(57)【要約】【課題】長期間にわたって安定に負荷に電力を供給可能な直接型メタノール燃料電池システムなどを提供する。【解決手段】アノード側に供給されるメタノール水溶液とカソード側に供給される空気との化学反応により起電するスタックセル１１、メタノールと水を混合してメタノール水溶液を生成する混合タンク１４、燃料カートリッジ１２内のメタノールを混合タンク１４に送出する第１送液ポンプ１３、混合タンク１４からのメタノール水溶液を加熱してアノードに供給し、アノードから排出されるメタノール水溶液を冷却する熱交換器２０、混合タンク１４と熱交換器２０との間に設けられた第２送液ポンプ１９、外部から取り入れた空気をカソードに供給し、カソードからの空気を吐出する送気ポンプ２２、及び送気ポンプ２２から吐出される空気を冷却して混合タンク１４に水を供給する冷却器１５とを有する。【選択図】  図１
2004265787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタノールを燃料とする直接型メタノール燃料電池システムにおいて、
電解質膜と該電解質膜の両側にそれぞれ設けられたアノード及びカソードを有し、アノードに供給されるメタノール水溶液とカソードに供給される空気との化学反応により起電する起電装置と、
メタノールを収容した燃料カートリッジと、
前記燃料カートリッジから供給されるメタノールと水とを混合してメタノール水溶液を生成する混合タンクと、
前記燃料カートリッジ内のメタノールを前記混合タンクに送出する第１送液ポンプと、
前記混合タンクにより生成されるメタノール水溶液を加熱して前記アノードに供給し、前記アノードから排出されるメタノール水溶液を冷却する熱交換器と、
前記混合タンクにより生成されるメタノール水溶液を前記熱交換器に供給し、前記熱交換器により冷却されたメタノール水溶液を前記混合タンクに戻す第２送液ポンプと、
外部から第１吸入口に取り入れた空気を第１吐出口から前記カソードに供給し、前記カソードから第２吸入口に取り入れた空気を第２吐出口から吐出する送気ポンプと、
前記第２吐出口から吐出される空気を冷却して水を生成し、該生成した水を前記混合タンクに供給する冷却器と
を具備する直接型燃料電池システム。
【請求項２】
前記起電装置は、共通のメタノール水溶液供給口、個別のメタノール水溶液排出口、個別の空気供給口及び共通の空気排出口を有する二つの起電ユニットと、前記個別のメタノール水溶液排出口からそれぞれ排出されるメタノール水溶液を合流させて前記熱交換器に供給する合流部材と、前記送気ポンプの第１吐出口から吐出される空気を二分岐させて前記個別の空気供給口にそれぞれ供給する分岐部材とを有する請求項１記載の直接型メタノール燃料電池システム。
【請求項３】
前記混合タンク内のアノード反応生成物及び空気を外部に排出する手段をさらに具備する請求項１記載の直接型メタノール燃料電池システム。
【請求項４】
前記混合タンク内のメタノール水溶液の液面及び濃度をそれぞれ検出する液面センサ及び濃度センサをさらに具備する請求項１記載の直接型メタノール燃料電池システム。
【請求項５】
起動用補助電源をさらに有する請求項１記載の直接型メタノール燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池システムに係り、特に電子機器の駆動用電源として好適な直接型メタノール燃料電池システムなどに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報化社会を支える各種電子機器、特にノート型パーソナルコンピュータや携帯情報端末などの携帯用電子機器の電源として、あるいは大気汚染や地球温暖化に対処するための電源として、燃料電池に対して期待が高まっている。
【０００３】
燃料電池のなかでも、メタノールから直接プロトンを取り出すことにより発電を行う直接型メタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）は、改質器が不要であり、燃料容積が少なくて済むという特性を有することから、携帯用電子機器その他の多方面への応用の期待が高まりつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
直接型メタノール燃料電池は、燃料であるメタノール水溶液の濃度を制御する必要があるが、変動する負荷の大きさにより最適な濃度が変わり、また補給するメタノールの供給量にも関係し、外部負荷に対して電力をどの程度供給ができるか実施して見ないとわからないことが多い。このため、長い期間にわたって安定に起電できる実用的な直接型メタノール燃料電池はこれまでになかった。
【０００５】
本発明は、長期間にわたって安定に負荷に電力を供給可能な燃料電池システムなどを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る直接型メタノール燃料電池システムは、電解質膜と該電解質膜の両側にそれぞれ設けられたアノード及びカソードを有し、アノードに供給されるメタノール水溶液とカソードに供給される空気との化学反応により起電する起電装置と、メタノールを収容した燃料カートリッジと、燃料カートリッジから供給されるメタノールと水とを混合してメタノール水溶液を生成する混合タンクと、燃料カートリッジ内のメタノールを混合タンクに送出する第１送液ポンプと、混合タンクにより生成されるメタノール水溶液を加熱してアノード流路に供給し、アノード流路から排出されるメタノール水溶液を冷却する熱交換器と、混合タンクにより生成されるメタノール水溶液を熱交換器に供給し、熱交換器により冷却されたメタノール水溶液を混合タンクに戻す第２送液ポンプと、外部から第１吸入口に取り入れた空気を第１吐出口からカソード流路に供給し、カソード流路から第２吸入口に取り入れた空気を第２吐出口から吐出する送気ポンプと、第２吐出口から吐出される空気を冷却して水を生成し、該生成した水を混合タンクに供給する冷却器とを有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に本発明の一実施形態に係る直接型メタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）システムの概略的な構成を示す。扁平な箱状に作られたケーシング１０内部の図中左側に、ＤＭＦＣ起電装置であるスタックセル１１がケーシング１０の長手方向に沿って配置されている。スタックセル１１は、この例では二つのセルユニット１１Ａ，１１Ｂからなる。スタックセルユニットの詳細な構成については、後述する。
【０００８】
ケーシング１０内部の図中右側の端部に、燃料カートリッジ１２が配置されている。燃料カートリッジ１２は、燃料であるメタノールを適当な容器に収容したものである。燃料タンク１２に一端を対向させて燃料ポンプである第１送液ポンプ１３が配置され、この第１送液ポンプ１３の他端に対向して混合タンク１４が配置されている。混合タンク１４の図中上側に、この例では３つのファン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを有する冷却器１５が配置されている。
【０００９】
混合タンク１４は、燃料カートリッジ１１から第１送液ポンプ１３によって送られてくるメタノールと、冷却器１５から送られてくる水とを混合してメタノール水溶液を生成する。混合タンク１４には、混合タンク１４内のメタノール水溶液の濃度を検出する濃度センサ１７と、メタノール水溶液の液面位置を検出する液面センサ１８が取り付けられている。
【００１０】
混合タンク１４の第１送液ポンプ１３と反対側に一端を対向させて、第２送液ポンプ１９が設けられている。第２送液ポンプ１９の他端とスタックセル１１の図中下側に隣接して、熱交換器２０が設けられている。熱交換器２０は、スタックセル１１に供給されるメタノール水溶液の加熱と、スタックセル１１から出力されるメタノール水溶液の冷却を行う。スタックセル１１と熱交換器２０との間には、セルユニット１１Ａ，１１Ｂの各々のアノード流路から出力されるメタノール水溶液を合流させて熱交換器１９に導くアノード出力合流部材２１が設けられている。
【００１１】
スタックセル１１と冷却器１５との間に、送気ポンプ２２が設けられている。送気ポンプ２２は、外部から空気を取り入れてスタックセル１１に送り込み、またスタックセル１１から排出される空気を冷却器１５に送り出す。スタックセル１１と送気ポンプ２２との間には、送気ポンプ２２から吐出される空気を二分岐させてスタックセルユニット１１Ａ，１１Ｂの各々のカソード流路に供給するための空気分岐部材２３が設けられている。
【００１２】
ケーシング１０の図中下側に、ケーシング１０と一体的にサブケーシング３０が設けられている。サブケーシング３０内には、基板３１が設けられている。基板３１の一方の面上に、ＤＭＦＣシステムの起動時に使用される起動用補助電源３２が設けられる。起動用補助電源３２は、この例では２個のリチウムイオン二次電池３３Ａ，３３Ｂからなる。基板３１の他方の面には、集積回路化された制御回路３４が実装されている。制御回路３４については、後に詳しく説明する。サブケーシング３０は、ＤＭＦＣシステムから電力の供給を受ける負荷、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に装着され、ＰＣとのインタフェースを兼ねている。
【００１３】
次に、図２を用いてスタックセル１１の詳細な構成例を説明する。
スタックセル１１は、電解質膜４０とその両側に配置されたアノード及びカソードからなる。アノードはアノード集電体４１及びアノード触媒層４２を含み、カソードはカソード集電体４３及びカソード触媒層４４を含む。電解質膜４０には、例えば高プロトン伝導性を有するナフィオン膜が用いられる。アノード触媒層４２には、触媒として例えば被毒の少ないＰｔＲｕが用いられ、カソード触媒層４４には、触媒として例えばＰｔが用いられる。
【００１４】
アノード集電体４１の外側に配置されたアノード流路板４５は、メタノール水溶液を流すためのアノード流路を有する。アノード流路にはスタックセルユニット１１Ａ，１１Ｂに共通に設けられたメタノール水溶液供給口４６と、セルユニット１１Ａ，１１Ｂ毎に個別に設けられたメタノール水溶液排出口４７Ａ，４７Ｂが設けられる。メタノール水溶液供給口４６に、図１で示した熱交換器２０が接続される。メタノール水溶液排出口４７Ａ，４７Ｂには、図１で示したアノード出力合流部材２１が接続される。
【００１５】
一方、カソード集電体４３の外側に配置されたカソード流路板４８は、酸化剤である空気を流すための空気流路を有する。空気流路にはセルユニット１１Ａ，１１Ｂ毎に個別に設けられた空気供給口４９Ａ，４９Ｂと、スタックセルユニット１１Ａ，１１Ｂに共通に設けられた空気排出口５０が設けられる。空気供給口４９Ａ，４９Ｂに、図１で示した空気分岐部材２３の二つの空気吐出端がそれぞれ接続される。空気排出口５０には、図１で示した送気ポンプ２２の吸入口が接続される。
【００１６】
この構造のスタックセル１１においては、アノード触媒層４２にメタノール水溶液が供給されることにより、触媒反応によってプロトン（陽子）が発生し、発生したプロトンが電解質膜４０を通り抜け、カソード触媒層４４に供給された酸素と触媒上で反応することによって、発電が行われる。
【００１７】
すなわち、メタノール水溶液供給口４６からアノード流路板４５内のアノード流路に供給されたメタノール水溶液は、アノードカーボンペーパのようなアノード集電体４１と接してアノード集電体４１内に染み込むことにより、アノード触媒層４２にメタノール水溶液が供給される。一方、空気供給口４９Ａ，４９Ｂからカソード流路板４８内のカソード流路に取り入れられた空気は、カソード集電体４３に染み込むことにより、カソード触媒層４４に空気が供給される。このようにアノード触媒層４２にメタノール水溶液が供給され、カソード触媒層４４に空気が供給されることによって、化学反応により起電が行われる。
【００１８】
メタノール水溶液供給口４６からアノード流路板４５内のアノード流路に供給されたメタノール水溶液は、全てがアノード集電体４２に染み込むわけではなく、アノード集電体４２に染み込まずに残ったメタノール水溶液は、メタノール水溶液排出口４７Ａ，４７Ｂから排出される。同様に、空気供給口４９Ａ，４９Ｂからカソード流路板４８内のカソード流路に取り入れられた空気は、全てがカソード集電体４３に染み込むわけではなく、カソード集電体４３に染み込まずに残った空気は、空気排出口５０から排出される。
【００１９】
次に、図３を用いて本実施形態のＤＭＦＣシステムにおけるメタノール、メタノール水溶液、空気、水及び排出ガスの流れについて説明する。図３では、メタノール、メタノール水溶液、空気、水及び排出ガスの流れを矢印の模様で区別して示している。
【００２０】
まず、スタックセル１１のアノード系統におけるメタノール乃至メタノール水溶液の流れについて述べる。メタノール乃至メタノール水溶液は、燃料カートリッジ１２→第１送液ポンプ１３→混合タンク１４→第２送液ポンプ１９→熱交換器２０→スタックセル１１→アノード出力合流部材２１→熱交換器２０→第２送液ポンプ１９→混合タンク１４の経路で流れる。
【００２１】
すなわち、燃料カートリッジ１２内のメタノールは第１送液ポンプ１３によって混合タンク１４に送られ、ここで冷却器１５から送られてくる水と混合されることにより、メタノール水溶液が生成される。混合タンク１４で生成されたメタノール水溶液は、第２送液ポンプ１９によって熱交換器２０に送られ、ここで加熱された後にスタックセル１１の図２に示したメタノール水溶液供給口４６からアノード流路板４５内のアノード流路に供給され、アノード集電体４１を通してアノード触媒層４２に供給される。
【００２２】
アノード流路板４５内のアノード流路に供給されたメタノール水溶液のうち、アノード集電体４２に染み込まずに残ったメタノール水溶液は、メタノール水溶液排出口４７Ａ，４７Ｂから排出され、アノード出力合流部材２１によって合流された後、熱交換器２０に送られ、ここで冷却された後に第２送液ポンプ１９によって混合タンク１４に送られて回収される。
【００２３】
次に、スタックセル１１のカソード系統における空気の流れについて述べる。
空気は、外気→送気ポンプ２２→空気分岐部材２３→第２送液ポンプ１９→熱交換器２０→スタックセル１１→アノード出力合流部材２１→熱交換器２０→第２送液ポンプ１９→混合タンク１４の経路で流れる。
【００２４】
すなわち、送気ポンプ２２によって外部から取り込まれた空気は、空気分岐部材２３を介してスタックセル１１の図２に示した空気供給口４９Ａ，４９Ｂからカソード流路板４８内のカソード流路に供給され、カソード集電体４３を通してカソード触媒層４４に供給される。
【００２５】
カソード流路板４８内のカソード流路に供給された空気のうち、カソード集電体４３に染み込まずに残った空気は、空気排出口５０から排出される。排出された空気は送気ポンプ２２によって冷却器１５に送られ、ここで冷却されることにより水が生成される。生成された水は混合タンク１４に供給され、ここで燃料カートリッジ１２から第１送液ポンプ１３を介して供給されるメタノールと混合されることにより、メタノール水溶液が生成される。
一方、混合タンク１５内のアノード反応生成物及び空気は外部に排出される。
【００２６】
図４に、制御回路３４の具体的な回路図の例を示す。端子ＣＮ１には、スタックセル１１から発生される例えば８．４〜１４．４Ｖの電圧値の起電出力が入力され、スイッチＳ５１〜Ｓ５４、抵抗Ｒ２７、ダイオードＤ１−１及び抵抗Ｒ２８を介して負荷、例えばＰＣに供給される。抵抗Ｒ２７，Ｒ２８は電流検出用であり、その両端電圧は増幅器Ｂ７，Ｂ８を介して電流検出信号Ｉ１，Ｉ３として出力される。
【００２７】
一方、端子ＣＮ５には例えば１５Ｖ以上の電圧値を有する外部補助電源であるＡＣアダプタ補助電源が接続される。ＡＣアダプタ補助電源の出力は、スイッチＳ８及びダイオードＤ３を介して充電器５１に供給される。充電器５１には、スタックセル１１からの起電出力もダイオードＤ２を介して供給される。充電器５１にはスイッチＳ７，Ｓ６及び抵抗Ｒ２９を介して起動用補助電源３２であるリチウムイオン二次電池（ＬＩＢ）が接続される。抵抗Ｒ２９は電流検出用であり、その両端電圧は増幅器Ｂ９を介して電流検出信号Ｉ２として出力される。負荷であるＰＣには、ＬＩＢの出力をダイオードＤ１−２を介して供給することも可能となっている。
【００２８】
測定回路５３は、図４中の各部の電圧信号Ｖ１〜Ｖ４、電流信号Ｉ１〜Ｉ４及びスタックセル１１の各部の温度を示す温度信号Ｔ１〜Ｔ４を入力し、これらの値をディジタルに変換してＣＰＵ５４に送る。
【００２９】
ＣＰＵ５４は図４中に示す各種のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５１〜Ｓ５４，Ｓ６，Ｓ７、充電器５１、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２、測定回路５３及びＵＡＲＴドライバ５７の制御を行うほか、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ５５，５６の制御を行う。ＣＰＵ５４は、ダイオードＤ７を介して供給されるスタックセル１１からの起電出力、ダイオードＤ８を介して供給されるＡＣアダプタ補助電源出力、またはダイオードＤ６を介して供給されるリチウムイオン二次電池出力を電源として動作する。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ５２は、前述した第１送液ポンプ１３、第２送液ポンプ１９、送気ポンプ２２及び冷却器１５のファンを駆動するドライバであり、スイッチＳ３及びダイオードＤ５を介して供給されるスタックセル１１からの起電出力またはスイッチＳ２及びダイオードＤ４を介して供給されるリチウムイオン二次電池出力をＤＣ−ＤＣ変換して駆動信号を発生する。
【００３１】
燃料カートリッジ１２に付加されたＥＥＰＲＯＭ５５には、例えばＩＤ、内蔵しているメタノールの濃度、容器の容量及び出入口の大きさなどの燃料カートリッジ１２に関する諸元が記憶される。一方、もう一つのＥＥＰＲＯＭ５６には、例えば第２送液ポンプ１９により供給されるメタノール水溶液の量、送気ポンプ２２により供給される空気の量、及び温度など種々の情報が記憶される。これらのＥＥＰＲＯＭ５５，５６に記憶されている情報は、例えばＩ２Ｃバスを介して外部のホストコンピュータに伝送される。
【００３２】
図５に、本実施形態のＤＭＦＣシステムのモード遷移図を示す。図５に示されるように、１．０：スリープモード、２．０：スリープモード、３．０：システム供給モード、４．０：終了モード、５．０：外部補助電源モード及び６．０：手動モードの６つのモードがある。以下、主要なモードとモード間の移行条件について説明する。
【００３３】
［１．０：スリープモード］
スリープモードとは、ＤＭＦＣシステムが動作していない状態をいう。ＣＰＵ５４はＬＩＢにより電源が供給され、低速クロック（３２ｋＨｚ）動作により低消費電流の状態にあり、マイコン入出力端子の初期設定を保つ。
【００３４】
以下の割り込み受付時は、高速クロックを始動し、各々の割り込み原因が終了するまで高速クロックで作動する。
▲１▼ＲＥＳＥＴ；マイコンポートの初期化。
▲２▼パワースイッチＳ１オン；起動モードへ移行。
▲２▼外部からのＥＥＰＲＯＭアクセス；ＥＥＰＲＯＭ５５，５６の内容により処理が異なる。
▲３▼外部補助電源（ＡＣアダプタ補助電源）が接続され電圧が入力された場合；急速充電制御／ＵＡＲＴ通信。
▲４▼燃料カートリッジが着脱；燃料カートリッジ情報の更新。
【００３５】
［１．１：スリープモードから起動モードへの移行条件］
ＥＥＰＲＯＭの１８ｈ≠“０”の時にパワースイッチＳ１がオンか、ＥＥＰＲＯＭへ外部アクセスがあり、１００ｍｓ後ＥＥＰＲＯＭの１８ｈ＝“０”の時に高速クロックを始動し、下記の起動モード移行条件が全て成立すれば起動モードへ移行する。
【００３６】
起動モード移行条件＝
ａｎｄ  燃料カートリッジ接続
ａｎｄ  （燃料カートリッジ内残量＞燃料タンク低レベル警告残量（４０ｈ））
ａｎｄ  （ＬＩＢ電圧＞ＤＭＦＣシステム起動開始、ＬＩＢ電圧（６８ｈ））
ａｎｄ  （傾斜センサ入力電圧＞傾斜と判断する電圧以上（６Ｅｈ））
ａｎｄ  ＤＭＦＣシステム開始温度範囲内（６０ｈ〜６２ｈ）。
【００３７】
［２．０：起動モード］
ＤＭＦＣシステムの発電能力が早く定常状態になるような条件で、各補機を駆動制御する。スタート時は、ＬＩＢより補器を駆動する。最初に、パワースイッチＳ１の割り込みにより起動モードに入った場合、ＥＥＰＲＯＭへのＰＣシステムからのアクセスがされた場合と同じように、内蔵ＥＥＰＲＯＭのＲＡＭ部１８ｈの値を”０”にする。各補器の駆動スタートすることにより、開始する。
ＣＰＵ５４は高速クロックで動作し、システム内の各入力をスキャンして情報を更新する。取得した情報はＵＡＲＴで通信する。ＬＩＢから各補機へ供給する電流が０ｍＡになれば、起動モードからシステム供給モード移行へ処理が移る。
【００３８】
（外部割込み）
▲１▼ＲＥＳＥＴ；マイコンポートの初期化→スリープモードへ。
▲２▼パワースイッチ；終了モードへ。
▲２▼外部からのＥＥＰＲＯＭアクセス；ＥＥＰＲＯＭの内容により処理が異なる。
▲３▼外部補助電源が接続され電圧が入力された場合；急速充電制御。
▲４▼燃料カートリッジが着脱；燃料カートリッジ情報の更新とエラー処理。
【００３９】
［２．１：起動モードからシステム供給モードへの移行条件］
ＤＭＦＣシステムが負荷を十分駆動できる定常出力状態であることが確認できることにより、システム供給モードへ移行する。起動制御モード時に下記の移行条件が例えば２秒間継続して成立すれば、システム供給モードへ移行する。
【００４０】
システム供給モード移行条件＝
（（ＬＩＢ＿Ｉ  ＝＝  ０ｍＡ）  ｏｒ  （現在の出力電流≧ＤＭＦＣ最大出力電流＋ＬＩＢ放電電流））
ａｎｄ  （ＬＩＢ＿Ｖ（二次電池モニタ）＞起動から供給モード遷移ＬＩＢ電圧（６Ａｈ））
ａｎｄ  （ＤＭＦＣ温度≧起動から供給モード遷移ＤＭＦＣ温度（６Ｃｈ））
ａｎｄ  （ＤＭＦＣ温度＜ＤＭＦＣ継続最高温度（６３ｈ））。
【００４１】
［２．２：起動モードから終了モードへの移行条件］
▲１▼ＰＣのパワーオフ；ＥＥＰＲＯＭへの外部割込みの１００ｍｓ後に、ＲＡＭ部１８ｈに“０”と“２”以外の電源ステートがかかれた場合は、終了モードへ移行する。
▲２▼ＤＭＦＣのＤＭＦＣのパワーオフ；２秒未満パワースイッチが押された場合は、通常の終了モードへ移行する。２秒以上パワースイッチが押された場合は、終了モードの終了制御手順を順次行うが、１００ｍｓ毎の測定サイクルとその情報更新動作およびＵＡＲＴ通信動作を継続する。スリープモードへの移行はしない。
【００４２】
［３．０：システム供給モード］
通常、負荷駆動と補機駆動の全てをＤＭＦ出力でまかない、長時間安定運転制御を継続する。負荷の瞬時電力要求やＤＭＦＣ発電能力を超える電力要求に対しては、ＬＩＢが不足分を補充する。負荷への供給電力以上のＤＭＦＣ発電能力がある場合、余剰電力をＬＩＢへフロート充電する。
【００４３】
（外部割込み）
▲１▼ＲＥＳＥＴ；マイコンポートの初期化→スリープモードへ移行する。
▲２▼パワーオンスイッチ；終了モードへ移行する。
▲２▼外部からのＥＥＰＲＯＭアクセス；ＥＥＰＲＯＭの内容により処理が異なる。
▲３▼外部補助電源が接続され電圧が入力された場合；急速充電制御を行う。
▲４▼燃料カートリッジが着脱された場合；燃料カートリッジ情報の更新とエラー処理を行う。
【００４４】
［３．１：システム供給モードから終了モードへの移行条件］
▲１▼ＰＣのパワーオフ；ＥＥＰＲＯＭへの外部割込みの１００ｍｓ後にＲＡＭ部１８ｈに“０”と“２”以外の電源ステートが書かれた場合は、終了モードへ移行する。
▲２▼ＤＭＦＣのＤＭＦＣのパワーオフ；２秒未満パワースイッチが押された場合は通常の終了モードへ移行する。２秒以上パワースイッチが押された場合は、終了モードの終了制御手順を順次行うが、１００ｍｓ毎の測定サイクルとその情報更新動作およびＵＡＲＴ通信動作を継続する。スリープモードへの移行はしない。
【００４５】
［４．０：終了モード］
長時間保存が可能なように各補機の状態を保つ制御をし、スリープモードへ移行する。ＬＩＢは満充電する。ＤＭＦＣアノードへはメタノール濃度を減らし、送気ポンプの乾燥制御をし、終了する。ＰＣからのオフデータがＥＥＰＲＯＭに書かれるか、パワースイッチＳ１を押している時間が２秒未満のとき通常の終了モードでの処理をする。
【００４６】
パワースイッチＳ１が２秒以上押された場合、終了モードへ移行するが、再度ＤＭＦＣのパワースイッチが押されるまでＣＰＵ５４は入力スキャンと情報の更新を継続し、ＵＡＲＴ通信を継続する。通常の終了モードでの処理中に再度ＤＭＦＣのパワースイッチが押された場合は、起動モードへ移行する。
【００４７】
（外部割込み）
▲１▼ＲＥＳＥＴ；マイコンポートの初期化→スリープモードへ。
▲２▼パワースイッチオン；押された時間や状況により異なる。
▲２▼外部からのＥＥＰＲＯＭアクセス；ＥＥＰＲＯＭの内容により処理が異なる。
▲３▼外部補助電源が接続され電圧が入力された場合；急速充電制御。
▲４▼燃料カートリッジが着脱；燃料カートリッジ情報の更新とエラー処理。
【００４８】
（４．０：終了モード）
▲１▼ＬＩＢ満充電後、充電オフ。
▲２▼第１送液ポンプ１３と第２送液ポンプ１９を停止する。
▲３▼第２送液ポンプ１９の停止からＥＥＰＲＯＭのＲＡＭ部６Ｄｈ番地に記述の時間経過後、送気ポンプ２２を停止する。
▲４▼蓋を閉じる。
▲５▼冷却ファンが動作していたら、停止する温度まで冷却できるまで待つ。
▲６▼スイッチ３（ＤＭＦＣ＿ＡＳＳ）とスイッチ２（ＬＩＢ＿ＡＳＳ）をオフ。
ＤＭＦＣのパワースイッチは２秒以上押されて終了モードへ移行した場合、この状態で待機する。
再度ＤＭＦＣのパワースイッチが押された時と通常の終了制御モード時は、次の処理を行う。
▲７▼測定サイクルオフと測定回路電源オフ。
▲８▼ＵＡＲＴ通信オフ。
▲９▼高速クロックオフ；各出力ポートのレベルを初期値に設定し、スリープモードへ移行。
【００４９】
［４．１：終了モードからスリープモードへの移行条件］
終了モード制御手順が終わった場合。
【００５０】
［４．２：終了モードから起動モードへの移行条件］
ＥＥＰＲＯＭの１８ｈ≠“０”の時にパワースイッチＳ１がオンかＥＥＰＲＯＭへ外部アクセスがあり、１００ｍｓ後ＥＥＰＲＯＭの１８ｈ＝“０”のとき高速クロックを始動し、下記の起動モード移行条件が全て成立すれば起動制御モードへ移行する。
【００５１】
起動モード移行条件＝
ａｎｄ  燃料カートリッジ接続
ａｎｄ  （燃料カートリッジ内残量＞燃料タンク低レベル警告残量（４０ｈ））
ａｎｄ  （二次電池電圧＞ＤＭＦＣ起動開始ＬＩＢ電圧（６８ｈ））
ａｎｄ  （傾斜センサ入力電圧＞傾斜と判断する電圧以上（６Ｅｈ））
ａｎｄ  ＤＭＦＣ開始温度範囲内（６０ｈ〜６２ｈ）。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、長期間にわたって安定に負荷に電力を供給可能でな直接型メタノール燃料電池システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る直接型メタノール燃料電池システムの概略構成を示す平面図
【図２】同実施形態におけるスタックセル（起電装置）の構成例を示す図
【図３】同実施形態におけるメタノール、メタノール水溶液、空気、水及び排出ガスの流れを示す図
【図４】同実施形態における制御回路の具体的な回路図の例を示す図
【図５】同実施形態におけるモード遷移を示す図
【符号の説明】
１０…ケーシング
１１…スタックセル（ＤＭＦＣ起電装置）
１２…燃料カートリッジ
１３…第１送液ポンプ（燃料供給ポンプ）
１４…混合タンク
１５…冷却器
１６Ａ〜１６Ｃ…ファン
１７…濃度センサ
１８…液面センサ
１９…第２送液ポンプ
２０…熱交換器
２１…アノード出力合流部材
２２…送気ポンプ
２３…空気分岐部材
３０…サブケーシング
３１…基板
３２…起動用補助電源
３３Ａ，３３Ｂ…リチウムイオン二次電池
３４…制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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