PT1203418E - Sistemas eléctricos de células de combustível e processos de controlar um sistema eléctrico de células de combustível - Google Patents

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Shiblihanna I Bayyuk
Greg A Lloyd
Peter D Devries
David R Lott
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Description

DESCRIÇÃO
Campo técnico 0 presente invento refere-se a sistemas eléctricos de células de combustível e a processos de controlar um sistema eléctrico de células de combustível.
Enquadramento da técnica
As células de combustível são conhecidas na técnica. A célula de combustível é um dispositivo electromecânico que faz reagir o hidrogénio e o oxigénio, que é normalmente fornecido pelo ar ambiente, para produzir electricidade e água. 0 processo básico é altamente eficiente e as células de combustível alimentadas directamente pelo hidrogénio são substancialmente não contaminadas. Além disso uma vez que as células de combustível podem ser agrupadas em pilhas de várias dimensões, os sistemas eléctricos foram desenvolvidos para produzir uma grande gama de níveis de output de energia eléctrica, podendo ser assim utilizadas em inúmeras aplicações industriais.
Embora os processos electroquímicos fundamentais envolvidos em todas as células de combustível sejam bem entendidos, as soluções de engenharia provaram ser ilusórias na tentativa de tornar alguns tipos de células de combustível fiáveis, e para outros tipos, económicos. No caso dos sistemas eléctricos de células de combustível com membrana com electrólito de polímero (PEM), a fiabilidade não tem sido, até agora, a maior preocupação, mas, em vez disso, o custo instalado por Watt de capacidade de geração. Para baixar ainda 1 mais o custo da célula de combustível PEM por Watt, tem-se dado muita atenção ao aumento da potência de saída desta célula. Historicamente, isto deu origem a mais sistemas sofisticados dos serviços auxiliares da instalação que são necessários para optimizar e manter a potência de saída da célula de combustível PEM. Uma consequência dos sistemas altamente complexos dos serviços auxiliares da instalação é o facto de não serem replicáveis para escalas mais pequenas de aplicações de baixa capacidade. Consequentemente, os custos, a eficiência, s fiabilidade e as despesas de manutenção são todos afectados negativamente em aplicações de geração baixa.
Sabe-se bem que as células de combustível PEM isoladas só produzem uma tensão útil de cerca de 0,45 a cerca de 0,7 Volt de corrente contínua por célula sob uma carga. As instalações práticas de células de combustível PEM foram construídas a partir de múltiplas células empilhadas umas nas outras de forma a estarem electricamente ligadas em série. Sabe-se ainda que as células de combustível PEM podem funcionar com níveis mais altos de potência de saída quando é disponibilizada humidificação suplementar à membrana de permuta de protões (electrólito). Neste aspecto, a humidificação baixa a resistência das membranas de permuta de protões ao fluxo de protões. Para conseguir esta maior humidificação, pode ser introduzida mais água nos fluxos de hidrogénio ou oxigénio através de vários processos, ou mais directamente à membrana de permuta de protões por meio do fenómeno físico conhecido como wicking (drenagem) por exemplo. No entanto, o foco das investigações nos últimos anos tem consistido em desenvolver conjunto de membrana de eléctrodo MEA com potência de saída crescentemente melhor quando funcionando sem humidificação suplementar. Fazer funcionar um MEA quando é auto-humidifiçado 2 tem vantagens, porque diminui a complexidade dos serviços auxiliares da instalação com os seus custos associados. No entanto, a auto-humidificação resultou, até agora, em células de combustível funcionando com menores densidade de corrente e isto, por seu lado, resultou na maior necessidade destes conjuntos para gerar uma determinada quantidade de potência.
Embora as células de combustível PEM de várias concepções funcionassem com graus variáveis de sucesso, apresentavam também defeitos que prejudicaram a sua utilidade. Por exemplo, os sistemas eléctricos de células de combustível PEM têm normalmente um conjunto de células de combustível individuais que são ligadas electricamente em série (empilhadas) umas às outras, de modo que o sistema de potência pode ter uma maior tensão de saída. Neste arranjo, se uma das células de combustível na pilha falha, já não contribui para a tensão e para a potência. Uma das falhas mais comuns destes sistemas eléctricos de células de combustível PEM ocorre quando o conjunto de membranas de eléctrodo (MEA) se torna menos hidratado do que os outros MEAS na mesma pilha de células de combustível. Esta perda da hidratação da membrana aumenta a resistência eléctrica da célula de combustível afectada, resultando assim na geração de mais calor perdido. Por seu lado, este aquecimento adicional seca o conjunto de membrana de eléctrodo. Esta situação cria uma espiral de hidratação negativa. 0 sobreaquecimento contínuo da célula de combustível pode levar, eventualmente, à inversão da polaridade da célula de combustível afectada, de modo que agora começa a dissipar energia eléctrica do resto das células de combustível na pilha. Se esta condição não for rectificada, o calor excessivo gerado pela célula de combustível em falha pode levar à perfuração do conjunto da membrana de eléctrodo e, desta forma, à fuga de 3 hidrogénio. Quando esta perfuração ocorre, a pilha de células de combustível tem de ser completamente desmontada e reparada. Dependendo da concepção da pilha de células de combustível que é utilizada, esta reparação ou substituição pode ser uma tarefa dispendiosa e demorada.
Além disso, os inventores têm procurado meios com os quais melhorar as densidades de corrente actuais em células de combustível PEM auto-humidificadas, não aumentando simultaneamente as exigências dos serviços auxiliares da instalação para estes mesmos dispositivos. 0 documento XP004154090 "Development of a hybrid fuel cell / battery powerered electric vehicle" [Desenvolvimento de uma célula de combustível / veiculo eléctrico alimentado por bateria] por M. Nadai e F. Barbir, descreve a concepção e desempenho de um protótipo de um veículo eléctrico de emissões-zero, alimentado principalmente por células de combustível de membrana com permuta de protões (PEM) com ar de respiração utilizando o hidrogénio gasoso como combustível. 0 sistema de células de combustível é constituído pelas pilhas de células de combustível, depósito de hidrogénio, compressor de ar, válvulas solenoides, reguladores de pressão, bomba de água, depósito de água, permutadores de calor, sensores, dispositivo de comando programável e regulador de tensão. 0 sistema de bateria fornece energia ao veículo durante períodos de picos de necessidade de potência, tais como durante a aceleração do veículo ou a circulação a uma velocidade constante elevada. As baterias também fornecem energia para o arranque da célula de combustível.
Na Patente WO 98/13891 é proporcionada uma célula de combustível com membrana com electrólito de polímero (PEM) com eléctrodos fornecidos com um reagente em cada lado de um 4 conjunto de membrana catalisada (CMA). A célula de combustível inclui uma rede metálica definindo um padrão rectangular de campo de fluxo tendo uma entrada num primeiro campo e uma saída num segundo campo localizado numa diagonal do primeiro campo. Todas as vias de escoamento, desde a entrada até à saída, através de um padrão quadrado de campo de fluxo são equivalentes para distribuir uniformemente o reagente sobre o CMA. A Patente EP 0 827 226 A2 descreve um processos e aparelho para controlar o desempenho de células de combustível PEM de H2-O2. Os outputs de um monitor de tensão de célula / pilha e um cátodo sensor H2 de gás de escape são corrigidos para as condições operacionais da pilha, e então comparados com níveis de aceitação predeterminados. Se coexistirem algumas condições inaceitáveis, é alertado um operador e / ou são accionadas automaticamente medidas correctivas. A Patente WO 91/19328 revela um processo e aparelho para controlar 0 desempenho de células de combustível dispostas em série. 0 processo e aparelho envolvem a medição e a comparação de indicadores de desempenho de células de combustível, tal como tensão, em grupos de células ligadas em série.
Na patente US 4,782,689 refere-se que as células de combustível espaciais com potência de rajada geram grandes cargas térmicas em períodos de tempo muito curtos. De modo a evitar a ventilação externa ou a utilização de radiadores muito pesados em veículos espaciais, estas células de combustível têm de incluir a bordo sistemas de arrefecimento em circuito fechado. A utilização de gelo sub-arrefecido como um meio de arrefecimento, que pode estar em contacto, quer com o ânodo quer com o cátodo ou com o fluxo de recirculação do líquido de arrefecimento, proporciona a célula de combustível com uma 5 capacidade de absorção de calor segura, altamente eficiente, e com baixo peso.
Breve descrição dos desenhos
As formas de realização preferidas do invento estão descritas abaixo com referência aos desenhos acompanhantes seguintes. A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma forma de realização de um sistema eléctrico de célula de combustível de acordo com o presente invento. A figura 2 é uma representação ilustrativa de um sistema de comando acoplado a componentes do sistema eléctrico de células de combustível. A figura 3 é uma vista em perspectiva explodida de uma configuração de um cartucho de células de combustível do sistema eléctrico de células de combustível. A figura 4 é uma representação esquemática de uma forma de realização de circuitos acoplados com várias células de combustível do cartucho de células de combustível. A figura 5 é um diagrama de blocos funcional de uma configuração do sistema de comando para o sistema eléctrico de células de combustível. A figura 6 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escravo de análise do cartucho do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 7 é um diagrama de bloco funcional de um dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar do 6 sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 8 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escrava do ventilador do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 9 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escravo da interface do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 10 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escravo da porta externa do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 11 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escravo de análise do sistema do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 12 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escravo do sensor do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 13 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escravo da temperatura do ar do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 14 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escravo do shunt do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. A figura 15 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de comando escravo do comutador do sistema de comando acoplado a circuitos e componentes associados. 7
As figuras 16 - 16A são um fluxograma ilustrando operações exemplificavas de um dispositivo de comando mestre do sistema de comando. A figura 17 é um fluxograma ilustrando uma operação de arranque exemplificativa do dispositivo de comando mestre.
As figuras 18 - 18A são fluxogramas ilustrando operações de erro exemplificativas do dispositivo de comando mestre.
As figuras 19 a 19B são fluxogramas de operações exemplificativas do dispositivo de comando escavo de análise do cartucho.
As figuras 20 a 20A são fluxogramas ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar do sistema de comando.
As figuras 21 - 21A são fluxogramas ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo do ventilador do sistema de comando. A figura 22 é um fluxograma ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo da interface do sistema de comando. A figura 23 é um fluxograma ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo da porta externa do sistema de comando.
As figuras 22 - 24A são fluxogramas ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo de análise do sistema do sistema de comando. A figura 25 é um fluxograma ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo do sensor do sistema de contando. 8 A figura 26 é um fluxograma ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo da temperatura do ar do sistema de comando. A figura 27 é um fluxograma ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo do shunt do sistema de comando. A figura 28 é um fluxograma ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo do comutador do sistema de comando.
Melhores formas de executar o invento e divulgação do invento A divulgação do invento é submetida na prossecução da intenção constitucional da lei das Patentes dos Estados Unidos "to promote the progress of Science and useful arts" [para promover o progresso da ciência e das artes úteis] (Artigo 1, Secção 8). A figura 1 ilustra uma configuração de um sistema eléctrico de células de combustível. A configuração ilustrada de um sistema eléctrico de células de combustível 10 é exemplificativa, sendo possíveis outras configurações. Tal como está ilustrado, o sistema eléctrico de células de combustível 10 inclui uma caixa 12 proporcionada em torno de uma pluralidade de cartuchos 14 de células de combustível. A caixa 12 define um conjunto de sub-pilha na forma de realização descrita. O sistema eléctrico de células de combustível 10 está configurado para utilizar uma ou mais cartuchos 14 de células de combustível. Doze destes cartuchos 14 de células de combustível são utilizados na forma de realização do sistema eléctrico de células de combustível 10 aqui descrita. Tal como 9 descrito abaixo, os cartuchos individuais 14 de células de combustível incluem uma pluralidade de células de combustível. Na configuração descrita, os cartuchos individuais 14 de células de combustível incluem quatro células de combustível.
Estas células de combustível podem compreender células de combustível com membrana com electrólito de polímero (PEM). Na forma de realização descrita, as células de combustível podem compreender células de combustível com conjunto de membrana de eléctrodo (MEA) ou células de combustível com conjunto difusor de membrana de eléctrodo (MEDA). Outros detalhes de uma configuração das células de combustível e cartuchos 14 de célula de combustível estão descritos no requerimento co-pendente da Patente US n° 08/979,853 intitulado "A Proton Exchange Membrane Fuel Cell Power System" [sistema eléctrico de células de combustível de membrana de permuta de protões], arquivado em 20 de Novembro de 1987, nomeando William A. Fuglevand. Dr. Shiblihanna I. Bayyuk, Pd.D., Greg A. Lloyd, Peter D. Devries, David R. Lott, John P. Scartozzi, Gregory M Somers e Ronald G. Stokes como inventores, atribuído aos seus cessionários, tendo o número de agente WA23-002, e aqui incorporado por referência. A caixa 12 inclui ainda uma interface de operador 16. Na forma de realização presente, a interface de operador 16 inclui um ecrã 18 e comutadores de interface 20. A interface de operador 16 está configurada para indicar a operação do sistema eléctrico de células de combustível 10, permitindo também que um operador comande várias funções do sistema eléctrico de células de combustível 10. O ecrã 18 da interface do operador 16 está configurado para emitir um sinal perceptível pelo Homem, tal como sinais visíveis, para indicar a operação do sistema eléctrico de 10 células de combustível 10. Na forma de realização ilustrada, o ecrã 18 compreende uma pluralidade de conjuntos de gráficos de barras de díodos electroluminescentes (LED) para indicar condições operacionais dos cartuchos respectivas 14 das células de combustível. Numa configuração, os conjuntos individuais de gráficos de barras do ecrã 18 indicam altas e baixas tensões das células de combustível dentro dos cartuchos correspondentes 14 das células de combustível.
Os comutadores de interface 20 permitem que um utilizador comande as operações do sistema eléctrico de células de combustível 10. Por exemplo, pode ser proporcionado um comutador de interface 20 para permitir que um utilizador ligue o sistema eléctrico de células de combustível 10. Para além disso, outro comutador de interface 20 pode incluir um comutador de activação de carga que permite a um utilizador aplicar selectivamente a energia do sistema eléctrico de células de combustível 10 a uma carga 22 acoplada ao sistema eléctrico de células de combustível 10. Outro comutador de interface 20 pode comandar uma função de rearme do cartucho descrita abaixo. A figura 2 ilustra alguns componentes do sistema eléctrico de células de combustível 10. Os componentes estão dentro e fora da caixa 12 do sistema eléctrico de células de combustível 10. Internamente, só estão ilustrados três cartuchos 14 de células de combustível para efeitos de discussão. São proporcionados mais cartuchos 14 de células de combustível em configurações típicas. O sistema eléctrico de células de combustível 10 está ilustrado acoplado a um dispositivo remoto 24. O sistema eléctrico de células de combustível 10 está configurado, de preferência, para comunicar com o dispositivo remoto 24. Um 11 dispositivo remoto exemplificativo 24 compreende uma estação de controlo e comando fora do local. 0 sistema eléctrico de células de combustível 10 recebe comunicações do dispositivo remoto 24 que podem compreender dados e comandos. O sistema eléctrico de células de combustível está também configurado para emitir dados, pedidos, etc. ao dispositivo remoto 24.
Os componentes ilustrados incluem vários cartuchos 14 de células de combustível e interface de operador 16 discutido acima. Para além disso, o sistema eléctrico de células de combustível 10 inclui um sistema de comando 30. Uma configuração do sistema de comando 30 está descrita abaixo em detalhe. O sistema de comando ilustrado 30 está acoplado a um sensor de alimentação de energia 31 associado com uma alimentação de energia 32, e circuitos de carga 34. O sistema de comando 30 está ainda acoplado a cartuchos 14 de células de combustível e interface de operador 16. Além disso, o sistema de comando 30 está acoplado a uma porta de comunicação 36, dispositivo de comutação 38 e sensor de corrente 40. O sistema de comando 30 está ainda acoplado a um solenoide de sangria 42 associado a uma válvula de sangria 43. O sistema eléctrico de células de combustível 10 ilustrado inclui um sistema de débito de combustível 28. O sistema de débito de combustível 28 está acoplado a uma alimentação de combustível 23 para alimentar combustível aos cartuchos 14 de células de combustível. O combustível dos exemplos compreende gás de hidrogénio na forma de realização descrita. São possíveis outros combustíveis. O sistema de débito de combustível 28 ilustrado inclui uma válvula principal 47 e várias válvulas auxiliares 45 associadas a cartuchos 14 de células de combustível. A válvula principal 47 controla o fluxo de combustível da alimentação de 12 combustível 23 para o sistema eléctrico de células de combustível 10. As válvulas auxiliares 45 controlam o fluxo de combustível para os cartuchos respectivos 14 das células de combustível. O sistema de comando 30 está acoplado a vários solenoides auxiliares 44 das válvulas auxiliares associadas 45. O sistema de comando 30 está ainda acoplado a um solenoide principal 46 da válvula principal associada 47. O sistema eléctrico de células de combustível 10 ilustrado inclui um conjunto de comando da temperatura do ar 50. O conjunto de comando da temperatura do ar 50 ilustrado inclui um plenum 51 tendo portas associadas 52 correspondendo aos cartuchos 14 das células de combustível. Dentro do plenum 51 do conjunto de comando da temperatura do ar 50 existem um elemento modificador da temperatura 53, ventilador 54, sensor de temperatura 55 e sensor de combustível 61.
Um dispositivo controlável do fluxo de ar ou passagem de ar 56 liga o plenum 51 ao ar ambiente exterior fora da caixa 12. A passagem de ar 56 pode permitir a admissão de ar no plenum 51, assim como o escape de ar do plenum 51. O sistema de comando 30 está acoplado aos circuitos de comando 51 do elemento modificador 53, circuito de comando 48 e circuito de controlo 49 do ventilador 54, circuito de temperatura 68 associado ao sensor de temperatura 55, circuito de comando 57 da passagem de ar 56 e aquecedor 75 do sensor de combustível 61.
O sensor de combustível 58 é proporcionado dentro da caixa 12 e fora do plenum 51, tal como está ilustrado. O primeiro sensor de combustível 58 pode funcionar para controlar a presença de combustível dentro da caixa 12. Um segundo sensor de combustível 61 é proporcionado dentro do plenum 51 para controlar a presença de combustível dentro do plenum 51. O 13 sistema de comando 30 está configurado para se acoplar ao circuito de detecçâo de combustível 64 associado aos sensores de combustível 58, 61. Os circuitos de detecçâo de combustível 64 podem condicionar as medições obtidas pelos sensores 58, 61.
Os aquecedores 54, 75 estão acoplados a sensores respectivos de combustíveis 58, 61 para proporcionar aquecimento selectivo dos sensores de combustível 58, 61, em resposta ao comando do sistema de comando 30. Os aquecedores 74, 75 fazem parte dos sensores de combustível 58, 61, nalgumas configurações. Uma configuração exemplificativa do sensor de combustível com um aquecedor incorporado tem a designação TGS 813 disponível na Figaro Engineering Inc. Estes aquecedores são proporcionados, de preferência, no intervalo de temperatura pré-definido, para garantir uma operação adequada. São possíveis outras configurações de sensores 58, 61.
Numa forma de realização, um sensor de temperatura exterior 59 é proporcionado fora da caixa 12. O sistema de comando 30 está também acoplado a circuitos de temperatura 67 associados com o sensor de temperatura 59 para controlar a temperatura exterior. Os circuitos de temperatura 67 condicionam os sinais recebidos pelo sensor de temperatura 59. O sistema de comando 30 está configurado para pelo menos uma das funções de comando e controlo do funcionamento do sistema eléctrico de células de combustível 10. Durante a operação, o combustível da alimentação de combustível 23 é aplicado à válvula principal 47. A válvula principal 47 é acoplada às válvulas auxiliares 45, tal como está ilustrado. Em resposta ao comando do sistema de comando 30, a válvula principal 47 e válvulas auxiliares 45 aplicam combustível aos cartuchos respectivos 14 das células de combustível. Em resposta à alimentação de combustível, e na presença do 14 oxigénio, os cartuchos 14 de células de combustível produzem energia eléctrica.
Um barramento de alimentação 60 liga os cartuchos 14 de células de combustível em série. O barramento de alimentação 60 está acoplado aos externos 62, 63 que podem ser ligados a uma carga externa 22 (ilustrada na figura 1) . O borne 62 proporciona um terminal positivo e o borne 63 proporciona um terminal negativo do sistema eléctrico de células de combustível 10. O conjunto de comando da temperatura do ar 50 aplica oxigénio aos cartuchos respectivos 14 de células de combustível através das portas 52. Os cartuchos 14 de células de combustível podem funcionar individualmente para converter energia química em electricidade. Tal como escrito abaixo, os cartuchos de combustível 14 contêm individualmente várias células de combustível tendo cada uma um lado do ânodo e um lado do cátodo. As válvulas auxiliares 45 aplicam combustível aos lados do ânodo das células de combustível. O plenum 51 dirige o ar para dentro dos lados do cátodo das células de combustível. O conjunto de comando da temperatura do ar 50 proporciona, de preferência, ar circulado dentro de um intervalo de temperaturas pré-determinado. Este ar circulado pode ser ar exterior e / ou ar recuado. Na forma de realização preferida, o conjunto de comando da temperatura do ar 50 proporciona ar dentro do plenum 51 com um intervalo de temperatura aproximado de 25 °C a 80°C Com as condições de arranque do sistema eléctrico de células de combustível 10, o elemento modificador 53 pode ser controlado através do sistema de comando 30, usando circuitos de comando 41 do elemento, quer para aumentar quer para 15 diminuir a temperatura do ar dentro do plenum 51. 0 ventilador 54 circula o ar dentro do plenum 51 para os cartuchos respectivos 14 das células de combustível. 0 circuito de comando 48 do ventilador e o circuito de controlo 4 9 do ventilador estão ilustrados acoplados ao ventilador 54. Em resposta ao comando do sistema de comando 30, os circuitos de comando do ventilador 48 controlam os caudais de ar (por exemplo, velocidade de rotação) do ventilador 54. Os circuitos de controlo do ventilador 49 controlam os caudais reais de ar provocados pelo ventilador 54 (por exemplo, os circuitos 49 podem compreender um tacómetro para configurações de ventilador rotativo). O sistema de comando 30 controla a temperatura do ar dentro do plenum 51 usando um sensor de temperatura 55. Durante a operação, o calor é gerado e emitido pelos cartuchos 14 das células de combustível. Assim, pode ser necessário diminuir a temperatura do ar dentro do plenum 51 para proporcionar uma operação eficiente do sistema eléctrico de células de combustível 10. Em resposta ao comando do sistema de comando 30, a passagem de ar 56 pode ser usada para introduzir ar exterior no plenum 51 e retirar ar do plenum 51 para o ambiente. O sistema de comando 30 comunica com o circuito de comando 57 para comandar a passagem de ar 56. Numa representação, a passagem de ar 56 inclui uma pluralidade de aletas e o circuito de comando 57 controla a posição das aletas da passagem de ar 56 para introduzir selectivamente ar exterior no plenum 51. As aletas da passagem de ar 56 podem ser proporcionadas, de preferência, numa pluralidade de orientações entre uma posição aberta e uma posição fechada para variar a quantidade de ar fresco introduzido no plenum 51, ou a quantidade de ar retirada 16 do plenum 51 em resposta ao comando do sistema de comando 30. O ar circulado dentro do plenum 51 pode compreender ar reciclado e / ou ar ambiente fresco.
Utilizando o sensor de temperatura 59, o sistema de comando 30 pode também controlar a temperatura do ar ambiente em torno da caixa 12. O sistema de comando 30 pode utilizar esta informação da temperatura exterior do sensor de temperatura 59 para comandar a operação da passagem de ar 56. Numa forma de realização preferida, o sensor de temperatura 59 está localizado junto da passagem de ar 56.
Tal como descrito em maior detalhe abaixo, o sistema de comando 30 comanda os caudais de ar do ventilador 54 usando os circuitos de comando do ventilador 48. Os circuitos de controlo do ventilador 49 proporcionam informações sobre o caudal do ar ao sistema de comando 30. O sistema de comando 30 pode controlar a tensão em todo o sistema que é fornecida através do barramento de alimentação 60, juntando as tensões das células individuais. O sistema de comando 30 pode também controlar a carga eléctrica que é fornecida através do barramento de alimentação 60, usando os sensores de corrente 40. Tendo conhecimento da tensão e carga do barramento do sistema, o sistema de comando 30 pode calcular a energia térmica perdida e proporcionar um fluxo desejado de ar de arrefecimento.
Mais especificamente, a eficiência de uma ou mais células de combustível pode ser determinada dividindo a tensão respectiva da célula de combustível por 1,23 (a tensão máxima teórica de uma célula de combustível única) . Pode ser determinada uma eficiência média para todas as células de combustível 90 de um sistema eléctrico de células de combustível 10. A restante energia (energia não associada à electricidade) tal como determinada a partir do cálculo de 17 eficiência, é energia térmica perdida. A energia térmica perdida determinada pode ser utilizada para proporcionar um fluxo desejado de ar de arrefecimento. 0 sistema de comando 30 comanda os caudais de ar do ventilador 54 dependendo da energia térmica perdida de acordo com um aspecto do sistema eléctrico de células de combustível descrito 10.
Durante o funcionamento dos cartuchos 14 das células de combustível, os diluentes não combustíveis, tais como a água do lado do cátodo e os constituintes atmosféricos podem difundir-se do lado do cátodo da célula de combustível através de um conjunto de membrana de eléctrodo da célula de combustível e acumular-se no lado do ânodo da célula de combustível. Para além disso, as impurezas na alimentação de combustível fornecida directamente ao lado do ânodo da célula de combustível também podem acumular-se. Sem intervenção, estes diluentes podem diluir o suficiente o combustível para prejudicar o desempenho. Assim, o lado do ânodo das células de combustível individuais está ligado a uma tubagem de sangria 65. A tubagem de sangria 65 está acoplada também à válvula de sangria 43. O sistema de comando 30 actua de forma selectiva o solenoide de sangria 42 para abrir e fechar selectivamente a válvula de sangria 43, permitindo o escape de matéria, tal como os diluentes retidos e talvez algum combustível através do escape de sangria 66 dentro da caixa 12. O sistema de comando 30 pode actuar para abrir e fechar a válvula de sangria 43 numa base periódica. A frequência de abertura e fecho da válvula de sangria 43 pode ser determinada por um conjunto de factores, tais como a carga eléctrica acoplada aos terminais 62, 63 etc. Embora não ilustrado, um sistema de recuperação de combustível 18 pode ser acoplado ao escape de sangria 66 para recuperar o combustível não usado para recirculação ou outras utilizações. A seguir a uma condição de arranque, quer introduzida através da interface ou a partir do dispositivo remoto 24, o sistema de comando 30 comanda selectivamente o dispositivo de comutação 38 para acoplar o barramento de alimentação 60 ao borne positivo 62. O dispositivo de comutação 38 pode compreender comutadores paralelos MOSFET para acoplar selectivamente o barramento de alimentação 60 a uma carga externa 22.
Por exemplo, o sistema de comando 30 pode verificar quando uma temperatura operacional adequada dentro do plenum 51 tiver sido atingida, utilizando o sensor de temperatura 55. Para além disso, o sistema de comando 30 pode verificar que pelo menos uma característica eléctrica, tal como a tensão e / ou corrente, dos cartuchos respectivos das células de combustível 14 tiver sido atingida antes de fechar o dispositivo de comutação 38 para acoplar o barramento de alimentação 60 a uma carga associada 62. Isto proporciona uma operação adequada do sistema eléctrico de célula de combustível 10 antes de acoplar o barramento 60 a uma carga externa 22.
Na forma de realização descrita, a alimentação de energia 32 inclui alimentações de energia tendo diferentes potenciais de tensão. Por exemplo, a alimentação de energia 32 pode proporcionar uma tensão de alimentação de 5 volts aos circuitos digitais do sistema eléctrico de célula de combustível 10, tal como o sistema de comando 30. A alimentação de energia 32 pode também proporcionar maiores potenciais de tensão, tais como ± 12 volts para o funcionamento de componentes tais como o ventilador 54 dentro do sistema eléctrico de célula de combustível 10. 19
Além disso, a alimentação de energia 32 pode incluir componentes de alimentação da bateria durante os procedimentos de arranque. A seguir aos procedimentos de arranque, a alimentação de energia 32 pode ser acoplada ao barramento de alimentação 60, e a energia interna utilizada pelo sistema eléctrico de células de combustível 10 pode ser derivado da energia eléctrica gerada pelos cartuchos 14 das células de combustível. Os circuitos de carga 34 são proporcionados para selectivamente carregarem as baterias da alimentação de energia 32 utilizando a energia do barramento de alimentação 60. O sistema de comando 30 está configurado para controlar as condições eléctricas das baterias e as tensões fornecidas da alimentação de energia 32 utilizando sensores de alimentação de energia 31. O sistema de comando 30 pode activar os circuitos de carga 34 para carregarem as baterias da alimentação de energia 32, dependendo destas operações de controlo.
Os sistemas de comando 30 estão também acoplados à porta de comunicação 36 proporcionando comunicações com um dispositivo externo, tal como um dispositivo remoto 24. Um dispositivo remoto exemplificativo 24 compreende um sistema de comando externo ou sistema de controlo fora do sistema eléctrico de células de combustível 10. O sistema de comando 30 pode emitir dados de saída incluindo pedidos, comandos, condições operacionais, etc. do sistema eléctrico de células de combustível 10 utilizando a porta de comunicação 36. Para além disso, o sistema de comando 30 pode receber dados incluindo comandos, pedidos, etc. do dispositivo remoto 24 usando a porta de comunicação 36.
A figura 3 ilustra um cartucho exemplificativo 14 de células de combustível. Outros detalhes do cartucho 14 de células de combustível estão revelados em detalhe na patente US 20 08/979,953 incorporada por referência acima. O cartucho ilustrado 14 de células de combustível inclui uma estrutura de distribuição de combustível 70 e um conjunto de aplicação de força que inclui várias tampas de cátodo 71 que tapam parcialmente as cavidades respectivas que alojam os conjuntos de membrana de eléctrodo (MEA) ou conjuntos difusores de membrana de eléctrodo (MEDA) dentro da estrutura de distribuição de combustível 70. O cartucho ilustrado 14 de células de combustível inclui quatro células de combustível (ilustradas individualmente com o número de referência 90 na figura 4). São possíveis outras configurações.
As tampas respectivas de cátodo 71 cooperam individualmente ou correspondem de outra forma uma com a outra, e com a estrutura de distribuição de combustível 70. As aberturas individuais 72 que são definidas pela tampa do cátodo definem passagens 73 que permitem que o ar do plenum circule para o lado do cátodo do conjunto difusor de membrana de eléctrodo contido dentro da estrutura de distribuição 70. A circulação de ar através do cartucho 14 de células de combustível está discutida em detalhe significativo na Patente US 08/979,853 incorporada por referência acima.
Os elementos condutores 63 prolongam-se para fora a partir de um corpo principal das células de combustível individuais dentro do cartucho 14 de células de combustível. Os elementos condutores 63 estão concebidos para se estenderem através de aberturas ou espaços respectivos que são proporcionados na estrutura de distribuição 70. Cada elemento respectivo 63 é recebido entre, e posteriormente acoplado electricamente aos pares de contactos condutores que estão montados numa parede traseira de um sub-pilha descrito em maior detalhe abaixo. 21 0 cartucho de células de combustível pode funcionar para ser acoplado electricamente em série com uma pluralidade de outros cartuchos 14 de células de combustível por meio de uma sub-pilha que é identificado geralmente pelo número 76. A sub-pilha 76 tem um corpo principal 77 tendo partes superior e inferior 78, 79 respectivamente. As partes superior e inferior são unidas uma à outra por uma parede traseira 80. Os canais alongados 81 são formados individualmente nas partes superior e inferior 78, 79 e podem funcionar para receber de forma deslizante frisos individuais 74 que são formadas na estrutura de distribuição de combustível 70. A sub-pilha 76 é composta por um conjunto partes simétricas 85 que, quando unidas, formam o corpo principal 77 da sub-pilha 76. Estas partes simétricas 85 são feitas num substrato dieléctrico moldável. O barramento de alimentação 70 é fixo na parede traseira 80 da sub-pilha 90. Um padrão que se repete de oito pares de contacto condutores 84 é fixo na parede traseira 80 e acoplado ao barramento de alimentação 60. O acoplamento eléctrico das células de combustível dentro do cartucho de células de combustível com o barramento de alimentação 60 é feito usando contactos 84 na forma de realização descrita.
As primeira e segunda condutas 86, 87 são também fixas à parede traseira 80 e podem funcionar para acoplar de forma correspondente em relação de fluxo de fluído à estrutura de distribuição de combustível 70. As primeira e segunda condutas respectivas 86, 87 estendem-se através da parede traseira 80 e ligam a condutas externas adequadas (não ilustradas). A primeira conduta 86 está acoplada em relação de fluxo de fluído com a alimentação de combustível 23 (figura 1) e com os lados do ânodo das células de combustível internas. Além disso, em 22 segundo lugar, a segunda conduta 87 sai dos lados do ânodo das células de combustível para a tubagem de sangria 65 (figura 2).
Os cartuchos individuais 14 de células de combustível podem ser desactivados selectivamente. Por exemplo, os cartuchos 14 de células de combustível são amovíveis individualmente e fisicamente do sistema eléctrico de células de combustível 10. A remoção de um ou mais cartuchos 14 de células de combustível pode ser necessária para manutenção substituição, etc. dos cartuchos 14 de células de combustível. Os restantes cartuchos 14 de células de combustível e suas células de combustível internas pode continuar a alimentar energia a uma carga associada 22 com um ou mais dos cartuchos 14 de células de combustível desactivadas.
Os contactos individuais 84 podem ser configurados para manter a continuidade eléctrica do barramento 60 com a remoção física de um cartucho 14 de células de combustível de uma sub-pilha associada 76. Tal como está ilustrado, os contactos individuais 84 compreendem contactos a curto-circuito que incluem individualmente vários elementos condutores configurados para receber um contacto associado 69 de um cartucho de células de combustível 14. Os contactos individuais 69 podem compreender uma patilha ou lâmina. Com a remoção física do cartucho 14 de células de combustível e terminais correspondentes 69, os elementos condutores dos contactos 84 são acoplados mecanicamente uns aos outros para manter um circuito fechado dentro dos terminais intermédios 62, 63 do barramento 60. Isto mantém uma alimentação de energia eléctrica à carga 22 acoplada aos terminais 62, 63 durante a remoção de um ou mais cartuchos 14 de células de combustível do sistema eléctrico de células de combustível 10. 23 A figura 4 ilustra uma representação esquemática de quatro células de combustível 90 de um cartucho 14 de células de combustível. As células de combustível individuais 90 têm vários contactos 84, tal como descrito acima. As células de combustível 90 são acopladas tipicamente em série usando o barramento de alimentação 60. O sistema de comando 30 está configurado para controlar pelo menos uma característica eléctrica das células de combustível individuais 90 usando os circuitos de análise 91 na representação descrita.
Mais especificamente, os circuitos de análise 91 incluem um sensor de tensão 92 que pode ser acoplado electricamente aos contactos 84, tal como está ilustrado. Este acoplamento permite que o sensor de tensão 92 controle as tensões das respectivas células de combustível individuais 90. As células de combustível 90 foram observadas como produzindo tipicamente uma tensão útil de cerca de 0,45 a cerca de 0,7 volts corrente contínua sob uma carga típica.
Uma configuração exemplificativa do sensor de tensão 92 é implementada como um amplificador diferencial para controlar tensões. O sensor de tensão 92 está configurado, de preferência, para controlar a dimensão da tensão através das células de combustível individuais 90, assim como a polaridade das células de combustível individuais 90.
Os circuitos de análise 91 podem incluir ainda vários sensores de corrente 94, 97. Os sensores de corrente individuais podem ser acoplados aos contactos 84 das células de combustível individuais 90 para controlar a passagem de corrente através de células de combustível individuais 90 no arranjo alternativo (não ilustrado). O sistema de comando 30 está acoplado a sensores de corrente 94, 97 e está configurado para controlar as correntes respectivas correspondentes através 24 de células de combustível 90 e passadas para a carga 22 através do barramento 60. O sensor de corrente 94 está acoplado a uma célula de combustível intermédia das células de combustível 90 e acoplando a uma alimentação de energia interna 93. O sensor de corrente 94 está acoplado entre o acoplamento com a alimentação de energia interna 93 e o terminal externo 62 acoplado a uma carga associada. A seguir às operações de arranque, a energia para uso interno dentro do sistema de eléctrico de célula de combustível 10 (por exemplo, potência proporcionada aos circuitos do sistema de comando 30) é proporcionado a partir de cartuchos 14 das células de combustível. A alimentação de energia interna 93 retira corrente do barramento 60, tal como está ilustrado, para proporcionar energia interna ao sistema eléctrico de células de combustível 10.
Assim, o sensor de corrente 94 proporciona informação respeitante à passagem de corrente através dos cartuchos 14 de células de combustível acopladas em série. O sensor de corrente 97 proporciona informação referente à passagem de corrente para uma carga acoplada ao terminal 62 (isto é, carga 22 ilustrada na figura 1). São também proporcionados vários dispositivos de comutação 96 que correspondem às células de combustível respectivas 90. Os dispositivos de comutação 96 podem ser contactos intermédios 84 proporcionados individualmente das células de combustível respectivas 90, tal como está ilustrado. Na configuração ilustrada, os dispositivos de comutação 96 podem compreender dispositivos MOSFET. Os eléctrodos da porta dos dispositivos de comutação 96 estão acoplados ao sistema de comando 30. 25 0 sistema de comando 30 pode ser operado para shuntar selectivamente eléctrodos 84 usando dispositivos de comutação 96 correspondendo a uma ou mais células de combustível desejada das células de combustível 90 para ser colocado electricamente em derivação ou desactivar estas células de combustível 90. Por exemplo, se o sistema de comando 30 observar que uma característica eléctrica (por exemplo tensão) de uma célula de combustível 90, tal como detectado pelos sensores 92, 94, está abaixo de um intervalo desejado, o sistema de comando 30 pode dar uma ordem a um dispositivo de comutação respectivo 96 para ligar e shuntar a célula de combustível respectiva 90. Para além disso, as células de combustível individuais 90 podem ser shuntadas selectivamente usando dispositivos de comutação respectivos 96 para realçar o desempenho das células de combustível 90.
Numa configuração, as células de combustível 90 podem ser shuntadas de acordo com um ciclo de funcionamento. O ciclo de funcionamento pode ser ajustado pelo sistema de comando 30 em função da operação dos cartuchos 14 de células de combustível e do sistema eléctrico de células de combustível 10. As células de combustível 90 podem ser shuntadas por ordem sequencial, tal como determinado pelo sistema de comando 30. A shuntagem é também útil durante as operações de arranque para gerar calor dentro da caixa 12 para levar o sistema eléctrico de células de combustível 10 à temperatura operacional de uma forma expediente.
Em alternativa, as células de combustível individuais 90 podem ser shuntadas durante períodos prolongados de tempo se o sistema de comando 30 verificar que estas células de combustível funcionam abaixo de intervalos desejados (por exemplo, condições de baixa tensão, condições de polaridade 26 inversa). As operações de shuntagem são referidas nas Patentes US 09/108,667 intitulada "Improved Fuel Cell and Method for Controlling Same" [célula de combustível melhorada e processo para a comandar] arquivada a 1 de Julho de 1998, nomeando William A. Fuglevand, Peter D. Devries, Greg A. Lloyd, David R. Lott e John P. Scartozzi como inventores, atribuído aos seus cessionários, tendo o número de agente WA23-005, e aqui incorporado por referência. A figura 5 ilustra uma configuração do sistema de comando 30. No arranjo ilustrado, o sistema de comando 30 inclui um sistema de comando repartido incluindo uma pluralidade de dispositivos de comando 100 - 120. Na forma de realização descrita, os dispositivos de comando individuais 100 - 120 compreendem micro dispositivos de comando programáveis. Os micro dispositivos de comando do exemplo têm a designação comercial de MC68HC705P6A disponíveis na Motorola, Inc. Na forma de realização descrita, os dispositivos de comando 100 -120 compreendem individualmente um dispositivo de comando configurado para executar instruções proporcionadas dentro de um código executável. Numa configuração alternativa, os passos descritos com referência às figuras 16 a 28 abaixo, são executados no hardware.
Os dispositivos de comando individuais podem incluir memória de acesso aleatório (RAM), memória só de leitura (ROM), conversores analógicos-digital, comunicações de porta de entrada / saída em série (SIOP), temporizadores, entrada/saída digital, interrupções por temporizador e interrupções externas. Os dispositivos de comando individuais 102 - 120 têm circuitos internos de processamento digital configurados para executar um conjunto de instruções de software ou microprograma. Estas instruções podem ser guardadas dentro da memória só de leitura 27 dos dispositivos de comando respectivos 100 - 120. São possíveis outras configurações do sistema de comando 30.
Entre outras funções, o dispositivo de comando mestre 100 funciona como um router de comunicações para implementar comunicações entre o dispositivo de comando mestre 100 e os dispositivos de comando escravos individuais 102 - 120. Na forma de realização descrita, as comunicações são implementadas num modo bidireccional limitado. Podem ser utilizados outros protocolos de comunicação. O dispositivo de comando mestre 100 emite mensagens para os dispositivos de comando escravo 102 - 120. As mensagens emitidas são lidas por todos os dispositivos de comando escravo 102 - 120. Os escravos individuais 102 - 120 identificados pela mensagem de saída processam a mensagem correspondente. Em seguida, os dispositivos de comando escravos receptores 102 -120 podem emitir uma mensagem para o dispositivo de comando mestre 100. Para além disso, o dispositivo de comando mestre 100 pode ligar sequencialmente os dispositivos de comando escravo 102 - 120 para determinar se estes dispositivos de comando escravo 102 - 120 têm comunicações para o dispositivo de comando mestre 100. O dispositivo de comando mestre 100 pode também fornecer informação horária aos dispositivos de comando escravo 102 - 120 para estabelecer uma referência temporal comum dentro do sistema de comando 30.
Os dispositivos de comando escravos individuais 102 - 120 executam tarefas específicas no sistema de comando 30, incluindo uma pluralidade de dispositivos de comando distribuídos. Os dispositivos de comando escravos individuais 102 - 120 podem controlar funções específicas do sistema eléctrico de células de combustível 10 e reportam ao dispositivo de comando mestre 100. Além disso, o dispositivo de 28 comando mestre 100 pode direccionar as operações dos controlares escravo individuais 102 - 120.
Com referência à figura 6, o dispositivo de comando escravo de análise do cartucho 102 está acoplada ao dispositivo de comando mestre 100 e circuitos associados. Em particular, o dispositivo de comando escravo de análise do cartucho 102 está acoplado ao circuito de análise 91 que está, por seu lado, acoplado a células de combustível 90 e barramento de alimentação 60, tal como descrito anteriormente. Utilizando o sensor de tensão 92 e sensor de corrente 94 do circuito de análise 91, o dispositivo de comando escravo de análise do cartucho 102 pode controlar características eléctricas, tais como a tensão de células de combustível individuais 90, assim como a corrente através das células de combustível 90. Além disso, o dispositivo de comando escravo de análise do cartucho 102 pode controlar a corrente que passa através do barramento de alimentação 60 para a carga 22, utilizando o sensor de corrente 97 do circuito de análise 91. Tal como descrito abaixo, o dispositivo de comando escravo de análise do cartucho 102 pode comunicar estas características eléctricas ao dispositivo de comando mestre 100.
Com referência à figura 7, o dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar 104 está ilustrado acoplado ao dispositivo de comando mestre 100 e solenoides auxiliares 44 e solenoide de sangria 42. Por seu lado, os solenoides auxiliares 44 estão acoplados a válvulas auxiliares 45 e o solenoide de sangria 42 está acoplado à válvula de sangria 43, tal como referido acima. Em resposta às comunicações de comando do dispositivo de comando mestre 100, o dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar 104 está configurado para actuar os solenoides auxiliares 44 e solenoide de sangria 42 para 29 comandar as válvulas auxiliares 45 e válvula de sangria 43, respectivamente.
Com referência à figura 8, dispositivo de comando escravo do ventilador 106 está acoplado aos circuitos de controlo do ventilador 48 e circuitos de controlo do ventilador 49. Tal como descrito acima, os circuitos de comando do ventilador 48 e circuitos de controlo do ventilador 49 estão acoplados individualmente ao ventilador 54. Após receber instruções do dispositivo de comando mestre 100, o dispositivo de comando escravo do ventilador 106 pode funcionar para comandar a operação do ventilador 54, usando circuitos de comando do ventilador 48. Por exemplo o dispositivo de comando escravo do ventilador 106 comanda os modos operacionais de ligar / desligar do ventilador 104 e o caudal de ar do ventilador 54. Usando os circuitos de controlo do ventilador 49, o dispositivo de comando escravo do ventilador 106 pode controlar a operação do ventilador 54. O dispositivo de comando escravo do ventilador 106 pode emitir informação de estado do ventilador (por exemplo rpm para um ventilador rotativo) ao dispositivo de comando mestre 100.
Com referência à figura 9, o dispositivo de comando escravo da interface 108 está acoplado ao dispositivo de comando mestre 100 e interface de operador 16. O dispositivo de comando mestre 100 fornece informação de estado operacional dos outros dispositivos de comando escravos ao dispositivo de comando escravo da interface 108. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo da interface 108 pode comandar a interface do operador 16 para levar esta informação de estado a um operador. As indicações exemplificativas podem incluir um conjunto de díodos electroluminescentes (LED), ecrã de gráfico de barras, sinal sonoro, etc. 30
Com referência à figura 10, o dispositivo de comando escravo da porta externa 110 está acoplado à porta de comunicação 36 e memória 37, assim como ao dispositivo de comando mestre 100. Tal como descrito anteriormente, a porta de comunicação 36 está ainda acoplada individualmente a um dispositivo remoto 24. A porta de comunicação 36 e a memória 37 funcionam para proporcionar comunicações bidireccionais entre o dispositivo de comando escravo da porta externa 110 e o dispositivo remoto 24. Embora a memória 37 esteja ilustrada fora do dispositivo de comando escravo da porta externa 110, nalgumas configurações esta memória 37 pode ser implementada como circuitos internos do dispositivo de comando escravo da porta externa 110. A memória 37 funciona como memória intermédia para dados que passam para o dispositivo remoto 24 ou dados recebidos do dispositivo remoto 24 dentro do dispositivo de comando escravo da porta externa 110. O dispositivo de comando escravo da porta externa 110 funciona para reencaminhar comunicações recebidas para o dispositivo de comando mestre 100 de acordo com o timing do dispositivo de comando mestre 100. O dispositivo de comando escravo da porta externa 110 funciona para emitir mensagens do dispositivo de comando mestre 100 para o dispositivo remoto 24 usando a porta de comunicação 36, de acordo com um protocolo de comunicação acordado entre o dispositivo de comando escravo da porta externa 110 e o dispositivo remoto 24.
Com referência à figura 11, o dispositivo de comando escravo do sistema 112 está acoplado ao dispositivo de comando mestre 100, assim como a solenoide principal 46, circuitos de carga 34, sensores de alimentação de energia 31, sensores de corrente 40 e circuitos de controlo de elemento 41. Em resposta ao comando do dispositivo de comando mestre 100, o dispositivo 31 de comando escravo do sistema 112 está configurado para comandar a operação da válvula principal 27 usando o solenoide principal 46. Além disso, em resposta ao comando do dispositivo de comando mestre 100, o dispositivo de comando escravo do sistema 112 pode carregar selectivamente uma bateria 35 de alimentação de energia 30, usando circuitos de carga 34. O dispositivo de comando escravo 112 pode executar a carga da bateria 35 em resposta à informação dos sensores de alimentação de energia 31. Os sensores de alimentação de energia 31 proporcionam informação de caracteristica eléctrica da bateria 35 e fontes de energia interna 39 ao dispositivo de comando escravo do sistema 112. As fontes de energia interna 39 da alimentação de energia 32 incluem a fonte de 5 volts de corrente continua e a fonte de ± 12 volts de corrente continua já descrita.
Usando o sensor de corrente 40, o dispositivo de comando escravo do sistema 112 pode controlar a passagem de corrente através do barramento de alimentação 60. Isto proporciona informação de carga e potência de saída do sistema eléctrico de células de combustível 10 ao dispositivo de comando escravo do sistema 112. Seguidamente o dispositivo de comando escravo do sistema 112 pode proporcionar uma tal corrente e informação de carga ao dispositivo de comando mestre 100. O dispositivo de comando escravo do sistema 112 está também acoplado aos circuitos de comando do elemento 41, utilizados para comandar o elemento modificador 53. Isto é utilizado para comandar a temperatura dentro do plenum 51. O elemento modificador 53 pode ser comandado para proporcionar ar circulado no plenum 51 dentro de um intervalo de temperatura operacional desejado. O elemento modificador 53 é utilizado, com vantagem, nalgumas situações de arranque para colocar, de 32 uma forma expediente, a temperatura no plenum 51 dentro do intervalo operacional.
Com referência à figura 12, o dispositivo de comando escravo do sensor 114 está acoplado ao dispositivo de comando mestre 100, aquecedores 74, 75, circuitos de detecção de combustível 64 e circuitos de temperatura 67. Os circuitos de detecção de combustível 64 estão associados a vários sensores de combustível 58, 61 proporcionados dentro da caixa 12 e plenum 51, respectivamente. Os circuitos de temperatura 67 estão acoplados ao sensor de temperatura 59 localizado fora da caixa 12. O escravo sensor 114 pode comandar os aquecedores 74, 75 para colocarem selectivamente os sensores de combustível 58, 61 dentro de um intervalo adequado de temperatura para funcionamento.
Os circuitos de detecção de combustível 64 recebem dados dos sensores de combustível 58, 61 e podem condicionar esta informação para aplicação ao dispositivo de comando escravo do sensor 114. Se for detectado combustível utilizando sensores de combustível 58, 61, os circuitos de detecção de combustível 54 podem processar esta informação e proporcionar estes dados ao dispositivo de comando escravo do sensor 114. Esta informação pode indicar a concentração de combustível detectado dentro da caixa 12 ou plenum 51, usando sensores de combustível 58, 61, respectivamente. O dispositivo de comando escravo do sensor 114 pode, por seu lado, proporcionar esta informação ao dispositivo de comando mestre 100. O sensor de temperatura 59 proporciona informação respeitante à temperatura da vizinhança do sistema eléctrico de células de combustível 10. Os circuito de temperatura 67 recebem sinais emitidos pelo sensor de temperatura 59 e podem condicionar estes sinais para aplicação ao dispositivo de 33 comando escravo do sensor 114 que controla a temperatura externa. 0 dispositivo de comando escravo do sensor 114 pode proporcionar informação de temperatura exterior ao dispositivo de comando mestre 100.
Com referência à figura 13, o dispositivo de comando escravo da temperatura do ar 116 está acoplado ao dispositivo de comando mestre 100 e circuitos de temperatura 58 e circuitos de comando de passagem 57. Os circuitos de temperatura 58 estão associados ao sensor de temperatura 55 proporcionado dentro do plenum 51. O circuito de comando e passagem 57 funcionam para comandar a passagem de ar 56. Por exemplo, na forma de realização do invento, os circuitos de comando de passagem 57 podem comandar a posição das válvulas da passagem de ar 56. O sensor de temperatura 55 está posicionado dentro do plenum 51 para controlar a temperatura do ar circulado dentro do plenum 51. Os circuitos de temperatura 58 recebem informação do sensor de temperatura 55 e condicionam a informação para aplicação ao dispositivo de comando escravo da temperatura do ar 116. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo da temperatura do ar 116 pode funcionar para emitir informação de temperatura ao dispositivo de comando mestre 100.
Durante o funcionamento do sistema eléctrico de células de combustível 10, o dispositivo de comando escravo da temperatura do ar 116 funciona para comandar o fluxo de ar para a caixa 12 usando a passagem de ar 56, assim como o escape do ar dentro do plenum 51 para o exterior da caixa 12. O dispositivo de comando escravo da temperatura do ar 116 comanda a passagem de ar 56 usando circuitos de comando de passagem 57 para manter a temperatura do ar circulado 51 dentro do intervalo de temperatura operacional desejado. Além disso, o elemento modificador 63 da figura 11 pode ser comandado, como já foi 34 discutido, para elevar ou baixar a temperatura do ar circulado. Este controlo da passagem de ar 56 pelo dispositivo de comando escravo da temperatura de ar 116 pode funcionar em resposta à informação do sensor de temperatura 55 e sensor de temperatura exterior 59. Além disso, a informação de eficiência respeitante às células de combustível 90 pode ser calculada pelo dispositivo de comando escravo da temperatura do ar 116 para determinar a potência térmica perdida. A passagem de ar 56 pode ser comandada em resposta à potência térmica perdida calculada.
Com referência à figura 14, o dispositivo de comando escravo do shunt 118 está acoplado ao dispositivo de comando mestre 100 e circuitos de comando do comutador 95. Vários dispositivos de comutação 96 estão acoplados aos circuitos de comando do comutador 95. Tal como descrito acima, são proporcionados dispositivos de comutação 96 para implementar a shuntagem selectiva das células de combustível respectivas 90 dos cartuchos 14 de células de combustível. O dispositivo de comando mestre 100 pode ser configurado para emitir informação do shunt para o dispositivo de comando escravo do shunt 118 para shuntar selectivamente usando dispositivos de comutação 96. Em alternativa, o dispositivo de comando escravo do shunt 118 pode executar internamente o código armazenado para proporcionar shuntagem selectiva controlada dos dispositivos de comutação 96.
Estas operações de shuntagem das células de combustível 90 podem ser usadas para proporcionar maior potência, para agilizar os procedimentos de arranque, para shuntar um cartucho defeituoso 14 de células de combustível e para controlar as fugas de combustível nas representações exemplificativas. São proporcionados circuito de comando do comutador 95 para proporcionar o condicionamento de sinais de comando entre o 35 dispositivo de comando escravo do shunt 118 e os dispositivos de comutação 96.
Com referência à figura 15, o dispositivo de comando escravo do comutador 120 está acoplado ao dispositivo de comando mestre 100 e circuito de comando do comutador 33 e circuito de condicionalmente de comutador 19. Os circuitos de comando de comutador 33 estão acoplados ao dispositivo de comutação 38 proporcionado em série com o barramento de alimentação 60. Em resposta ao dispositivo de comando mestre 100, o dispositivo de comando escravo do comutador 120 pode dar uma ordem aos circuitos do dispositivo de comando do comutador 33 para comandar o dispositivo de comutação 38. O dispositivo de comutação 38 proporciona acoplamento selectivo do barramento de alimentação 60 a uma carga externa 22. Isto pode ser utilizado para garantir operação adequada do sistema eléctrico de células de combustível 10 antes do acoplamento do barramento de alimentação 60 à carga 22. O dispositivo de comando escravo do comutador 120 pode também controlar o estado dos comutadores de interface do operador 20 que pode ser definido por um operador do sistema eléctrico de células de combustível 10. Os comutadores do exemplo incluem ligar e desligar o sistema eléctrico de células de combustível 10, activação de carga, rearme dos cartuchos, etc. Os circuitos de condicionamento do comutador 19 podem filtrar sinais proporcionados pelos comutadores 20 e proporcionar informação correspondente referente à posição do comutador ao dispositivo de comando escravo do comutador 120. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo do comutador 120 pode emitir a informação de estado do comutador para o dispositivo de comando mestre 100. 36
As figuras 16 - 16A são fluxogramas ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando mestre 100 do sistema de comando 30. Inicialmente, o dispositivo de comando mestre 100 executa uma verificação de comunicações no passo S10. As verificações de comunicação podem ser executadas numa base de interrupção periódica para verificar as comunicações do dispositivo de comando mestre 100 e dispositivos de comando escravos 102 - 120.
No passo S12, o dispositivo de comando mestre 100 determina se foi detectado um erro de comunicação. Se existir um erro, o dispositivo de comando mestre 100 emite um comando de paragem aos dispositivos de comando escravos 102 - 120 no passo S14. Os dispositivos de comando escravos respectivos 102 - 120 executam operações de paragem para levar o sistema eléctrico de células de combustível 10 a uma condição de paragem. O dispositivo de comando escravo da interface 108 pode indicar o estado de paragem usando a interface de operador 16. Além disso, o dispositivo de comando mestre 100 pode dar uma ordem ao dispositivo de comando escravo da porta externa 110 para notificar o dispositivo remoto 24 da condição de paragem.
Em alternativa, se não houver erro de comunicação no passo S12, o dispositivo de comando mestre 100 dá uma ordem ao dispositivo de comando escravo do sistema 112 para abrir a válvula principal 47 no passo S16. Para além disso, o dispositivo de comando mestre 100 dá uma ordem ao dispositivo de comando escravo do ventilador 106 para ligar o ventilador 54 no passo S16. No passo S18, o dispositivo de comando mestre 100 dá uma ordem ao dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar 104 para abrir as válvulas auxiliares 45 usando solenoides auxiliares 44. Seguidamente, o dispositivo de comando mestre 100 emite um comando para o dispositivo de 37 comando escravo da válvula auxiliar 104 para abrir a válvula de sangria 43 usando um solenoide de sangria 42 no passo S20.
Seguidamente, o dispositivo de comando mestre 100 pode executar uma subrotina de arranque, tal como está definido na figura 17 no passo S22. A seguir à execução com sucesso da subrotina de arranque, o dispositivo de comando mestre 100 emite um sinal de "pronto" para activação da carga ao dispositivo de comando escravo do comutador 120, no passo S24. O dispositivo de comando escravo do comutador 120 comanda, usando o circuito de comando do comutador 33, dispositivo de comutação 38 para acoplar o barramento de alimentação 60 a uma carga externa.
No passo S26 da figura 16A, o dispositivo de comando mestre 100 retira dados dos dispositivos de comando escravos 102 - 120. Mais especificamente, o dispositivo de comando mestre 100 pode receber informação do dispositivo de comando escravo de análise de cartucho 102, dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar 104, dispositivo de comando escravo do ventilador 106, dispositivo de comando escravo da porta externa 110, dispositivo de comando escravo do sistema, dispositivo de comando escravo do sensor 114, dispositivo de comando escravo da temperatura de ar 116, e dispositivo de comando escravo do comutador 120.
Seguidamente, o dispositivo de comando mestre 100 segue para o passo S28 onde é determinado se foi emitido um pedido de rearme do cartucho. Um operador pode implementar uma condição de rearme do cartucho usando comutadores 20. Se for indicado um rearme do cartucho, o dispositivo de comando mestre 100 segue para o passo S30 e emite um comando em linha para mudar o estado de todas os cartuchos 14 de células de combustível fora de linha para on-line. Seguidamente, o dispositivo de comando 38 mestre 100 inicia um ciclo de sangria utilizando o dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar 104 no passo S32. Durante o ciclo de sangria, o combustível pode ser aplicado aos cartuchos individuais 14 de células de combustível, e a válvula de sangria 43 pode ser aberta para permitir operações de escape usando a tubagem de sangria 65 e escape de sangria 66.
Se não tiver sido indicado um pedido de rearme de cartucho no passo S28, ou após o ciclo de sangria ter sido iniciado no passo S32, o dispositivo de comando mestre segue para o passo S34 para determinar se existe um erro de comunicação. Se existir um erro de comunicação, o dispositivo de comando mestre 100 emite um comando de paragem no passo S36.
Se não existir erro de comunicação no passo S34, o dispositivo de comando 100 segue para o passo S38 para executar uma subrotina de erro, tal como está descrito nas figuras 18 -18A abaixo. No passo S40, o dispositivo de comando mestre 100 calcula parâmetros operacionais utilizando os dados obtidos no passo S26. Com base nos parâmetros operacionais calculados (por exemplo ajustamento do ventilador 54, elemento modificador 53 etc.) o dispositivo de comando mestre 100 envia as definições do sistema no passo S42 para os dispositivos de comando escravos adequados 102 - 120. A figura 17 descreve uma subrotina de arranque executável pelo dispositivo de comando mestre 100. Inicialmente, os dados do dispositivo de comando escravo do sensor 114 são analisados para determinar se a temperatura dentro do plenum 51 é inferior a 15°C. Se sim, o dispositivo de comando mestre 100 liga o elemento modificador 53 utilizando o dispositivo de comando escravo do sistema 112 no passo S52. Em alternativa, o dispositivo de comando mestre 100 dá uma ordem ao dispositivo 39 de comando escravo dos sistemas 112 para desligar o elemento modificador 103, se adequado, no passo S54.
Seguidamente, o dispositivo de comando mestre 100 segue para o passo S56 e dá uma ordem ao dispositivo de comando escravo do shunt 118 para definir um ciclo de funcionamento de shuntagem no máximo. No passo S58, o dispositivo de comando mestre 100 recupera mais uma vez a temperatura dentro do plenum 51 no dispositivo de comando escravo de temperatura 116. No passo S58, o dispositivo de comando mestre 100 determina se a temperatura dentro do plenum 51 é inferior a 30°C. Se sim, o dispositivo de comando mestre volta ao passo S58, até que a temperatura do plenum 51 seja igual ou superior a 30°C. Seguidamente, no passo S60, o dispositivo de comando mestre 100 pode calcular um novo ciclo de funcionamento para aplicação aos dispositivos de comando chave do shunt 118. Seguidamente, o dispositivo de comando mestre 100 volta ao conjunto principal de instruções definidas nas figuras 16 - 16A.
As figuras 18 - 18A são fluxogramas ilustrando operações de erro exemplificativas do dispositivo de comando mestre 100. Inicialmente, no passo S62, o dispositivo de comando mestre 100 determina se a operação do ventilador é adequada. O dispositivo de comando mestre 100 verifica os dados do dispositivo de comando escravo do ventilador 106, e emite uma mensagem de erro de ventilador para o dispositivo de comando escravo da interface 108 no passo S64, se a operação do ventilador não for adequada. Seguidamente é emitido um comando de paragem no passo S66 para iniciar um procedimento de paragem do sistema eléctrico de células de combustível 10.
No passo S68 é determinado se as alimentações de energia internas estão a funcionar adequadamente. Mais especificamente, o dispositivo de comando mestre 100 estabelece uma interface 40 com o dispositivo de comando escravo do sistema 112 para determinar se os valores controlados pelos sensores de alimentação de energia 31 estão dentro do intervalo. Se não estiverem, o dispositivo de comando mestre 100 envia uma mensagem de erro de alimentação de energia para o dispositivo de comando escravo da interface 108, no passo S70. Seguidamente, o dispositivo de comando mestre 100 emite um comando de paragem no passo S72.
No passo S74, o dispositivo de comando mestre 100 determina se a operação da válvula auxiliar é adequada. Isto é determinado pelos dados recebidos pelo dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar 104 respeitante ao estado das válvulas auxiliares 45. Isto pode ser executado adicionalmente controlando a tensão da célula de combustível desactivada 90. A tensão deveria ser zero se o funcionamento da válvula auxiliar for adequado. O dispositivo de comando mestre 100 emite uma mensagem de erro de válvula auxiliar no passo S76 para o dispositivo de comando escravo da interface 108 se a operação não for adequada. Esta mensagem de erro pode ser apresentada usando a interface de operador 16. No passo S78, o dispositivo de comando mestre 100 emite um comando de paragem.
Em alternativa, o dispositivo de comando mestre 100 segue para o passo S80 e determina se existe uma grande fuga de combustível. Isto é determinado controlando os dados recebidos pelo dispositivo de comando escravo do sensor 114 em resposta ao controlo dos sensores de combustível 58, 61. Se for detectada uma grande fuga de combustível, o dispositivo de comando mestre 100 envia uma mensagem de erro de grande fuga de combustível para o dispositivo de comando escravo da interface 108 no passo S82. Seguidamente, é emitido um comando de paragem no passo S84. 41
Se não for determinada uma grande fuga de combustível, o dispositivo de comando mestre 100 segue para o passo S86 para determinar se existe uma pequena fuga de combustível. Numa configuração, uma grande fuga de combustível pode ser definida como 1 5000 ppm e uma pequena fuga de combustível pode ser definida como 1000 - 4999 ppm. Nalgumas aplicações, os intervalos podem variar para maior ou menor sensibilidade ao combustível.
Se for determinada uma pequena fuga de combustível no passo S86, o dispositivo de comando mestre 100 segue para o passo S88 para tentar determinar se um dos cartuchos 14 de células de combustível está defeituoso e a origem da fuga de combustível. Assim, um primeiro cartucho 14 de células de combustível é desactivado no passo S88. Seguidamente, o dispositivo de comando mestre 100 tenta determinar se a fuga de combustível desapareceu. A desactivação do cartucho 14 de células de combustível corta a alimentação de combustível ao cartucho 14 de células de combustível usando a válvula auxiliar adequada 45. Se for determinado que a fuga de combustível desapareceu, é enviada uma mensagem de erro no passo S92 para o dispositivo de comando escravo da interface 108 para comunicação à interface do operador 16.
Se a fuga de combustível persistir, tal como determinado no passo S90, o dispositivo de comando mestre 100 segue para o passo S94 para reactivar o cartucho 14 de células de combustível previamente desactivado e desactivar um cartucho 14 de células de combustível subsequente. No passo S96, o dispositivo de comando mestre 100 determina se um índice passou para além do cartucho 14 de células de combustível. Se não tiver passado, o dispositivo de comando mestre 100 retorna aos passos S90 - S94 para continuar com a análise da pequena fuga. 42
Em alternativa o dispositivo de comando mestre 100 segue para o passo S98 e ignora a pequena fuga durante um período de tempo especificado. Uma vez decorrido o período de tempo, e a fuga de combustível ainda existente, o dispositivo de comando mestre 100 pode emitir um comando de paragem que interromperá a alimentação de combustível da alimentação de combustível 23 para a caixa 12 usando a válvula principal 47.
No passo S100, o dispositivo de comando mestre 100 determina se existe um cartucho 14 de células de combustível defeituoso. Se sim, o dispositivo de comando mestre 100 corta a alimentação de combustível ao cartucho 14 de células de combustível defeituoso utilizando a válvula auxiliar adequada 45 no passo 102. Para além disso, é enviado um comando de shunt a tempo inteiro para o cartucho 14 de células de combustível defeituoso ao dispositivo de comando escravo do shunt 118 no passo S104. No passo S106, o dispositivo de comando mestre 100 envia uma mensagem de erro ao dispositivo de comando escravo da interface 108 para transmissão usando a interface de operador 16.
No passo 108, o dispositivo de comando mestre 100 determina se existem suficientes cartuchos 14 de células de combustível on-line. Num arranjo exemplificativo, o dispositivo de comando mestre 100 determina se estão em linha menos de oito cartuchos 14 de células de combustível. Se não existirem suficientes cartuchos on-line, o dispositivo de comando mestre 100 envia um comando de erro no passo S10 para o dispositivo de comando escravo da interface 108. Esta mensagem de erro pode ser transmitida a um operador usando a interface de operador 16. Seguidamente, no passo S112, o dispositivo de comando mestre 100 emite um comando de paragem para o sistema eléctrico de células de combustível 10. Se estiverem suficientes 43 cartuchos 14 de células de combustível on-line no passo S108, o dispositivo de comando mestre 100 segue para o conjunto principal de instruções definidas no fluxograma das figuras 16 - 16A.
As figuras 19 - 19b são um fluxograma ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo de análise do cartucho 102. Inicialmente, no passo S120, o dispositivo de comando 102 indexa uma primeira célula de combustível 90 dentro do sistema eléctrico de célula de combustível 10. Um contador transitório descrito abaixo é limpo no passo S121. O dispositivo de comando escravo 102 obtém uma leitura de tensão da célula de combustível indexada 90 no passo S122. No passo S124, o dispositivo de comando escravo 102 determina se a polaridade da célula de combustível indexada 90 é adequada. Se não for, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S126 e coloca a tensão da célula de combustível indicada a zero. Seguidamente, a tensão para a célula de combustível correntemente indexada 90 é determinada para um conjunto de células de combustível no passo S134.
Em alternativa, se a polaridade da célula de combustível indexada 90 for adequada no passo S124, o dispositivo de comando escravo 102 determina se a tensão é adequada no passo S128. Se não for, o dispositivo de comando escravo 102 incrementa um contador transitório no passo S130. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 102 determina se o contador transitório está no valor máximo no passo S132. Se não estiver, o dispositivo de comando escravo 102 retorna ao passo S122. Se o contador transitório tiver atingido um valor máximo, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S134 para determinar a tensão no conjunto de células de combustível. 44
No passo S136, o dispositivo de comando escravo 102 determina se todas as células de combustível 90 foram indexadas. Se não foram, o dispositivo de comando escravo 102 indexa a célula de combustível seguinte 90 no passo S138, e retorna seguidamente ao passo S122. Se todas as células de combustível 90 tiverem sido analisadas usando os circuitos de análise 91, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S140 para dispor as leituras da célula de combustível nas leituras para os cartuchos respectivas 14 da célula de combustível.
Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S141 para indexar um primeiro dos cartuchos 14 de célula de combustível. O dispositivo de comando escravo 102 segue então para o passo S142 para determinar se qualquer um dos cartuchos de célula de combustível 14 foi proporcionado previamente numa condição em baixo ou fora de linha. Se sim, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S160 para determinar se o último cartucho 14 de células de combustível foi indexada. De outra forma, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S144 para determinar se uma tensão de qualquer uma das células de combustível de um cartucho 14 de células de combustível correntemente indexado tem uma condição de tensão não aceitável (por exemplo, baixa tensão). Se sim, o dispositivo de comando escravo 102 incrementa um contador de baixa tensão no passo S146. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S148 para determinar se o contador de baixa tensão está no valor máximo. O valor máximo é escolhido para proporcionar à célula de combustível inaceitável a possibilidade de recuperar e proporcionar uma tensão aceitável durante um passo subsequente através do fluxograma. Se o contador de baixa tensão estiver no máximo, o 45 dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S150 para definir o estado do cartucho 14 de células de combustível correntemente indexado como desactivado (por exemplo, em baixo ou fora de linha). O dispositivo de comando escravo 102 dá uma ordem ao dispositivo de comando mestre 100 para desligar o combustível do cartucho de células de combustível correntemente indexado no passo S152. O dispositivo de comando mestre 100 dá seguidamente uma ordem ao dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar 104 para cortar o combustível ao cartucho respectivo 14 de células de combustível. No passo S154, o dispositivo de comando mestre 100 emite, para além disso, um comando ao dispositivo de comando escravo do shunt 109 para shuntar o cartucho 14 de células de combustível adequada. De igual forma, o dispositivo de comando mestre 100 pode emitir a mensagem para o dispositivo de comando escravo da interface 108 para comunicar o estado do cartucho 14 de células de combustível correntemente indexado usando interface de operador 16.
Se o cartucho de células de combustível 14 correntemente indexada tiver uma tensão adequada, tal como determinado no passo S144, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S145 para limpar o contador de baixa tensão. O dispositivo de comando escravo 102 associa as células de combustível aos valores do contador de baixa tensão. O contador de baixa tensão para uma dada célula de combustível determinada previamente como inaceitável durante a passagem de corrente através do fluxograma é limpo no passo S145 se a tensão for considerada aceitável no passo S144. O dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S156 para determinar altas e baixas tensões das células de combustível do cartucho 14 de células de combustível 46 correntemente indexado à memória. No passo S158, o dispositivo de comando escravo 102 emite a informação de alta e baixa tensão das células de combustível do cartucho 14 de células de combustível para o dispositivo de comando mestre 100. O dispositivo de comando mestre 100 processa as altas e baixas tensões para o cartucho 14 de células de combustível e pode dar uma ordem ao dispositivo de comando escravo da interface 108 para mostrar ou de outra forma transmitir as tensões a um operador usando a interface de operador 16.
No passo S160, o dispositivo de comando escravo 102 determina se o último cartucho 14 de células de combustível foi indexado. Se não tiver sido, o dispositivo de comando escravo 102 indexa a um cartucho seguinte 14 de células de combustível no passo S102, e seguidamente retorna ao passo S142. Se o último cartucho de células de combustível 14 tiver sido indexado no passo S160, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S164 para determinar se há demasiados cartuchos 14 de células de combustível em baixo (por exemplo, menos do que sete cartuchos 14 de células de combustível estão em baixo ou fora de linha) . Se sim, o dispositivo de comando escravo 102 envia uma mensagem adequada ao dispositivo de comando mestre 100 no passo S166.
No passo S168, o dispositivo de comando mestre 102 controla a recepção de mensagens do dispositivo de comando mestre 100. Se for recebida uma mensagem, o dispositivo de comando mestre 102 processa a mensagem que entra no passo S170. No passo S172, o dispositivo de comando escravo 102 pode transmitir dados de células de combustível e quaisquer mensagens. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 102 retorna ao passo S120 para indexar a primeira célula de combustível 90 para repetir a análise. 47
As figuras 20 - 20A são fluxogramas que ilustram as operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo da válvula auxiliar 104. Inicialmente, o dispositivo de comando escravo 104 executa uma verificação de comunicação no passo S180 para garantir comunicações adequadas com o dispositivo de comando mestre 100. No passo S182, o dispositivo de comando escravo 104 aguarda um sinal de arranque do dispositivo de comando mestre 100. No passo S184, é determinado se o sinal de arranque adequado foi recebido. Logo que o sinal de arranque tenha sido recebido, o dispositivo de comando escravo 104 dá uma ordem aos solenoides auxiliares 44 para abrirem as válvulas auxiliares respectivas 45 no passo S186. No passo S188, o dispositivo de comando escravo 104 começa a executar um procedimento de sangria no qual o dispositivo de comando escravo 104 dá uma ordem ao solenoide de sangria 42 para abrir a válvula de sangria durante um período de tempo definido.
No passo S190, o dispositivo de comando escravo 104 lê os dados e mensagens do dispositivo de comando mestre 100. O dispositivo de comando escravo 104 determina se o mestre está fora de linha no passo S192. Se sim, o dispositivo de comando escravo 104 fecha as válvulas auxiliares 45 no passo S194. De outra forma o dispositivo de comando escravo 104 segue para o passo S196 para determinar se foi emitido um pedido de paragem pelo dispositivo de comando mestre 100. Se sim, o dispositivo de comando escravo 104 segue para o passo S194. De outra forma, o dispositivo de comando escravo 104 segue para o passo S198 para determinar se foi feita uma mudança no estado de quaisquer cartuchos 14 de células de combustível. Se sim, o dispositivo de comando escravo 104 controla as válvulas auxiliares respectivas 45 no passo S200, quer para alimentar combustível, se o cartucho de células de combustível correspondente 14 48 estiver em linha, quer para interromper a alimentação de combustível se o cartucho 14 de células de combustível estiver fora de linha.
No passo S202, o dispositivo de comando escravo 104 controla se é tempo de um ciclo de sangria. O dispositivo de comando escravo 104 pode ser configurado para implementar periodicamente um ciclo de sangria usando um solenoide de sangria 42 e válvula de sangria 43, de acordo com um temporizador de sangria. Se for tempo para um ciclo de sangria, o dispositivo de comando escravo 104 segue para o passo S204 para rearmar o temporizador de sangria e seguidamente começar um procedimento de sangria no passo S206. Tal como está ilustrado, o dispositivo de comando escravo 104 faz um ciclo de volta para o passo S190 para ler quaisquer dados novos do dispositivo de comando mestre 100.
As figuras 21 - 21a são fluxograma que ilustram as operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo do ventilador 106. O dispositivo de comando escravo 106 segue inicialmente para o passo S210 e executa uma verificação de comunicações para verificar as comunicações adequadas com o dispositivo de comando mestre 100. No passo S212, o dispositivo de comando escravo 106 aguarda um sinal adequado de arranque do ventilador do dispositivo de comando mestre 100.
Logo que o sinal adequado de arranque tenha sido recebido, tal como está determinado no passo S214, o dispositivo de comando escravo 106 segue para o passo S216 para começar a operação do ventilador 54 numa definição de fluxo de ar máximo. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 106 lê a informação de estado do circuito de controlo do ventilador 49 no passo S218. No passo S220, o dispositivo de comando escravo 106 determina se o ventilador 54 está a trabalhar 49 adequadamente. Se não estiver, o dispositivo de comando escravo 106 emite um pedido de paragem ao dispositivo de comando mestre 100 no passo S222.
De outra forma, o dispositivo de comando escravo 106 recebe quaisquer definições actualizadas do ventilador do dispositivo de comando mestre 100, no passo S224. No passo S226, o dispositivo de comando escravo 106 pode emitir sinais adequados para os circuitos de comando 48 do ventilador para ajustar a operação do ventilador 54. No passo S228, o dispositivo de comando escravo 106 determina se foi emitido um comando de paragem pelo dispositivo de comando mestre 100. Se não tiver sido, o dispositivo de comando escravo 106 retorna ao passo S218 para ler o estado do ventilador 54. De outra forma, o dispositivo de comando escravo 106 segue para o passo S230 para desligar o ventilador 54. A figura 22 é um fluxograma ilustrando as operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo da interface 108. Inicialmente, o dispositivo de comando escravo 108 segue para o passo S240 para executar uma verificação de comunicações com o dispositivo de comando mestre 100. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 108 emite informação de mensagem adequada à interface do operador 16 para transmissão a um operador. Na forma de realização descrita, a interface de operador 16 mostra a informação de mensagem recebida pelo dispositivo de comando mestre 100. O dispositivo de comando escravo 108 aguarda pelas actualizações da interface de operador 16 no passo S244. No passo S246, é determinado se o dispositivo de comando mestre 100 está fora de linha. Se estiver, o dispositivo de comando escravo 108 envia uma mensagem de erro à interface de operador 16 para indicar que o dispositivo de comando mestre 100 está 50 desligado. Se não, o dispositivo de comando escravo 108 segue para o passo S250 para determinar se houve uma mudança no estado da interface do operador 16. Se não, o dispositivo de comando escravo 108 segue para o passo S244 e aguarda actualizações para a interface do operador 16. Se houver indicação de mudança no estado da interface no passo S250, o dispositivo de comando escravo 108 segue para o passo S252 para actualizar a interface de operador 16. A figura 23 é um fluxograma ilustrando as operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo da porta externa 110. Inicialmente, o dispositivo de comando escravo 110 executa uma verificação de comunicações com o dispositivo de comando mestre 100 no passo S260. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 110 lê quaisquer comunicações de entrada do dispositivo remoto 24 e porta de comunicação 36. No passo S234, o dispositivo de comando escravo 110 envia quaisquer comunicações recebidas para o dispositivo de comando mestre 100. No passo S266, o dispositivo de comando escravo 110 recebe quaisquer comunicações do dispositivo de comando mestre 100. O dispositivo de comando escravo 110 segue para reencaminhar quaisquer comunicações para a porta de comunicação 36 e dispositivo remoto 34, no passo S268.
As figuras 24 - 24a são fluxogramas ilustrando as operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo do sistema 112. Inicialmente, no passo S270 o dispositivo de comando escravo 112 executa uma verificação de comunicações com o dispositivo de comando mestre 100. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 112 pode ler informação de estado dos sensores de alimentação de energia 31 e sensor de corrente 40 no passo S272. No passo S274, é determinado pelo dispositivo de comando escravo 112 se os valores de estado 51 introduzidos estão dentro dos intervalos adequados. Se não estiverem, o dispositivo de comando escravo 112 pode gerar uma mensagem de erro no passo S276 para envio ao dispositivo de comando mestre 100.
Se não, o dispositivo de comando mestre 112 segue para o passo S278 e aguarda um comando de abertura de válvula principal do dispositivo de comando mestre 100. No passo S280, é determinado se o comando de abrir válvula foi recebido. Logo que o comando de abrir válvula seja recebido, o dispositivo de comando escravo 102 segue para o passo S222 para activar a válvula principal 47, usando o solenoide principal 46. No passo S284, o dispositivo de comando escravo 112 recebe um comando de paragem do dispositivo de comando mestre 100.
Seguindo para o passo S278, o dispositivo de comando escravo 112 determina se o dispositivo de comando mestre 100 está fora de linha. Se estiver, o dispositivo de comando escravo 112 segue para o passo S276 para desligar a alimentação de energia 32 e válvula principal 47 usando o solenoide principal 46. Se dispositivo de comando mestre 100 estiver Online, o dispositivo de comando escravo 112 segue para o passo S288 para, mais uma vez, ler os valores de estado dos sensores de alimentação de energia 281 e sensor de corrente 40. O dispositivo de comando escravo 112 pode comandar os circuitos de carga 34 para carregar a bateria 35, se necessário, no passo S290 em resposta aos valores lidos no passo S288.
No passo S292, o dispositivo de comando escravo 112 determina se os valores estão dentro dos intervalos adequados. Se não estiverem o dispositivo de comando escravo 112 segue para o passo S294 para gerar uma mensagem de erro para envio ao dispositivo de comando mestre 100. Se não, no passo S296 o dispositivo de comando escravo 112 controla a presença de um 52 comando ou pedido de paragem do dispositivo de comando mestre 100. Se não for emitido um comando de paragem, o dispositivo de comando escravo 112 retorna ao passo S284. Se um pedido ou comando de paragem for recebido no passo S296, o dispositivo de comando escravo 112 segue para o passo S296 para desligar a válvula principal 47 usando um solenoide principal 46, assim como para desligar a alimentação de energia 32. A figura 25 é um fluxograma ilustrando as operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo 114. Inicialmente, no passo S300, o dispositivo de comando escravo 114 executa uma verificação de comunicação com o dispositivo de comando mestre 100. No passo S302, o dispositivo de comando escravo 114 controla os aquecedores 74, 75, se necessário, para colocar os sensores de combustível adequados 68, 71 dentro dos intervalos de temperatura operacionais adequados. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 114 está configurado para ler informação do circuito de detecção de combustível 64 e sensores de combustível correspondentes 58, 61.
Em resposta à leitura dos valores do sensor de combustível, o dispositivo de comando escravo 114 determina no passo S306 se foi detectada uma grande fuga. Se sim, o dispositivo de comando escravo 114 reencaminha uma mensagem adequada de grande fuga ao dispositivo de comando mestre 100 no passo S308. No passo S310, os valores do sensor de combustível são analisados para determinar se foi detectada uma pequena fuga. Se sim, o dispositivo de comando escravo 114 envia uma mensagem adequada de pequena fuga ao dispositivo de comando mestre 100 no passo S312.
No passo S314, o dispositivo de comando escravo 114 lê informação de temperatura exterior dos circuitos de temperatura 67 e sensor de temperatura associado 59. No passo S316, o 53 dispositivo de comando escravo 114 envia valores de temperatura exterior ao dispositivo de comando mestre 100. A figura 26 é um fluxograma ilustrando operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo da temperatura do ar. Inicialmente, o dispositivo de comando escravo 116 executa uma verificação de comunicação com o dispositivo de comando mestre 100 no passo S320. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 116 lê valores de temperatura do circuito de temperatura 68 e sensor de temperatura associado 55 localizado dentro do plenum de ar 51. No passo S324, o dispositivo de comando escravo 116 lê um ponto de acerto da temperatura, tal como calculado pelo dispositivo de comando mestre 100.
No passo S326, o dispositivo de comando escravo 116 define a recirculação usando a passagem de ar 56 e ventilador 54 para manter um ponto de acerto da temperatura. O dispositivo de comando escravo 116 emite a temperatura de ar do plenum 51, tal como determinado pelo sensor de temperatura 55, para o dispositivo de comando mestre 100 no passo S328. A figura 27 é um fluxograma ilustrando as operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo de shunt 118. Inicialmente, no passo S330, o dispositivo de comando escravo 118 executa uma verificação de comunicação com o dispositivo de comando mestre 100. No passo S332 o dispositivo de comando escravo 118 lê dados do dispositivo de comando mestre 100.
No passo S334 é determinado se houve uma mudança no estado dos cartuchos 14 de células de combustível. Se sim, o dispositivo de comando escravo 118 segue para o passo S336 para determinar se houve uma mudança de qualquer um dos cartuchos 14 de células de combustível para uma condição fora de linha. Se 54 não houver, o dispositivo de comutação adequado 96 para o respectivo cartucho 14 de células de combustível é trancado numa posição off no passo S338. Em alternativa, o dispositivo de comando escravo 118 segue para o passo S340 para trancar o dispositivo de comutação adequado 96 para o respectivo cartucho 14 de células de combustível numa posição on. A seguir ao processamento dos passos S338 ou S340, ou em alternativa se não houver mudança no estado dos cartuchos 14 de células de combustível, tal como determinado no passo S334, o dispositivo de comando escravo 118 segue para o passo S342 para shuntar ciclicamente as células de combustível 90 dentro dos cartuchos 14 de células de combustível, tal como descrito em detalhe na patente US 09/108,667 aqui incorporada por referência. A figura 28 é um fluxograma ilustrando as operações exemplificativas do dispositivo de comando escravo do comutador 120. O dispositivo de comando escravo 120 executa uma verificação de comunicação com o dispositivo de comando mestre 100 no passo S350. Seguidamente, o dispositivo de comando escravo 120 lê a informação de estado do comutador dos comutadores 20 e circuitos de condicionamento do comutador 19 no passo S352. No passo S354, o dispositivo de comando escravo 120 lê informação de estado de activação de carga do dispositivo de comando mestre 100. O dispositivo de comando escravo 120 determina se foi recebido um pedido de paragem do dispositivo de comando mestre 100 no passo S356. Se sim, o dispositivo de comando escravo 120 segue para o passo S358 para enviar uma mensagem de paragem ao dispositivo de comando mestre 100. Se não, o dispositivo de comando escravo 120 segue para o passo S360. O dispositivo de comando escravo 120 determina se foi fornecido um pedido de 55 activação de carga dos comutadores 20. Se sim, o dispositivo de comando escravo 120 segue para o passo S362 para determinar se o dispositivo de comando mestre 100 indicou que o sistema eléctrico de células de combustível 10 está pronto para alimentar energia, tal como determinado no passo S354. Se sim, o dispositivo de comando escravo 120 segue para o passo S364 para activar o dispositivo de comutação 38.
No passo S 3 6 6, o dispositivo de comando escravo 120 determina se o dispositivo de comando mestre 100 está numa condição fora de linha. Se sim, o dispositivo de comando escravo 120 desarma o dispositivo de comutação 38 no passo S368. Se não, o dispositivo de comando escravo 120 segue para o passo S370 para determinar se foi indicado um rearme de cartucho pelos comutadores 20. Se sim, o dispositivo de comando escravo 120 segue para enviar uma mensagem de rearme de cartucho ao dispositivo de comando mestre 100 no passo S372. O dispositivo de comando escravo 120 retorna então ao passo S352 para ler o estado do comutador do circuito de condicionamento de comutador 19 e comutadores associados 20 no passo S352.
Lisboa, 1 de Fevereiro de 2010. 56

Claims (39)

  1. REIVINDICAÇÕES 1. Sistema eléctrico de células de combustível compreendendo: uma pluralidade de células de combustível acopladas electricamente com vários bornes e configuradas individualmente para converter energia química em electricidade, e um sistema de comando digital configurado para pelo menos uma das funções de comando e de controlo de funcionamento das células de combustível, caracterizado por as células de combustível serem configuradas para serem desactivadas selectivamente e individualmente e as células restantes entre as células de combustível serem configuradas para fornecer electricidade aos bornes logo que uma outra das células de combustível seja desactivada.
  2. 2. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, no qual o sistema de comando é configurado para comandar o funcionamento.
  3. 3. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, no qual o sistema de comando é configurado para controlar o funcionamento.
  4. 4. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, no qual as células de combustível são acopladas em série. 1
  5. 5. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, no qual o sistema de comando compreende uma pluralidade de dispositivos de comando repartidos.
  6. 6. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 5 no qual os dispositivos de comando repartidos são configurados numa relação mestre - escravo.
  7. 7. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, no qual as células de combustível compreendem células de combustível com membrana com electrólito de polímero.
  8. 8. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, no qual as células de combustível são configuradas individualmente para serem fisicamente amovíveis.
  9. 9. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, no qual as células de combustível são configuradas individualmente para serem colocadas electricamente em derivação.
  10. 10. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda uma pluralidade de dispositivos de comutação configurados para shuntar selectivamente as pilhas de combustível respectivas.
  11. 11. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 10, no qual o sistema de comando é configurado para controlar pelo menos uma característica 2 eléctrica das células de combustível e para comandar os dispositivos de comutação em resposta ao controlo.
  12. 12. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1 compreendendo ainda: uma caixa que envolve as células de combustível; um sensor de temperatura no interior da caixa; e um conjunto de comando da temperatura do ar configurada para pelo menos uma das funções de aumento e de diminuição da temperatura no interior da caixa.
  13. 13. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 12, no qual o sistema de comando está configurado para controlar a temperatura usando o sensor de temperatura e para comandar o conjunto de comando da temperatura do ar em resposta ao controlo a fim de manter a temperatura no interior da caixa num intervalo pré-definido .
  14. 14. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 12, no qual o sistema de comando está configurado para controlar a temperatura com o auxílio do sensor de temperatura e para comandar o conjunto de comando da temperatura do ar em resposta ao controlo a fim de manter a temperatura no interior da caixa num intervalo pré-definido compreendido entre 25° a 80°C.
  15. 15. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda um ventilador 3 configurado para dirigir o ar para as células de combustível, e o sistema de comando está configurado para comandar o ventilador.
  16. 16. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda uma pluralidade de válvulas configuradas para fornecer o combustível às células de combustível respectivas, e os sistema de comando está configurado para comandar as válvulas.
  17. 17. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda uma válvula principal configurada para fornecer combustível às células de combustível, e o sistema de comando está configurado para comandar a válvula principal.
  18. 18. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda uma porta de comunicação adaptada para se acoplar a um dispositivo exterior e o sistema de comando está configurado para comunicar com o dispositivo remoto através da porta de comunicação.
  19. 19. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 18, no qual o sistema de comando está configurado para executar uma operação de paragem para desactivar uma ou mais das células de combustível.
  20. 20. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 19, no qual a operação de paragem desactiva todas as células de combustível. 4
  21. 21. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda um dispositivo de comutação entre um dos bornes e as células de combustível, e o sistema de comando está configurado para comandar o dispositivo de comutação.
  22. 22. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1 compreendendo ainda: uma caixa envolvendo as células de combustível; e um sensor de combustível configurado para controlar a presença de combustível no interior da caixa, e o sistema de comando está acoplado ao sensor de combustível e configurado para efectuar uma operação de paragem em resposta à detecção de combustível no interior da caixa.
  23. 23. Sistema eléctrico de células de combustível de acordo com a reivindicação 1, no qual as células de combustível estão proporcionadas numa pluralidade de cartuchos.
  24. 24. Processo de comando de um sistema eléctrico de células de combustível consistindo em: prever uma pluralidade de células de combustível configuradas individualmente para converter a energia química em electricidade; no qual as células de combustível são configuradas para poderem ser desactivadas selectivamente e individualmente e as restantes entre as células de 5 combustível estão configuradas para fornecer electricidade aos bornes logo que uma das outras células de combustível seja desactivada, acoplar electricamente a pluralidade de células de combustível; proporcionar um primeiro borne acoplado às células de combustível; proporcionar um segundo borne acoplado às células de combustível; e acoplar um sistema de comando digital às células de combustível para garantir pelo menos uma das funções de controlo e de comando do trabalho das células de combustível. Processo de acordo com a reivindicação 24, consistindo ainda em controlar 0 funcionamento das células de combustível. Processo de acordo com a reivindicação 24, consistindo ainda em comandar 0 funcionamento das células de combustível. Processo de acordo com a reivindicação 24, no qual 0 acoplamento do sistema de comando consiste em acoplar uma pluralidade de dispositivos de comando repartidos.
  25. 28. Processo de acordo com a reivindicação 24, no qual o facto de prever as células de combustível consiste em prever as células de combustível com membrana com electrólito de polímero. 6
  26. 29. Processo de acordo com a reivindicação 24, consistindo ainda em desactivar pelo menos uma das células de combustível. 30. Processo de acordo com a reivindicação 29, no qual a desactivação compreende a remoção física. 31. Processo de acordo com a reivindicação 29, no qual a desactivação compreende a colocação em derivação eléctrica.
  27. 32. Processo de acordo com a reivindicação 24 consistindo ainda em shuntar selectivamente pelo menos uma das células de combustível.
  28. 33. Processo de acordo com a reivindicação 24, consistindo ainda em: controlar pelo menos uma característica eléctrica das células de combustível; shuntar pelo menos uma das células de combustível em resposta ao controlo.
  29. 34. Processo de acordo com a reivindicação 24, consistindo ainda em manter uma temperatura de ar em torno das células de combustível num intervalo pré-definido.
  30. 35. Processo de acordo com a reivindicação 24, consistindo ainda em manter uma temperatura do ar em torno das células de combustível num intervalo pré-definido compreendido entre 25°C a 80°C. 7
  31. 36. Processo de acordo com a reivindicação 24, consistindo ainda em dirigir o ar para as células de combustível com o auxílio de um ventilador.
  32. 37. Processo de acordo com a reivindicação 36, consistindo ainda em: controlar uma carga acoplada aos bornes; e comandar o ventilador em resposta ao controlo com o auxílio do sistema de comando;
  33. 38. Processo de acordo com a reivindicação 24, consistindo ainda em: fornecer combustível às células de combustível com o auxílio de uma pluralidade de válvulas auxiliares; e Comandar as válvulas auxiliares com o auxílio do sistema de comando.
  34. 39. Processo de acordo com a reivindicação 24 consistindo ainda em: fornecer combustível às válvulas auxiliares com o auxílio de uma válvula principal; e comandar a válvula principal com o auxílio do sistema de comando.
  35. 40. Processo de acordo com a reivindicação 24 consistindo ainda em: 8 comunicar com um dispositivo remoto com o auxilio de uma porta de comunicação; e comandar a comunicação com o auxilio do sistema de comando.
  36. 41. Processo de acordo com a reivindicação 24 consistindo ainda em: comutar uma ligação intermédia entre um dos bornes e as células de combustível; e comandar a comutação com o auxílio do sistema de comando.
  37. 42. Processo de acordo com a reivindicação 24 consistindo ainda em: controlar a presença de combustível no interior de uma caixa que envolve as células de combustível; e executar uma operação de paragem em resposta ao controlo com o auxílio do sistema de comando.
  38. 43. Processo de acordo com a reivindicação 42, no qual a execução desactiva uma ou mais das células de combustível.
  39. 44. Processo de acordo com a reivindicação 42, no qual a execução desactiva todas as células de combustível. Lisboa, 1 de Fevereiro de 2010. 9
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