能量管理模塊以及驅(qū)動裝置的制作方法

文檔序號：6894421閱讀：132來源：國知局

專利名稱：能量管理模塊以及驅(qū)動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動裝置，特別地，涉及一種具有燃料電池的驅(qū)動裝置及其應用的能量管理模塊。
背景技術：
燃料電池(FudCdl)的應用相當廣泛，例如家庭備用電力、車船的電力系統(tǒng)、低功率的可攜式電子產(chǎn)品等，都可使用燃料電池。每一燃料電池具有膜電極組(MEA)。在膜電極組的陽極端供給一定濃度的燃料，在陰極端給適量的氧氣后，在陰極與陽極間因化學反應而產(chǎn)生一電位差，所以可提供電流予一外部負載。由于燃料電池的反應生成物為二氧化碳與水，所以不會產(chǎn)生任何化學有機物質(zhì)。因此，燃料電池可稱為環(huán)保能源。常見的燃料電池包括直接甲醇燃料電池(DirectMethanol Fuel Cell, DMFC)，其是利用甲醇水溶液作為發(fā)電用燃料。
于傳統(tǒng)直接甲醇燃料電池中，需控制所使用的甲醇水溶液濃度使其不高于一特定濃度，以避免甲醇滲透(cross over)情形發(fā)生而降低其膜電極組(MEA) 的發(fā)電效率。上述特定值則視所使用的膜電極組的性質(zhì)而定，通常不高于 10vol%。另外，直接甲醇燃料電池也容易受到其操作溫度及其環(huán)境溫度所影響，當其操作溫度或環(huán)境溫度過高時(通常高于60。C)時，直接甲醇燃料電池的發(fā)電效率便會下降。
直接甲醇燃料電池的陽極化學反應式如下
CH3OH + H20 ^ 6H+ + 6e- +C02
陰極化學反應式如下 1.5 02 + 6H+ +6e- ^ 3H20
直接甲醇燃料電池的總反應式如下
CH3bH+H20+1.502^ 3H20
由上述總反應式可知，理論上直接甲醇燃料電池反應時會生成水，但是實際中由于環(huán)境溫度與工作溫度等因素，于反應過程中水會蒸發(fā)且其蒸發(fā)量恐大于其生成量。另外，燃料電池中甲醇水溶液中的甲醇則隨著反應時間的增加而減少，因此所使用的甲醇水溶液濃度會隨反應時間增加而減少，當甲醇水溶液濃度過低時，于陽極處反應生成的氫離子就會大幅減少。因此，要讓直接甲醇電池內(nèi)的電化學反應持續(xù)下去的話，就得增加甲醇含量與水量，以維持直接甲醇燃料電池的持續(xù)運作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種驅(qū)動裝置及能量管理模塊。
依據(jù)一實施例，本發(fā)明提供了一種驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動一負載，包括一二次電池；一燃料電池；一燃料補給裝置；以及一能量管理模塊，耦接該燃料電池、該二次電池與該燃料補給單元，產(chǎn)生一電流信號予該負載并根據(jù)該燃料電池的一電能信號以及一液位信號產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置，驅(qū)動該燃料補給裝置對該燃料電池進行燃料補給。
在上述驅(qū)動裝置中，該燃料電池包括一膜電極模塊；以及一燃料儲存裝置，以提供該膜電極模塊一燃料溶液，使該膜電極模塊產(chǎn)生該電能信號。
在上述驅(qū)動裝置中，該燃料儲存裝置還包括一液位檢測計，該液位檢測計根據(jù)燃料儲存裝置內(nèi)的該燃料溶液的液位狀態(tài)提供該液位信號。
在上述驅(qū)動裝置中，該能量管理模塊包括一處理單元；以及一溫度檢測單元，其中該溫度檢測單元根據(jù)該燃料電池的溫度狀態(tài)以提供該處理單元一溫度信號，而該處理單元則根據(jù)該燃料電池的電能信號、液位信號以及該溫度信號產(chǎn)生該第一補給信號與該第二補給信號予該燃料補給裝置。
在上述驅(qū)動裝置中，該燃料補給裝置包括一第一濃度燃料補給單元；以及一第二濃度燃料補給單元，其中該第一濃度燃料補給單元根據(jù)該第一補給信號補給一第一濃度燃料溶液予該燃料電池，而該第二濃度燃料補給單元根據(jù)該第二補給信號補給一第二濃度燃料溶液予該燃料電池，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于該第二濃度燃料溶液的濃度。
在上述驅(qū)動裝置中，該第一濃度燃料溶液的濃度高于50%體積百分比，而該第二濃度燃料溶液的濃度低于10%體積百分比。在上述驅(qū)動裝置中，該第一濃度燃料溶液的濃度為100%體積百分比，而該第二濃度燃料溶液的濃度介于3~10%體積百分比。
在上述驅(qū)動裝置中，該第一濃度燃料溶液與該第二濃度燃料溶液為甲醇水溶液。
在上述驅(qū)動裝置中，該第一濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第一泵，根據(jù) 該第一補給信號補給該第一濃度燃料溶液，而該第二濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第二泵，根據(jù)該第二電能信號補給該第二濃度燃料溶液。
依據(jù)另一實施例，本發(fā)明提供了一種能量管理模塊，耦接一二次電池、一燃料電池以及一燃料補給裝置，用以驅(qū)動一負載與補給該燃料補給裝置，
該能量管理模塊包括
一處理單元；以及一溫度檢測單元，根據(jù)該燃料電池的溫度狀態(tài)以提供該處理單元一溫度信號，其中該處理單元根據(jù)該燃料電池之一電能信號、一液位信號以及該溫度信號，以產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置。
在上述能量管理模塊中，該處理單元包括一檢測電路，用以檢測該燃料電池的該電能信號；一微處理器，耦接于該檢測電路與該溫度檢測單元，根據(jù)該電能信號、該液位信號與該溫度信號以產(chǎn)生該第一補給信號與該第二補給信號予該燃料補給裝置。
在上述能量管理模塊中，該燃料補給裝置包括一第一濃度燃料補給單元；以及一第二濃度燃料補給單元，其中該第一濃度燃料補給單元根據(jù)該第一補給信號補給一第一定量的一第一濃度燃料溶液至該燃料電池，而該第二濃度燃料補給單元根據(jù)該第二補給信號補給一第二定量的一第二濃度燃料溶液至該燃料龜池，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于該第二濃度燃料溶液的濃度。
在上述能量管理模塊中，且該第二濃度燃料溶液與該第一濃度燃料溶液之間具有一濃度比值A，該檢測電路于檢測該電能信號后依序得到一電壓信號與一電流信號，該微處理器根據(jù)該電壓信號與該溫度信號得出該燃料電池的效率值并進而根據(jù)該電流信號以及該燃料電池的效率值得出該燃料電池需補給的該第一濃度燃料溶液的理論量YQ，該微處理器根據(jù)該液位信號得出需補給的該第二濃度燃料溶液的該第二定量YL，并經(jīng)由表達式Y(jié)2= Yo-( Yl4A)得出需補給的該第一濃度燃料溶液的該第一定量Y2。在上述能量管理模塊中，該第一濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第一泵，以接收該第一補給信號并補給該第一濃度燃料至該燃料電池的一燃料儲存裝置，而該第二濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第二泵，以接收該第二電能信號并補給該第二濃度燃料至該燃料電池的該燃料儲存裝置，而該微處理器分別將該第一定量Y2與該第二定量Yl分別轉(zhuǎn)換成該第一補給信號與該第二補給信號予該第一泵與該第二泵。在上述能量管理模塊中，該第一濃度燃料的濃度高于50%體積百分比，而該第二濃度燃料的濃度低于10%體積百分比。在上述能量管理模塊中，該第一濃度燃料的濃度為100%體積百分比，而該第二濃度燃料的濃度介于3~10%體積百分比。在上述能量管理模塊中，該第一濃度燃料與該第二濃度燃料為甲醇水溶液。依據(jù)又一實施例，本發(fā)明提供了一種驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動一負載，包括一二次電池；一燃料電池；一燃料補給裝置；以及一能量管理模塊，耦接該燃料電池、該二次電池與該燃料補給單元，產(chǎn)生一電流信號予該負載并根據(jù)該燃料電池的一燃料濃度信號以及一液位信號產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置，驅(qū)動該燃料補給裝置對該燃料電池進行燃料補給。在上述驅(qū)動裝置中，該燃料電池包括一膜電極模塊；以及一燃料儲存裝置，以提供該膜電極模塊一燃料溶液，其中該燃料儲存裝置內(nèi)設置有一液位檢測器以及一濃度檢測器，該液位檢測計根據(jù)燃料儲存裝置內(nèi)的該燃料溶液的液位狀態(tài)提供該液位信號，而該液位檢測計根據(jù)燃料儲存裝置內(nèi)的該燃料溶液的濃度狀態(tài)提供該燃料濃度信號。在上述驅(qū)動裝置中，該能量管理模塊包括一處理單元，根據(jù)該燃料電池的燃料濃度信號與液位信號產(chǎn)生該第一補給信號與該第二補給信號予該燃料補給裝置。在上述驅(qū)動裝置中，該燃料補給裝置包括一第一濃度燃料補給單元；以及一第二濃度燃料補給單元，其中該第一濃度燃料補給單元根據(jù)該第一補給信號補給一第一濃度燃料溶液予該燃料電池，而該第二濃度燃料補給單元根據(jù)該第二補給信號補給一第二濃度燃料溶液予該燃料電池，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于該第二濃度燃料溶液的濃度。在上述驅(qū)動裝置中，該第一濃度燃料溶液的濃度高于50%體積百分比，而該第二濃度燃料溶液的濃度低于10%體積百分比。在上述驅(qū)動裝置中，該第一濃度燃料溶液的濃度為100%體積百分比，而該第二濃度燃料溶液的濃度介于3~10%體積百分比。在上述驅(qū)動裝置中，該第一濃度燃料溶液與該第二濃度燃料溶液為甲醇水溶液。在上述驅(qū)動裝置中，該第一濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第一泵，根據(jù) 該第一補給信號補給該第一濃度燃料溶液，而該第二濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第二泵，根據(jù)該第二電能信號補給該第二濃度燃料溶液。依據(jù)另一實施例，本發(fā)明提供了一種能量管理模塊，耦接一二次電池、一燃料電池以及一燃料補給裝置，用以驅(qū)動一負載與補給該燃料補給裝置，該能量管理模塊包括一處理單元，根據(jù)該燃料電池的一燃料濃度信號及一液位信號，以產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置。在上述能量管理模塊中，該處理單元包括一微處理器，根據(jù)該燃料濃度信號及該液位信號，以產(chǎn)生該第一補給信號與該第二補給信號予該燃料補給裝置。在上述能量管理模塊中，該燃料補給裝置包括一第一濃度燃料補給單元；以及一第二濃度燃料補給單元，其中該第一濃度燃料補給單元根據(jù)該第一補給信號補給一第一定量的一第一濃度燃料溶液至該燃料電池，而該第二濃度燃料補給單元根據(jù)該第二補給信號補給一第二定量的一第二濃度燃料溶液至該燃料電池，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于該第二濃度燃料溶液的濃度。在上述能量管理模塊中，且該第二濃度燃料溶液與該第一濃度燃料溶液之間具有一濃度比值A，該微處理器根據(jù)該燃料濃度信號得出該燃料電池所需補給的該第一濃度溶液的理論量YQ，并根據(jù)該液位信號得出該第二濃度燃料溶液的該第二定量Yl，并經(jīng)由表達式Y(jié)2= Y。 -( Yl *八)得出需補給的該第一濃度燃料溶液的該第一定量Y2。在上述能量管理模塊中，該第一濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第一泵，以接收該第一補給信號并補給該第一濃度燃料至該燃料電池的一燃料儲存裝置，而該第二濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第二泵，以接收該第二電能信號并補給該第二濃度燃料至該燃料電池的該燃料儲存裝置，而該微處理器分別將該第一定量Y2與該第二定量Yl分別轉(zhuǎn)換成該第一補給信號與該第二補給信號予該第一泵與該第二泵。在上述能量管理模塊中，該第一濃度燃料的濃度高于50%體積百分比，而該第二濃度燃料的濃度低于10%體積百分比濃度。在上述能量管理模塊中，該第一濃度燃料的濃度為100%，而該第二濃度燃料的濃度介于3~10%。在上述能量管理模塊中，該第一濃度燃料與該第二濃度燃料為甲醇水溶液。本發(fā)明的驅(qū)動裝置內(nèi)的能量管理模塊具有穩(wěn)定控制并管理其內(nèi)燃料電池電能表現(xiàn)的功能，并通過燃料補給裝置的設置而達成燃料溶液及水分的補給，因此驅(qū)動裝置內(nèi)所采用的燃料電池將可于長時間操作后仍可保持穩(wěn)度的發(fā)電效率。此外，所應用的燃料補給裝置僅需采用一般常見的桶槽及定量泵等裝置，并通過能量管理模塊管理燃料電池內(nèi)燃料溶液的濃度，因而具有系統(tǒng)簡單及操作方便等優(yōu)點，可免除人工調(diào)配燃料溶液的可能問題。

圖1為本發(fā)明驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖；圖2為依據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動裝置的示意圖；圖3為依據(jù)本發(fā)明一實施例的能量管理模塊的示意圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明一實施例的燃料電池的示意圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明一實施例的燃料補給裝置的示意圖；圖6為依據(jù)本發(fā)明一實施例的控制方法；圖7為依據(jù)本發(fā)明一實施例的補給信號的產(chǎn)生方法；圖8為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的驅(qū)動裝置的示意圖；圖9為依據(jù)本發(fā)明一實施例的能量管理模塊的示意圖；圖IO為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的燃料電池的示意圖；圖11為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的控制方法；以及圖12為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的補給信號的產(chǎn)生方法。
并且，上述附圖中的各附圖標記說明如下
100:驅(qū)動系統(tǒng)；110:驅(qū)動裝置；
120:負載；210:二次電池；
220、220':燃料電池; 230:能量管理模塊;
240:燃料補給裝置；310:電壓轉(zhuǎn)換單元;
320:電流產(chǎn)生單元；330:處理單元；
340:開關單元；331:檢測電路；
332:微處理器；350:溫度檢測單元;
410:MEA模塊；420:燃料儲存裝置;
422:液位檢測器；424:濃度檢測器；
510:第一濃度燃料補給單元；
512:第一補給泵； 514:第二濃度燃料補給單元；
516:第二補給泵。
具體實施例方式
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下
圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。如圖所示，驅(qū)動系統(tǒng)
100具有驅(qū)動裝置110以及負載120。負載120根據(jù)驅(qū)動裝置110所提供的電源信號而執(zhí)行相關功能。在本實施例中，負載120為風扇(fan)、泵(pump)、加熱器或是其它電器。
圖2為依據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動裝置的示意圖。如圖所示，驅(qū)動裝置 110包括二次電池210、燃料電池220、能量管理模塊230以及燃料補給裝置240。二次電池210為可重復充電的電池，如鋰電池、鎳鎘電池以及鎳氫電池。能量管理模塊230則分別耦接二次電池210、燃料電池220以及燃料補給裝置240，以根據(jù)二次電池210所產(chǎn)生的電能信號SSEC或是根據(jù)燃料電池220所產(chǎn)生的電能信號SFC而驅(qū)動負載，以及根據(jù)燃料電池所提供的電能信號SFC與燃料液位信號SL產(chǎn)生兩補給信號SHLS與SLLS予燃料補給裝置240內(nèi)具有不同燃料濃度的兩燃料補給單元(未顯示)，以驅(qū)動此些燃料補給裝置內(nèi)的補給泵(未顯示)補給不同濃度的燃料溶液至燃料電池220，以
補給燃料電池220所需的生電用燃料及水分，并使得驅(qū)動裝置110可以穩(wěn)定且長時間的運轉(zhuǎn)。于本實施例中，電能信號SSEC與SFC、燃料液位信號SL、補給信號SHLS及SLLS可為電壓信號或電流信號。
圖3為依據(jù)本發(fā)明一實施例的能量管理模塊的示意圖。如圖所示，能量管理模塊230包括電壓轉(zhuǎn)換單元310以及電流產(chǎn)生單元320。電壓轉(zhuǎn)換單元 310轉(zhuǎn)換電能信號SSEC或SFC以產(chǎn)生電壓信號SDC，電流產(chǎn)生單元320則接收電壓信號SDC并根據(jù)信號組SCG1提供不同大小的電流信號予負載。在本實施例中，能量管理模塊230還包括一處理單元330、一開關單元340以及一溫度檢測單元350。處理單元330具有檢測電路331以及微處理器332。溫度檢測單元350檢測燃料電池的操作溫度或燃料電池的環(huán)境溫度并提供一溫度信號ST予處理單元330內(nèi)的微處理器332。檢測電路331用以檢測燃料電池提供的龜能信號SFC，并可根據(jù)此電能信號得到足以反應燃料電池電能狀態(tài)的一電壓信號或一電流信號，微處理器332則耦接于檢測電路331以接受上述電壓信號或電流信號。如此，處理單元330內(nèi)的微處理器332可根據(jù)電能信號SFC、來自燃料電池的燃料液位信號SL與溫度信號ST產(chǎn)生補給信號SLLC與補給信號SHLC予燃料補給裝置240(請參照圖2)，以對燃料電池進行燃料溶液的補給。
本實施例中能量管理模塊內(nèi)的電壓轉(zhuǎn)換單元310以及電流產(chǎn)生單元320、處理單元330、開關單元340以及溫度檢測單元350以及處理單元330內(nèi)的檢測電路331以及微處理器332的詳細實施情形與組成構(gòu)件則請參照同屬本案申請人于2007年10月26日所申請的第096140219號中國臺灣專利申請案，其發(fā)明名稱為"能量管理模塊以及驅(qū)動裝置"，在此以提及方式將其并入于本文中。
于本實施例中，處理單元330將根據(jù)燃料電池的狀態(tài)(如電能信號SFC、燃料液位信號SL、及溫度信號ST)，提供信號組SCG1予電流產(chǎn)生單元320。因此，電流產(chǎn)生單元320便可根據(jù)燃料電池的狀態(tài)，而提供電流信號予負載，此電流信號與燃料電池內(nèi)的燃料溶液內(nèi)的燃料損耗具有一正比關系。另外，處理單元330還可根據(jù)上述燃料電池的狀態(tài)而提供信號組SCG2予一開關單元340。因此，開關單元340可根據(jù)燃料電池的狀態(tài)，將電能信號SFC傳送至電壓轉(zhuǎn)換單元310，并根據(jù)處理單元330的補給信號SHLS及SLLS使得燃料補給裝置240(請參照圖2)對燃料電池進行燃料與水分的補給，以穩(wěn)定此電流產(chǎn)生單元320所接收電壓信號SDC，并提供一穩(wěn)定電流信號予負載。
請參照圖4，顯示了依據(jù)本發(fā)明一實施例的燃料電池220，其具有一膜電極組模塊(繪示為MEA模塊)410以及一燃料儲存裝置420，其中燃料儲存裝置420與MEA模塊410相連結(jié)，燃料儲存裝置420內(nèi)用于儲存及供應MEA 模塊410發(fā)電用之燃料溶液，并通過適當?shù)姆至?合流裝置以及輸送配件的設置(都未顯示)，即可輸送及回收流通于MEA模塊410內(nèi)的燃料溶液。燃料儲存裝置例如為一桶槽，其內(nèi)可設置一液位檢測器422，液位檢測器422根據(jù) 燃料儲存裝置內(nèi)燃料溶液的液位狀態(tài)而提供液位信號SL予能量管理模塊 230內(nèi)處理單元330內(nèi)的微處理器332。燃料儲存裝置420內(nèi)的主要液位由高至低依序包括一最高液位(HH)、一高液位(H)、一低液位(L)及一低低液位 (LL)，其中最高液位(HH)與最低液位(LL)分別對應于燃料儲存裝置420內(nèi)近乎全滿的液位位置以及近乎全空的液位位置，而高液位(H)與低液位(L)的設置則與介于此兩液位間的燃料溶液濃度有關。一般而言介于高液位與低液位間的燃料溶液濃度需為具有可供MEA模塊410穩(wěn)定生電的一燃料溶液濃度。以直接甲醇電池(DMFC)的燃料電池為例，所使用的生電燃料溶液的較佳濃度依所使用的MEA模塊種類而定，通常采用濃度介于3~10%的甲醇水溶液，以利其內(nèi)MEA模塊410穩(wěn)定生電。因此，能量管理模塊230內(nèi)的處理單元 330可根據(jù)液位信號SL而得到燃料電池內(nèi)的燃料儲存裝置的液位狀態(tài)，并視液位狀態(tài)及燃料電池所提供的電能信號的狀態(tài)而提供適當?shù)难a給信號 SLLC與SHLC予燃料補給裝置240。
請參照圖5，顯示了依據(jù)本發(fā)明一實施例的燃料補給裝置的示意圖。如圖所示，燃料補給裝置240包括一第一濃度燃料補給單元510以及一第二濃度燃料補給單元514，其中第一濃度燃料補給單元根據(jù)補給信號SHLS后補給一定量的一第一濃度燃料溶液予燃料電池220內(nèi)的燃料儲存裝置420，而第二濃度燃料補給單元則根據(jù)補給信號SLLS而補給一定量的一第二濃度燃料溶液至燃料電池的燃料儲存裝置420處，其中第一濃度燃料溶液的燃料濃度需高于第二濃度燃料溶液的濃度，而第一濃度燃料補給單元510以及第二濃度燃料補給單元514可單獨、同時或依序操作，以對燃料儲存單元420進行燃料溶液補給。于一實施例中，第一濃度燃料補給單元510以及第二濃度
燃料補給單元514例如為具有較燃料儲存單元420體積為大的一桶槽，以利進行長時間補給，而第一濃度燃料補給單元510內(nèi)則設置有一第一補給泵 512，以根據(jù)補給信號SHLS補給第一濃度燃料溶液，而第二濃度燃料補給單元514內(nèi)則設置有一第二補給泵，以根據(jù)補給信號而補給第二濃度燃料溶液。上述第一補給泵512以及第二補給泵514例如為一定量泵。
于一實施例中，第一濃度燃料溶液的濃度通常高于50%(vol%)，其主要補給燃料溶液中的損耗的純?nèi)剂狭?不含水)，而第二濃度燃料溶液的濃度通常低于l%(vol%)，其主要作用為補給燃料溶液中因溫度效應所散失的水分。而于較佳實施例中，第一濃度燃料溶液的濃度為100%，即為一純?nèi)剂先芤海?而該第二濃度燃料溶液的濃度則約介于3~10%，以進行水分的補給，并從而達成燃料電池內(nèi)的燃料與水的補給。于本實施例中，燃料電池例如為直接甲醇電池(DMFC)，而其所使用的生電燃料溶液、補給用的第一濃度燃料溶液與第二濃度燃料溶液例如為具有前述濃度的甲醇水溶液或純甲醇溶液。
請參照圖6的流程圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明一實施例的控制方法?？刂品?法600中可利用燃料電池驅(qū)動負載，并同時通過能量管理模塊控制燃料電池內(nèi)的燃料溶液補給，使得燃料電池可穩(wěn)定且長時間的驅(qū)動負載。如圖所示，首先啟動二次電池，利用不同于圖3所示的一回路(未顯示于圖3內(nèi))以驅(qū)動第二濃度補給單元內(nèi)的補給泵，輸送第二濃度燃料溶液至燃料電池內(nèi)的燃料儲存裝置中直至其內(nèi)的最高液位(HH)，此時燃料儲存裝置內(nèi)的第二濃度燃料溶液已足以啟動MEA模塊生電并使其性能達成穩(wěn)定(步驟610)。于此步驟中，于啟動二次電池之前，燃料電池內(nèi)的MEA模塊與燃料儲存裝置內(nèi)并未存在有任何燃料溶液。
接著，燃料電池于啟動后，其內(nèi)的MEA模塊便可提供了一電能信號予能量管理模塊內(nèi)的處理單元，且燃料電池內(nèi)的燃料儲存裝置內(nèi)的液位檢測器則提供了一液位信號予處理單元，而能量管理模塊內(nèi)的溫度檢測單元則于檢測燃料電池的溫度狀態(tài)(工作溫度及/或環(huán)境溫度)后提供處理單元一溫度信號。如此，處理單元可根據(jù)上述電能信號、液位信號以及溫度信號，以產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予燃料補給裝置(步驟620)。
接著，燃料補給裝置內(nèi)的第一濃度燃料補給單元根據(jù)上述第一補給信號補給一第一定量的一第一濃度燃料溶液至燃料電池的燃料儲存裝置內(nèi)，而上述第二濃度燃料補給單元則根據(jù)上述第二補給信號補給一第二定量的一第二濃度燃料溶液至燃料電池的燃料儲存裝置內(nèi)。上述補給的第一濃度燃料溶液的濃度需高于第二濃度燃料溶液的濃度。設置于第一濃度燃料補給單元內(nèi) 一第一泵以及設置于第二濃度燃料補給單元內(nèi)一第二泵則分別根據(jù)上述第一補給信號與第二補給信號進行第一燃料濃度溶液與第二燃料溶液的補給，以使得燃料電池內(nèi)的燃料溶液儲存裝置的液位與燃料溶液濃度維持穩(wěn)定，進而維持燃料電池的穩(wěn)定發(fā)電情形(步驟630)。
圖7為一流程圖，顯示了步驟620中于處理單元的第一補給信號與第二補給信號的產(chǎn)生方法的一可能實施例。首先，處理單元內(nèi)的檢測電路根據(jù)燃料電池所提供的電能信號而依序得出一電壓信號與一電流信號(步驟710)。
接著，處理單元內(nèi)的微處理器根據(jù)前述電壓信號以及溫度檢測單元所提供的溫度信號得出此時燃料電池的發(fā)電效率值(步驟720)。此發(fā)電效率值為一實驗值，可通過比對上述電壓信號與溫度信號與儲存于微處理器內(nèi)的發(fā)電效率表所得到。
接著，處理單元內(nèi)的微處理器根據(jù)前述電流信號并參考前述發(fā)電效率值得出燃料電池應補給的第一濃度燃料溶液量YQ，其為一理論值而非實際的補給量，此電流信號與燃料電池內(nèi)的燃料溶液的純?nèi)剂闲Ш牧烤哂幸徽汝P系 (步驟730)。
接著，能量管理模塊內(nèi)的處理單元內(nèi)的微處理器根據(jù)得自于燃料電池內(nèi) 燃料儲存裝置的液位信號而得出燃料電池內(nèi)的燃料儲存裝置內(nèi)的欲補給的第二濃度燃料溶液量YL(步驟740)。根據(jù)上述液位信號，第二濃度燃料溶液量Yl之補給具有以下三種可能情形
a. 當液位信號顯示了燃料儲存裝置內(nèi)的燃料溶液液位高于等于高液位(H) 位置時，則第二濃度燃料溶液量Yl的量將為零，即不進行第二濃度燃料溶液的補給；
b. 當液位信號顯示了燃料儲存裝置內(nèi)的燃料溶液液位位于低液位(L)位置時，則第二濃度燃料溶液量YL的補給量將設定為由低液位(L)位置至高液位(H)位置的量；或者
c. 當液位信號顯示了燃料儲存裝置內(nèi)的燃料溶液液位(X)介于高液位(H)位置與低液位(L)位置間的一液位位置時，則可定時補給定量的第二濃度燃料溶液量Yl予燃料儲存裝置內(nèi)，上述補給量可通過實驗所得到。
接著，能量管理模塊內(nèi)的處理單元內(nèi)的微處理器根據(jù)表達式Y(jié)2= Yo-( Yl *八)得出實際補給的第一濃度燃料溶液量Y2，其中標號A代表第二濃度燃料溶液與第一濃度燃料溶液間的濃度比值(步驟750)，其為一已知值。
接著，能量管理模塊內(nèi)的處理單元內(nèi)的微處理器分別將上述補給量Y2 與Yl分別轉(zhuǎn)換成第一補給信號與該第二補給信號予第一濃度燃料補給單元與第二濃度燃料補給單元(步驟760)。
經(jīng)由上述的解說，本發(fā)明的驅(qū)動裝置內(nèi)的能量管理模塊具有穩(wěn)定控制并管理其內(nèi)燃料電池電能表現(xiàn)的功能，并通過燃料補給裝置的設置而達成燃料溶液及水分的補給，因此驅(qū)動裝置內(nèi)所采用的燃料電池將可于長時間操作后仍可保持穩(wěn)度的發(fā)電效率。此外，所應用的燃料補給裝置僅需采用一般常見的桶槽及定量泵等裝置，并通過能量管理模塊管理燃料電池內(nèi)燃料溶液的濃度，因而具有系統(tǒng)簡單及操作方便等優(yōu)點，可免除人工調(diào)配燃料溶液的可能問題。
本發(fā)明的驅(qū)動裝置及能量管理模塊并不以上述圖2與圖3的實施情形加以限制。圖8與圖9則分別顯示依據(jù)本發(fā)明另一實施例的驅(qū)動裝置以及能量管理模塊。
請參照圖8，顯示了依據(jù)本發(fā)明另一實施例的驅(qū)動裝置110，其大體相似于圖2所示的驅(qū)動裝置。在此，驅(qū)動裝置110采用了不同于圖2所示的燃料電池220的一燃料電池220'，其余構(gòu)件則與圖2所示驅(qū)動裝置相同。于本實施例中，燃料電池220'除了提供一電能信號SFC以及一液位信號SL予能量管理模塊230夕卜，更提供了一燃料濃度信號SC予能量管理模塊230。能量管理模塊230分別耦接二次電池210、燃料電池220以及燃料補給裝置240，以根據(jù)二次電池210所產(chǎn)生的電能信號SSEC或是根據(jù)燃料電池220所產(chǎn)生的電能信號SFC而驅(qū)動負載，以及根據(jù)燃料電池所提供的燃料濃度信號SC 與燃料液位信號SL產(chǎn)生兩補給信號SHLS與SLLS予燃料補給裝置240內(nèi) 具有不同燃料濃度的兩燃料補給單元(未顯示)，以驅(qū)動此些燃料補給單元內(nèi) 的補給泵(未顯示)補給不同濃度的燃料溶液至燃料電池220，，以補給燃料電池220'所需的生電用燃料及水分，并使得驅(qū)動裝置IIO可以穩(wěn)定且長時間的運轉(zhuǎn)。于本實施例中，電能信號SSEC與SFC、燃料液位信號SL、燃料濃度信號SC、補給信號SHLS及SLLS可為電壓信號或電流信號。
圖9為圖8所采用的能量管理模塊的示意圖。如圖所示，能量管理模塊 230包括電壓轉(zhuǎn)換單元310以及電流產(chǎn)生單元320。電壓轉(zhuǎn)換單元310轉(zhuǎn)換電能信號SSEC或SFC以產(chǎn)生電壓信號SDC，電流產(chǎn)生單元320則接收電壓信號SDC并根據(jù)信號組SCG1提供不同大小的電流信號予負載。在本實施例中，能量管理模塊230還包括一處理單元330、一開關單元340以及一溫度檢測單元350。處理單元330具有檢測電路331以及微處理器332。溫度檢測單元350檢測燃料電池的操作溫度或燃料電池的環(huán)境溫度并提供一溫度信號ST予處理單元330內(nèi)的微處理器332。檢測電路331用以檢測燃料電池提供的電能信號SFC，微處理器332則耦接于檢測電路331以接受上述電壓信號或電流信號。于本實施例中，處理單元330內(nèi)的微處理器332僅根據(jù)來自燃料電池的燃料液位信號SL及燃料濃度信號SC即可產(chǎn)生補給信號SLLC 與補給信號SHLC予燃料補給裝置240(請參照圖2)，以對燃料電池進行燃料溶液的補給。
于本實施例中，處理單元330將根據(jù)燃料電池的狀態(tài)(如電能信號SFC、燃料濃度信號SC、燃料液位信號SL、及溫度信號ST)，提供信號組SCG1 予電流產(chǎn)生單元320。因此，電流產(chǎn)生單元320便可根據(jù)燃料電池的狀態(tài)，而提供電流信號予負載。另外，處理單元330更可根據(jù)上述燃料電池的狀態(tài) 而提供信號組SCG2予一開關單元340。因此，開關單元340可根據(jù)燃料電池的狀態(tài)，將電能信號SFC傳送至電壓轉(zhuǎn)換單元310，并根據(jù)處理單元330 的補給信號SHLS及SLLS使得燃料補給裝置240(請參照圖2)對燃料電池進行燃料與水分的補給，以穩(wěn)定此電流產(chǎn)生單元320所接收電壓信號SDC，并提供一穩(wěn)定電流信號予負載。
請參照圖10，顯示了依據(jù)本發(fā)明另一實施例的燃料電池220'，其具有一膜電極組模塊(繪示為MEA模塊)410以及一燃料儲存裝置420，其中燃料儲存裝置420與MEA模塊410相連結(jié)，燃料儲存裝置420內(nèi)用于儲存及供應 MEA模塊410發(fā)電用的燃料溶液，并通過適當之分流/合流裝置以及輸送配件的設置(都未顯示)，即可輸送及回收流通于MEA模塊410內(nèi)的燃料溶液。燃料儲存裝置例如為一桶槽，其內(nèi)可設置一液位檢測器422以及一濃度檢測器424，此液位檢測器422根據(jù)燃料儲存裝置內(nèi)燃料溶液的液位狀態(tài)而提供液位信號SL予能量管理模塊230內(nèi)處理單元330內(nèi)的微處理器332，而濃度檢測器424則根據(jù)燃料儲存裝置內(nèi)燃料溶液的濃度狀態(tài)而提供燃料濃度信號SC予能量管理模塊230內(nèi)處理單元330內(nèi)的微處理器332。燃料儲存裝置420內(nèi)的主要液位由高至低依序包括一最高液位(HH)、一高液位(H)、一低液位(L)及一低低液位(LL)，其中最高液位(HH)與最低液位(LL)分別對應于燃料儲存裝置420內(nèi)近乎全滿的液位位置以及近乎全空的液位位置，而高液位(H)與低液位(L)的設置則與介于此兩液位間的燃料溶液濃度有關。一般而言介于高液位與低液位間的燃料溶液濃度需為具有可供MEA模塊410穩(wěn)定生電的一燃料溶液濃度。以直接甲醇電池(DMFC)的燃料電池為例，所使用的生電燃料溶液較佳地為濃度介于3 10。/。(vol。/。)的甲醇水溶液，以利其內(nèi) MEA模塊410的穩(wěn)定生電。因此，能量管理模塊230內(nèi)的處理單元330可根據(jù)燃料電池內(nèi)燃料濃度信號SC的狀態(tài)并參照液位信號SL而提供適當?shù)难a 給信號SLLC與SHLC予燃料補給裝置240。
請參照圖11的流程圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明一實施例的控制方法?？刂?方法800中可利用燃料電池驅(qū)動負載，并同時通過能量管理模塊控制燃料電池的燃料補給，使得燃料電池可穩(wěn)定且長時間的驅(qū)動負載。如圖所示，首先啟動二次電池，利用不同于圖9所示的一回路(未顯示)以驅(qū)動第二濃度補給單元內(nèi)的補給泵，輸送第二濃度燃料溶液至燃料電池內(nèi)的燃料儲存裝置中直至其內(nèi)的最高液位(HH)，此時燃料儲存裝置內(nèi)的第二濃度燃料溶液便可啟動 MEA模塊生電并使其性能達成穩(wěn)定(步驟810)。于此步驟中，于啟動二次電池之前，燃料電池內(nèi)的MEA模塊與燃料儲存裝置內(nèi)并未存在有任何燃料溶液。
接著，燃料電池于啟動后，當燃料電池內(nèi)的燃料儲存裝置內(nèi)的濃度檢測器檢測到所使用的燃料溶液的濃度低于一設定值時，將提供一燃料濃度信號予處理單元內(nèi)的微處理器并通過其內(nèi)的液位檢測器同時提供了一液位信號予處理單元內(nèi)的微處理器。如此，處理單元可根據(jù)上述燃料濃度信號與液位信號，以產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予燃料補給裝置(步驟820)。
接著，燃料補給裝置內(nèi)的第一濃度燃料補給單元根據(jù)上述第一補給信號補給一第一定量的一第一濃度燃料溶液至燃料電池的燃料儲存裝置內(nèi)，而上述第二濃度燃料補給單元則根據(jù)上述第二補給信號補給一第二定量的一第二濃度燃料溶液至燃料電池的燃料儲存裝置內(nèi)。上述補給的第一濃度燃料溶液的濃度需高于第二濃度燃料溶液的濃度。設置于第一濃度燃料補給單元內(nèi) 一第一泵以及設置于第二濃度燃料補給單元內(nèi)一第二泵則分別根據(jù)上述第一補給信號與第二補給信號進行第一燃料濃度溶液與第二燃料溶液的補給，以使得燃料電池內(nèi)的燃料溶液儲存裝置之液位與燃料溶液濃度維持穩(wěn)定，進而維持燃料電池的穩(wěn)定發(fā)電情形(步驟830)。
圖12為一流程圖，顯示了步驟820中于處理單元的第一補給信號與第二補給信號的產(chǎn)生方法900的一可能實施例。
首先，當燃料電池內(nèi)的燃料儲存裝置內(nèi)的濃度檢測器檢測到所使用的燃料溶液的濃度低于一設定值時，將提供一燃料濃度信號并同時通過液位檢測器提供一液位信號予處理單元內(nèi)的微處理器，以得出燃料電池需補給的第一濃度燃料溶液量Y。(步驟910)。以下為用于計算需補充的第一濃度燃料溶液量Y。的可能實施例，Y。可采用下述的計算式所得出。
接著，能量管理模塊內(nèi)的處理單元內(nèi)的微處理器根據(jù)得自于燃料電池內(nèi) 燃料儲存裝置的液位信號而得出燃料電池內(nèi)的燃料儲存裝置內(nèi)需補給的第二濃度燃料溶液量YL(步驟920)。根據(jù)上述液位信號，第二濃度燃料溶液量 YL的補給具有以下三種可能情形
a. 當液位信號顯示了燃料儲存裝置內(nèi)的燃料溶液液位高于等于高液位(H) 位置時，則第二濃度燃料溶液量Yl的量將為零，即不進行第二濃度燃料溶液的補給；
b. 當液位信號顯示了燃料儲存裝置內(nèi)的燃料溶液液位位于低液位(L)位置時，則第二濃度燃料溶液量YL的補給量將設定為由低液位(L)位置至高液位(H)位置的量；或者
c. 當液位信號顯示了燃料儲存裝置內(nèi)的燃料溶液液位(X)介于高液位(H) 位置與低液位(L)位置間的一液位位置時，則可定時補給定量的第二濃度燃料溶液量Yl予燃料儲存裝置內(nèi)，上述補給量可通過實驗所得到。
接著，能量管理模塊內(nèi)的處理單元內(nèi)的微處理器根據(jù)表達式Y(jié)2= Yo-( Yl *八)得出實際需補給的第一濃度燃料溶液量Y2，其中標號A代表第二濃度燃料溶液與第一濃度燃料溶液間的濃度比值(步驟930)，為一已知值。接著，能量管理模塊內(nèi)的處理單元內(nèi)的微處理器分別將上述補給量Y2 與Yl分別轉(zhuǎn)換成第一補給信號與該第二補給信號予第一濃度燃料補給單元
與第二濃度燃料補給單元(步驟940)。
經(jīng)由上述的解說，本發(fā)明的驅(qū)動裝置內(nèi)的能量管理模塊具有穩(wěn)定控制并管理其內(nèi)燃料電池電能表現(xiàn)的功能，并通過燃料補給裝置的設置而達成燃料溶液及水分的補給，因此驅(qū)動裝置內(nèi)所采用的燃料電池將可于長時間操作后仍可保持穩(wěn)度的發(fā)電效率。此外，所應用的燃料補給裝置僅需采用一般常見的桶槽及定量泵等裝置，并通過能量管理模塊管理燃料電池內(nèi)燃料溶液的濃度，因而具有系統(tǒng)簡單及操作方便等優(yōu)點，可免除人工調(diào)配燃料溶液的可能問題。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬領域普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當所附權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動一負載，包括一二次電池；一燃料電池；一燃料補給裝置；以及一能量管理模塊，耦接該燃料電池、該二次電池與該燃料補給單元，產(chǎn)生一電流信號予該負載并根據(jù)該燃料電池的一電能信號以及一液位信號產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置，驅(qū)動該燃料補給裝置對該燃料電池進行燃料補給。
2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其中該燃料電池包括一膜電極模塊；以及一燃料儲存裝置，以提供該膜電極模塊一燃料溶液，使該膜電極模塊產(chǎn) 生該電能信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動裝置，其中該燃料儲存裝置還包括一液位檢測計，該液位檢測計根據(jù)燃料儲存裝置內(nèi)的該燃料溶液的液位狀態(tài)提供該液位信號。
4. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其中該能量管理模塊包括-一處理單元；以及一溫度檢測單元，其中該溫度檢測單元根據(jù)該燃料電池的溫度狀態(tài)以提供該處理單元一溫度信號，而該處理單元則根據(jù)該燃料電池的電能信號、液位信號以及該溫度信號產(chǎn)生該第一補給信號與該第二補給信號予該燃料補給裝置。
5. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其中該燃料補給裝置包括一第一濃度燃料補給單元；以及一第二濃度燃料補給單元，其中該第一濃度燃料補給單元根據(jù)該第一補給信號補給一第一濃度燃料溶液予該燃料電池，而該第二濃度燃料補給單元根據(jù)該第二補給信號補給一第二濃度燃料溶液予該燃料電池，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于該第二濃度燃料溶液的濃度。
6. 如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于50%體積百分比，而該第二濃度燃料溶液的濃度低于10%體積百分比。
7. 如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其中該第一濃度燃料溶液的濃度為 100%體積百分比，而該第二濃度燃料溶液的濃度介于3~10°/。體積百分比。
8. 如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其中該第一濃度燃料溶液與該第二濃度燃料溶液為甲醇水溶液。
9. 如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其中該第一濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第一泵，根據(jù)該第一補給信號補給該第一濃度燃料溶液，而該第二濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第二泵，根據(jù)該第二電能信號補給該第二濃度燃料溶液。
10. —種能量管理模塊，耦接一二次電池、一燃料電池以及一燃料補給裝置，用以驅(qū)動一負載與補給該燃料補給裝置，該能量管理模塊包括一處理單元；以及一溫度檢測單元，根據(jù)該燃料電池的溫度狀態(tài)以提供該處理單元一溫度信號，其中該處理單元根據(jù)該燃料電池的一電能信號、一液位信號以及該溫度信號，以產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置。
11. 如權(quán)利要求IO所述的能量管理模塊，其中該處理單元包括一檢測電路，用以檢測該燃料電池的該電能信號；一微處理器，耦接于該檢測電路與該溫度檢測單元，根據(jù)該電能信號、該液位信號與該溫度信號以產(chǎn)生該第一補給信號與該第二補給信號予該燃料補給裝置。
12. 如權(quán)利要求11所述的能量管理模塊，其中該燃料補給裝置包括一第一濃度燃料補給單元；以及一第二濃度燃料補給單元，其中該第一濃度燃料補給單元根據(jù)該第一補給信號補給一第一定量的一第一濃度燃料溶液至該燃料電池，而該第二濃度燃料補給單元根據(jù)該第二補給信號補給一第二定量的一第二濃度燃料溶液至該燃料電池，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于該第二濃度燃料溶液的濃度。
13. 如權(quán)利要求12所述的能量管理模塊，其中且該第二濃度燃料溶液與該第一濃度燃料溶液之間具有一濃度比值A，該檢測電路于檢測該電能信號后依序得到一電壓信號與一電流信號，該微處理器根據(jù)該電壓信號與該溫度信號得出該燃料電池的效率值并進而根據(jù)該電流信號以及該燃料電池的效率值得出該燃料電池需補給的該第一濃度燃料溶液的理論量YQ，該微處理器根據(jù)該液位信號得出需補給的該第二濃度燃料溶液的該第二定量Yl，并經(jīng)由表達式Y(jié)2= YQ-( Yl *八)得出需補給的該第一濃度燃料溶液的該第一定量Y2。
14. 如權(quán)利要求13所述的能量管理模塊，其中該第一濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第一泵，以接收該第一補給信號并補給該第一濃度燃料至該燃料電池的一燃料儲存裝置，而該第二濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第二泵，以接收該第二電能信號并補給該第二濃度燃料至該燃料電池的該燃料儲存裝置，而該微處理器分別將該第一定量Y2與該第二定量Yl分別轉(zhuǎn)換成該第一補給信號與該第二補給信號予該第一泵與該第二泵。
15. 如權(quán)利要求12所述的能量管理模塊，其中該第一濃度燃料的濃度高于50%體積百分比，而該第二濃度燃料的濃度低于10%體積百分比濃度。
16. 如權(quán)利要求15所述的能量管理模塊，其中該第一濃度燃料的濃度為 100%體積百分比，而該第二濃度燃料的濃度介于3~10%體積百分比。
17. 如權(quán)利要求12所述的能量管理模塊，其中該第一濃度燃料與該第二濃度燃料為甲醇水溶液。
18. —種驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動一負載，包括一二次電池；一燃料電池；一燃料補給裝置；以及一能量管理模塊，耦接該燃料電池、該二次電池與該燃料補給單元，產(chǎn) 生一電流信號予該負載并根據(jù)該燃料電池的一燃料濃度信號以及一液位信號產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置，驅(qū)動該燃料補給裝置對該燃料電池進行燃料補給。
19. 如權(quán)利要求18所述的驅(qū)動裝置，其中該燃料電池包括一膜電極模塊；以及一燃料儲存裝置，以提供該膜電極模塊一燃料溶液，其中該燃料儲存裝置內(nèi)設置有一液位檢測器以及一濃度檢測器，該液位檢測計根據(jù)燃料儲存裝置內(nèi)的該燃料溶液的液位狀態(tài)提供該液位信號，而該液位檢測計根據(jù)燃料儲存裝置內(nèi)的該燃料溶液的濃度狀態(tài)提供該燃料濃度信號。
20. 如權(quán)利要求18所述的驅(qū)動裝置，其中該能量管理模塊包括一處理單元，根據(jù)該燃料電池的燃料濃度信號與液位信號產(chǎn)生該第一補給信號與該第二補給信號予該燃料補給裝置。
21. 如權(quán)利要求18所述的驅(qū)動裝置，其中該燃料補給裝置包括一第一濃度燃料補給單元；以及一第二濃度燃料補給單元，其中該第一濃度燃料補給單元根據(jù)該第一補給信號補給一第一濃度燃料溶液予該燃料電池，而該第二濃度燃料補給單元根據(jù)該第二補給信號補給一第二濃度燃料溶液予該燃料電池，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于該第二濃度燃料溶液的濃度。
22. 如權(quán)利要求21所述的驅(qū)動裝置，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于50%體積百分比，而該第二濃度燃料溶液的濃度低于10%體積百分比。
23. 如權(quán)利要求22所述的驅(qū)動裝置，其中該第一濃度燃料溶液的濃度為 100%體積百分比，而該第二濃度燃料溶液的濃度介于3~10%體積百分比。
24. 如權(quán)利要求21所述的驅(qū)動裝置，其中該第一濃度燃料溶液與該第二濃度燃料溶液為甲醇水溶液。
25. 如權(quán)利要求21所述的驅(qū)動裝置，其中該第一濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第一泵，根據(jù)該第一補給信號補給該第一濃度燃料溶液，而該第二濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第二泵，根據(jù)該第二電能信號補給該第二濃度燃料溶液。
26. —種能量管理模塊，耦接一二次電池、一燃料電池以及一燃料補給裝置，用以驅(qū)動一負載與補給該燃料補給裝置，該能量管理模塊包括-一處理單元，根據(jù)該燃料電池的一燃料濃度信號及一液位信號，以產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置。
27. 如權(quán)利要求26所述的能量管理模塊，其中該處理單元包括一微處理器，根據(jù)該燃料濃度信號及該液位信號，以產(chǎn)生該第一補給信號與該第二補給信號予該燃料補給裝置。
28. 如權(quán)利要求26所述的能量管理模塊，其中該燃料補給裝置包括一第一濃度燃料補給單元；以及一第二濃度燃料補給單元，其中該第一濃度燃料補給單元根據(jù)該第一補給信號補給一第一定量的一第一濃度燃料溶液至該燃料電池，而該第二濃度燃料補給單元根據(jù)該第二補給信號補給一第二定量的一第二濃度燃料溶液至該燃料電池，其中該第一濃度燃料溶液的濃度高于該第二濃度燃料溶液的濃度。
29. 如權(quán)利要求28所述的能量管理模塊，其中且該第二濃度燃料溶液與該第一濃度燃料溶液之間具有一濃度比值A，該微處理器根據(jù)該燃料濃度信號得出該燃料電池所需補給的該第一濃度溶液的理論量Yo，并根據(jù)該液位信號得出該第二濃度燃料溶液的該第二定量Yl，并經(jīng)由表達式Y(jié)2= Y。 -( Yl *A) 得出需補給的該第一濃度燃料溶液的該第一定量Y2。
30. 如權(quán)利要求28所述的能量管理模塊，其中該第一濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第一泵，以接收該第一補給信號并補給該第一濃度燃料至該燃料電池的一燃料儲存裝置，而該第二濃度燃料補給單元內(nèi)設置有一第二泵，以接收該第二電能信號并補給該第二濃度燃料至該燃料電池的該燃料儲存裝置，而該微處理器分別將該第一定量Y2與該第二定量YL分別轉(zhuǎn)換成該第一補給信號與該第二補給信號予該第一泵與該第二泵。
31. 如權(quán)利要求30所述的能量管理模塊，其中該第一濃度燃料的濃度高于50%體積百分比，而該第二濃度燃料的濃度低于10%體積百分比。
32. 如權(quán)利要求31所述的能量管理模塊，其中該第一濃度燃料的濃度為 100%，而該第二濃度燃料的濃度介于3~10%。
33. 如權(quán)利要求28所述的能量管理模塊，其中該第一濃度燃料與該第二濃度燃料為甲醇水溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能量管理模塊以及驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動一負載，包括一二次電池；一燃料電池；一燃料補給裝置；以及一能量管理模塊，耦接該燃料電池、該二次電池與該燃料補給單元，產(chǎn)生一電流信號予該負載并根據(jù)該燃料電池的一電能信號以及一液位信號產(chǎn)生一第一補給信號與一第二補給信號予該燃料補給裝置，驅(qū)動該燃料補給裝置對該燃料電池進行燃料補給。
文檔編號H01M8/00GK101515650SQ20081008043
公開日2009年8月26日申請日期2008年2月19日優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者林昱志, 柯友俊, 賴將文, 陳竣明申請人:南亞電路板股份有限公司

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