专利名称：燃料电池装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种关于燃料电池装置，其特别是利用电子装置的供电装置提 供燃料电池内部负载启动使用，且当燃料电池启动后将改由燃料电池负担电 子装置的电源供应。
背景技术：
公知燃料电池是利用氢与氧的结合，产生电化学反应变化，而成为可提 供电能的新兴能源。 一般燃料电池在每一次的启动过程中，如果燃料电池长 时间未使用，其膜电极组的环境湿润程度会变得较差，因此必须透过燃料电 池的活化程序，由此湿润其膜电极组，使得燃料电池可进入正常的电化学反 应效率，以达到额定的输出功率。所以在燃料电池未完成启动程序时，并需 提供内部的微处理单元以及燃料控制单元等内部负载运作所需的电力，以利 燃料电池的活化启动程序。然而，通常在燃料电池中是透过燃料电池内部的 二次电池供给该燃料电池内部负载使用，由于在燃料电池内部另加- 二次电 池将使系统体积过于庞大，而不利于燃料电池的可移植性，同时也会造成燃 料电池成本的增加。因此，本发明的发明人有鉴于公知燃料电池的缺失，乃亟思发明一种燃 料电池装置。发明内容本发明主要是提供一燃料电池装置，其是透过一微处理单元以及一电力 回路装置选择一外接电子装置的电力的输入或该燃料电池装置的电力输出。本发明另一目的是提供该燃料电池装置，其是利用外接的电子装置所提供的电力进行燃料电池装置的活化程序。本发明主要提供该燃料电池装置，其是于燃料电池活化完成后，由该燃 料电池提供内部的微处理单元、辅助单元与该电子装置所需的电力。为达到上述的目的，本发明是提供一种燃料电池装置，其使用于一电子 装置中，该电子装置具有可提供该电子装置电力的一供电装置，且该燃料电 池装置包括一燃料电池、 一稳压单元、 一微处理单元、 一辅助单元以及一电 力回路装置，该稳压单元是用以进行该燃料电池输出的电力的直流电压转换， 该微处理单元是用以控制本发明燃料电池装置的运作及进行其运作所需的演算；该辅助单元用以配合该燃料电池操作所需；以及该电力回路装置是用以 选择该燃料电池装置输出电力至该电子装置，或选择该电子装置的电力输入 至该燃料电池装置。
图1是显示本发明燃料电池装置一具体实施例的组件关联图；以及 图2是显示本发明燃料电池装置的局部组件示意图。主要组件符号说明燃料电池(l) 稳压单元(2)第一直流电压转换器(21)第二直流电压转换器(22) 微处理单元(3)微处理器(31)第三直流电压转换器(32)低压线性稳定器(33) 辅助单元(4)第四直流电压转换器(41) 泵(42) 风扇(43) 电力回路装置(5) 第一电气开关(51)第一端点(51a)第二端点(51b)第三端点(51c)第一开关组件(51d)第二开关组件(51e) 第二电气开关(52) 电子装置(6) 供电装置(61)具体实施方式
参考图1所显示，其是本发明燃料电池装置一具体实施例的组件关联图。 本发明是有关于一种燃料电池装置，且包括一燃料电池(l)、--稳压单元(2)、 --微处理单元(3)、 一辅助单元(4)以及一电力回路装置(5)，并透过该电力回路 装置(5)电气连接该电子装置(6)，使得该燃料电池装置可传输电力至该电子装 置(6)，或该电子装置(6)的电力可传输至该燃料电池装置。前述的电子装置(6)中是具有一供电装置(61)，该供电装置(61)是包括一二 次电池、一外接电力电源以及其电力切换所需的电路，用以供给该电子装置(6) 的电源，且该电子装置(6)是可选择使用该电子装置(6)二次电池或外接电力。 以一具体的实施例来说，该电子装置(6)是可以是一笔记型计算机，该供电装 置(61)的二次电池是一锂电池，该供电装置(61)的外接电源是包括城市供电系 统与本发明的燃料电池装置，该电子装置(6)可选择使用二次电池或外接电力 以及选择该外接电力进行该二次电池的充电。另外，该电子装置(6)也可透过内部的电路控制(图中未显示，且此部分非本发明的重点)将该供电装置(61)与本发明的燃料电池装置构成一混合电力供给系统(hybrid power application system)。再者，该供电装置(61)可于该燃料电池装置选择启动该燃料电池(1) 时，利用该供电装置(61)的电力提供电源给该微处理单元(3)与该辅助单元(4)， 用以进行该燃料电池装置的燃料电池活化程序。前述本发明燃料电池装置中，该燃料电池(l)是具有触媒物质并可通过富 氢燃料与氧燃料进行电化学反应，并输出电力；该稳压单元(2)是电气连接该 燃料电池(l)，并包括复数个直流电压转换器，用以进行该燃料电池(l)输出的 电力的直流电压转换；该微处理单元(3)是包括一微处理器(31)，且该微处理单 元(3)是电气连接该稳压单元(2)、该辅助单元(4)以及该电力回路装置(5)，使得 该微处理器(31)可用以控制本发明燃料电池装置的运作及进行其运作所需的 演算；该辅助单元(4)是可提供燃料供给并控制该燃料电池(1)的操作条件，用 以配合该燃料电池(l)操作所需；以及该电力回路装置(5)是一电路装置，并可 透过该微处理单元(3)的微处理器(31)的控制，用以选择该燃料电池装置输出电 力至该电子装置(6)，或选择该电子装置(6)的电力输入至该燃料电池装置。因 此该燃料电池(1)是可经由该稳压单元(2)将该燃料电池(1)所输出的电源转换 为预设的电压输出，再透过该电力回路装置(5)将电气讯号提供该微处理单元 (3)、辅助单元(4)与电子装置使用；以及可透过该微处理单元(3)选择该电力回 路装置(5)将该电子装置(6)的供电装置(61)的电力提供给该微处理单元(3)与辅 助单元(4)使用。前述的稳压单元(2)中的各个直流电压转换器是被限制为由电气连接该燃 料电池(l)的一端输入电力，而另一端为输出电力。更具体地来说，前述本发明燃料电池装置中各单元再进一步来看，该稳 压单元(2)中更可包含一第一直流电压转换器(21)以及一第二直流电压转换器 (22)，该第一直流电压转换器(21)与该第二直流电压转换器(22)用以将燃料电 池(l)产生的电压分别转换成稳定的电压VI与电压V2，用以分别提供给该电 子装置(6)与该辅助单元(4)使用；该微处理单元(3)是可进一步包括一第三直流电压转换器(32)，该第三直流电压转换器(32)是用以将输入该微处理单元(3)的 电压转换为该微处理单元(3)的微处理器(31)所需的电压V3;该辅助单元(4)是 可进一步包括一第四直流电压转换器(41)、 一泵(42)与一风扇(43)，该第四直 流电压转换器(41)是用以将输入辅助单元(4)的电压转换为该辅助单元(4)中的 各个组件所需的电压V4，且该泵(42)与该风扇(43)分别是配合该燃料电池(1) 的操作而用以提供燃料供给或该燃料电池(l)的操作温度的控制；以及该回路 装置(5)是进一步包括复数个电气开关，该些电气开关是电气连接该微处理单 元(3)中的微处理器(31)，使得该微处理器(31)可选择该些电气开关的开启或关 闭状态，而达到控制该回路装置(5)的导通路径与电力供应方向。前述的回路装置(5)中的复数个电气开关是包括一第一电气开关(51)以及 一第二电气开关(52)，其中该第一电气开关(51)的一端是电气连接该第一直流 电压转换器(21)与该第四直流电压转换器(41)，该第一电气开关(51)的另一端 是电气连接该电子装置(6)的供电装置(61);以及该第二电气开关(52)的一端是 电气连接该第二直流电压转换器(22)，该第二电气开关(52)的另一端是电气连 接该微处理单元(3)的第三直流电压转换器(32)与该电子装置(6)的供电装置 (61)。前述的微处理单元(3)中可进一步包括一低压线性稳定器(33)，使得输入该 微处理单元(3)的电力经过该第三直流电压转换器(32)与该低压线性稳定器(33) 两级的直流电压转换，可获得较稳定的电压以供给微处理器(31)使用。前述本发明燃料电池装置中，该供电装置(61)的电力传输至该第三直流电 压转换器(32)转换为预设的电压V3而提供该微处理器(31)作动，当接受到该 燃料电池(l)启动的命令时，该微处理器(31)选择该第一电气开关(51)为通路、 选择该第二电气开关(52)为断路以及选择开启该第四直流电压转换器(41)，使 得该供电装置(61)的电力能通过该第四直流电压转换器(41)转换电压V4，以提 供该辅助单元(4)所需的电力，并通过该微处理单元(3)控制该泵(42)与该风扇 (43)的运作，而进行该燃料电池(l)的活化(hydration)。当该燃料电池(l)活化完 成而开始正常动作产生电源时，该微处理单元(3)的微处理器(31)选择该第一电气开关(51)为断路、选择该第二电气开关(52)为通路、选择启动该第一直流电 压转换器(21)以及选择启动该第二直流电压转换器(22)，使得该燃料电池(l)的 电力分别透过该第一直流电压转换器(21)转换为电压VI以及透过该第二直流 电压转换器(22)转换为电压V2。其中该第一直流电压转换器(21)输出电压VI 的电力传输至该第四直流电压转换器(41)再转换为输出电压V4，用以提供该 辅助单元(4)使用；以及该第二直流电压转换器(22)输出电压V2的电力分别传 输至该微处理单元(3)以及该电子装置(6)的供电装置(61)，且该第三直流电压 转换器(32)再将电力转换为输出电压V3以提供该微处理单元(3)使用，该供电 装置(61)则将电力分配给该电子装置(6)或分配做为该供电装置(61)中的二次 电池进行充电。请进一步配合参考图2所显示，其是本发明燃料电池装置的局部组件示 意图。该第一电气开关(51)是包含一第一端点(51a)、 一第二端点(51b)、 一第 三端点(51c)、 一第一开关组件(51d)以及一第二开关组件(51e)，该第一开关组 件(51d)与第二开关组件(51e)是反向设置并形成电气串联，且串联的第一开关 组件(51d)与第二开关组件(51e)的两端分别形成该第一端点(51a)与该第三端点 (51c)，该第一端点(51b)是电气连接该第一直流电压转换器(21)与该第四直流 电压转换器(41)，该第三端点(51c)是电气连接该电子装置(6)的供电装置(61)， 该第二端点(51b)是电气连接该微处理单元(3)、该第一开关组件(51d)与第二开 关组件(51e)的栅极，由该微处理器(31)依据燃料电池的操做过程控制其启闭状 况。因此该第一开关组件(51d)与第二开关组件(51e)两晶体管其电路连结方式， 可避免单独使用单一晶体管所导致的漏电流的困扰。以上已将本发明作一详细说明，惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施 例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明权利要求所作的均等 变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。
权利要求
1. 一种燃料电池装置，其使用于一电子装置中，该电子装置具有可提供该电子装置电力的一供电装置，其特征在于该燃料电池装置包括一燃料电池；一稳压单元，其是电气连接该燃料电池，并包括至少一个直流电压转换器，各个直流电压转换器电气连接该燃料电池的一端为输入电力且另一端为输出电力；一微处理单元，其是包括一微处理器，该微处理器是控制该燃料电池装置的运作及进行其运作所需的演算；一辅助单元，其是提供燃料供给并控制该燃料电池的操作条件；以及一电力回路装置，其是具有复数个电气连接通路的一电路装置，并电气连接该稳压单元、该微处理单元以及该辅助单元；其中该微处理单元选择该电力回路装置的电气连接通路，并选择该燃料电池装置传输电力至该微处理单元、该辅助单元与该电子装置以及该电子装置的电力传输至该微处理单元与该辅助单元中的任一状态。
2. 如权利要求l所述的燃料电池装置，其特征在于该稳压单元包括一第一 直流电压转换器以及一第二直流电压转换器。
3. 如权利要求2所述的燃料电池装置，其特征在于该微处理单元是可进- 步包括一第三直流电压转换器，该第二电气开关电气连接该电子装置的一 端是同时与该微处理单元的第三直流电压转换器电气连接。
4. 如权利要求3所述的燃料电池装置，其特征在于该第一电气开关是包含 一第一端点、 一第二端点、 一第三端点、 一第一开关组件以及一第二开关 组件，该第一开关组件与第二开关组件是反向设置并形成电气串联，且串 联的第一开关组件与第二开关组件的两端分别形成该第一端点与该第三 端点，该第一端点是电气连接该第一直流电压转换器与该第四直流电压转 换器，该第三端点是电气连接该电子装置的供电装置，该第二端点是电气 连接该微处理单元的微处理器、该第一开关组件与第二开关组件的栅极。
5. 如权利要求4所述的燃料电池装置，其特征在于该些开关组件是选择晶体管开关以及MOS开关中的任一 电子组件。
6. 如权利要求3所述的燃料电池装置，其特征在于该些电气开关是选择晶体管开关以及MOS开关中的任一电子组件。
7. 如权利要求2所述的燃料电池装置，其特征在于该辅助单元是可进一步 包括一第四直流电压转换器，该第四直流电压转换器是电气连接该电力回 路装置，并将转换输入的电力为特定电压以及提供电力至该辅助单元内部。
8. 如权利要求7所述的燃料电池装置，其特征在于该第四直流电压转换器 以及该第一直流电压转换器是电气连接该第一电气开关的同一端，该第一 电气开关的另一端是电气连接该微处理单元的第三直流电压转换器以及 该电子装置的供电装置电气连接。
9. 如权利要求8所述的燃料电池装置，其特征在于该微处理单元是进一步 包括一低压线性稳定器，且输入该微处理单元的电力是经过该第三直流电 压转换器与该低压线性稳定器两级的直流电压转换。
10. 如权利要求2所述的燃料电池装置，其特征在于该电力回路装置进一步 包括一第一电气开关以及一第二电气开关，该第一电气开关的一端是电 气连接该第一直流电压转换器与该辅助单元，该第一电气开关的另一端是 电气连接该电子装置的供电装置及微处理单元；以及该第二电气开关的一 端是电气连接该第二直流电压转换器，该第二电气开关的另一端是电气连 接该微处理单元与该电子装置的供电装置。
11. 如权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于该微处理单元的微处理器 是电气连接该第一电气开关以及该第二电气开关，并选择该第一电气开关 以及该第二电气开关为通路或断路。
12. 如权利要求4所述的燃料电池装置，其特征在于该微处理单元的控制步骤包括*该供电装置的电力传输至该第三直流电压转换器，并提供该微处理单 元电力，直到微处理器接受到燃料电池启动命令；*选择该第一电气开关为通路、选择该第二电气开关为断路以及选择开 启该第四直流电压转换器；以及*控制该辅助单元的泵与风扇的运作，而进行该燃料电池的活化；參该燃料电池正常输出电力时，选择该第一电气开关为断路、选择该第 二电气开关为通路、选择启动该第一直流电压转换器以及选择启动该 第二直流电压转换器；*该第一直流电压转换器输出的电力传输至该第四直流电压转换器提供 该辅助单元使用；以及*该第二直流电压转换器输出的电力分别传输至该第三直流电压转换器 以及该电子装置的供电装置，以提供该微处理单元以及该供电装置所 需的电力。
13. 如权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于该电子装置电力的供电 装置是包括一二次电池。
14. 如权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于该电子装置电力的供电 装置是包括一外接电力。
15. 如权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于该辅助单元是进一步包 括一泵。
16. 如权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于该辅助单元是进一步包 括一风扇。
全文摘要
本发明是一种燃料电池装置，其使用于一电子装置中，该电子装置具有可提供该电子装置电力的一供电装置，且该燃料电池装置包括一燃料电池、一稳压单元、一微处理单元、一辅助单元以及一电力回路装置，该稳压单元是用以进行该燃料电池输出的电力的直流电压转换，该微处理单元是用以控制本发明燃料电池装置的运作及进行其运作所需的演算；该辅助单元用以配合该燃料电池操作所需；以及该电力回路装置是用以选择该燃料电池装置输出电力至该电子装置，或选择该电子装置的电力输入至该燃料电池装置。
文档编号H01M8/00GK101232099SQ20071000037
公开日2008年7月30日 申请日期2007年1月22日 优先权日2007年1月22日
发明者张文星, 童俊卿 申请人:思柏科技股份有限公司;英属盖曼群岛商胜光科技股份有限公司