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      用于確定反應物純度的裝置的制作方法

      文檔序號:11141995閱讀:來源:國知局

      技術特征:

      1.一種被配置來確定反應物純度的裝置,其包括;

      第一燃料電池,其被配置來從兩種反應物之間的電化學反應產(chǎn)生電流,具有被配置來從第一反應物來源接收測試反應物的第一反應物入口,所述測試反應物包括所述兩種反應物中的一種;

      第二燃料電池,其被配置來從所述兩種反應物之間的電化學反應產(chǎn)生電流,具有被配置來從第二反應物來源接收所述測試反應物的第二反應物入口;

      控制器,其被配置來向每一個燃料電池施加電負荷并確定所述第一燃料電池的電輸出與所述第二燃料電池的電輸出之間的電輸出差值ODt,并且確定預測輸出差值與所述所確定的電輸出差值ODt之間的差值,所述預測輸出差值基于早期確定的歷史輸出差值和所述輸出差值的歷史變化率確定,

      所述控制器被配置來至少基于所述預測輸出差值與所述所確定的輸出差值之間的所述差值提供指示所述測試反應物純度的純度輸出。

      2.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其中

      所述控制器被配置來使用在早期t-1先前確定的所述相同指標中的兩個在時間t確定至少三個指標,所述指標包括代表預測輸出差值與所述所確定的輸出差值之間的差值的δt指標、平滑水平指標SLt以及變化率指標ROCt,其中;

      δt=ODt-(SLt-1+Δt x ROCt-1)

      SLt=(SLt-1+Δt x ROCt-1)+α1t

      ROCt=ROCt-12t

      且Δt包括時間t與時間t-1之間的所述時間差值,并且α1和α2包括預先確定的值,其中所述純度輸出使用所述指標確定。

      3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的裝置,其中

      所述純度輸出使用所述電輸出差值ODt確定。

      4.如任一前述權利要求所述的裝置,其中所述第一反應物來源提供所述測試反應物的參考反應物,所述參考反應物具有已知純度并且所述第二反應物來源提供未知純度的燃料。

      5.根據(jù)權利要求4所述的裝置,其中所述第一反應物來源包括純化設備,所述純化設備被配置來純化從所述第二反應物來源供給的所述測試反應物的部分。

      6.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其中所述測試反應物包括燃料。

      7.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其中所述測試反應物包括氧化劑,諸如大氣。

      8.根據(jù)任一前述權利要求所述的裝置,其中所述輸出差值基于來自所述第一燃料電池和所述第二燃料電池的多個采樣電輸出值的平均值確定。

      9.根據(jù)權利要求2所述的裝置,其中所述控制器被配置來確定所述變化率指標是否超過預先確定的閾值范圍并且,如果這樣,那么提供變化的反應物純度的警告。

      10.根據(jù)權利要求2所述的裝置,其中所述控制器被配置來確定所述平滑水平指標是否超過預先確定的閾值范圍并且,如果這樣,那么提供所述反應物純度無法接受的指示。

      11.根據(jù)權利要求2所述的裝置,其中所述控制器被配置來確定所述δt指標是否超過預先確定的閾值范圍并且,如果這樣,那么提供所述反應物純度無法接受的指示。

      12.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其包括第三燃料電池,所述第三燃料電池被配置來從所述兩種反應物之間的電化學反應產(chǎn)生電流,其中所述測試反應物包括第一測試反應物并且所述兩種反應物中的另一種包括第二測試反應物;

      所述第一燃料電池被配置來從所述第一反應物來源接收所述第一測試反應物和從第四反應物來源接收所述第二測試反應物;

      所述第二燃料電池被配置來從所述第二反應物來源接收所述第一測試反應物和從所述第四反應物來源接收所述第二測試反應物;

      所述第三燃料電池被配置來從所述第一反應物來源接收所述第一測試反應物和從第三反應物來源接收所述第二測試反應物,

      所述控制器被配置來確定以下各項的電輸出之間的電輸出差值ODt

      第一燃料電池與第二燃料電池;

      第一燃料電池與第三燃料電池;以及

      第二燃料電池與第三燃料電池,

      所述控制器被配置來至少基于預測輸出差值和所述所確定的輸出差值ODt之間的差值給出所述第一測試反應物純度和所述第二測試反應物純度的指示,對于每一個所述輸出差值而言,所述預測輸出差值基于歷史輸出差值和所述輸出差值的歷史變化率確定。

      13.根據(jù)權利要求12所述的裝置,其中

      所述第一測試反應物包括燃料且所述第二測試反應物包括空氣;

      所述第一反應物來源包括純?nèi)剂蟻碓矗?/p>

      所述第二反應物來源包括未知純度的燃料來源;

      所述第三反應物來源包括純空氣來源或未知純度的空氣來源且所述第四反應物來源包括所述純空氣來源和所述未知純度的空氣來源中的另一者。

      14.根據(jù)權利要求13所述的裝置,其中所述控制器被配置來輸出所述第二燃料電池與所述第三燃料電池之間的性能差值的指標。

      15.根據(jù)權利要求1所述的裝置,其中所述第一燃料電池包括呈堆的多個串聯(lián)連接的燃料電池,和/或其中所述第二燃料電池包括呈堆的多個串聯(lián)連接的燃料電池。

      16.根據(jù)權利要求6所述的裝置,其中所述燃料包括氫氣。

      17.一種用于確定反應物純度的指示的方法,其包括;

      測量第一燃料電池的電輸出,所述第一燃料電池具有施加至其上的負荷并且被配置來從兩種反應物之間的電化學反應產(chǎn)生電流,所述兩種反應物中的一種包括從第一反應物來源向所述第一燃料電池供給的測試反應物;

      測量第二燃料電池的電輸出,所述第二燃料電池具有施加至其上的負荷并且被配置來從所述兩種反應物之間的電化學反應產(chǎn)生電流,向所述第二燃料電池供給的所述測試反應物從第二反應物來源供給;

      確定所述第一燃料電池電輸出與所述第二燃料電池的電輸出之間的電輸出差值ODt,

      至少基于預測輸出差值和所確定的輸出差值之間的差值提供所述測試反應物純度的指示,所述預測輸出差值基于歷史輸出差值和所述輸出差值的歷史變化率確定。

      18.根據(jù)權利要求17所述的方法,其中提供指示的所述步驟包括;

      使用在時間t-1先前確定的所述相同指標中的兩個在時間t確定至少三個指標,所述指標包括代表預測輸出差值與所述所確定的輸出差值之間的差值的δt指標、平滑水平指標SLt以及變化率指標ROCt,其中;

      δt=ODt-(SLt-1+Δt x ROCt-1)

      SLt=(SLt-1+Δt x ROCt-1)+α1t

      ROCt=ROCt-12t

      且Δt包括時間t與時間t-1之間的時間差值,并且α1和α2包括預先確定的值,其中所述方法還包括使用所述指標提供反應物純度的所述指示。

      19.根據(jù)權利要求17或權利要求18所述的方法,其中所述方法包括基于所述電輸出差值ODt提供所述純度輸出的步驟,所述純度輸出包括測試反應物純度的指示。

      20.根據(jù)權利要求17所述的方法,其中確定所述電輸出差值的所述步驟包括確定來自所述第一燃料電池和所述第二燃料電池的多個采樣電輸出值的平均值并使用所述平均值來確定所述電輸出差值。

      21.根據(jù)權利要求17所述的方法,其中所述方法包括確定所述變化率指標是否超過預先確定的閾值范圍并且,如果這樣,那么使用所述純度輸出提供變化的反應物純度的警告。

      22.根據(jù)權利要求17所述的方法,其中所述方法包括確定所述平滑水平指標是否超過預先確定的閾值范圍并且,如果這樣,那么使用所述純度輸出提供所述反應物純度無法接受的指示。

      23.根據(jù)權利要求17所述的方法,其中所述方法包括確定所述δt指標是否超過預先確定的閾值范圍并且,如果這樣,那么提供所述反應物純度無法接受的指示。

      24.根據(jù)權利要求17所述的方法,其包括以下步驟

      測量第三燃料電池的電輸出,所述第三燃料電池具有施加至其上的負荷并且被配置來從兩種反應物之間的電化學反應產(chǎn)生電流,其中所述測試反應物包括第一測試反應物且所述兩種反應物中的另一種包括第二測試反應物,所述第一燃料電池被配置來從第三反應物來源接收所述第二測試反應物,所述第二燃料電池被配置來從所述第三反應物來源接收所述第二測試反應物,并且所述第三燃料電池被配置來從所述第一反應物來源接收所述第一測試反應物和從第四反應物來源接收所述第二測試反應物,

      所述方法還包括確定以下各項的電輸出之間的電輸出差值ODt的步驟

      第一燃料電池與第二燃料電池

      第一燃料電池與第三燃料電池;以及

      第二燃料電池與第三燃料電池,以及

      使用預測輸出差值與所述所確定的輸出差值之間的差值提供所述第一測試反應物物純度和所述第二測試反應物純度的指示的步驟,對于每一個所述輸出差值而言,所述預測輸出差值基于歷史輸出差值和所述輸出差值的歷史變化率確定。

      25.一種包括代碼的計算機程序或計算機程序產(chǎn)品,所述代碼在被處理器執(zhí)行時致使裝置實施權利要求17至24中任一項所述的方法。

      26.一種反應物分配系統(tǒng),其被配置來從位于地理上不同的反應物使用位置的多個傳感器中的每一個接收反應物純度指標并且根據(jù)被配置來向所述反應物使用位置供給反應物的反應物分配網(wǎng)絡識別與每一個所述所接收的指標相關聯(lián)的位置,所述系統(tǒng)適于響應于代表來自特定反應物使用位置的低反應物純度的所接收的指標、基于所述特定反應物使用位置在所述反應物分配網(wǎng)絡中的位置來重新配置所述反應物分配網(wǎng)絡和/或禁用在一個或多個反應物使用位置的反應物的使用。

      27.根據(jù)權利要求26所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)被配置來通過抑制向所述反應物分配網(wǎng)絡中處于從其接收到所述低反應物純度指標的分配位置的下游的部分分配反應物來重新配置所述反應物分配網(wǎng)絡。

      28.根據(jù)權利要求27所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)被配置來實時提供閥門關閉信號用于所述反應物分配網(wǎng)絡中的閥門的致動,以防止反應物沿著分配管道在從其接收所述低反應物純度指標的分配位置的下游流動。

      29.根據(jù)權利要求27所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)被配置來實時提供信號,以防止來自一個批次反應物的反應物向反應物分配位置的分配,所述反應物分配位置沿著預先確定的路徑處于從其接收所述低反應物純度指標且也從所述批次反應物接收反應物的分配位置的下游。

      30.根據(jù)權利要求26所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)被配置來通過以下方式禁用在一個或多個反應物使用位置的反應物的使用:被配置來使用所述反應物分配網(wǎng)絡將從共同反應物來源接收反應物的一個或多個反應物使用位置識別為所述特定反應物使用位置并提供所述被識別的反應物使用位置的禁用。

      31.根據(jù)權利要求30所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)被配置來向一個或多個所述被識別的反應物使用位置提供抑制信號,以抑制從所述共同來源接收的反應物的使用。

      32.根據(jù)權利要求27至31中任一項所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)被配置來提供另選的供給信號以重新配置所述反應物分配網(wǎng)絡,使得位于所述反應物分配網(wǎng)絡部分中處于從其接收所述低反應物純度指標的分配位置的下游的部分中的所述反應物分配位置和/或所述被識別的反應物使用位置從所述網(wǎng)絡的不同部分被供給反應物。

      33.根據(jù)權利要求32所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述另選的供給信號包括;

      i)打開所述反應物分配網(wǎng)絡中的閥門以從所述網(wǎng)絡的另選部分供給所述受影響的反應物分配位置的指令;或

      ii)向位于所述反應物分配網(wǎng)絡部分中處于從其接收所述低反應物純度指標的所述分配位置的下游的部分中的一個或多個所述反應物分配位置調(diào)度一個批次反應物的指令;

      iii)將一個批次反應物從其預先確定的路徑轉(zhuǎn)向至位于所述反應物分配網(wǎng)絡中處于從其接收所述低反應物純度指標的分配位置的下游的部分中的一個或多個所述反應物分配位置的指令。

      34.根據(jù)權利要求26至33中任一項所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述反應物使用位置包括反應物分配位置,諸如加油站。

      35.根據(jù)權利要求26至33中任一項所述的反應物分配系統(tǒng),其中所述反應物使用位置包括消耗向其供給的反應物的固定電力設備。

      36.一種包括代碼的計算機程序或計算機程序產(chǎn)品,所述代碼在被處理器執(zhí)行時實施以下步驟;

      從位于地理上不同的反應物使用位置的多個傳感器中的每一個接收反應物純度指標;

      根據(jù)被配置來向所述反應物使用位置供給反應物的反應物分配網(wǎng)絡識別與每一個所述所接收的指標相關聯(lián)的位置,

      響應于代表來自特定反應物使用位置的低反應物純度的所接收的指標、基于所述特定反應物使用位置在所述反應物分配網(wǎng)絡中的位置,發(fā)送指令以重新配置所述反應物分配網(wǎng)絡和/或禁用在一個或多個反應物使用位置的反應物的使用。

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