TW200803027A - Fuel cell system and transport equipment including the same - Google Patents

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200803027 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於燃料電池系統及包含其之輪送機器， 定而言，係關於控制燃料水溶液之濃度之燃料電池 寺 包含其之輸送機器。 〜反 【先前技術】 以住，在燃料電池系統中，通常需檢測燃料水溶液之、農 • 度（燃料濃度），依需要補給水或燃料（高濃度之燃料水溶 液）而將燃料水溶液之濃度保持於一定。 如 作為檢測燃料水溶液之濃度之感測ϋ，有利用燃料水溶 液之物理的特性之濃度感測器及利用燃料水溶液之電化的 貝訊之濃度感測器，但前者之濃度感測器有溫度愈高時檢 測精度愈降低，後者之濃度感測器有溫度愈低時檢測精度 愈降低之問題。 為消除前者之濃度感測器之問題’如專利文獻】所示， 也a有冷部燃料水溶液而檢測燃料水溶液之濃度之提案。 (專利文獻1)日本特開2005-209584號公報 但，在專利文獻1所載之技術中，為檢測濃I，必須冷 部燃料水溶液，處理相當麻煩。 又，在後者之電化的濃度感測器中，輸出會經時性地變 化，而有燃料水溶液之濃度之檢測精&劣化之虞。 【發明内容】 疋故，本發明之主要目的在於提供可簡單且正確地檢測 114939.doc 200803027 燃料水㈣之濃度之燃料電池系統及包含其之輸送機器。 L’、本發明之另—目的在於提供可防止檢測精度之經時 ’的名化之燃料電池系統及包含其之輪送機器。 依據本發明之某—觀點所提供之燃料電池系統係包含： 燃料電池，A得拉φ儿亡& 機二、 反應而產生電能者；第1濃度檢測 、、係利用燃料水溶液之物理的特性檢測用

:電:也之電能之燃料水溶液之濃度者；第2濃度檢測機 曲〃係利用燃料水溶液之電化的特性檢測燃料水溶液之 展度者W皿度檢測機才冓，其係檢測燃料水《容液之溫度者； :選擇機構，其係依據溫度檢測機構所檢測之溫度而選擇 弟1濃度檢測機構所得之濃度及第2濃度檢測機構所得之濃 度中之一方者。 在本發明中，藉溫度檢測機構檢測燃料水溶液之溫度， 依據所檢測之溫度而選擇P濃度檢測機構及第2濃度檢測 機構中之-方所得之燃料水溶液之濃度^如此，可依照蜗 料水溶液之溫度，選擇檢測精度較高之—方之濃度檢測機 構所得之濃度，可簡單且高精度地檢測燃料水溶液之濃 度0 ’最好，在溫度檢測機構之檢測結果處於第〗臨限值與小 於第1臨限值之第2臨限值之間時，選擇機構係使第丨濃度 檢測機構及第2濃度檢測機構分別檢測燃料水溶液之濃 度，並選擇其中-方之濃度。依據切換溫度切換濃度檢測 機構之情$ ’在切換溫度附近，利用單方之濃度檢測機構 施行濃度檢測容易發生缺失。因此，以在範圍中包含該切 I I4939.doc 200803027 換溫度之方式，設定第1臨限值與第2臨限值，在溫度檢測 機構之檢測結果處於第1臨限值與第2臨限值之間時，使第 1濃度檢測機構及第2濃度檢測機構之雙方檢測濃度。藉 此，在單方之濃度檢測機構之檢測有缺失之情形，也可檢 測濃度…以在實施上可假想之溫度中，使第i濃度檢 測機構及第2濃度檢測機構之雙方可檢測濃度之方式=預 先將第1臨限值與第2臨限值之間隔設定於較寬時，實際上

可隨時使第1濃度檢測機構及第2濃度檢測機構之雙行 濃度檢測。如此’即使在單方之濃度檢測機構之檢測有缺 失之情形，也可檢測濃度。 又，最好，判斷第Π農度檢測機構所得之濃度是否有 效。如此’藉由判斷濃度之有效性，可獲得高精度之濃 度。 另外，最好，判斷第丨濃度檢測機構所得之濃度為有效 時，選擇機構依據溫度檢測機構檢測之溫度與小於第i臨 限：且大於第2臨限值之切換溫度，選擇P濃度檢測機構 所得之濃度及第2濃度檢測機構所得之濃度中之一方。此 情形’可依據切換溫度與溫度檢測機構之檢測溫度之比較 而高精度地取得燃料水溶液之濃度。 最=^依據第1濃度檢測機構所得之濃度設定切換溫 度j第1濃度檢測機構之性能有時雖因燃料水溶液之濃度 =欠化t依知、燃料水溶液之濃度設定切換溫度時，可更 高精度地檢測濃度。 又最好，遠擇機構係依據溫度檢測機構檢測之溫度與 114939.doc 200803027 設定機構設定之切換溫度，選擇第丨濃度檢測機構所得之 濃度及第2濃度檢測機構所得之濃度中之一方者。藉此， 可更高精度地檢測濃度。 本發明可適合使用於下列情形：即，第1濃度檢測機構 係包含依據燃料水溶液中之超音波之傳播速度檢測燃料水 溶液之濃度用之超音波感測器；第2濃度檢測機構係包含 依據燃料電池之開路電壓檢測燃料水溶液之濃度用之電壓 感測器。在檢測燃料水溶液中之超音波之傳播速度之超音 波感測器中，溫度愈高時濃度之檢測精度愈低，另一方 面，在檢測燃料電池之開路電壓（open Circuit voltage)之 電壓感測器中，溫度愈低時濃度之檢測精度愈低。但在本 發明中，可依照燃料水溶液之溫度，選擇透過檢測精度較 高之一方之濃度感測器所得之濃度，可高精度地檢測燃料 水溶液之濃度。 又，本發明可適合使用於運轉中之燃料水溶液之溫度達 50°C以上之情形。在燃料電池系統之運轉時流至燃料電池 系統之燃料水溶液達到50。〇以上之高溫之情形，利用燃料 水溶液之物理的特性之第丨濃度檢測機構之濃度檢測精度 會惡化。但在本發明中，並非僅利用第丨濃度檢測機構， 也使用利用燃料水溶液之電化的特性之第2濃度檢測機 構，故在高溫中可選擇第2濃度檢測機構之檢測結果，在 高溫下’也可獲得良好之檢測精度。 依據本發明之另一觀點所提供之燃料電池系統係包含： 燃料電池，其係藉電化反應而產生電能者；第1濃度檢測 I14939.doc -10- 200803027 料雷、:其係利用燃料水溶液之物理的特性檢測用於產生燃 愔i之電能之燃料水溶液之濃度者；記憶機構，其係記 思，燃枓水溶液之電化的資訊變換成燃料水溶液之濃度用 之變換資訊者42濃度制機構，其係利用燃料水溶液 之電化的特性檢測燃料水溶液之電化的資訊，參照變換資 :將該電化的資訊變換成燃料水溶液之濃度者；及改寫機 ’其係依據第！濃度檢測機構所得之滚度與第2濃度檢測 機構所得之濃度改寫變換資訊者。 利用燃料水溶液之電化的特性之第2濃度檢測機構之濃 ^之檢測精度有經時性地劣化之虞。在本發明中，依據由 第1濃度檢測機構及第2濃度檢測機構分別冑出之濃产之比 較’被判斷第2濃度檢測機構之檢測精度有劣化時：可改 寫將第2濃度檢測機構所得之電化的資訊變換成濃度用之 文換=貝A藉此，可改善第2濃度檢測機構所得之濃度之 檢測精度。 在含燃料電池系統之機車，進而在輪送機器中，流至燃 料電池系統之燃料水溶液之溫度會廣泛地變化。又，一妒 而言’此種輸送機器與電氣機器等相比m吏用期間較長，又 故容易發生利«料水溶液之電化的特性之以濃度檢測 機構之經時性之劣化。因此，在此種機車，進而在輸送機 器中，可適合使用本發明。 本發明之上述之目的及其他目的、特徵、局面及優_ 由有關附圖所執行之以下實施型態之詳細說明中獲得更明 確之瞭解。 114939.doc 200803027 【實施方式】 以下’參照圖式說明有關本發明之實離 明有關將本發明揪袓φ ^ 在此說 ^ 月从枓電池糸統10 〇搭載於輸送機器之一例 之機車10之情形。1夕』 右首^’說明㈣機車Η)。本發明之實施型態中所謂左 刖後、上下，係意味著以駕駛人面向握把24坐在機車 1〇,座墊之狀態為基準之左右、前後、上下。 加一圖1〜圖7 ’機車10係包含車體11，I體11具有車體 架^車體架12具有頭管14、由頭管14向後方斜下方延伸 ^縱剖面1字形之前車架16、連結於前車架16之後端部且、 ^後方斜上方麵起之後車架18、及安裝於後車架18之上端 邛之座墊濩欄2〇。前車架16之後端部連接於後車架U之中 央"卩略罪近下端部之位置，使前車架16及後車架18整體上 從側面看時略呈Υ字形。

前車架16具有上下方向有寬度而向後方延伸於斜下方且 子左右方向正父之板狀構件16a、分別形成於板狀構件16a 上端緣及下端緣且向後方延伸於斜下方而在左右方向具有 見度之凸緣部Mb及16c、突設於板狀構件16a之兩表面之 補強肋16d、及利用設於後端部之例如螺栓等連結後車架 18之連結部Me。補強肋16d與凸緣部16b及16c同時劃分板 狀構件16a之兩表面，而形成收容後述之燃料電池系統1〇〇 之構成構件之收容空間。 另一方面，後車架丨8係包含分別向後方延伸至斜上方而 在前後方向具有寬度，被配置成夾著前車架16之連結部 H4939.doc •12- 200803027 16e之板狀構件18&及181)、連結板狀構件ΐ8&與i8b之板狀 構件（未圖示）。 在頭管14内如圖1所示，迴動自如地插通著車體方向變 更用之操向軸22。在操向軸22之上端安裝著固定握把24之 握把支持部26，在握把24之兩端安裝著手柄28。右側之手 柄28構成可轉動之加油手柄。 在握把支持部26之握把24之前方，配置顯示操作部3〇。 φ 顯不操作部30係將計測顯示電動馬達60(後述）之各種資料 用之儀表30a、行車狀態等之各種資訊提供用之例如液晶 顯不器等所構成之顯示部3〇b、及各種資訊輸入用之輸入 30c等一體化之構件。在握把支持部26之顯示操作部3〇 之下方，固疋著頭燈32，在頭燈32之左右兩側，分別設有 閃光燈34。 又，在操向軸22之下端，安裝著左右一對之前叉36，在 前叉36之各下端經由前車軸4〇安装著前輪38。前輪38係以 _ 被岫叉36缓衝懸架之狀態，被前車軸40旋轉自如地軸支 著。 另一方面，在後車架18之後端，安裝著框狀之座墊護欄 2〇。座墊護攔20例如係利用焊接固設於後車架18之上端 部’並配設於略前後方向。在座墊護攔2〇上，開閉自如地 設有未圖示之座墊。在座墊護欄2〇之後端部固設有安裝托 架42 ’在安裝托架42分別安裝尾燈44及左右一對之閃光燈 46 〇 又，在後車架18之下端部，經由樞軸5〇擺動自如地支持 114939.doc -13 - 200803027 著擺動臂（後臂）48，在擺動臂48之後端部48a，經由電動馬 達60(後述）旋轉自如地軸支著作為驅動輪之後輪52，擺動 臂4 8及後輪5 2係被未圖示之後緩衝器缓衝懸架於後車架 18 〇 另外，在後車架1 8之下端部之前側，以由後車架〗8向左 右方向突出方式固定擱腳板安裝用棒54，在擱腳板安裝用 棒54安裝著未圖示之搁腳板。在擱腳板安裝用棒54之後 方’於擺動臂4 8迴動自如地支持著主機座5 6，主機座5 6藉 復原彈簧5 8而向關閉側施力。 在本實施型態中，在擺動臂48，内建有連結於後輪52且 旋轉驅動後輪52用之例如軸向間隙型之電動馬達6〇、及電 性連接於電動馬達60之驅動單元62。驅動單元62含有控制 電動馬達60之旋轉驅動用之控制器64。 在此種機車10之車體丨丨上，沿著車體架12安裝著燃料電 池系統100。燃料電池系統100產生用來驅動電動馬達6〇及 其他構成零件之電能。 以下，說明有關燃料電池系統10〇。 燃料電池系統100係不需要將甲醇（甲醇水溶液）改性， 即了直接利用於發電之直接甲醇型燃料電池系統。 燃料電池系統100係包含配置於前車架16之下方之燃料 電池單元疊片組（以下僅稱單元疊片組）102。 如圖8及圖9所示，單元疊片組1〇2係夾著隔板1〇6而疊層 (stack)多數個依據甲醇之氳離子與氧之電化反應而產生電 能之燃料電池（燃料電池單元）1〇4所構成。構成單元疊片組 114939.doc -14 - 200803027 102之各燃料電池104係包含固體高分子膜等構成之電解質 (電解質膜）104a、夾著電解質104a而相向之陽極（燃料 極）104b及陰極（空氣極）i〇4c。陽極i〇4b及陰極1〇4c分別含 有設於電解質104a側之翻觸媒層。 如圖4等所示，單元疊片組1〇2係載置於滑執1〇8上，滑 執1〇8係被支持於吊在前車架16之凸緣部16c之撐板組 上。 如圖6所示，在前車架16之下方且單元疊片組ι〇2之上 方，配置水溶液用之散熱器112與氣液分離用之散熱器 114。散熱器112與114係構成一體，其前面具有向車輛之 刖方略下方配置，且設成與前面正交之多數板狀之散熱片 (未圖示）。此種散熱器i丨2與丨〗4在行車時，可充分接受到 風。 固等所示，散熱器112含有形成旋轉狀之散熱管 116。散熱管U6係利用焊接不銹鋼等之直線管與u字形之 接頭官，而形成由入口 U8a(參照圖5)至出口 u8b(參照圖 ) 條連‘官。在散熱器112之背面側，以朝向散熱管 116之方式設有散熱器冷卻用之風扇120。 同樣地，在散熱器114含有分別形成蛇行狀之2條散熱管 122各散熱管122係利用焊接不銹鋼等之直線管與u字妒 之接頭管，而形士、 向^成由入口 124a(參照圖3)至出口 124b(來昭 圖3)之1條遠捧其 + # 、 、只b。在政熱器114之背面側，以朝向散熱管 式叹有散熱器冷卻用之風扇j26 〇 回到圖1〜闰1 丄 圖’主要參照圖3，在前車架16之連結部1 6e 114939.doc -15· 200803027 之後側，由上方依序配置有燃料箱12 8、水溶液箱13 0及水 箱132。燃料箱128、水溶液箱130及水箱132例如係利用 ΡΕ(聚乙烯）吹塑成型所製得。 燃料箱128係被配置於座墊護欄2〇之下側，並被安裝於 座墊護攔20之後端部。燃料箱128收容著作為單元疊片組 102之電化反應之燃料之高濃度（例如含有甲醇約5〇 wt%) 之曱醇燃料（高濃度曱醇水溶液）。燃料箱128係在其上面設 有蓋128a，卸下蓋128a而被供應甲醇水溶液。 又’水溶液箱130係設於燃料箱128之下側，並被安裝於 後車架18。水溶液箱13〇收容著將來自燃料箱128之甲醇燃 料稀釋成適合於單元疊片組102之電化反應之濃度（例如含 有甲醇約3 wt%)之甲醇水溶液。也就是說，水溶液箱i 3〇 收谷著預期被水溶液泵146(後述）向單元疊片組1 〇2送出之 甲醇水溶液。 在燃料箱128安裝位準感測器129，用於檢測燃料箱128 内之曱醇水溶液之液面高度。在水溶液箱i 3 〇安裝位準感 測器13 1 ’用於檢測水溶液箱丨3 〇内之曱醇水溶液之液面高 度。利用位準感測器129、13 1檢測液面高度，即可檢測箱 内之液ΐ。水溶液箱13 0内之液面例如係被控制於在圖4中 Α所示之範圍内。 水箱132係被配置於後車架18之板狀構件18&及18b間且 單元豐片組102之後側。在水箱132安裝有位準感測器 133，以檢測水箱132内之水面高度。 又’在燃料相128之前側且前車架1 6之凸緣部16b之上側 114939.doc •16- 200803027 配置二次電池134。二次電池134係配置於後車架18之板狀 構件（未圖示）之上面。二次電池134係用於蓄積單元疊片組 102產生之電能，依據控制器156(後述）之指令將電能供應 至對應之電氣構成零件。例如，二次電池丨34將電能供應 至辅助機器類及驅動單元62。 在二次電池134之上側且座墊護欄20之下側，配置有燃 料泵136、檢測用閥138。又，在水溶液箱130之上側，配 置有凝汽箱14 0。 凝汽箱140在其上面設有蓋140a，例如在一次也不啟動 燃料電池系統100之狀態（水溶液箱13〇為空的狀態）下，可 卸下蓋140a以供應曱醇水溶液。凝汽箱140例如係利用 PE(聚乙烯）吹塑成型所製得。 又’在前車架16、單元疊片組1〇2及散熱器112、114所 圍成之空間’配置除去氣體所含之塵屑等異物用之空氣過 濾裔142 ’在空氣過濾器142之後方斜下側配置水溶液過濾 器 144 〇 又，如圖4所示，在前車架16之左側之收容空間，收容 著水溶液泵146及空氣泵148，在空氣泵148之左侧配置空 氣室150。藉水溶液泵146之驅動而向單元疊片組1〇2送出 甲醇水溶液。 另外，如圖5所示，在前車架16之右側之收容空間，由 前方依序配置總開關152、DC-DC變換器154、控制器 156、防銹用閥158及水泵160。又，總開關152係設成由右 側向左側貫通前車架16之收容空間。在單元疊片組1 〇2之 I14939.doc -17· 200803027 i面σ又有刺p八162。又，DC-DC變換器154係將電壓由24 V 鉍換成1 v，藉變換後之12 v之電壓驅動用扇12〇、126。 茲參照圖4〜圖7及圖1〇，說明有關如此配置之燃料電池 糸統1 0 0之配管。 燃料箱128與燃料泵136係被管P1所連通，燃料泵136與 水冷液箱130係被管P2所連通。管P1連結燃料箱128之左側 面下端部與燃料泵136之左側面下端部，管p2連結燃料泵 • I%之左側面下端部與水溶液箱130之左側面下端部。驅動 燃料泵136時，可經由管P1、…將燃料箱128内之甲醇燃料 供應至水溶液箱130。 水溶液箱130與水溶液泵146係被管p3所連通，水溶液泵 146與水溶液過濾器144係被管p4所連通，水溶液過濾器 144與單元疊片組1〇2係被管p5所連通。管p3連結水溶液箱 130之左側面了角部與水溶液泵146之後部，管以連結水溶 液泵146之後部與水溶液過濾器144之左側面，管p5連結水 • 溶液過濾器144之右側面與位於單元疊片組102之前面右下 角部之陽極入口 II。驅動水溶液泵146時，來自水溶液箱 130之甲醇水溶液由管打側被送出至管以側，在水溶液過 濾器144除去其雜質後，經由管”供應至單元疊片組1〇2。 在本實施型態中，利用管P4及！>5構成將水溶液泵146所送 出之甲醇水溶液引導至單元疊片組1〇2之各燃料電池104之 管路。 單元疊片組102與水溶液用之散熱器112係被管％所連 通，散熱器112與水溶液箱13〇係被管p7所連通。管％係連 114939doc .18- 200803027 、、’。位於單兀豐片組102之後面左上角部之陽極出口 η與由 散熱器U2之下面右側端部被引出之散熱管ιΐ6之入口 118a(蒼照圖5) ’官P7係連結由散熱器之下面左侧端部 略罪近中央位置被引出之散熱管〗16之出口 118b(參照圖3) 與水溶液箱130之左側面上角部。由單元疊片組1〇2排出之 未反應甲醇水溶液及二氧化碳經由管㈧被供應至散熱器 112，以降低溫度’而經由管p7被送回水溶液箱。藉 此，可使水溶液箱13 〇内之甲醇水溶液之溫度降低。 上述之管P1〜P7主要係燃料之流路。 又，空氣過濾器142與空氣室15〇係被管P8所連通，空氣 至150與空氣泵148係被管P9所連通，空氣泵148與防錄用 閥158係被管Pi〇所連接，防銹用閥ι58與單元疊片組1〇2係 被管P11所連接。管P8係連結空氣過濾器142之後部與空氣 室150之中央部略靠近前方之位置，管p9係連結空氣室ι5〇 之中央部之下側與空氣泵148之後部，管P10係連結位於前 車架16之板狀構件16 a之左側之空氣泵14 8與位於板狀構件 16a之右側之防銹用閥158，管P11係連結防銹用閥158與位 於單元疊片組102之後面右上端部之陰極入口 13。在燃料 電池系統100運轉時，預先開啟防銹用閥158，在該狀態 下，驅動空氣泵148時，含氧之空氣會由外部被吸入。吸 入之空氣在空氣過濾器142被淨化後，經由管8、空氣室 150及管？9流入空氣泵148，再經由管P10、防銹用閥158及 管P11被供應至單元疊片組102。防銹用閥158係在燃料電 池系統100停止時關閉，以防止水蒸氣對空氣泵148之逆 114939.doc -19- 200803027 流，以防止空氣泵148生銹。 早兀豐片組102與氣液分離用之散熱器114係被2條之管 P12所連通，政熱器丨丨4與水箱〗3 2係被2條之管p 13所連 通，在水箱132設有管（排氣管）P14。各管P12連結位於單 凡^:片組102之前面左下角部之陰極出口 14與由散熱器 之下面左側端部被引出之各散熱管122之入口 124a(參照圖 3)，各管P13連結由散熱器114之下面左側端部略靠近中央 _ #之位置被引出之各散熱管122之出口 l24b(參照圖3)與水 箱132之前面上部，管pi4係連接於水箱132之後面上部， I成先上升後下降之〈字狀。由單元疊片組工之陰極出 口 14被排出之含有水分（水及水蒸氣）及二氧化碳之排氣係 經由管P12被供應至散熱器114，使水蒸氣液化。來自散熱 益114之排氣係經由管P13而與水同時被供應至水箱132， 經由管P14被排出於外部。 上述之管P8〜P14主要係構成排氣之流路。 • 另外，水箱132與水泵160係被管P15所連通，水泵16〇與 水溶液箱130係被管P16所連通。管P15係連結水箱132之右 側面下部與水泵160之中央部，管P16係連結水泵ι6〇之中 央部與水溶液箱130之左側面上角部。驅動水泵16〇時，可 經由管P15、P16使水箱132内之水回流至水溶液箱130。 上述之管P15、P16係構成水之流路。 又’在管P4，以可流入水溶液泵146所送出而流過管以 之曱醇水溶液之一部分之方式，連接著管p丨7。如圖4所 示’在管P17 ’安裝有超音波感測器164，用以檢測在管 114939.doc -20- 200803027 内之甲醇艰度。超音波感測器164係利用超音波之傳播 速度係依照流入之甲醇水溶液之甲醇濃度(甲醇水溶液中 之甲醇之比率））而轡化> ?目金 ^ 文化之現象，以供檢測管P17内之甲醇 水溶液之甲醇濃度之用。

如圖4所示，超音波感測器164具有發生超音波之發射部 购、與檢測超音波之接收部祕。發射部i64a係介插於 管P4。發射部純之分岔口 165連接於管pi7之始端，經由 刀岔口 165將甲醇水溶液導人管17内。接收部16扣係連接 於管P17之終端，被配置於二次電池m之左侧面。在超音 波感測器164，利用發射部164a產生超音波，利用接收部 16仆接收超音波。控制器156係依據在發射部164a開始產 生超音波至接收部i 64b接收到超音波為止之時間所得之超 音波傳播速度，檢測管P17内之甲醇水溶液之曱醇濃度。 接收部164b與檢測用閥138係被管ρι 8所連通。又，檢爾 用閥138與水溶液箱13〇係被管pi9所連通。管pi8連結接收 4 164b之上面與檢測用閥之左側面，管？！9連結檢測用 閥13 8之右侧面與水溶液箱13〇之上面。 上述管P17〜P19主要係構成濃度檢測用之流路。 另外’水溶液箱130與凝汽箱140係被管P20所連通，凝 汽箱140與水溶液箱130係被管P21所連通，凝汽箱140與空 氣室150係被管P22所連通。管P20連結水溶液箱130之左側 面上角部與凝汽箱140之左側面上角部，管P21連結凝汽箱 140之下端部與水溶液箱13〇之左側面下角部，管p22連結 凝汽箱140之靠近左側面上部之位置與空氣室15〇之上端 I14939.doc •21 - 200803027 面。在水溶液箱1 3 0内之氣體（主要為二氧化碳、汽化之甲 醇及水蒸氣）經由管P20被供應至凝汽箱140。汽化之甲醇 及水蒸氣在凝汽箱140被冷卻、液化後，經由管P2 1回流至 水溶液箱130。凝汽箱140内之氣體（二氧化碳、未液化之 甲醇及水蒸氣）經由管P22被供應至空氣室1 5 〇。 上述之管P20〜P22主要係構成燃料處理用之流路。 又’如圖10所示，在超音波感測器164之接收部i64b， °又有4欢測通過超音波感測器1 6 4之甲醇水溶液之溫度用之 第1溫度感測器166。又，在單元疊片組1〇2之陽極入口 π 附近’設有利用甲醇水溶液之電化的特性檢測供應至單元 疊片組102之甲醇水溶液之濃度用之電壓感測器168、與檢 測供應至單元疊片組102之甲醇水溶液之溫度用之第2溫度 感測器170。另外，在空氣過慮器142附近設有檢測外氣溫 度用之外氣溫度感測器171。 茲參照圖11說明有關此種燃料電池系統1〇〇之電氣的構 成。 燃料電池系統1〇〇之控制器156係包含施行必要之運算以 控制燃料電池系統100之動作用之CPU 172、將時鐘脈衝供 應至CPU 172之時鐘電路174、儲存控制燃料電池系統1⑽ 之動作用之程式或資料及運算資料等用之例如由EEpR〇M 構成之記憶體176、防止控制燃料電池系統1〇〇之誤動作用 之復位1C 178、與外部機器連接用之介面電路18〇、檢測 將單元疊片組102連接至驅動機車10之電動馬達6〇用之電 路182之電壓用之電壓檢測電路184、檢測流過電路a]之 114939.doc -22- 200803027 電流用之電流檢測電路186、開閉電路i82用之開/關電路 188、防止電路182之過電壓用之電壓保護電路19〇、設於 電路182之—極體192、及將特定電壓供應至電路182用之 電源電路194。

在此種控制器156之CPU172，被輸入來自超音波感測器 164 '電壓感測器168、第i溫度感測器、第2溫度感測 器m及外氣溫度感測器171之檢測信號。又，在cpu • I”，被供應來自檢知有無反轉之反轉開關196之檢知信 號、及來自離合電源用之總開關152之輸入信號、來自輸 入各種設定及資訊用之輸入部3〇c之信號。另外，在CPU m，也被供應來自位準感測器129、i3i及i33之檢測信 號。 在作為記憶機構之記憶體176中，儲存著執行圖15及圖 16所示用之程式、將得自超音波感測H164之物理性資訊 (對應於傳播速度之電壓）變換成濃度用之變換資訊、將得 Φ自電疋感測益168之電化的資訊（開路電壓）變換成濃度用之 文換貝'與檢測溫度作比較之第i臨限值、第2臨限值及 切換溫度、運算資料等。變換資訊例如係表示作為資訊之 f壓與其被變換之濃度之對應關係之表資料，在本實施型 悲中’使用的是表示物理性資訊（對應於傳播速度之電壓） 與濃度之對應關係之表資料、與表示電化的資訊（開路電 旬與濃度之對應關係之表資料。又，在記憶體m中，也 儲存者圖14(b)所示之超音波感測器164之濃度與切換溫度 之對應關係之表資料。 H4939.doc •23· 200803027 又’藉CPU 172控制燃料泵136、水溶液泵M6、空氣泵 148、水泵160、冷卻用扇12〇、126、檢測用閥138及防銹 用閥158等辅助機器類。另外，藉cpu 172控制顯示各種資 汛而向機車之搭乘者報知各種資訊用之顯示部3〇b。cpu 172具有執行選擇機構、判斷機構、設定機構及改寫機構 之功能。 又’在單元疊片組102連接二次電池134及驅動單元Μ。

二次電池134及驅動單元62連接於電動馬達6〇。二次電池 134係用於補足來自單元疊片組1〇2之輸出，可被來自單元 且片、、且102之電肖b充電，藉其放電而將電能供應至電動馬 達60及辅助機器類。 在電動馬達60連接計測電動馬達6〇之各種資料用之儀表 3〇a，儀表30a所計測之資料及電動馬達6〇之狀況經由介面 電路198被供應至CPU 172。 接著，說明燃料電池系統100運轉時之主要動作。 燃料電池系統100係以總開關152通電為契機，驅動水溶 液泵146及空氣泵148等之輔助機器類，並開始運轉。 才用水溶液泵146之 〜廿/1又祁i j U之甲 水溶液由管⑽送出至fP4側，將其供應至水溶液過遽 144。而，在水溶液過濾器144被除去雜質等之甲醇水^ 經由管P5、陽極入口 直接被供應至構成單元疊片 102之燃料電池104之陽極l〇4b。 由空氣過濾器142被 氣室150時被消音。 另一方面，利用空氣泵14 8之驅動， 吸入之空氣（aiO在經由管P8而流入空 114939.doc -24- 200803027 而’被吸入之空氣及被供應至空氣室150之來自凝汽箱14〇 之氣體會經由管P9〜P11、陰極入口 13而被供應至構成單元 疊片組102之燃料電池1〇4之陰極l〇4c。 在各燃料電池104之陽極104b，被供應之甲醇水溶液中 之甲醇與水起化學反應而產生二氧化碳與氫離子。所產生 之氣離子經由電解質1 〇4a流入陰極1 〇4c，與被供應至該广 極104c側之空氣中之氧起電化反應而產生水（水蒸氣）及電 能。也就是說，在單元疊片組1 〇2施行發電。所產生之電 能被送至二次電池134蓄積，並利用於機車1〇之行車驅動 等。 另一方向，在各燃料電池104之陽極1〇仆所產生之二氧 化碳及未反應甲醇水溶液會因上述電化反應而產生之熱而 使溫度上升（例如約65°C〜70。〇，使未反應甲醇水溶液之一 部伤Ά化。一氧化碳及未反應甲醇水溶液經由單元疊片組 102之陽極出口 12流入水溶液用之散熱器112内，在流過散 熱管116之間被風扇120冷卻（例如成為約4(rc)。被冷卻之 二氧化碳及未反應甲醇水溶液經由管p7回流至水溶液箱 130 〇 另一方面，各燃料電池104之陰極1〇物所產生之水蒸氣 之大部份會液化成水，由單元疊片組〗〇2之陰極出口 14被 排出，但飽和水蒸氣部份則以氣體狀態被排出。由陰極出 口 14被排出之水蒸氣之一部份在散熱器〗14被冷卻，藉由 降低露點而液化。利用散熱器114水蒸氣之液化動作係利 用啟動風扇126所執行。來自陰極出口14之水分（水及水蒸 114939.doc -25- 200803027 氣）係與未反應之空氣同時經由管P12、散熱器ii4及管pi3 被供應至水箱132。 又，在各燃料電池104之陰極i〇4c，來自凝汽箱14〇之汽 化之甲醇及藉轉換而移動至陰極1〇4c之甲醇會在鉑觸媒層 與氧起反應而分解成為無害之水分與二氧化碳。由曱醇分 解成水分與二氧化碳由陰極出口 14被排出而經由散熱器 114被供應至水箱132。另外，藉水之轉換而移動至各燃料 _ 電池104之陰極104c之水分由陰極出口 14被排出而經由散 熱器114被供應至水箱132。 回收至水箱132之水可藉水泵160之驅動，經由管卩^、 P16適宜地環流至水溶液箱13〇，被利用作為甲醇水溶液之 水。 在運轉中之燃料電池系統100中，為一面防止各燃料電 池104之劣化，一面使各燃料電池1〇4有效地發電，需定期 地執行甲醇水溶液之濃度檢測處理。而，依據其檢測結 • 果，調整預期被供應至單元疊片組1〇2之甲醇水溶液之甲 醇/辰度具體上，依據甲醇濃度之檢測結果，施行燃料箱 128内之曱醇燃料對水溶液箱13〇之供應、及水箱η]内之 水對水溶液箱13P之環流。 在此’值得注目的是為檢測甲醇水溶液之甲醇濃度，需 使用超音波感測器164及電壓感測器168之2種濃度感測 器。在本實施型態中，利用甲醇水溶液之物理的特性檢測 甲醇水溶液之甲醇濃度之第1濃度檢測機構係由超音波减 測器164及CPU 172所構成，利用甲醇水溶液之電化的特性 114939.doc •26· 200803027 檢測甲醇水溶液之甲醇濃度之第2濃度檢測機構係由電壓 感測器168及CPU 172所構成。 超音波感測器164係檢測對應於甲醇水溶液之濃度之超 曰波之傳播速度（音速）’將該傳播速度變換成電壓值而成 為物理性資訊。又，電壓感測器168係檢測燃料電池（燃料 電池單元）104之開路電壓，以該電壓值作為電化的資訊。 如圖12所示，在超音波感測器164中，各相異之電壓在 脈度愈低時’其差愈大。此係由於在温度愈低時，甲醇與 水之超音波傳播速度之差愈大之故。另一方面，在電壓感 測器168中，各相液濃度之開路電壓之差在溫度愈高時， 其差愈大。在較咼溫時，化學變化較為活潑，故開路電壓 之差會變大。 由圖12可知：溫度較低時，超音波感測器164之檢測精 度較高，溫度較高時，電壓感測器168之檢測精度較高。 因此，第1溫度感測器166檢測之溫度不足切換溫度（在此 為45°C)時，使用超音波感測器ι64檢測之濃度，在切換溫 度以上時，使用電壓感測器168檢測之濃度，控制甲醇水 溶液之濃度。 又，如圖13(a)所示，電壓感測器168之檢測精度會有經 時變化，對應於濃度之開路電壓如虛線所示會降低。如 此，依據來自電壓感測器168之開路電壓而由cpu 172所得 之甲醇水溶液之濃度會比實際濃度高，不能正確控制濃 度。因此，在超音波感測器164之檢測精度與電壓感測器 168之檢測精度之差達到特定值以上時，判斷電壓感測器 I14939.doc -27- 200803027 168之檢測精度有劣化，改寫將電壓感測器168檢測之開路 電壓（電化的資訊）變換成濃度用之變換訊（在本實施型態 中，為表資料）。藉此，如圖13(b)所示，補正電壓感測 168所得之濃度，以防止電壓感測器168之檢測精度之經時 性的變化。 又，如圖14(a)所示，甲醇水溶液之濃度與超音波傳播速 度具有非線性之關係，濃度愈高時，曲線之斜度即超音波 • 傳播速度之差愈小。此意味著超音波傳播速度之濃度檢測 精度在濃度愈高時，精度愈低。 因此，CPU 172參照儲存於記憶體176之圖14(b)所示之 表示超音波感測器164之濃度與切換溫度之關係之表資 料，依照超音波感測器164檢測之甲醇水溶液之濃度設定 (變更）切換溫度。 參照圖15及圖16，說明有關此種燃料電池系統1〇〇之甲 醇水溶液之濃度檢測及變換資訊之改寫之動作。又，切換 _ /jnL度係設定於由第1臨限值至第2臨限值之範圍（含兩端） 内’初期設定於45°C。 首先，藉第1溫度感測器166檢測流過超音波感測器164 ，之曱醇水溶液之溫度（步驟S1)。藉CPU 172判斷該溫度是 . 否在第1臨限值（在此為50。〇以上（步驟S3)。不足第1臨限 值時，由超音波感測器164檢測超音波傳播速度（物理性資 訊）（步驟S5)，CPU 172參照記憶於記憶體176之變換資訊 而得對應於該傳播速度之濃度（步驟S7)。接著，CPU 172 判斷所得之濃度是否有效（步驟S9)。所得之濃度偏離前次 H4939.doc oc 200803027 之資料特定值以上時，判斷該資料非有效而將其除去。 又’在因超音波感測器164内之甲醇水溶液内發生氣泡或 3有雜貝而不⑨取m料之情形，也判斷該資料非有效。 除了此種情形以外，將超音波感測器164之檢測結果所得 之濃度判斷為有效而決定做為甲醇水溶液之濃度，記憶於 記憶體m(步驟S11)。而，CPU172一面參照表示圖剛 之對應關係，一面依照被判斷為有效之甲醇水溶液之濃度 • 设定切換溫度（步驟S13)，進入步驟S15)。X，檢測濃度超 匕20 wt /。時，判定為錯誤，將切換溫度設定於3 $。又， 此時’由燃料箱128對水溶液箱⑽之甲醇燃料之供應至少 在檢測濃度達到20 wt%以前時停止。 步驟S9為N0之情形及步驟以為㈣之情形，值接進入 步驟S 1 5。 在y驟S15中，利用第2温度感測器j7〇檢測電壓感測器 I68附近之甲醇水溶液之溫度，判斷該溫度是否在第2臨限 • 值（小於第1臨限值，在此為饥）以上（步驟S17)。該甲醇 从容液之概度不足第2臨限值時，回到步驟s丨，另一方 面甲醇水，谷液之溫度在第2臨限值以上時，判斷是否滿 足九、;料電池1 04之開路電壓之檢測條件（步驟§丨9)。在此所 。月之k測條件係指空氣泵148可穩定供應空氣之意。是否 滿足核測條件可由CPU 172依據對空氣泵丨48之驅動信號作 判斷要求此種檢測條件係由於空氣之供應停止或減少 時，空氣之流量不穩定，開路電壓之可靠性會降低之故。 在^驟S19中，滿足檢測條件時，利用電壓感測器J68檢 114939.doc -29- 200803027 測開路電壓（電化的資訊）（步驟S21)。而，由cpu 172參照 記憶於記憶體176之變換資訊’而獲得對應於該開路電壓 之》辰度’將其纟己憶於€憶體17 6 (步驟S 2 3 )。直後，判斷是 否執行步驟S11之處理（步驟S25)，已執行時，判斷第1溫 度感測器166所檢測之甲醇水溶液之溫度是否在切換溫度 以上（步驟S27)。曱醇水溶液之溫度不足切換溫度時，選 擇超音波感測器164之濃度（步驟S29)，進入步驟S31。另 方面’曱醇水溶液之溫度在切換溫度以上時，選擇電壓 感測器168之濃度（步驟S33)，進入步驟S3i。。 在步驟S3 1，藉CPU 172判斷利用超音波感測器j 64檢測 之濃度與利用電壓感測器168檢測之濃度之差是否在特定 值以上。溫度差在特定值以上時，判斷電壓感測器168之 檢測精度已劣化，以將該溫度差減少至丨/2(一半）方式，夢 CPU 1 72改寫將記憶於記憶體176之電化的資訊變換成濃度 用之變換資訊（步驟S35)，返回步驟81。如此處理係由於 超音波感測器164不能說是絕對正確，故需要將變換資訊 之補正量控制於安全之範圍之故。依照圖15及圖16所示之 動作重複處理時，變換資訊即可更正確地被改寫。 又’在步驟S 3 1 ’檢測濃度差是否在特定值以上，其差 在特定值以上時，在步驟S35施行變換資訊之改寫之處理 限於利用超音波感測器164檢測濃度且利用電壓感測器168 檢測濃度之情形。因此，在本實施型態中，僅在第丨溫度 感測器166檢測之溫度不足5〇。〇，且第2溫度感測器17〇檢 測之溫度在35。(：以上之情形，才執行步驟S31及S35之處 114939.doc -30- 200803027 理。 在步驟S19中未滿足檢測條件時，不利用電壓感測器i68 檢測開路電壓而返回步驟S1，又，未施行步驟su之處理 時（步驟為NO)，返回步驟81。另外，步驟S3i為N〇i 情形也返回步驟S 1。 又，執行圖1 5及圖16所示之動作之時間點最好依照發電 持_時間之長度加以設定。 _ 在本實施型態中，第2溫度感測器170設於熱源之單元疊 片組102之陽極入口 II附近，故（第Ί溫度感測器166之檢測 溫度S第2溫度感測器170之檢測溫度）。 因此，弟1溫度感測器16 6所檢測之甲醇水溶液之溫度若 在弟1 g品限值（在此為5 0 °C )，則圖1 5之步驟S 17必定為 YES ’故不施行利用超音波感測器164之濃度檢測，僅利 用電壓感測器168檢測電化的資訊。而，CPU 172選擇依據 電化的資訊之濃度。 _ 另一方面’第2溫度感測器170所檢測之曱醇水溶液之溫 度若不足第2臨限值（在此為3 5 °C )，則圖1 5之步驟S3必定為 NO，故不施行利用電壓感測器168之濃度檢測，僅利用超 音波感測器164檢測物理性資訊。而，CPU 172選擇依據物 理性資訊之濃度。 又，若第2溫度感測器170所檢測之曱醇水溶液之溫度在 第2臨限值以上，且第1溫度感測器16 6所檢測之曱醇水溶 液之溫度不足第1臨限值，則利用超音.波感測器164檢測物 理性資訊，並利用電壓感測器1 68檢測電化的資訊。而， 114939.doc -31 - 200803027 在通過超音波感測器164所得之濃度及通過電壓感測器ι68 所得之濃度均有效而被記憶於記憶體176之情形，若第1溫 度感測器166所檢測之甲醇水溶液之溫度不足切換溫度， CPU 172會選擇通過超音波感測器ι64所得之濃度，另一方 • 面，若第1溫度感測器166所檢測之曱醇水溶液之温度在切 換溫度以上，CPU 172會選擇通過電壓感測器168所得之濃 度。 _ 而’依據所選擇之濃度控制甲醇水溶液之濃度。 依據搭載此種燃料電池系統1〇〇之機車1〇，可依照甲醇 水〉谷液之溫度選擇檢通過測精度較高之一方之濃度感測器 所得之浪度’並可簡單且高精度地檢測燃料水溶液之濃 度。 又在甲醇水、/谷液之溫度位於包含切換溫度之第1臨限 值與第2臨限值之間時，利用超音波感測器164檢測濃度， 並利用電壓感測器16 8檢測濃度。藉此，在單方之濃度檢 • 測有缺失之情形，也可檢測濃度。尤其，在切換溫度附 近叙生泡沫附著於超音波感測器164等時，超音波感測 杰164之濃度檢測容易發生缺失。在此種狀況下，也儘可 - 能地以超音波感測器164之檢測結果為優先，而在希望延 - 遲由超音波感測器164對電壓感測器168之切換之情形，上 述之處理相當有效。 又以在貝靶上可假想之溫度中，使超音波感測器i 64 限值與第2臨限值之間隔設定於較寬時，實際上可隨時使 114939.doc -32- 200803027 超音波感測器164及㈣❹】器168之雙方施行濃度檢測 也 如此’即使在單方之濃度感測器之檢測有缺失之情形， 可檢測濃度。 / 164所得之濃度是否有效 另外，判斷利用超音波感測器 時，可獲得高精度之濃度。 又，康檢測溫度與切換溫度，選擇利用超音波感測器 164所士付之濃度及利用利用電壓感測器⑽所得之濃度中之

一方牯，可高精度地取得燃料水溶液之濃度。 另外’依照燃料水溶液之濃度變更切換溫度時，可更高 精度地檢測濃度。 〇 又’即使在燃料電池系統100之運轉時流至燃料電池系 統100之燃料水溶液達到机以上之高溫，也可選擇電壓 感測器168之檢測結果，在高溫下，也可獲得良好之檢測 精度。 另外，可以耐經時變化之超音波感測器164之輸出為基 準，依需要改寫將電壓感測器} 68之輸出變換成濃度用之 變換資訊，故可防止電壓感測器168之檢測精度之劣化。 又，電壓感測器168之檢測精度之劣化引起之電壓感測 器168之輸出之變化被認為會徐徐發生。因此，在利用超 音波感測器164檢測之濃度與利用電壓感測器168檢測之濃 度之差突然變大時，縱使其差達到特定值以上，也判斷並 非由劣化所引起，故也可不改寫電壓感測器i68之變換資 訊。如此，可確實防止僅劣化所引起之缺失。 本發明可適合使用於甲醇水溶液之溫度廣泛變化且一般 114939.doc -33· 200803027 使用期間較長之機車1〇。 在上述實施型態中，使用超音波感測器164作為構成以 物理方式檢測甲醇水溶液之濃度之第道度檢測機構之感 測器，使用電壓感測器168作為構成以電化方式檢測甲醇 水溶液之濃度之第2濃度檢測機構之感測器，但並不限定 於此等。 作為構成第1濃度檢測機構之感測器，可使用依據折射 • 電常數、紅外線吸收率、黏度、t匕重、凝固點等檢 測物理性資訊之任何感測器。又，作為構成第2濃度檢測 機構之感測器，可使用例如美國專利第6,254,748號揭示之 感測器等檢測電化的資訊之任何感測器。 又，也可藉電壓感測器168檢測單元疊片組1〇2之開路電 壓以取代檢測燃料電池104之開路電壓，而以此作為電化 的資訊。 另外，在上述實施型態中，依據檢測溫度選擇利用超音 Φ 波感測态164所得之濃度及利用電壓感測器168所得之濃度 中之一方，但並不限定於此。例如，也可依據檢測溫度選 擇利用超音波感測器164所得之物理性資訊及利用電壓感 測态1 68所付之電化的資訊中之一方，其後，依據所選擇 之資訊獲得濃度。 又，雖使用第1溫度感測器166與第2溫度感測器17〇作為 檢測甲醇水溶液之溫度之溫度檢測機構，但並不限定於 匕例如也可僅使用第1溫度感測器16 6及第2溫度感測 1 70中之方。此情形，圖15所示之步驟s 1與步驟S 15之 114939. doc -34- 200803027 溫度檢測處理可僅利用第1溫度感測器166或僅利用第2溫 度感測器170執行。 又，f醇水溶液之溫度並不限於檢測甲醇水溶液本身之 度，也可代替地檢測單元疊片組1〇2之溫度或來自陰極 104c之排氣之溫度。 艾換貝Λ可以為將作為資訊之電壓變換成濃度用之運算 式。

在上述實施型態中，以範圍中包含切換溫度方式設定第 1 S品限值與第2臨限值，在溫度檢測機構之檢測結果位於第 1臨限值與第2臨限值之間Β夺’以第以度檢測機構及第城 度檢測機構雙方檢測濃度，但並不限定於此。檢測溫度不 足刀換_度日守，可僅以第i濃度檢測機構檢測濃度；另一 榀測度在切換溫度以上時，可僅以第2濃度檢測 機構檢測濃度。 、另外，本發明之燃料電池系統不僅可使用於機車，也可 適合使用於汽車、船舶等任意之輸送機器。 〜在上述實施型態中，係使用甲醇作為燃料，使用甲醇水 溶液作為燃料水溶液，但不限定於此，也可使用乙醇等醇 糸燃料作為燃料，使用乙醇水溶㈣醇系水溶液作為燃料 ，但此僅使用 一種限定’本 之語句内容。 以上，已將本發明詳細說明，並予以圖示 作為單純之圖解及一例，顯然不應解釋作為 發明之精神&冑圍僅限定於所附之請求範圍 【圖式簡單說明】 H4939.doc -35- 200803027 圖1係表示本發明之—實施型態之機車之左側面圖。 圖2係燃料電池系統對機車之車體架之配置狀態由左斜 前方所視之立體圖。 圖3係燃料電池系統對機車之車體架之配置狀態由左斜 後方所視之立體圖。 圖4係表示燃料電池系統之配管狀態之左側面圖。 圖5係表示燃料電池系統之配管狀態之右側面圖。 • 圖6係表示燃料電池系統之配管狀態由左斜前方所視之 立體圖。 圖7係表示燃料電池系統之配管狀態由右斜前方所視之 立體圖。 圖8係表示燃料電池疊片組之圖解圖。 圖9係表示燃料電池單元之圖解圖。 圖1 〇係表示燃料電池系統之配管之系統圖。 圖Π係表示燃料電池系統之電氣的構成之區塊圖。 _ 圖12係表示超音波感測器之檢測電壓（物理性資訊）與水 >谷液溫度之關係及電壓感測器之檢測電壓（電化的資訊）與 水溶液溫度之關係之曲線圖。 圖13(a)係表示電壓感測器之檢測電壓與甲醇水溶液之濃 度之關係之一例之曲線圖，圖13(1>)係用於說明藉超音波感 測器之檢測濃度補正電壓感測器之檢測濃度之圖解圖。 圖iMa)係表示曱醇水溶液之濃度與超音波傳播速度之關 係之曲線圖，圖14(b)係超音波感測器之濃度與切換溫度之 關係之曲線圖。 n4939.doc -36- 200803027 圖1 5係表示曱醇水溶液之濃度檢測及變換資訊之改寫之 有關動作之流程圖。 圖16係表示圖15之後續動作之流程圖。 【主要元件符號說明】 10 機車 100 燃料電池糸統 102 燃料電池疊片組 • 104 燃料電池（燃料電池單元） 156 控制器 164 超音波感測器 166 第1溫度感測器 168 電壓感測器 170 第2溫度感測器 172 CPU 176 • 記憶體 114939.doc -37-

Claims (1)

1. 200803027 十、申請專利範圍·· L -種燃料電池系統，其係包含： 池’其係藉電化反應而產生電能者； 礙度檢測機構，其係利 性檢測用於產生前述燃料電池之=:=理的特 之濃度者，· 此之别述燃料水溶液 ::痕度檢測機構’其係利用前 的^ 生檢測前述燃料水溶液之濃度者； >液之電化 ==機Γ其係檢測前述燃料水溶液之溫度者，·及 _ ’其係依據前述溫度檢測 溫度而選擇前述第磷度檢測機構所得之前 =二 述第2濃度檢測機構所得之前述濃度中之一方^ 别 2.項1之燃料電池系統，其中前述溫度檢測機構之 、:二㈣處於f1臨限值與小於前述第】臨限值之第2臨 ::時’則述選擇機構係使前述^濃度檢測機構 及則边弟4度檢測機構分別檢測前述燃料水溶液之濃 度’並選擇其中一方之濃度。 ^辰度U機構所得之前述濃度是否有效之判斷機構 者。 4.如請求項3之燃料電池系統’其中判斷前述第旧 機構所得之前述濃度被前述判斷機構判斷為有效時，前 述選擇機構依據前述溫度檢測機構檢敎前述溫度鱼小 於前述第m限值且大於前述第2臨限值之切換溫度;、選 114939.doc 200803027 濃度檢測機構所得之前述濃度及 檢測機構所得之前述濃度中之一方者。 …派度 5_如靖求項4之燃料電池系統，其中進 第1濃度檢測機燼所〜一 ^各依據則述 設定機構者。 」換，皿度之 6.

   如請求項1之燃料電池系統 第1濃度檢測機構所得之前 機構； ，其中進一步包含依據前述 述濃度設定切換溫度之設定 則述遥擇機構係依據藉由前述溫度檢測機構檢測之前 :溫_由前述設定機構設定之前述切換溫度，選擇 則遂第1濃度檢測機構所得之前述濃度及前述第2濃度檢 測機構所得之前述濃度中之一方者。

   7·如請求们之燃料電池系統，其中前述第1濃度檢測機構 係包含依據珂述燃料水溶液中之超音波之傳播速度檢測 月述燃料水溶液之濃度用之超音波感測器；前述第2濃 度檢測機構係包含依據前述燃料電池之開路電壓檢測前 述燃料水溶液之濃度用之電壓感測器。 8·如哨求項1之燃料電池系統，其中運轉中之前述燃料水 溶液之溫度達5(TC以上。 9· 一種燃料電池系統，其係包含： 燃料電池，其係藉電化反應而產生電能者； 第1濃度檢測機構’其係利用燃料水溶液之物理特性 檢測用於產生前述燃料電池之電能之前述燃料水溶液之 濃度者； 114939.doc 200803027 記憶機構，其係記憶將前_ 換成前述燃料水溶液之濃度用之變換資= 者之·電化-貝訊變 第2濃度檢測機構’其係利用前述:料水溶液之電化 特性檢測前述燃料水溶液之電化 ^ -欠> # 的貝5孔，麥照前述變換 ―貝訊將該電化資訊變換成前述燃料水溶液之濃度者及 改寫機構，其係依據前述第1濃度檢測機構所得之前 =度與前述第2濃度檢測機構所得之前述濃度改寫前 述變換資訊者。 10. -種機車’其係包含如請求項m中任—項之燃料電池 系統。 η· 一種輸送機器，其係包含如請求項⑴中任—項之 電池系統。

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