專利名稱：燃料供給系統及其操作方法
技術領域：
本發明是一種關于燃料供給系統及其操作方法，其特別是提供一演算方 法以及其相關物理量的感測與演算裝置，用以將燃料容器的燃料殘存量轉換 為剩余的電力使用時數。
背景技術：
公知燃料電池從1957年WillardT.Grubb所提出， 一質子交換模型燃料電 池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell， PEMC)，但由于該質子交換模型燃料 電池使用氫氣做為燃料用高壓鋼瓶儲具有高危險性，或儲存氫合金方式儲存 重量太重而造成不便性，為解決上述問題，因而提出一比較方便、安全性高 的甲醇為燃料的直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)，而直 接甲醇燃料電池所使用的燃料容器內燃料殘存量偵測方式有很多種，如電容 式、浮標(浮筒)式、壓力式、光感式、聲波式等量測方式。在這類技術中，不 但無法得知燃料容器中甲醇殘量值與電子裝置匹配的剩余使用時間，也無法 適合于尺寸小型化后的電子裝置需求。
本發明的發明人有鑒于此，發明提供一演算方法及其相關裝置，由此將 燃料容器殘存量轉換為電子裝置尚剩余電力的使用時間并告知電子裝置使用
者，以解決公知技術的缺失。
發明內容
本發明主要提供一燃料供給系統及其操作方法，使燃料容器內的殘余量 可經過燃料感測單元演算后，提供使用者得知剩余燃料可提供電子裝置電源 的時間。
本發明另一 目的是偵測電子裝置一般的功率消耗情形，并將信號傳遞給 控制組件紀錄下來，以利配合燃料容器的燃料殘余量來推測電子裝置尚可使 用的時間。
本發明再一目的記錄電子裝置使用者的使用習慣，提供給控制單元以運 算燃料容器的燃料殘余量可提供給電子裝置使用的時間。
本發明再一目的是實時監測到大量的電源輸出，立即將信號傳遞給控制 組件，以重新計算剩余燃料可繼續供予電子裝置的使用時間。
本發明再一目的監視燃料容器燃料傳輸的泵，記錄其操作時間與電子裝 置使用時數的關系，并將此紀錄值傳送給控制組件以提供燃料容器的燃料殘 存量與電子裝置使用時間的相關參考值。
為達到上述目的，本發明主要提供具有燃料供給的系統及其操作方法， 其是包括 一燃料匣； 一燃料液面偵測組件； 一主控制單元； 一電子裝置， 其中燃料液面偵測組件利用電容效應，用以偵測燃料匣內燃料剩余量，將燃 料液面偵測組件偵測到燃料剩余量信號，傳輸到主控制單元，由主控制單元 內的演算單元配合記憶單元內燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段，
計算出電子裝置剩余電量使用時間，并由電子裝置將燃料匣燃料剩余量與電 子裝置剩余電量使用時間提供給使用者做參考。
前述的控制單元可以記錄使用者平常使用電子裝置的習慣，與實時反應 電子裝置大量消耗功率的機制，用以重新估算燃料容器的燃料殘余量可提供 電子裝置電源的時間。
除利用燃料液面偵測組件外，亦可利用燃料供給泵的運作時間，來作為 控制組件計算電子裝置消耗燃料的依據，并可作為燃料可供的剩余時間的參 考值。
為使更了解本發明的目的、功能與使用方法，茲通過下述具體實施方式
并配合圖式，使本發明說明更加容易了解，關于本發明的實施方式將進一步 說明如后。
圖l是顯示本發明具有燃料供給系統的組件關聯示意圖2所顯示本發明具有燃料供給系統的操作步驟流程圖3所顯示本發明具有燃料供給系統中燃料容器監控裝置組件示意圖;
圖4所顯示本發明具有燃料供給系統的另一實施方式示意圖5所顯示本發明具有燃料供給系統的再一實施方式示意圖6所顯示本發明具有燃料供給系統的圖5中泵動作相對時間示意圖7所顯示本發明具有燃料供給系統的再一實施方式示意圖；以及
圖8所顯示本發明具有燃料供給系統的圖7中泵動作相對時間示意圖。
主要組件符號說明
燃料供給單元(l) 燃料匣(ll)
燃料感測單元(2)
燃料液面偵測組件(21) 主控制單元(3) 存儲元件(31)
操作數件(33)
接口組件(35) 電子裝置(4)
電源控制組件(41) 燃料供給裝置(5)
傳輸泵(51)
泵控制單元(52) 燃料電池(6) 功率偵測器(7)
TK T2、 T3 : 泵動作開啟時間
tl、 t2、 t3 :泵關閉后到下次泵開啟的時間
具體實施例方式
參考圖l所顯示，其是本發明具有燃料供給系統的組件關聯示意圖。本發 明的燃料供給系統主要是包括一燃料供給單元(l)、 一燃料感測單元(2)以及--主控制單元(3)。其中該燃料供給單元(l)包括一燃料匣(ll)，該燃料匣(ll)是一 具有儲存燃料的空間以及輸送燃料的結構，由此儲存并供給燃料電池運作所 需的燃料。再者，該燃料感測單元(2)是包括一燃料液面偵測組件(21)，該燃料 液面偵測組件(21)是用以量測該燃料匣(11)內部的燃料殘余量的偵測裝置。該 主控制單元(3)是包括一存儲元件(31)、 一操作數件(33)以及一接口組件(35)， 其中該存儲元件(31)是一數據儲存裝置，該操作數件(33)是一微控制器，以及 該接口組件(35)是用以提供信息的傳輸。因此，當該燃料感測單元(2)的燃料液 面偵測組件(21)量測到該燃料匣(11)的燃料量所對應的物理量時，可將該物理
量的信息紀錄到該存儲元件(31)，同時也可傳送至該操作數件(33)進行燃料量
以及該燃料量所對應的剩余使用時間的演算，并將該操作數件(33)的運算結果 儲存至該存儲元件(31)以及透過該接口組件(35)進行信息的傳輸。
前述本發明的燃料供給系統是可透過該主控制單元(3)的接口組件(35)而 電器連接外部的一電子裝置(4)，用以將該主控制單元(3)的信息傳輸至該電子 裝置(4)。該電子裝置(4)是由燃料電池(圖中未顯示)提供其所需電力的裝置， 而本發明的燃料供給系統可供給該電子裝置(4)所使用的燃料電池運作所需的 燃料。
前述本發明的燃料供給系統中的主控制單元(3)是可以設置在燃料供給單 元(1)中或設置在電子裝置(4)中。其中該主控制單元(3)是設置在電子裝置(4) 的態樣中，該主控制單元(3)是可以整合于該電子裝置(4)中的電氣電路，或由 該電子裝置(4)中所執行的軟件或韌體程序所達成。具體來說，以該電子裝置 (4)是一筆記型計算機(圖中未顯示)為實施例時，該主控制單元(3)可以設置在 該電子裝置(4)的主機板上，也可以是執行成該電子裝置(4)操作系統中的程序。
參考圖2所顯示，其是本發明具有燃料供給系統的操作步驟流程圖。基于 前述本發明的燃料供給系統，其操作步驟包括步驟201，其是該燃料感測單 元(2)的燃料液面偵測組件(21)偵測該燃料供給單元(1)的燃料匣(11)中的燃料 殘余量，將其信號經由主控單元(3)的接口組件(35)傳送到演算組件(33);以及 步驟202，其是該主控制單元(3)的演算組件(33)依據存儲元件(31)所儲存的燃 料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段，將所得到的燃料剩余量信號經演 算得到電子系統剩余電量使用時間，由步驟203，再將其燃料匣燃料剩余量與 電子裝置(4)剩余電量使用時間的信息傳輸到電子裝置，由電子裝置顯示出剩 余燃料量與電子裝置(4)剩余電量使用時間給使用者作為參考。
前述存儲元件(31)所提供的燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段， 該燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段是包括對應該電子裝置(4)的電 力消耗模式，此模式包含筆記型計算機、手機、相機等不同電子裝置，并可
由該演算組件(33)選擇使用任一電力消耗模式，以將該燃料匣(ll)燃料量經由 演算組件(33M吏用存儲元件(31)所提供的燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時 間手段，計算出電子裝置剩余電量使用時間。
參考圖3所顯示，其是本發明具有燃料供給系統中燃料容器監控裝置組件 示意圖，定義一燃料匣(ll)是一儲存容器，且填充有高濃度的富氫液體燃料， 與燃料液面偵測組件(21)，其中燃料液面偵測組件(21)是一電容式液面計量組 件，其主要技術內容已揭露于本案發明人于中華民國專利申請第95104177號
案中，其是利用電容感應特性會因燃料匣(ll)內部燃料與空氣比例不同，而有 不同的介質常數因此導致電容值的不同，將此數值傳經由主控制單元(3)的接 口組件(35)傳輸到演算組件(33)，演算組件(33)會利用存儲元件(31)中所儲存的 電容相對應燃料剩余量手段，將燃料液面偵測組件(21)所偵測到的信號，轉換 為燃料匣燃料剩余量，演算組件(33)將此燃料匣剩余量，經由存儲元件(31)所 提供的燃料剩余量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段，計算出電子系統尚 可使用剩余電量使用時間，另將燃料剩余量信息傳遞給存儲元件(31)，將數值 給予記憶，以利于燃料匣(11)使用于其它電子裝置(4)上，當燃料匣(ll)再使用 于其它電子裝置(4)時，會依照存儲元件(31)內的紀錄經由主控制單元(3)配合 其它電子裝置(4)來做運算，可得到燃料匣(U)燃料剩余量與電子裝置(4)剩余 電量使用時間。
參考圖4所顯示，其是本發明具有燃料供給系統的另一實施方式示意圖， 前述電子裝置(4)中可以具有一電源控制組件(41)，該電源控制組件(41)是用以 分配并調節供給該電子裝置(4)的電源，其中該燃料電池其是提供電源至該電
子裝置(4)的電源控制組件(41)，使得該電源控制組件(41)可以，利用功率偵測
器(7)監控該電子裝置(4)的電壓電流輸入值，用以實時監控該電子裝置(4)的用 電模式，將此信息傳送給該主控制單元(3)，由該主控制單元(3)依據該燃料電 池的燃料匣燃料剩余量，經過該演算組件(33)計算后得到電子裝置剩余電量使 用時間，如該功率偵測器(7)監控到該電子裝置(4)的電壓電流輸出值，有大量 功率消耗時，實時將信號傳輸回該主控制單元(3)，由該主控制單元(3)的演算 單元(33)選取該記憶單元(31)中，另一燃料量轉換電子裝置(4)剩余電源使用時 間手段來做重新運算，以計算出電子裝置(4)剩余電源使用時間。
另外，前述之主控制單元(3)系可以整合于該電子裝置(4)中，并以電路手 段、集成電路手段、軟件手段或韌體手段所達成。
參考圖5所顯示，其是本發明具有燃料供給系統的再一實施方式示意圖， 其是利用燃料匣(11)供給富氫燃料得經過一燃料供應系統電子裝置(5)傳輸，經 由傳輸泵(51)來傳送燃料到燃料電池(6)，另由一泵控制單元(52)，依照電子裝 置(4)的電力需求控制泵的開關時間與傳送燃料行為，泵控制單元(52)將泵開關 的時間信息，經主控單元(3)的接口組件(35)傳送給操作數件(33),由操作數件 (33)配合已預先儲存于存儲元件(31)的泵輸送燃料速率(CC/sec)，而推算出剩余 燃料可再提供電子裝置(4)使用的時間，以提供電子裝置(4)使用者參考。
參考圖6所顯示，其是本發明具有燃料供給系統的圖5中泵動作相對時間 示意圖，其是利用泵控制單元(52)監控泵操作時間，經由主控單元(3)來計算電 子裝置(4)的使用情形，其橫坐標軸為時間，縱坐標為操作信號，信號l為泵開 啟，信號0為泵關閉，Tl為泵開啟時間，tl、 t2、 t3分別為泵關閉后到下次泵 開啟的時間，故可利用主控制單元(3)的存儲元件(31)紀錄tl、 t2、 t3，依照電 子裝置(4)不同的使用情形會分別對應泵無動作時間，再利用演算組件(33)來推 算電子裝置(4)的電源使用情形。
參考圖7所顯示，其是本發明具有燃料供給系統的再一實施方式示意圖， 利用燃料匣(11)供給富氫燃料得經過一燃料供給裝置(5)傳輸，經由傳輸泵(51)
來傳送到燃料電池(6)，另由一泵控制單元(52)，依照電子裝置(4)的電力需求 控制泵的開關時間與傳送燃料行為，泵控制單元(52)將泵開關的時間信息，傳 輸至主控制單元(3)做運算，由于泵輸送燃料速率(CC/sec)為一固定值，故可利 用泵作用時間與泵傳輸流量，進而推算出燃料剩余量與電子裝置(4)剩余電量 使用時間。
參考圖8所顯示，其是本發明具有燃料供給系統的圖7中泵動作相對時間 示意圖，其橫坐標軸為時間，縱坐標為操作信號，信號l為泵開啟，信號0為 泵關閉，Tl、 T2、 T3為泵動作開啟時間，其是利用計算泵運作時間來計算燃 料匣(ll)的燃料殘存量，泵控制單元(52)會因燃料電池(6)內的燃料濃度不夠而 控制傳輸泵(51)動作，而由于泵傳輸流量為固定值，故可藉由泵控制單元(52) 開啟傳輸泵(51)傳送燃料時間的信號紀錄，配合主控制單元(3)讀取存儲元件 (31)所記錄的初始燃料匣(11)的剩余燃料做運算可推算出燃料匣(11)的燃料殘 存量，進而演算出電子裝置(4)的剩余電量使用時間，此方式可以取代前述的 電容式燃料液面偵測方法。
雖然本發明已以具體實施案例揭露如上，然其所揭露的具體實施例并非 用以限訂本發明，任何熟悉此技術者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當 可做各種的更動與潤飾，其所作的更動與潤飾皆屬于本發明的范疇，本發明 的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種具有燃料供給系統操作方法，其特征在于使用于一燃料電池供給至一電子裝置的機制中，且步驟包括提供一燃料供給單元、一燃料感測單元以及一主控制單元，該主控制單元是包括一存儲元件、一操作數件以及一接口組件，該存儲元件是一數據儲存裝置并儲存包括一燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段，該燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段是包括一燃料量與電子裝置剩余電量使用時間的對應關系；該燃料感測單元偵測該燃料供給單元中的燃料量，并將此燃料量信息傳輸至該主控制單元；該操作數件依據該存儲元件中的燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段，將該燃料量信息轉換為電子裝置剩余電量使用時間。
2. 如權利要求1所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于燃料感測單元是包括一燃料液面偵測組件，該燃料液面偵測組件是一電容式液面計量組件，且步驟進一步包括該燃料感測單元的燃料液面偵測組件偵測該燃料供給單元中的燃料 液面高度，該燃料量為此燃料液面高度，并將此燃料量信息傳輸至該主控 制單元。
3. 如權利要求1所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該燃料量轉 換電子裝置剩余電量使用時間手段的燃料量與電子裝置剩余電量使用時 間的對應關系包括該電子裝置的電力消耗模式。
4. 如權利要求2所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該電力消耗 模式是包括筆記型計算機電力消耗模式、手機電力消耗模式以及相機電 力消耗模式。
5. 如權利要求1所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該燃料量轉 換電子裝置剩余電量使用時間手段是包括使用者電力消耗習慣模式。
6. 如權利要求1所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于步驟進一步包 括提供一功率偵測器，用以監控該電子裝置的電力功率；以及 該燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段是包括該電子裝置的 電力功率與燃料量消耗關系。
7. 如權利要求6所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于可利用實時 監控電子裝置在有較大的電力需求時產生電源控制行為模式，用以配合 主控制單元重新計算殘余燃料可繼續提供電子裝置的時間方式。
8. 如權利要求1所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該主控制單 元是選擇設置在燃料供給單元中。
9. 如權利要求1所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該主控制單 元是整合于該電子裝置中的電氣電路。
10. 如權利要求1所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該主控制單 元是選擇為該電子裝置中所執行的軟件或韌體程序。
11. 一種具有燃料供給系統操作方法，其特征在于使用于一燃料電池供給至 一電子裝置的機制中，且步驟包括提供一燃料供給單元、 一燃料供給裝置以及一主控制單元，該主控制 單元是包括一存儲元件、 一操作數件以及一接口組件，該存儲元件是一數 據儲存裝置并儲存包括一燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段，該 燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段是包括一燃料量與電子裝置 剩余電量使用時間的對應關系；該主控制單元計算該燃料供給裝置汲取自該燃料供給單元中的燃料 量，并計算該燃料供給單元中剩余的燃料量，將此燃料量信息傳輸至該主 控制單元；該操作數件依據該存儲元件中的燃料量轉換電子裝置剩余電量使用 時間手段，將該燃料量信息轉換電子裝置剩余電量使用時間。
12. 如權利要求ll所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該燃料供給裝置是包括一傳輸泵以及一泵控制單元，且步驟進一步包括該主控制單元的操作數件是依據該泵控制單元的控制信息計算該燃 料供給裝置汲取自該燃料供給單元中的燃料量。
13. 如權利要求ll所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該燃料量轉 換電子裝置剩余電量使用時間手段的燃料量與電子裝置剩余電量使用時 間的對應關系包括該電子裝置的電力消耗模式。
14. 如權利要求13所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該電力消耗 模式是包括筆記型計算機電力消耗模式、手機電力消耗模式以及相機電 力消耗模式。
15. 如權利要求ll所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該燃料量轉 換電子裝置剩余電量使用時間手段是包括使用者電力消耗習慣模式。
16. 如權利要求ll所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于步驟進一歩包 括提供一功率偵測器，用以監控該電子裝置的電力功率；以及 該燃料量轉換電子裝置剩余電量使用時間手段是包括該電子裝置的 電力功率與燃料量消耗關系。
17. 如權利要求16所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于可利用實時 監控電子裝置在有較大的電力需求時產生電源控制行為模式，用以配合 主控制單元重新計算殘余燃料可繼續提供電子裝置的時間方式。
18. 如權利要求ll所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該主控制單元是選擇設置在燃料供給單元中。
19. 如權利要求ll所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該主控制單 元是整合于該電子裝置中的電氣電路。
20. 如權利要求ll所述的燃料供給系統操作方法，其特征在于該主控制單 元是選擇為該電子裝置中所執行的軟件或韌體程序。
全文摘要
本發明主要提供具有燃料供給系統及其操作方法，其包括一燃料匣；一燃料液面偵測組件；一主控制單元；一電子裝置，其中燃料液面偵測組件利用電容效應，用以偵測燃料匣內燃料剩余量，將燃料液面偵測組件偵測到燃料剩余量信號，傳輸到主控制單元，由主控制單元內的演算單元配合記憶單元內的燃料量轉換為電子裝置剩余電量使用時間的手段，計算出電子裝置剩余電量使用時間，并由電子裝置將燃料匣燃料剩余量與電子裝置剩余電量使用時間提供給使用者做參考。
文檔編號H01M8/04GK101197450SQ20061016214
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月6日 優先權日2006年12月6日
發明者童俊卿 申請人:思柏科技股份有限公司;英屬蓋曼群島商勝光科技股份有限公司