MXPA01012269A - Sistemas y metodos de energia de celda de combustible para controlar un sistema de energia de celda de combustible. - Google Patents

Sistemas y metodos de energia de celda de combustible para controlar un sistema de energia de celda de combustible.

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Abstract

Se proveen sistemas y metodos de energia de celda de combustible para controlar un sistema de energia de celda de combustible; de acuerdo con un aspecto, un sistema de energia de celda de combustible incluye una pluralidad de celdas de combustible acopladas electricamente con multiples terminales y configuradas individualmente para convertir energia quimica en electricidad; y un sistema de control digital configurado para al menos uno de controlar y monitorear una operacion de las celdas de combustible; otro aspecto provee un metodo para controlar un sistema de energia de celda de combustible que incluye proveer una pluralidad de celdas de combustible configuradas individualmente para convertir energia quimica en electricidad; acoplar electricamente la pluralidad de celdas de combustible; proveer una primera terminal acoplada con las celdas de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con las celdas de combustible; y acoplar un sistema de control digital con las celdas de combustible para al menos uno de monitorear y controlar una operacion de las celdas de combustible.

Description

SISTEMAS Y MÉTODOS DE ENERGÍA DE CELDA DE COMBUSTIBLE PARA CONTROLAR UN SISTEMA DE ENERGÍA DE CELDA DE COMBUSTIBLE CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a sistemas y métodos de energía de celda de combustible para controlar un sistema de energía de celda de combustible.
TÉCNICA ANTECEDENTE Las celdas de combustible son conocidas en la técnica. La celda de combustible es un dispositivo electroquímico que hace reaccionar hidrógeno, y oxígeno, que se suministra normalmente desde el aire ambiente, para producir electricidad y agua. El procedimiento básico es altamente eficiente y las celdas de combustible alimentadas directamente por hidrógeno son sustancialmente libres de contaminación. Además, debido a que las celdas de combustible se pueden ensamblar en pilas de varios tamaños, se han desarrollado sistemas de energía para producir una amplia gama de niveles de salida de energía eléctrica y por consiguiente se pueden utilizar en numerosas aplicaciones industriales.
Aunque los procedimientos electroquímicos fundamentales implicados en todas las celdas de combustible son bien entendidos, se ha probado que las soluciones de ingeniería han sido esquivas para hacer confiables a ciertos tipos de celda de combustible, y económicas a otras. En el caso de sistemas de energía de celda de combustible de membrana de electrolito de polímero (PEM) la confiabilidad no ha sido la principal preocupación hasta la fecha, pero ha sido más bien el costo por watt instalado de capacidad de generación. Con el fin de disminuir más el costo por watt de celda de combustible PEM, se ha dirigido mucha atención a incrementar la emisión de energía de la misma. Históricamente, esto ha resultado en sistemas adicionales sofisticados de equilibrio de planta que son necesarios para optimizar y mantener alta emisión de energía de celda de combustible PEM. Una consecuencia de sistemas de equilibrio de planta altamente complejos es que no se gradúan fácilmente a aplicaciones de baja capacidad. En consecuencia, los costos, la eficacia, la confiabilidad y los gastos de mantenimiento se afectan todos de manera adversa en aplicaciones de baja generación. Es bien sabido que las celdas de combustible de una sola PEM producen un voltaje útil de únicamente aproximadamente 0.45 a aproximadamente 0.7 voltios de D.C. por celda bajo una carga. Se han construido plantas prácticas de celda de combustible PEM a partir de celdas apiladas juntas de manera que están conectadas eléctricamente en serie. Además se sabe bien que las celdas de combustible PEM pueden operar a niveles de emisión de energía más elevados cuando se hace disponible humidificación complementaria a la membrana de intercambio de protones (electrolito). A este respecto, la humidificación disminuye la resistencia de las membranas de intercambio de protones al flujo de protones. Para lograr esta humidificación incrementada, se puede introducir agua complementaria en las corrientes de hidrógeno u oxígeno mediante varios métodos, o más directamente a la membrana de intercambio de protones por medio de fenómeno físico conocido como formación de mecha, por ejemplo. Sin embargo, el foco de investigación, ha sido en años recientes desarrollar ensambles de electrodo de membrana (MEA) con emisión de energía mejorada que se incrementa cuando opera sin humidificación complementaria. El poder operar una MEA cuando está auto-humidificada es ventajoso debido a que disminuye la complejidad del equilibrio de planta con sus costos asociados. Sin embargo, la auto-humidificación ha resultado hasta la fecha en celdas de combustible que operan a densidades de corriente más bajas y por lo tanto, a su vez, ha resultado en que se requieren más de estos ensambles con el fin de generar una cantidad dada de energía. Aunque las celdas de combustible PEM de varios diseños han operado con grados variables de éxito, también tienen desventajas que las han alejado de su utilidad. Por ejemplo, los sistemas de energía de celda de combustible PEM tienen típicamente un número de celdas de combustible individuales que están conectadas eléctricamente en serie (apiladas) juntas de manera que el sistema de energía puede tener un voltaje de salida incrementado. En esta disposición, si una de las celdas de combustible en la pila falla, ya no contribuye voltaje y energía. Una de las fallas más comunes de dichos sistemas de energía de celda de combustible PEM es en donde un ensamble de electrodo de membrana (MEA) se vuelve menos hidratado que otros MEAs en la misma pila de celda de combustible. Esta pérdida de hidratación de membrana incrementa la resistencia eléctrica de la celda de combustible afectada, y por lo tanto resulta en que se genera más calor de desperdicio. A su vez, este calor adicional seca el ensamble de electrodo de membrana. Esta situación crea una espiral de hidratación negativa. El sobrecalentamiento continuo de la celda de combustible puede provocar que se invierta la polaridad de la celda de combustible afectada de manera que ahora empieza a disipar energía eléctrica del resto de las celdas de combustible en la pila. Si esta condición no se rectifica, el calor excesivo generado por la celda de combustible que falla puede provocar que el ensamble de electrodo de membrana se perfore y por lo tanto se fugue hidrógeno. Cuando ocurre esta perforación la pila de celda de combustible se debe desensamblar completamente y repararse. Dependiendo del diseño de pila de celda de combustible que se utilice, esta reparación o reemplazo puede ser una actividad costosa, y que consume tiempo. Además, los diseñadores han buscado desde hace mucho un medio por el cual las densidades de corriente en celdas de combustible PEM auto humidificadas se pueda mejorar mientras simultáneamente no se incrementan los requerimientos de equilibrio de planta para estos mismos dispositivos.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Las modalidades preferidas de la invención se describen enseguida con referencia a los siguientes dibujos que se anexan. La figura 1 es una vista en perspectiva de una modalidad de un sistema de energía de celda de combustible de acuerdo con la presente invención. La figura 2 es una representación ilustrativa de un sistema de control acoplado con componentes del sistema de energía de celda de combustible. La figura 3 es una vista en perspectiva despiezada de una configuración de un cartucho de celda de combustible del sistema de energía de celda de combustible. La figura 4 es una representación esquemática de una modalidad de circuitería acoplada con varias celdas de combustible del cartucho de celda de combustible. La figura 5 es un diagrama de bloque funcional de una configuración del sistema de control del sistema de energía de celda de combustible.
La figura 6 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de análisis de cartucho del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. La figura 7 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de válvula auxiliar del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. La figura 8 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de ventilador del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. La figura 9 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de interfaz del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. La figura 10 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de puerto externo del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. La figura 11 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de análisis de sistema del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. La figura 12 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de detector del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados.
La figura 13 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de temperatura de aire del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. La figura 14 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de derivación del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. La figura 15 es un diagrama de bloque funcional de un controlador esclavo de conmutador del sistema de control acoplado con circuitería y componentes asociados. Las figuras 16-16A son una gráfica de flujo que ¡lustra operaciones ilustrativas de un controlador maestro del sistema de control. La figura 17 es una gráfica de flujo que ilustra una operación de encendido ilustrativa del controlador maestro. Las figuras 18-18A son una gráfica de flujo que ilustra operaciones de error ilustrativas del controlador maestro. Las figuras 19-19B son una gráfica de flujo de operaciones ilustrativas del controlador esclavo de análisis de cartucho. Las figuras 20-20A son una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de válvula auxiliar del sistema de control. Las figuras 21 -21 A son una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de ventilador del sistema de control.
La figura 22 es una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de interfaz del sistema de control. La figura 23 es una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de puerto externo del sistema de control. Las figuras 24-24A son una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo del sistema de análisis del sistema de control. La figura 25 es una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de detector del sistema de control. La figura 26 es una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de temperatura de aire del sistema de control. La figura 27 es una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de derivación del sistema de control. La figura 28 es una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de conmutador del sistema de control.
MEJORES MODOS DE LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Y BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN Esta descripción de la invención se presenta para fomentar los propósitos constitucionales de las Leyes de Patente de E.U.A. "para promover el progreso de la ciencia y las técnicas útiles" (Artículo 1 , Sección 8).
Con referencia a la figura 1 , se ilustra una configuración de un sistema de energía de celda de combustible 10. La configuración que se describe del sistema de energía de celda de combustible 10 es ilustrativa y son posibles otras configuraciones. Como se muestra, el sistema de energía de celda de combustible 10 incluye un alojamiento 12 provisto alrededor de una pluralidad de cartuchos 14 de celda de combustible. El alojamiento 12 define un ensamble de sub-rejillas en la modalidad que se describe. El sistema de energía de celda de combustible 10 está configurado para utilizar uno o más cartuchos de celda de combustible 14. Se utilizan doce de dichos cartuchos de celda de combustible 14 en la modalidad del sistema de energía de celda de combustible 10 que se describe en la presente. Como se describe enseguida, los cartuchos de celda de combustible 14 individuales incluyen una pluralidad de celdas de combustible. En la configuración que se describe, los cartuchos de celda de combustible 14 individuales incluyen cuatro celdas de combustible. Dichas celdas de combustible pueden comprender celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero (PEM). En la modalidad que se describe, las celdas de combustible pueden comprender celdas de combustible de ensamble de electrodo de membrana (MEA) o celdas de combustible de ensamble de difusión de electrodo de membrana (MEDA). Los detalles adicionales de una configuración de celdas de combustible y cartuchos de celda de combustible 14 se describen en una solicitud copendiente de Patente de E.U.A. Serie No. 08/979,853, titulada "A Protón Exchange Membrane Fuel Cell Power System" presentada el 20 de noviembre de 1997 que nombra a William A. Fuglevand, Dr. Shiblihanna I. Bayyuk, Dr.
Greg A. Lloyd, Peter D. Devries, David R. Lott, John P. Scartozzi, Gregory M.
Somers y Ronald G. Stokes como inventores, asignada al cesionario de la presente, que tiene el número de caso de abogado WA23-002, e incorporada a la presente por referencia. El alojamiento 12 incluye adicionalmente una interfaz de operador 16. En la presente modalidad la interfaz de operador 16 incluye conmutadores de despliegue 18 y de interfaz 20. La interfaz de operador 16 está configurada para indicar la operación del sistema de energía de celda de combustible 10 y también permite que un operador controle carias funciones del sistema de energía de celda de combustible 10. El despliegue 18 de la interfaz de operador 16 está configurado para emitir una señal perceptible para el ser humano, tal como señales visibles, para indicar la operación del sistema de energía de celda de combustible 10. En la modalidad que se describe, el despliegue 18 comprende una pluralidad de disposiciones de gráficas de barra de diodos que emiten luz (LED) para indicar las condiciones operativas de los cartuchos de celda de combustible 14 respectivos. En una configuración, las disposiciones de gráfica de barras individuales del despliegue 18 indican voltajes altos y bajos de celdas de combustible dentro del cartucho de celda de combustible 14 correspondiente.
Los conmutadores de ¡nterfaz 20 permiten que un usuario controle operaciones del sistema de energía de celda de combustible 10. Por ejemplo, se puede proveer un conmutador de interfaz 20 para permitir que un usuario encienda un sistema de energía de celda de combustible 10. Además, otro conmutador de interfaz 20 puede incluir un conmutador de carga permitida que permite que un usuario aplique energía de manera selectiva desde el sistema de energía de celda de combustible 10 a una carga 20 acoplada con el sistema de energía de celda de combustible 10. Otro conmutador de interfaz 20 puede controlar una función de reinicio de cartucho como se describe enseguida. Con referencia a la figura 2, se muestran algunos componentes del sistema de energía de celda de combustible 10. Los componentes están internos y externos al alojamiento 12 del sistema de energía de celda de combustible 10. Internamente, solamente se muestran tres cartuchos de celda de combustible 14 para propósitos de discusión en la presente. Se proveen más cartuchos de celda de combustible 14 en configuraciones típicas. El sistema de energía de celda de combustible 10 se muestra acoplado con un dispositivo remoto 24. El sistema de energía de celda de combustible 10 está configurado preferiblemente para comunicar con el dispositivo remoto 24. Un dispositivo remoto 24 ilustrativo comprende una estación de control y monitoreo fuera de lugar. El sistema de energía de celda de combustible 10 recibe comunicaciones desde el dispositivo remoto 24 que pueden comprender datos y órdenes. El sistema de energía de celda de combustible 10 también está configurado para emitir datos, peticiones, etc., al dispositivo remoto 24. Los componentes descritos incluyen los cartuchos de celda de combustible 14 plurales y la interfaz de operador 16 discutida anteriormente. Además, el sistema de energía de celda de combustible 10 incluye un sistema de control 30. Una configuración del sistema de control 30 se describe en detalle enseguida. El sistema de control 30 ilustrado está acoplado con un detector de suministro de energía 31 asociado con un suministro de energía 32, y circuitería de carga 34. El sistema de control 30 está acoplado adicionalmente con los cartuchos de celda de combustible 14 y la interfaz de operador 16. Además, el sistema de control 30 está acoplado con un puerto de comunicación 36, el dispositivo conmutador 38 y el detector de corriente 40. El sistema de control 30 está acoplado adicionalmente con un solenoide de purga 42 asociado con una válvula de purga 43. El sistema de energía de celda de combustible 10 descrito incluye un sistema de suministro de combustible 28. El sistema de suministro de combustible 28 se acopla con un suministro de combustible para suministrar combustible a los cartuchos de celda de combustible 14. El combustible ilustrativo comprende gas de hidrógeno en la modalidad que se describe. Pueden ser posibles otros combustibles. El sistema de suministro de combustible 28 descrito incluye una válvula principal 47 y múltiples válvulas auxiliares 45 asociadas con cartuchos de celda de combustible 14 respectivos. La válvula principal 47 controla el flujo de combustible desde el suministro de combustible 23 hacia el sistema de energía de celda de combustible 10. Las válvulas auxiliares 45 controlan el flujo de combustible a cartuchos de celda de combustible 14 respectivos. El sistema de control 30 está acoplado con múltiples solenoides auxiliares 44 de válvulas auxiliares 45 asociadas. El sistema de control 30 está acoplado adicionalmente con un solenoide principal 46 de la válvula principal asociada 47. El sistema de energía de celda de combustible 10 descrito incluye un ensamble de control de temperatura de aire 50. El ensamble de control de temperatura de aire 50 ilustrado incluye un pleno 51 que tiene puertos asociados 52 que corresponden a los cartuchos de celda de combustible 14. Dentro del pleno 51 del ensamble de control de temperatura de aire 50, se proveen un elemento de modificación de temperatura 53, un ventilador 54, detector de temperatura 55 y detector de combustible 61. Un dispositivo de flujo de aire controlable o conducto de aire 56 acopla el pleno 51 al aire ambiente exterior fuera del alojamiento 12. El conducto de aire 56 puede permitir la absorción de aire hacia el pleno 51 así como la expulsión de aire desde el pleno 51. El sistema de control 30 está acoplado con circuitería de control 51 del elemento modificador 53, circuitería de control 48 y circuitería de monitoreo 49 del ventilador 54, circuitería de temperatura 68 asociada con el detector de temperatura 55, circuitería de control 57 del conducto de aire 56, y el calentador 75 del detector de combustible 61.
Un primer detector de combustible 58 se provee dentro del alojamiento 12 y fuera del pleno 51 como se muestra. El primer detector de combustible 58 es operable para monitorear la presencia de combustible dentro del alojamiento 12. Un segundo detector de combustible 61 se provee dentro del pleno 51 para monitorear la presencia de combustible dentro del pleno 51. El sistema de control 30 está configurado para acoplar con circuitería de detección de combustible 64 asociada con detectores de combustible 58, 61. La circuitería de detección de combustible 64 puede acondicionar mediciones que se obtienen de los detectores 58, 61. Los calentadores 74, 75 están acoplados con detectores de combustible 58, 61 respectivos para proveer calentamiento selectivo de los detectores de combustible 58, 61 en respuesta al control del sistema de control 30. Los calentadores 74, 75 son integrales de los detectores de combustible 58, 61 en algunas configuraciones. Una configuración ilustrativa de detector de combustible con un calentador integral tiene la designación TGS 813 disponible de Fígaro Engineering, Inc. Dichos calentadores se proveen preferiblemente en una escala de temperatura pre-definida para asegurar la operación adecuada. Son posibles otras configuraciones de detectores 58, 61. Un detector de temperatura externa 59 se provee fuera del alojamiento 12 en una modalidad. El sistema de control 30 también está acoplado con circuitería de temperatura 67 asociada con el detector de temperatura 59 para monitorear la temperatura exterior. La circuitería de temperatura 67 acondiciona las señales recibidas desde el detector de temperatura 59. El sistema de control 30 está configurado para controlar y monitorear al menos una operación del sistema de energía de celda de combustible 10. Durante la operación, el combustible desde el suministro de combustible 23 se aplica a la válvula principal 47. La válvula principal 47 está acoplada con válvulas auxiliares 45 como se muestra. En respuesta al control desde el sistema de control 30, la válvula principal 47 y las válvulas auxiliares 45 aplican combustible a los cartuchos de celda de combustible 14 respectivos. En respuesta al suministro de combustible, y en presencia de oxígeno, los cartuchos de celda de combustible 14 producen energía eléctrica. Un colector de energía 60 acopla los cartuchos de celda de combustible 14 en series. El colector de energía 60 está acoplado con terminales externas 62, 63 que pueden estar conectadas con una carga externa 22 (se muestra en la figura 1 ): La terminal 62 provee una terminal positiva y la terminal 63 provee una terminal negativa del sistema de energía de celda de combustible 10. El ensamble de control de temperatura de aire 50 aplica oxígeno a los cartuchos de celda de combustible 14 respectivos por medio de puertos 52. Los cartuchos de celda de combustible 14 son operables individualmente para convertir la energía química en electricidad. Como se describe enseguida, los cartuchos de combustible 14 contienen de manera individual múltiples celdas de combustible que tienen individualmente un lado de ánodo y un lado de cátodo. Las válvulas auxiliares 45 aplican combustible a los lados de ánodo de las celdas de combustible. El pleno 51 dirige aire dentro de los lados de cátodo de las celdas de combustible. El ensamble de control de temperatura de aire 50 provee preferiblemente aire que circula dentro de una escala de temperatura predeterminada. Dicho aire que circula puede ser aire exterior y/o aire que se hace circular nuevamente. En la modalidad preferida, el ensamble de control de temperatura de aire 50 provee aire dentro del pleno 51 dentro de una escala de temperatura aproximada de 25 °Celsius a 80 "Celsius. Con las condiciones de encendido del sistema de energía de celda de combustible 10, el elemento de modificación 53 se puede controlar por medio del sistema de control 30 utilizando circuitería de elemento de control 41 para incrementar o disminuir la temperatura del aire presente dentro del pleno 51. El ventilador 54 opera para hacer circular el aire dentro del pleno 51 a los cartuchos de celda de combustible 14 respectivos. La circuitería de control de ventilador 48 y la circuitería de monitor de ventilador 49 se muestran acopladas con el ventilador 54. En respuesta al control desde el sistema de control 30, la circuitería de control de ventilador 48 opera para controlar las velocidades de flujo de aire (por ejemplo, velocidad de rotación) del ventilador 54. La circuitería de monitor de ventilador 49 opera para monitorear las velocidades de flujo de aire reales inducidas mediante el ventilador 54 (por ejemplo, la circuitería 49 puede comprender un tacómetro para configuraciones de ventilador giratorio).
El sistema de control 30 monitorea la temperatura del aire dentro del pleno 51 utilizando el detector de temperatura 55. Durante operación, se genera calor y se emite desde los cartuchos de celda de combustible 14. Por lo tanto, puede ser necesario disminuir la temperatura del aire dentro del pleno 51 para proveer operación eficiente del sistema de energía de celda de combustible 10. En respuesta al control desde el sistema de control 30, el conducto de aire 58 se puede utilizar para introducir aire exterior al pleno 51 y expulsar aire desde el pleno 51 a la atmósfera. El sistema de control 30 comunica con circuitería de control 57 para controlar el conducto de aire 56. En una modalidad, el conducto de aire 56 incluye una pluralidad de aspas y la circuitería de control 57 opera para controlar la posición de las aspas del conducto de aire 56 para introducir de manera selectiva aire exterior hacia el pleno 51. Las aspas del conducto de aire 56 se pueden proveer preferiblemente en una pluralidad de orientaciones entre una posición abierta y una posición cerrada para variar la cantidad de aire fresco exterior que se introduce en el pleno 51 o la cantidad de aire expulsado desde el pleno 51 en respuesta a control desde el sistema de control 30. El aire que circula dentro del pleno 51 puede comprender aire que se hace circular nuevamente y/o aire fresco ambiental. Utilizando el detector de temperatura 59, el sistema de control 30 también puede monitorear la temperatura del aire ambiente alrededor del alojamiento 12. El sistema de control 30 puede utilizar dicha información de temperatura exterior del detector de temperatura 59 para controlar la operación del conducto de aire 56. El detector de temperatura 59 se localiza adyacente al conducto de aire 56 en una modalidad preferida. Como se describe en mayor detalle enseguida, el sistema de control 30 controla las velocidades de flujo de aire del ventilador 54 utilizando la circuitería de control de ventilador 48. La circuitería de monitor de ventilador 49 provee información de velocidad de flujo de aire al sistema de control 30. El sistema de control 30 puede monitorear el voltaje total del sistema que se está suministrando por medio del colector de energía 60 sumando los voltajes de celdas individuales. El sistema de control 30 también puede monitorear la carga eléctrica que se está suministrando por medio del colector de energía 60 utilizando el detector de corriente 40. Con conocimiento del voltaje y carga del colector del sistema, el sistema de control 30 puede calcular el desperdicio de energía térmica y proveer un flujo de aire de enfriamiento deseado. Más específicamente, la eficacia de una o más celdas de combustible se puede determinar dividiendo el voltaje de celda de combustible respectiva por 1.23 (un voltaje máximo teórico de una sola celda de combustible). Se puede determinar una eficacia promedio para todas las celdas de combustible 90 del sistema de energía de celda de combustible 10. La energía restante (la energía no asociada con electricidad) según se determina a partir del cálculo de eficacia es energía térmica de desperdicio. La energía térmica de desperdicio determinada se puede utilizar para proveer un flujo de aire de enfriamiento deseado. El sistema de control 30 controla las velocidades de flujo de aire del ventilador 54 dependiendo de la energía térmica de desperdicio de acuerdo con un aspecto del sistema de energía de celda de combustible 10 descrito. Durante operación de los cartuchos de celda de combustible 14, los diluyentes no de combustible tales como agua de lado de cátodo y constituyentes atmosféricos se pueden difundir desde el lado de cátodo de la celda de combustible a través de un ensamble de electrodo de membrana de la celda de combustible y acumularse en el lado de ánodo de la celda de combustible. Además, también se pueden acumular impurezas en el suministro de combustible suministrado directamente al lado de ánodo de la celda de combustible. Sin intervención, estos diluyentes pueden diluir el combustible lo suficiente para degradar el rendimiento. De acuerdo con esto, el lado de ánodo de las celdas de combustible individuales está conectado a un múltiple de purga 65. El múltiple de purga 65 está acoplado adicionalmente con la válvula de purga 43. El sistema de control 30 opera de manera selectiva el solenoide de purga 42 para abrir y cerrar de manera selectiva la válvula de purga 43 permitiendo la expulsión de materia tal como diluyentes atrapados y quizá algo de combustible por medio de un escape de purga 66 dentro del alojamiento 12. El sistema de control 30 puede operar para abrir y cerrar de manera selectiva la válvula de purga 43 en una base periódica. La frecuencia de abertura y cierre de la válvula de purga 43 se puede determinar mediante un número de factores, tales como carga eléctrica acoplada con las terminales 62, 63, etc. Aunque no se muestra, se puede acoplar un sistema de recuperación de combustible con el escape de purga 66 para retirar combustible no utilizado para hacerlo circular nuevamente u otros usos. Siguiendo una condición de encendido ya sea alimentada por medio de interfaz o desde el dispositivo remoto 24, el sistema de control 30 controla de manera selectiva el dispositivo conmutador 38 para acoplar el colector de energía 60 con la terminal positiva 62. El dispositivo conmutador 38 puede comprender conmutadores MOSFET paralelos para acoplar de manera selectiva el colector de energía 60 con una carga externa 22. Por ejemplo, el sistema de control 30 cuándo se ha alcanzado una temperatura operativa adecuada dentro del pleno 51 utilizando el detector de temperatura 55. Además, el sistema de control 30 puede verificar que se ha alcanzado al menos una característica eléctrica, tal como voltaje y/o corriente, de los cartuchos de celda de combustible 14 respectivos antes de cerrar el dispositivo conmutador 38 para acoplar el colector de energía 60 con una carga asociada 22. Esto proporciona operación adecuada del sistema de energía de celda de combustible 10 antes de acoplar el colector 60 con una carga externa 22. El suministro de energía 32 incluye suministros de energía que tienen diferentes potenciales de voltaje en la modalidad que se describe. Por ejemplo, el suministro de energía 32 puede proveer un suministro de voltaje de 5-voltios para operar la circuitería digital del sistema de energía de celda de combustible 10, tal como un sistema de control 30. El suministro de energía 32 también puede proveer potenciales de voltaje más elevados, tales como +/- 12 voltios para operación de componentes tales como el ventilador 54 dentro del sistema de energía de celda de combustible 10. Además, el suministro de energía 32 puede incluir componentes de batería que dan energía durante procedimientos de encendido. Después de los procedimientos de encendido, el suministro de energía 32 se puede acoplar con el colector de energía 60 y la energía interna utilizada por el sistema de energía de celda de combustible 10 se puede derivar de la energía eléctrica generada desde los cartuchos de celda de combustible 14. La circuitería de carga 34 se provee para cargar baterías de manera selectiva de suministro de energía 32 utilizando energía desde el colector de energía 60. El sistema de control 30 está configurado para monitorear las condiciones eléctricas de las baterías y los voltajes suministrados del suministro de energía 32 utilizando detectores de suministro de energía 31. El sistema de control 30 puede operar la circuitería de carga 34 para cargar baterías de suministro de energía 32 dependiendo de dichas operaciones de monitoreo. El sistema de control 30 también está acoplado con el puerto de comunicación 36 que provee comunicaciones a un dispositivo externo tal como un dispositivo remoto 24. Un dispositivo remoto 24 ilustrativo comprende un sistema de control externo o sistema de monitoreo fuera de sitio del sistema de energía de celda de combustible 10. El sistema de control 30 puede emitir datos que incluyen peticiones, órdenes, condiciones operativas, etc., del sistema de energía de celda de combustible 10 utilizando el puerto de comunicación 36. Además, el sistema de control 30 puede recibir datos que incluyen órdenes, peticiones, etc., desde el dispositivo remoto 24 utilizando el puerto de comunicación 36. Con referencia a la figura 3, se muestra un cartucho de celda de combustible 14 ilustrativo. Los detalles adicionales del cartucho de celda de combustible 14 se describen en detalle en la Solicitud de patente de E.U.A. Serie No. 08/979,853 incorporada a la presente por referencia anteriormente. El cartucho de celda de combustible 14 que se describe incluye una estructura de distribución de combustible 70 y un ensamble de aplicación de fuerza que incluye múltiples cubiertas de cátodo 71 las cuales obstruyen parcialmente cavidades respectivas que alojan ensambles de electrodo de membrana (MEA) o ensambles de difusión de electrodo de membrana (MEDA) dentro de la estructura de distribución de combustible 70. El cartucho de celda de combustible 14 descrito incluye cuatro celdas de combustible (que se muestran individualmente con el número de referencia 90 en la figura 4). Son posibles otras configuraciones. Las cubiertas de cátodo 71 respectivas cooperan individualmente o de otra manera coinciden una con otra, y con la estructura de distribución de combustible 70. Las aberturas individuales 72 que están definidas por la cubierta de cátodo, definen conductos 73 que permiten que circule el aire desde el pleno 51 al lado de cátodo del ensamble de difusión de electrodo de membrana contenido dentro de la estructura de distribución de combustible 70. La circulación de aire a través del cartucho de celda de combustible 14 se discute en detalle significante en la Solicitud de patente de E.U.A. Serie No. 08/979,853 incorporada a la presente por referencia anteriormente. Los miembros conductivos 63 se extienden hacia fuera desde un cuerpo principal de las celdas de combustible individuales dentro del cartucho de celda de combustible 14. Los miembros conductivos 63 están diseñados para extenderse a través de huecos o aberturas respectivas que se proveen en la estructura de distribución de combustible 70. Cada miembro conductivo 63 se recibe entre y desde ahí se acopla eléctricamente con pares de contactos conductivos que están montados sobre una pared posterior de una sub-rejilla que se describe en mayor detalle enseguida. El cartucho de celda de combustible 14 es operable para estar acoplado eléctricamente en serie con una pluralidad de otros cartuchos de celda de combustible 14 por medio de una sub-rejilla la cual se indica en general mediante el número 76. La sub-rejilla 76 tiene un cuerpo principal 77 que tiene porciones superior e inferior 78, 79, respectivamente. Las porciones superior e inferior están unidas juntas mediante una pared posterior 80. Canales alargados 81 están formados individualmente en las porciones superior e inferior 78, 79 y son operables para recibir de manera deslizable espinas individuales 74 que están formadas sobre la estructura de distribución de combustible 70. La sub-rejilla está hecha de un número de porciones idénticas 85, las cuales cuando se unen juntas, forman el cuerpo principal 77 de la sub-rejilla 76. Estas porciones idénticas 85 están formadas de un sustrato dieléctrico moldeable. El colector de energía 60 está fijo sobre la pared posterior 80 de la sub-rejilla 90. Un patrón que se repite de ocho pares de contactos conductivos 84 están adheridos sobre la pared posterior 80 y están acoplados con el colector de energía 60. El acoplamiento eléctrico de celdas de combustible dentro del cartucho de celda de combustible 14 con el colector de energía 60 se implementa utilizando los contactos 84 en la modalidad que se describe. También están adheridos primero y segundo conductos 86, 87 a la pared posterior 80 y son operables para acoplar de manera que coincide en relación de flujo de fluido con la estructura de distribución de combustible 70. El primero y segundo conductos 86, 87 respectivos se extienden a través de la pared posterior 80 y conectan con conductos externos adecuados (no se muestran). El primer conducto 86 está acoplado en relación de flujo de fluido con el suministro de combustible 23 (figura 1 ) y con los lados de ánodo de celdas de combustible internas. Además, el segundo conducto 87 expulsa desde los lados de ánodo de las celdas de combustible al múltiple de purga 65 (figura 2). Los cartuchos de celda de combustible 14 se pueden desactivar de manera selectiva. Por ejemplo, los cartuchos de celda de combustible 14 son removibles físicamente individualmente del sistema de energía de celda de combustible 10. La remoción de uno o más cartuchos de celda de combustible 14 se puede desear para mantenimiento, reemplazo, etc., de los cartuchos de celda de combustible 14. Los cartuchos de celda de combustible 14 restantes y las celdas de combustible internas de los mismos pueden seguir suministrando energía a una carga asociada 22 con uno o más de los cartuchos de celda de combustible 14 desactivados. Los contactos individuales 84 se pueden configurar para mantener la continuidad eléctrica del colector 60 con la remoción física de un cartucho de celda de combustible 14 de una sub-rejilla asociada 76. Como se muestra, los contactos individuales 84 comprenden contactos disruptores los cuales incluyen individualmente múltiples miembros conductivos configurados para recibir un contacto asociado 69 de un cartucho de celda de combustible 14. Los contactos individuales pueden comprender una cola o cuchilla. Con la remoción física del cartucho de celda de combustible 14 y las terminales correspondientes 69, los miembros conductivos de contactos 84 se acoplan mecánicamente juntos para mantener un circuito cerrado dentro de las terminales intermedias 62, 63 del colector 60. Esto mantiene un suministro de energía eléctrica a la carga 22 acoplada con terminales 62, 63 durante la remoción de uno o más cartuchos de celda de combustible 14 del sistema de energía de celda de combustible 10. Con referencia a la figura 4, se muestra una representación esquemática de cuatro celdas de combustible 90 de un cartucho de celda de combustible 14. Las celdas de combustible 90 individuales tienen múltiples contactos 84 como se describe anteriormente. Las celdas de combustible 90 están acopladas típicamente en serie utilizando el colector de energía 60. El sistema de control 30 está configurado para monitorear al menos una característica eléctrica de celdas de combustible individuales 90 utilizando circuitería de análisis 91 en la modalidad que se describe. Más específicamente, la circuitería de análisis 91 incluye un detector de voltaje 92 el cual se puede proveer acoplado eléctricamente con los contactos 84 como se muestra. Dicho acoplamiento permite que el detector de voltaje 92 pueda monitorear los voltajes de las celdas de combustible 90 individuales respectivas. Se ha observado que las celdas de combustible 90 producen típicamente un voltaje útil de aproximadamente 0.45 a aproximadamente 0.7 voltios DC bajo una carga típica. Una configuración ilustrativa de detector de voltaje 92 se implementa como un amplificador diferencial para monitorear voltajes. El detector de voltaje 92 está configurado preferiblemente para monitorear la magnitud de voltaje a través de celdas de combustible 90 individuales así como la polaridad de celdas de combustible 90 individuales. La circuitería de análisis 91 puede incluir adicionalmente múltiples detectores de corriente 94, 97. Los detectores de corriente individuales se pueden acoplar con contactos 84 de celdas de combustible 90 individuales para monitorear la corriente que fluye a través de celdas de combustible 90 individuales respectivas en una disposición alterna (no se muestra). El sistema de control 30 está acoplado con detectores de corriente 94, 97 y está configurado para monitorear las corrientes respectivas correspondientes a través de las celdas de combustible 90 y emitidas a la carga 22 por medio del colector 60.
El detector de corriente 94 está acoplado de manera intermedia con una de las celdas de combustible 90 y un acoplamiento con el suministro de energía interna 93. El detector de corriente 94 está acoplado de manera intermedia el acoplamiento con el suministro de energía interna 93 y la terminal externa 62 acoplada con una carga asociada. Siguiendo a las operaciones de encendido, la energía para uso interno dentro del sistema de energía de celda de combustible 10 (por ejemplo, energía provista a la circuitería del sistema de control 30) se provee desde los cartuchos de celda de combustible 14. El suministro de energía interna 93 extrae corriente del colector 60 como se muestra para proveer energía interna al sistema de energía de celda de combustible 10. De acuerdo con esto, el detector de corriente 94 provee información respecto al flujo de corriente a través de cartuchos de celda de combustible 14 acoplados en serie. El detector de corriente 97 provee información respecto al flujo de corriente a una carga acoplada con la terminal 62 (es decir, la carga 22 que se muestra en la figura 1 ). También se proveen múltiples dispositivos conmutadores 96 que corresponden a celdas de combustible 90 respectivas. Los dispositivos conmutadores 96 pueden estar provistos individualmente de contactos intermedios 84 de celdas de combustible 90 respectivas como se ilustra. En la configuración que se describe, los dispositivos conmutadores 96 pueden comprender dispositivos MOSFET. Los electrodos de compuerta de dispositivos conmutadores 96 están acoplados con el sistema de control 30.
El sistema de control 30 es operable para derivar de manera selectiva electrodos 84 utilizando dispositivos conmutadores 96 que corresponden a una o más celdas de combustible 90 deseadas para desviar o desactivar eléctricamente dichas celdas de combustible 90. Por ejemplo, si el sistema de control 30 observa que una característica eléctrica (por ejemplo, voltaje) de una celda de combustible 90 como se detecta por medio de los detectores 92, 94 está por debajo de una escala deseada, el sistema de control 30 puede instruir a un dispositivo conmutador 96 para encender y derivar la celda de combustible 90 respectiva. Además, las celdas de combustible 90 individuales se pueden derivar de manera selectiva utilizando dispositivos conmutadores 96 respectivos para mejorar el rendimiento de las celdas de combustible 90. En una configuración, las celdas de combustible 90 se pueden derivar de acuerdo con un ciclo de trabajo. El ciclo de trabajo se puede ajustar mediante el sistema de control 30 dependiendo de la operación de cartuchos de celda de combustible 14 y el sistema de energía de celda de combustible 10. Las celdas de combustible 90 se pueden derivar en orden secuencial según se determine mediante el sistema de control 30. La derivación también es útil durante operaciones de encendido para generar calor dentro del alojamiento 12 para poner al sistema de energía de combustible 10 a la temperatura operativa en una manera rápida. De manera alternativa, las celdas de combustible 90 individuales se pueden derivar durante períodos de tiempo prolongados si el sistema de control 30 observa que dichas celdas de combustible están operando por debajo de escalas deseadas (por ejemplo, condiciones de bajo voltaje, condiciones de polaridad inversa). Las operaciones de derivación se discuten en la solicitud de patente de E.U.A. co-pendiente Serie No. 09/108,667, titulada "Improved Fuel Cell and Meted for Controlling Same" presentada el 1 de julio de 1998, que nombra a William A. Fuglevand, Peter D. Devries, Greg A. Lloyd, David R. Lott, y John P. Scartozzi como inventores, asignada al cesionario de la presente, que tiene el número de caso de abogado WA23-005, e incorporada a la presente por referencia. Con referencia a la figura 5, se ilustra una configuración de sistema de control 30. En la disposición que se describe, el sistema de control 30 incluye un sistema de control distribuido que incluye una pluralidad de controladores 100-120. Los controladores individuales 100-120 comprenden micro controladores programables en la modalidad que se describe. Los micro controladores ilustrativos tienen la designación comercial MC68HC705P6A disponibles de Motorola Inc. En la modalidad que se describe, los controladores 100-120 comprenden individualmente un controlador configurado para ejecutar instrucciones provistas dentro de un código ejecutable. En una configuración alterna, los pasos que se describen con referencia a las figuras 16-28 enseguida se implementan dentro de hardware. Los controladores individuales pueden incluir memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria de únicamente lectura (ROM), convertidores de análogo a digital (A/D), comunicaciones de puerto de entrada/salida en serie (SIOP), medidores de tiempo, entrada/salida digital (l/O), interruptores de medidor de tiempo e interruptores externos. Los controladores individuales 102-120 tienen circuitería de procesamiento digital interno configurada para ejecutar un grupo de instrucciones de software o de firmware. Dichas instrucciones se pueden almacenar dentro de la memoria interna de únicamente lectura de los controladores 100-120 respectivos. Son posibles otras configuraciones del sistema de control 30. Entre otras funciones, el controlador maestro 100 funciona como un enrutador de comunicación para implementar comunicaciones entre el controlador maestro 100 y controladores esclavos individuales 102-120. En la modalidad que se describe, las comunicaciones se implementan en un modo doble completo limitado. Se pueden utilizar otros protocolos de comunicación. El controlador maestro 100 emite mensajes a controladores esclavos 102-120. Los mensajes emitidos son observados por todos los controladores esclavos 102-120. Los esclavos individuales 102-120 identificados por el mensaje emitido procesan el mensaje correspondiente. Enseguida, los controladores esclavos 102-120 que reciben pueden emitir un mensaje al controlador maestro 100. Además, el controlador maestro 100 puede interrogar en secuencia a controladores esclavos 102-120 para determinar si es que dichos controladores esclavos 102-120 tienen comunicaciones para el controlador maestro 100. El controlador maestro 100 también puede suministrar información de reloj a los controladores esclavos 102-120 para establecer una medición de tiempo de referencia con el sistema de control 30. Los controladores esclavos 102-120 individuales realizan tareas específicas en el sistema de control 30 que incluye una pluralidad de controladores distribuidos. Los controladores esclavos 102-120 individuales pueden monitorear funciones específicas del sistema de energía de celda de combustible 10 y reportar al controlador maestro 100. Además, el controlador maestro 100 puede dirigir operaciones de controladores esclavos 102-120 individuales. Con referencia a la figura 6, el controlador esclavo 102 de análisis de cartucho está acoplado con el controlador maestro 100 y circuitería asociada. En particular, el controlador esclavo 102 de análisis de cartucho está acoplado con circuitería de análisis 91 que a su vez está acoplada con celdas de combustible 90 y colector de energía 60 como se describe anteriormente. Utilizando el detector de voltaje 92 y el detector de corriente 94 de la circuitería de análisis 91 , el controlador esclavo 102 de análisis de cartucho puede monitorear características eléctricas tales como el voltaje de celdas de combustible 90 individuales así como la corriente a través de las celdas de combustible 90. Además, el controlador esclavo 102 de análisis de cartucho puede monitorear la corriente que fluye a través del colector de energía 60 a la carga 22 utilizando el detector de corriente 97 de la circuitería de análisis 91. Como se describe enseguida, el controlador esclavo 102 de análisis de cartucho puede comunicar dichas características eléctricas al controlador maestro 100. Con referencia a la figura 7, el controlador esclavo 104 de válvula auxiliar se muestra acoplado con el controlador maestro 100 y solenoides auxiliares 44 y solenoide de purga 42. A su vez, los solenoides auxiliares 44 están acoplados con válvulas auxiliares 45 y el solenoide de purga 42 está acoplado con la válvula de purga 43 como se discute anteriormente. En respuesta a comunicaciones de control del controlador maestro 100, el controlador esclavo 104 de válvula auxiliar está configurado para operar los solenoides auxiliares 44 y el solenoide de purga 42 para controlar las válvulas auxiliares 45 y la válvula de purga 43, respectivamente. Con referencia a la figura 8, el controlador esclavo de ventilador 106 está acoplado con circuitería de control de ventilador 48 y circuitería de monitor de ventilador 49. Como se describe anteriormente, la circuitería de control de ventilador 48 y la circuitería de monitor de ventilador 49 están acopladas individualmente con el ventilador 54. Al recibir la instrucción desde el controlador maestro 100, el controlador esclavo de ventilador 106 es operable para controlar la operación del ventilador 54 utilizando la circuitería de control de ventilador 48. Por ejemplo, el controlador esclavo de ventilador 106 controla el apagado / encendido de los modos operativos del ventilador 54 y la velocidad de flujo de aire del ventilador 54. Utilizando la circuitería de monitor de ventilador 49, el controlador esclavo de ventilador 106 puede monitorear la operación del ventilador 54. El controlador esclavo de ventilador 106 puede emitir información de estado de ventilador (por ejemplo, RPM para un ventilador giratorio) al controlador maestro 100. Con referencia a la figura 9, el controlador esclavo de interfaz 108 está acoplado con el controlador maestro 100 y el operador de interfaz 16. El controlador maestro 100 suministra información de estado operativo de otros controladores esclavos al controlador esclavo de interfaz 108. Enseguida, el controlador esclavo de interfaz 108 puede controlar al operador de interfaz 16 para llevar dicha información de estado a un operador. Las indicaciones ilustrativas pueden incluir una disposición de diodo de emisión de luz (LED), despliegue de gráficas de barras, zumbador de alarma de audio, etc. Con referencia a la figura 10, el controlador esclavo de puerto externo 110 está acoplado con el puerto de comunicación 36 y la memoria 37 así como al controlador maestro 100. Como se describe anteriormente, el puerto de comunicación 36 está acoplado adicionalmente con un dispositivo remoto 24. El puerto de comunicación 36 y la memoria 37 operan para proveer comunicaciones bi-direccionales entre el controlador esclavo de puerto externo 110 y el dispositivo remoto 24. Aunque la memoria 37 se muestra de manera externa al controlador esclavo de puerto externo 110, en algunas configuraciones dicha memoria 37 se puede implementar como circuitería interna del controlador esclavo de puerto externo 110. La memoria 37 opera para hacer memoria volátil de datos que pasan al dispositivo remoto 24 o datos recibidos desde el dispositivo remoto 24 dentro del controlador esclavo de puerto externo 110. El controlador esclavo de puerto externo 110 opera para avanzar comunicaciones recibidas al controlador maestro 100 de acuerdo con la medición de tiempo del controlador maestro 100. El controlador esclavo de puerto externo 110 opera para emitir mensajes del controlador maestro 100 al dispositivo remoto 24 utilizando el puerto de comunicación 36 de acuerdo con un protocolo de comunicación en consenso entre el controlador esclavo de puerto externo 110 y el dispositivo remoto 24. Con referencia a la figura 11 , el controlador esclavo de sistema 112 está acoplado con el controlador maestro 100 así como al solenoide principal 46, la circuitería de carga 34, los detectores de suministro de energía 31 , el detector de corriente 40 y circuitería de control de elementos 41. En respuesta al control del controlador maestro 100, el controlador esclavo de sistema 112 está configurado para controlar la operación de la válvula principal 47 utilizando el solenoide principal 46. Además, en respuesta al control del controlador maestro 100, el controlador esclavo de sistema 112 puede cargar de manera selectiva una batería 33 de suministro de energía 30 utilizando la circuitería de carga 34. El controlador esclavo 112 puede implementar la carga de batería 35 en respuesta a información de los detectores de suministro de energía 31. Los detectores de suministro de energía 31 proveen información de características eléctricas de la batería 35 y de las fuentes de energía internas 39 al controlador esclavo de sistema 112. Las fuentes de energía interna 39 del suministro de energía 32 incluyen la fuente de 5 voltios DC y la fuente de +/- 12 voltios DC descrita anteriormente. Utilizando el detector de corriente 40, el controlador esclavo de sistema 112 puede monitorear la corriente que fluye a través del colector de energía 60. Esto provee información de carga y energía emitida del sistema de energía de celda de combustible 10 al controlador esclavo de sistema 112. Enseguida, el controlador esclavo de sistema 112 puede proveer dicha información de corriente y carga al controlador maestro 100. El controlador esclavo de sistema 112 también está acoplado con circuitería de control de elemento 41 que se utiliza para controlar al elemento de modificación 53. Esto se utiliza para controlar la temperatura dentro del pleno 51. El elemento de modificación 53 se puede controlar para proveer aire que circula dentro del pleno 51 dentro de una escala de temperatura operativa deseada. El elemento de modificación 53 se utiliza de manera ventajosa en algunas situaciones de encendido para poner la temperatura dentro del pleno 51 dentro de la escala operativa en una manera rápida. Con referencia a la figura 12, el controlador esclavo de detector 114 está acoplado con el controlador maestro 100, calentadores 74, 75, circuitería de detección de combustible 64 y circuitería de temperatura 67. La circuitería de detección de combustible 64 está asociada con múltiples detectores de combustible 58, 61 provistos dentro del alojamiento 12 y el pleno 51 , respectivamente. La circuitería de temperatura 67 está acoplada con el detector de temperatura 59 localizado afuera del alojamiento 12. El esclavo detector 114 puede controlar los calentadores 74, 75 para poner a los detectores de combustible 58, 61 dentro de una escala de temperatura adecuada para operación. La circuitería de detección de combustible 64 recibe datos de los detectores de combustible 58, 61 y puede acondicionar dicha información para aplicación al controlador esclavo de detector 114. Si se detecta combustible utilizando los detectores de combustible 58, 61 , la circuitería de detección de combustible 64 puede procesar dicha información y proveer esos datos al controlador esclavo de detector 114. Dicha información puede indicar la concentración de combustible detectado dentro del alojamiento 12 o el pleno 51 utilizando los detectores de combustible 58, 61 , respectivamente. El controlador esclavo de detector 114 puede a la vez proveer dicha información al controlador maestro 100. El detector de temperatura 59 provee información respecto a la temperatura alrededor del sistema de energía de celda de combustible 10. La circuitería de temperatura 67 recibe señales emitidas desde el detector de temperatura 59 y puede acondicionar dichas señales para aplicación al controlador esclavo de detector 114 que monitorea la temperatura externa. El controlador esclavo de detector 114 puede proveer información de temperatura externa al controlador maestro 100. Con referencia a la figura 13, el controlador esclavo de temperatura de aire 116 está acoplado con el controlador maestro 100 y circuitería de temperatura 68 y circuitería de control de conducto 57. La circuitería de temperatura 68 está asociada con el detector de temperatura 55 provisto dentro del pleno 51. La circuitería de control de conducto 57 opera para controlar el conducto de aire 56. Por ejemplo, la circuitería de control de conducto 57 puede controlar la posición de las aspas del conducto de aire en una modalidad ilustrativa. El detector de temperatura 55 está colocado dentro del pleno 51 para monitorear la temperatura del aire que circula dentro del pleno 51. La circuitería de temperatura 68 recibe la información de detector del detector de temperatura 55 y acondiciona la información para aplicación al controlador esclavo de temperatura de aire 116. Enseguida, el controlador esclavo de temperatura de aire 116 puede operar para emitir la información de temperatura al controlador maestro 100. Durante operación del sistema de energía de celda de combustible 10, el controlador esclavo de temperatura de aire 116 opera para controlar el flujo de aire hacia el alojamiento 12 utilizando el conducto de aire 56 así como la expulsión de aire dentro del pleno 51 al exterior del alojamiento 12. El controlador esclavo de temperatura de aire 116 controla el conducto de aire 56 utilizando circuitería de control de conducto 57 para mantener la temperatura del aire que circula dentro del pleno 51 dentro de la escala de temperatura operativa deseada. Además, el elemento de modificación 63 de la figura 11 se puede controlar como se discutió anteriormente para elevar o disminuir la temperatura del aire que circula. Dicho control dei conducto de aire 56 mediante el controlador esclavo de temperatura de aire 116 puede responder a información del detector de temperatura 55 y el detector de temperatura externa 59. Además, la eficacia de información respecto a las celdas de combustible 90 se puede calcular mediante el controlador esclavo de temperatura de aire 116 para determinar la energía térmica de desperdicio. El conducto de aire 56 se puede controlar en respuesta a la energía térmica de desperdicio calculada. Con referencia a la figura 14, el controlador esclavo de derivación 118 está acoplado con el controlador maestro 100 y circuitería de control de conmutador 95. Múltiples dispositivos conmutadores 96 están acoplados con circuitería de control de conmutador 95. Como se describe anteriormente, los dispositivos conmutadores 96, están provistos para implementar la derivación selectiva de celdas de combustible 90 respectivas de cartuchos de celda de combustible 14. El controlador maestro 100 se puede configurar para emitir información de derivación al controlador esclavo de derivación 118 para derivar de manera selectiva utilizando dispositivos conmutadores 96. De manera alternativa, el controlador esclavo de derivación 118 puede ejecutar código almacenado de manera interna para proveer la derivación controlada de manera selectiva de los dispositivos conmutadores 96. Dichas operaciones de derivación de las celdas de combustible 90 se pueden utilizar para proveer energía incrementada, para acelerar los procedimientos de encendido, para derivar un cartucho de celda de combustible 14 defectuoso, y para monitorear fugas de combustible en modalidades ilustrativas. La circuitería de control de conmutador 95 se provee para proveer acondicionamiento de las señales de control entre el controlador esclavo de derivación 118 y los dispositivos conmutadores 96. Con referencia a la figura 15, el controlador esclavo de conmutador 120 está acoplado con el controlador maestro 100 y circuitería de control de conmutador 33 y circuitería de acondicionamiento de conmutador 1 . La circuitería de control de conmutador 33 está acoplada con el dispositivo conmutador 38 provisto en serie con el colector de energía 60. En respuesta al controlador maestro 100, el controlador esclavo de conmutador 120 puede dar instrucciones a la circuitería de control de conmutador 33 para controlar al dispositivo conmutador 38. El dispositivo conmutador 38 provee acoplamiento selectivo del colector de energía 60 a una carga externa 22. Esto se puede utilizar para asegurar la operación adecuada del sistema de energía de celda de combustible 10 antes de acoplar el colector de energía 60 con la carga 22. El controlador esclavo de conmutador 120 también puede monitorear el estado de operador de conmutadores de interfaz 20 que se puede establecer por un operador del sistema de energía de celda de combustible 10. Los conmutadores ilustrativos incluyen apagado / encendido de energía del sistema de energía de celda de combustible 10, autorización de carga, reinicio de cartucho, etc. La circuitería de acondicionamiento de conmutador 19 puede filtrar señales provistas desde los conmutadores 20 y proveer información correspondiente respecto a la posición del conmutador al controlador esclavo de conmutador 120. Enseguida, el controlador esclavo de conmutador 120 puede emitir la información de estado de conmutador al controlador maestro 100. Con referencia a las figuras 16 - 16A, se muestra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador maestro 100 del sistema de control 30. Inicialmente, el sistema de control 30 realiza una verificación de comunicaciones en el paso S10. Las verificaciones de comunicación se pueden implementar en una base periódica interrumpida para verificar las comunicaciones del controlador maestro 100 y los controladores esclavos 102-120. En el paso S12, el controlador maestro 100 determina si es que se ha detectado un error de comunicación. Si dicho error está presente, el controlador maestro 100 emite una orden de apagado a los controladores esclavos 102-120 en el paso S14. Los controladores esclavos 102-120 respectivos implementan operaciones de apagado para poner al sistema de energía de celda de combustible 10 en una condición de apagado. El controlador esclavo de interfaz 108 puede indicar el estado de apagado utilizando el operador de interfaz 16. Además, el controlador maestro 100 puede instruir al controlador esclavo de puerto externo 110 para notificar al dispositivo remoto 24 la condición de apagado. De manera alternativa, si no está presente el error de comunicación en el paso S12, el controlador maestro 100 instruye al controlador esclavo de sistema 112 para abrir la válvula principal 47 en el paso S16. Además, el controlador maestro 100 instruye al controlador esclavo de ventilador 106 para encender el ventilador 54 en el paso S16. En el paso S18, el controlador maestro 100 instruye al controlador esclavo de válvula auxiliar 104 para abrir las válvulas auxiliares 45 utilizando los solenoides auxiliares 44. Enseguida, el controlador maestro 100 expide una orden al controlador esclavo de válvula auxiliar 104 para abrir la válvula de purga 43 utilizando el solenoide de purga 42 en el paso S20. Después de esto, el controlador maestro 100 puede ejecutar una sub-rutina de encendido como se expone en la figura 17 en el paso S22. Siguiendo a la ejecución exitosa de la sub-rutina de encendido, el controlador maestro 100 emite una señal de autorización de carga "lista" al controlador esclavo de conmutador 120 en el paso S24. El controlador esclavo de conmutador 120 controla, utilizando circuitería de control de conmutador 33, el dispositivo conmutador 38 para acoplar el colector de energía 60 con una carga externa. En el paso S26 de la figura 16A, el controlador maestro 100 extrae datos de los controladores esclavos 102-120. Más específicamente, el controlador maestro 100 puede recibir información del controlador esclavo de análisis de cartucho 102, el controlador esclavo de válvula auxiliar 104, el controlador esclavo de ventilador 106, el controlador esclavo de puerto externo 110, el controlador esclavo de sistema 112, el controlador esclavo de detector 114, el controlador esclavo de temperatura de aire 116 y el controlador esclavo de conmutador 120.
Enseguida, el controlador maestro 100 procede al paso S28 en donde se determina si se ha expedido una petición de reinicio de cartucho. Un operador puede implementar una condición de reinicio de cartucho utilizando conmutadores 20. Si se indica un reinicio de cartucho, el controlador maestro 100 procede al paso S30 y expide una orden en línea para cambiar el estado de todos los cartuchos de celda de combustible 14 fuera de línea para estar en línea. Enseguida, el controlador maestro 100 inicia un ciclo de purga utilizando el controlador esclavo de válvula auxiliar 104 en el paso S32. Durante el ciclo de purga, se puede aplicar combustible a cartuchos de celda de combustible 14 individuales y la válvula de purga 43 se puede abrir para permitir las operaciones de expulsión utilizando el múltiple de purga 65 y el escape de purga 66. Si no se indica petición de reinicio de cartucho en el paso S28, o después de que el ciclo de purga se ha iniciado en el paso S32, el controlador maestro 100 rocede al paso S34 para determinar si es que está presente un error de comunicación. Si está presente un error de comunicación, el controlador maestro 100 expide una orden de apagado en el paso S36. Si no está presente un error de comunicación en el paso S34, el controlador maestro 100 procede al paso S38 para ejecutar una sub-rutina de error como se describe en las figuras 18 - 18A enseguida. En el paso S40, el controlador maestro 100 calcula los parámetros operativos utilizando los datos obtenidos en el paso S26. En base a los parámetros operativos calculados (por ejemplo, ajuste de ventilador 54, elemento de modificación 53, etc.), el controlador maestro 100 envía los ajustes de sistema en el paso S42 a los controladores esclavos 102-120 adecuados. Con referencia a la figura 17, se describe una sub-rutina de encendido ejecutable por el controlador maestro 100. Inicialmente, el dato del controlador esclavo de detector 114 se analiza para determinar si es que la temperatura dentro del pleno 51 es de menos de 15 "Celsius. Si es sí, el controlador maestro 100 enciende el elemento de modificación 53 utilizando el controlador esclavo de sistema 112 en el paso S52. De manera alternativa, el controlador maestro 100 instruye al controlador esclavo de sistemas 112 para apagar el elemento de modificación 53 si es adecuado en el paso S54. Enseguida, el controlador maestro 100 procede al paso S56 e instruye al controlador esclavo de derivación 118 para establecer un ciclo de trabajo de derivación al máximo. En el paso S58, el controlador maestro 100 retira nuevamente la temperatura dentro del pleno 51 del controlador esclavo de temperatura de aire 116. En el paso S58, el controlador maestro 100 determina si es que la temperatura dentro del pleno 51 es de menos de 30 "Celsius. Si es así, el controlador maestro 100 hace ciclos en el paso S58 hasta que la temperatura dentro del pleno 51 es igual a o más alta de 30 °Celsius. Enseguida, en el paso S60, el controlador maestro 100 puede calcular un nuevo ciclo de trabajo para aplicación a los controladores esclavos de derivación 118. Después de ello, el controlador maestro 100 regresa al grupo principal de instrucciones que se describe en las figuras 16 - 16 A.
Con referencia a las figuras 18 - 18A, se ilustra una gráfica de flujo que ilustra operaciones de error ilustrativas del controlador maestro 100. Inicialmente, en el paso S62, el controlador maestro 100 determina si es que la operación del ventilador es adecuada. El controlador maestro 100 observa datos del controlador esclavo de ventilador 106 y emite un mensaje de error de ventilador al controlador esclavo de interfaz 108 en el paso S64 si la operación del ventilador no es adecuada. Enseguida, se expide una orden de apagado en el paso S66 para iniciar un procedimiento de apagado del sistema de energía de celda de combustible 10. En el paso S68, se determina si es que los suministros de energía interna están operando de manera adecuada. Más específicamente, el controlador maestro 100 hace interfaz con el controlador esclavo de sistema 112 para determinar si es que los valores monitoreados mediante los detectores de suministro de energía 31 están dentro de la escala. Sí no, el controlador maestro 100 envía un mensaje de error de suministro de energía al controlador esclavo de interfaz 108 en el paso S70. Después de ello, el controlador maestro 100 expide una orden de apagado en el paso S72. En el paso S74, el controlador maestro 100 determina si es que la operación de la válvula auxiliar es adecuada. Esto se determina mediante los datos recibidos del controlador esclavo de válvula auxiliar 104 respecto al estado de las válvulas auxiliares 45. Esto se puede realizar adicionalmente monitoreando el voltaje de una celda de combustible 90 desactivada. Debe resultar un voltaje de cero si la operación de la válvula auxiliar es adecuada.
El controlador maestro 100 emite un mensaje de error de válvula auxiliar en el paso S76 al controlador esclavo de interfaz 108 si la operación no es adecuada. Dicho mensaje de error se puede desplegar posteriormente utilizando la interfaz de operador 16. En el paso S78, el controlador maestro 100 expide una orden de apagado. De manera alternativa, el controlador maestro 100 procede al paso S80 y determina si es que está presente una fuga importante de combustible. Esto se determina monitoreando el dato recibido del controlador esclavo de detector 114 en respuesta al monitoreo de los detectores de combustible 58, 61. Si se detecta una fuga importante de combustible, el controlador maestro 100 envía un mensaje de error de fuga importante de combustible al controlador esclavo de interfaz 108 en el paso S82. Enseguida, una orden de apagado se expide en el paso S84. Si no se determina una fuga importante de combustible, el controlador maestro 100 procede al paso S86 para determinar si es que está presente una fuga menor de combustible. En una configuración, una fuga importante de combustible se puede definir como 5000 ppm y una fuga menor de combustible se puede definir como 1000 - 4999 ppm. En algunas aplicaciones, las escalas pueden variar para sensibilidad al combustible incrementada o disminuida. Si se determina una fuga menor de combustible en el paso S86, el controlador maestro 100 procede al paso S88 para tratar de determinar si uno de los cartuchos de celda de combustible 14 está defectuoso y la fuente de la fuga de combustible. De acuerdo con esto, se desactiva un primer cartucho de celda de combustible 14 en el paso S88. Enseguida, el controlador maestro 100 trata de determinar si es que se ha ido la fuga de combustible. La desactivación del cartucho de celda de combustible 14 cesa el suministro de combustible al cartucho de celda de combustible 14 utilizando la válvula auxiliar 45 adecuada. Si se determina que la fuga de combustible se ha ido, se envía un mensaje de error en el paso S92 al controlador esclavo de interfaz 108 para que se envíe al operador de ¡nterfaz 16. Si la fuga de combustible continua como se determina en el paso S90, el controlador maestro 100 procede al paso S94 para activar nuevamente el cartucho de celda de combustible 14 desactivado anteriormente y desactiva un cartucho de celda de combustible 14 subsecuente. En el paso S96, el controlador maestro 100 determina si es que un indicador ha conducido más allá del último cartucho de celda de combustible 14. Si no, el controlador maestro 100 regresa a los pasos S90-S94 para continuar con el análisis de la fuga menor. De manera alternativa, el controlador maestro 100 procede al paso S98 e ignora la fuga menor durante un período de tiempo especificado. Una vez que ha transcurrido el período de tiempo especificado, y la fuga de combustible aún está presente, el controlador maestro 100 puede expedir una orden de apagado que terminará el suministro de combustible desde el suministro de combustible 23 hacia el alojamiento 12 utilizando la válvula principal 47.
En el paso S100, el controlador maestro 100 determina si es que hay un cartucho de celda de combustible 14 defectuoso. Si es así, el controlador maestro 100 cierra el suministro de combustible al cartucho de celda de combustible 14 defectuoso utilizando la válvula auxiliar 45 adecuada en el paso S102. Además, se aplica una orden de derivación de tiempo completo para el cartucho de celda de combustible 14 defectuoso al controlador esclavo de derivación 118 en el paso S104. En el paso S106, el controlador maestro 100 envía un mensaje de error al controlador esclavo de interfaz 108 para envío utilizando la interfaz de operador 16. En el paso S108, el controlador maestro 100 determina si es que suficientes cartuchos de celda de combustible 14 están actualmente en línea. En una disposición ilustrativa, el controlador maestro 100 determina si es que menos de ocho cartuchos de celda de combustible 14 están en línea. Si no están suficientes cartuchos en línea, el controlador maestro 100 envía una orden de error en el paso S110 al controlador esclavo de interfaz 108. Dicho mensaje de error se puede enviar a un operador utilizando la ¡nterfaz de operador 16. Enseguida, en el paso S112, el controlador maestro 100 expide una orden de apagado para el sistema de energía de celda de combustible 10. Si en el paso S108 están en línea suficientes cartuchos de celda de combustible 14, el controlador maestro 100 procede al grupo principal de instrucciones que se define en la gráfica de flujo de las figuras 16 - 16A. Con referencia a las figuras 19-19B, se muestra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de análisis de cartucho 102. Inicialmente, en el paso S120, el controlador esclavo 102 indica a una primera celda de combustible 90 dentro del sistema de energía de celda de combustible 10. Un contador transitorio que se describe enseguida se borra en el paso S121. El controlador esclavo 102 obtiene una lectura de voltaje de la celda de combustible 90 indicada en el paso S122. En el paso S124, el controlador esclavo 102 determina si es que la polaridad de la celda de combustible 90 indicada es adecuada. Si no es, el controlador esclavo 102 procede al paso S126 y establece el voltaje de la celda de combustible indicada a cero. Después de ello, el voltaje para la celda de combustible 90 indicada actualmente se sitúa a una disposición de celda de combustible en el paso S 134. De manera alternativa, si la polaridad de la celda de combustible 90 indicada es adecuada en el paso S124, el controlador esclavo 102 determina si es que el voltaje es adecuado en el paso S128. Si no es, el controlador esclavo 102 incrementa un contador transitorio de barrido en el paso S130. Después de eso, el controlador esclavo 102 determina si es que el contador transitorio está a un valor máximo en el paso S132. Si no está, el controlador esclavo 102 regresa al paso S122. Si el contador transitorio ha alcanzado un valor máximo, el controlador esclavo 102 procede al paso S134 para situar el voltaje a la disposición de celda de combustible. En el paso S136, el controlador esclavo 102 determina si es que todas las celdas de combustible 90 han sido ¡ndexadas. Si no, el controlador esclavo 102 indica una celda de combustible 90 siguiente en el paso S138 y enseguida regresa al paso S122. Si todas las celdas de combustible 90 han sido analizadas utilizando circuitería de análisis 91 , el controlador esclavo 102 procede al paso SMO para disponer las lecturas de celda de combustible en lecturas para cartuchos de celda de combustible 14 respectivos. Enseguida, el controlador esclavo 102 procede al paso S141 para indicar un primer cartucho de celda de combustible 14. El controlador esclavo 102 procede entonces al paso S142 para determinar si es que alguno de los cartuchos de celda de combustible 14 se proveyó anteriormente en una condición abajo o fuera de línea. Si es así, el controlador esclavo 102 procede al paso S142 para determinar si es que el último cartucho de celda de combustible 14 ha sido indexado. De otra manera, el controlador esclavo 102 procede al paso S144 para determinar si es que un voltaje de cualquiera de las celdas de combustible de un cartucho de celda de combustible 14 actualmente indexado tiene una condición de voltaje inaceptable (por ejemplo, bajo voltaje). Si es así, el controlador esclavo 102 incrementa un contador de bajo voltaje en el paso S146. Después, el controlador esclavo 102 procede al paso S148 para determinar si es que el contador de bajo voltaje está a un valor máximo. El valor máximo se selecciona para proveer a la celda de combustible inaceptable una oportunidad para recuperar y proveer un voltaje aceptable durante un paso subsecuente a través de la gráfica de flujo. Si el contador de bajo voltaje está al máximo, el controlador esclavo 102 procede al paso S150 para establecer el estado del cartucho de celda de combustible 14 actualmente indexado como desactivado (por ejemplo, abajo o fuera de línea).
El controlador esclavo 102 instruye al controlador maestro 100 para cerrar el combustible al cartucho de celda de combustible 14 actualmente indexado en el paso S152. El controlador maestro 100 instruye enseguida al controlador esclavo de válvula auxiliar 104 para cerrar el combustible al cartucho de celda de combustible 14 respectivo. En el paso S154, el controlador maestro 100 emite adicionalmente una orden al controlador esclavo de derivación 118 para derivar el cartucho de celda de combustible 14 adecuado. Además, el controlador maestro 100 puede emitir el mensaje al controlador esclavo de ¡nterfaz 108 para enviar el estado del cartucho de celda de combustible 14 actualmente indexado utilizando la interfaz de operador 16. Si el cartucho de celda de combustible 14 actualmente indexado tiene un voltaje adecuado según se determina en el paso S144, el controlador esclavo 102 procede al paso S145 para borrar el contador de bajo voltaje. El controlador esclavo 102 asocia las celdas de combustible con valores de contador de bajo voltaje respectivos. El contador de bajo voltaje para una celda de combustible dada que se determinó anteriormente como inaceptable durante el paso actual a través de la gráfica de flujo se borra en el paso S145 si el voltaje se considera aceptable en el paso S144. El controlador esclavo 102 procede al paso S156 para situar en la memoria los voltajes alto y bajo de las celdas de combustible del cartucho de celda de combustible 14 actualmente indexado. En el paso S158, el controlador esclavo 102 emite la información de voltaje alto y bajo de las celdas de combustible del cartucho de celda de combustible 14 al controlador maestro 100. El controlador maestro 100 procesa los voltajes alto y bajo para el cartucho de celda de combustible 14 y puede instruir al controlador esclavo de interfaz 108 para desplegar o enviar de alguna otra manera los voltajes a un operador utilizando la interfaz de operador 16. En el paso S160, el controlador esclavo 102 determina si es que el último cartucho de celda de combustible 14 ha sido indexado. Si no, el controlador esclavo 102 indica un siguiente cartucho de celda de combustible 14 en el paso S162 y enseguida regresa al paso S142. Si el último cartucho de celda de combustible 14 ha sido ¡ndexado en el paso S160, el controlador esclavo 102 procede al paso S164 para determinar si es que demasiados cartuchos de celda de combustible 14 están bajos (por ejemplo, menos de siete cartuchos de celda de combustible 14 están bajos o fuera de línea). Si es así, el controlador esclavo 102 envía un mensaje adecuado al controlador maestro 100 en el paso S166. En el paso S168, el controlador esclavo 102 monitorea la recepción de mensajes del controlador maestro 100. Si se recibe un mensaje, el controlador esclavo 102 procesa el mensaje entrante en el paso S170. En el paso S172, el controlador esclavo 102 puede transmitir datos de celda de combustible y cualesquier mensajes. Enseguida, el controlador esclavo 102 regresa al paso S120 para indexar la primera celda de combustible 90 para repetir el análisis. Con referencia a las figuras 20 - 20 A, se muestra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de válvula auxiliar 104. Inicialmente, el controlador esclavo 104 realiza una verificación de comunicación en el paso S180 para asegurar las comunicaciones adecuadas con el controlador maestro 100. En el paso S182, el controlador esclavo 104 escucha una señal de encendido desde el controlador maestro 100. En el paso S184, se determina si es que la señal de encendido se ha recibido. Una vez que se recibe la señal de encendido, el controlador esclavo 104 instruye a los solenoides auxiliares 44 para abrir las válvulas auxiliares 45 respectivas en el paso S186. En el paso S188, el controlador esclavo 104 empieza a realizar un procedimiento de purga en el cual el controlador esclavo 104 instruye al solenoide de purga 42 para abrir la válvula de purga 43 por una longitud de tiempo definida. En el paso S190, el controlador esclavo 104 lee datos y mensajes del controlador maestro 100. El controlador esclavo 104 determina si es que el maestro está fuera de línea en el paso S194. De otra manera, el controlador esclavo 104 procede al paso S198 para determinar si es que se ha hecho un cambio de estado de cualquier cartucho de celda de combustible 14. Si es así, el controlador esclavo 104 controla las válvulas auxiliares 45 respectivas en el paso S200 ya sea para suministrar combustible si el cartucho de celda de combustible 14 correspondiente está en línea, o suprimir el suministro de combustible si el cartucho de celda de combustible 14 ha sido tomado fuera de línea. En el paso S202, el controlador esclavo 104 monitorea para determinar si es que es tiempo de un ciclo de purga. El controlador esclavo 104 se puede configurar para implementar periódicamente un ciclo de purga utilizando el solenoide de purga 42 y la válvula de purga 43 de acuerdo con un medidor de tiempo de purga. Si es tiempo de un ciclo de purga, el controlador esclavo 104 procede al paso S204 para reiniciar el medidor de tiempo de purga y enseguida comenzar un procedimiento de purga en el paso S206. Como se muestra, el controlador esclavo 104 hace ciclo nuevamente al paso S190 para leer cualesquier nuevos datos del controlador maestro 100. Con referencia a las figuras 21 - 21A, se ilustra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de ventilador 106. El controlador esclavo 106 procede inicialmente al paso S210 y realiza una verificación de comunicaciones para verificar las comunicaciones adecuadas con el controlador maestro 100. En el paso S212, el controlador esclavo 106 escucha una señal de encendido de ventilador adecuada desde el controlador maestro 100. Una vez que se ha recibido la señal de encendido adecuada según se determina en el paso S214, el controlador esclavo 106 procede al paso S216 para iniciar la operación del ventilador 54 a una colocación de máximo flujo de aire. Enseguida, el controlador esclavo 106 lee información de estado de ventilador desde la circuitería de monitoreo de ventilador 49 en el paso S218. En el paso S220, el controlador esclavo 106 determina si es que el ventilador 54 está operando de manera adecuada. Si no, el controlador esclavo 106 expide una petición de apagado al controlador maestro 100 en el paso S222.
De otra manera, el controlador esclavo 106 recibe cualquier ajuste de ventilador actualizado del controlador maestro 100 en el paso S224. En el paso S226, el controlador esclavo 106 puede emitir señales adecuadas a la circuitería de control de ventilador 48 para ajustar la operación del ventilador 54. En el paso S228, el controlador esclavo 106 determina si es que se ha expedido una orden de apagado mediante el controlador maestro 100. Si no es así, el controlador esclavo 106 regresa al paso S218 para leer el estado del ventilador 54. De otra manera, el controlador esclavo 106 procede al paso S230 para apagar el ventilador 54. Con referencia a la figura 22, se muestra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de interfaz 108. Inicialmente, el controlador esclavo 108 procede al paso S240 para realizar una verificación de comunicaciones con el controlador maestro 100. Después, el controlador esclavo 108 emite información de mensaje adecuada a la interfaz de operador 16 para envío a un operador. En la modalidad que se describe, la interfaz de operador 16 despliega la información de mensaje recibido desde el controlador maestro 100. El controlador esclavo 108 escucha actualizaciones a la interfaz de operador 16 en el paso S244. En el paso S246, se determina si es que el controlador maestro 100 está fuera de línea. Si es así, el controlador esclavo 108 envía un mensaje de error a la ¡nterfaz de operador 16 para indicar que el controlador maestro 100 está fuera de línea. De otra manera, el controlador esclavo 108 procede al paso S250 para determinar si es que hay un cambio en el estado de la ¡nterfaz de operador 16. Si no es así, el controlador esclavo 108 procede al paso S244 y escucha actualizaciones para la interfaz de operador 16. Si se indica un cambio en el estado de la interfaz en el paso S250, el controlador esclavo 108 procede al paso S252 para actualizar la interfaz de operador 16. Con referencia a la figura 23, se ilustra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de puerto externo 110. Inicialmente, el controlador esclavo 110 realiza una verificación de comunicaciones con el controlador maestro 100 en el paso S260. Después, el controlador esclavo 110 lee cualquier comunicación alimentada desde el dispositivo remoto 24 y el puerto de comunicación 36. En el paso S264, el controlador esclavo 110 envía cualesquier comunicaciones recibidas al controlador maestro 100. En el paso S266, el controlador esclavo 110 recibe cualesquier comunicaciones desde el controlador maestro 100. El controlador esclavo 110 procede a enviar cualesquier comunicaciones al puerto de comunicación 36 y el dispositivo remoto 24 en el paso S268. Con referencia a las figuras 24 - 24A, se muestra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de sistema 112. Inicialmente, en el paso S270, el controlador esclavo 112 realiza una verificación de comunicaciones con el controlador maestro 100. Después, el controlador esclavo 112 puede leer información de estado desde los detectores de suministro de energía 31 y el detector de corriente 40 en el paso S272. En el paso S274, se determina mediante el controlador esclavo 112 si es que los valores de estado alimentados están dentro de escalas adecuadas. Si no es así, el controlador esclavo 112 puede generar un mensaje de error en el paso S276 para aplicación al controlador maestro 100. De otra manera, el controlador esclavo 112 procede al paso S278 y escucha una orden de abertura de válvula principal desde el controlador maestro 100. En el paso S280, se determina si es que se ha recibido la orden de abrir la válvula. Una vez que se recibe la orden de abrir la válvula, el controlador esclavo 112 procede al paso S282 para activar la válvula principal 47 utilizando el solenoide principal 46. En el paso S284, el controlador esclavo 112 escucha una orden de apagado desde el controlador maestro 100. Procediendo al paso S286, el controlador esclavo 112 determina si es que el controlador maestro 100 está fuera de línea. Si es así, el controlador esclavo 112 procede al paso S296 para apagar el suministro de energía 32 y la válvula principal 47 utilizando el solenoide principal 46. Si el controlador maestro 100 está en línea, el controlador esclavo 112 procede al paso S288 para leer nuevamente valores de estado desde los detectores de suministro de energía 31 y el detector de corriente 40. El controlador esclavo 112 puede controlar la circuitería de carga 34 para cargar la batería 35, si es necesario, en el paso S290 en respuesta a los valores que se leen en el paso S288. En el paso S292, el controlador esclavo 112 determina si es que los valores están dentro de las escalas adecuadas. Si no es así, el controlador esclavo 112 procede al paso S294 para generar un mensaje de error para aplicación al controlador maestro 100. De otra manera, en el paso S296, el controlador esclavo 112 monitorea la presencia de una orden o petición de apagado desde el controlador maestro 100. Si no se expide orden de apagado, el controlador esclavo 112 regresa al paso S284. Si en el paso S296 se recibe una orden o petición de apagado, el controlador esclavo 112 procede al paso S296 para cerrar la válvula principal 47 utilizando el solenoide principal 46 así como apagar el suministro de energía 32. Con referencia a la figura 25, se muestra una gráfica de flujo que ¡lustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de detector 114. Inicialmente, en el paso S302, el controlador esclavo 114 realiza una verificación de comunicaciones con el controlador maestro 100. En el paso S302, el controlador esclavo 114 controla los calentadores 74, 75, si es necesario, para traer a los detectores de combustible 58, 61 asociados dentro de las escalas de temperatura operativa adecuadas. Enseguida, el controlador esclavo 114 está configurado para leer información de la circuitería de detección de combustible 64 y los detectores de combustible 58, 61 correspondientes. En respuesta a la lectura de los valores del detector de combustible, el controlador esclavo 114 determina en el paso S306 si es que se ha detectado una fuga importante. Si es así, el controlador esclavo 114 envía un mensaje adecuado de fuga importante al controlador maestro 100 en el paso S308. En el paso S310, los valores del detector de combustible se analizan para determinar si es que se ha detectado una fuga menor. Si es así, el controlador esclavo 114 envía un mensaje adecuado de fuga menor al controlador maestro 100 en el paso S312. En el paso S314, el controlador esclavo 114 lee información de temperatura externa desde la circuitería de temperatura 67 y el detector de temperatura 59 asociado. En el paso S316, el controlador esclavo 114 envía valores de temperatura externa al controlador maestro 100. Con referencia a la figura 26, se muestra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de temperatura de aire 116. Inicialmente, el controlador esclavo 116 realiza una verificación de comunicación con el controlador maestro 100 en el paso S320. Enseguida, el controlador esclavo 116 lee valores de temperatura de la circuitería de temperatura 68 y el detector de temperatura 55 asociado localizado dentro del pleno 51. En el paso S324, el controlador esclavo 116 lee un punto de ajuste de temperatura según se calcula desde el controlador maestro 100. En el paso S326, el controlador esclavo 116 establece la recirculación utilizando el conducto de aire 56 y el ventilador 54 para mantener un punto de temperatura establecido. El controlador esclavo 116 emite la temperatura de aire del pleno 51 según se determina mediante el detector de temperatura 55 al controlador maestro 100 en el paso S328. Con referencia a la figura 27, se muestra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de derivación 118. Inicialmente, en el paso S330, el controlador esclavo 118 realiza una verificación de comunicación con el controlador maestro 100. En el paso S332, el controlador esclavo 118 lee datos del controlador maestro 100. En el paso S334, se determina si es que hubo un cambio en el estado de los cartuchos de celda de combustible 14. Si es así, el controlador esclavo 118 procede al paso S336 para determinar si es que hay un cambio de cualquiera de los cartuchos de celda de combustible 14 a una condición fuera de línea. Si no es así, el dispositivo conmutador 96 adecuado para el cartucho de celda de combustible 14 respectivo se traba a una posición de apagado en el paso S338. De manera alternativa, el controlador esclavo 118 procede al paso S340 para trabar el dispositivo conmutador 96 adecuado para el cartucho de celda de combustible 14 respectivo en una posición de encendido. Siguiendo al procesamiento de los pasos S338 y S340, o de manera alternativa si no hay cambio en el estado de los cartuchos de celda de combustible 14 según se determina en el paso S334, el controlador esclavo 118 procede al paso S342 para derivar de manera cíclica las celdas de combustible 90 dentro de los cartuchos de celda de combustible 14 como se describe en detalle en la solicitud de patente de E.U.A. serie No. 09/108,667 incorporada a la presente por referencia. Con referencia a la figura 28, se muestra una gráfica de flujo que ilustra operaciones ilustrativas del controlador esclavo de conmutador 120. El controlador esclavo 120 realiza una verificación de comunicación con el controlador maestro 100 en el paso S350. Enseguida, el controlador esclavo 120 lee información de estado de conmutador de los conmutadores 20 y la circuitería de acondicionamiento de conmutador 19 en el paso S352. En el paso S354, el controlador esclavo 120 lee información de estado de autorización de carga del controlador maestro 100. El controlador esclavo 120 determina si es que se ha recibido una petición de apagado de energía desde el controlador maestro 100 en el paso S356. Si es así, el controlador esclavo 120 procede al paso S358 para enviar un mensaje de apagado al controlador maestro 100. De otra manera, el controlador esclavo 120 procede al paso S360. El controlador esclavo 120 determina si es que se ha provisto una petición de autorización de carga desde los conmutadores 20. Si es así, el controlador esclavo 120 procede al paso S362 para determinar si es que el controlador maestro 100 ha indicado que el sistema de energía de celda de combustible 10 está listo para proveer energía según se determina en el paso S354. Si es así, el controlador esclavo 120 procede al paso S364 para capacitar al dispositivo conmutador 38. En el paso S366, el controlador esclavo 120 determina si es que el controlador maestro 100 está en una condición fuera de línea. Si es así, el controlador esclavo 120 discapacita el dispositivo conmutador 38 en el paso S368. De otra manera, el controlador esclavo 120 procede al paso S370 para determinar si es que se ha indicado un reinicio de cartucho desde los conmutadores 20. Si es así, el controlador esclavo 120 procede a enviar un mensaje de reinicio de cartucho al controlador maestro 100 en el paso S372. El controlador esclavo 120 regresa entonces al paso S352 para leer el estado de conmutador desde la circuitería de acondicionamiento de conmutador 19 y conmutadores asociados 20 en el paso S352. En cumplimiento con el estatuto, se ha descrito la invención en lenguaje más o menos específico respecto a características estructurales y metódicas. Sin embargo, se debe entender que la invención no está limitada a las características específicas que se han mostrado y descrito, ya que los medios que se describen en la presente comprenden formas preferidas para poner en efecto la invención. La invención, por lo tanto, se reivindica en cualquiera de sus formas o modificaciones dentro del alcance adecuado de las reivindicaciones que se anexan interpretadas de manera adecuada de acuerdo con la doctrina de equivalentes.

Claims (282)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: una pluralidad de celdas de combustible acopladas eléctricamente con terminales múltiples y configuradas individualmente para convertir energía química en electricidad; y un sistema de control digital configurado para al menos uno de controlar y monitorear una operación de las celdas de combustible.
2.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de control está configurado para controlar la operación.
3.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de control está configurado para monitorear la operación.
4.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las celdas de combustible están acopladas en series.
5.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
6.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque los controladores distribuidos están configurados en una relación de maestro/esclavo.
7.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la celda de combustible comprende celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
8.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras celdas de combustible desactivadas.
9.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas individualmente para ser removibles físicamente.
10.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas individualmente para ser derivables eléctricamente.
11.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente una pluralidad de dispositivos conmutadores configurados para derivar de manera selectiva celdas de combustible respectivas
12.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el sistema de control está configurado para monitorear al menos uno de una característica eléctrica de las celdas de combustible y para controlar los dispositivos conmutadores en respuesta al monitoreo.
13.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente: un alojamiento alrededor de las celdas de combustible; un detector de temperatura dentro del alojamiento; y un ensamble de control de temperatura de aire configurado para al menos uno de incrementar y disminuir la temperatura en el alojamiento.
14.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para monitorear la temperatura utilizando el detector de temperatura y para controlar el ensamble de control de temperatura de aire en respuesta al monitoreo para mantener la temperatura dentro del alojamiento dentro de una escala predefinida.
15.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para monitorear la temperatura utilizando el detector de temperatura y para controlar el ensamble de control de temperatura de aire en respuesta al monitoreo para mantener la temperatura dentro del alojamiento dentro de una escala predefinida de aproximadamente 25 °Celsius a 80 elsius.
16.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente un ventilador configurado para dirigir aire a las celdas de combustible, y el sistema de control está configurado para controlar el ventilador.
17.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente una pluralidad de válvulas configuradas para suministrar combustible a las celdas de combustible respectivas, y el sistema de control está configurado para controlar las válvulas.
18.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente una válvula principal configurada para suministrar combustible a las celdas de combustible, y el sistema de control está configurado para controlar la válvula principal.
19.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente un puerto de comunicación adaptado para acoplar con un dispositivo remoto, y el sistema de control está configurado para comunicar con el dispositivo remoto por medio del puerto de comunicación..
20.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la operación de apagado desactiva una o más celdas de combustible.
21.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la operación de apagado desactiva todas las celdas de combustible.
22.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente un dispositivo conmutador entre una de las terminales y las celdas de combustible, y el sistema de control está configurado para controlar el dispositivo conmutador.
23.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente: un alojamiento alrededor de celdas de combustible; y un detector de combustible configurado para monitorear la presencia de combustible dentro del alojamiento, y el sistema de control está acoplado con el detectores de combustible y está configurado para ¡mplementar una operación de apagado en respuesta a la detección de combustible dentro del alojamiento.
24.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las celdas de combustible están provistas en una pluralidad de cartuchos.
25.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; una pluralidad de de celdas de combustible dentro del alojamiento y acopladas eléctricamente con las terminales y configuradas para convertir energía química en electricidad; una pluralidad de válvulas adaptadas para acoplar con una fuente de combustible y configuradas para suministrar combustible de manera selectiva a celdas de combustible respectivas; y un sistema de control configurado para controlar la pluralidad de válvulas.
26.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
27.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque las celdas de combustible comprenden celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
28.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
29.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas individualmente para ser removibles físicamente.
30.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas individualmente para ser desviadas eléctricamente.
31.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para monitorear al menos uno de una característica eléctrica de las celdas de combustible y para controlar las válvulas respectivas en respuesta al monitoreo.
32.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible dentro del alojamiento y acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; una válvula de purga configurada para purgar de manera selectiva materia de la al menos una celda de combustible; y un sistema de control configurado para controlar de manera selectiva la colocación de la válvula de purga.
33.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
34.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
35.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
36.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
37.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para abrir periódicamente la válvula de purga.
38.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 32, que comprende adicionalmente una conexión dispuesta para proveer drenado desde un lado de ánodo de la al menos una celda de combustible a la válvula de purga.
39.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible dentro del alojamiento y acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; un ventilador dentro del alojamiento y configurado para dirigir aire a la al menos una celda de combustible; y un sistema de control configurado para controlar una operación del ventilador.
40.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
41.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
42.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
43.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
44.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 39, que comprende adicionalmente al menos un detector configurado para al menos uno de monitorear la corriente suministrada a una carga acoplada con las terminales y monitorear el voltaje de la al menos una celda de combustible, y el sistema de control está configurado para controlar una velocidad de flujo de aire del ventilador en respuesta al monitoreo.
45.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible incluye un lado de cátodo y el ventilador y el alojamiento están configurados para dirigir aire hacia el lado de cátodo de la al menos una celda de combustible.
46.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 39, que comprende adicionalmente un pleno dentro del alojamiento y configurado para dirigir aire desde el ventilador a la al menos una celda de combustible.
47.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado además porque el pleno está configurado para dirigir aire a un lado de cátodo de la al menos una celda de combustible.
48.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 39, que comprende adicionalmente un dispositivo de flujo de aire configurado para operar en respuesta al control desde el sistema de control para permitir el paso selectivo de aire a al menos uno de adentro y afuera del alojamiento.
49.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 39, que comprende adicionalmente circuitería de monitoreo configurada para monitorear una velocidad de flujo de aire del ventilador y emitir una señal que indica la velocidad de flujo de aire al sistema de control.
50.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para controlar una velocidad de flujo de aire del ventilador.
51.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible dentro del alojamiento y acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; un sistema de control configurado para al menos uno de controlar y monitorear una operación de la al menos una celda de combustible; y una interfaz de operador acoplada con el sistema de control para indicar al menos un estado operativo en respuesta a control desde el sistema de control.
52.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
53.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 51 , caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
54.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 51 , caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
55.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
56.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado además porque la interfaz de operador está colocada para observación desde el exterior del alojamiento.
57.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 51 , caracterizado además porque la interfaz de operador comprende un despliegue configurado para emitir una señal perceptible al ser humano.
58.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 51 , caracterizado además porque la interfaz de operador comprende conmutadores de interfaz configurados para recibir alimentación del operador.
59.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; un suministro de energía que comprende una batería; y un sistema de control configurado para recibir electricidad desde la batería y para al menos uno de controlar y monitorear al menos una operación de la al menos una celda de combustible.
60.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
61.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
62.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
63.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
64.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para monitorear una condición eléctrica de la batería y para controlar la circuitería de carga para cargar la batería en respuesta al monitoreo de la condición eléctrica de la batería.
65.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado además porque la batería está configurada para suministrar electricidad al sistema de control durante una operación de encendido del sistema de energía de celda de combustible.
66.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 59, que comprende adicionalmente circuitería de carga configurada para cargar de manera selectiva la batería en respuesta a control desde el sistema de control.
67.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 59, que comprende adicionalmente una interfaz de operador y el sistema de control está configurado para controlar la interfaz de operador para indicar la al menos una operación.
68.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; un detector configurado para monitorear al menos una condición eléctrica de la al menos una celda de combustible y un sistema de control acoplado con el detector y configurado para monitorear el detector.
69.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
70.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
71.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
72.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 71 , caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
73.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 68, que comprende adicionalmente una interfaz de operador y el sistema de control está configurado para controlar la interfaz de operador para indicar la al menos una condición eléctrica.
74.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 68, que comprende adicionalmente un ventilador configurado para dirigir aire a la al menos una celda de combustible y el sistema de control está configurado para controlar el ventilador en respuesta a la al menos una condición eléctrica.
75.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: una pluralidad de terminales; una pluralidad de celdas de combustible acopladas eléctricamente con las terminales y configuradas para convertir energía química en electricidad; una válvula principal adaptada para acoplar con una fuente de combustible y configurada para suministrar combustible de manera selectiva a las celdas de combustible; y un sistema de control configurado para controlar la válvula principal.
76.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 75, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
77.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 75, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
78.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 75, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
79.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 75, que comprende adicionalmente una pluralidad de válvulas auxiliares en comunicación fluida con la válvula principal y configuradas para suministrar selectivamente combustible a celdas de combustible respectivas.
80.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 79, caracterizado además porque las válvulas auxiliares están colocadas entre la válvula principal y las celdas de combustible respectivas.
81.- El sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible dentro del alojamiento y acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; un ensamble de control de temperatura de aire configurado para dirigir aire dentro del alojamiento a la al menos una celda de combustible y que comprende un elemento de modificación configurado para acondicionar la temperatura del aire; y un sistema de control configurado para controlar el elemento de modificación.
82.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 81 , caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
83.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 81 , caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
84.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con ia reivindicación 81 , caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
85.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
86.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 81 , que comprende adicionalmente un detector de temperatura configurado para monitorear la temperatura del aire dirigido dentro del alojamiento.
87.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 86, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para monitorear la temperatura del aire dirigido desde el detector de temperatura y para controlar el elemento de modificación en respuesta al monitoreo de la temperatura.
88.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 81 , caracterizado además porque el elemento de modificación comprende un calentador.
89.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible dentro del alojamiento y acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; un sistema de suministro de combustible configurado para suministrar combustible a la al menos una celda de combustible; un detector de combustible colocado dentro del alojamiento; y un sistema de control configurado para monitorear una detección de combustible dentro del alojamiento utilizando el detector de detección de combustible.
90.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 89, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
91.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 89, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
92.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 89, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
93.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 92, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
94.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 89, que comprende adicionalmente una interfaz de operador y el sistema de control está configurado para controlar la interfaz de operador para indicar una detección de combustible.
95.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 89, caracterizado además porque el detector de combustible comprende un detector de gas de hidrógeno.
96.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 89, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible, y el sistemas de suministro de combustible comprende una pluralidad de válvulas configuradas para suministrar combustible a celdas de combustible respectivas.
97.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 96, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para cerrar selectivamente las válvulas en respuesta a una detección de combustible utilizando el detector de combustible.
98.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 89, que comprende adicionalmente un calentador configurado para impartir selectivamente un flujo de calor al detector de combustible.
99.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible dentro del alojamiento y acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; un detector de temperatura dentro del alojamiento; y un sistema de control acoplado con el detector de temperatura y configurado para monitorear la temperatura en el alojamiento utilizando el detector de temperatura.
100.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 99, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
101.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 99, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
102.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 99, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
103.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
104.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 99, que comprende adicionalmente un ensamble de control de temperatura de aire configurado para al menos uno de incrementar y disminuir la temperatura en el alojamiento.
105.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 104, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para controlar el ensamble de control de temperatura de aire.
106.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 104, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para controlar el ensamble de control de temperatura de aire para mantener la temperatura en el alojamiento dentro de una escala predefinida.
107.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 104, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para controlar el ensamble de control de temperatura de aire para mantener la temperatura en el alojamiento dentro de una escala predefinida de aproximadamente 25 °C a 80°C.
108.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 104, caracterizado además porque el ensamble de control de temperatura de aire comprende: un ventilador configurado para circular aire dentro del alojamiento; y un dispositivo de flujo de aire configurado para permitir el paso selectivo de aire en al menos uno de adentro y afuera del alojamiento.
109.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 108, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para controlar el ventilador y el dispositivo de flujo de aire.
110.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 99, que comprende adicionalmente un detector de temperatura configurado para monitorear una temperatura exterior del alojamiento.
111.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible dentro del alojamiento y acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; al menos un dispositivo conmutador configurado para derivar de manera selectiva al menos una celda de combustible; y un sistema de control configurado para controlar el al menos un dispositivo conmutador.
112.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 111 , caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
113.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 111 , caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
114.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 111 , caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
115.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
116.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 111 , caracterizado además porque el sistema de control está configurado para derivar la al menos una celda de combustible durante un período de tiempo variable.
117.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 111 , caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende múltiples celdas de combustible y el al menos un dispositivo conmutador comprende múltiples dispositivos conmutadores.
118.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 117, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para derivar en secuencia las celdas de combustible utilizando los dispositivos conmutadores respectivos.
119.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 117, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para derivar celdas de combustible individuales utilizando los dispositivos conmutadores respectivos.
120.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 117, caracterizado además porque el sistema de control está configurado para derivar celdas de combustible individuales de acuerdo con un orden específico
121.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 117, que comprende adicionalmente una pluralidad de válvulas configuradas individualmente para suministrar selectivamente combustible a celdas de combustible respectivas, y en el cual el sistema de control está configurado para controlar las válvulas.
122.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 121 , caracterizado además porque el sistema de control está configurado para cesar el suministro de combustible a celdas de combustible derivadas utilizando las válvulas respectivas.
123.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 117, caracterizado además porque el dispositivo conmutador comprende dispositivos conmutadores MOSFET.
124.- Un sistema de energía de celda de combustible que comprende: un alojamiento; una pluralidad de terminales; al menos una celda de combustible dentro del alojamiento y acoplada eléctricamente con las terminales y configurada para convertir energía química en electricidad; un dispositivo conmutador entre la al menos una celda de combustible y una de las terminales; y un sistema de control acoplado con el dispositivo conmutador y configurado para controlar el dispositivo conmutador para acoplar de manera selectiva la terminal con al menos una celda de combustible.
125.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 124, caracterizado además porque el sistema de control comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
126.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 124, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
127.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 124, caracterizado además porque la al menos una celda de combustible comprende una pluralidad de celdas de combustible.
128.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 127, caracterizado además porque las celdas de combustible están configuradas para ser desactivadas individualmente de manera selectiva y las celdas de combustible restantes están configuradas para proveer electricidad a las terminales con otras de las celdas de combustible desactivadas.
129.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 124, caracterizado además porque el dispositivo conmutador comprende al menos un dispositivo conmutador MOSFET.
130.- El sistema de energía de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 124, que comprende adicionalmente un detector de temperatura colocado dentro del alojamiento; y el sistema de control está configurado para monitorear la temperatura dentro del alojamiento y para acoplar la terminal con la al menos una celda de combustible utilizando el dispositivo conmutador en respuesta a la temperatura que está dentro de una escala predefinida.
131.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer una pluralidad de celdas de combustible configuradas para convertir energía química en electricidad; acoplar eléctricamente la pluralidad de celdas de combustible; proveer una primera terminal acoplada con las celdas de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con las celdas de combustible; y acoplar un sistema de control digital con las celdas de combustible para al menos uno de monitorear y controlar una operación de las celdas de combustible.
132.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente monitorear la operación de las celdas de combustible.
133.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente controlar la operación de las celdas de combustible.
134.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , caracterizado además porque el acoplamiento del sistema de control comprende acoplar una pluralidad de controladores distribuidos.
135.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , caracterizado además porque proveer las celdas de combustible comprende proveer celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
136.- El método de conformidad con la reivindicación 135, que comprende adicionalmente desactivar al menos una de las celdas de combustible.
137.- El método de conformidad con la reivindicación 136, caracterizado además porque la desactivación comprende la remoción física.
138.- El método de conformidad con la reivindicación 136, caracterizado además porque la desactivación comprende desviar eléctricamente.
139.- El método de conformidad con la reivindicación 136, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
140.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente derivar de manera selectiva la al menos una celda de combustible.
141.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente: monitorear al menos una característica eléctrica de las celdas de combustible; y derivar al menos una de las celdas de combustible en respuesta al monitoreo.
142.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente: mantener una temperatura de aire alrededor de las celdas de combustible en una escala predefinida.
143.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente: mantener una temperatura de aire alrededor de las celdas de combustible en una escala predefinida de aproximadamente 25 °C a 80°C.
144.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente: dirigir aire a las celdas de combustible utilizando un ventilador.
145.- El método de conformidad con la reivindicación 144, que comprende adicionalmente: monitorear una carga acoplada con las terminales; y controlar el ventilador en respuesta al monitoreo utilizando el sistema de control.
146.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente: suministrar combustible a las celdas de combustible utilizando una pluralidad de válvulas auxiliares; y controlar las válvulas auxiliares utilizando el sistema de control.
147.- El método de conformidad con la reivindicación 146, que comprende adicionalmente: suministrar combustible a las celdas de combustible utilizando una válvula principal; y controlar la válvula principal utilizando el sistema de control.
148.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente: comunicar con un dispositivo remoto utilizando un puerto de comunicación; y controlar el puerto de comunicación utilizando el sistema de control.
149.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente: conmutar una conexión entre una de las terminales y las celdas de combustible; y controlar el conmutador utilizando el sistema de control.
150.- El método de conformidad con la reivindicación 131 , que comprende adicionalmente: monitorear la presencia de combustible dentro de un alojamiento alrededor de celdas de combustible; e implementar una operación de apagado en respuesta al monitoreo utilizando el sistema de control.
151.- El método de conformidad con la reivindicación 150, caracterizado además porque la implementación desactiva una o más celdas de combustible.
152.- El método de conformidad con la reivindicación 150, caracterizado además porque la implementación desactiva todas las celdas de combustible.
153.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurado para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; suministrar combustible a la al menos una celda de combustible; y controlar el suministro utilizando un sistema de control.
154.- El método de conformidad con la reivindicación 153, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
155.- El método de conformidad con la reivindicación 153, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la al menos una celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
156.- El método de conformidad con la reivindicación 153, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
157.- El método de conformidad con la reivindicación 156, que comprende adicionalmente desactivar la al menos una celda de combustible.
158.- El método de conformidad con la reivindicación 157, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
159.- El método de conformidad con la reivindicación 153, que comprende adicionalmente: monitorear al menos una característica eléctrica de la al menos una celda de combustible; y el controlador responde al monitoreo.
160.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurado para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; purgar de manera selectiva una conexión acoplada con la al menos una celda de combustible para purgar materia de la al menos una celda de combustible; y controlar la purga utilizando un sistema de control.
161.- El método de conformidad con la reivindicación 160, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
162.- El método de conformidad con la reivindicación 160, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la al menos una celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
163.- El método de conformidad con la reivindicación 160, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
164.- El método de conformidad con la reivindicación 163, que comprende adicionalmente desactivar la al menos una celda de combustible.
165.- El método de conformidad con la reivindicación 164, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
166.- El método de conformidad con la reivindicación 160, caracterizado además porque la purga selectiva comprende purgar periódicamente en respuesta al control del sistema de control.
167.- El método de conformidad con la reivindicación 160, caracterizado además porque la purga comprende purgar utilizando una válvula de purga.
168.- El método de conformidad con la reivindicación 160, caracterizado además porque la purga comprende purgar para purgar diluyentes de un ánodo de la al menos una celda de combustible.
169.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurado para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; dirigir aire a la al menos una celda de combustible; y controlar la dirección utilizando un sistema de control.
170.- El método de conformidad con la reivindicación 169, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
171.- El método de conformidad con la reivindicación 169, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la al menos una celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
172.- El método de conformidad con la reivindicación 169, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
173.- El método de conformidad con la reivindicación 172, que comprende adicionalmente desactivar la al menos una celda de combustible.
174.- El método de conformidad con la reivindicación 173, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
175.- El método de conformidad con la reivindicación 169, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales, monitorear la provisión de la electricidad, y el control responde al monitoreo de la provisión de electricidad.
176.- El método de conformidad con la reivindicación 169, que comprende adicionalmente monitorear al menos uno de voltaje de la al menos una celda de combustible y la corriente que pasa a través de la al menos una celda de combustible, y el controlador responde al monitoreo.
177.- El método de conformidad con la reivindicación 169, caracterizado además porque la dirección comprende dirigir aire hacia el lado de cátodo de la al menos una celda de combustible.
178.- El método de conformidad con la reivindicación 177, caracterizado además porque la dirección comprende dirigir aire utilizando un ventilador, y el control comprende controlar una velocidad de flujo de aire del ventilador.
179.- El método de conformidad con la reivindicación 169, que comprende adicionalmente introducir aire exterior hacia un alojamiento alrededor de la al menos una celda de combustible.
180.- El método de conformidad con la reivindicación 169, que comprende adicionalmente monitorear la temperatura del aire.
181.- El método de conformidad con la reivindicación 180, caracterizado además porque
182.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurado para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; indicar al menos un estado de operación del sistema de energía de celda de combustible utilizando una interfaz de operador; y controlar la indicación utilizando un sistema de control.
183.- El método de conformidad con la reivindicación 182, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
184.- El método de conformidad con la reivindicación 182, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la al menos una celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
185.- El método de conformidad con la reivindicación 182, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
186.- El método de conformidad con la reivindicación 185, que comprende adicionalmente desactivar la al menos una celda de combustible.
187.- El método de conformidad con la reivindicación 186, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
188.- El método de conformidad con la reivindicación 182, caracterizado además porque la indicación comprende emitir una señal perceptible por el ser humano.
189.- El método de conformidad con la reivindicación 182, caracterizado además porque la indicación comprende indicar utilizando un despliegue.
190.- El método de conformidad con la reivindicación 182, que comprende adicionalmente enviar el al menos un estado operativo a un dispositivo remoto.
191.- El método de conformidad con la reivindicación 182, que comprende adicionalmente recibir alimentación de operador utilizando interfaz de operador .
192.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurada para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; suministrar electricidad a un sistema de control utilizando un suministro de energía que comprende una batería; y monitorear al menos una operación de la al menos una celda de combustible utilizando el sistema de control.
193.- El método de conformidad con la reivindicación 192, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
194.- El método de conformidad con la reivindicación 192, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la al menos una celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
195.- El método de conformidad con la reivindicación 192, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
196.- El método de conformidad con la reivindicación 195, que comprende adicionalmente desactivar la al menos una celda de combustible.
197.- El método de conformidad con la reivindicación 196, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
198.- El método de conformidad con la reivindicación 192, que comprende adicionalmente monitorear una condición eléctrica de la batería y controlar la carga de la batería en respuesta al monitorear de la condición eléctrica de la batería.
199.- El método de conformidad con la reivindicación 192, caracterizado además porque el suministro comprende suministrar energía utilizando la batería al sistema de control durante una operación de encendido del sistema de energía de celda de combustible.
200.- El método de conformidad con la reivindicación 192, que comprende adicionalmente: cargar la batería; y controlar la carga utilizando el sistema de control.
201.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurada para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; y monitorear una condición eléctrica de la al menos una celda de combustible utilizando un sistema de control.
202.- El método de conformidad con la reivindicación 201 , caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
203.- El método de conformidad con la reivindicación 201 , caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la al menos una celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
204.- El método de conformidad con la reivindicación 201 , caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
205.- El método de conformidad con la reivindicación 204, que comprende adicionalmente desactivar la al menos una celda de combustible.
206.- El método de conformidad con la reivindicación 205, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
207.- El método de conformidad con la reivindicación 201 , que comprende adicionalmente indicar la condición eléctrica utilizando una interfaz de operador.
208.- El método de conformidad con la reivindicación 201 , que comprende adicionalmente: dirigir aire a la al menos una celda de combustible; y controlar la dirección utilizando el sistema de control en respuesta al monitoreo.
209.- El método de conformidad con la reivindicación 201 , que comprende adicionalmente derivar la al menos una celda de combustible después del monitoreo.
210.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer una pluralidad de celdas de combustible configuradas para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con las celdas de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con las celdas de combustible; suministrar combustible a las celdas de combustible; y controlar el suministro utilizando un sistema de control.
211.- El método de conformidad con la reivindicación 210, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
212.- El método de conformidad con la reivindicación 210, caracterizado además porque proveer las celdas de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
213.- El método de conformidad con la reivindicación 210, que comprende adicionalmente desactivar una de las celdas de combustible.
214.- El método de conformidad con la reivindicación 213, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
215.- El método de conformidad con la reivindicación 210, caracterizado además porque el suministro comprende suministrar utilizando una válvula principal.
216.- El método de conformidad con la reivindicación 210, caracterizado además porque el suministro comprende: suministrar utilizando una válvula principal; y suministrar utilizando una pluralidad de válvulas auxiliares en comunicación fluida con la válvula principal.
217.- El método de conformidad con la reivindicación 216, caracterizado además porque el control comprende controlar la válvula principal y las válvulas auxiliares utilizando el sistema de control.
218.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurada para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; suministrar combustible a la al menos una celda de combustible; y monitorear la presencia de combustible dentro de un alojamiento alrededor de la al menos una celda de combustible utilizando un sistema de control.
219.- El método de conformidad con la reivindicación 218, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
220.- El método de conformidad con la reivindicación 218, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
221.- El método de conformidad con la reivindicación 218, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
222.- El método de conformidad con la reivindicación 221 , que comprende adicionalmente desactivar al menos una de las celdas de combustible.
223.- El método de conformidad con la reivindicación 222, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
224.- El método de conformidad con la reivindicación 218, que comprende adicionalmente: acoplar una interfaz de operador con el sistema de control; y controlar la interfaz de operador 16 utilizando el sistema de control para indicar la presencia de combustible dentro del alojamiento.
225.- El método de conformidad con la reivindicación 218, que comprende adicionalmente: cesar de manera selectiva el suministro en respuesta al monitoreo; y controlar el cese utilizando el sistema de control.
226.- El método de conformidad con la reivindicación 218, caracterizado además porque el monitoreo comprende monitorear utilizando un detector de combustible.
227.- El método de conformidad con la reivindicación 226, que comprende adicionalmente calentar el detector de combustible.
228.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurada para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; y monitorear una temperatura dentro de un alojamiento alrededor de la al menos una celda de combustible utilizando un sistema de control.
229.- El método de conformidad con la reivindicación 228, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
230.- El método de conformidad con la reivindicación 228, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
231.- El método de conformidad con la reivindicación 228, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
232.- El método de conformidad con la reivindicación 231 , que comprende adicionalmente desactivar al menos una de las celdas de combustible.
233.- El método de conformidad con la reivindicación 232, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
234.- El método de conformidad con la reivindicación 228, que comprende adicionalmente uno de incrementar y disminuir de manera selectiva la temperatura en el alojamiento utilizando un ensamble de control de temperatura de aire.
235.- El método de conformidad con la reivindicación 234, que comprende adicionalmente controlar el ensamble de control de temperatura de aire utilizando el sistema de control en respuesta al monitoreo.
236.- El método de conformidad con la reivindicación 235, caracterizado además porque el control comprende controlar para mantener la temperatura en el alojamiento dentro de una escala predefinida.
237.- El método de conformidad con la reivindicación 235, caracterizado además porque el control comprende controlar para mantener la temperatura en el alojamiento dentro de una escala predefinida de aproximadamente 25 °C y 80°C.
238.- El método de conformidad con la reivindicación 228, que comprende adicionalmente: dirigir aire a la al menos una celda de combustible; y controlar la dirección utilizando el sistema de control en respuesta al monitoreo.
239.- El método de conformidad con la reivindicación 228, que comprende adicionalmente: suministrar aire exterior hacia el alojamiento; y controlar la alimentación utilizando el sistema de control en respuesta al monitoreo.
240.- El método de conformidad con la reivindicación 228, que comprende adicionalmente monitorear una temperatura exterior del alojamiento.
241.- El método de conformidad con la reivindicación 228, caracterizado además porque el monitoreo comprende monitorear utilizando un detector de temperatura.
242.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurada para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; derivar la al menos una celda de combustible; y controlar la derivación utilizando un sistema de control.
243.- El método de conformidad con la reivindicación 242, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
244.- El método de conformidad con la reivindicación 242, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
245.- El método de conformidad con la reivindicación 242, que comprende adicionalmente variar un período de tiempo de la derivación utilizando el sistema de control.
246.- El método de conformidad con la reivindicación 242, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible
247.- El método de conformidad con la reivindicación 246, que comprende adicionalmente desactivar al menos una de las celdas de combustible.
248.- El método de conformidad con la reivindicación 247, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
249.- El método de conformidad con la reivindicación 246, que comprende adicionalmente derivar en secuencia las celdas de combustible.
250.- El método de conformidad con la reivindicación 246, que comprende adicionalmente derivar celdas de combustible individuales.
251.- El método de conformidad con la reivindicación 246, que comprende adicionalmente derivar las celdas de combustible de acuerdo con un orden específico.
252.- El método de conformidad con la reivindicación 246, que comprende adicionalmente: suministrar combustible a las celdas de combustible; y cesar el suministro a celdas de combustible derivadas.
253.- Un método para controlar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: proveer al menos una celda de combustible configurada para convertir energía química en electricidad; proveer una primera terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; proveer una segunda terminal acoplada con la al menos una celda de combustible; conmutar una conexión entre una de las terminales y la al menos una celda de combustible; y controlar el conmutador utilizando un sistema de control.
254.- El método de conformidad con la reivindicación 253, caracterizado además porque el control comprende controlar utilizando el sistema de control que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
255.- El método de conformidad con la reivindicación 253, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer la celda de combustible que tiene una pluralidad de celdas de combustible de membrana de electrolito de polímero.
256.- El método de conformidad con la reivindicación 253, caracterizado además porque proveer la al menos una celda de combustible comprende proveer una pluralidad de celdas de combustible.
257.- El método de conformidad con la reivindicación 256, que comprende adicionalmente desactivar al menos una de las celdas de combustible.
258.- El método de conformidad con la reivindicación 257, que comprende adicionalmente proveer electricidad a una carga acoplada con las terminales con la al menos una celda de combustible desactivada.
259.- El método de conformidad con la reivindicación 253, que comprende adicionalmente monitorear una temperatura dentro de un alojamiento alrededor de la al menos una celda de combustible y el control responde al monitoreo.
260.- Un método para operar un sistema de energía de celda de combustible que comprende: iniciar un procedimiento de encendido; monitorear la temperatura dentro de un alojamiento que contiene al menos una celda de combustible; ajustar de manera selectiva la temperatura dentro del alojamiento utilizando un elemento de modificación 53 en respuesta al monitoreo; y acoplar un colector de energía con una terminal en respuesta al monitoreo.
261.- El método de conformidad con la reivindicación 260, que comprende adicionalmente monitorear la presencia de combustible.
262.- El método de conformidad con la reivindicación 260, que comprende adicionalmente: derivar la al menos una celda de combustible de acuerdo con un ciclo de trabajo; y ajustar de manera selectiva el ciclo de trabajo al máximo.
263.- El método de conformidad con la reivindicación 260, caracterizado además porque el ajuste comprende calentar utilizando el elemento de modificación 53 para incrementar la temperatura.
264.- Un sistema de celda de combustible que comprende: al menos una celda de combustible; una pluralidad de válvulas configuradas para suministrar combustible a la al menos una celda de combustible; y un sistema de control configurado para controlar las válvulas.
265.- Un sistema de celda de combustible que comprende: al menos una celda de combustible; un modificador de temperatura de aire; y un alojamiento configurado para alojar la al menos una celda de combustible y el modificador de temperatura de aire.
266.- Un sistema de celda de combustible que comprende: al menos una celda de combustible; un detector de temperatura; un alojamiento configurado para alojar la al menos una celda de combustible y el detector de temperatura; y un sistema de control configurado para monitorear la temperatura dentro del alojamiento.
267.- Un sistema de celda de combustible que comprende: al menos una celda de combustible; un detector de combustible; un alojamiento configurado para alojar la al menos una celda de combustible y el detector de combustible; y un sistema de control configurado para monitorear la presencia de combustible dentro del alojamiento.
268.- Un método operativo de celda de combustible que comprende: proveer una celda de combustible y un alojamiento alrededor de la celda de combustible; monitorear la temperatura dentro del alojamiento; ajustar la temperatura dentro del alojamiento; y conectar la celda de combustible con un colector de energía en respuesta al monitoreo.
269.- Un sistema de control de celda de combustible que comprende una pluralidad de controladores distribuidos.
270.- Un sistema de celda de combustible que comprende: una pluralidad de celdas de combustible dentro de una pila capaces de ser desactivadas de manera selectiva.
271.- Un sistema de celda de combustible que comprende: una pluralidad de celdas de combustible; y una pluralidad de dispositivos de conmutación de derivación acoplados con las celdas de combustible.
272.- Un sistema de celda de combustible que comprende: una pluralidad de celdas de combustible; un alojamiento alrededor de las celdas de combustible; un detector de temperatura de aire dentro del alojamiento; y un ensamble de control dentro del alojamiento.
273.- Un sistema de celda de combustible que comprende: una celda de combustible; y un detector de gas de hidrógeno configurado para detectar gas de hidrógeno alrededor de la celda de combustible.
274.- Un sistema de celda de combustible que comprende: una celda de combustible; un detector de combustible configurado para detectar combustible alrededor de la celda de combustible; y un dispositivo de calentamiento configurado para calentar el detector de combustible.
275.- Una pila de celdas de combustible que comprende: una pluralidad de celdas de combustible; y una pluralidad de dispositivos conmutadores para celdas de combustible respectivas.
276.- Un sistema de celda de combustible que comprende: una pluralidad de celdas de combustible controladas; desactivar las celdas de combustible.
277.- Un sistema de celda de combustible que comprende: una pluralidad de celdas de combustible controladas; y derivar de manera selectiva las celdas de combustible.
278.- Un sistema de celda de combustible que comprende: una celda de combustible controlada; y un dispositivo remoto en comunicación con la celda de combustible controlada.
279.- Un método operativo de sistema de celda de combustible que comprende: proveer una pluralidad de celdas de combustible; monitorear la presencia de combustible en un espacio alrededor de las celdas de combustible; y apagar las celdas de combustible en respuesta a la presencia de combustible en el espacio.
280.- Un sistema de celda de combustible que comprende: monitorear una celda de combustible; y derivar la celda de combustible en respuesta al monitoreo.
281.- Un método operativo de sistema de celda de combustible que comprende: proveer una pluralidad de celdas de combustible; y derivar las celdas de combustible en una secuencia.
282.- Un método operativo de sistema de celda de combustible que comprende: proveer una pluralidad de celdas de combustible; y derivar las celdas de combustible en un orden específico.
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