TW508863B - System of and method for power management - Google Patents
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Description
508863 A7 _ B7 五、發明説明（1 ) 此項專利申請是於2000年7月28曰申請之美國專利申請 案號09/627,742的續編部份，其内容以提及方式全文拼入本 文0 發明領域 本發明通常與一種電源管理之系統及方法有關，用以監 視及控制一再生型燃料電池及至少一具動力型裝置，尤其 ’本發明係針對一種透過一通訊介面與一使用者及至少一 具動力型裝置通訊之電源管理系統的系統及方法。 發明背景 商業界及個人生活已變成高度依賴通訊產業。技術進步 使得個人能夠利用如電腦和電腦網路系統之類的電子裝置 ’隨處存取及控制魔大的資訊。這些電子消費性裝置需要 高度可靠的電力及極少發生的電力中斷。例如，在設施自 動化管理產業界，每年花費數十億美元投注於輸送至家庭 、商業設施、產業設施的電力，並且投注於全面監視及控 制這些設施的自動化系統。自動化系統可能是高度精密的 處理系統，其需要穩定且可靠地供應電力。 由於現行電力供應的可靠度及現今電子消費性裝置實際 需要的可靠度等級之間差距日益擴大，所以技術成長已成 爲最重大且迅速擴大的全球性問題之一。在美國地區，由 於供應速度跟不上對電力供應可靠度的需求，導致電力供 應可靠度目前正在下降中。在某種程度上，因爲電力產業 撤銷管制規定所導致的不確定性、環境保護意識提高以及 由於美學因素和意識到健康與安全風險而反對新發電廠， -4 - 本紙張尺度適用巾g|國家標準(CNS) A4規格(21GX297公嫠) "~ ----- 508863 A7 B7 五、發明説明（2 ) 所以電力供應的成長已縮減。 供應可靠電力的替代方法已在評估之中，如分散式發電 及能量儲存。分散式發電是利用散佈於整個服務地區的許 多小型發電機來產生電力。分散式發電可用來增加本地電 力供應，而不需要建立額外的大型中央站發電廠。 能量儲存可顯著改善電力供應，其方式是在離峰時段儲 存能量，以供尖峰需求時段期間消耗。使用能量儲存通常 稱之爲「負載均衡」"load leveling”，因爲它會按照負載的 電柵級（electric grid)需求來整平電源。當負載均衡廣泛分散 於並位於或接近電力使用點時特別有用，因爲它會降低尖 峰發電容量的地區需求，並且降低傳輸及分散容量的本地 需求。當在消費者的發電計量表端執行能量儲存時，通常 稱爲「尖♦削減」"peak shaving”，而不是稱爲負載均衡。 偏遠位置或開發中國家的許多建築物及設施使用非電柵級 可更新型能源系統形式的能源儲存，如風能量集電器或太 陽能電力。這些非電柵級系統需求備用發電機或其他的能 夠儲存裝置，以便在無風或無陽光時供應電力。 在美國地區，許多電子消費性裝置需要優質、高度可靠 的電力，其能夠充分供應超過典型99.9%電柵級電力。傳 統上，備用電源系統或不斷電電源系統（UPS)已提供優質 電力。所有的備用電源系統及UPS均包括某種形成的能量 儲存、發電或兩者的组合。在現行的尖端系統中，通常會 使用錯酸（lead-acid)電池來儲存能量，以及使用汽油、柴油 、丙烷或天然氣運轉的發電機來發電。由於鉛酸電池瞬間 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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508863 A7 B7 五、發明説明（3 ) 提供能量並且可處理大部份電力中斷，所以通常會使用鉛 酸電池，其持續時間通常低於20分鐘。針對持續時間較長 的電力中斷，可建構發電機以在需要時自動供應電力。 在系統内使用鉛酸電池來儲存能量具有下列的缺點： (1)有限的能量儲存容量；（2)當遇到35°C以上的溫度時會迅 速退化；（3)如果已放電而沒有經由再次充電，則會迅速退 化；（4)由於再次充電需要花費許多時間，所以無法提供持 續的電力備份；（5)含有大量的有毒性的鉛；（6)無法全然 擷取電池中所含的能源，以供其他裝置使用；以及（8)由於 循環使用壽命有限，所有不具有每曰負載均衡或尖峰削減 的功能。 藉由組合鉛酸電池及發電機，可克服使用鉛酸電池的部 份缺點，然而仍會帶來其他的缺點，包括（1)雜音及散發有 毒氣體；（2)無法再充電，並且依賴汽油，而且若延長蓄電 則會損壞；（3)使用高可燃性燃料，會對人及財產造成危險 ;以及（4)需要相當高度的維護。 燃料電池可克服使用鉛酸電池、發電機或兩者組合所遇 到的大部份問題。燃料電池能夠產生可靠的電力，並且視 需要將能量提供給具動力型裝置。市面上有許多不同形式 的燃料電池，包括鋅燃料電池及各種氫燃料電池，如磷酸 、質子交換膜（固體聚合物）、熔解型碳酸鹽、固體氧及鹼 。燃料電池產生電力的方式通常是以電氣化學使燃料與反 應生成物中產生的反應物發生化學反應。燃料電池藉由產 生零放射電力來提供無污染且高效率的能源。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
508863 A7 B7 五、發明説明（4 ) 具有再生或重複使用反應生成物額外功能的燃料電池甚 至對生態環境更無害。這些燃料電池通常被稱爲「再生型 燃料電池」，因爲燃料電池包括可將反應生成物轉換爲燃 料及反應物。這個再生功能使再生型燃料電池成爲適用於 偏遠位置、機上運載工具及不方便給燃料電池補給燃料的 設施的理想系統。 雖然仍然相當未開發，但是再生型燃料電池現在採用氫 燃料電池及鋅燃料電池的形式。氫再生型燃料電池被建構 ，以將氫及氧供給燃料電池。產生的反應會導致產生電力 及水形式的反應生成物。水會重新循環回到儲存單元，之 後，儲存單元可將水再生成氫和氧。鋅再生型燃料電池被 建構，以將鋅及氧與電解液一起供給燃料電池。電解液被 當作鋅燃料的運輸媒體使用，其通常是小粒子的形式。產 生的反應會導致產生電力及氧化鋅形式的反應生成物。氧 化鋅會重新循環回到儲存單元，之後，儲存單元可將氧化 鋅再生成鋅和氧。 在美國地區及開發中國家，電力分配系統中缺少重要的 能量儲存容量，加上縮減超量發電容量，已造成並將持續 導致電力供應可靠度降低，甚至有不可靠的電力供應。 隨著全球共同體更依賴高度專門的電力裝置，對可靠電 力的需求將與對管理供應電力的需求一起增加。爲了確保 隨著電力負載增加，具動力型裝置將具有可靠電力與需要 時的備用電力，監視及控制這些具動力型裝置電力的電源 管理是基本要素。爲了監視及控制運作狀況以實現可靠的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
電力，電栅級、燃料電池與具動力型裝置之間必須進行通 訊。 "由於生氣污染及燃料成本增加對長距離卡車及其他運輸 業者而言愈來愈重要，所以對於這些運輸業者而言，採用 新零放射技術以供電給輔助裝置愈來愈重要。例如，美國 能源部門評估，長距離重型卡車在燃料、修理及由於當卡 車各車而閒置卡車王引擎以供電給如電視和空氣調節裝置 <類輔助裝置而導變更縮短引擎壽命方面，每年花費高達 K500美金。併入再生型燃料電池的内容電源管理系統可 解決這個問題。 基於如上文所述的原理，仍然需要一種電源管理系統， 用以監視及控制一再生型燃料電池及至少一具動力型裝置 ，其使用適用於備用電力、UPS、負載均衡/尖峰削減應用 的能源儲存能夠重新充電或迅速補給燃料，並且包括一種 透過介面與使用者、再生型燃料電池及至少一 & ^ 具動力型裝 置通訊的方法，以傳送及接收資料。 發明概要 本發明的目的是提供一種電源管理系統，用以 I、應可非 的電力以供備用電力使用、負載均衡/尖峰削 / X、供應地 區性電柵級或以環境保護的方式供電給電子消費性裝置 本發明的進一步目的是提供一種具有再生型慠 工土碟科電池的 電源管理系統，由於其具有利用可重新填滿運輸容^、 重新填滿燃料系統，所以能夠重新充電或迅速補終•、可 、、、6燃科。 本發明另一項目的是提供一種電源管理系統，用、、 -8 - 以監視 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(21〇 χ 297公釐) " — ---- A7 . B7 五、發明説明（6 ) --- ---- 及控制一再生型燃料電池及至少一具動力型裝置。 本發明目的是提供-種電源管理系統，用以透過-通訊 介面與一使用者、再生型燃料電池及至少一具動力型裝置 進行通訊。 本發明的進一步目的是提供一種電源管理系統，用以將 產生的電力供應给位於機上運輸工具的具動力型裝置，其 中電力係用來推動運輸工具或供電給運輸工具上的輔助裝 置。 本發明另項目的是提供一種小型化、高效率且易用的 電源管理系統。 額外的目的包括前述的單一或組合目標的任一目標。 根據本發明一項觀點，本發明提供一種電源管理系統， 其中通訊裝置被建構以接收來自於來源的資料，然後響應 。>料進行管理，以將來自於能源及再生型燃料電池的一 或/、他％源供應給一個或一個以上負載。資料可代表一 頁或一項以上規則或程序，並且資料來源可能是能源、一 個或一個以上負載、再生型燃料電池、使用者輸入裝置或 如網際網路網站之類的外部來源。資料可能儲存在記憶體 中。 在一项實施中，當來自於能源的電力非常昴貴時，則於 尖峰使用量期間使用再生型燃料電池以將電力供應給一個 或一個以上負載，並且當來自於能源的電力較便宜時，則 於離峰使用量期間使用能源以將電力供應給一個或一個以 上負載。在本實例中，可從能源、如網際網路網站之類的 -9 - 本紙張尺度適w τ ϋ a家標準(CNS) μ規格(2^297公董) 1 ' - 理程序的時段 外部來源或使用者輸入裝置獲得驅動這個處 定價資訊。 根據本發明另—項觀點’電源管理系統包括—再生型燃 料電池及—通訊介面，料詩面被建構以允許該再生型 燃料電池與-外部裝置通訊，其中該再生型燃科電池被建 構以運輸及接收電力，以響應透過該通訊介面自該外部裝 置接收到的一個或一個以上參數。 該再生型燃料電池包括：_燃料儲存體，心儲存燃料 ;一燃料電池，用以利用電氣化學使燃料與—第二反應物 發生化學反應，以釋出電力；一反應生成物儲存體，用以 儲存該化學反應所產生的反應生成物；一燃料再生器，用 以利用電氣化學將反應生成物還原成燃料；以及，一選擇 性第二反應物儲存單元。在某些情況中，燃料電池本身可 用來再生燃料。可提供一種通訊裝置，用以監視及控制該 再生型燃料電池、至少一具動力型裝置及至少一能源。 電源管理系統可進-步包括：一電源介面，纟中可透過 該電源介面傳送及接收電力；至少―能源，其與該通訊裝 置通訊，該至少一能源將電力提供給該再生型燃料電池； 以及，至少一具動力型裝置，其中該再生型燃料電池可將 電力傳送至該至少-能源，並且自該至少_能源接收電力 。電源管理系統可進一步包括一使用者介面，用以在一使 用者與該再生型燃料電池或裝置之間交換資料。 在本發明另一項觀點中，一種用以遠端控制一再生型燃 料電池的方法包括下列步驟：透過一使用者介面輸入資料 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 五、發明説明（ 8 ) A7 B7 透過通訊；I面將該資料提供給該再生型燃料電池；以 及’組悲孩再生型燃料電池以運輸電源，以響應該資料。 該資料包括該再生型燃料電池的控制參數。 在本發月另項觀點中，一種用以控制至少一具動力型 裝置的方法包括下列步驟：自該至少一具動力型裝置蒐集 資料；透過-it訊介面將冑資料從該i少—具動力型裝置 傳輸至再生型燃料電池；以及，在一與該再生型燃料電 池通訊的通訊裝置上接收並儲存該資料。可將該資料傳輸 給一使用者。可自下列群組選取資料，包括：電源使用狀 況資訊、裱境資訊、作業參數及控制參數。 用以控制至少一具動力型裝置的方法進一步包括下列步 驟：比對孩資料與一使用者所提供的預設控制參數；供電 給孩具動力型裝置，以響應該資料；由該至少一具動力型 裝置接收更新的控制參數；將該更新的控制參數從該具動 力型裝置傳送至其他的具動力型裝置；以及調整作業，以 在該更新控制參數的範圍内執行。 在本發明另一項觀點中，一種透使用一通訊裝置來監视 及控制一再生型燃料電池和至少一具動力型裝置的能源電 源管理方法包括下列步驟：接收電源傳遞要求；藉由來自 於該通訊裝置的指令以啓動該再生型燃料電池；以電氣化 學使一燃料與一第二反應物發生化學反應；從該化學反應 產生電力及一反應生成物。· 相關專利申請及專利 本份專利申請與美國專利案號5,952，117及美國專利申請 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 508863 A7 B7 五、發明説明（9 ) 案號 09/449，176 ; 09/521,392 ;和 09/353,422 有關，其受讓人 共同擁有所有的專利，並且其内容以提及方式全文拼入本 文。 圖式簡單説明 請參考下文中配合附圖説明的示範性具體實施例詳細説 明，將有助於瞭解本發明，其中相似的數字代表相似的零 件，以及其中： 圖1顯示本發明一項具體實施例的方塊圖，其中包括一 再生型燃料電池及一通訊裝置； 圖2顯示本發明一項具體實施例的實施方塊圖，其中包 括一再生型燃料電池、一通訊裝置、一通訊介面及至少一 具動力型裝置； 圖3顯示本發明一項具體實施例的實施方塊圖，其中包 括一再生型燃料電池、一通訊裝置、一通訊介面、至少一 具動力型裝置及至少一能源； 圖4顯示本發明一項具體實施例的實施方塊圖，其中包 括一再生型燃料電池、一通訊裝置、一通訊介面及一使用 者介面； 圖5顯示本發明一項具體實施例的實施方塊圖，其中包 括一再生型燃料電池、一通訊裝置、一通訊介面、至少一 具動力型裝置、至少一能源及一使用者介面； 圖6顯示被建構成電腦之通訊裝置示範性實施的方塊圖·， 圖7顯示再生型燃料電池連同一通訊裝置及一介面之示 範性實施的方塊圖； -12· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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508863 A7 B7 五、發明説明（10 ) 圖8顯示本發明遠端監視及控制再生型燃料電池之示範 性方法的流程圖； 圖9顯示本發明之通訊裝置監視及控制至少一具動力型 裝置之示範性方法的流程圖； 圖10顯示本發明之透過使用一通訊裝置以監視及控制一 再生型燃料電池及至少一具動力型裝置之示範性方法的流 程圖，其中該通訊裝置監控電源傳遞要求； 圖11顯示通訊裝置及再生型燃料電池的系統方塊圖，其 能夠透過通訊介面傳送資料至複數個示範性裝置及接收來 自於複數個示範性裝置的資料； 圖12顯示通訊裝置及再生型燃料電池的系統方塊圖，其 能夠透過電源介面供電給複數個示範性裝置，並且能夠透 過電源介面接收來自於複數個示範性裝置的電源；以及 圖13顯示電源管理系統作業程序的方塊圖。 圖14A至14D顯示根據本發明之電源管理系統具體實施例 的方塊圖。 圖15A至15B顯示根據本發明之電源管理系統通訊裝置實 施的方塊圖。 圖16顯示本發明之再生型燃料電池具體實施例的方塊圖。 圖17顯示根據本發明之作業方法具體實施例的流程圖。 發明詳細説明 圖1顯示根據本發明之電源管理系統的第一具體實施例 圖式。圖1所示的電源管理系統包括再生型燃料電池100及 通訊裝置102。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（U ) 在如圖7所示的一項實施中，再生型燃料電池100包括： 一燃料儲存單元702，用以儲存燃料；一燃料電池700，用 以利用電氣化學使燃料與一第二反應物發生化學反應，以 釋出電力；一反應生成物儲存單元704，用以儲存該化學 反應所產生的反應生成物；一燃料再生器708，用以利用 電氣化學將反應生成物還原成燃料。燃料儲存單元702可 儲存燃料，使用的燃料可能是當與第二反應物電氣化學反 向化合時釋出電能的任何材料。例如，燃料可能是但不限 定於氫或鋅。 可選擇性包括第二反應生成物儲存單元706，用以儲存 第二反應物。第二反應物可能是與燃料發生化學反應以產 生電力的任何物質。例如，第二反應物通常可能是不限定 於氧（純氧或來自於大氣的空氣）、過氧化氫或鹵素。對第 二反應物的選擇取決於針對所選反應物所選用的燃料。再 生型燃料電池100可提供燃料儲存單元702、燃料電池700或 反應生成物儲存單元704的至少其中一個，以便同時儲存 電解液。電解液可與燃料電池700中的燃料和第二反應物 一起使用，以便促進化學化應以產生電力。在某些情況下 ，電解液可被當作運輸媒體使用，以便將燃料及反應生成 物移入及移出燃料電池及燃料再生器。 燃料再生器708係供將燃料從其氧化狀態以電氣化學方 式還原成燃料的再生過程中使用，並釋出第二反應物。燃 料再生器708可被建構以利用再生程序的各種方法。燃料 再生器708可能被實體併入再生型燃料電池100中，或可能 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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508863 A7 B7 五、發明説明（12 ) 與再生型燃料電池100實體分隔。或者，燃料再生器708是 燃料電池700 〇 在圖7及13所示的實施中，會從至少一能源300將電力供 應給燃料再生器708，以進行再生過程。將反應生成物從 反應生成物儲存單元704移動至燃料再生器708。在燃料再 生器内發生的電氣化學反應涉及將燃料從其氧化狀態還原 成燃料，並釋出第二反應物。一旦發生這個反向化學反應 ，就會將燃料移動至燃料儲存單元702，並將第二反應物 移動至第二反應生成物儲存單元706或釋放至環境中。 在一項實施中，再生型燃料電池100包括一種用以導入 及抽出燃料量、反應生成物及第二反應物的系統。這個系 統將使再生型燃料電池100具備以快速且高效率的方式迅 速補給燃料的功能。例如，藉由移除反應生成物並加入燃 料的方式發生補給燃料。利用可重新填滿運輸容器、軟管 或任何其他可接收的裝置即可實現。燃料可能是壓縮氫氣 、液體氫、儲存於金屬氫化物中的氫、滲入氫氧化_電解 液中的鋅粒子或任何其他可接收的燃料。或者，也可反向 使用補給燃料程序，其中可移除並儲存燃料，以供緊急狀 況使用或供給電源給其他裝置。移除燃料，並用等量的反 應生成物取代之。、反應生成物被用來再生成爲燃料及第二 反應物。 在一項實施實例中，鋅被當作燃料使用，而氧被當作第 二反應物使用。在這個實施實例中，再生型燃料電池100 可包括第二反應物儲存體，用以儲存氧。或著，可從大氣 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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508863 A7 B7 五、發明説明（13 ) 中獲得氧。再生型燃料電池100可具有小型電源，以提供 初始啓動電源給幫浦及風箱，以將燃料、第二反應物及電 力移除至燃料電池700。電源可能是電池或其他電力來源 。在燃料電池700内，化學反應導致產生電力。鋅被消耗 並釋出電子以驅動負載（電氣化學程序的陽極部份），並且 氧接收來自於負載的電子（陰極部份）。鋅與氧之間的化學 反應，以電解液作爲媒介而產生氧化鋅反應生成物。氧化 鋅混合或分解至電解液，然後注入反應生成物儲存單元 704，直到需要再生爲止。 在另一項實施實例中，氫被當作燃料使用，而氧或空氣 被當作第二反應物使用。在這個實施實例中，再生型燃料 電池100可包括第二反應物儲存單元706，用以儲存氧。再 生型燃料電池100具有小型電源，以提供初始啓動電源給 幫浦及風箱，以將燃料、第二反應物及電力移除至燃料電 池700。電源可能是電池或其他電力來源。 在燃料電池700内，化學反應導致產生電力。氫與氧之 間的化學反應，以電解液（可能是液體或固體）作爲媒介而 產生水反應生成物。然後將水注入反應生成物獄存單元 704，直到需要再生爲止。再生程序係從將水從反應生成 物儲存單元704循環回到燃料再生器7 0 8開始。然後，將反 應生成物（水）以電氣化學方式變回成氫及氧。 有關再生型燃料電池的更詳細資訊，請參閲美國專利案 號5,952，117及美國專利申請案號09/449,176 ; 09/521,392;和 09/353,422，其内容以提及方式全文拼入本文。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
裝 訂 508863 A7 B7 五、發明説明（14 ) 通訊裝置102能夠監視並控制電源管理系統的所有組件 ，包括再生型燃料電池100、至少一具動力型裝置200及至 少一能源300。通訊裝置102可能是允許透過通訊介面712傳 送及接收資料的任何裝置，如圖2、7及11所示。通訊裝置 102可被併入再生型燃料電池100的實體結構中。或者，通 訊裝置102可被置於與再生型燃料電池100無關的分開結構 中，但是會直接連接至再生型燃料電池100。 通訊裝置102是選自下列群組的至少一項，包括：耦合 至記憶體的處理器、電腦、膝上型電腦、攜帶型電腦、個 人數位助理（PDA)·、大型主機、伺服器系統、行動電話或 包含處理器及記憶體的任何其他裝置。 在一項實施中，通訊裝置102被併入再生型燃料電池100 的實體結構中，並且是耦合至記憶體的處理器。這個實施 可包括外部連接至再生型燃料電池100的顯示器及輸入裝 置，以允許顯示器及輸入裝置與處理器及記憶體通訊，以 進行監視及控制。顯示器可能是能夠將資料顯示給使用者 的任何裝置。例如，LCD顯示器、監視器、TV或其它類似 的裝置。輸入裝置可能是允許輸入或選擇資料的任何裝置 ，如滑鼠、指標裝置、輸入裝置、小型鍵盤、键盤、光筆 、遙控器、快速按鈕或任何其他相關的輸入裝置。 在另一項實施中，通訊裝置102被併入再生型燃料電池 100的實體結構中，並且包括耦合至記憶體的處理器、顯 示器及輸入裝置。顯示器及輸入裝置可能是和如上文所述 的裝置相同，除了它們是内部裝置，而不是再生型燃料電 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（15 ) 池100的外部裝置以外。 在另一項實施中，通訊裝置102不是實體併入與再生型 燃料電池100的結構中，而是直接連接至再生型燃料電池 100，以提供監視及控制。例如，直接連接可能是電纜線 、電話線、電氣線路連接或任何其他相關的連接機件。在 這個實施中，通訊裝置可能是電腦。 在通訊裝置的示範性實施中，通訊裝置102被建構成電 腦，如圖1和6所示。通訊裝置1〇2可能是具有下列硬體架 構的電腦，包括：顯示器600、輸入裝置404 (鍵盤602、指 標裝置604)、CPU (中央處理單元）606、記憶體608、I/O控 制器610、磁碟控制器612、硬碟機614、軟碟機616、光碟 機618、數據機620及網路卡622。每個裝置都會透過匯流排 624相通，或透過其各自的介面或控制器相通。電腦不限 於這些常見的裝置，並且電腦可包括任何其他電腦相關裝 置。 通訊裝置102可能包括前面實施任一項中的軟體系統。 軟體系統可包括下列作業系統（OS)的任一項、通訊軟體、 圖形使用者介面（GUI)及軟體應用程式。作業系統管理通訊 裝置102中的所有程式，稱之爲軟體應用程式。 作業系統可能是在通訊裝置上使用的任何標準作業系統 。例如，作業系統可能是 Microsoft Windows™，Microsoft
Windows 95TM，Microsoft Windows 98TM，Microsoft Windows 2000™，Microsoft Windows NTtm，Microsoft Windows CETM，任 何以 Microsoft Windows爲主的作業系統、PalmTM OS，Mac -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（16 ) OS™，IBM OS/2™，Unix，Linux，以 PLC爲主，專用或任何其 他類似架構的作業系統。作業系統最好允許通訊裝置102 與外部裝置通訊，並執行相關應用程式。通訊軟體允許通 訊裝置102透過通訊介面712傳送資料至外部裝置及自外部 裝置接收資料。 圖形使用者介面（GUI)可能是能夠將資訊顯示給使用者 的任何程式。例如，可使用專用軟體程式或網際網路web 瀏覽器（web瀏覽器）。網際網路web瀏覽器可能是透過通訊 裝置102與網際網路伺服器通訊的任何軟體，如Netscape Navigator ，Netscape Communicator ，Microsoft Internet Explorer™，HotJavaTM，Mosaic™，Opera™或類似的相關 web 瀏覽器軟體。 通訊裝置102可連接至再生型燃料電池100，使得通訊裝 置102可能是以相依或非相依方式操作每個組件的主控裝 置。通訊裝置102可能被連接至關聯的感測器、中繼器、 電子組件或再生型燃料電池100的電子裝置，用以監視及 控制全面作業。此外，通訊裝置102可提供追蹤關於再生 型燃料電池100的操作及統計資訊。例如，通訊裝置102可 儲存的資訊包括：電源使用狀況、燃料消耗量、燃料儲存 單元702資訊、第二反應生成物儲存單元706資訊、反應生 成物儲存單元704資訊、燃料再生器708資訊及燃料再生資 訊0 通訊裝置102可提供更新並儲存關於再生型燃料電池100 操作及性能的資訊，以提供給其他通訊裝置，下文中將會 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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508863 A7 B7 五、發明説明（17 ) 進一步討論。在通訊裝置102與具動力型裝置及其他通訊 裝置（如圖2及4所示）通訊的過程中，可以與再生型燃料電 池100無關的方式操作，下文中將會進一步討論。本發明 的實施不須依賴任何特殊裝置，並且可以各種組態及架構 實施。 圖2顯示根據本發明之電源管理系統的第二具體實施例 圖式，其中與圖1相比，相同的元件係使用相同的識別數 字標示。圖2所示的電源管理系統包括再生型燃料電池100 、通訊裝置102 (如之前一樣），並且進一步包括介面202及 至少一具動力型裝置200。 介面202係連接至再生型燃料電池100。介面202包括電源 介面710或通訊介面712的至少一個介面，如圖7所示。電源 介面710與通訊介面712可能是同一個介面，或可能是不同 的介面。 電源介面710使得電源管理系統能夠很容易與設施、結 構、建築物或執行電源管理之運輸工具的現有電源線互相 連接。例如，現有電源線可能變成電源介面710的一部份 。電源介面710被建構以傳遞再生型燃料電池100所產生的 電力。電源介面710還可接收來自於至少一能源的電力， 如圖3所示，下文中將會進一步討論。 電源介面710提供在供應或接收電力過程中必須發生的 任何轉換或條件調節。在一項實施中，電源介面710可轉 換再生型燃料電池100所產生的直流，並將之轉換成交流 以供應給至少一具動力型裝置200。在另一項實施中，電 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
裝 508863 A7 B7 五、發明説明（18 ) 源介面710可接收交流並將之轉換成直流，以供再生型燃 料電池100使用。電源介面710還可供應及接收直流，而不 需要轉換。一般而言，電源介面710的任何電源轉換及條 件調節硬體部份最好位於再生型燃料電池上或其範圍内。 通訊介面712可能是允許傳送及接收資料的任何介面。 在一項實施中，通訊介面712是蜂巢型之類的無線型系統 、數位蜂巢（digital cellular)、GSM (Global System for Mobile Communications ;行動通信全球定位系統）、PCS (Personal Communications Services ；個人通訊服務）、PDC (Personal Digital Cellular ;個人數位蜂巢）、無線電通訊或衛星通訊系 統。如上文所述的無線型系統可利用無線應用通訊協定 (Wireless Application Protocol ’· WAP)或藍芽無線技術標準 (Bluetooth Wireless Technology Standard) 9 以透過通訊介面 712 傳送及接收資料。WAP是一組通訊協定規格，用以使用無 線通訊裝置存取網際網路的方式標準化，包括，電子郵件 、全球資訊網（World Wide Web ; WWW)、Usenet、及網際網 路中繼通話（Internet Relay Chat ; IRC)。藍芽無線技術標準 (Bluetooth Wireless Technology Standard)是電腦及電信產生規 格’用以描述行動電話、電腦、個人數位助理（pda)如何 能夠輕易地互相連接，以及使用短期無線連接與家用或商 用電話及電腦互相連接。
在一項實施中，通訊介面712是一種以陸上線路爲主的 系統’如區域網路（LAN)、廣域網路（WAN)、ISDN -21- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公"" 一 508863 A7 B7 五、發明説明（19 ) (Integrated Services Digital Network ;整合服務數位網路）、 DSL (Digital Subscriber Line ;數位用户線路）、xDSL (ADSL 、HDSL、RADSL)、網際網路電纜線、有線數據機、PPP (Point-to-Point Protocol ;點對點耗電量）連接、光纖纜線或 電氣線路。例如，電氣線路可能是建築物、結構、設施或 運輸工具中現有的電源線。 網際網路存取或網際網路通訊被視爲任何通訊介面712 實現中的固有的功能。熟知技藝人士應明白選擇及併入此 類的通訊介面。 在另一項實施中，通訊介面712是網際網路。網際網路 是一種稱爲伺服器的全球性電腦網路，其可透過通訊裝置 (通常稱爲「使用者節點」或「用户端電腦」）存取。這些 通訊裝置通常透過網際網路服務供應商（Internet Service
Provider ; ISP)、線上服務供應商（On-line Service Provider ; OSP)或直接網際網路連接來存取網際網路。網際網路上的
每部電腦（稱爲主機）具有至少一個位址（通常稱爲IP (Internet Protocol ;網際網路規約）位址），用以唯一識別該 電腦，以區別網際網路上的所有其他電腦。 該至少一具動力型裝置200可能是任何電子消費性裝置 ，如圖2及12所示。該至少一具動力型裝置200包括選自下 列群組的至少一種裝置，包括：能源使用狀況系統、環境 保護系統、商用裝置1200、消費者裝置1202、產業裝置 1204、製造裝置、運輸工具、汽車1208、卡車1206、拖車、 家庭旅遊車、摩托車、智慧型設備、家用設備、引擎、電 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（20 ) 腦、電信設備、蜂巢式基地台、分散式終端機、感測器、 位於運輸工具上的機上電氣裝置或任何電氣動力型裝置。 該至少一具動力型裝置200還包括通訊功能，用以透過 通訊介面以傳送資料至通訊裝置102及自通訊裝置102接收 資料。該至少一具動力型裝置200可提供監視及控制其他 具動力型裝置。 在一項實施中，通訊裝置102可監視及控制再生型燃料 電池100以傳送及接收電力，並且允許透過通訊介面712在 再生型燃料電池100與外部裝置之間傳遞資料。外部裝置 可能是至少一具動力型裝置或至少一其他通訊裝置。 通訊裝置102可在建築物或結構内執行能量管理。例如 ，通訊裝置102可監視具動力型裝置200、再生型燃料電池 100或建築物内的電力（包括所有非相依性負載）的能量使用 狀況。再生型燃料電池100内所包含的燃料係使用至少一 能源300產生。本發明的實施不須依賴任何特殊裝置，並 且可以各種組態及架構實施。 圖3顯示根據本發明之電源管理系統的第三具體實施例 圖式，其中與圖2相比，相同的元件係使用相同的識別數 字標示。圖3所示的電源管理系統包括再生型燃料電池100 、通訊裝置102、介面202及至少一具動力型裝置200 (如之 前一樣），並且進一步包括至少一能源300。 該至少一能源300可能是用來於運作之前、期間或之後 的任何時間供應電力給再生型燃料電池100、通訊裝置102 及至少一具動力型裝置200的任何來源。或者，該至少一 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
裝 訂
508863 A7 B7 五、發明説明（21 ) 能源可接收自再生型燃料電池100所產生的交流或直流形 式的電源。該至少一能源300可運輸交流或直流電源，視 來源的類型而定。 在一項實施中，該至少一能源300可選自下列群組，包 括：往復式引擎、燃燒式引擎、地區性電柵級、旋轉式引 擎、太陽能集電器、電池、發電機、渦輪機、水車、慣性 輪、風能集電器、或任何類似的相關裝置或如上文所述的 組合。 在一項實施實例中，該至少一能源300供電給再生型燃 料電池100的所有組件：包括：燃料電池700、燃料再生器 708、燃料儲存單元702、反應生成物儲存單元704、位於燃 料電池上的任何電子消費性裝置、幫浦、風箱及選擇性的 第二反應生成物儲存單元706。該至少一能源300透過電源 介面710將交流電或直流電供應給再生型燃料電池100。電 源介面710進行任何必要電源轉換，例如，將交流轉換成 直流，以將直流供應給各自的組件。 在另一項實施實例中，該至少一能源300供電給通訊裝 置102。該至少一能源300可被建構成將電源直接供應給通 訊裝置102。或者，該至少一能源300可透過將電源運輸給 再生型燃料電池100，以將電源間接供應給通訊裝置102。 在任一情況中，該至少一能源300都會透過電源介面來運 輸電源，並且會發生適當的電源轉換。 在另一項實施實例中，該至少一能源300可被建構成隨 時將主電源供應給至少一具動力型裝置200。該至少一能 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
裝 508863 A7 B7 五、發明説明（22 ) 源300可透過直接連接以供電給至少一具動力型裝置200。 直接連接可能是允許傳送電力的任何電源介面。或者，該 至少一能源300可透過電源介面710以供電給至少一具動力 型裝置200。在這個組態中，該至少一能源300可透過與再 生型燃料電池100無關的電源介面供應電源，或在通訊裝 置102的控制下供應電源。電源介面710還可運輸給至少一 具動力型裝置200之電源的諧波（harmonics)失眞（電源條件 調節）。該至少一能源300可被建構成，於斷電之後立即供 電給至少一具動力型裝置200，並且直接再生型燃料電池 100可提供電力爲止。該至少一能源300可被建構成，當再 生型燃料電池100同時供電給至少一具動力型裝置200時， 提供額外的電源給至少一具動力型裝置200。 在另一項實施實例中，該至少一能源300可接收來自於 再生型燃料電池100的電力。再生型燃料電池100可透過電 源介面710將產生的電力直接傳送給地區性電柵級。以此 方式讓使用電源管理系統的企業能夠向電力公司銷售電力 ，進而節省雙方的成本。在一項實施中，電源介面710可 匹配所產生電力的相位及電源因數與向電力公司銷售電力 所需的相位及電源因數。此外，電源介面710可條件轉換 所產生電力，以符合將電力傳送給地區性電栅級所需的需 求0 圖4顯示根據本發明之電源管理系統的第四具體實施例 圖式，其中與圖2相比，相同的元件係使用相同的識別數 字標示。圖4所示的電源管理系統包括再生型燃料電池1〇〇 -25 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
裝 訂 t 508863 A7 B7 五、發明説明（23 ) 、通訊裝置102、介面202及至少一具動力型裝置200(如之 前一樣），並且進一步包括一使用者介面4〇〇。 使用者介面400包括一第二通訊裝置402及一輸入裝置404 。第二通訊裝置402可能是允許透過通訊介面712傳送及接 收資料的任何通訊裝置。在一項實施中，第二通訊裝置 402是選自下列群組的至少一項，包括：電腦、網路電腦 、伺服器系統、大型主機、膝上型電腦、攜帶型電腦、個 人數位助理（PDA)、行動電話、俸眞機、電話、視訊電話 、傳呼機或包含處理器及記憶體的任何其他裝置。 第二通訊裝置402與供使用者406輸入資料的輸入裝置404 通訊。輸入裝置404可能是允許使用者406輸入資料至第二 通訊裝置402的任何裝置或通訊組合。輸入裝置404是選自 下列群組的至少一項，包括：手動輸入系統、語音通訊系 統、思考型處理系統或任何其他相關系統。在一項實施中 ，輸入裝置404是手動操作系統，讓使用者406能夠使用觸 控板、键盤、小型鍵盤、指標裝置、滑鼠、光筆、遙控器 或快速按鈕完成手動操作。在另一項實施中，輸入裝置 404是語音通訊系統，其包括併入第二通訊裝置的語音辨 識系統，藉此讓使用者能夠對麥克風説話，並且第二通訊 裝置將轉譯語音資料，讓第二通訊裝置能夠自動選用使用 者的選擇項目的輸入資料。在另一項實施中，輸入裝置 404是併入第二通訊裝置的思考型處理系統，以允許進行 無手型輸入。可將神經連接物黏附在使用者的頭部，讓第 二通訊裝置能夠轉譯腦波或腦部電子信號，使第二通訊裝 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
裝 訂 f 508863 A7 B7
五、發明説明（24 ) 置能夠自動選用使用者的選擇項目的輸入資料。熟知技藝人 士應明白選擇及併入此類的第二通訊裝置及使用者介面。 圖6顯示第二通訊裝置4〇2示範性實施的詳細方塊圖。第 二通訊裝置402可能是具有下列硬體架構的電腦，包括： 顯示器600、輸入裝置404 (键盤602、指標裝置604)、CPU ( 中央處理單元）606、記憶體608、I/O控制器610、磁碟控制 器612、硬碟機614、軟碟機616、光碟機618、數據機620及 網路卡622。每個裝置都會透過匯流排624相通，或透過其 各自的介面或控制器相通。電腦不限於這些常見的裝置， 並且電腦可包括任何其他電腦相關裝置。 第二通訊裝置402可能包括前面實施任一項中的軟體系 統。軟體系統可包括下列作業系統（〇S)的任一項、通訊軟 體、圖形使用者介面（GUI)及軟體應用程式。作業系統管 理第二通訊裝置402中的所有程式，稱之爲軟體應用程式 。作業系統可能是在第二通訊裝置402上使用的任何標準 作業系統。例如，作業系統可能是Microsoft Windows™，
Microsoft Windows 95TM，Microsoft Windows 98TM，Microsoft
Windows 2000TM，Microsoft Windows NT™，Microsoft Windows
CETM，任何以Microsoft Windows爲主的作業系統、PalmTM OS ，Mac OSTM，IBM OS/2TM，Unix，Linux，以 PLC爲主、專用或 任何其他類似架構的作業系統。 作業系統最好允許第二通訊裝置402與通訊裝置102通訊 ，並執行相關應用程式。通訊軟體允許第二通訊裝置402 透過通訊介面712傳送資訊至外部裝置及自外部裝置接收 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂 508863 A7 B7 五、發明説明（25 ) 資訊。圖形使用者介面（GUI)可能是能夠在第二通訊裝置 402上顯示資訊的任何程式。例如，可使用專用軟體程式 或網際網路web瀏覽器（web瀏覽器）。網際網路web瀏覽器 可能是透過通訊裝置與網際網路伺服器通訊的任何軟體， 如 Netscape NavigatorTM，Netscape CommunicatorTM，Microsoft Internet Explorer™，HotJava™，Mosaic™，Opera™或類似的相 關web瀏覽器軟體。 web瀏覽器一種提供在WWW上檢視資訊及互動的機制， 並且通常是web網頁的形式。web瀏覽器是一種「HTTP用户 端」，其允許使用者將 HTTP (Hypertext Transfer Protocol ;超 本文傳輸通訊協定）要求傳送至HTTP伺服器（web伺服器）， 並且接收HTTP回應，這是可在web劉覽器上檢視的web網頁 或其他類似的相關格式。 在如圖4、6和11所示的實施實例中，第二通訊裝置402 被建構成電腦，以提與通訊介面712(例如，可能是網際網 路）的連接。藉由數據機620、網路卡622或允許作爲電腦與 網際網路之間連接介面的任何其他通訊介面，可將電腦連 接至網際網路。網路卡622允許將電腦連接至LAN(區域網 路）及/或WAN(廣域網路），其與HUB及路由器通訊，以建 JL連至網際網路的連線。本發明的實施不須依賴任何特殊 裝置，並且可以各種組態及架構實施。 .圖5顯示根據本發明之電源管理系統的第五具體實施例 圖式’其中與圖1至4相比，相同的元件係使用相同的識別 數字標示。圖5所示的電源管理系統包括再生型燃料電池 ___-28- 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（26 ) 100、通訊裝置102、介面202及至少一具動力型裝置200、 至少一能源300及使用者介面400。這個具體實施例併入並 包括如上文所述之具體實施例中的所有實施。 在這個具體實施例中，整個種電源管理系統提供監視及 控制再生型燃料電池100及至少一具動力型裝置200。電源 管理系統還可監視及控制至少一能源300。監視及控制包 括與再生型燃料電池100、至少一具動力型裝置200、至少 一能源300及使用者介面400通訊。另外，系統可從再生型 燃料電池100或從該至少一能源300運輸電源，以響應通訊 裝置102從至少一具動力型裝置200或從使用者介面400所接 收到的資料。當需要且可使用時，該至少一能源300供電 給電源管理系統及所有的組件。使用者406可利用輸入裝 置404以輸入資料至第二通訊裝置402，然後透過通訊介面 712將該資料或要求傳輸至通訊裝置102。通訊裝置102可處 理資料並與外部裝置通訊，或調整再生型燃料電池100的 運作。 在一項實施中，通訊介面712可包括不同的實體組件及 不同的通訊方法，以在通訊裝置102、至少一具動力型裝 置200與使用者介面400之間傳送及接收資料。在一項實施 實例中，通訊裝置102與至少一具動力型裝置之間的通訊 介面712是建築物内的電源佈線。此外，通訊裝置102與使 用者介面400之間的通訊介面712是網際網路。 本發明的實施不須依賴任何特殊裝置，並且可以各種組 態及架構實施。 _-29-__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝 •ί 508863 A7 B7 五、發明説明（27 )
圖8顯示本發明遠端監視及控制再生型燃料電池1〇〇之示 範性方法的流程圖。於步驟800，使用者406透過輸入裝置 404輸入資料，如圖4所示。使用者406所輸入的資料可能是 用來監視及控制電源管理系統的任何資訊。例如，資料可 包括再生型燃料電池100的控制參數、至少一具動力型裝 置200的控制參數、該至少一能源300的控制參數、電源使用 狀況的參數、或用來控制電源管理系統的任何其他資訊。 於步驟802，於第二通訊裝置402接收到資料。在一項實 施中，資料可顯示在第二通訊裝置402的顯示器上。資料 可儲存在第二通訊裝置402上，以供之後擷取。於步驟804 ，第二通訊裝置402透過通訊介面712以建立連至第一通訊 裝置102的連線，如圖4所示。
於步驟806，第二通訊裝置402透過通訊介面712傳送資料 至第一通訊裝置102。在一項實施中，第二通訊裝置402將 使用網際網路web瀏覽器，以透過通訊介面712(網際網路） 傳輸資料至第一通訊裝置102。 於步驟808，第一通訊裝置102接收資料。於步驟810，第 一通訊裝置102更新並儲存該資料。在一項實施中，第一 通訊裝置102可更新並儲存再生型燃料電池100、至少一能 源300及/或至少一具動力型裝置200的控制參數。然後，第 一通訊裝置102可使用所儲存的控制參數，以調整再生型 燃料電池100及/或至少一具動力型裝置200的電源使用狀況 。通訊裝置102也可將更新控制參數傳傳送至少一具動力 型裝置200及300，下文中將會進一步討論。 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 508863 A7 B7 五、發明説明（28 ) 裝 於步驟812，通訊裝置102可利用資料來設定再生型燃料 電池100傳送或接收電源，以響應資料。在一項實施中， 資料可能是控制參數，用以指示再生型燃料電池1〇〇依據 特定準則，供電給至少一具動力型裝置200或至少一能源 300。例如，準則可能是電力價格的成本範圍。成本範圍 可能設定爲，當電力成本到達特定成本時，第一通訊裝置 102將設定再生型燃料電池100以較低的成本供電給至少一 具動力型裝置200及/或該至少一能源300，而不是繼續使用 電力公司1100所供應的較高成本電力。如圖12所示，第一 通訊裝置102可提供透過通訊介面712與電力公司1100通訊 的功能，以要求電力價格或擷取電力使用狀況資訊。然後 ，第一通訊裝置102可分析該資訊，並依據該資訊來啓動 再生型燃料電池100供電給至少一具動力型裝置200。
在另一項實施中，資料可能是控制參數，用以指示再生 型燃料電池100依據準則，供電給至少一能源300。該至少 一能源300可能是地區性電栅級，或稱爲”電力公司1100π。 例如，準則可能是電力使用狀況範圍，其中第一通訊裝置 102偵測到電力公司1100已要求供應電源。然後，第一通訊 裝置102可將過量產生的電源從再生型燃料電池100供應至 電力公司1100，作爲盈利。或者，電力公司1100可透過通 訊介面712與第一通訊裝置102通訊，以要求供電給電柵級 。第一通訊裝置102可啓動再生型燃料電池100，以依據電 力公司的要求供電給電力公司1100。 圖9顯示本發明之通訊裝置102監視及控制至少一具動力 _-31 -_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐） ' 508863 A7 B7 五、發明説明（29 ) 型裝置200之示範性方法的流程圖。 裝 於步驟900，初始化通訊裝置102，以透過通訊介面712傳 送及接收資料。於步驟902，通訊裝置102透過通訊介面712 以建立連給至少一具動力型裝置200的連線，如圖2及11所 示。在一項實施中，通訊裝置102將使用網際網路web瀏覽 器，以透過通訊介面712(網際網路）傳輸資料給至少一具動 力型裝置200。在另一項實施中，通訊裝置102將透過建築 物的電源佈線來傳送及接收資料。在另一項實施中，通訊 裝置102將使用無線系統，以經由電磁波來傳送及接收資 料。 於步驟904，通訊裝置102從至少一具動力型裝置200蒐集 資料。資料可能與操作及控制至少一具動力型裝置200有 關的任何資訊。例如，資料可包括電源使用狀況資訊、環
境資訊、作業參數、控制參數及任何其他的操作參數。 在一項實施中，通訊裝置102將透過通訊介面712傳輸要 求給至少一具動力型裝置200，以接收資料。或者，通訊 裝置102將透過通訊介面712可要儲存的資料傳送給至少一 具動力型裝置200。在這個實施中，具動力型裝置200具有 透過通訊介面712傳送、接收及儲存資料的處理功能。 在另一項實施實例中，至少一具動力型裝置200不具有 任何的處理功能。可將智慧型配接器插接至電源插座，然 後將至少一具動力型裝置200插接至智慧型配接器。智慧 型配接器具有透過通訊介面712傳送、接收及儲存資料的 處理功能。智慧型配接器可接收並儲存通訊裝置102的更 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（30 ) 新控制資料，以調整並監視至少一具動力型裝置200的消 電量。因此，智慧型配接器變成至少一具動力型裝置200 的處理器。 在另一項實施實例中，至少一具動力型裝置200是開關 並且不具有任何的處理功能。開關可開啓及關閉其他具動 力型裝置的電源。開關的位置（開啓或關閉）係經由電源介 面710或通訊介面712而由通訊裝置102負責控制。 裝
在一項實施中，該至少一具動力型裝置200可要求及蒐 集來自於其他具動力型裝置的資訊。例如，通訊裝置102 可向位於建築物中的環境控制系統要求資訊。一旦環境控 制系統接收到該要求，然後環境控制系統可向系統内的其 他具動力型裝置200要求資訊，如空氣調節裝、加熱器、 通風系統及其他類似的具動力型裝置。下文中將進一步詳 細説明這個實施。 於步驟906，至少一具動力型裝置200將處理來自於通訊 裝置102的要求，其方式是透過通訊介面712將資料從至少 一具動力型裝置200傳輸至通訊裝置102。於步驟908，控制 再生型燃料電池100的通訊裝置102將接收資料並將資料儲 存在通訊裝置102上。通訊裝置102可藉由實體併入或直接 連接以與再生型燃料電池100整合。 於步驟910，可選擇性透過至少一其他通訊裝置將資料 傳輸給使用者。在一項實施中，其他的通訊裝置可能與如 圖4及11所示的第二通訊裝置402相同。第二通訊裝置402的 所有實施及具體實施例均可視與至少一其他通訊裝置的實 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（31 ) 施及具體實施例相同。該至少一其他通訊裝置可顯示及儲 存資料，以供之後擷取。使用者406可利用其他通訊裝置 上的軟體來處理資料，以進行成本分析並節省成本或改善 操作。 於步驟912，通訊裝置102可比較於步驟906自至少一具動 力型裝置200所接收的資料與使用者所提供的預設控制參 數。可用前文之圖8流程圖程序中所提及的方法，將預設 控制參數提供給通訊裝置102。通訊裝置102可使用任何比 較方法的形式，以產生資料分析。預設控制參數可協助通 訊裝置102決定至少一具動力型裝置200是否是在適當的作 業範圍内運作。例如，如果預設控制參數是至少一具動力 型裝置200的溫度，則通訊裝置102可使用自具動力型裝置 200所傳送的資料，以決定具動力型裝置是否是以適當的 溫度運作。 在一項實施實例中，至少一具動力型裝置200可能是具 有處理功能的商用肉品冷凍庫，並且可利用通訊裝置102 監視及控制。通訊裝置102可要求冷凍庫的電源使用狀況 、溫度、照明使用狀況及其他相關的作業參數。通訊裝置 102還可依據時段定價協議（其中電力價格隨時段而異），定 期向電力公司1100要求現行電力價格。爲了響應該資訊及 自使用者406接收到的預設控制參數，然後通訊裝置102可 調整非相依的所有參數，其方式是將指令傳送至冷凍庫以 變更冷滚庫的運作。 例如，使用者可406輸入下列冷凍庫溫度的預設控制參 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 508863 A7 B7 五、發明説明（32 ) 數：維持0 °F，直到電力成本超過$0.15/kWh，在此情況下 允許溫度上升至5 °F，除了每星期一早上5點至中午以外， 在這段時間内無論成本爲何，溫度均應維持在5 °F，因爲 每星期一早上5點是新肉品送達時間。從星期一到星期五 的午夜到下午4點，應打開冷凍庫的照明，並且於其他時 段關閉照明。然後，通訊裝置102可照著控制冷凍庫的運 作。 在一項實施實例中，通訊裝置102可作爲保全系統的主 控制器。感測器、鎖件及監督設備均可連接至通訊裝置 102，以直接監視及控制。或者，通訊裝置102可通訊保全 系統現有的主控制器。 於步驟914，通訊裝置102已完成步驟912執行的比較。如 果通訊裝置102決定有必要性，則通訊裝置102可啓動再生 型燃料電池100供電給至少一具動力型裝置200。例如，如 果供應至至少一具動力型裝置200的電源停電，則通訊裝 置102可啓動再生型燃料電池100以供電給具動力型裝置200 。當通訊裝置10 2決定從地區性電棚級系統所供應的電力 不可靠或太貴時，則通訊裝置也可供電給至少一具動力型 裝置200。 例如，在前面的商用肉品冷凍庫實施中，使用者406可 設定額外參數，以便在電力公司1100的電力成本超過 $0.20/kWh時，告知通訊裝置102啓動再生型燃料電池以供 電給冷凍庫，並且當電力成本低於$0.ΊΟ/kWh時，接收燃料 再生所需的電源。 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝 % 508863
在一項實施中，該方法進一步包括下列步驟：至少一具 動力型裝置2〇〇接收更新控制參數，將更新控制參數從具 動力型裝置200傳送至其他的具動力型裝置，並且調整運 作以在更新控制參數範圍内執行。在一項實施實例中，至 少一具動力型裝置2〇〇可能是建築物内之保全系統的主控 制器主&制器可透過通訊介面712接收來自於通訊裝置 1〇2的更新控制參數。然後，主控制器可將更新控制參數 傳送至保全系統的其他子組件，以調整運作在更新控制參 數範圍内執行。例如，主控制器可接收命令，以在特定時 間關閉照明並啓動馬達偵測器，然後主控制器可在該時間 關閉照明並啓動馬達偵測器，或者指示控制器在特定時間 關閉照明並啓動馬達偵測器。 在另一項實施中，使用者406能夠遠端監視及控制至少 一具動力型裝置200，其方式是透過通訊介面712與通訊裝 置102進行通訊。使用者406可輸入參數，以全面控制至少 具動力型裝置200 ’包括電力使用狀況、通訊或其他相 關項目。 圖10顯示本發明之透過使用一通訊裝置1〇2以監視及控 制一再生型燃料電池100及至少一具動力型裝置2〇〇之示範 性方法的流程圖，其中該通訊裝置監控電源傳遞要求。前 文中針對第一具體實施例所詳細説明的實施及實施實例藉 此併入本方法的説明。 於步驟1000，通訊裝置102偵測電源需求，或接收電源供 應要求，如圖13所示。可透過通訊介面712接收電源需求或 -36 - / 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 一 一 --
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508863 A7 B7 五、發明説明（34 ) 電源供應要求。通訊裝置102可比較控制參數來偵測電源 需求，或藉由可通知通訊裝置102需要電源或斷電的感測 器或組件。電源供應要求將通知通訊裝置102啓動再生型 燃料電池100，以傳送電源給要求方裝置。電源供應要求 可來自於連接至電源管理系統的任何裝置。例如，至少一 具動力型裝置200或該至少一能源300可提出電源供應要求 。或者，使用者406可直接向通訊裝置102提出.電源供應要 求，如圖4所示。使用者406可指示通訊裝置102初始化再 生型燃料電池100以傳遞電源。使用者406可能是提出供電給 至少一具動力型裝置200或地區性電柵級的電力公司1100。 於步驟1002，通訊裝置102藉由命令來啓動再生型燃料電 池100。於步驟1004，燃料與第二反應物化合，以發生電氣 化學反應。於步驟1006，產生電力及化學反應產生的反應 生成物。於步驟1008，供應所產生的電力。 在一項實施中，再生型燃料電池100將可靠的電力供應 給輔助電子裝置，如無線電、電視、行動電話、傳眞機、 空氣調節裝置、微波爐或機上運輸工具（如，卡車、家庭 旅遊車、船或汽車）的其他相關電子裝置。在這個組態中 ，可將再生型燃料電池100連接至運輸工具的交流發電機 ，或運輸工具的頂部或露天平臺上的太陽電池板，以接受 直流電。再生型燃料電池100將使用供應的直流電，以供 電給用來產生電力及再生燃料的處理。或者，再生型燃料 電池100可被建構成完全供電給運輸工具，而不需要來自 於運輸工具交流發電機的直流電。再生型燃料電池100可 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝 508863 A7 __B7___._ 五、發明説明（35 ) 在零放射情況下推動運輸工具，並且當停車補給燃料或插 接該至少一能源300時再生燃料。 在一項實施實例中，當長距離第8級卡車停車以裝載、 卸載及駕駛人休息期間，可利用再生型燃料電池1〇〇供電 給有臥舖駕駛室的卡車上的輔助裝置。當卡車行駛時，可 使用運輸工具交流發電機所產生的直流電力來再生燃料。 在另一項實施實例中，當帆船或遊艇在晚上離開港口泊船 時，可利用再生型燃料電池100供電給機上的輔助裝置。 在白天，可使用船甲板上的太陽電池板來再生燃料，或者 當遊艇的主引擎正在運作中時，利用交流發電機所產生的 直流電力來再生燃料。 在另一項實施實例中，電源管理系統可併入電力計量器 ，藉此取代現行的電力計量器。電力計量器可與再生型燃 料電池100所内含的通訊裝置102及至少一具動力型裝置200 通訊。在這個組態中，電力計量器可用來決定電費與其他 有用的資訊。 在另一項實施實例中，電源管理系統可併入用來收集再 生型燃料電池100所產生的廢熱氣的系統，並且使用廢熱 氣來加熱空氣或水。 圖14A顯示根據本發明之電源管理系統具體實施例的方 塊圖。在這個具體實施例中，通訊裝置1406負責供電給一 個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，...，1408(n)，以響應自來 源接收到的資料。通訊裝置1406可響應該資料，以運作嚙 合能源1402和再生型燃料電池1404的一個或另一個，以供 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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508863 A7 B7 五、發明説明（36 ) 電給一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，.··，1408(n)。通訊 裝置1406可響應該資料，以運作解除嚙合能源1402和再生 型燃料電池1404的一個或另一個，以停止供電給一個或一 個以上負載1408(1)，1408(2)，···，1408(n)。通訊裝覃1406可響 應該資料，以調整一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，··.， 1408(n)的電源需求。 在一項實施中，能源1402與再生型燃料電池1404可輪流 供電給一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，···，1408(n)。在 發生第一特定狀況後，通訊裝置1406可運作嚙合再生型燃 料電池1404和能源1402的所選項，以供電給一個或一個以 上負載14〇8(1)，1408(2)，·.·，14〇8(n)。在發生第二特定狀況（ 其可能不同於第一特定狀況）後，通訊裝置1406可運作解除 嚙合再生型燃料電池1404和能源1402的所選項，以停止供 電給一個或一個以上負載，並且運作嚙合再生型燃料電池 1404和能源1402的另一個，以供電給一個或一個以上負載 1408(1)，1408(2)，.··，1408(n)。 能源1402可能是任何的電力來源，包括但不限於太陽能 或風能來源、内燃機或將化石燃料轉換成電能的其他裝置 、公共電力、地區性電彳冊級、柴油發電機、鍊編電池、在 復式引擎、旋轉式引擎、太陽能集電器、電池、發電機、 渦輪機、水車、慣性輪、電容器或風能集電器。基於討論 用途，詞組「能源」包括這個範圍内的電源。 再生型燃料電池1404可包括燃料儲存單元、再生單元及 承受電氣化反應以釋出能量的裝置，在這個處理過程中， ____-39-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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508863 A7 ____ B7 五、發明説明（37 ) 會消耗已供應給裝置來源的燃料。燃料儲存單元儲存額外 的燃料，並且可在耗盡後項時提供給裝置。再生單元可將 一個或一個以上反應生成物處理成爲燃料，其中反應生成 物係在裝置中所發生的電氣化學反應所產生的反應生成物 。本發明中會進一步提供關於再生型燃料電池1404的結構 及運作的額外詳細説明。 通訊裝置1406可被建構成響應自一來源所接收的資料， 以負責將來自於能源1402和再生型燃料電池1404的一個或 另一個的電源供應給一個或一個以上負載1408(1)， 1408(2)，···，l4〇8(n)。在一項實施中，在發生第一特定狀況 後，通訊裝置1406可運作嚙合再生型燃料電池1404，以供 電給一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，·..，1408(n)，並且 可運作解除嚙合能源1402，以停止供電給一個或一個以上 負載1408(1)，1408(2)，.··，1408(n)。在這個實施中，在發生第 二特定狀況後，通訊裝置1406可被進一步建構成運作重新 嚙合能源1402，以供電給一個或一個以上負載1408(1)， 14〇8(2)，..·，1408(n)，並且可運作解除嚙合再生型燃料電池 1404，以停止供電給一個或一個以上負載1408(1)， 1408(2)，···，I408(n)。基於討論用途，詞組「通訊裝置」包 括這個範圍内的控制器，其可能使用硬體、軟體或軟硬體 組合來實施。 一個或一個以上f載1408(1)，1408(2)，··.，1408(n)都可能是 消耗電力的任何系統或裝置，包括但不限於，建築物、運 輸工具或家庭中的空氣調節裝或暖氣系統；消費性裝置， __ -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（38 ) 如冰箱；或電腦設備，如電腦、伺服器、工作站、塢接台 (docking station)、印表機等等。 一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，.··，1408(n)都可能是 能源使用狀況系統、保全系統、環境保護系統、商用裝置 、消費者裝置、產業裝置、製造裝置、運輸工具、汽車、 卡車、拖車、家庭旅遊車、摩托車、智慧型設備、家用設 備、引擎、電腦、電信設備、蜂巢式基地台、分散式終端 機、感測器、位於運輸工具上的機上電氣裝置或任何電氣 動力型裝置。 連結 1410a，1410b，1410c，1410d，1410e都可能是任何的 通訊媒體，或是能將傳輸電力的媒體，包括一個或一個以 上無線連結，如藍芽；或一個或一個以上有線連結，如由 一個或一個以上電腦網路（如網際網路）所組件的連結。在 一項實施中，一個或一個以上連結1410a，1410b，1410c， 1410d，1410e還能夠單向或雙向傳輸資料。 例如，一個或一個以上連結可能是選自下列群組的無線 連結，包括：蜂巢式連結、數位蜂巢式連結、GSM (Global System for Mobile communication ;行動通信全球定位系統）連 結、PCS (personal communications services ;個人通訊服務）連 結、PDC (personal digital cellular ;個人數位蜂巢）連結、無 線型通訊連結或衛星通訊連結。一個或一個以上無線連結 均可採用無線應用通訊協定（wireless application protocol ; WAP)或藍芽無線技術標準（Bluetooth wireless technology standard)，以傳送及接收資料。 ___ -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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508863 A7 __ B7 五、發明説明（39 ) 一個或一個以上連結可能是選自下列群組的有線連結， 包括：區域網路（LAN)連結、廣域網路（WAN)連結、ISDN (integrated services digital network ;整合服務數位網路）連結 、DSL (digital subscriber line ;數位用户線路）連結、xdsl (ADSL，HDSL，RADSL)連結、網際網路電纜線連結、有線 數據機連結、PPP (Point_to-Point Protocol ;點對點耗電量）連 結、數據機、電話連結或電氣線路。 第一及第二特定狀況均可能是任何狀況，包括但不限於 依據時段、來自於能源1402的電價、來自於再生型燃料電 池1404的電價、來自於能源1402與再生型燃料電池14〇4之 電源之間的相對電價、排定的負載使用狀況週斯等等。 在一項實施中，連結1410 a係用來將關於能源1402的時段 電價的資料傳達給通訊裝置1406。通訊裝置14〇6可被建構 成響應這個資訊，以便於來自於能源14〇2的電源非常昂貴 的尖峰使用量期間，運作喝合再生型燃料電池1404，以供 電給一個或一個以上負載14〇8(1)，1408(1)，.··，1408(n),及/或 運作解除嚙合能源1402，以停止供電給一個或一個以上負 載。通訊裝置1406還可被建構成，於來自於能源14〇2的電 源較便宜的離峰使用量期間，運作嘴合能源14Q2，以供電 給一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，··.，1408⑻，及/或運 作解除嚙合再生型燃料電池1404，以停止供電給一個或一 個以上負載1408⑴，1408(2)，··，l4〇8(n)。於這些離峰使用量 期間’能源1402也可供電給再生型燃料電池14〇4内的再生 單元’以將一個或一個以上反應生成物處理成燃料，以於 _____-42- 本紙張尺度適用中國國家^^(CNS) A4規格(21〇X297公釐) 〜一
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508863 A7 B7 五、發明説明（40 ) 尖峰使用量期間供再生型燃料電池1404使用。 前述的優點爲，因爲於電源較便宜的離峰使用量期間， 可利用來自於能源1402的能源（以產生供再生型燃料電池 1404使用的燃料），然後於電源較貴的尖峰使用量期間，利 用來自於再生型燃料電池1404的能源1402以供電給一個或 一個以上負載，所以可實現節省成本。 圖14B顯示根據本發明之電源管理系統的另一具體實施 例方塊圖，其中與圖14A相比，相同的元件係使用相同的 識別數字標示。在這個具體實施例中，能源1402供電給再 生型燃料電池1404内的再生單元（圖中未顯示）。在一項實 施中，於運作解除嚙合再生型燃料電池1404，以停止供電 給一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，...，1408(n)的時段期 間内，能源1402供電給再生型燃料電池1404内的再生單元 。在另一項實施中，於運作嚙合能源1402，以供電給一個 或一個以上負載1408(1)，1408(2)，...，1408(n)的時段期間内， 能源1402供電給再生型燃料電池1404内的再生單元。在一 項實施實例中，於運作嚙合能源1402，以供電給一個或一 個以上負載1408(1)，1408(2)，...，1408(n)的離峰使用量時段期 間内，能源1402供電給再生型燃料電池1404内的再生單元。 圖14C顯示根據本發明之電源管理系統的另一具體實施 例方塊圖，其中與圖14A至14B相比，相同的元件係使用相 同的識別數字標示。在這個具體實施例中，提供記憶體 1414，通訊裝置1406可透過連結1416存取這個記憶體。記 憶體1414内可儲存代表一個或一個以上參數或規則的資料 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
508863 A7 _____ B7 五、發明説明（41 ) 。通訊裝置1406可被組態成響應這些一個或一個以上參數 或規則，以運作嚙合能源1402和再生型燃料電池1404的一 個或另一個，以供電給一個或一個以上負載 1408(2)，·.·，1408(n)。或者，或此外，通訊裝置14〇6還可被組 態成響應這些一個或一個以上參數或規則，以運作解除嚙 合能源1402和再生型燃料電池1404的一個或另一個，以停 止供電給一個或一個以上負載i4〇8(l)，1408(2)，·..，1408(n)。 通訊裝置1406可被建構成擷取來自於能源14ι4和再生型 燃料電池1402的一個或一個以上規則或參數。在此情況下 ，連結1410a除了能夠運載來自於能源14〇2的電力以外，應 還能夠運載數位資料。或者，通訊裝置1406可從外部來源（ 圖中未顯示）擷取這個資訊，並儲存於記憶體1414中。在一 項實施中，可從網際網路上的所選網站取得這個資訊。在 這個實施中，通訊裝置1406可被建構成登入網際網路、從 所選網站擷取資訊以及將資訊儲存於記憶體1414中。再者 ，用來存取所選網站的連結可能是能夠運載數位資料的無 線、有線或其他連結。 通訊裝置1406可被建構成擴取來自於一個或一個以上負 載1408(1)，1408(2)，···，1408(n)的一個或一個以上規則或參數 。在此情況下，連結HlOc，1410d，1410e除了能夠運載來 自於能源1402和再生型燃料電池1404的一個或另一個的電 力以外，應還能夠運載數位資料。 此外，通訊裝置1406還可被建構成透過連結1410c，1410d ，1410e來調整一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，·.·， -44 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
裝 ij •k 508863 A7 B7 五、發明説明（42 ) 1408(n)的電源需求。 在一項實施中，一個或一個以上負載1408(1)，1408(2)，··.， 1408(n)是智慧型裝置，並且會擴取來自於一個或一個以上 智慧型裝置的一個或一個以上規則或參數，並儲存於記憶 體1414中。 一個或一個以上規則或參數可能源自於多重來源。例如 ，可從能源1402獲取關於來自於能源1402之電源的時段定 價資訊，以及可從負載取得關於該負載排定使用量週期的 資訊。這個資訊可儲存在記憶體1414中，並且用來決定何 時及如何供電給負載。在一項組態中，通訊裝置1406被建 構成在下列情況下運作嚙合再生型燃料電池1404，以供電 給負載：（1)當時段定價資訊指出來自於能源1402的電力非 常筇貴的尖峰使用期間；以及（2)來自於負載的排程資訊指 出負載的使用期間。在這個組態中，通訊裝置1406可被建 構成在下列情況下運作嚙合能源1402，以供電給負載：（1) 當時段定價資訊指出來自於能源1402的電力較便宜的尖峰 使用期間；以及（2)來自於負載的排程資訊指出負載的使用 期間。在這個組態中，當排程資訊指出負載的非使用期間 時，會運作解除嚙合能源1402和再生型燃料電池1404的一 個或另一個，以停止供電給負載。 圖14D顯示根據本發明之電源管理系統的另一具體實施 例方塊圖，其中與圖14A至14C相比，相同的元件係使用相 同的識別數字標示。在這個組態中，還會提供使用者輸裝 置1418，用以輸入一個或一個以上規則或參數。一個或一 __'_-45-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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個以上規則或參數可能由通訊装置1406負載接收並儲存於 圮憶體1414中，以在用如上文所述的方法來管理能源14〇2 和再生型燃料電池14〇4的一個或另一個所供應的電力時使 用（單獨使用，或與來自於其他來源的一個或一個以上規 則或參數一起使用）。 在一項實例中，可從個人電腦將一個或一個以上規則輸 至通訊裝置1406。例如，一個或一個以上規則可指定如 冰箱之類的特定消費性裝置在34下下運作，直到能源· (叙汉疋供私給冰箱的主電源）超過18彡/千瓦時，在這個情 况下’冰箱在36Τ下運作，除了每星期-家庭成員通常來 訪的時段以外，在這段時間，冰箱在32下下運#。例如， :或個以上規則還可指定，如果來自於能源丨4〇2的主 %源格超過220 /千瓦時，應切換至再生型燃料電池 以供電給冰箱。通訊裝置14〇6可響應這些一個或一個以上 規則，以在能源1402與再生型燃料電池14〇4之間切換以供 I給=箱，並且還可調整冰箱的運作溫度（其決定冰箱的 電力需求）。這個實例僅僅是解説根據本發明之電源管理 系統的應用，而不應視爲限制本發明。 輸入裝置可能是允許使用者輸入資料的任何裝置，包括 但不限於鍵盤、觸控式螢幕、小型鍵盤、指標裝置、輸入 裝m光筆、遙控裝置、採用快速按㈣裝置或任 何其他相關的輸入裝置。 輸入裝置進-步可能是語音啓動式電腦、射頻㈣發射 L__ ____-46 本纸張尺度適用中@目家標準(CNS) A4規格(細Χ297公爱)- 奋、行動電話或手機、個人數位助理(pda)、耦合至記憶 -46 508863 A7 __B7_._ 五、發明説明（44 ) 體的處理器、大型主機、伺服器系統、電腦、膝上型電腦 、攜帶型電腦、傳眞機、電話、視訊電話或類似的裝置。 在一項實施中，輸入裝置可進一步包括圖形使用者介面 ，這是網際網路web瀏覽器。輸入裝置可進一#包括語音 辨識系統，用以接收使用者對麥克風説話的語音資訊，並 且將語音資訊轉譯成數位資訊。 在一項具體實施例中，通訊裝置1406被建構成追蹤能源 1402和再生型燃料電池1404的一個或另一個或兩者的電源 使用狀況資訊。
圖15A顯示通訊裝置1406的實施圖，其中與圖14A至14D 相比，相同的元件係使用相同的識別數字標示。在這個實 施中，邏輯1422透過連結1416耦合到記憶體1414。邏輯1422 可能是硬體、軟體或軟硬體組合。在一項實例中，邏輯 1422是微處理器，其被建構成執行儲存於記憶體中的一連 串指令，其中記憶體可能是記憶體1414或其他記憶體。在 另一項實例中，邏輯1422包括具體化最後狀態機器的一個 或一個以上非同步積體電路（ASIC)。在另一項實例中，邏 輯1422是數位信號處理器（DSP)，其被建構成執行儲存於記 憶體中的指令，其中記憶體可能是記憶體1414或其他記憶 體。記憶體1414可能是能夠儲存數位資料的任何裝置，包 括但不限於RAM，ROM，EPROM，EEPROM，快閃記憶體， PROM，磁碟，軟碟，硬碟，CD-ROM，DVD等等。 在這個實施中，通訊裝置1422可被建構成透過連結 1410a(2)自能源1402擷取一個或一個以上規則或參數，該連 -47- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
裝 508863 A7 B7 五、發明説明（45 ) - 結能夠運載數位資料，益將之並儲存於記憶體1414中。< 者，或此外，邏輯1422可被建構成透過連結14102^)自負載 1408(i)擷取一個或一個以上參數，該連結能夠運載數位資 料，並將之並儲存於記憶體1414中。或者，或此外，邏輯 1422可被建構成透過連結1426自外部來源1428擴取—個< 一個以上規則或參數，該連結能夠運載數位資料，並將之 並儲存於記憶體1414中。外部來源1428可能是但不限於、網 際網路上的網站。或者，或此外，邏輯1422可被建構成透 過連結1410z(l)來控制負載1408(i)的電力需求。 邏輯1422被組態、成響應這些一個或一個以上參數或規則 ，以運作嚙合或解除嚙合與負載1408(i)有關之能源14〇2和 再生型燃料電池1404的一個或另一個，或調整負載 的電力需求。如果運作鳴合與負载1408(i)有關的能源14〇2 ，則會透過連結1410a(l)將來自於能源14〇2的電力供應給邏 輯1422，並且透過連結I410z(2)將電力從邏輯1422供應给負 載1408(i)。如果運作嚙合與負載i4〇8(i)有關的再生型燃料 電池1404，則會將來自於再生型燃料電池14〇4的電力（可能 是直流電）供應給邏輯1422，然後供應給直流交流轉換器 1424，用以將來自於再生型燃料電池14〇4的直流電轉換成 交流電。然後，透過連結1410z(3)將來自於直流交流轉換 器1424的交流電供應給負載i4〇8(i)。 圖15A顯示通訊裝置1406的第二實施圖，其中與圖15B相 比，相同的元件係使用相同的識別數字標示。在這個實施 中，通訊裝置1406(以代替連至外部來源1428的連結1426， ______-48- 本紙張尺度適用中國國家^準(CNS) A4規格(21〇X297公釐)、 -— '
裝 訂
508863 A7 B7 五、發明説明（46 ) 或除了連結1426以外）包括使用者輸入裝置1418，其被組態 成允許使用者輸入一個或一個以上規則或參數，並透過連 結1420將之提供給邏輯1422。一旦邏輯1422接收到一個或 一個以上規則或參數，就可透過連結1416將之提供給記憶 體1414。然後，可使用這些一個或一個以上規則或參數（單 獨使用’或與來自於其他來源的一個或一個以上規則或參 數一起使用），以運作嚙合或解除嚙合與負載1408(i)有關 之能源1402和再生型燃料電池1404的一個或另一個，及/或 調整負載1408(i)的電力需求。 通訊裝置1406的實施也可能是前述的組合或變化。例如 ，再生型燃料電池1404可輸出交流電，在此情況下，可省 略直流交流轉換器1424，並且當運作嚙合再生型燃料電池 1404時，將其產生的交流電直接供應給負載1408(i)。或者 ，負載1408(i)可能只需要直流電，並且再次，當運作嚙合 再生型燃料電池1404時，將其產生的直流電直接供應給負 載1408(i)。另外，還可實施由邏輯1422接收來自於已指示 之來源的其中一個、多個或任何組合來源的一個或一個以 上規則或參數：其中來源包括：能源1402、負載1408(i)、 外部來源1428或輸入裝置1418。此外，還可實施由邏輯 1422接收來自於再生型燃料電池1404的一個或一個以上規 則或參數。 另外，可實施由通訊裝置1406分別控制供電給一個或一 個以上負載1408(1)，1408(2)，...，1408(n)的電源。在此類實施 中，可由通訊裝置1406負責分別維護每個負載的規則或程 -49- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） α 裝 訂
508863 A7 B7 五、發明説明（47 ) 序，並且可爲每個負載提供各自的能源1402和再生型燃料 電池1404。規則或程序可用來分別驅動用以運作嚙合或解 除嚙合與負載有關之一個或一個以上能源1402和再生型燃 料電池1404，及/或調整負載電力需求的處理程序。 圖16顯示再生型燃料電池1404具體實施例的方塊圖。如 圖所示，燃料電池包括裝置1620、選擇性反應生成物儲存 單元1622、再生單元1624、燃料儲存單元1626及選擇性第 二反應物儲存單元1628。接著，裝置1620包括一個或一個 以上電池，每個電池都具有界定電池内腔範圍的電池主體 ，以及位於每個電池内腔中的陽極和陰極。電池可能以並 聯或串聯方式耦合。在一項實施中，以串聯方式耦合電池 以構成電池組。 電池内腔中的陽極係由儲存在燃料儲存單元1626中的燃 料所組成。在裝置1620的電池内腔内，發生電氣化學反應 ，藉由陽極釋出電子，並形成一個或一個以上反應生成物 。這個處理程序會漸漸消耗陽極。釋出的電子從負載流動 至陰極，藉由與第二反應物儲存單元1628或其他來源的反 應物發生化學反應。透過負載流動的電子引發電池電壓。 當以串聯方式耦合電池時，電池的電壓和構成裝置1620的 輸出。 然後，可將一個或一個以上反應生成物提供給選擇性反 應生成物儲存單元1622或其他目的地。然後，可將來自於 選擇性反應生成物儲存單元1622或其他來源的一個或一個 以上反應生成物提供給再生單元1624，以從一個或一個以 -50-、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 508863 A7 B7 五、發明説明（48 ) 上反應生成物再生燃料及第二反應物。然後，可將燃料提 供給燃料儲存單元1626，並將第二反應物提供給選擇性第 二反應生成物儲存單元1628或其他目的地。 在一項具體實施例中，燃料電池是鋅/空氣燃料電池， 其中陽極係由鋅（Zn)粒子所組成，並且儲存於燃料儲存單 元1626中的燃料係由滲入氫氧化鉀（KOH)電解液中的液態 鋅粒子所組成。在這個具體實施例中，第二反應物是來自 於大氣的氧氣。在這個具體實施例中，由於第二反應物係 來自於大氣，所以不需要使用選擇性第二反應生成物儲存 單元1628。可透過電池内腔來維護燃料鋅粒子的重新循環 流程，以便將KOH運送至特定陽極，並重新補給這些陽極 。由於氫氧化_接觸到鋅陽極，因而會在陽極發生下列化 學反應：
Zn + 40H- ^ Zn(OH)24- + 2e* (1) 兩個釋出的電子從負載流動至陰極，因而在陰極發生下 列化學反應： j02 + 2e' + H20 20H' (2) 反應生成物是鋅酸鹽離子Zn(OH^_，其可溶解於反應溶液 KOH中。發生在電池内腔中的整個化學反應是兩個反應（1) 與（2)妁化合。這個化合反應可用下列式子表示：
Zn + 20H· + j 〇2 + H20 ^ Zn(OH)^ (3) 或者，依據下列化學反應，可允許鋅酸鹽離子Zn(；OHt沈 澱第二反應物氧化鋅ZnO :
Zn(OH)24- + ZnO + H20 + 20H· (4) -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐） 裝 訂
508863 A7 B7 五、發明説明（49 ) 在此情況下，發生在電池内腔中的整個化學反應是三個 反應（1)、（2)與（4)的化合。整個反應可用下列式子表示：
Zn + |〇2 ^ ZnO (5) 在現實狀況下，化學反應（4)或（5)產生大約1.4V的電壓 電位。有關鋅/空氣電池具體實施例的額外資訊，請參閱 美國專利案號5,952，117 ; 6，153,329 ;及6，162,555，其内容 以提及方式全文拼入本文。 可將反應生成物Zn(OH〇t (可能是ZnO )提供給反應生成物 儲存單元1622。然後，再生單元1624可重新處理這些反應 生成物以產生氧氣（被釋放至大氣中），以及產生鋅粒子（ 被提供給燃料儲存單元1626)。可依據下列整個化學化應發 生將鋅酸鹽離子Zn(OH^"再生成爲鋅： 7n(OH)^~ Zn + 20H~ + H?0 + 全 〇2 (6) 可依據下列整個化學化應發生將氧化鋅ZnO再生成爲鋅： ΖηΟ ; Ζη + |· 02 (7) 在燃料電池的第二具體實施例中，在電池内所發生之電 氣化學反應中使用的燃料是氫，第二反應物是氧，並且反 應生成物是水。在這個具體實施例中，氫燃料是在燃料儲 存單元1626中維護，但是可省略第二反應生成物儲存單元 1628，並且可從大氣中取得在電池内之電氣化學反應中使 用的氧。此外，可省略反應生成物儲存單元1622，並且直 流丟棄單元所排出的水。之後，再生單元1624可從其他來 源（如自來水）將水再生成氫和氧。然後，燃料儲存單元 1622内儲存氫，並將氧直接釋出至大氣中。 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） A7
相對於如鉛酸電池之類的傳统能量或電源，燃料電池的 優點爲可更高效率且更緊密地提供長期的備用電源。這個 優點是因爲能夠使賴料電池内所料的燃料來給燃料電 補-燃料’並且藉由再生單元來從反應生成物再生燃料 。例如，就鋅/空氣燃料電池而言，可提供能量的持續時 間只會受到最初提供於燃料错存單㈣的燃料量的限制， 並且可伙產生的反應生成物再生燃料。 還可包括前述的任何組合 圖17顯示根據本發明之作業方法具體實施例的流程圖。 如上文所述，於步驟17。2,從—來源自接收資料，其中資 料來源可能是能源、再生型燃料電池、_個或_個以上負 載、使用者輸入裝置或如網際網路網站之類的外部來源。 資料可代表-個或-個以上規則或程序。步驟·接在步 驟1702之後。於步驟m2，管理來自於能源及再生型燃料 電池的-個或另-個的電源，以響應該資料。這個步驟可 包括響應該資料，以運作鳴合能源和再生型燃料電池的一 個或另一個’以供電給—個或一個以上負冑。它可包括響 應忒貝料’以運作解除嚙合能源和再生型燃料電池的一個 或另-個，以停止供電給_個或一個以上負載。它可包括 響應該資料’以調整-個或一個以上負載的電源需求。它 在-項實施實例中，於來自於能源的電源料昂貴的尖 峰使用量時段期間，運作嚙合再生型燃料電池，以供電給 -個或-個以上負貞。於來自於能源的電源較便宜的離峰 使用量時段期間，運作嚙合能源，以供電給一個或一個以 _ 53 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公愛) ---- 508863 A7 B7五、發明説明（51 ) 上負載。於離峰使用量時段期間，還可使用能源來驅動再 生型燃料電池内的再生單元。 在這個實施中，用來驅動處理程序的資料可能是從能源 、再生型燃料電池、使用者輸入裝置或如網際網路網站之 類的外部來源所接收到的時段定價資訊。 雖然已顯示及説明具體實施例、實施及實施實例，但是 應明白在本發明的範疇内還有許多具體實施例、實施及實 施實例。因此，並不限制本發明，而是依據隨附的申請專 利範圍及其同等物。 裝 訂 線 -54- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
Claims (1)
- 508863 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種電源管理系統，包括： (a) —再生型燃料電池；以及 (b) —控制器’其被建構成（1)接收來自於一來源的資 料；以及（2)響應該資料進行管理，以將來自於一 能源及該再生型燃料電池的一個或其他電源供應 給一個咸一個以上負載。 2 ·如申請專利範園第1項之系統，其中該控制器被建構 成響應該資料，以運作鳴合該能源和該再生型燃料電 池的一個或另一個，以供電給一個或一個以上負載。 3 .如申請專利範圍第1項之系統，其中該控制器被建構 成響應該資料，以運作解除嚙合該能源和該再生型燃 料電池的一個或另一個，以停止供電給一個或一個以 上負載。 4.如申請專利範圍第3項之系統，其中該控制器被建構 成響應該資料，以調整一個或一個以上負載的電源需 求。 ％ Μ如申請專利範圍第1項之系統，其中該再生型燃料電 池包括··一燃料儲存單元，用以儲存燃料；一燃料電 池，用以利用電氣化學使燃料與一第二反應物發生： 學反應，以釋出電力，·一反應生成物儲存單元，用以 儲存？K化學反應所產生的反應生成物；一燃料再生單 元，用以利用電氣化學將反應生成物還原成燃料。早 -55-508863 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6 .如申請專利範圍第5項之系統，其中該再生型燃料電 池進一步包括一第二反應物儲存單元。 7 .如申請專利範園第5項之系統，其中該燃料是氫。 8 ·如申請專利範圍第5項之系統，其中該燃料是鋅。 9·如申請專利範圍第5項之系統，其中該第二反應物是氧。 10·如申請專利範圍第1項之系統，其中該能源被建構成 響應該資料，以供應主電源給一個或一個以上負載。 11 ·如申請專利範圍第1 〇項之系統，其中該再生型燃料電 池被建構成響應該資料，以供應備用電源給一個或一 個以上負載。 12.如申請專利範圍第1項之系統，其中該再生型燃料電 池被建構成響應該資料，以供應主電源給一個或一個 以上負載。 13·如申請專利範圍第12項之系統，其中該能源被建構成 響應该資料’以供應備用電源給一個或一個以上負載。 14. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該資料來源是電源。 15, 如申請專利範圍第1項之系統，其中該資料來源是一 個或一個以上負載。 16 ·如申请專利範圍第1項之系統，其中該資料來源是使 用者輸入裝置。 17·如申請專利範圍第1項之系統，其中該資料來源是外 部裝置。 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNs) A4規格(210 X 297公釐） A8 B8其中該控制器進一步 0 其中該資料代表一個 18’如申請專利範圍第1項之系統， 包括一記憶體，用以儲存該資料 19·如申請專利範圍第1項之系統， 或一個以上規則或程序。 2〇.如申請專利範圍第1項之手 , /、无其中孩控制器被建構 成，於尖峰使用量期間運作鳴合該再生型燃料電池， ::供電給-個或一個以上負載，以及於離峰使用量期 3運作嚙合該能源，以供電给—個或一個以上备載。 21·:申請專利範圍第20項之系統，其中該控制器被建構 成，於離峰使用量期間運作解除鳴合該能源，以停止 供電给-個或一個以上負載，以及於尖峰使用量期間 運作解除嘴合該再生型燃料電池，以停止供電給一個 或一個以上負栽。 该方法包括 22’ 一種供電給一個或一個以上負載的方法 下列步驟： ⑷接收來自於一來源的資料； 能源及一再生型燃 ’以供電給一個或 (b)響應該資料，以管理來自於— 料電池的一個或另一個的電源 一個以上負載。 23.如申請專利範圍第22項之 括響應該資料，以運作鳴 池的一個或另一個，以供 方法’其中該方法進一步包 合一能源和一再生型燃料電 電給一個或一個以上負載。 -57-508863 A8 B8 C8 D8 六 、申請專利範圍24·如申请專利範圍第22項之方法’該方法進一步包括塑 應該資料，以運作解除嚙合一能源和/再生型燃料電 池的一個或另一個，以停止供電给_個或_個以上負 載。 、 25.如申請專利範圍第22項之方法，其中該資料代表一個 或一個以上規則或參數。 26·如申請專利範圍第22項之方法，該方法進一步包括接 收來自於該能源的資料。 裝 27·如申請專利範圍第22項之方法，該方法進一步包括接 收來自於該一個或一個以上負載的資料。 28. 如申凊專利範圍第22項之方法，該方法進一步包括接 收來自於一使用者輸入裝置的資料。 29. 如申请專利範圍第22項之方法，該方法進一步包括接 收來自於一外部來源的資料。 線 30. 如申請專利範圍第29項之方法，其中該外部來源是網 際網路網站。 31·如申請專利範圍第22項之方法，該方法進一步包括將 該資料儲存於一記憶體中。 32·如申請專利範圍第22項之方法，該方法進一步包括， 於離峰使用量期間運作嚙合該能源，以供電給一個或 一個以上負載，以及於尖峰使用量期間運作嚙合該再 生型燃料電池，以供電給一個或一個以上負載。 -58- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 508863 A BCD 申請專利範圍 33. 如申請專利範圍第32項之方法，該方法進一步包括， 於尖峰使用量期間運作解除嚙合該能源，以停止供電 給一個或一個以上負載，以及於離峰使用量期間運作 解除嚙合該再生型燃料電池，以停止供電給一個或一 個以上負載。 34. 如申請專利範圍第32項之方法，該方法進一步包括於 離峰使用量期間供電給該再生型燃料電池的再生單元 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐）
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