专利名称：具湿度感测装置的燃料电池的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种具湿度感测装置的燃料电池，尤指一种可量测湿 度的燃料电池。
背景技术：
目前所使用的燃料电池主要利用富氢燃料流体(如甲醇)与氧燃料 流体进行电化学反应而输出电力的燃料电池系统，其中需要让使用者知 道，何时燃料流体浓度不足或是存量不足而必须补充燃料流体，但由于 技术的改良，使得燃料电池的效率越趋进步，其相对衍生出的问题也接 踵而来。
承上所述，燃料电池所衍生出的问题其中之一即是湿度的变化，燃 料电池中的发电装置是由数个电路板所堆栈而成，通常当发电装置的供 电量较大时，水气的生成量也会随之增加，若该电路板附近的通风状况 不好，则湿气就容易聚集，再加上热能的影响，电路板或等金属组件则 容易有加速氧化的疑虑，这个现象会导致电力的供应效率变差及接点的 接触不良等情况，若湿气累积严重，严重到凝结成水滴，即可能导致电 极间的近似短路状态，因此均会加上风扇将水气带走，而目前技术中不 管发电结构内的湿度多寡均会加以风扇强制排出水气，而无法得知发电 结构内的湿度是否有超出设定的范围值。
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具湿度感测装置的燃料电池，主要利用 装设的湿度感测组来量测湿度的改变。
为达上述目的，本发明提供一种具湿度感测装置的燃料电池，燃料 电池中具有一发电结构，该发电结构包括有 一电路板； 一膜电极组， 设于该电路板上；以及一湿度感测组，包含有一第一感测部与一第二感 测部，而该第一感测部与该第二感测部与该电路板有电性的连结，并设 置于该电路板上，使该第一感测部与该第二感测部形成具有电容效应的 效果。
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为本发明第一较佳实施例的立体视图； 图2为本发明第二较佳实施例的立体视图； 图3为图2的侧面示意图4为本发明第三较佳实施例的立体分解视图5为本发明第四较佳实施例的立体视图6为图5的侧面示意图7为本发明第五较佳实施例的立体视图8为本发明第六较佳实施例的立体视图9为图8的侧面示意图IO为本发明的电路方块图11为本发明第七较佳实施例的立体视图。
6主要组件符号说明 发电结构1 电路板10 膜电极组12 湿度感测组14 第一感测部140 第二感测部142 温度感测组16 连接器18 散热装置20 发电结构3 电路板30 膜电极组32 湿度感测组34 第一感测部340 第二感测部342 温度感测组36 连接器38 散热装置40 板体42 发电结构5 电路板组50 第一电路板500 第二电路板502膜电极组52
湿度感测组54 第一感测部540 第二感测部542 温度感测组56 连接器58 散热装置60 发电结构7 电路板70 膜电极组72 湿度感测组74 第一感测部740 第二感测部742 温度感测组76 讯号处理电路78 散热装置80
具体实施例方式
请参阅图1所示，为本发明第一较佳实施例的立体视图，本发明提 供一种具湿度感测装置的燃料电池，且该燃料电池包括一电路板10，且 至少一个膜电极组12、 一湿度感测组14以及一温度感测组16设置于该 电路板10上。其中该电路板10是通常所指的电路板；该膜电极组12是 燃料电池的电力生产核心的高分子膜，其两侧面涂布了含有铂(Pt)的催 化剂而形成阳极与阴极，阳极的端与含氢的燃料接触，而阴极的端则与空气中的氧气接触，透过触媒的作用而产生化学变化，直接产生电力输 出，且该膜电极组12设置于该电路板10中，同时该膜电极组12-左右两
侧面具有多孔的导电网，用以作为输出电力的集电网；该湿度感测组14 由一第一感测部140与一第二感测部142所构成，而该第一感测部140 与该第二感测部142设置于该电路板10上，且该第一感测部140与第二 感测部142在水平方向分别具有数个侧向延伸的带线相互交错，使得该 第一感测部140与该第二感测部142形成具有电容效应的效果；以及该 温度感测组16是由金属导电材质形成具有电阻效应的电气结或一热敏电 阻所构成，并设置于该电路板10上。
前述的温度感测组16所具有的等效电阻可以是一导电线路，如铝、 金或铜等金属材质，或一高电阻电路，如镍、铬等金属材质。以导电线 路为例，该温度感测组16主要可应用通常的印刷电路板或利用蚀刻的方 式而形成，并使得该温度感测组16具有相当的电阻值。该温度感测组16 主要是利用其导电线路的电阻值与温度之间的相依关系，透过感测该温 度感测组16的导电线路的电阻，即可对应获得该温度感测组16所处位 置的温度。另外，若该温度感测组16具较高电阻，则可增加温度感测的 分辨率，因此可将该温度感测组16的导电线路在该电路板10上以迂回 曲折的方式延伸，藉以增加该温度感测组16的导电线路的长度。
请参阅图2及图3所示，图2为本发明第二较佳实施例的立体视图， 图3为图2的侧面示意图，本发明具温度感测装置的燃料电池可以进一 步包括复数个电路板10，并形成一发电结构1，其中该些电路板10并排 且相间堆栈构成该发电结构1，且该发电结构1的一端设置有一散热装置 20，用以提供该发电结构l的主动散热，与氧气供给的动力。
再者，该电路板10的一端可延伸有一连接器18，该连接器18可传输该湿度感测组14的电容值及该温度感测组16的电阻值改变时所传送
出的讯号。以该热散装置20是一风扇为例，该湿度感测组14的电容值 及该温度感测组16的电阻值可再经由判断或任何电气讯号的处理后，由 该连接器18传送一电气讯息至该散热装置20，主要装设于该电路板10 的一端面上，使得该散热装置20会依据该电气讯息调整其风速的大小， 以求将整体的湿度及温度控制在一范围内。
另外，前述的湿度感测组14的电容值或温度感测组16的电阻值的 电气讯号可直接透过通常的电气回路，而直接调节该散热装置20的风扇 转速，进而调节该发电结构1的湿度及温度。
请参阅图4所示，为本发明第三较佳实施例的立体分解视图，本发 明提供一种具湿度感测装置的燃料电池，且该燃料电池包括一电路板30， 且至少一个膜电极组32、 一湿度感测组34、 一温度感测组36及一板体 42设置于该电路板30上。其中该电路板30是通常所指的电路板；该膜 电极组32是燃料电池的电力生产核心的高分子膜，其两侧面涂布了含有 铂(Pt)的催化剂而形成阳极与阴极，阳极的端与含氢的燃料接触，而阴 极的端则与空气中的氧气接触，透过触媒的作用而产生化学变化，直接 产生电力输出，且该膜电极组32设置于该电路板30中，同时该膜电极 组32左右两侧面具有多孔的导电网，用以作为输出电力的集电网；该湿 度感测组34由一第一感测部340与一第二感测部342所构成，而该第一 感测部340设置于该电路板30的一面上，且电路板30的该面也设置有 该板体42于该处，而该第二感测部342则设置于该板体42上，并与该 第一感测部340呈现平行的形态，使得该第一感测部340与该第二感测 部342形成具有电容效应的效果；以及该温度感测组36是由金属导电材 质形成具有电阻效应的电气结或一热敏电阻所构成，并设置于该电路板30上。
前述的温度感测组36所具有的等效电阻可以是一导电线路，如铝、 金或铜等金属材质，或一高电阻电路，如镍、铬等金属材质。以导电线 路为例，该温度感测组36主要可应用通常的印刷电路板或利用蚀刻的方 式而形成，并使得该温度感测组36具有相当的电阻值。该温度感测组36 主要是利用其导电线路的电阻值与温度之间的相依关系，透过感测该温 度感测组36的导电线路的电阻，即可对应获得该温度感测组36所处位 置的温度。另外，若该温度感测组36具较高电阻，则可增加温度感测的 分辨率，因此可将该温度感测组36的导电线路在该电路板30上以迂回 曲折的方式延伸，藉以增加该温度感测组36的导电线路的长度。
请参阅图5及图6所示，图5为本发明第四较佳实施例的立体视图， 图6为图5的侧面示意图，本发明具温度感测装置的燃料电池可以进一 步包括复数个电路板30，并形成一发电结构3，其中该些电路板30并排 且相间堆栈构成该发电结构3，且该发电结构3的一端设置有一散热装置 40，用以提供该发电结构3的主动散热，与氧气供给的动力。
再者，该电路板30的一端可延伸有一连接器38，该连接器38可传 输该湿度感测组34的电容值及该温度感测组36的电阻值改变时所传送 出的讯号。以该热散装置40是一风扇为例，该湿度感测组34的电容值 及该温度感测组36的电阻值可再经由判断或任何电气讯号的处理后，由 该连接器38传送一电气讯息至该散热装置40，主要装设于该电路板30 的一端面上，使得该散热装置40会依据该电气讯息调整其风速的大小， 以求将整体的湿度及温度控制在一范围内。
另外，前述的湿度感测组34的电容值或温度感测组36的电阻值的 电气讯号可直接透过通常的电气回路，而直接调节该散热装置40的风扇转速，进而调节该发电结构3的湿度及温度。
请参阅图7所示，为本发明第五较佳实施例的立体视图，本发明提 供一种具湿度感测装置的燃料电池，且该燃料电池包括一电路板组50，
其分别为一第一电路板500及一第二电路板502，该第一电路板500与该 第二电路板502平行设立，且至少一个膜电极组52、 一湿度感测组54以 及一温度感测组56设置于该电路板组50上所构成。其中该电路板组50 是通常所指的电路板；该膜电极组52是燃料电池的电力生产核心的高分 子膜，其两侧面涂布了含有铂(Pt)的催化剂而形成阳极与阴极，阳极的 端与含氢的燃料接触，而阴极的端则与空气中的氧气接触，透过触媒的 作用而产生化学变化，直接产生电力输出，且该膜电极组52设置于该电 路板组50中，同时该膜电极组52左右两侧面具有多孔的导电网，用以 作为输出电力的集电网；该湿度感测组54由一第一感测部540与一第二 感测部542所构成，而该第一感测部540设置于该第一电路板500的一 面上，该第二感测部542则设置于该第二电路板502的一面上，且该第 二感测部542设置于该第二电路板502的该面与该设置于该第一电路板 500上的第一感测部540的该面为相对，再者，该第一感测部540与该第 二感测部542更进一步呈现平行的形态，使得该第一感测部540与该第 二感测部542形成具有电容效应的效果；以及该温度感测组56是由金属 导电材质形成具有电阻效应的电气结或一热敏电阻所构成，并设置于该 电路板组50上。
前述的温度感测组56所具有的等效电阻可以是一导电线路，如铝、 金或铜等金属材质，或一高电阻电路，如镍、络等金属材质。以导电线 路为例，该温度感测组56主要可应用通常的印刷电路板或利用蚀刻的方 式而形成，并使得该温度感测组56具有相当的电阻值。该温度感测组56主要是利用其导电线路的电阻值与温度之间的相依关系，透过感测该温
度感测组56的导电线路的电阻，即可对应获得该温度感测组56所处位 置的温度。另外，若该温度感测组56具较高电阻，则可增加温度感测的 分辨率，因此可将该温度感测组56的导电线路在该电路板组50上以迂 回曲折的方式延伸，藉以增加该温度感测组56的导电线路的长度。
请参阅图8及图9所示，图8为本发明第六较佳实施例的立体视图， 图9为图8的侧面示意图，本发明具温度感测装置的燃料电池可以进一 步包括复数个电路板组50，并形成一发电结构5，其中该些电路板组50 并排且相间堆栈构成该发电结构5，且该发电结构5的一端设置有一散热 装置60，用以提供该发电结构5的主动散热，与氧气供给的动力。
再者，该电路板组50的一端可延伸有一连接器58，该连接器58可 传输该湿度感测组54的电容值及该温度感测组56的电阻值改变时所传 送出的讯号。以该热散装置60是一风扇为例，该湿度感测组54的电容 值及该温度感测组56的电阻值可再经由判断或任何电气讯号的处理后， 由该连接器58传送一电气讯息至该散热装置60，主要装设于该电路板组 50的一端面上，使得该散热装置60会依据该电气讯息调整其风速的大小， 以求将整体的湿度及温度控制在一范围内。
另外，前述的湿度感测组54的电容值或温度感测组56的电阻值的 电气讯号可直接透过通常的电气回路，而直接调节该散热装置60的风扇 转速，进而调节该发电结构5的湿度及温度。
请参阅图10及图11所示，图10为本发明的电路方块图，图11为 本发明第七较佳实施例的立体视图，本发明提供一种具湿度感测装置的 燃料电池，且该燃料电池包括一发电结构7，主要是提供电力的来源，该 发电结构7主要由复数个电路板70并排且相间堆栈而构成，其中该电路
13电路板70设置有至少一膜电极组72， 该膜电极组72是燃料电池的电力生产核心的高分子膜，其两侧面涂布了 含有铂(Pt)的催化剂而形成阳极与阴极，阳极的端与含氢的燃料接触， 而阴极的端则与空气中的氧气接触，透过触媒的作用而产生化学变化， 直接产生电力输出，同时该膜电极组72左右两侧面具有多孔的导电网， 用以作为输出电力的集电网； 一讯号处理电路78，可设置于该发电结构 7的该电路板70上； 一散热装置80，装设于该发电结构7的一端上，并 与该讯号处理电路78具有电性的连结，用以提供该发电结构7的主动散 热；以及一湿度感测组74，包含有一第一感测部740与一第二感测部742， 而该第一感测部740与该第二感测部742电性连结于该讯号处理电路78， 且该湿度感测组74设置于该散热装置80上，并可进一步设置于该散热 装置80内侧的气体流动通道，该第一感测部740与第二感测部742在水 平方向分别具有数个侧向延伸的带线相互交错，并形成具有电容效应的 效果；以及该温度感测组76是由金属导电材质形成具有电阻效应的电气 结或一热敏电阻所构成，并设置于该发电结构7之中的该电路板70上。 前述的温度感测组76所具有的等效电阻可以是一导电线路，如铝、 金或铜等金属材质，或一高电阻电路，如镍、铬等金属材质。以导电线 路为例，该温度感测组76主要可应用通常的印刷电路板或利用蚀刻的方 式而形成，并使得该温度感测组76具有相当的电阻值。该温度感测组76 主要是利用其导电线路的电阻值与温度之间的相依关系，透过感测该温 度感测组76的导电线路的电阻，即可对应获得该温度感测组76所处位 置的温度。另外，若该温度感测组76具较高电阻，则可增加温度感测的 分辨率，因此可将该温度感测组76的导电线路在该电路板70上以迂回 曲折的方式延伸，藉以增加该温度感测组76的导电线路的长度。
14再者，该讯号处理电路78可传输该湿度感测组74的电容值及该温 度感测组76的电阻值改变时所传送出的讯号。以该热散装置80是一风 扇为例，该湿度感测组74的电容值及该温度感测组76的电阻值可再经 由判断或任何电气讯号的处理后，由该讯号处理电路78传送一电气讯息 至该散热装置80，使得该散热装置80会依据该电气讯息调整其风速的大 小，以求将整体的湿度及温度控制在一范围内。
另外，前述的该讯号处理电路78设置于该发电结构7之外，但可直 接透过通常的电气回路以接收该湿度感测组74的电容值或该温度感测组 76的电阻值的电气讯号，而得以调节该散热装置80的风扇转速，进而调 节该发电结构7的湿度及温度。
所以，本发明所提供的一种具湿度感测装置的燃料电池，主要利用 装设的湿度感测组来量测湿度的改变。
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、一种具湿度感测装置的燃料电池，燃料电池中具有一发电结构，该发电结构包括有一电路板；一膜电极组，设于该电路板上；以及一湿度感测组，包含有一第一感测部与一第二感测部，而该第一感测部与该第二感测部与该电路板有电性的连结，且该第一感测部与该第二感测部形成具有电容效应的效果。
2、 如权利要求1所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于 该第一感测部与该第二感测部设置于该电路板上。
3、 如权利要求2所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于该第一感测部与第二感测部在水平方向分别具有数个侧向延伸的带线相 互交错。
4、 如权利要求1所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于 该第一感测部设置于该电路板上，而该电路板搭配有一板体，且该第二 感测部设置于该板体上。
5、 如权利要求1所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于 该电路板可进一部包含有一温度感测部，该温度感测部主要是由下列任 一材质所构成 一等效电阻和一热敏电阻。
6、 如权利要求5所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于 该等效电阻可为下列任一选项 一长导线电路及一高电阻电路。
7、 如权利要求5所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于 该电路板可电性连结一连接器，该连结器可将该第一感测部、该第二感 测部及该温度感测部产生的讯号连结至外部。
8、 一种具湿度感测装置的燃料电池，燃料电池中具有一发电结构， 该发电结构包括有一第一电路板；一第二电路板，主要与该第一电路板平行设立； 一膜电极组，设于该第一电路板及该第二电路板上；以及 一湿度感测组，包含有一第一感测部与一第二感测部，而该第一感测部与该第二感测部分别电性连结于该第一电路板及该第二电路板上，并形成具有电容效应的效果。
9、 如权利要求8所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于该第一感测部与该第二感测部分别设置于该第一电路板及该第二电路板 上，并且该第一感测部与该第二感测部设置于该第一电路板及该第二电 路板相对的面上。
10、 如权利要求8所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于:该电路板可进一部包含有一温度感测部，该温度感测部主要是由下列任一材质所构成 一等效电阻和一热敏电阻。
11、 如权利要求IO所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于: 该等效电阻可为下列任一选项 一长导线电路及一高电阻电路。
12、 如权利要求IO所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于: 该电路板可电性连结一连接器，该连结器可将该第一感测部、该第二感 测部及该温度感测部产生的讯号连结至外部。
13、 一种具湿度感测装置的燃料电池，燃料电池包括有 一发电结构，主要是提供电力的来源； 一讯号处理电路；一散热装置，装设于该发电结构的一端上，并与该讯号处理电路具有电性的连结；以及一湿度感测组，包含有一第一感测部与一第二感测部，而该第一感 测部与该第二感测部电性连结于该讯号处理电路，并形成具有电容效应 的效果。
14、 如权利要求13所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于:该第一感测部与该第二感测部设置于该散热装置。
15、 如权利要求14所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于:该第一感测部与第二感测部在水平方向分别具有数个侧向延伸的带线相 互交错。
16、 如权利要求13所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于该发电结构可进一部包含有一温度感测部，该温度感测部主要是由下列任一材质所构成 一等效电阻和一热敏电阻。
17、 如权利要求16所述的具湿度感测装置的燃料电池，其特征在于 该等效电阻可为下列任一选项 一长导线电路及一高电阻电路。
全文摘要
本发明提供一种具湿度感测装置的燃料电池，燃料电池中具有一发电结构，该发电结构包括有一电路板；一膜电极组，设于该电路板上；以及一湿度感测组，包含有一第一感测部与一第二感测部，而该第一感测部与该第二感测部与该电路板有电性的连结，并设置于该电路板上，使该第一感测部与该第二感测部形成具有电容效应的效果。
文档编号H01M8/04GK101447576SQ20071019547
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