に含まれる燃料を燃料電池スタックに供給するパラメータを含む燃料圧力を選択する及び調節する。従って、加圧下で、燃料カートリッジ１００が電源装置２００内の所定の位置に確実に置かれた後、燃料が流れることができる一方で、電源装置バルブアセンブリ２０４内のレギュレータは燃料電池２１０へ供給される燃料の圧力を調節する。
【０１１２】
図１７Ａに関連して、１つの実施形態では、電源装置エレクトロニクス２０６は、燃料カートリッジ１００、電源装置２００及び／又は燃料電池電力及び管理システム１０の１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定する、監視する、管理する及び／又は制御する制御回路系２２４を含む。制御回路系２２４は、燃料カートリッジ１００の制御回路系１７４のように実行される及び／又は構成される。従って、制御回路系１７４の特徴、実行、実施形態、動作及び構成に関する議論は、制御回路系２２４に完全に当てはまる。つまり、制御回路系２２４は、制御回路系１７４と同じ又は似た方法で実行され又は構成され、及び／又は制御回路系１７４と同じ又は似た動作で行われる。簡潔にするために、こうした議論は繰り返されないが、制御回路系２２４に関連して以下に要約される。
【０１１３】
制御回路系２２４は、例えば、残りの及び／又は消費された燃料の量、燃料消費率、燃料容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力、燃料容器１１０ａ外部の温度、及び燃料容器１００の動作状態（例えば、任意の欠陥又はエラーが記録されたかどうか）及び／又は電源装置２００の動作状態といった１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定する、監視する、管理する及び／又は制御する。１つの実施形態では、制御回路系２２４は、燃料カートリッジ１００が電源装置２００に結合される時間及び電源装置２００に燃料を提供する時間に関する情報を使用して、燃料カートリッジ１００に残りの燃料の量、及び燃料消費率を計算する、決定する及び／又は監視する。
【０１１４】
それに加えて、又はそれに代わるものとして、制御回路系２２４は、カートリッジ容器１１０ａ、カートリッジバルブアセンブリ１０４及び／又は電源装置バルブアセンブリ２０４上、内又はその近くに配置されるセンサ１７８及び／又はセンサ２３０からのデータ（例えば、温度、圧力及び／又は流速型センサ）を受信する、サンプリングする及び／又は取得する（例えば、図１７Ｂを参照のこと）。制御回路系２２４は、数学的関係及び／又は数学的モデル化を使用して、１つ又はそれ以上の動作パラメータを計算するためにセンサ１７８及び／又はセンサ２３０からのデータを用いる。例えば、制御回路系２２４は、燃料カートリッジ容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力を表すデータを得、及びそれに基づいて、燃料カートリッジ１１０ａから消費された及び／又は残りの燃料の量を計算する／見積もる。実際、制御回路系２２４は、燃料カートリッジバルブアセンブリ１０４を通る燃料の流速を表すデータを得、及び時間データを使用して、燃料カートリッジ容器１１０ａに残りの燃料の量及び全ての燃料が燃料カートリッジ１００から使い尽くされるまでの時間を計算する。
【０１１５】
とりわけ、制御回路系２２４は、個別部品の組み合わせである又は例えば、１つ又はそれ以上の適切にプログラムされた（元の状態であろうと、配置前であろうと）マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、状態機械及び／又はＦＰＧＡｓといった集積回路である。
【０１１６】
１つの実施形態では、電源装置エレクトロニクス２０６もまた、例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及び／又はＥＥＰＲＯＭといったメモリ２２６を含む。このようにして、（制御エレクトロニクス２２４により使用される）１つ又はそれ以上の動作パラメータ及び／又はマイクロコードを表すデータ又は情報は、例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭに保存される。１つ又はそれ以上の動作パラメータを表すデータ又は情報は、現在の状態及び／又は過去のデータも含む。注目すべきは、メモリ２２６が個別部品から成ること又は他のメモリでない動作を行う集積回路、例えば制御回路系２２４上又は内に存在することである。
【０１１７】
図１７Ｂに関連して、センサ２３０は、１つ又はそれ以上の微小電気機械（「ＭＥＭＳ」）装置といった個別要素である、又はカートリッジ容器１１０ａ付近に配置される、及び／又は電源装置バルブアセンブリ２０４、及び／又はカートリッジインターフェース２０２内に配置される、又はその部品（例えば、バルブアセンブリ２０４のハウジングに組み込まれる及びそこに配置される１つ又はそれ以上の測温体）内に配置されるセンサである。
【０１１８】
１つの実施形態では、制御回路系２２４は、例えばユーザ又はオペレータからの指示及び／又はデータを受取る。これに関して、制御回路系２２４は、例えば１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定し、及びその後燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００の動作を制御する及び／又は管理する（例えば、燃料消費率及び／又は燃料容器１１０ａの外側の温度（及び間接的に燃料容器１１０ａ内の燃料の温度）を電源装置２００上に配置された熱交換器を結合することにより調整する及び／又は改良する）ように指示される。このようにして、システム１０の効率性及び／又は制御が向上する。
【０１１９】
１つの実施形態では、制御回路系２２４は測定された、サンプリングされた、検知された及び／又は決定された動作パラメータをユーザ又はオペレータに提供する及び／又は伝達する。例えば、制御回路系１７４はセンサ１７８及び／又はセンサ２３０からデータを取得し及びその後燃料容器１１０ａ内の充填の状態又は残りの燃料の量を決定する。制御回路系２２４は、その動作パラメータを表すデータをユーザ又はオペレータに提供する。それに応じて、ユーザ又はオペレータは、電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータを調整し、例えば、電力／燃料消費量を削減する及び／又は燃料電池２１０の出力を削減する又は調整する。
【０１２０】
代替案として、オペレータ又はユーザ（又は外部装置）は、燃料容器１１０ａの充填の状態又は残りの燃料の量を表すデータを制御回路系２２４から（そこで計算されたときに）受け取り、及びそれに応じて、電源装置２００にその動作特徴を（直接又は遠方から）改良又は変更するように、例えば、燃料消費量及び／又は電力の出力／発生を削減する、又は燃料容器１１０ａの温度に影響を与えるために熱交換器又は加熱装置と結合する（例えば、動作中、燃料の温度が適切又は最適でない場合）ように指示する。電源装置２００の動作パラメータに対するその改良又は変更もまた、前もって設定される、あらかじめ決定される及び／又は前もってプログラムされる。その改良又は変更はまた、制御回路系２２４に送信される又は提供される指示に従っている（例えば、ユーザは１つ又はそれ以上の検討材料、要因、制約及び／又は目的に基づいて適切な改良又は変更を決定する）。
【０１２１】
図１７Ｃに関連して、こうした指示及び／又はデータは、通信回路系２２８を介して受信される又は送信される。これに関して、通信回路系２２８は、よく知られた有線（例えば、シリアル出入力ポート）及び／又は無線技術（例えば、赤外線技術）を用いる。実際、指示及び／又はデータは無線技術を介して遠方から提供される。
【０１２２】
１つの実施形態では、通信回路系２２８は、データ及び／又は命令を電源装置２００、補給ユニット３００及び／又は別の外部装置（例えば、ローカルコンピュータ又はリモートコンピュータ）に送信するために用いられる。そのデータは、温度、圧力、電源装置２００による燃料消費率、及び／又は燃料カートリッジ１００に残りの燃料の量といった（センサ１７８により測定された、サンプリングされた、検知された及び／又は制御回路系２２４により決定された）１つ又はそれ以上の動作パラメータである。そのデータはまた、電源装置２００及び／又は燃料カートリッジ１００の全体の状態を表すものでもある。
【０１２３】
とりわけ、経費及び重量の観点から、制御回路系を燃料カートリッジ１００又は電源装置２００−しかし、両方ではない、で実行することは有利である。例えば、図１７Ｄに関連して、１つの実施形態では、電源装置２００は上述のように電源装置エレクトロニクス２０６を含み（例えば、図１７Ａ、図１７Ｂ及び／又は図１７Ｃを参照のこと）、及び燃料カートリッジ１００は電源装置エレクトロニクス２０６により提供されるデータを保存する及び／又は保持するためにメモリ１７６を含む（例えば、図１４Ｄ及び図１４Ｅを含む）。本実施形態では、制御回路系２２４は、とりわけ、例えば残りの及び／又は消費された燃料の量、燃料消費率、燃料容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力、燃料容器１１０ａの外側の温度、及び／又は燃料カートリッジ１００の動作状態（例えば、任意の欠陥又はエラーが記録されたかどうか）といった１つ又はそれ以上の動作パラメータを監視する。制御回路系２２４は、１つ又はそれ以上の動作パラメータを表すデータを定期的に又は断続的にメモリ１７６に保存する。このようにして、燃料カートリッジの状態（例えば、残りの燃料の量）が燃料カートリッジのメモリ（つまり、メモリ１７６）に保持され、それにより電源装置２００（例えば、所定の燃料カートリッジ１００の状態の「過去」を有しない別の電源装置２００）及び／又は補給ユニット３００により呼び起こされるのに利用できる。
【０１２４】
制御回路系２２４はまた、電源装置２００の別の特徴又は動作、例えば、温度管理、燃料漏れ検知、燃料パージ、過電流保護及び／又は電圧制御も決定する、監視する、管理する及び／又は制御する。これに関して、制御回路系２２４は、電源装置２００の１つ又はそれ以上の要素（例えば、燃料電池２１０）の温度を表す情報を受け取り、及びそれに応じて電源装置２００の動作を調整する及び／又は管理する（例えば、燃料消費率及び／又は電気の発生を調整する）。
【０１２５】
センサ２３０は、燃料経路の整合性の状態のデータ（つまり、漏れが存在するかどうか）を制御回路系２２４に提供するために燃料漏れセンサを含む。それに応じて、制御回路系２２４はユーザ／オペレータに漏れ（又は漏れの可能性）を警報する及び／又は電源装置２００の動作を安全に終了させる。
【０１２６】
代替案として、制御装置２２４は、センサ２３０からのデータに基づいて、燃料漏れ（又は潜在的な燃料漏れ）の存在を決定する。制御回路系２２４は、燃料漏れが存在するかどうかを見極めるために、当業者によく知られた様々な技術を用いる。再び、制御回路系２２４はユーザ／オペレータに漏れ（又は漏れの可能性）を警報する及び／又は電源装置２００の動作を直ちに及び安全に終了させる。
【０１２７】
制御回路系２２４はまた、燃料電池２１０による電力発生の状態を評価するために、過電流保護及び／又は電圧制御の状態も監視する。１つの実施形態では、制御回路系２２４は、電気の発生及び／又はその消費に関する情報を提供するセンサ２３０からの電流消費及び／又は電圧レベルを表す情報を受取る。それに応じて、制御回路系２２４は、電源装置２００の動作を適切に管理する及び／又は制御する。
【０１２８】
とりわけ、制御回路系２２４は、ここに記載されている特定のタスク及び／又は動作を実行するルーチン又はプログラムを行う又は実行する。ルーチン又はプログラムの機能性は、組み合わされる又は分散される。こうしたプログラミングは、特に本開示に照らして、当業者によく知られている。全てのプログラミング技術、及びその実行、燃料カートリッジ１００、電源装置２００の１つ又はそれ以上の動作パラメータ及び／又は特徴の決定、監視、管理及び／又は制御は、現在既知であろうと後に展開されようと、本発明の範囲内にあると意図される。
【０１２９】
補給ユニット
図１Ｂに関連して、１つの実施形態では、燃料電池電力及び管理システムは、燃料カートリッジ１００及び電源装置２００に加えて、補給ユニット３００を含む。これに関して、燃料カートリッジが詰替え可能な型である場合、燃料カートリッジは、いくつかの又は全ての燃料が燃料カートリッジから使い尽くされた（例えば、電源装置２００により消費された）後、補給ユニット３００を使用して燃料（例えば、水素、メタノール又は他の化合物を含む水素）で満たされる。
【０１３０】
１つの実施形態では、補給ユニット３００は補給ユニットインターフェース３０２、補給ユニットバルブアセンブリ３０４、補給ユニットエレクトロニクス３０６及び補給ユニットディスプレイ３０８（例えば、２４文字×２行のＬＣＤ装置）を含む。簡潔に言うと、図１Ｂに関連して、１つの実施形態では、補給ユニットインターフェース３０２及び補給ユニットバルブアセンブリ３０４は、燃料カートリッジ１００の関連する又は対応する部品と接続又は結合するように構成される（例えば、図１１Ａ及び図１２を参照のこと）。補給ユニットインターフェース３０２及び補給ユニットバルブアセンブリ３０４の構成、構造及び設計は、電源装置インターフェース２０２及び電源装置バルブアセンブリ２０４とそれぞれ同一である。簡潔にするため、この議論は繰り返さない。
【０１３１】
補給ユニット３００は、自立型卓上又は壁取り付け型装置であり、例えば、施設又は車に取り付けられ及びそれにより１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００に対する充填能力を提供する。図１８Ａ及び図１８Ｂに関連して、１つの実施形態では、補給ユニット３００は、１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００に適合するために１つ又はそれ以上の補給ポート３１０（４つの補給ポートが図示されている）を含む。上述のように、補給ユニット３００は、動作中、１つ又はそれ以上の使い尽くされた燃料カートリッジ１００を補給し、及び燃料カートリッジ１００を、電源装置２００の使用に対してさらにいっぱいにした状態又は完全に補給された状態に戻す。
【０１３２】
これらの実施例で、補給ユニット３００が１つ以上の補給ポート３１０を含む場合、各補給ポート３１０は他のポートとは無関係に機能する及び／又は動作する。このようにして、異なる燃料充填及び／又は容量状況を有する燃料カートリッジ１００は個々にさらにいっぱいにした状態又は完全に補給された状態に戻される。さらに、燃料カートリッジ１００は、補給ポート３１０に無作為に取り付けられる。
【０１３３】
補給ポート３１０は、使用中でないときに流体すなわち燃料の遮断を提供する独立した電磁弁及び燃料カートリッジ１００が挿入されるかどうかを検知するスイッチを含む。ソレノイド／スイッチの組み合わせにより、任意の補給ポート３１０への無作為のアクセス、補給動作の半自動的な開始及び終了が可能となり、及び能動的な燃料供給の遮断を提供する。補給ユニットを、燃料カートリッジ１００が燃料容器１１０ａの中心軸に関してほとんど水平配向であるような位置に維持することは有益である。このようにして、バルブアセンブリ３０４と補給ポート３１０の領域に異物が導入されることを防ぎ、及びこうした異物の結果として補給ポート３１０内又は付近の部品に対するあり得る故障又は損傷を削減する及び／又は最小限にする。
【０１３４】
１つの実施形態では、補給ユニット３００は、主要圧縮燃料源（例えば、「Ｋ」ボトルサイズタンク）に結合される主要燃料／流体入力ポート３１４を含む。主要燃料／流体入力ポート３１４は、主要圧縮燃料源への結合を容易にするためにハウジング３１２の外表面上に配置される。主要燃料／流体入力ポート３１４は、例えば２５０ＰＳＩの局部の圧力調整を提供し、及び補給ユニット３００及び／又は燃料カートリッジ１００からの主要圧縮燃料源の入力を隔離するために流体締切を含む。さらに、主要燃料／流体入力ポート３１４はまた受動的な過剰圧力の保護を提供し、そこに配置される補給ユニット３００及び／又は燃料カートリッジ１００への不注意による過剰圧力の露呈を防ぐためである。
【０１３５】
とりわけ、補給ユニット３００はまた、場所の改良（例えば、更なる補給ユニット３００に対応するために補給ユニット３００を支持する大きい燃料タンク上で垂直にする改良）、１つ又はそれ以上の更なる補給ユニット３００の広がり及び動作を容易にする補助的燃料／流体出力ポート３１６を含む。補助的燃料／流体出力ポート３１６は、１つ又はそれ以上の更なる補給ユニット３００（図示せず）との結合のためにハウジング３１２の外表面上に配置される及び／又は取り付けられる。このようにして、一連の流体結合は１つの補給ユニットから別の補給ユニットへデイジー・チェーン接続され、及び１つの大きい燃料タンク供給（例えば、「Ｋ」ボトルサイズタンク）に結合される。
【０１３６】
補給ユニット３００は、高圧タンクからの低圧制御されたガスを引き受ける１つ又はそれ以上の入力圧力レギュレータ、過剰圧力を保護を伴う通常閉じられた主要締切電磁弁、及び複数の補給ユニット３００のそれぞれに燃料を提供するガス分布マニホルドを含む。複数の電磁弁は、使用中に、各補給ポート３１０に締切機能を提供するために用いられる。とりわけ、１つの実施形態では、複数の電気的ピンが、所定の補給ポート３１０の燃料カートリッジ１００の存在を検知するために使用される。
【０１３７】
１つの実施形態では、充填動作の間に製造された又は生成された燃料カートリッジ１００からの熱を除去するために換気装置すなわち熱交換器３１８（例えば、能動的又は受動的型ユニット）を含むことは有益である。これに関して、補給工程の間に１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００の温度を制御することにより、補給の効率性が増大し及びそれにより補給時間が削減される。例えば、熱交換器３１８は１つ又はそれ以上の冷却循環ファンを使用し、そのファンは１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００が補給ユニット３００に結合されている間及び補給されている間に１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００から熱を除去するために適切に配置される。
【０１３８】
とりわけ、補給ユニット３００は、補給動作中に温度が適切でない及び／又は最適でない場合に対応するように加熱装置（図示せず）を含む。これに関して、加熱装置は、例えば、補給動作の効率性を増大するために及びそれにより補給時間を削減するために、燃料カートリッジ１００に熱を適合させる。
【０１３９】
補給ユニット３００は、ハウジング３１２の外表面上に配置されるＤＣ電力入力ポートに結合される調整されていない外部ＡＣ壁／デスク変圧器、バッテリ、及び／又は１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００を補給するために使用される同一の燃料を用いる燃料電池を含む多数の技術を使用して電気的に動力が供給される。１つの実施形態では、変圧器から要求される好ましい最大の電圧出力は１２直流電圧（ＶＤＣ）である。とりわけ、補給ユニット３００に動力を供給する全ての技術は、本発明の範囲内にあると意図される。
【０１４０】
１つの実施形態では、補給ユニットエレクトロニクス３０６は、補給動作の監視、管理及び制御を容易にするためにユーザインターフェース３２０を含む。これに関して、ユーザインターフェース３２０は、各補給ポート３１０に対して複数のボタンスイッチ、及び複数の色機能を有する複数の両色ＬＥＤ３２２（例えば、補給（オレンジ）又は充填された（緑）を示すオレンジ色／緑色機能）を含む。両色ＬＥＤ３２２は、補給動作の状態を反映するために、対応する補給ポート３１０と関連する領域に配置される（例えば、図１８Ｂを参照のこと）。
【０１４１】
さらに、ユーザインターフェース３２０が、補給ユニット３００の電力状態を反映させる又は表示させるために両色ＬＥＤ３２２（例えば、赤色／緑色）を含むことは有益である。これに関して、電源「オン」は緑で示され及び警報の電源オンは赤で示される。
【０１４２】
ユーザインターフェース３２０はまた、ユーザ又はオペレータが、補給ユニット３００により達成される様々な機能を選択する、プログラムする及び／又は設定することを可能にする。例えば、ユーザ又はオペレータは、インターフェース３２０を使用して燃料カートリッジ補給サイクルを開始し、警報の制限を有効にする及び／又は設定する、警報を消去する、可聴警報を有効にする／無効にする、及び燃料センサ活動を監視する。
【０１４３】
補給ユニットエレクトロニクス３０６は、補給ユニット３００の内部環境及び／又は補給ポート３１０に配置された１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００の内部環境を監視することを可能にする。例えば、補給ユニットエレクトロニクス３０６は、補給ユニット３００の内部温度を（内部環境温度センサを使用して）測定する、又は補給ポート３１０に配置される１つ又はそれ以上の燃料カートリッジ１００の温度を表すデータを測定する、検知する又は受信する。所定の値又は限界を超える温度に応えて、補給ユニットエレクトロニクス３０６は熱交換器３１８を有効にする。さらに、補給ユニットエレクトロニクスは１つ又はそれ以上のガス検知センサ（例えば、水素検知センサ）を含む。これらの状況下で、漏れの場合には、補給ユニットエレクトロニクス３０６は所定の限界を超える燃料の濃度を検知する。警報が発せられた場合、適切な警報メッセージが補給ユニットディスプレイ３０８に表示される。それに加えて又はそれに代わるものとして、可聴警報が鳴らされる。
【０１４４】
とりわけ、１つ又はそれ以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートは、補給ユニット３００のハウジング３１０の外部表面上に配置される。Ｉ／Ｏポートは、補給ユニット３００の一定の機能、動作、プログラミング及び／又はテストを可能にするためにユーザ又はオペレータにより用いられる。
【０１４５】
とりわけ、燃料カートリッジ１００が水素化物型燃料を含む場合には、燃料電池電力及び管理システム１０を約３０Ｆから１２５Ｆ（０℃から＋５２℃）の温度間及び１０％から９５％の相対湿度間で動作させることが有益である。燃料電池電力及び管理システム１０の様々な部品は、これらの範囲を越えた保存環境及び／又は動作環境にさらされているが、適切な追加保護手段がこうした状況下で取り入れられる。
【０１４６】
図１９Ａに関連して、１つの実施形態では、補給ユニットエレクトロニクス３０６が燃料カートリッジ１００、補給ユニット３００及び／又は燃料電池電力及び管理システム１０の１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定する、監視する、管理する及び／又は制御するために制御回路系３２４を含む。制御回路系３２４は、燃料カートリッジ１００の制御回路系１７４又は電源装置２００の制御回路系２２４のように実行される及び／又は構成される。従って、燃料カートリッジエレクトロニクス１０６及び／又は電源装置エレクトロニクス２０６の制御回路系の特徴、実行、実施形態、動作及び構成に関する議論は、すべて制御回路系３２４に当てはまる。つまり、制御回路系３２４は、制御回路系１７４及び／又は制御回路系２１４と同一の又は似た方法で実行され又は構成され、及び／又は同一の又は似た動作で実行する。簡潔にするために、こうした議論は繰り返さないが、制御回路系３２４に関連して要約される。
【０１４７】
補給ユニットエレクトロニクス３０６の制御回路系３２４は、例えば、燃料容器１１０ａに残りの燃料の量、燃料容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力、燃料容器１１０ａの外側の温度、及び／又は燃料カートリッジ１００の動作状態（例えば、任意の欠陥又はエラーが記録されたかどうか）といった１つ又はそれ以上の動作パラメータを決定する、監視する、管理する及び／又は制御する。１つの実施形態では、制御回路系３２４は、燃料カートリッジ１００内の燃料の量、メモリ１７６内のデータに基づいて、バルブアセンブリ１０４及び／又は３０４内の燃料の流速、及び／又は燃料カートリッジ１００が補給ユニット３００に結合された時間を計算する、決定する及び／又は監視する。
【０１４８】
図１９Ｂ及び図１９Ｃに関連して、それに加えて又はそれに代わるものとして、制御回路系３２４はカートリッジ容器１１０ａ、補給ユニットバルブアセンブリ３０４及び／又は補給ユニットインターフェース３０２上、内又は付近に配置されたセンサ１７８及び／又はセンサ３３０（例えば、温度、圧力及び／又は流速型センサ）からのデータを受信する、サンプリングする及び／又は取得する。制御回路系３２４は、数学的関係及び／又は数学的モデル化を使用して１つ又はそれ以上の動作パラメータを計算するためにセンサ１７８及び／又はセンサ３３０からのデータを用いる。例えば、制御回路系３２４は燃料カートリッジ容器１１０ａ内の燃料の温度及び圧力を表すデータを得、及びそれに基づいて燃料カートリッジ容器１１０ａ内の燃料の量を計算する／見積もる。本情報は、燃料カートリッジ容器１１０ａを補給するのに必要な時間を決定するために用いられる。
【０１４９】
さらに、燃料カートリッジ容器１１０ａ内の燃料の温度を表す（例えば、センサ１７８又はセンサ３３０からの）データに応じて、制御回路系３２４は補給ユニット３００の熱交換器３１８と結合する。熱交換器３１８（例えば、ファン、ヒート・シンク、熱電装置又は冷却ユニット）が、補給工程の間に、燃料カートリッジ容器１１０ａからの熱を取り除くために用いられる。このようにして、補給工程の効率性が向上し及び従って必要な時間が削減される。
【０１５０】
１つの実施形態では、補給ユニットエレクトロニクス３０６もまた、例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及び／又はＥＥＰＲＯＭといったメモリ３２６を含む。メモリ３２６は、１つ又はそれ以上の動作パラメータ及び／又はマイクロコード（制御エレクトロニクス３２４により使用される）を表すデータ又は情報を、例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭに保存する。注目すべきは、メモリ３２６が個別部品から成ること又は他のメモリではない動作を行う集積回路、例えば制御回路系２２４上又は内に存在することである。
【０１５１】
図１９Ｂ及び図１９Ｃに関連して、センサ３３０は、１つ又はそれ以上の微小電気機械（「ＭＥＭＳ」）装置といった個別要素である、又は補給ユニットバルブアセンブリ３０４、及び／又は補給ユニットインターフェース３０２内、又はその部品（例えば、バルブアセンブリ３０４の壁に組み込まれる及びそこに配置される１つ又はそれ以上の測温体）に組み込まれるセンサである。
【０１５２】
１つの実施形態では、制御回路系３２４は、例えばユーザ又はオペレータからの指示及び／又はデータを受取る。これに関して、制御回路系３２４は、例えば１つ又はそれ以上の動作パラメータを測定し、サンプリングし及び／又は検知し、及びその後燃料カートリッジ１００及び／又は補給ユニット３００の動作を制御する及び／又は管理する（例えば、燃料充填率及び／又は燃料容器１１０ａの外側の温度（及び間接的に燃料容器１１０ａ内の燃料の温度）を熱交換器３１８と結合することにより調整する及び／又は改良する）ように指示される。
【０１５３】
１つの実施形態では、制御回路系３２４は測定された、サンプリングされた、検知された及び／又は決定された動作パラメータをユーザ又はオペレータに提供する及び／又は伝達する。例えば、制御回路系３２４はセンサ１７８及び／又はセンサ３３０が燃料容器１１０ａの充填の状態又は残りの燃料の量を測定する、サンプリングする、検知する及び／又は決定するように指示する。その後、制御回路系３２４は、動作パラメータを表すデータをユーザに提供し、及び／又は予想された補給時間を表すデータを提供する。それに応じて、ユーザ又はオペレータは、補給ユニット３００に、１つ又はそれ以上の動作特徴を（直接又は間接的に）改良する又は変更する、例えば、容器１１０への燃料の流量を増大する／削減する及び／又は燃料容器１１０ａ内の燃料の温度に影響を与えるために熱交換器３１８と結合するように指示する。
【０１５４】
とりわけ、補給ユニット３００の動作パラメータに対する改良又は変更は、前もって設定される、あらかじめ決定される及び／又は前もってプログラムされる。代替案として、その改良又は変更は、送信される又は提供される指示に従う（例えば、ユーザは１つ又はそれ以上の検討材料、要因、制約及び／又は目的に基づいて適切な改良又は変更を決定する）。
【０１５５】
１つの実施形態では、メモリ１７６は電源装置エレクトロニクス２０６及び補給ユニットエレクトロニクス３０６により提供されるデータ、例えば、燃料カートリッジ１００の充填の状態といった１つ又はそれ以上の動作パラメータを表すデータを保存する及び／又は保持する（例えば、図１４Ｄ、図１４Ｅ及び図１９Ｄを参照のこと）。これに関して、制御回路系３２４は、とりわけ、例えば燃料容器１１０ａに残りの燃料の量といった１つ又はそれ以上の動作パラメータを監視する。制御回路系３２４は、１つ又はそれ以上の動作パラメータを表すデータを定期的に又は断続的にメモリ１７６に保存する。このようにして、燃料カートリッジの状態（例えば、残りの燃料の量）が、燃料カートリッジのメモリ（つまり、メモリ１７６）内に保持され、それにより電源装置２００及び／又は補給ユニット３００により呼び起こされるのに利用できる。
【０１５６】
とりわけ、制御回路系３２４はここに記載されている特定のタスク及び／又は動作を実行するルーチン又はプログラムを行う又は実行する。ルーチン又はプログラムの機能性は、組み合わされる又は分散される。こうしたプログラミングは、特に本開示に照らして、当業者によく知られている。全てのプログラミング技術、及びその実行、燃料カートリッジ１００、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００の１つ又はそれ以上の動作パラメータ及び／又は特徴の決定、監視、管理及び／又は制御は、現在既知であろうと後に展開されようと、本発明の範囲内にあると意図される。
【０１５７】
実際、制御回路系３２４は補給ユニット３００の別の特徴又は動作、例えば、燃料漏れ検知及び／又は燃料パージも決定する、監視する、管理する及び／又は制御する。これに関して、センサ３３０は燃料漏れセンサを含み、燃料経路の整合性の状態のデータ（つまり、漏れが存在するかどうか）を制御回路系３２４に提供する。それに応じて、制御回路系３２４はユーザ／オペレータに漏れ（又は漏れの可能性）を警報する及び／又は補給ユニット３００の動作を安全に終了させる。
【０１５８】
代替案として、制御回路系３２４は、センサ３３０からのデータに基づいて、燃料漏れ（又は潜在的な燃料漏れ）の存在を決定する。制御回路系３２４は、燃料漏れが存在するかどうかを見極めるために、当業者によく知られた様々な技術を用いる。再び、制御回路系３２４はユーザ／オペレータに漏れ（又は漏れの可能性）を警報する及び／又は補給ユニット３００の動作を直ちに及び安全に終了させる。
【０１５９】
とりわけ、制御回路系３２４は、ここに記載されている特定のタスク及び／又は動作を実行するルーチン又はプログラムを行う又は実行する。ルーチン又はプログラムの機能性は、組み合わされる又は分散される。こうしたプログラミングは、特に本開示に照らして、当業者によく知られている。全てのプログラミング技術、及びその実行、燃料カートリッジ１００、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００の１つ又はそれ以上の動作パラメータ及び／又は特徴の決定、監視、管理及び／又は制御は、現在既知であろうと後に開発されようと、本発明の範囲内にあると意図される。
【０１６０】
ここには多くの発明が記載され及び図示されている。本発明の一定の実施形態、特徴、材料、構成、特性及び利点が記載され及び図示される一方で、本発明の多くの他の、及び異なる及び／又は似た実施形態、特徴、材料、構成、特性、構造及び利点が、その記述、図面、及び請求項（本開示の考慮及び再検討後当業者により可能である）から明らかとなることを理解されたい。そのようなものとして、ここに記載された及び図示された本発明の実施形態、特徴、材料、構成、特性、構造及び利点は包括的なものではなく、及び本発明のこうした他の、似た、及び異なる実施形態、特徴、材料、構成、特性、構造及び利点は本発明の範囲内にあることを理解されたい。
【０１６１】
従って、例えば、従来のバッテリより長時間電力供給できる液体水素燃料電池発電装置を開発することが望ましい。電気への変換用水素を供給するために燃料電池システムに容易に提供される及び固定される、及び素早く水素で補給される水素補給ユニットに提供される及び固定される規格化された水素化物保存カートリッジを開発することも望ましい。充填の状態の比較的正確な読み出しを提供し、それによりユーザがどれだけのエネルギーが水素カートリッジから利用できるかを知る水素カートリッジをさらに提供することも望ましい。
【０１６２】
さらに、燃料カートリッジ１００が、ここに参照として組み込まれている国際公開Ｎｏ．ＷＯ／０２／１９４５１Ａ２に記載されるように燃料電池用の集積モジュラーＢＳＰ／ＭＥＡ／マニホルドプレート及びそれに準拠した端子に組み込まれるということが本開示の観点から当業者により認識される。さらに、２００３年３月５日に出願された米国特許出願Ｎｏ．１０／３８２，５４９の耐故障性燃料電池ネットワーク電力システムもまた、本発明の教示に従い、ここに記載されるシステムに本発明の燃料カートリッジ１００を含むように改良される。簡潔にするために、これらの議論は繰り返さない。実際、水素化物カートリッジ及び他の付属物が組み込まれる別の燃料電池システムが、２００３年３月２８に出願された米国特許出願Ｎｏ．１０／４０２，７２６に記載されている。これらの米国特許出願は、すべて参照としてここに組み込まれている。
【０１６３】
さらに、多くの改良がカートリッジバルブアセンブリに対して行われる。こうした全ての改良は、本発明の範囲内にあると意図される。例えば、図２０に関連して、１つの実施形態では、温度センサ−逃がしポートアセンブリ１９４が、カートリッジバルブアセンブリ１０４のバルブアセンブリハウジング１３２に一体化される及び／又は組み込まれる。温度センサ−逃がしポートアセンブリ１９４は、感温材料から成るプラグ１９４を融解する又は蒸散させることにより、燃料容器空洞１１０ａからの経路１９２を提供する（及びそれにより燃料容器の空洞１１０ａで展開する受け入れられない圧力を軽減する）ように設計される。１つの実施形態では、プラグ１９４は、燃料容器の空洞１１０ａ内の圧力が危険な又は受け入れられない限界に到達する前に十分に溶解するはんだを基にした材料から成る。
【０１６４】
さらに、制御回路系１７４はまた、例えば、燃料漏れ検知及び／又は燃料パージといった燃料カートリッジ１００の他の動作又は特徴を決定する、監視する、管理する及び／又は制御する。これに関して、センサ１７８は燃料漏れセンサを含み、カートリッジバルブアセンブリ１０４及び／又は燃料容器１１０による密封の整合性の状態についてのデータを制御回路系１７４に提供する。それに応じて、制御回路系１７４は、ユーザ／オペレータに漏れ（又は漏れの可能性）を警報する及び／又は燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００又は補給ユニット３００（該当する場合）の動作を安全に終わらせる。
【０１６５】
代替案として、制御回路系１７４は、センサ１７８、２３０及び／又は３３０からのデータに基づき、燃料漏れ（又は潜在的な燃料漏れ）の存在を決定する。制御回路系１７８は、燃料漏れが存在するかどうかを見極めるために、当業者によく知られた様々な技術を用いる。再び、制御回路系１７８は、ユーザ／オペレータに燃料漏れ（又は燃料漏れの可能性）を警報する及び／又は燃料カートリッジ１００及び／又は電源装置２００又は補給ユニット（該当する場合）の動作を直ちに及び安全に終了させる。
【０１６６】
本発明の上記実施形態は、単に例示的な実施形態である。それらは包括的であることは意図せず又は開示された正確な形状、技術、材料及び／又は構成に対して本発明を限定することを意図していない。多くの改良、置換及び変化が上記教示に照らして可能である。例えば、燃料カートリッジ１００、電源装置２００及び／又は補給ユニット３００は、例えば、ディスプレイ装置といった１つ又はそれ以上の電気的又は機械的部品を含む又は含まない（図１４Ｅ、図１７Ｄ及び図１９Ｄを参照のこと）。従って、他の実施形態が利用され、及び機能的変更が本発明の範囲を逸脱せずに行われることを理解されたい。そのようなものとして、本発明の例示的な実施形態の先行する記述は、図面及び説明の目的で提示されている。多くの改良及び変化は、上記教示に照らして可能である。本発明の範囲は専らこの詳細な記述に限定されないことを意図している。
【０１６７】
とりわけ、図面の光配線は点線形式で提示される。
【０１６８】
さらに注目すべきは、「回路」という用語は、とりわけ、単一の部品又は能動的及び／又は受動的であり、及び望ましい機能を提供する又は行うために一緒に結合される多数の部品（集積回路形状であろうと、そうでなかろうと）である。「回路系」という用語は、とりわけ、回路（集積されていようと、そうでなかろうと）、こうした回路のグループ、１つ又はそれ以上のプロセッサ、１つ又はそれ以上の状態機械、ソフトウェアを実行する１つ又はそれ以上のプロセッサ、又は１つ又はそれ以上の回路（集積されていようと、そうでなかろうと）の組み合わせである。「データ」という用語は、とりわけ、アナログ形式であろうとデジタル形式であろうと、電流信号又は電圧信号である。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１Ａ】本発明の第１の側面による燃料カートリッジ及び電源装置を含む携帯用燃料電池電力及び管理システムを表すブロック線図である。
【図１Ｂ】本発明の第２の側面による燃料カートリッジ（充電式）及び電源装置を含む携帯用燃料電池電力及び管理システムを表すブロック線図である。
【図２】本発明の１つの実施形態の１つの側面による燃料カートリッジの選択された機械構成部品を表すブロック線図である。
【図３Ａ】燃料容器（図３Ｂを参照のこと）に関連するある側面の例示的な寸法を含む、本発明の１つの実施形態の１つの側面による燃料カートリッジの燃料容器の斜視図である。
【図３Ｂ】燃料容器に関連するある側面の例示的な寸法を含む、本発明の１つの実施形態の１つの側面による燃料カートリッジの燃料容器の断面図である。
【図３Ｃ】カートリッジバルブアセンブリ及びカートリッジカラーアセンブリと併せて、本発明の１つの実施形態の１つの側面による燃料カートリッジの燃料容器の断面図である。
【図４Ａ】破裂ディスク及び保持子がポペットアセンブリの残りの要素から分かれた、本発明の１つの実施形態の１つの側面によるポペットアセンブリの斜視分解図を示している。
【図４Ｂ】図４Ａの例示的なポペットアセンブリの斜視組立図を示している。
【図４Ｃ】図４Ｂの例示的なポペットアセンブリの側面図を示している。
【図４Ｄ】線Ａ−Ａに沿って切断された図４Ｃの例示的なポペットアセンブリの断面図を示している。
【図４Ｅ】図４Ｂの例示的なカートリッジバルブアセンブリの（遠位端からの）端面図を示している。
【図５Ａ】本発明の１つの実施形態の１つの側面によるカートリッジバルブアセンブリの斜視分解図を示している。
【図５Ｂ】図５Ａの例示的なカートリッジバルブアセンブリの斜視組立図を示している。
【図５Ｃ】図５Ｂの例示的なカートリッジバルブアセンブリの側面図を示している。
【図５Ｄ】カートリッジバルブアセンブリが閉じた状態である、線Ａ−Ａに沿って切断された図５Ｃの例次的なカートリッジバルブアセンブリの断面図を示している。
【図５Ｅ】図５Ｂの例示的なカートリッジバルブアセンブリの（遠位端からの）端面図を示している。
【図６Ａ】本発明の１つの実施形態の１つの側面による、図５Ｂの例示的なカートリッジバルブアセンブリの斜視図を示している。
【図６Ｂ】バルブが閉じた状態であるときの、図６Ａの例示的なカートリッジバルブアセンブリの一定の部品の断面図を示している。
【図６Ｃ】バルブが開いた状態であるときの、図６Ａの例示的なカートリッジバルブアセンブリの一定の部品の断面図を示している。
【図７Ａ】本発明の１つの側面の別の実施形態によるカートリッジバルブアセンブリの斜視分解図を示している。
【図７Ｂ】図７Ａの例示的なカートリッジバルブアセンブリの斜視組立図を示している。
【図７Ｃ】図７Ｂの例示的なカートリッジバルブアセンブリの（遠位端からの）端面図を示している。
【図７Ｄ】図７Ｂの例示的なカートリッジバルブアセンブリの側面図を示している。
【図７Ｅ】カートリッジバルブアセンブリが閉じた状態である、線Ａ−Ａに沿って切断された図７Ｄの例示的なカートリッジバルブアセンブリの断面図を示している。
【図７Ｆ】カートリッジバルブアセンブリが開いた状態である、線Ａ−Ａに沿って切断された図７Ｄの例示的なカートリッジバルブアセンブリの断面図を示している。
【図８Ａ】燃料カートリッジがカートリッジカラーアセンブリを含む本発明の１つの側面の１つの実施形態による燃料カートリッジの分解斜視図及び斜視図をそれぞれ示している。
【図８Ｂ】燃料カートリッジがカートリッジカラーアセンブリを含む本発明の１つの側面の１つの実施形態による燃料カートリッジの分解斜視図及び斜視図をそれぞれ示している。
【図９Ａ】カートリッジインターフェース、カートリッジエレクトロニクス及びカートリッジディスプレイの部分と併せて、１つの実施形態によるカートリッジカラーアセンブリの分解斜視図を示している。
【図９Ｂ】カートリッジエレクトロニクス及びカートリッジディスプレイの部分と併せて、１つの実施形態によるカートリッジカラーアセンブリの斜視図を示している。
【図１０Ａ】カートリッジインターフェース、カートリッジエレクトロニクス及びカートリッジディスプレイの部分と併せて、１つの実施形態によるカートリッジカラーアセンブリの分解斜視図を示している。
【図１０Ｂ】カートリッジエレクトロニクス及びカートリッジディスプレイの部分と併せて、１つの実施形態によるカートリッジカラーアセンブリの斜視図を示している。
【図１１Ａ】カートリッジカラーアセンブリ及び電源装置又は補給ユニット（該当する場合）の電気的インターフェースの部分と併せて、１つの実施形態によるカートリッジインターフェースの電気的インターフェースの斜視図であり、その際電源装置又は補給ユニットの接点が、燃料カートリッジのカートリッジインターフェースの電気的カートリッジの導体パッドと結合する。
【図１１Ｂ】本発明の１つの側面の１つの例示的な実施形態による電気的インターフェースの斜視図である。
【図１２】カートリッジカラーアセンブリ及び電源装置又は補給ユニット（該当する場合）の機械的インターフェースの部分と併せて、１つの実施形態によるカートリッジインターフェースの機械的インターフェースの斜視図である。
【図１３Ａ】本発明の１つの例示的な実施形態による燃料カートリッジのカートリッジエレクトロニクスとカートリッジディスプレイの一定の部品の分解斜視図を示している。
【図１３Ｂ】図１３Ａの例示的なカートリッジエレクトロニクスとカートリッジディスプレイの一定の部品の斜視組立図を示している。
【図１３Ｃ】図１３Ｂの例示的なカートリッジエレクトロニクスとカートリッジディスプレイの側面図を示している。
【図１４Ａ】カートリッジディスプレイと併せて、本発明の１つの側面の例示的な実施形態によるカートリッジエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１４Ｂ】カートリッジディスプレイと併せて、本発明の１つの側面の例示的な実施形態によるカートリッジエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１４Ｃ】カートリッジディスプレイと併せて、本発明の１つの側面の例示的な実施形態によるカートリッジエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１４Ｄ】本発明の１つの側面の別の例示的な実施形態によるカートリッジエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１４Ｅ】本発明の１つの側面の別の例示的な実施形態によるカートリッジエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１４Ｆ】本発明の１つの側面の別の例示的な実施形態によるカートリッジエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１５】本発明の１つの側面の別の例示的な実施形態によるカートリッジエレクトロニクス及びカートリッジディスプレイの部品の概略図を示している。
【図１６Ａ】燃料カートリッジと併せて及びそれに結合された、本発明の１つの例示的な実施形態による、燃料カートリッジを受取るための１つのポートを有する電源装置の側面斜視図を示している。
【図１６Ｂ】図１６Ａの電源装置のポートの前面斜視図であり、その際ポートは燃料カートリッジを受取る、結合する及び固定するために電気的及び機械的インターフェースを含む。
【図１７Ａ】電源装置ディスプレイ及び（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による電源装置エレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１７Ｂ】電源装置ディスプレイ及び（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による電源装置エレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１７Ｃ】電源装置ディスプレイ及び（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による電源装置エレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１７Ｄ】電源装置ディスプレイ及び（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による電源装置エレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１７Ｅ】電源装置ディスプレイ及び（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による電源装置エレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１８Ａ】本発明の１つの側面の例示的な実施形態による、４つの補給ポートを有する補給ユニットの概略図を示している。
【図１８Ｂ】図１８Ａの補給ユニットの補給ポートの前面斜視図を示している。
【図１９Ａ】（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による補給ユニットエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１９Ｂ】（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による補給ユニットエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１９Ｃ】（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による補給ユニットエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１９Ｄ】（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による補給ユニットエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図１９Ｅ】（とりわけ）電源カートリッジの電気的インターフェースと併せて、本発明の複数の側面の例示的な実施形態による補給ユニットエレクトロニクスの概略的なブロック図である。
【図２０】本発明の１つの例示的な実施形態による、温度センサ−逃がしポートを含むカートリッジバルブアセンブリの一部断面の斜視図を示している。
【符号の説明】
【０１７０】
１０  燃料電池電力及び管理システム
１００  燃料カートリッジ
１０２  カートリッジインターフェース
１０４  カートリッジバルブアセンブリ
１０６  カートリッジエレクトロニクス
１０８  カートリッジディスプレイ
１０８ａ  保護カバー
１０８ｂ  接続スイッチ
１０８ｃ  バックライト
１１０  燃料容器
１１０ａ  チャンバ
１１２  くびれた領域
１１４  雌ねじ
１１６  カラー取り付け構造
１１８  カートリッジカラーアセンブリ
１２２  ポペットアセンブリ
１２２ａ  遠位端
１２２ｂ  近位端
１２４  フランジ
１２４ａ  平坦な側面
１２４ｂ  湾曲した側面
１２６  内部流体路
１２６ａ  流体管
１２８  密封リング
１３０  破裂ディスク
１３０ａ  保持子
１３２  バルブアセンブリハウジング
１３２ａ  遠位端
１３２ｂ  近位端
１３２ｃ  外部表面
１３４  アセンブリハウジングの空洞
１３６  フランジ
１３８  バネ
１４０ａ  留め具
１４０ｂ  座金
１４２  粒子フィルタ
１４４  密封リング
１４６  孔隙
１４８  周囲の隙間
１５０  キャップ
１５２  フランジ
１５４  バネ
１５６  止め輪
１５８ａ  キャップ
１５８ｂ  前面
１６０  電源
１６２  カバープレート
１６２ａ  バッテリ圧縮パッド
１６４  回路基板
１６４ａ  回路基板カバー
１６４ｂ  開口部
１６８  アダプタガイド
１７０  コネクタ
１７２  電源接点
１７４  制御回路系
１７６  メモリ
１７８  センサ
１８０  通信回路系
１９２  経路
１９４  温度センサ−逃がしポートアセンブリ
２００  電源装置
２０２  電源装置インターフェース
２０２ａ  接続ピン
２０４  電源装置バルブアセンブリ
２０６  電源装置エレクトロニクス
２０８  電源装置ディスプレイ
２１０  燃料電池
２１２  ハウジング
２１４  カートリッジポート
２１６  導電性接続ピン
２１８  通信回路系
２２０  タブ
２２０ａ  傾斜した縁
２２２  駆動ピン
２２４  制御回路系
２２６  メモリ
２３０  センサ
３００  補給ユニット
３０２  接続ピン
３０４  補給ユニットバルブアセンブリ
３０６  補給ユニットエレクトロニクス
３０８  補給ユニットディスプレイ
３１０  補給ポート
３１２  ハウジング
３１４  主要燃料／流体入力ポート
３１６  補助的燃料／流体出力ポート
３１８  熱交換器
３２０  ユーザインターフェース
３２２  両色ＬＥＤ
３２４  制御回路系
３２６  メモリ
３３０  センサ
【図１Ａ】
2007524201.tif 000003
【図１Ｂ】
2007524201.tif 000004
【図２】
2007524201.tif 000005
【図３Ａ】
2007524201.tif 000006
【図３Ｂ】
2007524201.tif 000007
【図３Ｃ】
2007524201.tif 000008
【図４Ａ】
2007524201.tif 000009
【図４Ｂ】
2007524201.tif 000010
【図４Ｃ】
2007524201.tif 000011
【図４Ｄ】
2007524201.tif 000012
【図４Ｅ】
2007524201.tif 000013
【図５Ａ】
2007524201.tif 000014
【図５Ｂ】
2007524201.tif 000015
【図５Ｃ】
2007524201.tif 000016
【図５Ｄ】
2007524201.tif 000017
【図５Ｅ】
2007524201.tif 000018
【図６Ａ】
2007524201.tif 000019
【図６Ｂ】
2007524201.tif 000020
【図６Ｃ】
2007524201.tif 000021
【図７Ａ】
2007524201.tif 000022
【図７Ｂ】
2007524201.tif 000023
【図７Ｃ】
2007524201.tif 000024
【図７Ｄ】
2007524201.tif 000025
【図７Ｅ】
2007524201.tif 000026
【図７Ｆ】
2007524201.tif 000027
【図８Ａ】
2007524201.tif 000028
【図８Ｂ】
2007524201.tif 000029
【図９Ａ】
2007524201.tif 000030
【図９Ｂ】
2007524201.tif 000031
【図１０Ａ】
2007524201.tif 000032
【図１０Ｂ】
2007524201.tif 000033
【図１１Ａ】
2007524201.tif 000034
【図１１Ｂ】
2007524201.tif 000035
【図１２】
2007524201.tif 000036
【図１３Ａ】
2007524201.tif 000037
【図１３Ｂ】
2007524201.tif 000038
【図１３Ｃ】
2007524201.tif 000039
【図１４Ａ】
2007524201.tif 000040
【図１４Ｂ】
2007524201.tif 000041
【図１４Ｃ】
2007524201.tif 000042
【図１４Ｄ】
2007524201.tif 000043
【図１４Ｅ】
2007524201.tif 000044
【図１４Ｆ】
2007524201.tif 000045
【図１５】
2007524201.tif 000046
【図１６Ａ】
2007524201.tif 000047
【図１６Ｂ】
2007524201.tif 000048
【図１７Ａ】
2007524201.tif 000049
【図１７Ｂ】
2007524201.tif 000050
【図１７Ｃ】
2007524201.tif 000051
【図１７Ｄ】
2007524201.tif 000052
【図１７Ｅ】
2007524201.tif 000053
【図１８Ａ】
2007524201.tif 000054
【図１８Ｂ】
2007524201.tif 000055
【図１９Ａ】
2007524201.tif 000056
【図１９Ｂ】
2007524201.tif 000057
【図１９Ｃ】
2007524201.tif 000058
【図１９Ｄ】
2007524201.tif 000059
【図１９Ｅ】
2007524201.tif 000060
【図２０】
2007524201.tif 000061
【国際調査報告】
2007524201.tif 000062