[发明专利]驱动燃料电池装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动用于向电子装置等提供电流的燃料电池装置的方法。

背景技术

目前，诸如锂离子电池的二次电池主要被用作电子装置的能源，该电子装置例如，便携式笔记本个人计算机(笔记本PC)，移动装置，等。近年来，体积小，输出高，且无需充电的燃料电池有望成为新能源，以满足日益增加的能耗，与长久使用具有更高功能的电子装置的需要。在各类燃料电池中，与使用氢作为其燃料的燃料电池相比，使用甲醇溶液作为其燃料的直接甲醇燃料电池(DMFC)，允许更方便地处理燃料与更简单的系统配置。因此，DMFC是值得注意的电子装置的能源。

通常，DMFC提供有燃料池，其包含甲醇，液泵，其将甲醇液压到起电部，气泵，其对起电部提供空气，等等。起电部设置有电池组，其由层叠的单一电池组成，各自包括阳极和阴极。当分别对阳极和阴极侧提供甲醇与空气时，将通过化学反应产生电力。作为电力产生所生成的反应产物，将在起电部的阳极侧生成未反应的甲醇和二氧化碳，并在阴极侧生成水。作为反应产物的水将被压缩为蒸汽并排出。

以此种方式构成的燃料电池已经被开发作为保证清洁废气的电池。在系统异常的情形中，可能会排出未反应的甲醇，多余的二氧化碳，或者中间产物，诸如蚁酸，蚁醛等。因此，为了稳定运行燃料电池，当起电部以最佳控制浓度提供燃料时，应当测量其产生的电力，与电池组的温度。

举例来说，在第2006-286239号日本专利申请KOKAI公布中披露的燃料电池系统中，提供有浓度/电压控制机构，其在发电机的温度升高时，降低含水甲醇溶液的浓度，与DMFC电力发电机的电压。提出有一个方法，其中提供甲醇以补充与设定浓度相比的不足，并且从组输出与修正的燃料消耗因子，估计过去预定时间段中的甲醇消耗，从而修正要补充的甲醇的量。

然而，通常，DMFC的电力产生效率具有如下特征，其并不关于电池组温度与负载电流的改变而固定，在确定的温度或负载电流取得最大值，并随着距离从最大值减少。如果在DMFC系统启动时，或者由于周围环境的变动，电子装置的能耗变动等，DMFC系统的任何情况，尤其是电池组温度和负载电流，将会变化，因此，将燃料消耗因子或电力产生效率视为固定补充的传统浓度控制，会导致围绕阳极循环的含水甲醇溶液的浓度不稳定，并影响DMFC系统的稳定性。

发明内容

本发明是考虑到这些情况作出的，其目的是提供一种驱动燃料电池装置的方法，其中将补充最佳量的燃料，以设置适当的燃料浓度，从而能保证稳定运行并提高输出能量。

根据本发明的一方面，提供有一种驱动燃料电池装置的方法，该燃料电池装置设置有起电部，该起电部包括阳极和阴极，并基于提供到阳极的燃料与提供到阴极的空气的化学反应产生电力；控制部，其基于所连接的电子装置的负载电流，将输出从起电部传递到所连接的电子装置；混合池，其配置为包含提供到阳极的燃料；燃料通道，从混合池提供的燃料通过起电部的阳极侧流过该通道；空气通道，空气通过阴极穿过该通道；补充容器，其包含要补充到混合池的燃料；燃料提供部，其将补充容器中的燃料提供到混合池；浓度传感器元件，其放置在混合池与起电部之间的燃料通道中，并检测流动穿过燃料通道的含水燃料溶液的燃料浓度；以及温度传感器元件，其检测起电部的温度，该方法包含：基于浓度传感器元件检测到的燃料浓度与预定理想燃料浓度的差值，计算燃料短缺；基于温度传感器元件检测到的起电部的温度，与控制部测量的负载电流，获得起电部的电力产生效率；基于起电部的输出，与获得的电力产生效率，计算起电部用于电力产生的燃料消耗；以及由提供部对混合池补充一定量的燃料，该数量等于计算的燃料短缺与计算的燃料消耗之和，从而控制提供到起电部的燃料浓度。

根据上述安排，可以提供驱动燃料电池装置的方法，其中能补充最佳数量的燃料，以设置合适的燃料浓度，从而能保证稳定运行并提高输出能量。

本发明的其他目的和优势将在以下中进行阐述，其中部分通过说明显而易见，或者可以通过实践本发明进行了解。本发明的目的和优势可以通过以下特别指出的手段和组合来实现和获得。

附图说明

以下参照附图，说明实现本发明诸多特征的总体结构。附图及其相关说明是提供来图释本发明的实施例，而非限制本发明的范围。

图1是示意性显示根据本发明实施例的燃料电池装置的图表；

图2是示意性显示构成燃料电池装置的电池组的单一电池的视图；

图3是显示电池组温度，用于电池组的负载电流，与燃料电池装置的电力产生效率之间的关系的图表；