專利名稱：：充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及使用通過供給氫氣等燃料而進(jìn)行發(fā)電的燃料電池、進(jìn)行二次電池等的充電的充電裝置，特別是作為防止在充電時對燃料電池產(chǎn)生過負(fù)荷的技術(shù)而有用。
背景技術(shù)：
：使用固體高分子電解質(zhì)的燃料電池，由于具有高能量變換效率，且為薄型小型、輕量，因而面向家庭用熱電聯(lián)供系統(tǒng)、汽車的開發(fā)非常活躍。另一方面，隨著近年的IT技術(shù)的活躍，手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等移動機(jī)器被頻繁使用，隨著這些移動機(jī)器的高功能化，消耗功率有增大的傾向。因此，即使對于作為它們的電源而主要使用的鋰離子二次電池而言，為提高電池容量的開發(fā)也#>盛行。但是，對于鋰離子二次電池的電池容量而言，理論上存在限度，因此，使用燃料電池的便攜式充電器的開發(fā)也在進(jìn)行。例如，在下述的專利文獻(xiàn)l中公開了如下的手機(jī)用充電器使用直接型甲醇燃料電池，為了使燃料電池穩(wěn)定地工作而進(jìn)行溫度控制。但是，對于使用直接型甲醇燃料電池的充電器來說，對于燃料的電池輸出不充分，在進(jìn)行快速充電時，有輸出不足的問題。另外，在下述的專利文獻(xiàn)2中公開了如下的便攜式充電器使用通過氫氣進(jìn)行發(fā)電的燃料電池，預(yù)貯藏由水的電解而產(chǎn)生的氫氣，通過將該氫氣供給燃料電池而發(fā)電的功率，來對二次電池充電。然而，在上述的充電器中，為了配合充電時發(fā)電所必需的氫氣量，精度良好地供給氫氣，必須要復(fù)雜的控制裝置。另外，如果不采用這樣的控制裝置，則存在殘余的氫氣從燃料電池排出的情況，而必須處理排氣。另一方面，作為高效率地對使用燃料電池的二次電池進(jìn)行充電控制的技術(shù)，在下述的專利文獻(xiàn)3中公開了設(shè)有如下充電電路的充電裝置即，進(jìn)行恒定電流充電直到二次電池達(dá)到規(guī)定電壓值為止，達(dá)到規(guī)定電壓值時，切換為恒定電壓充電來進(jìn)行充電的充電電路。在該充電裝置中，由于在充電的初期將二次電池的充電電流^:為一定，因此二次電池中不會產(chǎn)生過電流，具有提高二次電池的充放電的耐久性的效果。然而，在上述的充電裝置的充電電路中，由于將充電電流控制為一定，因此在燃料向燃料電池的供給量變動的體系的情況下，由于燃料的消耗量變?yōu)橐欢?，因而必須排出多余的燃料，也存在燃料的利用率降低的問題。在將二次電池內(nèi)置而能夠從外部充電的便攜機(jī)器中，一般是在內(nèi)部配備二次電池的充電電路，但由于預(yù)定為AC適配器那樣的恒定電壓'恒定電流的輸入，因而在直接連接燃料電池的輸出時，由于在充電初期產(chǎn)生過電流而有可能出現(xiàn)燃料電池的損傷。專利文獻(xiàn)l:特開2004-194434號爿iH艮專利文獻(xiàn)2:特開2004-56985號〃>才艮專利文獻(xiàn)3:特開2005-295705號爿>才艮
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供如下的充電裝置不必特別控制燃料供給，用簡易的裝置就可以很好地對二次電池進(jìn)行充電，燃料的利用率高，也難以產(chǎn)生對燃料電池的過負(fù)荷。上述目的可以通過如下的本發(fā)明達(dá)成。即，本發(fā)明的充電裝置的特征在于，具備供給燃料的燃料供給手段;燃料電池，利用由該燃料供給手段供給的燃料進(jìn)行發(fā)電并輸出；直流電壓變換電路，將該燃料電池的輸出電壓變換為規(guī)定的電壓并輸出；輸出部，為了輸出用于充電的功率，電連接所述直流電壓變換電路的輸出；電流控制手段，控制來自所述輸出部或所述燃料電池的輸出電流，使其不超過設(shè)定電流值；設(shè)定電流變更手段，以燃料消耗量的變動圖形接近于燃料向所述燃料電池的供給量的變動圖形的方式，使所述電流控制手段的所述設(shè)定電流值變化。根據(jù)本發(fā)明的充電裝置，由于可以通過電流控制手段將充電電流控制在設(shè)定值以下，而使燃料電池所要求的電池輸出難以過剩，因此，在充電初期難以發(fā)生對燃料電池的過負(fù)荷，可以^艮好地對二次電池充電。另外，由于設(shè)有配合燃料供給的變動圖形而使電流控制手段的設(shè)定電流值變化的設(shè)定電流變更手段，因而即使在燃料向燃料電池的供給量變化時，也可以改變設(shè)定電流值而使燃料消耗量與燃料供給量接近地變化，因而可以減少多余的燃料的排出量。因此，控制燃料向燃料電池的供給量的必要性變小，無需煩雜的控制操作、復(fù)雜的控制機(jī)構(gòu)。其結(jié)果是，成為不必特別控制燃料供給、用簡易的裝置就可以4艮好地對二次電池充電、燃料的利用率高、也難以發(fā)生對燃料電池的過負(fù)荷的充電裝置。另外，本發(fā)明的充電裝置的特征在于，具備供給燃料的燃料供給手段；燃料電池，利用由該燃料供給手段供給的燃料進(jìn)行發(fā)電并輸出；直流電壓變換電路，將該燃料電池的輸出電壓變換為規(guī)定的電壓并輸出；輸出部，為了輸出用于充電的功率，電連接所述直流電壓變換電路的輸出的一方；電流控制電路，介于所述直流電壓變換電路的輸出的另一方與所述輸出部之間，控制來自所述輸出部的輸出電流，使其不超過設(shè)定電流值；設(shè)定電流變更手段，以燃料消耗量的變動圖形接近于燃料向所述燃料電池的供給量的變動圖形的方式，使所述電流控制電路的所述設(shè)定電流值變化。根據(jù)本發(fā)明的充電裝置，由于可以一邊通過直流電壓變換電路維持充電電壓，一邊通過電流控制電路將充電電流控制在i殳定值以下，因而燃料電池所要求的電池輸出難以變得過剩，因此，在充電初期難以發(fā)生對燃料電池的過負(fù)荷，通過穩(wěn)定的充電電壓'充電電流可以4艮好地對二次電池進(jìn)行充電。另外，由于設(shè)有配合燃料供給的變動圖形而使電流控制電路的設(shè)定電流值變化的設(shè)定電流變更手段，因而即使在燃料向燃料電池的供給量變化時，也可以改變設(shè)定電流值而使燃料消耗量與燃料供給量接近地變化，因而可以減少多余的燃料的排出量。因此，控制燃料向燃料電池的供給量的必要性變小，無需煩雜的控制操作、復(fù)雜的控制機(jī)構(gòu)。其結(jié)果是，成為不必特別控制燃料供給、用簡易的裝置就可以很好地對二次電池充電、燃料的利用率高、也難以發(fā)生對燃料電池的過負(fù)荷的充電裝置。在上述中，所述設(shè)定電流變更手段，優(yōu)選基于預(yù)先決定的、與時間化。由于燃料向燃料電池的供給量的變動圖形是可以預(yù)測的，因而可以與此對應(yīng)地預(yù)先決定電流值的變動圖形。因此，通過設(shè)有基于該變動圖形而使所述電流控制電路的設(shè)定電流值變化的設(shè)定電流變更手段，即使在燃料向燃料電池的供給量變化時，也可以改變設(shè)定電流值而使燃料消耗量與燃料供給量接近地變動，因而可以減少多余的燃料的排出量。本發(fā)明中使用的燃料電池，優(yōu)選串聯(lián)電連接多個單元電池，并且還串聯(lián)連接由燃料供^f段供給的燃料的通路，其中，所述設(shè)定電流變更手段具備第1電壓檢測部，檢測位于燃料通路最下游的最終段單元電池的第1電壓；第2電壓檢測部，檢測最終段單元電池以外的其余的單元電池的第2電壓；第l電壓變動檢測部，檢測第1電壓的隨時間變動；第2電壓變動檢測部，檢測第2電壓的隨時間變動；設(shè)定值決定部，基于第1電壓和第2電壓的隨時間變動的程度，決定所述電流控制電路的設(shè)定電流值。在向該燃料電池供給燃料時，燃料首先被供給到位于上游側(cè)的單元電池，然后依次地被供給到位于下游側(cè)的單元電池。此時，燃料不足的現(xiàn)象容易發(fā)生在位于最下游的最終段的單元電池。因此，將構(gòu)成燃料電池的多個單元電池分為最終段的單元電池和除此之外的單元電池(組)，分別檢測最終段的單元電池的第1電壓和其余的單元電池的第2電壓。然后，檢測這些第1電壓和第2電壓的隨時間變動。通過檢測它們的隨時間變動，可以監(jiān)視燃料向燃料電池的供給量的變動程度，特別是，通過特別地檢測第1電壓的變動程度，可以精度良好地進(jìn)行監(jiān)視。由于基于這種隨時間變動而決定設(shè)定電流值，因而可以靈活地使i殳定電流值追隨燃料的消耗量而對應(yīng)，可以減少多余的燃料的排出。對于第2電壓而言，在最終段以外的單元電池存在多個的情況下，可以設(shè)定平均電壓，也可以i史定總電壓。在上述進(jìn)行隨時間變動的檢測的設(shè)定電流變更手段中，優(yōu)選第1電壓、第1、第2電壓變動檢測^由現(xiàn)在的電壓值和過:的多個采樣點(diǎn)的電壓值來檢測電壓值的減少傾向的程度、增加傾向的程度；設(shè)定值決定部根據(jù)該程度的情況決定對現(xiàn)在的設(shè)定電流值的調(diào)整值。根據(jù)該構(gòu)成，基于規(guī)定的采樣周期，監(jiān)視第l、第2電壓的隨時間變動。對于隨時間變動的程度而言，由現(xiàn)在的采樣點(diǎn)的電壓值和過去的多個采樣點(diǎn)的電壓值來檢測現(xiàn)在的電壓值的變動是有減少傾向、還是有增加傾向，并檢測其程度。所述程度的演算方法，考慮有如下的評價方法例如，相對上次的釆樣點(diǎn)的電壓值，如果增加則為+1，如果減少則為-1,如^目同則為0。不過，并不限于此?；谶@樣的增加或減少的程度來決定對現(xiàn)在的設(shè)定電流值的調(diào)整值。例如，如果增加或減少的程度大，則調(diào)4Hi也決定加大。由此，可以精度良好地追從燃料的消耗量。進(jìn)而，在本發(fā)明中為了決定調(diào)整值，設(shè)有設(shè)定用于決定上述調(diào)^i的函數(shù)的函數(shù)設(shè)定部，該函數(shù)優(yōu)選將現(xiàn)在的設(shè)定電流值作為輸入函數(shù)而決定調(diào)抓。為了決定調(diào)整值而設(shè)定函數(shù)，可以決定對應(yīng)于現(xiàn)在的設(shè)定電流值大小的確切的調(diào)整值。例如，現(xiàn)在的設(shè)定電流值越小，則可以將調(diào)整值設(shè)為越大。函數(shù)例如可以以表的形式預(yù)先設(shè)定。另外，所述電流控制電路，優(yōu)選具備在所述直流電壓變換電路的輸出的另一方與所述輸出部之間串聯(lián)連接的電流控制元件，比較根據(jù)在該電流控制元件中流過的電流而變化的檢測電壓與成為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓，通過對應(yīng)于電壓差的輸入信號將在所述電流控制元件中流過的電流控制在設(shè)定電流值以下。根據(jù)這樣的電流控制電路，可以將充電用的輸出部的輸出電流作為電壓確切地檢測，通過對應(yīng)于與基準(zhǔn)電壓的電壓差的輸入信號，可以更確切地將在電流控制元件中流過的電流控制在設(shè)定電流值以下。其結(jié)果為，可以更確切地控制來自輸出部的輸出電流，使其不超過規(guī)定的電流值。另一方面，所述電流控制手段優(yōu)選通過如下方式控制來自所述輸出部的輸出電流以使其不超過設(shè)定電流值，即，檢測所述直流電壓變換電路的輸入側(cè)或輸出側(cè)的電流，并輸入到所述直流電壓變換電路的電壓調(diào)節(jié)用的反饋輸入。根據(jù)這種構(gòu)成，由于可以通過電流控制手段控制直流電壓變換電路的輸出電流，因此與在直流電壓變換電路的后段設(shè)置電流控制電路的情況相比，沒必要過度升壓，由此導(dǎo)致的能量損失變小，充電效率提高。另外優(yōu)選，所述燃料供給手段供給氫氣作為燃料；所述燃料電池利用氫氣進(jìn)行發(fā)電，并且若輸出電流下降則使氫氣的消耗量降低。如果使用這樣的燃料電池，則在充電的后期，輸出部的充電電流降低時，即使燃料電池所要求的輸出電流下降，由于氫氣的消耗量降低，因而即使不進(jìn)行燃料的供給控制，也能夠自動地進(jìn)行應(yīng)對。圖1:表示本發(fā)明的充電裝置的一例的構(gòu)成示意圖。圖2:表示用于本發(fā)明的充電裝置的電流控制電路的一例的電路圖。圖3:表示用于本發(fā)明的充電裝置的單元電池的一例的組裝立體圖。圖4:表示用于本發(fā)明的充電裝置的單元電池的一例的縱剖面圖。圖5:表示實(shí)施例中各部的電壓、電流及輸出的經(jīng)時變化的曲線圖，及表示氫供給量和氫消耗量的經(jīng)時變化的曲線圖。圖6:表示實(shí)施例、比較例中氫供給總量和氫消耗總量的經(jīng)時變化的曲線圖。圖7:表示設(shè)定電流變更手段的其它實(shí)施方式的構(gòu)成的模式圖。圖8:表示輸出和瞬時消耗量的經(jīng)時變化的曲線圖。圖9:表示輸出容量和氫消耗量的經(jīng)時變化的曲線圖。圖10:表示本發(fā)明的充電裝置的其它例的構(gòu)成示意圖。圖11:表示本發(fā)明的充電裝置的其它例的構(gòu)成示意圖。符號說明1固體高分子電解質(zhì)2陰極側(cè)電極板3陽極側(cè)電極板4陰極側(cè)金屬板5陽極側(cè)金屬板10燃料供給手段11氫發(fā)生劑20直流電壓變換電路30輸出部40電流控制電路41電流控制元件60設(shè)定電流變更手段61第1電壓檢測部62第2電壓檢測部64第1電壓變動檢測部65第2電壓變動檢測部66設(shè)定值決定部67函數(shù)設(shè)定部70電5充檢測部71電流檢測元件80輸出電流控制手段FC燃料電池Sl，S2，S3，S4單元電池具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖l是表示本發(fā)明的充電裝置的一例的構(gòu)成示意圖，圖2是表示用于本發(fā)明的充電裝置的電流控制電路的一例的電路圖。圖3~圖4為表示用于本發(fā)明的充電裝置的單元電池的一例的組裝立體圖和縱剖面圖。如圖1所示，本發(fā)明的充電裝置具備供給燃料的燃料供給手段10;通過由該燃料供給手段10供給的燃料進(jìn)行發(fā)電并輸出的燃料電池FC;輸出用于充電的功率的輸出部30。在本實(shí)施方式中，顯示出使用采用氫發(fā)生劑11的燃料供給手段10和氫供給型的燃料電池FC時的例子。本發(fā)明的充電裝置的特征在于，在這樣的充電裝置中具備直流電壓變換電路20，將燃料電池FC的輸出電壓變換為規(guī)定的電壓并輸出；輸出部30，為了輸出用于充電的功率，電連接所述直流電壓變換電路20的輸出；電流控制手段(在圖1的例子中為電流控制電路40)，控制來自所述輸出部30的輸出電流，使其不超過設(shè)定電流值；設(shè)定電流變更手段60，以燃料消耗量的變動圖形接近于燃料向燃料電池FC的供給量的變動圖形的方式，使電流控制手段的設(shè)定電流值變化。在本實(shí)施方式中，顯示出如下例子輸出部30電連接于直流電壓變換電路20的輸出的一方，并且，設(shè)有控制電流電路40作為電流控制手段，所述控制電流電路介于所述直流電壓變換電路20的輸出的另一方與所述輸出部30之間、控制來自所述輸出部30的輸出電流使其不超過設(shè)定電流值。直流電壓變換電路20也稱為DC-DC轉(zhuǎn)換器，是將直流的輸入電壓變換、輸出電壓更大的直流的電路。在本發(fā)明中，特別是構(gòu)成小型充電裝置時，優(yōu)選使用利用升壓電路的升壓轉(zhuǎn)換器。升壓電路的原理為，通過對線圏的輸入功率的開-關(guān)而產(chǎn)生電流變化，將據(jù)此產(chǎn)生的電壓上升部分在振蕩電路中使其連續(xù)產(chǎn)生，作為輸出而取出。因此，升壓轉(zhuǎn)換器具備振蕩電路和電力電路，根據(jù)需要，可追加輸出電壓調(diào)整電路、二次濾波器、外部時鐘同步電路等。市售有各種升壓轉(zhuǎn)換器用的集成電路(插件)，根據(jù)推薦的標(biāo)準(zhǔn)的電路構(gòu)成，可以構(gòu)成本發(fā)明的直流電壓變換電路20。在本實(shí)施方式中，特別優(yōu)選即使輸入電壓變動也將輸出電壓調(diào)整為一定的直流電壓變換電路20。即，在燃料電池FC中，具有若輸出電流下降則輸出電壓增加的性質(zhì)，從即使輸出電流下降、電壓增加，也維持直流電壓變換電路20的輸出電壓的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選即使輸入電壓變動、也將輸出電壓調(diào)整為一定的直流電壓變換電路20。直流電壓變換電路20—般具備輸入VIN+、VIN-、輸出OUT+、OUT-、接地GND等。直流電壓變換電路20的輸入VIN+、VIN-與燃料電池FC的電極2、3連接，輸出OUT+與輸出部30的+側(cè)端子31和電流控制電路40的電源V+連接，輸出OUT-接地并且與電流控制電路40的控制用輸入45連接。來自直流電壓變換電路20的輸出電壓，根據(jù)成為充電對象的機(jī)器、內(nèi)置的電池的種類等而決定。例如，內(nèi)置有3.7V輸出的鋰二次電池的手機(jī)的情況下，采用5V左右的輸出電壓。另一方面，對直流電壓變換電路20的輸入電壓可以根據(jù)燃料電池FC的特性、個數(shù)來決定，但在5V左右的輸出電壓的情況下，從直流電壓變換電路20穩(wěn)定工作及效率的角度考慮，優(yōu)選設(shè)為24V的輸入電壓。電流控制電路40控制輸出部30的輸出電流使其不超過設(shè)定電流值，一般使用晶體管(包括FET)等的電流控制元件41。在使用晶體管等的電流控制元件41時，電流控制元件41的電流被基礎(chǔ)輸入電壓等控制，但是通過設(shè)置若該電流超過一定值則基礎(chǔ)輸入電壓等降低的反饋電路(一般也作為保護(hù)電路)，從而可以控制輸出電流使其不超過規(guī)定的電流值。作為這樣的反饋電路，也可以僅用被動部件構(gòu)成，但優(yōu)選使用晶體管、運(yùn)算放大器等主動部件。進(jìn)而，在進(jìn)行更確切地控制方面，優(yōu)選使用運(yùn)算放大器的電流控制電路40。另一方面，如圖2所示，本發(fā)明中的電流控制電路40優(yōu)選具備在直流電壓變換電路20的輸出的另一方與輸出部30之間串聯(lián)連接的電流控制元件41,比較才艮據(jù)在該電流控制元件41中流過的電流而變化的檢測電壓與成為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓，通過對應(yīng)于電壓差的輸入信號將在所述電流控制元件41中流過的電流控制在設(shè)定電流值以下。此時，優(yōu)選使用運(yùn)算放大器44放大對應(yīng)于電壓差的輸入信號。在圖示的例子中，通過設(shè)置于電流控制元件41和直流電壓變換電路20的輸出OUT-之間的電阻42，產(chǎn)生根據(jù)電流控制元件41中流過的電流而變化的檢測電壓，將該檢測電壓輸入到運(yùn)算放大器44的-側(cè)輸入。另一方面，通過含有可變電阻43的一系列恒定電壓電路，生成成為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓，將其輸入到運(yùn)算放大器44的+側(cè)輸入。對應(yīng)于此時的電壓差的輸入信號，通過運(yùn)算放大器44的放大功能，使晶體管等的電流控制元件41的基礎(chǔ)輸入電壓等變大。因此，如果與輸出部30的電流相同的電阻42的電流超過一定值，則輸入到運(yùn)算放大器44的電壓差變小，其輸出電壓，即電流控制元件41的基礎(chǔ)輸入電壓等大幅下降，在電流控制元件41中流過的電流也降低。由此，可以控制輸出部30的輸出電流使其不超過設(shè)定電流值。另外，如圖2所示，恒定電壓電路的構(gòu)成為，將與電阻R1串聯(lián)連接的恒定電壓二極管D的電壓，在與電阻R2R3串聯(lián)連接的可變電阻43處作為規(guī)定電壓取出。另外，運(yùn)算放大器44需要電源供給，將接地與直流電壓變換電路20的輸出OUT+連接。設(shè)定電流變更手段60，是以燃料消耗量的變動圖形接近于燃料向燃料電池FC的供給量的變動圖形的方式，使電流控制電路40的設(shè)定電流值變化的機(jī)構(gòu)。圖5(a)例示出燃料向燃料電池FC的供給量的變動圖形和消耗量的變動圖形，通過設(shè)定電流變更手段60使電流控制電路40的設(shè)定電流值變化，從而使消耗量的變動圖形與供給量的變動圖形接近。即，在本發(fā)明中，不是將設(shè)定電流值控制為一定(即，燃料的消耗量一定)，而是通過設(shè)定電流變更手段60來進(jìn)行使電流控制電路40的設(shè)定電流值變化的控制。此時，只要包含使設(shè)定電流值變化的控制、且其是使消耗量的變動圖形與供給量的變動圖形接近的方向，就相當(dāng)于本發(fā)明的設(shè)定電流變更手段60。通過設(shè)定電流變更手段60使電流控制電路40的設(shè)定電流值變化時，可以舉出利用預(yù)先決定的變動圖形的方法，或者，利用反饋控制和/或前饋控制的方法等，可以是任一種方法。相對于供給量的變動圖形，優(yōu)選消耗量的變動圖形被控制在50~100%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選被控制在70~100%的范圍內(nèi)。作為利用預(yù)先決定的變動圖形的方法，對燃料向燃料電池的供給量的變動圖形進(jìn)行預(yù)測，使用與此對應(yīng)的電流值的變動圖形的方法(圖5(a)的情況)是有效的。此時，設(shè)定電流變更手段60為基于預(yù)先決定的、與時間一起變化的電流值的變動圖形，而使電流控制電路40的設(shè)定電流值變化的機(jī)構(gòu)。作為最簡單的機(jī)構(gòu)，可以舉出通過定時器控制而使設(shè)定電流值變化的情形。在進(jìn)行反饋控制時，可以舉出檢測來自燃料電池FC的燃料排出量的方法、檢測燃料電池FC內(nèi)部壓力的方法、檢測燃料電池FC的最終段的單元電池電壓的方法等。另外，進(jìn)行前饋控制時，可以舉出檢測燃料向燃料電池FC的供給量的方法等。作為通過設(shè)定電流變更手段60使電流控制電路40的設(shè)定電流值變化的方法，有使電流控制電路40的可變電阻43機(jī)械性變動的方法，但優(yōu)選利用使輸入于運(yùn)算放大器44的基準(zhǔn)電壓變動的電子電路。即，由于對應(yīng)于設(shè)定電流值的基準(zhǔn)電壓是由電流控制電路40的電路特性而決定的，因而通過利用電子電路，可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化、低成本化等。利用電子電路時，例如通過利用能程序化的微型電腦進(jìn)行序列控制，使對應(yīng)于電流值變動圖形的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生的方法是有效的。另外，在進(jìn)行反饋控制等時，從使控制遲延等匹配的觀點(diǎn)考慮，也優(yōu)選利用能程序化的微型電腦，附加在進(jìn)行反饋控制時追加的控制參數(shù)。具體而言，可以舉出如下的控制等，例如，每隔一定時間(例如每隔0.25秒)釆樣(檢測)燃料電池FC的最終段的單元電池和前段的單元電池的電壓，將多次采樣的電壓的增減參數(shù)化，通過該參數(shù)的條件式(例如維持前段電壓且最終段電壓下降的情況)的判定，將設(shè)定電流值進(jìn)行增減(例如，使設(shè)定電流值僅如下變化，即在上述條件下為-10mA，在其它條件下為+10mA)的控制，為了反映對其控制延遲的參數(shù)，經(jīng)過一定時間(例如0.5秒)再用條件式進(jìn)行判定的控制。輸出部30的輸出電壓根據(jù)其輸出電壓和燃料電池FC的容量(由有效面積等決定)、電特性等來決定。例如，對內(nèi)置有3.7V輸出的鋰二次電池的手機(jī)進(jìn)行充電的情況下，氫供給型燃料電池FC的容量為3W左右時，優(yōu)選在輸出部30的輸出電流不超過0.6A的范圍使設(shè)定電流值變化。在直接甲醇型等的燃料電池FC的情況下，為了使其容量更小，優(yōu)選將閾值設(shè)定在更小的電流值的范圍內(nèi)。作為氫供給型的燃料電池FC，如圖3~圖4所示，優(yōu)選具備單個或多個如下的單元電池，即，利用板狀的固體高分子電解質(zhì)1、在該固體高分子電解質(zhì)i的一側(cè)配置的陰極側(cè)電極板2、在另一側(cè)配置的陽極側(cè)電極板3、向上述陰極側(cè)電極板2供給含氧氣體的含氧氣體供給部、和向上述陽極側(cè)電極板3供給氫氣的氫氣流路部形成的單元電池。在本實(shí)施方式中，示出使用如下單元電池的例子，即如圖3~圖4所示，在陽極側(cè)金屬板5通過蝕刻形成氫氣流路溝9而構(gòu)成氫氣流路部，在陰極側(cè)金屬板4形成用于自然供給空氣的開口部4c而構(gòu)成含氧氣體供給部的單元電池。如此，通過利用金屬板4、5來構(gòu)成供給部，可以實(shí)現(xiàn)燃料電池的薄型化、輕量化。作為固體高分子電解質(zhì)1，只要是在以往的固體高分子膜型電池中使用的電解質(zhì)，就可以是任意的，但從化學(xué)穩(wěn)定性及導(dǎo)電性的角度講，優(yōu)選使用由作為超強(qiáng)酸的具有磺酸基的全氟碳聚合物形成的陽離子交換膜。作為這樣的陽離子交換膜，優(yōu)選使用NAFION(注冊商標(biāo))。另外，例如可以是在由聚四氟乙烯等的氟樹脂形成的多孔膜上含浸有上述NAFION、其它的離子傳導(dǎo)性物質(zhì)的情形，或在由聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴樹脂形成的多孔膜、無紡布上擔(dān)載有上述NAFION、其它的離子傳導(dǎo)性物質(zhì)的情形。固體高分子電解質(zhì)1的厚度越薄則對整體的薄型化越有效，但如果考慮到離子傳導(dǎo)功能、強(qiáng)度、操作性等，則可以使用10~300pm，優(yōu)選25~50nm。電極板2、3可以使用發(fā)揮作為氣體擴(kuò)散層的功能而進(jìn)行燃料氣體、氧化氣體及水蒸汽的供給、排出的同時，發(fā)揮集電功能的物質(zhì)。作為電極板2、3,可以使用相同或不同的物質(zhì)，優(yōu)選在其基材上擔(dān)載具有電極催化作用的催化劑。優(yōu)選催化劑至少擔(dān)載于與固體高分子電解質(zhì)l相接的內(nèi)面2b、3b上。作為電極基材，可以使用例如碳紙、碳纖維無紡布等的纖維碳、導(dǎo)電性高分子纖維的集合體等的導(dǎo)電性多孔材料。一般而言，電極板2、3是在這樣的導(dǎo)電性多孔材料中添加氟樹脂等的疏水性物質(zhì)而制作的，在擔(dān)載有催化劑時，將鉑微粒子等的催化劑和氟樹脂等的疏水性物質(zhì)混合，向其中混合溶劑，制成漿狀或油墨狀后，將其涂布于與固體高分子電解質(zhì)膜對向設(shè)置的電極基材的單面上而形成。一般而言，電極板2、3、固體高分子電解質(zhì)l是根據(jù)供給到燃料電池的還原氣體和氧化氣體來設(shè)計的。在本發(fā)明中，使用空氣、純氧等含氧氣體作為氧化氣體，并且使用氫氣作為還原氣體(燃料)。在本發(fā)明中，在自然供給空氣側(cè)的陰極側(cè)電極板2中，由于發(fā)生氧和氫離子的反應(yīng)而生成水，因而優(yōu)選根據(jù)所述的電極反應(yīng)進(jìn)行設(shè)計。從減少氫氣的排出量，穩(wěn)定且持續(xù)、高效地進(jìn)行發(fā)電的理由考慮，向燃料電池24供給的氫氣，優(yōu)選其純度為95%以上，更優(yōu)選純度為99%以上，進(jìn)而優(yōu)選純度為99.9%以上。作為催化劑，可以使用選自鉑、鈀、釕、銠、銀、鎳、鐵、銅、鈷及鉬中的至少一種金屬，或其氧化物，也可以使用預(yù)先在炭黑等上擔(dān)載這些催化劑而得到的物質(zhì)。電極板2、3的厚度越薄則對整體的薄型化越有效，但考慮到電極反應(yīng)、強(qiáng)度、操作性等，優(yōu)選50500jim。電極板2、3與固體高分子電解質(zhì)1可以預(yù)先進(jìn)行粘合、融合等來層疊一體化，也可以僅是單純地層疊配置。這樣的層疊體可以作為薄膜電極組裝體(MembraneElectrodeAssembly:MEA)而獲得，也可以使用它。在本實(shí)施方式中，在陰極側(cè)電極板2的表面配置有陰極側(cè)金屬板4，在陽極側(cè)電極板3的表面配置有陽極側(cè)金屬板5。另外，陽極側(cè)金屬板5上設(shè)有氫氣的注入口5c及排出口5d，在其間設(shè)有流路溝9。在本發(fā)明中，優(yōu)選在含氧氣體供給部設(shè)置抑制水分從陰極側(cè)向外部擴(kuò)散的擴(kuò)散抑制機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，如下構(gòu)成在陰極側(cè)金屬板4上設(shè)有用于自然供給空氣中的氧的開口部4c,其相當(dāng)于作為擴(kuò)散抑制機(jī)構(gòu)而起作用的擴(kuò)散抑制板，以便能夠通過該擴(kuò)散抑制板而自然供給空氣。優(yōu)選在作為擴(kuò)散抑制板的陰極側(cè)金屬板4上設(shè)置相對陰極側(cè)電極板2的面積、開口率為10~30%的開口部4c。設(shè)為這樣的開口率時，只要在該開口率的范圍內(nèi)，則開口部4c的個數(shù)、形狀、大小、形成位置等可以是任意。只要是在上述的開口率的范圍內(nèi)，就可以充分進(jìn)行源自陽極側(cè)電極板2的集電。陰極側(cè)金屬板4的開口部4c,例如可以規(guī)則地或隨機(jī)地設(shè)有多個圓孔、切口等。作為金屬板4、5，只要不對電極反應(yīng)產(chǎn)生壞的影響就可以使用任意金屬，可例舉出不銹鋼板、鎳、銅、銅合金等。但是，從伸展性、重量、彈性模量、強(qiáng)度、耐腐蝕性、加壓加工性、蝕刻加工性等的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選不銹鋼板、鎳等。對于金屬板4、5，為了降低與電極板2、3的接觸電阻，優(yōu)選施加鍍金等的貴金屬鍍覆。在陽極側(cè)金屬板5設(shè)置的流路溝9，只要能通過與電極板3接觸而形成氫氣等的流路，就可以是任意的平面形狀、剖面形狀。但是，考慮到流路密度、層疊時的層疊密度、彎曲性等，則優(yōu)選主要形成與金屬板5的一邊平行的縱溝9a和垂直的橫溝9b。在本實(shí)施方式中，取流路密度與流路長度的平衡，以使多條(在圖示的例子中為3條)的縱溝9a與橫溝9b串聯(lián)連接。另外，可以在電極板3的外面形成這樣的金屬板5的流路溝9的一部分(例如橫溝9b)。作為在電極板3的外面形成流路溝的方法，可以為加熱加壓、切削等的機(jī)械方法，但在很好地進(jìn)行微細(xì)加工的方面，優(yōu)選通過激光照射來進(jìn)行溝加工。從進(jìn)行激光照射的觀點(diǎn)出發(fā)，作為電極板2、3的基材也優(yōu)選纖維碳的集合體。與金屬板5的流路溝9連通的注入口5c及排出口5d，分別可以形成1個或多個。金屬板4、5的厚度越薄則越對整體的薄型化越有效，考慮到強(qiáng)度、伸展性、重量、彈性模量、操作性等，則優(yōu)選0.1lmm。作為在金屬板5上形成流路溝9的方法，從加工的精度、容易性出發(fā)，優(yōu)選蝕刻。在利用蝕刻的流路溝9中，優(yōu)選寬幅0.1~10mm、深度0.05~lmm。另外，流路溝9的截面形狀優(yōu)選大致四邊形、大致梯形、大致半圓形、V字形等。對于向金屬板4形成開口部4c、金屬板4、5的周邊部的薄壁化、向金屬板5形成注入口5c等，優(yōu)選利用蝕刻。例如可以使用干膜抗蝕劑等，在金屬表面形成規(guī)定形狀的抗蝕涂層后，使用對應(yīng)于金屬板4、5的種類的蝕刻液來進(jìn)行蝕刻。另外，通過使用2種以上金屬的層疊板，對每種金屬選擇性地進(jìn)行蝕刻，可以更高精度地控制流路溝9的截面形狀。圖4所示的實(shí)施方式為，通過蝕刻金屬板4、5的斂縫部(外緣部)進(jìn)一步將厚度制薄的例子。這樣，通過對斂縫部進(jìn)行蝕刻而制成適當(dāng)?shù)暮穸?，可以更容易地進(jìn)行采用斂縫的封閉。從該觀點(diǎn)出發(fā)，作為斂縫部的厚度，優(yōu)選0.05~0.3mm。在本發(fā)明中，只要在陰極側(cè)電極板2上形成供給含氧氣體的含氧氣體供給部，在陽極側(cè)電極板3上形成供給氫氣的氫氣流路部，則流路部等的形成結(jié)構(gòu)可以為任意。在金屬板4、5上形成流路部等時，金屬板4、5的周緣優(yōu)選在電絕緣的狀態(tài)下通過壓彎機(jī)來進(jìn)行封閉。在本實(shí)施方式中，示出利用斂縫進(jìn)行封閉的例子。電絕緣，可以在絕緣材料6、固體高分子電解質(zhì)1的周緣部、或?qū)⑦@兩者隔開來進(jìn)行。使用絕緣材料6時，作為其厚度，從薄型化的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選O.lmm以下。通過涂布絕緣材料，可以進(jìn)一步進(jìn)行薄型化(例如絕緣材料6的厚度也可以為1nm)。作為絕緣材料6，可以使用片狀的樹脂、橡膠、熱塑性彈性體、陶瓷等，從提高密封性方面，優(yōu)選樹脂、橡膠、熱塑性彈性體等，特別優(yōu)選聚丙烯、聚乙烯、聚酯、氟樹脂、聚酰亞胺。絕緣材料6可以與金屬板4、5的周緣直接粘合或通過粘合劑進(jìn)行粘合，或者進(jìn)行涂布，預(yù)先與金屬板4、5—體化。作為斂縫結(jié)構(gòu)，從密封性、制造的容易性、厚度等的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選圖2所示的結(jié)構(gòu)。即，優(yōu)選如下的斂縫結(jié)構(gòu)將一方的金屬板5的外緣部5a制得比另一方外緣部4a大，隔著絕緣材料6,使一方的金屬板5的外緣部5a折返回來，使得其夾壓另一方的金屬板4的外緣部4a。在該斂縫結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選通過加壓加工等，在金屬板4的外緣部4a預(yù)設(shè)高低平面的差異。這樣的斂縫結(jié)構(gòu)本身作為金屬加工是公知的，可以通過公知的斂縫裝置形成斂縫結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，可以使用1個或多個如上那樣的單元電池，來構(gòu)成燃料電池FC。在該燃料電FC中，各個單元電池通常以電串聯(lián)的方式連接，也可以使電流值優(yōu)先進(jìn)行并聯(lián)連接。在使用單元電池時，金屬板5的氫氣注入口5c及排出口5d，可以直接接合供給氫氣用的管，但在進(jìn)行燃料電池的薄壁化方面，如圖4所示，優(yōu)選設(shè)置厚度小、具有平行于金屬板5表面的管5f的管接頭5e。本發(fā)明的燃料供給手段10,只要是可以供給燃料電池FC的燃料就可以是任意的，根據(jù)燃料電池FC的種類，選擇各種燃料供給手段IO。例如，在氫供給型的燃料電池FC的情況下，采用使用氫發(fā)生劑、氫吸收合金的燃料供給手段，燃料供給手段也可以為收容氫的壓力容器等。另外，在直接甲醇型的情況下，用液體的供給體系、流量控制體系等構(gòu)成燃料供給手段IO，在甲醇改性型的情況下，進(jìn)一步附加改性器等。在本發(fā)明中，構(gòu)成小型充電裝置時，特別優(yōu)選使用了氫發(fā)生劑的燃料供給手段10和氫供給型的燃料電池FC的組合。在本實(shí)施方式中，示出使用了氫發(fā)生劑ll的燃料供給手段IO的例子。本實(shí)施方式的燃料供給手段IO，例如，如圖l所示，具備反應(yīng)容器12和反應(yīng)液14的供給部13，所述反應(yīng)容器12裝有通過與水等的反應(yīng)液14反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣的氬發(fā)生劑11。另外，也可以具備調(diào)節(jié)氫氣向燃料電池FC的供給量的供給側(cè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在反應(yīng)液14的供給部13中可以具有貯液部15，可以制成直接向反應(yīng)容器12供給水等的反應(yīng)液14的結(jié)構(gòu)。設(shè)有貯液部15時，可以設(shè)置注水口，根據(jù)水的消耗量而能夠追加供給水。貯液部15中也可以配置纖維集合體、多孔體，通過毛細(xì)管現(xiàn)象在規(guī)定部分保持水。在反應(yīng)液14的供給部中可以具有輸送貯液部15的反應(yīng)液14的壓送機(jī)構(gòu)。作為燃料供給手段10的氫氣發(fā)生機(jī)構(gòu)，在反應(yīng)容器12內(nèi)具備通過與水分(水或水蒸汽)反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣的氫發(fā)生劑11等，由此可以向燃料電池FC供給氫氣。在氫發(fā)生劑11的反應(yīng)需要加熱時，設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)。作為氫發(fā)生劑11，優(yōu)選與水分反應(yīng)而生成氫的金屬粒子，可以舉出選自Fe、Al、Mg、Zn、Si等中的一種以上的金屬粒子，它們被部分氧化的金屬粒子。另外，通過添加用于促進(jìn)氧化反應(yīng)的金屬催化劑等，可以在更低溫下使氫氣發(fā)生。進(jìn)而，可以將MgH2等的氫化金屬單獨(dú)或與上述合并使用。氫發(fā)生劑11可以以金屬粒子原樣充填于反應(yīng)容器12內(nèi)，也可以使用使金屬粒子結(jié)合而得的多孔體。通過這樣的氫氣發(fā)生機(jī)構(gòu)，可以產(chǎn)生氫組成為約100%(除水分)的氫氣。氫氣發(fā)生單元電池和燃料電池FC利用氫供給管連結(jié)，產(chǎn)生的氫氣(H2)供給到燃料電池FC的單元電池的陽極側(cè)空間。本發(fā)明的充電裝置，如圖1所示，可用于對內(nèi)置有鋰離子二次電池53的手機(jī)50進(jìn)行充電。充電可以對各種二次電池、大容量的電容器等進(jìn)行，例如可以對鋰離子二次電池、鎳鎘二次電池、鎳氫二次電池等二次電池進(jìn)行。如圖1所示，手機(jī)50—般形成通過充電電路52對鋰離子二次電池53等進(jìn)行充電的構(gòu)成，通過連接器51將來自輸出部30的功率供給到手機(jī)50。手機(jī)50的充電電路52，由于預(yù)定AC適配器那樣的恒定電壓-恒定電流的輸入，因而通過連接本發(fā)明的充電裝置，在充電的前半段進(jìn)行恒定電流且恒定電壓的充電，在后半段在恒定電壓下進(jìn)行充電(參照圖5)。此時，對于鋰離子二次電池53等，施加被充電電路52控制的電壓、電流。作為充電電路52，一般根據(jù)二次電池53等使充電電壓變化。本發(fā)明的充電裝置無需特別控制燃料供給，以簡易的裝置就可以很好地對二次電池充電，也難以發(fā)生對燃料電池的過負(fù)荷，因此可以構(gòu)成便攜型，因而可以很好地用于特別是手機(jī)、筆記本PC等的移動機(jī)器的充電。實(shí)施例以下，對具體顯示本發(fā)明的構(gòu)成和效果的實(shí)施例等進(jìn)行說明。實(shí)施例1在具有耐腐蝕性的SUS(50mmx26mmx0.3mm厚)上利用氯化鐵水溶液進(jìn)行蝕刻，設(shè)置溝(寬幅0.8mm、深度0.2mm、間隔1.6mm、條數(shù)21條)及周邊斂縫部、氣體導(dǎo)入、排出孔，將其作為陽極側(cè)金屬板。同樣，在具有耐腐蝕性的SUS(50mmx26mmx0.3mm厚)上利用氯化鐵水溶液進(jìn)行蝕刻，設(shè)置貫通孔(0.6mm(b、間距1.5mm、個數(shù)357個、接觸區(qū)域的開口率13%)及周邊斂縫部、氣體導(dǎo)入、排出孔，將其作為陰極側(cè)金屬板。接著將絕緣片(50mmx26mmx2mm寬幅、厚度80jim)與SUS粘合。另外，薄膜電極組裝體(49.3mmx25.3mm)是如下制作的。鉑催化劑使用美國Electrochem公司制的擔(dān)載20%鉑的碳催化劑(EC-20-PTC)。將該鉑催化劑與炭黑(AKZO社KetchenblackEC)、聚偏氟乙烯(KYNAR)分別以75重量％、15重量％、10重量％的比例混合，將二曱基曱酰胺以成為2.5重量％的聚偏氟乙烯溶液的比例加入到上述鉑催化劑、炭黑、聚偏氟乙烯的混合物中，在研缽中進(jìn)行溶解、混合，制作催化劑糊。將碳紙(TORAY制TGP-H-90、厚度370pm)裁成20mmx43mm，在其上用抹刀涂布如此制作的催化劑糊約20mg，在80匸的熱風(fēng)循環(huán)式干燥機(jī)中進(jìn)行干燥。如此制作擔(dān)載有4mg的催化劑組合物的碳紙。鉑擔(dān)載量為0.6mg/cm2。使用如上制作的擔(dān)栽鉑催化劑的碳紙，和作為固體高分子電解質(zhì)(陽離子交換膜)的NAFION膜(Dupont公司制NAFION112、25.3mmx49.3mm、厚度50nm)，在其兩面，利用模具在135"C、2MPa的條件下進(jìn)行2分鐘的熱壓。將如此得到的薄膜電極組裝體夾入上述的2片SUS板的中央，通過如圖4所示的縫合，可以達(dá)到外尺寸為50mmx26mmxl.4mm厚的薄型小型微燃料電池。將其作為單元電池，將4個單元電池串聯(lián)(氣體及電)連接而構(gòu)成燃料電池。將氫氣供給機(jī)構(gòu)與上述燃料電池的初段的單元電池連接，如下地供給氫氣。將由鋁粉末(高純度化學(xué)研究所制平均粒徑3nm)、炭黑(CABOT公司制VulcanXC-72R、平均粒徑為20nm)和氧化鉀(和光純藥工業(yè)A-12112、粉末試劑)構(gòu)成的氫發(fā)生劑(重量比為1/0.23/0.015)2.8g加入反應(yīng)容器，通過吸水紙供給水，使氫氣產(chǎn)生，供給到燃料電池。進(jìn)而，將上述的燃料電池的輸出輸入到利用升壓(DC/DC)轉(zhuǎn)換器(使用MAXIM公司制、MAX1708EEE)而構(gòu)成的直5危電壓變換電路(輸出5.5V),通過介于該輸出的一方的電流控制電路(圖2，運(yùn)算放大器為NS公司制LM7301IM5)，控制來自輸出部的輸出電流使其不超過設(shè)定電流值。此時，作為設(shè)定電流變更手段，利用能程序化的微型電腦進(jìn)行序列控制，從而使對應(yīng)于圖5(b)所示的電流值的變動圖形的基準(zhǔn)電壓生成，輸入于運(yùn)算放大器使設(shè)定電流值變化。接著，通過連接器，將內(nèi)置有3.7V的鋰離子二次電池(容量800mA'h)的手機(jī)與輸出部連接，通過充電電路進(jìn)行充電。此時，測定燃料電池的電壓、電流、輸出功率、和輸出部的輸出電壓、輸出電流(設(shè)定電流值)，將該結(jié)果示于圖5(b)中。另外，將充電時的氫供給量與氫消耗量示于圖5(a)中。根據(jù)圖5(b)的結(jié)果，燃料電池的輸出電流根據(jù)設(shè)定電流值的變化而變化，來自輸出部的輸出也變化。此時，如圖5(a)所示，氫供給量變動，而氫消耗量與此接近地變化。此時，氫消耗量/氫供給量為燃料利用率，如圖6所示，可得到70%左右的利用率。因此，即使氫供給量變動，也可以應(yīng)對，可以省略與氫氣供給相關(guān)的特別的控制。比較例1在實(shí)施例1中，不設(shè)置設(shè)定電流變更手段，通過電流控制電路將輸出部的輸出電流控制在一定(0.16A)，除此以外，與實(shí)施例l同樣地通過燃料電池發(fā)電進(jìn)行充電。其結(jié)果如圖6所示，只得到50%以下的利用率。比較例2在實(shí)施例1中，以不通過電流控制電路(也沒有設(shè)定電流變更手段)而使用電阻來達(dá)到相同的輸出功率的方式，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出來進(jìn)行充電，除此之外，與實(shí)施例1同樣地通過燃料電池的發(fā)電來進(jìn)行充電。其結(jié)果為，在充電的初期，燃料電池的輸出電流上升到4A，由于燃料電池成為過負(fù)荷狀態(tài)，因而立刻中止充電。<設(shè)定電流變更手段的其他實(shí)施方式>接著，通過圖7的模式圖對設(shè)定電流變更手段60的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。在此說明的控制為上述反饋控制的一例。在該實(shí)施方式中，燃料電池FC由4個相同的單元電池S1S4構(gòu)成。4個單元電池S1S4串聯(lián)地電連接，各個單元電池S1S4的輸出電壓用V1V4來表示，作為燃料電池FC的輸出電壓Vt=Vl+V2+V3+V4。該輸出電壓Vt成為向直流電壓變換電路20的輸入電壓。應(yīng)說明的是，構(gòu)成燃料電池FC的單元電池的個數(shù)沒有特別限制，可以不是4個。作為由燃料供給手段10供給的燃料的氫氣通過管16供給到各單元電池S1S4。通過管16而連結(jié)的燃料通路串聯(lián)連接，氫氣從上游側(cè)(初段)的單元電池Sl開始依次供給，供給到下游側(cè)的最終段的單元電池S4。到達(dá)最終段的單元電池S4的氫氣，由管16a向外部排出。但是，優(yōu)選排出的氫氣的量極少。接著，對設(shè)定電流變更手段60的具體功能進(jìn)行說明。第1電壓檢測部61檢測最終段的單元電池S4的輸出電壓V4。第2電壓檢測部62檢測最終段以外的單元電池S1S3的輸出電壓V1V3。在此檢測出的電壓可以是3個單元電池S1~S3的總電壓，也可以是平均值。但是，在下面的說明中，取平均值Va-(Vt-V4)/3進(jìn)行說明。檢測時的采樣周期設(shè)定為0.5秒，但是周期的設(shè)定可以任意進(jìn)行。電壓值記憶部63暫時記憶所檢測出的電壓值Va、V4。被記憶的數(shù)據(jù)為包括最新數(shù)據(jù)的4個釆樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，將變老的數(shù)據(jù)適當(dāng)消去。第1電壓變動檢測部64檢測最終段單元電池S4的輸出電壓V4的隨時間變動。具體而言，基于最新的數(shù)據(jù)V4(0秒)、0.5秒前的數(shù)據(jù)V4(-0.5s)、1秒前的數(shù)據(jù)V4(-ls)、1.5秒前的數(shù)據(jù)V4(-1.5s)這4個數(shù)據(jù)，檢測隨時間變動。比較相鄰的采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，如果是減少的方向則設(shè)定為-1,如果是增加的方向，則設(shè)定為1，如果無增減則將O設(shè)為變動值。由于采樣點(diǎn)為4個，因而求出3個變動值，將變動值的總和作為標(biāo)記值而求出。標(biāo)記值取-3、-2、-1、0、1、2、3中的任一個。將該值容納于第l標(biāo)記寄存器(flagregister)66a中。第1電壓變動檢測部64對這樣的標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行演算的周期也與上述的采樣周期一樣取0.5秒。采樣點(diǎn)取多少是任意的。第2電壓變動檢測部65同樣檢測3個單元電池S1~S3的平均電壓值Va的隨時間變動。具體而言，基于最新的數(shù)據(jù)Va(0秒)、0.5秒前的數(shù)據(jù)Va(-0.5s)、1秒前的數(shù)據(jù)Va(-Is)、1.5秒前的數(shù)據(jù)Va(-1.5s)這四個數(shù)據(jù)，檢測隨時間變動。與第1電壓變動檢測部64—樣，將變動值的總和作為標(biāo)記值容納于第2標(biāo)記寄存器66b中。在上述中，分為最終段的單元電池S4和除此之外的單元電池S1-S3的理由如下。在燃料電池FC的各單元電池S1S4中，從初段的單元電池Sl開始依次地供給氫氣，而氫氣的供給不足最容易發(fā)生的就是處于最終段的單元電池S4。因此，將最終段單元電池S4的輸出電壓單獨(dú)地進(jìn)行檢測，來監(jiān)視隨時間變動。為了精度良好地地監(jiān)視燃料向燃料電池的供給量的變動程度，優(yōu)選監(jiān)視最終段的單元電池S4的電壓。對于最終段以外的單元電池S1~S3而言，氫氣的供給不足不是那么容易發(fā)生，因此，只要監(jiān)視這些輸出電壓的平均值即可。設(shè)定值決定部66基于第1、第2電壓的隨時間變動的程度來決定電流控制電路40的設(shè)定電流值。具體而言，基于容納于第1、第2標(biāo)記寄存器66a、66b中的標(biāo)記值和在函數(shù)設(shè)定部67所設(shè)定的函數(shù)，決定調(diào)整值。具體地，一邊利用表l、表2、表3—邊對其進(jìn)行說明。決定調(diào)整值時的控制如下進(jìn)行。各表為，表示利用各種采樣周期所檢測出的電流值Va(mV)、V4(mV)、各種標(biāo)記值、設(shè)定電流(mA)、輸入電流(mA)、輸出電流(mA)的推移的測定例。設(shè)定電流相當(dāng)于圖2中的電流控制元件41的發(fā)射極集電極間流過的電流的設(shè)定值，輸入電流是表示測定實(shí)際流過發(fā)射極集電極間的電流的結(jié)果。另外，輸出電流是指測定由燃料電池FC向直流電壓變換電路20流入的電流。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>(F)以上的任一條件下都不合適時，不進(jìn)行對設(shè)定電流值的調(diào)整。相當(dāng)于表中的判定欄為空欄的情況。接著，將函數(shù)A、B、C的構(gòu)成分別示于表4、表5、表6中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>如表4所示，函數(shù)A以根據(jù)現(xiàn)在的設(shè)定電流值的大小而決定調(diào)整值的方式來決定函數(shù)。將設(shè)定電流值的大小分為5個等級，設(shè)定電流值越小則使調(diào)整值越大。這是為了在燃料電池FC開始時等，電壓值達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)而升高的階段盡可能快地使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?？幢?的No.5中的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在電壓值為Va=658、V4=693。關(guān)于Va的標(biāo)記值，No.2—No.3為增加(+1)，No.3—No.4為減少(-1),No.4—No.5為增加(+1)，因而標(biāo)記值=1-1+1=1。關(guān)于V4的標(biāo)記值，No.2—No.3為增加(+1)，No.3—No.4為無增減(0),No.4—No.5為減少(-1)，因此標(biāo)記值=1+0-1=0。因此，Va、V4都處于穩(wěn)定傾向(判定U)，滿足上述的條件(C),因此進(jìn)行用函數(shù)A的控制。接著，在No.5之前的設(shè)定電流值為338mA,因此由表4可知調(diào)整值為增加3mA。因此，No.5時刻的設(shè)定電流值從338mA變更到341mA。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>如表5所示，函數(shù)B與函數(shù)A同樣以根據(jù)現(xiàn)在的設(shè)定電流值的大小而決定調(diào)整值的方式來決定函數(shù)。將設(shè)定電流值的大小分為5個等級，設(shè)定電流值越小則使調(diào)整值越大。其理由為，使其與直流電壓變換電路20的效率相對應(yīng)?？幢?的No.5中的數(shù)據(jù)，Va的標(biāo)記值為0、V4的標(biāo)記值為-2，V4有下降傾向。另外，現(xiàn)在時刻點(diǎn)的V4-672,相對于剛剛在前的V4-673,差為-lmV，大于-3mV(判定D)。因此，滿足上述的條件(D),因而進(jìn)行利用函數(shù)B的控制。接著，在No.5之前的設(shè)定電流值為401mA，因此由表5可知調(diào)整值為減少2mA。因此，No.5時刻的設(shè)定電流值從401mA變更到399mA。<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>如表6所示，函數(shù)C以根據(jù)現(xiàn)在時刻點(diǎn)的最終段單元電池S4的電壓值V4和剛剛在前的采樣點(diǎn)的電壓值的電壓差的大小而決定調(diào)整值的方式來決定函數(shù)。以電壓差越大調(diào)整值越大的方式來決定函數(shù)。這是由于電壓下降的程度越大也使設(shè)定電流值大幅下降，來抑制對于最終段的單元電池S4的過負(fù)荷?？幢?的No.4中的數(shù)據(jù)，電壓值V4-611mV，相對于剛剛在前的V4-623mV,下降12mV(下降3mV以上)(判定L)。因此，滿足上述的條件(E),因而進(jìn)行利用函數(shù)C的控制。在表6中，電壓差為12mV時的調(diào)整值為15mA。剛剛在前的設(shè)定電流值為453mA，調(diào)整后為437mA。在本實(shí)施方式中，各函數(shù)A、B、C以表(查找表)的形式提供，但作為本發(fā)明，并不限于此，例如，也可以使用函數(shù)式進(jìn)行演算?？芍獙?yīng)于在表l、2、3中實(shí)際的設(shè)定電流值的變化，輸入電流也以相同的傾向發(fā)生變化。以電壓值的最大調(diào)整值為500mA、電流的最大調(diào)整值為80mA、單元電池的最小電壓值為480mV的方式進(jìn)行控制。基準(zhǔn)電壓設(shè)定電路68是用于設(shè)定基準(zhǔn)電壓以使其成為由設(shè)定值決定部66決定的設(shè)定電流值的電子電路。即，可以設(shè)定對應(yīng)于設(shè)定電流值大小的基準(zhǔn)電壓，通過調(diào)整輸入到圖2的電流控制電路40的運(yùn)算放大器44的基準(zhǔn)電壓來進(jìn)行設(shè)定電流值的設(shè)定變更。圖8是表示在用圖7的構(gòu)成進(jìn)行反饋控制時，氫氣的瞬時消耗量和燃料電池輸出的隨時間推移的曲線圖。根據(jù)該曲線圖，進(jìn)行了對應(yīng)于輸出的氫氣消耗，得到了不使氫氣浪費(fèi)地排出的結(jié)果。另外，圖9是表示氫消耗量和輸出容量的隨時間推移。由該曲線圖可知，對應(yīng)于輸出容量的變化，氫氣的消耗量發(fā)生變化。進(jìn)而，確認(rèn)了相對于氫產(chǎn)生總量1200ml，氫消耗量為1150ml，消耗率高達(dá)95%。因此，可知沒有浪費(fèi)地有效地消耗了氫氣。<電流控制手段的其它實(shí)施方式>在上述實(shí)施方式中，示出以下的例子電流控制手段以介于直流電壓變換電路20的輸出的另一方和輸出部30之間的電流控制電路40而構(gòu)成，但本發(fā)明中的電流控制手段也可以對直流電壓變換電路20進(jìn)行電5?？刂?。例如，如圖IO所示的實(shí)施方式，可以檢測直流電壓變換電路20的輸入側(cè)的電流，對直流電壓變換電路20進(jìn)行控制，以使來自輸出部30的輸出電流不超過設(shè)定電流值。此時，可以通過預(yù)先求出直流電壓變換電路20的輸入側(cè)的電流和來自輸出部30的輸出電流的關(guān)系，來檢測前者的電流，間接地控制后者的電流。這樣檢測直流電壓變換電路20的輸入側(cè)的電流(來自燃料電池FC的輸出電流)時，也可以對直流電壓變換電路20或上述的電流控制電路40進(jìn)行控制，以使來自燃料電池FC的輸出電流不超過設(shè)定電流值。在圖IO所示的實(shí)施方式中，具備電流檢測部70和輸出電流控制手段80，所述電流檢測部70檢測設(shè)于直流電壓變換電路20和燃料電池FC之間的電流檢測元件71的電流值，所述輸出電流控制手段80根據(jù)作為電流檢測元件71，可以利用設(shè)于直流電壓變換電路20和燃料電池FC之間的電阻等。通過該電阻，產(chǎn)生根據(jù)在直流電壓變換電路20中流過的電流而變化的檢測電壓，可以通過利用了運(yùn)算放大器等的電流檢測部70來檢測i亥檢測電壓。在輸出電流控制手段80中，生成對直流電壓變換電路20的控制信號，例如，直流電壓變換電路20具有電壓調(diào)節(jié)用的反饋輸入時，可以將來自輸出電流控制手段80的控制信號輸入到該反饋輸入。在該實(shí)施方式中，優(yōu)選直流電壓變換電路20的輸出電壓可變，具有輸出電壓調(diào)節(jié)用的反饋輸入。通過將來自輸出電流控制手段80的控制信號作為控制電壓輸入到該反饋輸入，可以調(diào)節(jié)直流電壓變換電路20的輸出電壓，通過該電壓調(diào)節(jié)可以控制由直流電壓變換電路20輸出的用于充電的電流使其不超過設(shè)定電流值。在輸出電流控制手段80中的設(shè)定電流值并不控制為一定(即，燃料的消耗量一定)，而是通過設(shè)定電流變更手段60來進(jìn)行使輸出電流控制手段80的設(shè)定電流值變化的控制。此時，來自設(shè)定電流變更手段60的信號使輸出電流控制手段80的設(shè)定電流值變化，但控制消耗量的變動圖形處于與燃料(例如氫)供給量的變動圖形接近的方向。另夕卜，也可以通過將來自設(shè)定電流變更手段60的信號輸入到電流檢測部70(圖中的虛線所示的信號路徑)，使電流控制手段80的設(shè)定電流值變化。另一方面，例如，如圖ll所示的實(shí)施方式，也可以檢測直流電壓變換電路20的輸出側(cè)的電流，對直流電壓變換電路20進(jìn)行控制，以使來自輸出部30的輸出電流不超過設(shè)定電流。在該實(shí)施方式中，具備電流檢測部70和輸出電流控制手段80，所述電流檢測部70檢測設(shè)于直流電壓變換電路20和輸出部30之間的電流檢測元件71的電流值，所述輸出電流控制手段80根據(jù)電流檢測部70中的檢測結(jié)果來控制直流電壓變換電路20的輸出電流使其不超過設(shè)定電流值。關(guān)于電流檢測元件71、電流檢測部70、輸出電流控制手段80等，與圖IO所示的實(shí)施方式相同。即，可以如下控制，通過將來自輸出電流控制手段80的控制信號輸入到直流電壓變換電路20，以使由直流電壓變換電路20輸出的用于充電的電流不超過設(shè)定電流值。在此基礎(chǔ)上，可以通過設(shè)定電流變更手段60,使輸出電流控制手段80的設(shè)定電流值變化，控制消耗量的變動圖形處于與燃料(例如氫)供給量的變動圖形接近的方向。(1)在上述的實(shí)施方式中，顯示了使用氫供給型的燃料電池的例子，但作為本發(fā)明中使用的燃料電池FC,只要是通過燃料能發(fā)電的燃料電池FC就可以為任意，例如可舉出甲醇改性型、直接甲醇型、烴供給型等。已知各種使用其它燃料的燃料電池，可以任意采用它們。(2)在上述的實(shí)施方式中，顯示了將相對于陰極側(cè)電極板的面積以一定開口率設(shè)有開口部的擴(kuò)散抑制板(金屬板)配置于陰極側(cè)電極板的表面，形成含氧氣體供給部的例子，但也可以與陽極側(cè)同樣地通過含氧氣體的流路溝來構(gòu)成含氧氣體供給部。此時，可以與陽極側(cè)金屬板同樣，通過蝕刻、加壓加工，形成空氣等含氧氣體的流路溝、注入口、排出口，可以與陽極側(cè)金屬板同樣地，由陰極側(cè)金屬板的注入口供給空氣等并進(jìn)行發(fā)電。此時，作為抑制水分從陰極側(cè)向外部擴(kuò)散的方法，可以舉出例如供給含有水分的含氧氣體的方法。(3)在上述的實(shí)施方式中，顯示了將金屬板配置于陰極側(cè)電極板和陽極側(cè)電極板的表面，形成含氧氣體供給部和氬氣流路部的例子，但也可以取代金屬板，而使用其它材料、以往使用的各種隔離件。另外，在上述實(shí)施方式中，顯示了通過蝕刻在陽極側(cè)金屬板上形成流路溝的例子，但在本發(fā)明中，也可以通過加壓加工、切削等的機(jī)械方法，在陽極側(cè)金屬板上形成流路溝。U)在上述的實(shí)施方式中，顯示了作為氫氣供給裝置的氫氣發(fā)生單元電池在充電裝置內(nèi)一體地構(gòu)成的例子，但也可以相對于充電裝置可自由裝卸地裝載氫氣發(fā)生單元電池等來構(gòu)成。此時，氫氣發(fā)生單元電池具備可與氫氣供給管連接的配管。(5)在上述的實(shí)施方式中，顯示了對手機(jī)進(jìn)行充電的例子，但也可以用于筆記本PC、PDA等的移動機(jī)器的充電。即使在這種情況下，也要設(shè)定直流電壓變換電路的輸出電壓，以使充電所要求的電壓(例如12V)能從輸出部輸出。另外，被控制的電流的閾值，可以考慮充電的效率等，進(jìn)一步設(shè)定在高的電流值的范圍內(nèi)(例如0.8A以下)。這樣，在與手機(jī)相比具有較大消耗功率的移動機(jī)器的情況下，進(jìn)一步加大燃料電池的輸出電壓則效率高，可以通過增加串聯(lián)連接的燃料電池的數(shù)目來應(yīng)對。(6)在上述的實(shí)施方式中，顯示了通過充電電路進(jìn)行二次電池的充電時的例子，但在本發(fā)明的充電裝置中，為了控制輸出電壓使其不超過設(shè)定值，也可以使用其直接對二次電池等進(jìn)行充電。此時，例如對于二次電池充滿電后的輸出電壓，將100~120%的電壓作為直流電壓變換電路的輸出電壓而設(shè)定即可。另夕卜，輸出電流的閾值設(shè)定為300~500mA以下即可。權(quán)利要求1.一種充電裝置，其特征在于，具備供給燃料的燃料供給手段；燃料電池，利用由該燃料供給手段供給的燃料進(jìn)行發(fā)電并輸出；直流電壓變換電路，將該燃料電池的輸出電壓變換為規(guī)定的電壓并輸出；輸出部，為了輸出用于充電的功率，電連接所述直流電壓變換電路的輸出；電流控制手段，控制來自所述輸出部或所述燃料電池的輸出電流，使其不超過設(shè)定電流值；設(shè)定電流變更手段，以燃料消耗量的變動圖形接近于燃料向所述燃料電池的供給量的變動圖形的方式，使所述電流控制手段的所述設(shè)定電流值變化。2.—種充電裝置，其特征在于，具備供給燃料的燃料供給手段；燃料電池，利用由該燃料供給手段供給的燃料進(jìn)行發(fā)電并輸出；直流電壓變換電路，將該燃料電池的輸出電壓變換為規(guī)定的電壓并輸出；輸出部，為了輸出用于充電的功率，電連接所述直流電壓變換電路的輸出的一方；電流控制電路，介于所述直流電壓變換電路的輸出的另一方與所述輸出部之間，控制來自所述輸出部的輸出電流，使其不超過設(shè)定電流值；設(shè)定電流變更手段，以燃料消耗量的變動圖形接近于燃料向所述燃料電池的供給量的變動圖形的方式，使所述電流控制電路的所述設(shè)定電流值變化。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充電裝置，其特征在于，所述設(shè)定電流變更手段基于預(yù)先決定的、與時間一起變化的電流值的變動圖形，而使所述電流控制電路的設(shè)定電流值變化。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充電裝置，其特征在于，所述燃料電池串聯(lián)地電連接多個單元電池，并且還串聯(lián)連接由燃料供給手段供給的燃料的通路，其中，所述設(shè)定電流變更手段具備第1電壓檢測部，檢測位于燃料通路最下游的最終段單元電池的第1電壓；第2電壓檢測部，檢測最終段單元電池以外的其余的單元電池的第2電壓；第1電壓變動檢測部，檢測第1電壓的隨時間變動；第2電壓變動檢測部，檢測第2電壓的隨時間變動；設(shè)定值決定部，基于第1電壓和第2電壓的隨時間變動的程度，決定所述電流控制手段或所述電流控制電路的設(shè)定電流值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電裝置，其特征在于，第1電壓、第2電壓及它們的隨時間變動是通過規(guī)定的采樣周期進(jìn)行檢測而構(gòu)成的；第1、第2電壓變動檢測部由現(xiàn)在的電壓值和過去的多個采樣點(diǎn)的電壓值來檢測電壓值的減少傾向的程度、增加傾向的程度；設(shè)定值決定部根據(jù)該程度的情況決定對現(xiàn)在的設(shè)定電流值的調(diào)整值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電裝置，其特征在于，設(shè)有設(shè)定用于決定所述調(diào)整值的函數(shù)的函數(shù)設(shè)定部，該函數(shù)以現(xiàn)在的設(shè)定電流值作為輸入變量來決定調(diào)整值。7.根據(jù)權(quán)利要求2~6中任一項(xiàng)所述的充電裝置，其特征在于，所述電流控制電路具備在所述直流電壓變換電路的輸出的另一方與所述輸出部之間串聯(lián)連接的電流控制元件，比較根據(jù)在該電流控制元件中流過的電流而變化的檢測電壓與成為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓，通過對應(yīng)于電壓差的輸入信號將在所述電流控制元件中流過的電流控制在設(shè)定電流值以下。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的充電裝置，其特征在于，所述電流控制手段是通過如下方式控制來自所述輸出部的輸出電流以使其不超過設(shè)定電流值的，即，檢測所述直流電壓變換電路的輸入側(cè)或輸出側(cè)的電流，并輸入到所述直流電壓變換電路的電壓調(diào)節(jié)用的反饋輸入。9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的充電裝置，其特征在于，所述燃料供給手段供給氫氣作為燃料；所述燃料電池利用氫氣進(jìn)行發(fā)電，并且若輸出電流下降則使氫氣的消耗量降低。全文摘要本發(fā)明提供一種充電裝置，其不必特別控制燃料供給，用簡易的裝置就能很好地對二次電池進(jìn)行充電，也難以發(fā)生對燃料電池的過負(fù)荷。一種充電裝置，具備供給燃料的燃料供給手段(10)；燃料電池(FC)，利用由該燃料供給手段(10)供給的燃料進(jìn)行發(fā)電并輸出；直流電壓變換電路(20)，將該燃料電池(FC)的輸出電壓變換為規(guī)定的電壓并輸出；輸出部(30)，為了輸出用于充電的功率，電連接所述直流電壓變換電路(20)的輸出的一方；電流控制電路(40)，介于所述直流電壓變換電路(20)的輸出的另一方與所述輸出部(30)之間，控制來自所述輸出部(30)的輸出電流，使其不超過規(guī)定電流值；設(shè)定電流變更手段(60)，以燃料消耗量的變動圖形接近于燃料向燃料電池(FC)的供給量的變動圖形的方式，使電流控制電路(40)的設(shè)定電流值變化。文檔編號H02J7/00GK101438443SQ20078001648公開日2009年5月20日申請日期2007年4月26日優(yōu)先權(quán)日2006年5月9日發(fā)明者杉本正和,杉田泰一,矢野雅也申請人:日商水妖精股份有限公司