專利名稱：能量管理模塊以及驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)裝置，特別涉及一種具有燃料電池的驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
燃料電池(FudCell)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，例如家庭備用電力、車(chē)船的電力系 統(tǒng)、低功率的可攜式電子產(chǎn)品等，皆可使用燃料電池。每一燃料電池具有膜 電極組(MEA)。在膜電極組的陽(yáng)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(yáng)極間則因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電位差，故可提供電流給外 部負(fù)載。由于燃料電池的反應(yīng)生成物為二氧化碳與水，故不會(huì)產(chǎn)生任何化學(xué) 有機(jī)物質(zhì)。因此，燃料電池可稱為環(huán)保能源。
由于燃料電池的化學(xué)反應(yīng)會(huì)隨著各種因素(燃料的濃度、溫度以及環(huán)境的 溫度)而有所不同，故無(wú)法提供穩(wěn)定的電流給外部負(fù)載。當(dāng)燃料電池的性能不 佳時(shí)，若仍輸出大電流給外部負(fù)載時(shí)，將嚴(yán)重傷害燃料電池。倘若固定提供 小電流給外部負(fù)載時(shí)，則無(wú)法充分發(fā)揮燃料電池本身的效能。另外，若長(zhǎng)時(shí) 間不使用燃料電池時(shí)，則在下次使用時(shí)，需先活化燃料電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)裝置，用以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并包括二次電池、燃料電池 以及能量管理模塊。能量管理模塊耦接燃料電池與二次電池，根據(jù)燃料電池 的電壓，產(chǎn)生第一或第二電流信號(hào)給該負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊包括電壓轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn) 換所述燃料電池或所述二次電池的電壓，以產(chǎn)生電壓信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊還包括電流產(chǎn)生單元， 接收所述電壓信號(hào)，并根據(jù)所述燃料電池的狀態(tài)，產(chǎn)生所述第一或第二電流 信號(hào)給所述負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述電流產(chǎn)生單元包括限流單元，根據(jù)所述燃料電池的電壓，提供第一或第二阻抗；控制器，當(dāng)所述限流單元提供 所述第一阻抗時(shí)，產(chǎn)生所述第一電流信號(hào)，當(dāng)所述限流單元提供所述第二阻 抗時(shí)，產(chǎn)生所述第二電流信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述限流單元包括第一電阻；第二電阻;
以及開(kāi)關(guān)，串聯(lián)所述第二電阻，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，則所述第一電阻并聯(lián)所 述第二電阻。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中當(dāng)所述燃料電壓的電壓小于預(yù)設(shè)值時(shí)，則 不導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)，當(dāng)所述燃料電壓的電壓大于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，則導(dǎo)通所述開(kāi) 關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊還包括處理單元，用以 檢測(cè)所述燃料電池的狀態(tài)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，控制所述電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生所 述第一或第二電流信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述處理單元包括檢測(cè)電路，用以檢測(cè) 所述燃料電池的電壓；微處理器，當(dāng)所述燃料電池的電壓小于預(yù)設(shè)值時(shí)，控
制所述電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生所述第一電流信號(hào)，當(dāng)所述燃料電池的電壓大于所 述預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生所述第二電流信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊還包括第一開(kāi)關(guān)，耦接 于所述燃料電池與所述電壓轉(zhuǎn)換單元之間，并由所述微處理器所控制。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊還包括溫度檢測(cè)單元， 用以檢測(cè)所述燃料電池的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述微處理器根據(jù)所述燃料電池的溫度而 導(dǎo)通所述第一開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明另提供一種能量管理模塊，耦接二次電池以及燃料電池，用以驅(qū) 動(dòng)負(fù)載，并包括電壓轉(zhuǎn)換單元以及電流產(chǎn)生單元。電壓轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換燃料電 池或二次電池的電壓，以產(chǎn)生電壓信號(hào)。電流產(chǎn)生單元接收該電壓信號(hào)，并 根據(jù)燃料電池的電壓，產(chǎn)生第一或第二電流信號(hào)給負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明的能量管理模塊，其中所述電流產(chǎn)生單元包括限流單元，
根據(jù)所述燃料電池的電壓，提供第一或第二阻抗；以及控制器，當(dāng)所述限流
單元提供所述第一阻抗時(shí)，產(chǎn)生所述第一電流信號(hào)，當(dāng)所述限流單元提供所 述第二阻抗時(shí)，產(chǎn)生所述第二電流信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的能量管理模塊，其中所述限流單元包括第一電阻；第二 電阻；以及開(kāi)關(guān)，串聯(lián)所述第二電阻，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)被導(dǎo)通時(shí)，所述第一電阻 串聯(lián)所述第二電阻。
根據(jù)本發(fā)明的能量管理模塊，其中當(dāng)所述燃料電壓的電壓小于預(yù)設(shè)值 時(shí)，則不導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)，當(dāng)所述燃料電壓的電壓大于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，則導(dǎo)通 所述開(kāi)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的能量管理模塊，還包括處理單元，用以檢測(cè)所述燃料電池 的狀態(tài)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，控制所述限流單元提供所述第一或第二阻抗。
根據(jù)本發(fā)明的能量管理模塊，其中所述處理單元包括檢測(cè)電路，用以
檢測(cè)所述燃料電池的電壓；微處理器，當(dāng)所述燃料電池的電壓小于預(yù)設(shè)值時(shí)，
控制所述限流單元提供所述第一阻抗，當(dāng)所述燃料電池的電壓大于所述預(yù)設(shè) 值時(shí)，控制所述限流單元提供所述第二阻抗。
根據(jù)本發(fā)明的能量管理模塊，其中所述能量管理模塊還包括第一開(kāi)關(guān)， 耦接于所述燃料電池與所述電壓轉(zhuǎn)換單元之間。
根據(jù)本發(fā)明的能量管理模塊，其中所述能量管理模塊還包括溫度檢測(cè)單 元，用以檢測(cè)所述燃料電池的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的能量管理模塊，其中所述微處理器根據(jù)所述燃料電池的溫 度而導(dǎo)通所述第一開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明可以在使用燃料電池的情況下確保負(fù)載正常運(yùn)作。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉
出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。
圖2為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖
圖3為本發(fā)明的能量管理模塊的一個(gè)實(shí)施例。
圖4為本發(fā)明的電流產(chǎn)生單元的一個(gè)實(shí)施例。
圖5為本發(fā)明的控制方法的一個(gè)實(shí)施例。
圖6為本發(fā)明的電流產(chǎn)生方式。
其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下100:驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；
110:驅(qū)動(dòng)裝置；
120:負(fù)載；
210:二次電池；
220:燃料電池；
230:能量管理模塊；
310:電壓轉(zhuǎn)換單元；
320:電流產(chǎn)生單元；
330:處理單元；
340:開(kāi)關(guān)單元；
331:檢測(cè)電路；
332:微處理器；
340:溫度檢測(cè)單元；
410:限流單元；
420:控制器；
AD1、AD2:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器;
341、 342、 413、 416、 417、 431 434:開(kāi)關(guān); Rl、 R2、 351、 352、 411、 412、 414、 415:電阻。
具體實(shí)施例方式
圖l為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。如圖所示，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100具有驅(qū)動(dòng)裝 置110以及負(fù)載120。負(fù)載120根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置110所提供的電源信號(hào)而執(zhí)行 相關(guān)功能。在本實(shí)施例中，負(fù)載120為風(fēng)扇(fan)、泵(pump)、加熱器或是其 它電器。
圖2為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖。如圖所示，驅(qū)動(dòng)裝置110包括，二 次電池210、燃料電池220以及能量管理模塊230。 二次電池210為可重復(fù) 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耦接二 次電池210以及燃料電池220，用以根據(jù)二次電池210所產(chǎn)生的電壓Ssec或 是根據(jù)燃料電池220所產(chǎn)生的電壓Src而驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
在本實(shí)施例中，當(dāng)燃料電池220為不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，能量管理模塊230根
8據(jù)二次電池210所產(chǎn)生的電壓SsEc驅(qū)動(dòng)負(fù)載。當(dāng)燃料電池220為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)， 能量管理模塊230改由根據(jù)燃料電池220所產(chǎn)生的電壓SFC，而提供電流信 號(hào)給負(fù)載。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)燃料電池220所產(chǎn)生的電壓Src小于預(yù)設(shè)值 時(shí)，能量管理模塊230提供第一電流信號(hào)給負(fù)載。當(dāng)電壓Src大于預(yù)設(shè)值時(shí)， 能量管理模塊230提供第二電流信號(hào)給負(fù)載，其中第二電流信號(hào)大于第一電 流信號(hào)。
圖3為本發(fā)明的能量管理模塊的一個(gè)實(shí)施例。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 電壓Ssec或Src以產(chǎn)生電壓信號(hào)SDC。在本實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換單元310可 為DC/DC轉(zhuǎn)換器。電流產(chǎn)生單元320接收電壓信號(hào)SDC，并根據(jù)信號(hào)組SCC1 提供不同大小的電流信號(hào)給負(fù)載。
在本實(shí)施例中，能量管理模塊230還包括處理單元330。處理單元330 根據(jù)燃料電池的狀態(tài)(如電壓SFC、或溫度)，提供信號(hào)組Scw給電流產(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)，而提供不同的 電流信號(hào)給負(fù)載。另外，處理單元330更可根據(jù)燃料電池的狀態(tài)而提供信號(hào) 組So52給開(kāi)關(guān)單元340。因此，開(kāi)關(guān)單元340可根據(jù)燃料電池的狀態(tài)，將電 壓Ssec或Src傳送至電壓轉(zhuǎn)換單元310。
如圖所示，開(kāi)關(guān)單元340包括開(kāi)關(guān)341及342。開(kāi)關(guān)341及342分別由 信號(hào)組Soi2中的控制信號(hào)Sc,及Sc2所控制。當(dāng)不導(dǎo)通開(kāi)關(guān)342時(shí)，處理單 元330所檢測(cè)量到的電壓SFC為開(kāi)環(huán)電壓(叩en loop voltage)。當(dāng)開(kāi)關(guān)3421被 導(dǎo)通時(shí)，處理單元330所檢測(cè)到的電壓Src為閉環(huán)電壓(dose lo叩voltage)。 在本實(shí)施例中，處理單元330根據(jù)燃枓電池的開(kāi)環(huán)電壓及閉環(huán)電壓，產(chǎn)生信
號(hào)組Scw及ScG2。
舉例而言，當(dāng)燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓尚未達(dá)工作電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)單元340輸 出電壓SsEc給電壓轉(zhuǎn)換單元310。因此，電流產(chǎn)生單元320便可根據(jù)電壓Ssec， 而驅(qū)動(dòng)負(fù)載。然而，在另一一個(gè)實(shí)施例中，為了加快燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓達(dá) 工作電壓，可短暫地(如30秒)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)342。此時(shí)，若利用燃料電池對(duì)二次 電池充電，或是提供小電流信號(hào)給負(fù)載時(shí)，均可活化燃料電池。
當(dāng)燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓達(dá)工作電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)單元340輸出電壓Src給電 壓轉(zhuǎn)換單元310。此時(shí)，處理單元330根據(jù)燃料電池的閉環(huán)電壓的大小，產(chǎn)生信號(hào)組Scw給電流產(chǎn)生單元320。因此，電流產(chǎn)生單元320接收電壓轉(zhuǎn)換 單元310的轉(zhuǎn)換結(jié)果，并根據(jù)信號(hào)組Scw而提供電流信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
舉例而言，當(dāng)燃料電池的閉環(huán)電壓小于預(yù)設(shè)值時(shí)，能量管理模塊230提 供較小的電流信號(hào)。當(dāng)燃料電池的閉環(huán)電壓大于預(yù)設(shè)值時(shí)，能量管理模塊230 提供較大的電流信號(hào)。在本實(shí)施例中，處理單元330具有檢測(cè)電路331以及 微處理器332。檢測(cè)電路331用以檢測(cè)燃料電池的電壓SFC。微處理器332 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，產(chǎn)生信號(hào)組SCC}1以及SCC2。
如圖所示，檢測(cè)電路331包括電阻R1、 R2以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1。 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)333的電壓，并將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果提供給微處 理器332。由于節(jié)點(diǎn)333的電壓隨著燃料電池的電壓Src而變化，因此，微 處理器332可根據(jù)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1的轉(zhuǎn)換結(jié)果，得知燃料電池的狀態(tài)。
在其它實(shí)施例中，能量管理模塊230還包括溫度檢測(cè)單元340，用以檢 測(cè)燃料電池的溫度或是燃料電池的環(huán)境溫度。如圖所示，溫度檢測(cè)單元340 包括電阻351、 352以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD2，其中電阻352可為熱敏電阻 或是其它測(cè)溫元件，用以檢測(cè)溫度。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD2轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)353的 電壓，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果傳送至微處理器332。由于節(jié)點(diǎn)353的電壓隨著溫度(燃 料電池的溫度或是燃料電池的環(huán)境溫度)而變化，因此，微處理器332可根據(jù) 溫度檢測(cè)單元340的檢測(cè)結(jié)果，產(chǎn)生信號(hào)組SCG1及SCG2。
舉例而言，當(dāng)燃料電池的溫度過(guò)低時(shí)，處理單元330通過(guò)信號(hào)組SCG2， 使開(kāi)關(guān)單元340輸出二次電池的電壓SsEc給電壓轉(zhuǎn)換單元310。在燃料電池 的溫度過(guò)低時(shí)，可通過(guò)活化程序，增加燃料電池的溫度。因此，在一個(gè)實(shí)施 例中，當(dāng)燃料電池的溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，利用燃料電池對(duì)二次電流充電， 或是利用燃料電池提供小電流給負(fù)載，均可增加燃料電池的溫度。
圖4為本發(fā)明的電流產(chǎn)生單元的一個(gè)實(shí)施例。如圖所示，電流產(chǎn)生單元 320包括限流單元410以及控制器420。限流單元410可根據(jù)燃料電池的電 壓Src，提供不同的阻抗?？刂破?20根據(jù)限流單元410所提供的阻抗，提 供相對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)給負(fù)載。在本實(shí)施例中，控制器420可為凌特(Linear) 公司所生產(chǎn)的LTC4065或是Maxim公司所生產(chǎn)的MAX1870A或是 MAX8724等，但不限于此。
另外，限流單元410包括電阻411、 412以及開(kāi)關(guān)413，用以提供第一或第二阻抗給控制器420。開(kāi)關(guān)413由信號(hào)組SCC1中的控制信號(hào)Sc3所控制。 根據(jù)開(kāi)關(guān)413的導(dǎo)通與否，便可提供不同的阻抗給控制器420。在另一一個(gè) 實(shí)施例中，限流單元410還具有電阻414、 415以及開(kāi)關(guān)416、 417。開(kāi)關(guān)416 及417可由信號(hào)組Sc^中的控制信號(hào)Sc4及Sc5所控制。根據(jù)開(kāi)關(guān)413、 416 及417的導(dǎo)通與否，便可提供多組不同的阻抗給控制器420。
控制器420根據(jù)限流單元410所提供的阻抗，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)。 舉例而言，當(dāng)燃料電池的電壓(閉環(huán)電壓)小于預(yù)設(shè)值時(shí)，則處理單元330通 過(guò)信號(hào)組Sccn中的控制信號(hào)Sc3，不導(dǎo)通開(kāi)關(guān)413。因此，控制器420根據(jù) 電阻411的阻抗，產(chǎn)生第一電流信號(hào)。當(dāng)燃料電池的電壓(閉環(huán)電壓)大于預(yù) 設(shè)值時(shí)，開(kāi)關(guān)413被導(dǎo)通。因此，控制器420根據(jù)另一阻抗，產(chǎn)生第二電流 信號(hào)，其中第二電流信號(hào)大于第一電流信號(hào)。
另外，在本實(shí)施例中，控制器420所提供的電流信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)431而傳 送至負(fù)載。而開(kāi)關(guān)431由信號(hào)組SoM中的控制信號(hào)Sc6所控制。因此，處理 單元330可根據(jù)燃料電池的狀態(tài)，決定是否由燃料電池獲取電流給負(fù)載。
由于負(fù)載可能包含風(fēng)扇及泵，故在其它實(shí)施例中，可將開(kāi)關(guān)433及434 分別耦接至風(fēng)扇及泵。當(dāng)燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓未達(dá)工作電壓時(shí)，處理單元330 可通過(guò)信號(hào)組Scw中的控制信號(hào)Sc8及Sc9，短暫地導(dǎo)通開(kāi)關(guān)433或434，使 得燃料電池提供小電流給風(fēng)扇或泵。因此，可加速燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓達(dá)工 作電壓。
另外，當(dāng)燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓達(dá)工作電壓，但燃料電池的溫度小于預(yù)設(shè) 溫度時(shí)，可通過(guò)信號(hào)組Scw中的控制信號(hào)SC7，導(dǎo)通開(kāi)關(guān)432，用以對(duì)二次 電池充電。因而增加燃料電池的溫度。
圖5為本發(fā)明的控制方法的一個(gè)實(shí)施例?？刂品椒?00可利用二次電池 或燃料電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載。當(dāng)燃料電池為不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，利用二次電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 當(dāng)燃料電池為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，改利用燃料電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載。另外，控制方法500 可加速燃料電池進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。如圖所示，首先，啟動(dòng)鋰電池(步驟S510)， 然后再利用鋰電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載(步驟S520)。由于燃料電池在長(zhǎng)時(shí)間未使用的情 況下，無(wú)法立即產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓給負(fù)載。因此， 一開(kāi)始利用二次電池驅(qū)動(dòng)負(fù) 載。
接著，檢測(cè)燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓是否達(dá)工作電壓(步驟S5330)。當(dāng)燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓未達(dá)工作電壓時(shí)，可先利用燃料電池驅(qū)動(dòng)小部分的負(fù)載(步驟
S540)，然后再繼續(xù)檢測(cè)燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓是否達(dá)工作電壓(步驟S530)。
舉例而言，若負(fù)載包含風(fēng)扇及泵時(shí)，由于風(fēng)扇所需的驅(qū)動(dòng)電流較小(如 20mA)，故可先利用燃料電池驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，用以加速燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓達(dá)工 作電壓。在燃料電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載一段時(shí)間(如30秒)后，再次檢測(cè)燃料電池的 開(kāi)環(huán)電壓是否達(dá)工作電壓(步驟S530)。
若燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓達(dá)工作電壓時(shí)，則檢測(cè)燃料電池的溫度(步驟 S550)。若燃料電池的溫度未達(dá)預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則可利用燃料電池對(duì)二次電池進(jìn) 行充電(步驟S560)，用以增加燃料電池的溫度。在二次電池充電一段時(shí)間后， 再次檢測(cè)燃料電池的溫度。
若燃料電池的溫度達(dá)預(yù)設(shè)溫度時(shí)，則表示燃料電池已進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。因 此，啟動(dòng)燃料電池(步驟S570)，并停止利用二次電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載(歩驟S580)。 由于燃料電池已進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，故可改利用燃料電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載(步驟S590)。
圖6為本發(fā)明的電流產(chǎn)生方式。當(dāng)燃料電池的開(kāi)環(huán)電壓達(dá)工作電壓時(shí)， 則可依據(jù)燃料電池的電壓，提供相對(duì)應(yīng)的電流給負(fù)載。因此，可避免燃料電 池被過(guò)度的使用，因而增加燃料電池的壽命。
首先，判斷負(fù)載被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間是否未達(dá)第一預(yù)設(shè)時(shí)間(步驟S611)。若是， 則提供第一電流(步驟S621)。然后，再判斷燃料電池的電壓是否小于第一預(yù) 設(shè)電壓(步驟S631)。若是，表示燃料電池?zé)o法提供正常地驅(qū)動(dòng)負(fù)載，因此， 停止利用燃料電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載(步驟S641)。若否，則回到步驟S611。
當(dāng)負(fù)載被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間達(dá)第一預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，判斷負(fù)載是否未達(dá)第二預(yù)設(shè)時(shí) 間(步驟S612)。若是，則提供第二電流(步驟S622)。然后，再判斷燃料電池 的電壓是否小于第二預(yù)設(shè)電壓(步驟S632)。若是，則回到步驟S621。若否， 則回到步驟S612。在本實(shí)施例中，第二預(yù)設(shè)時(shí)間大于第一預(yù)設(shè)時(shí)間，第二電 流大于第一電流，第二預(yù)設(shè)電壓大于第一預(yù)設(shè)電壓。
當(dāng)負(fù)載被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間達(dá)第二預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，判斷負(fù)載是否未達(dá)第三預(yù)設(shè)時(shí) 間(步驟S613)。若是，則提供第三電流(步驟S623)。然后，再判斷燃料電池 的電壓是否小于第三預(yù)設(shè)電壓(步驟S633)。若是，則回到步驟S622。若否， 則回到步驟S613。在本實(shí)施例中，第三預(yù)設(shè)時(shí)間大于第二預(yù)設(shè)時(shí)間，而第三 電流大于第二電流，第三預(yù)設(shè)電壓大于第二預(yù)設(shè)電壓。
12當(dāng)負(fù)載被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間達(dá)第三預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，則提供第四電流(步驟S624)。 在本實(shí)施例中，第四電流大于第三電流。接著，判斷燃料電池的電壓是否小
于第四預(yù)設(shè)電壓(步驟S634)。若否，則繼續(xù)判斷燃料電池的電壓是否小于第 四預(yù)設(shè)電壓(步驟S634)。
若燃料電池的電壓小于預(yù)設(shè)值時(shí)，則再判斷負(fù)載被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間是否未達(dá) 第四預(yù)設(shè)時(shí)間(步驟S614)。若是，則回到步驟S623。若負(fù)載被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間已 達(dá)第四預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，則改提供第三電流(步驟S625)。
然后，判斷燃料電池的電壓是否小于第三預(yù)設(shè)電壓(步驟S635)。若否， 則回到步驟S625。若燃料電池的電壓小于第三預(yù)設(shè)電壓時(shí)，則提供第二電流 (步驟S626)。然后，再判斷燃料電池的電壓是否小于第二預(yù)設(shè)電壓(步驟 S636)。若否，則回到步驟S626。若燃料電池的電壓小于第二預(yù)設(shè)電壓時(shí)， 則提供第一電流(步驟S627)。然后，判斷燃料電池的電壓是否小于第一預(yù)設(shè) 電壓(步驟S637)。若否，則回到步驟S627。若燃料電池的電壓小于第一預(yù)設(shè) 電壓時(shí)，回到步驟S641。
通過(guò)判斷負(fù)載被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間以及燃料電池的電壓，改變電流的大小。當(dāng) 負(fù)載被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間愈來(lái)愈長(zhǎng)時(shí)，在燃料電池的電壓符合預(yù)設(shè)電壓的情況下， 可增加提供給負(fù)載的電流。此時(shí)，若燃料電池的電壓有變小的趨勢(shì)，則可能 表示燃料電池已逐漸趨于不穩(wěn)定，則可依照燃料電池的電壓，逐漸減小提供 給負(fù)載的電流，以降低燃料電池的負(fù)荷。當(dāng)燃料電池的電壓過(guò)低時(shí)，則停止 利用燃料電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并可改由二次電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載，以確保負(fù)載正常運(yùn)作。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的變化與修 改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種驅(qū)動(dòng)裝置，用以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，包括二次電池；燃料電池；以及能量管理模塊，耦接所述燃料電池與所述二次電池，根據(jù)所述燃料電池的電壓，產(chǎn)生第一或第二電流信號(hào)給所述負(fù)載。
2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊包括電壓轉(zhuǎn)換 單元，轉(zhuǎn)換所述燃料電池或所述二次電池的電壓，以產(chǎn)生電壓信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊還包括電流產(chǎn) 生單元，接收所述電壓信號(hào)，并根據(jù)所述燃料電池的狀態(tài)，產(chǎn)生所述第一或 第二電流信號(hào)給所述負(fù)載。
4. 如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述電流產(chǎn)生單元包括 限流單元，根據(jù)所述燃料電池的電壓，提供第一或第二阻抗； 控制器，當(dāng)所述限流單元提供所述第一阻抗時(shí)，產(chǎn)生所述第一電流信號(hào)，當(dāng)所 述限流單元提供所述第二阻抗時(shí)，產(chǎn)生所述第二電流信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述限流單元包括 第一電阻；第二電阻；以及開(kāi)關(guān)，串聯(lián)所述第二電阻，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，則所述第一電阻并聯(lián)所 述第二電阻。
6. 如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中當(dāng)所述燃料電壓的電壓小于預(yù)設(shè) 值時(shí)，則不導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)，當(dāng)所述燃料電壓的電壓大于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，則導(dǎo) 通所述開(kāi)關(guān)。
7. 如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊還包括處理單 元，用以檢測(cè)所述燃料電池的狀態(tài)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，控制所述電流產(chǎn)生單 元產(chǎn)生所述第一或第二電流信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述處理單元包括 檢測(cè)電路，用以檢測(cè)所述燃料電池的電壓；微處理器，當(dāng)所述燃料電池的電壓小于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述電流產(chǎn)生單 元產(chǎn)生所述第一電流信號(hào)，當(dāng)所述燃料電池的電壓大于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生所述第二電流信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊還包括第一開(kāi) 關(guān)，耦接于所述燃料電池與所述電壓轉(zhuǎn)換單元之間，并由所述微處理器所控 制。
10. 如權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述能量管理模塊還包括溫度檢 測(cè)單元，用以檢測(cè)所述燃料電池的溫度。
11. 如權(quán)利要求IO所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述微處理器根據(jù)所述燃料電 池的溫度而導(dǎo)通所述第一開(kāi)關(guān)。
12. —種能量管理模塊，耦接二次電池以及燃料電池，用以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，所述能量管理模塊包括電壓轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換所述燃料電池或所述二次電池的電壓，以產(chǎn)生電壓信號(hào)；以及電流產(chǎn)生單元，接收所述電壓信號(hào)，并根據(jù)所述燃料電池的電壓，產(chǎn)生 第一或第二電流信號(hào)給所述負(fù)載。
13. 如權(quán)利要求12所述的能量管理模塊，其中所述電流產(chǎn)生單元包括 限流單元，根據(jù)所述燃料電池的電壓，提供第一或第二阻抗；以及 控制器，當(dāng)所述限流單元提供所述第一阻抗時(shí)，產(chǎn)生所述第一電流信號(hào)，當(dāng)所述限流單元提供所述第二阻抗時(shí)，產(chǎn)生所述第二電流信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求13所述的能量管理模塊，其中所述限流單元包括 第一電阻；第二電阻；以及開(kāi)關(guān)，串聯(lián)所述第二電阻，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)被導(dǎo)通時(shí)，所述第一電阻串聯(lián)所 述第二電阻。
15. 如權(quán)利要求14所述的能量管理模塊，其中當(dāng)所述燃料電壓的電壓小 于預(yù)設(shè)值時(shí)，則不導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)，當(dāng)所述燃料電壓的電壓大于所述預(yù)設(shè)值時(shí)， 則導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)。
16. 如權(quán)利要求13所述的能量管理模塊，還包括處理單元，用以檢測(cè)所 述燃料電池的狀態(tài)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，控制所述限流單元提供所述第一或第 二阻抗。
17. 如權(quán)利要求16所述的能量管理模塊，其中所述處理單元包括.-檢測(cè)電路，用以檢測(cè)所述燃料電池的電壓；微處理器，當(dāng)所述燃料電池的電壓小于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述限流單元提 供所述第一阻抗，當(dāng)所述燃料電池的電壓大于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述限流 單元提供所述第二阻抗。
18. 如權(quán)利要求17所述的能量管理模塊，其中所述能量管理模塊還包括 第一開(kāi)關(guān)，耦接于所述燃料電池與所述電壓轉(zhuǎn)換單元之間。
19. 如權(quán)利要求18所述的能量管理模塊，其中所述能量管理模塊還包括 溫度檢測(cè)單元，用以檢測(cè)所述燃料電池的溫度。
20. 如權(quán)利要求19所述的能量管理模塊，其中所述微處理器根據(jù)所述燃 料電池的溫度而導(dǎo)通所述第一幵關(guān)。
全文摘要
一種能量管理模塊以及驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置用以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并包括二次電池、燃料電池以及能量管理模塊。能量管理模塊耦接燃料電池與二次電池，根據(jù)燃料電池的電壓，產(chǎn)生第一或第二電流信號(hào)給該負(fù)載。本發(fā)明可以在使用燃料電池的情況下確保負(fù)載正常運(yùn)作。
文檔編號(hào)H02J7/34GK101453133SQ200710196909
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者徐健智, 柯友俊, 賴將文 申請(qǐng)人:南亞電路板股份有限公司