专利名称：燃料电池的湿度控制方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种燃料电池的湿度控制方法及其装置，其特别是一 种具有湿度控制机制的燃料电池。
背景技术：
目前所使用的燃料电池主要是利用富氢燃料流体(如甲醇)与氧燃 料流体进行电化学反应而输出电力的电力产生装置，为了让这类燃料电 池的操作效率提升，即为了提升燃料转换为电力的效率提升，必须针对 燃料电池的操作条件进行适当的控制。
然而在燃料电池的操作条件中，供给气态燃料的反应端的湿度必须 合理地控制，否则可能会因为膜电极组过度湿润或过度干燥的状态而阻 碍化学反应的发生。
因此，本发明的发明人有鉴于习知燃料电池的缺失，乃亟思发明一 种符合现在追求的产品诞生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池的湿度控制方法及其装置，主 要利用装设的湿度感测模块来量测湿度的改变，并进行燃料电池的湿度 控制。
为达上述目的，本发明提供一种燃料电池的湿度控制方法及其装置。 其装置包括 一燃料电池模块，其是燃料电池构成的电力产生装置；一
5湿度感测模块，其是一湿度感测装置，并将所感测的湿度的物理状态转 换为电气讯号输出； 一讯号处理模块，其是一处理电气讯号的电气回路，
且包括可用以接收以及处理该湿度感测模块输出的电气讯号；以及一气 流驱动装置，其是一驱动气体流动的装置；其中，该讯号处理模块依据 一湿度控制程序进行该气流驱动装置的运作控制，使得该气流驱动装置 带动该燃料电池模块周边的空气进入前述的膜电极组与燃料接触的区 域，而改变此区域的湿度状态，直到该湿度状态处于所预设的湿度值。 再者，其步骤包括该湿度感测模块的湿度感测，是该燃料电池模
块处于运作状态时，该湿度感测模块会进行感测该燃料电池模块的膜电 极组反应区附近的湿度状态，且该湿度感测模块将该燃料电池模块的膜 电极组反应区附近的湿度状态转换为电气讯号，并传输至该讯号处理模
块；该讯号处理模块的湿度状态判断，是该讯号处理模块判断该湿度状 态，并比较该湿度状态与所预设的湿度值；该讯号处理模块的湿度状态 控制，是依据前述该讯号处理模块的湿度状态判断结果，该湿度控制程 序进行调节该气流驱动装置的空气导入速率。
为使熟悉该项技艺人士了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下 述具体实施例，并配合所附的图式，详加说明如后。
图1为本发明燃料电池的湿度控制装置具体实施例的组件关联以及
图2为本发明燃料电池的湿度控制的步骤流程图。 主要组件符号说明燃料电池模块1 …湿度感测模块2 讯号处理模块3 气流驱动装置4 温度传感器5 步骤101~10具体实施例方式
请参阅图1所示，为本发明燃料电池的湿度控制装置的一具体实施 例的组件关联图，其是在一燃料电池中，包括有一燃料电池模块l、 一湿
度感测模块2、 一讯号处理模块3以及一气流驱动装置4，使得可透过该 湿度感测模块2回馈该燃料电池模块1的湿度状态，再透过该讯号处理 模块3判断该湿度感测模块2所回馈的湿度状态，由该讯号处理模块3 控制该气流驱动装置4驱动该燃料电池模块1周边的流体，而稳定该燃 料电池模块1的湿度状态，而达到该燃料电池模块1的湿度控制。
前述本发明燃料电池的湿度控制装置中，该燃料电池模块1利用具 有触媒的高分子膜电极组与含氢的燃料以及含氧燃料接触，并在前述的 膜电极组产生电化学作用而直接产生电力输出；该湿度感测模块2是一 湿度感测装置，并用以将所感测的湿度的物理状态转换为电气讯号；该 讯号处理模块3是一处理电气讯号的电气回路，且包括可用以接收以及 处理该湿度感测模块2输出的电气讯号，同时依据一湿度控制程序进行 该气流驱动装置4的运作控制，使得该气流驱动装置4带动该燃料电池 模块1周边的空气进入前述的膜电极组与燃料接触的区域，而改变此区 域的湿度状态，直到该湿度状态处于所预设的湿度值附近；以及该气流驱动装置4是一驱动气体流动的装置，如风扇、空气帮浦等。
以直接甲醇燃料电池为更具体的实施例来说，该燃料电池模块1的 膜电极组的阴极是使用气态的氧燃料，且通常此气态氧燃料直接使用空
气中的氧气。因此，当该讯号处理模块3接收该湿度感测模块2输出的 电气讯号，且依据前述的湿度控制程序进行该气流驱动装置4的运作控 制时，该气流驱动装置4会带动该燃料电池模块1阴极周边的空气进入 前述的膜电极组与燃料接触的区域，而改变此区域的湿度状态并同时提 供氧燃料，直到该湿度状态达到所预设的湿度值。
请再参阅图2所示，为本发明燃料电池的湿度控制的步骤流程图，
其包括步骤101:该燃料电池模块1处于运作状态时，该湿度感测模块 2会进行感测该燃料电池模块1的膜电极组反应区附近的湿度状态；步骤 102:该湿度感测模块2将该燃料电池模块1的膜电极组反应区附近的湿 度状态转换为电气讯号，并传输至该讯号处理模块3;步骤103:该讯号
处理模块3判断该湿度状态，并比较该湿度状态与所预设的湿度值，且 高于预设湿度值的状态进入步骤104，低于预设湿度值的状态进入步骤 105，等于预设湿度值的状态进入步骤106;步骤104:该讯号处理模块3 依据该湿度控制程序增加该气流驱动装置4的空气导入速率；步骤105: 该讯号处理模块3依据该湿度控制程序降低该气流驱动装置4的空气导 入速率；以及步骤106:该讯号处理模块3依据该湿度控制程序维持该气 流驱动装置4的空气导入速率。
前述的各步骤中，该湿度感测模块2的湿度状态侦测、该讯号处理 模块3的湿度状态比较以及该讯号处理模块3控制该气流驱动装置4以 调节空气导入速率等步骤可以同步进行，因此，当该讯号处理模块3依 据该湿度控制程序增加、降低或维持该气流驱动装置4的空气导入速率
8时，该讯号处理模块3仍可随时依据该湿度感测模块2所回馈的湿度状 态，而对应地控制该气流驱动装置4的空气导入速率。
前述的实施例中，更具体来说，当该气流驱动装置4利用风扇调节 空气导入速率时，该讯号处理模块3控制该风扇的转速，进而调节该气 流驱动装置4的空气导入速率，以及调节该燃料电池模块1的湿度。另 外，该气流驱动装置4也可以利用空气帮浦调节空气导入速率。
请再参阅图l所示，其进一步包括一温度传感器5，该温度传感器5 是一感测该燃料电池模块1温度的电气装置，且可以是一般的热敏式电 阻、热电偶(thermal couple)等温度感测组件，以及该温度传感器5电 气连接该讯号处理模块3，用以将该温度传感器5所侦测获得的温度状态 转换为电气讯号，并传输至该讯号处理模块3，使得该讯号处理模块3可 以依据该温度传感器5所侦测的温度状态进行湿度状态的校正。
因此，前述本发明燃料电池的湿度控制的步骤中，该讯号处理模块3 在判断该湿度状态的步骤时，会同时依据该湿度感测模块2以及该温度 传感器5所回馈的讯号，以获得对应该温度状态下的湿度状态校正值， 并使得该讯号处理模块3的湿度控制可以更精确。
以上已将本发明作一详细说明，但以上所述，仅为本发明的一较佳 实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请范围所 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、一种燃料电池的湿度控制方法，其特征在于，步骤包括提供一燃料电池模块、一湿度感测模块、一讯号处理模块以及一气流驱动装置，该湿度感测模块与该气流驱动装置电气连接该讯号处理模块；该湿度感测模块的湿度感测，是该燃料电池模块处于运作状态时，该湿度感测模块会进行感测该燃料电池模块的膜电极组反应区附近的湿度状态，且该湿度感测模块将该燃料电池模块的膜电极组反应区附近的湿度状态转换为电气讯号，并传输至该讯号处理模块；该讯号处理模块的湿度状态判断，是该讯号处理模块判断该湿度状态，并比较该湿度状态与所预设的湿度值；该讯号处理模块的湿度状态控制，是依据前述该讯号处理模块的湿度状态判断结果，该湿度控制程序进行调节该气流驱动装置的空气导入速率。
2、 如权利要求1所述的燃料电池的湿度控制方法，其特征在于该 讯号处理模块的湿度状态控制包括高于预设湿度值的状态，增加该气流 驱动装置的空气导入速率；低于预设湿度值的状态，降低该气流驱动装 置的空气导入速率；以及等于预设湿度值的状态，持该气流驱动装置的 空气导入速率。
3、 如权利要求1所述的燃料电池的湿度控制方法，其特征在于该 湿度感测模块的湿度感测、该讯号处理模块的湿度状态判断以及该讯号 处理模块的湿度状态控制同步进行。
4、 如权利要求3所述的燃料电池的湿度控制方法，其特征在于该 讯号处理模块的湿度状态控制步骤中，该讯号处理模块可实时依据该讯号处理模块的湿度状态判断结果，而对应地控制该气流驱动装置的空气 导入速率。
5、 如权利要求1所述的燃料电池的湿度控制方法，其特征在于该 气流驱动装置包括一风扇，以及该讯号处理模块控制该风扇的转速，进 而调节该气流驱动装置的空气导入速率，以及调节该燃料电池模块的湿 度。
6、 如权利要求l所述的燃料电池的湿度控制方法，其特征在于该 气流驱动装置包括一空气帮浦，以及该讯号处理模块控制该空气帮浦的 汲取速率，进而调节该气流驱动装置的空气导入速率。
7、 如权利要求1所述的燃料电池的湿度控制方法，其特征在于进 一步提供一温度传感器，该温度传感器是将侦测获得的温度状态转换为 电气讯号的电气装置，且电气连接该讯号处理模块；以及该讯号处理模 块依据该温度传感器所提供对应温度状态的电气讯号进行湿度状态的校 正。
8、 如权利要求7所述的燃料电池的湿度控制方法，其特征在于该 讯号处理模块的湿度状态判断步骤中，依据该湿度感测模块以及该温度 传感器所回馈的讯号，以获得对应该温度状态下的湿度状态。
9、 一种燃料电池的湿度控制装置，其特征在于，包括 一燃料电池模块，其是燃料电池构成的电力产生装置； 一湿度感测模块，其是一湿度感测装置，并将所感测的湿度的物理状态转换为电气讯号输出；一讯号处理模块，其是一处理电气讯号的电气回路，且包括可用以 接收以及处理该湿度感测模块输出的电气讯号；以及一气流驱动装置，其是一驱动气体流动的装置；其中，该讯号处理模块依据一湿度控制程序进行该气流驱动装置的 运作控制，使得该气流驱动装置带动该燃料电池模块周边的空气进入前 述的膜电极组与燃料接触的区域，而改变此区域的湿度状态，直到该湿 度状态处于所预设的湿度值。
10、 如权利要求9所述的燃料电池的湿度控制装置，其特征在于 该气流驱动装置包括一风扇。
11、 如权利要求9所述的燃料电池的湿度控制装置，其特征在于 该气流驱动装置包括一空气帮浦。
12、 如权利要求9所述的燃料电池的湿度控制装置，其特征在于 进一步包括一温度传感器，该温度传感器是一感测该燃料电池模块温度 的电气装置，且该温度传感器电气连接该讯号处理模块，用以将该温度 传感器所侦测获得的温度状态转换为电气讯号，并传输至该讯号处理模 块。
13、 如权利要求12所述的燃料电池的湿度控制装置，其特征在于 该温度传感器为一热敏式电阻。
14、 如权利要求12所述的燃料电池的湿度控制装置，其特征在于 该温度传感器为一热电偶。
全文摘要
一种燃料电池的湿度控制方法，其步骤包括提供一燃料电池模块、一湿度感测模块、一讯号处理模块以及一气流驱动装置，该湿度感测模块与该气流驱动装置电气连接该讯号处理模块；该湿度感测模块的湿度感测，是该燃料电池模块处于运作状态时，该湿度感测模块会进行感测该燃料电池模块的膜电极组反应区附近的湿度状态，且该湿度感测模块将该燃料电池模块的膜电极组反应区附近的湿度状态转换为电气讯号，并传输至该讯号处理模块；该讯号处理模块的湿度状态判断，是该讯号处理模块判断该湿度状态，并比较该湿度状态与所预设的湿度值；该讯号处理模块的湿度状态控制，是依据前述该讯号处理模块的湿度状态判断结果，该湿度控制程序进行调节该气流驱动装置的空气导入速率。
文档编号H01M8/04GK101447575SQ20071019547
公开日2009年6月3日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者简永烈, 董敏耀 申请人:思柏科技股份有限公司