DE102008043473A1

DE102008043473A1 - Brennstoffzelle mit Feuchtesensor

Info

Publication number: DE102008043473A1
Application number: DE102008043473A
Authority: DE
Inventors: Yung-Lieh Chupei Chien; Ming-Yao Chupei Dong
Original assignee: Syspotek Corp
Current assignee: Syspotek Corp
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2009-06-04
Also published as: TW200921980A; US20090123802A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei in der Brennstoffzelle ein Stromerzeugungsaufbau vorgesehen ist, der Folgendes umfasst: eine Schaltplatine; eine Mangeordnet ist; und eine Feuchtesensoreinheit, die ein erstes Sensorteil und ein zweites Sensorteil aufweist, die mit der Schaltplatine elektrisch verbunden und an der Schaltplatine so angeordnet sind, dass das erste Sensorteil und das zweite Sensorteil einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorrvorrichtung, insbesondere eine Brennstoffzelle mit der Fähigkeit zum Messen der Feuchtigkeit.
Stand der Technik
Bei herkömmlichen Brennstoffzellen findet eine elektrisch-chemische Reaktion durch wasserstoffreichen flüssigen Brennstoff (z. B. Methanol) und flüssigen Sauerstoff-Brennstoff statt, wodurch Elektrizität erzeugt wird. Im Anwendungsbereich der Brennstoffzellen dieser Art muss der Benutzer darüber informiert werden, wenn die Konzentration des flüssigen Brennstoffs nicht ausreicht, oder wenn der Vorrat nicht ausreicht, und also ein Nachfüllen des flüssigen Brennstoffs erforderlich ist. Dank der Verbesserung der Technik erhöht sich die Leistung der Brennstoffzellen entsprechend, wobei jedoch nach und nach Probleme auftauchen.
Eines der genannten Probleme ist. die Änderung der Feuchte. Die Stromerzeugungsvorrichtung einer Brennstoffzelle wird aus mehreren Schaltplatinen aufeinander gestapelt. Wenn die Stromerzeugungsvorrichtung eine größere Strommenge produziert, nimmt die erzeugte Feuchtemenge entsprechend zu. Bei einer schlechten Durchlüftung in dem den Schaltplatinen naheliegenden Bereich sammelt sich die Feuchte leicht; wenn der Einflussfaktor Wärme zusätzlich dazu kommt, kann das die Oxidation der Schaltplatinen oder der Metallelemente fördern. Dies kann die Leistung der Stromversorgung und die Kontaktfähigkeit der Kontakte beeinträchtigen. Wenn sich die Feuchte in einer derartig großen Menge gesammelt hat, dass sich Wassertröpfchen bilden, kann es zu einem Kurzschluss ähnlichen Zustand zwischen den Elektroden kommen. Um dieses Problem zu beseitigen wird ein Lüfter eingesetzt, der die Feuchte abführt. Diese herkömmliche Ausführungsform ist insofern nachteilhaft, als unabhändig von dem Feuchtigkeitsgrad ein Lüfter eingesetzt wird und die Feuchte zwangsläufig abführt, wobei nicht sicher ist, ob der Feuchtigkeitsgrad im Stromversorgungsaufbau den vorgegebenen Bereich überschreitet.
Angesichts der Probleme bei den herkömmlichen Brennstoffzellen hat der Erfinder sich dem Studium dieser Technik gewidmet, um ein Produkt hervorzubringen, das die Wünsche der Verbraucher erfüllt.
Inhalt der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung zu schaffen, in der eine Feuchtesensoreinheit zum Messen der Änderung der Feuchtigkeit montiert ist.
Die o. g. Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei in der Brennstoffzelle ein Stromerzeugungsaufbau vorgesehen ist, der folgendes umfasst: eine Schaltplatine; eine Membranelektrodeneinheit, die an der Schaltplatine angeordnet ist; und eine Feuchtesensoreinheit, die ein erstes Sensorteil und ein zweites Sensorteil aufweist, die mit der Schaltplatine elektrisch verbunden und an der Schaltplatine so angeordnet sind, dass das erste Sensorteil und das zweite Sensorteil einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen.
Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.
Ausführungsform
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei die Brennstoffzelle eine Schaltplatine 10 umfasst, an der wenigstens eine Membranelektrodeneinheit 12, eine Feuchtesensoreinheit 14 und eine Temperatursensoreinheit 16 angeordnet sind. Dabei ist die Schaltplatine 10 eine gewöhnliche Schaltplatine. Die Membranelektrodeneinheit 12 stellt makromoleküle Membranen im Stromerzeugungskern der Brennstoffzelle bereit, wobei an den beiden Seiten der makromolekülen Membranen ein Platin enhaltender Katalysator aufgetragen ist, so dass die beiden Seiten jeweils eine Anode und eine Kathode bilden, wobei das Ende der Anode mit dem Wasserstoff enthaltenden Brennstoff in Kontakt steht und das Ende der Kathode mit dem Sauerstoff in der Luft in Kontakt steht. Unter der Wirkung des Katalysators findet eine chemische Reaktion statt, wodurch Elektrizität direkt erzeugt und ausgegeben wird. Die Membranelektrodeneinheit 12 ist in der Schaltplatine 10 angeordnet und weist an ihrer linken und der rechten Seite jeweils ein elektrisch leitfähiges Netz mit Löchern auf, das als Sammelnetz zur Ausgabe von Elektrizität dient. Die Feuchtesensoreinheit 14 umfasst ein erstes Sensorteil 140 und ein zweites Sensorteil 142, die an der Schaltplatine 10 angeordnet sind und jeweils in der horizontalen Richtung eine Mehrzahl von seitlich sich erstreckenden parallelen Leiterbahnen aufweisen, die ineinandergreifen, so dass das erste Sensorteil 140 und das zweite Sensorteil 142 einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen. Die Temperatursensoreinheit 16 ist aus elektrisch leitfähigem Metall hergestellt und aus einer einen Widerstand aufweisenden elektrischen Struktur oder einem wärmeempfindlichen Widerstand ausgebildet; die Temperatursensoreinheit 16 ist an der Schaltplatine 10 angeordnet.
Der entsprechende Widerstand der Temperatursensoreinheit 16 kann als eine elektrisch leitfähige Leitung (aus Aluminium, Gold oder Kupfer) oder als eine Schaltung mit hohem Widerstand (aus Nickel oder Chrom) ausgeführt werden. Am Beispiel der elektrisch leitfähigen Leitung kann die Temperatursensoreinheit 16 als eine übliche gedruckte Schaltplatine ausgeführt oder durch Ätzen ausgebildet werden und verfügt über eine angemessene Widerstandsgröße. Die Temperatursensoreinheit 16 fungiert gemäß dem Verhältnis zwischen der Widerstandsgröße der elektrisch leitfähigen Leitung und der Temperatur, nämlich: durch Abtasten des Widerstands der elektrisch leitfähigen Leitung der Temperatursensoreinheit 16 wird die Temperatur der Stelle, wo sich die Temperatursensoreinheit 16 befindet, entsprechend ermittelt. Wenn die Temperatursensoreinheit 16 einen höheren Widerstand aufweist, erhöht sich die Erkennbarkeit beim Abfühlen der Temperatur. Daher ist es sinnvoll, die elektrisch leitfähige Leitung der Temperatursensoreinheit 16 an der Schaltplatine 10 im Zickzackkurs auszuführen und somit die Länge der elektrisch leitfähigen Leitung der Temperatursensoreinheit 16 zu vergrößern.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. 3 zeigt eine Seitenansicht der 2. Die Brennstoffzelle der erfindungsgemäßen Feuchtesensorvorrichtung kann ferner eine Mehrzahl von Schaltplatinen 10 umfassen, die einen Stromerzeugungsaufbau 1 bilden, indem sie nebeneinander angeordnet und beabstandet übereinander gestapelt werden. Der Stromerzeugungsaufbau 1 trägt an einem Ende einen Kühlkörper 20, der dem Stromerzeugungsaufbau 1 eine aktive Wärmeableitung und die Möglichkeit zur Versorgung mit Sauerstoff bereitstellt.
Ferner kann von einem Ende der Schaltplatine 10 ausgehend ein Verbinder 18 sich erstrecken, um Signale über die Veränderung der Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 14 und die Veränderung der Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 16 auszusenden. Der Kühlkörper 20 ist beispielsweise ein Lüfter. Nachdem die Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 14 und die Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 16 weiter beurteilt wird, oder jegliches elektrisches Signal verarbeitet wird, überträgt der Verbinder 18 eine elektrische Information zum Kühlkörper 20, der an einer Endfläche der Schaltplatine 10 montiert ist, so dass der Kühlkörper 20 gemäß der elektrischen Information die Windgeschwindigkeit reguliert, um die gesamte Feuchtigkeit und die Temperatur innerhalb eines bestimmten Bereiches zu halten.
Des Weiteren kann das elektrische Signal über die Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 14 oder die Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 16 direkt über einen normalen elektrischen Schaltkreis die Drehzahl des Ventilators des Kühlkörpers 20 regulieren, um so die Feuchtigkeit und die Temperatur des Stromerzeugungsaufbaus 1 zu regulieren.
4 zeigt eine Explosionsdarstellung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in perspektivischer Ansicht. Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei die Brennstoffzelle eine Schaltplatine 30 umfasst, an der wenigstens eine Membranelektrodeneinheit 32, eine Feuchtesensoreinheit 34, eine Temperatursensoreinheit 36 und eine Platte 42 angeordnet sind. Dabei ist die Schaltplatine 30 eine gewöhnliche Schaltplatine. Die Membranelektrodeneinheit 32 stellt makromoleküle Membranen im Stromerzeugungskern der Brennstoffzelle bereit, wobei an den beiden Seiten der makromolekülen Membran ein Platin enhaltender Katalysator aufgetragen ist, so dass die beiden Seiten jeweils eine Anode und eine Kathode bilden, wobei das Ende der Anode mit dem Wasserstoff enthaltenden Brennstoff in Kontakt steht und das Ende der Kathode mit dem Sauerstoff in der Luft in Kontakt steht. Unter der Wirkung des Katalysators findet eine chemische Reaktion statt, wodurch Elektrizität direkt erzeugt und ausgegeben wird. Die Membranelektrodeneinheit 32 ist in der Schaltplatine 30 angeordnet und weist an ihrer linken und der rechten Seite jeweils ein elektrisch leitfähiges Netz mit Löchern auf, das als Sammelnetz zur Ausgabe von Elektrizität dient. Die Feuchtesensoreinheit 34 umfasst ein erstes Sensorteil 340 und ein zweites Sensorteil 342. Das erste Sensorteil 340 ist an einer Seite der Schaltplatine 30 angeordnet, wobei an dieser Seite der Schaltplatine 30 die Platte 42 ebenfalls angeordnet ist; das zweite Sensorteil 342 ist an der Platte 42 angeordnet und befindet sich parallel zum ersten Sensorteil 340, so dass das erste und das zweite Sensorteil 340, 342 einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen. Die Temperatursensoreinheit 36 ist aus elektrisch leitfähigem Metall hergestellt und aus einer einen Widerstand aufweisenden elektrischen Struktur oder einem wärmeempfindlichen Widerstand ausgebildet; die Temperatursensoreinheit 36 ist an der Schaltplatine 30 angeordnet.
Der entsprechende Widerstand der Temperatursensoreinheit 36 kann als eine elektrisch leitfähige Leitung (aus Aluminium, Gold oder Kupfer) oder als eine Schaltung mit hohem Widerstand (aus Nickel oder Chrom) ausgeführt werden. Am Beispiel der elektrisch leitfähigen Leitung kann die Temperatursensoreinheit 36 als eine übliche gedruckte Schaltplatine ausgeführt oder durch Ätzen ausgebildet werden und die Temperatursensoreinheit 36 verfügt über eine angemessene Widerstandsgröße. Die Temperatursensoreinheit 36 fungiert gemäß dem Verhältnis zwischen der Widerstandsgröße der elektrisch leitfähigen Leitung und der Temperatur, nämlich: durch Abtasten des Widerstands der elektrisch leitfähigen Leitung der Temperatursensoreinheit 36 wird die Temperatur der Stelle, wo sich die Temperatursensoreinheit 36 befindet, entsprechend ermittelt. Wenn die Temperatursensoreinheit 36 einen höheren Widerstand aufweist, erhöht sich die Erkennbarkeit beim Abfühlen der Temperatur. Daher ist es sinnvoll, die elektrisch leitfähige Leitung der Temperatursensoreinheit 36 an der Schaltplatine 30 im Zickzackkurs auszuführen und somit die Länge der elektrisch leitfähigen Leitung der Temperatursensoreinheit 36 zu vergrößern.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und 6 zeigt eine Seitenansicht der 5. Die Brennstoffzelle der erfindungsgemäßen Feuchtesensorvorrichtung kann ferner eine Mehrzahl von Schaltplatinen 30 umfassen, die einen Stromerzeugungsaufbau 3 bilden, indem sie nebeneinander angeordnet und beabstandet übereinander gestapelt werden. Der Stromerzeugungsaufbau 3 trägt an einem Ende einen Kühlkörper 40, der dem Stromerzeugungsaufbau 3 eine aktive Wärmeableitung und die Möglichkeit zur Versorgung mit Sauerstoff bereitstellt.
Ferner kann von einem Ende der Schaltplatine 30 ausgehend ein Verbinder 38 sich erstrecken, um Signale über die Veränderung der Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 34 und die Veränderung der Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 36 auszusenden. Der Kühlkörper 40 ist beispielsweise ein Lüfter. Nachdem die Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 34 und die Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 36 weiter beurteilt wird, oder jegliches elektrisches Signal verarbeitet wird, überträgt der Verbinder 38 eine elektrische Information zum Kühlkörper 40, der an einer Endfläche der Schaltplatine 30 montiert ist, so dass der Kühlkörper 40 gemäß der elektrischen Information die Windgeschwindigkeit reguliert, um die gesamte Feuchtigkeit und die Temperatur innerhalb eines bestimmten Bereiches zu halten.
Des Weiteren kann das elektrische Signal über die Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 34 oder die Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 36 direkt über einen normalen elektrischen Schaltkreis die Drehzahl des Ventilators des Kühlkörpers 40 regulieren, um so die Feuchtigkeit und die Temperatur des Stromerzeugungsaufbaus 3 zu regulieren.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei die Brennstoffzelle eine Schaltplatineneinheit 50 aus einer ersten Schaltplatine 500 und einer zweite Schaltplatine 502 umfasst, die parallel zueinander angeordnet sind. Wenigstens eine Membranelektrodeneinheit 52, eine Feuchtesensoreinheit 54 und eine Temperatursensoreinheit 56 sind an der Schaltplatineneinheit 50 angeordnet. Dabei sind die Schaltplatinen der Schaltplatineneinheit 50 gewöhnliche Schaltplatinen. Die Membranelektrodeneinheit 52 stellt makromoleküle Membranen im Stromerzeugungskern der Brennstoffzelle bereit, wobei an den beiden Seiten der makromolekülen Membran ein Platin enhaltender Katalysator aufgetragen ist, so dass die beiden Seiten jeweils eine Anode und eine Kathode bilden, wobei das Ende der Anode mit dem Wasserstoff enthaltenden Brennstoff in Kontakt steht und das Ende der Kathode mit dem Sauerstoff in der Luft in Kontakt steht. Unter der Wirkung des Katalysators findet eine chemische Reaktion statt, wodurch Elektrizität direkt erzeugt und ausgegeben wird. Die Membranelektrodeneinheit 52 ist in der Schaltplatineneinheit 50 angeordnet und weist an ihrer linken und der rechten Seite jeweils ein elektrisch leitfähiges Netz mit Löchern auf, das als Sammelnetz zur Ausgabe von Elektrizität dient. Die Feuchtesensoreinheit 54 umfasst ein erstes Sensorteil 540 und ein zweites Sensorteil 542. Das erste Sensorteil 540 ist an einer Seite der ersten Schaltplatine 500 angeordnet, und das zweite Sensorteil 542 ist an derjenigen Seite der zweiten Schaltplatine 502 angeordnet, die der Seite der ersten Schaltplatine 500, wo das erste Sensorteil 540 angeordnet ist, gegenüberliegt. Weiter sind das erste und das zweite Sensorteil 540, 542 parallel zueinander angeordnet, so dass sie einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen. Die Temperatursensoreinheit 56 ist aus elektrisch leitfähigem Metall hergestellt und aus einer einen Widerstand aufweisenden elektrischen Struktur oder einem wärmeempfindlichen Widerstand ausgebildet; die Temperatursensoreinheit 56 ist an der Schaltplatine 50 angeordnet.
Der entsprechende Widerstand der Temperatursensoreinheit 56 kann als eine elektrisch leitfähige Leitung (aus Aluminium, Gold oder Kupfer) oder als eine Schaltung mit hohem Widerstand (aus Nickel oder Chrom) ausgeführt werden. Am Beispiel der elektrisch leitfähigen Leitung kann die Temperatursensoreinheit 56 als eine übliche gedruckte Schaltplatine ausgeführt oder durch Ätzen ausgebildet werden und die Temperatursensoreinheit 56 verfügt über eine angemessene Widerstandsgröße. Die Temperatursensoreinheit 56 fungiert gemäß dem Verhältnis zwischen der Widerstandsgröße der elektrisch leitfähigen Leitung und der Temperatur, nämlich: durch Abtasten des Widerstands der elektrisch leitfähigen Leitung der Temperatursensoreinheit 56 wird die Temperatur der Stelle, wo sich die Temperatursensoreinheit 56 befindet, entsprechend ermittelt. Wenn die Temperatursensoreinheit 56 einen höheren Widerstand aufweist, erhöht sich die Erkennbarkeit beim Abfühlen der Temperatur. Daher ist es sinnvoll, die elektrisch leitfähige Leitung der Temperatursensoreinheit 56 an der Schaltplatineneinheit 50 im Zickzackkurs auszuführen und somit die Länge der elektrisch leitfähigen Leitung der Temperatursensoreinheit 56 zu vergrößern.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und 9 zeigt eine Seitenansicht der 8. Die Brennstoffzelle der erfindungsgemäßen Feuchtesensorvorrichtung kann ferner eine Mehrzahl von Schaltplatineneinheiten 50 umfassen, die einen Stromerzeugungsaufbau 5 bilden, indem sie nebeneinander angeordnet und beabstandet übereinander gestapelt werden. Der Stromerzeugungsaufbau 5 trägt an einem Ende einen Kühlkörper 60, der dem Stromerzeugungsaufbau 3 eine aktive Wärmeableitung und die Möglichkeit zum Versorgen mit Sauerstoff bereitstellt.
Ferner kann sich von einem Ende der Schaltplatineneinheit 50 ausgehend ein Verbinder 58 erstrecken, um Signale über die Veränderung der Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 54 und die Veränderung der Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 56 auszusenden. Der Kühlkörper 60 ist beispielsweise ein Lüfter. Nachdem die Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 54 und die Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 56 weiter beurteilt wird, oder jegliches elektrisches Signal verarbeitet wird, überträgt der Verbinder 58 eine elektrische Information zum Kühlkörper 60, der an einer Endfläche der Schaltplatine 30 montiert ist, so dass der Kühlkörper 60 gemäß der elektrischen Information die Windgeschwindigkeit reguliert, um die gesamte Feuchtigkeit und die Temperatur innerhalb eines bestimmten Bereiches zu halten.
Des Weiteren kann das elektrische Signal über die Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 54 oder die Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 56 direkt über einen normalen elektrischen Schaltkreis die Drehzahl des Ventilators des Kühlkörpers 60 regulieren, um so die Feuchtigkeit und die Temperatur des Stromerzeugungsaufbaus 5 zu regulieren.
10 zeigt ein Diagramm der Schaltung der Erfindung. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines siebten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei die Brennstoffzelle einen Stromversorgungsaufbau 7 umfasst, der Strom zur Verfügung stellt und aus einer Mehrzahl von Schaltplatinen 70 ausgebildet ist, die nebeneinander angeordnet und beabstandet übereinander gestapelt werden. Dabei sind die Schaltplatinen 70 gewöhnliche Schaltplatinen. An der Schaltplatine 70 ist folgendes angeordnet: wenigstens eine Membranelektrodeneinheit 72, die makromoleküle Membranen im Stromerzeugungskern der Brennstoffzelle bereitstellt, wobei an den beiden Seiten der makromolekülen Membran ein Platin enhaltender Katalysator aufgetragen ist, so dass die beiden Seiten jeweils eine Anode und eine Kathode bilden, wobei das Ende der Anode mit dem Wasserstoff enthaltenden Brennstoff in Kontakt steht und das Ende der Kathode mit dem Sauerstoff in der Luft in Kontakt steht, wobei unter der Wirkung des Katalysators eine chemische Reaktion stattfindet, wodurch Elektrizität direkt erzeugt und ausgegeben wird, wobei gleichzeitig die Membranelektrodeneinheit 72 an ihrer linken und der rechten Seite jeweils ein elektrisch leitfähiges Netz mit Löchern aufweist, das als Sammelnetz zur Ausgabe von Elektrizität dient; eine Signalverarbeitungsschaltung 78, die an der Schaltplatine 70 des Stromversorgungsaufbaus 7 angeordnet werden kann; einen Kühlkörper 80, der an einem Ende des Stromversorgungsaufbaus 7 angeordnet und mit der Signalverarbeitungsschaltung 78 elektrisch verbunden ist, um dem Stromversorgungsaufbau 7 eine aktive Wärmeableitung bereitzustellen; eine Feuchtesensoreinheit 74, die ein erstes Sensorteil 740 und ein zweites Sensorteil 742 umfasst, die mit der Signalverarbeitungsschaltung 78 elektrisch verbunden sind, wobei die Feuchtesensoreinheit 74 am Kühlkörper 80 angeordnet ist und ferner im Luftkanal an der Innenseite des Kühlkörpers 80 angeordnet werden kann, wobei das erste und das zweite Sensorteil 740, 742 jeweils in der horizontalen Richtung eine Mehrzahl von seitlich sich erstreckenden parallelen Leiterbahnen aufweisen, die ineinandergreifen, so dass sie einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen; und eine Temperatursensoreinheit 76, die aus elektrisch leitfähigem Metall hergestellt und aus einer einen Widerstand aufweisenden elektrischen Struktur oder einem wärmeempfindlichen Widerstand ausgebildet ist, wobei die Temperatursensoreinheit 76 an der Schaltplatine 70 des Stromversorgungsaufbaus 7 angeordnet ist.
Der entsprechende Widerstand der Temperatursensoreinheit 76 kann als eine elektrisch leitfähige Leitung (aus Aluminium, Gold oder Kupfer) oder als eine Schaltung mit hohem Widerstand (aus Nickel oder Chrom) ausgeführt werden. Am Beispiel der elektrisch leitfähigen Leitung kann die Temperatursensoreinheit 76 als eine übliche gedruckte Schaltplatine ausgeführt oder durch Ätzen ausgebildet werden und über eine angemessene Widerstandsgröße verfügen. Die Temperatursensoreinheit 76 fungiert gemäß dem Verhältnis zwischen der Widerstandsgröße der elektrisch leitfähigen Leitung und der Temperatur, nämlich: durch Abtasten des Widerstands der elektrisch leitfähigen Leitung der Temperatursensoreinheit 76 wird die Temperatur der Stelle, wo sich die Temperatursensoreinheit 76 befindet, entsprechend ermittelt. Wenn die Temperatursensoreinheit 76 einen höheren Widerstand aufweist, erhöht sich die Erkennbarkeit beim Abfühlen der Temperatur. Daher ist es sinnvoll, die elektrisch leitfähige Leitung der Temperatursensoreinheit 76 an der Schaltplatte 70 im Zickzackkurs auszuführen und somit die Länge der elektrisch leitfähigen Leitung der Temperatursensoreinheit 76 zu vergrößern.
Ferner können Signale über die Veränderung der Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 74 und die Veränderung der Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 76 über die Signalverarbeitungsschaltung 78 ausgesendet werden. Der Kühlkörper 80 ist beispielsweise ein Lüfter. Nachdem die Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 74 und die Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 76 weiter beurteilt wird, oder jegliches elektrisches Signal verarbeitet wird, überträgt die Signalverarbeitungsschaltung 78 eine elektrische Information zum Kühlkörper 80, der gemäß der elektrischen Information die Windgeschwindigkeit reguliert, um die gesamte Feuchtigkeit und die Temperatur innerhalb eines bestimmten Bereiches zu halten.
Die Signalverarbeitungsschaltung 78 ist außerhalb des Stromversorgungsaufbaus 7 angeordnet, aber kann direkt über einen üblichen elektrischen Schaltkreis ein elektrisches Signal über die Kapazitätsgröße der Feuchtesensoreinheit 74 oder über die Widerstandsgröße der Temperatursensoreinheit 76 empfangen, um die Drehzahl des Ventilators des Kühlkörpers 80 zu regulieren und so die Feuchtigkeit und die Temperatur des Stromerzeugungsaufbaus 7 zu regulieren.
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei die Änderung der Feuchtigkeit durch die Feuchtesensoreinheit abgetastet und gemessen wird. Somit ist die Erfindung fortschrittlich und erfüllt die Anforderungen für eine Anmeldung eines Patents. Gesetzgemäß wird die Anmeldung eingereicht. Bitte erteilen Sie bald das Schutzrecht für das Patent.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht den Ausführungsumfang der Erfindung beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß den Schutzansprüchen der Erfindung vorgenommen werden, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
3 zeigt eine Seitenansicht der 2.
4 zeigt eine Explosionsdarstellung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in perspektivischer Ansicht.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
6 zeigt eine Seitenansicht der 5.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
9 zeigt eine Seitenansicht der 8.
10 zeigt ein Diagramm der Schaltung der Erfindung.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines siebten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

1: Stromerzeugungsaufbau
10: Schaltplatine
12: Membranelektrodeneinheit
14: Feuchtesensoreinheit
140: erstes Sensorteil
142: zweites Sensorteil
16: Temperatursensoreinheit
18: Verbinder
20: Kühlkörper
3: Stromerzeugungsaufbau
30: Schaltplatine
32: Membranelektrodeneinheit
34: Feuchtesensoreinheit
340: erstes Sensorteil
342: zweites Sensorteil
36: Temperatursensoreinheit
38: Verbinder
40: Kühlkörper
42: Platte
5: Stromerzeugungsaufbau
50: Schaltplatineneinheit
500: erste Schaltplatine
502: zweite Schaltplatine
52: Membranelektrodeneinheit
54: Feuchtesensoreinheit
540: erstes Sensorteil
542: zweites Sensorteil
56: Temperatursensoreinheit
58: Verbinder
60: Kühlkörper
7: Stromerzeugungsaufbau
70: Schaltplatine
72: Membranelektrodeneinheit
74: Feuchtesensoreinheit
740: erstes Sensorteil
742: zweites Sensorteil
76: Temperatursensoreinheit
78: Signalverarbeitungsschaltung
80: Kühlkörper

Claims

Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei die Brennstoffzelle einen Stromversorgungsaufbau umfasst, der folgendes umfasst: – eine Schaltplatine; – eine Membranelektrodeneinheit, die an der Schaltplatine angeordnet ist; und – eine Feuchtesensoreinheit, die ein erstes und ein zweites Sensorteil umfasst, die mit der Schaltplatine elektrisch verbunden sind und einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen.
Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Sensorteil an der Schaltplatine angeordnet sind.
Brennstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Sensorteil jeweils in der horizontalen Richtung eine Mehrzahl von seitlich sich erstreckenden parallelen Leiterbahnen aufweisen, die einander durchkreuzen.
Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sensorteil an der Schaltplatine angeordnet ist, die mit einer Platte versehen ist, an der das zweite Sensorteil angeordnet ist.
Brennstoffzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatine ferner eine Temperatursensoreinheit umfasst, die aus einem entsprechenden Widerstand oder einem wärmeempfindlichen Widerstand ausgebildet ist.
Brennstoffzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der entsprechende Widerstand als eine elektrisch leitfähige Leitung oder eine Schaltung mit hohem Widerstand ausgeführt ist.
Brennstoffzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatine mit einem Verbinder elektrisch verbunden ist, über den die vom ersten Sensorteil, vom zweiten Sensorteil und von der Temperatursensoreinheit erzeugten Signale nach außen übertragen werden.
Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei die Brennstoffzelle einen Stromversorgungsaufbau umfasst, der folgendes umfasst: – eine erste Schaltplatine; – eine zweite Schaltplatine, die parallel zur ersten Schaltplatine angeordnet ist; – eine Membranelektrodeneinheit, die an der ersten und der zweiten Schaltplatine angeordnet ist; und – eine Feuchtesensoreinheit, die ein erstes und ein zweites Sensorteil umfasst, die jeweils mit der ersten und der zweiten Schaltplatine elektrisch verbunden sind und einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen.
Brennstoffzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Sensorteil an der jeweils gegenüberliegenden Seite der ersten und der zweiten Schaltplatine angeordnet sind.
Brennstoffzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatine ferner eine Temperatursensoreinheit umfasst, die aus einem entsprechenden Widerstand oder einem wärmeempfindlichen Widerstand ausgebildet ist.
Brennstoffzelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der entsprechende Widerstand als eine elektrisch leitfähige Leitung oder eine Schaltung mit hohem Widerstand ausgeführt ist.
Brennstoffzelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatine mit einem Verbinder elektrisch verbunden ist, über den die vom ersten Sensorteil, vom zweiten Sensorteil und von der Temperatursensoreinheit erzeugten Signale nach außen übertragen werden.
Brennstoffzelle mit einer Feuchtesensorvorrichtung, wobei die Brennstoffzelle folgendes umfasst: – einen Stromversorgungsaufbau, der Strom zur Verfügung stellt; – eine Signalverarbeitungsschaltung; – einen Kühlkörper, der an einem Ende des Stromversorgungsaufbaus montiert ist und mit der Signalverarbeitungsschaltung elektrisch verbunden ist; und – eine Feuchtesensoreinheit, die ein erstes und ein zweites Sensorteil umfasst, die mit der Signalverarbeitungsschaltung elektrisch verbunden sind und einen Effekt einer elektrischen Kapazität aufweisen.
Brennstoffzelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Sensorteil im Kühlkörper angeordnet sind.
Brennstoffzelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Sensorteil jeweils in der horizontalen Richtung eine Mehrzahl von seitlich sich erstreckenden parallelen Leiterbahnen aufweisen, die ineinandergreifen.
Brennstoffzelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromversorgungsaufbau ferner eine Temperatursensoreinheit umfasst, die aus einem entsprechenden Widerstand oder einem wärmeempfindlichen Widerstand ausgebildet ist.
Brennstoffzelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der entsprechende Widerstand als eine elektrisch leitfähige Leitung oder eine Schaltung mit hohem Widerstand ausgeführt ist.