(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の中を通って移動する冷却流体によって冷却される燃料電池（１）の温度を調節するためのシステムであって、
冷却流体の温度（Ｔｓｍ）を測定し、冷却流体の流量を、冷却流体の前記測定温度（Ｔｓｍ）の関数として制御するための第１の制御手段（５ａ）と、
前記冷却流体の流量（Ｑｍ）を測定し、冷却流体の温度（Ｔｅｃ）を、前記第１の制御手段（５ａ）によって特定されるコマンド流量（Ｑｃ）とそれに対応する冷却流体の前記測定流量（Ｑｍ）との間の流量差の関数として制御するための第２の制御手段（７ａ）と、を有し、
前記第２の制御手段（７ａ）によって特定されるコマンド温度（Ｔｅｃ）により、前記流量差を補償する、システム。
【請求項２】
更に、温度補償手段（７ｂ）を有し、前記温度補償手段（７ｂ）は、前記第１の制御手段（５ａ）によって特定される前記コマンド流量（Ｑｃ）とそれに対応して前記第２の制御手段（７ａ）によって取得された流量（Ｑｍ）の測定値とを比較することによって、前記第２の制御手段（７ａ）によって特定される冷却流体のコマンド温度（Ｔｅｃ）の値を決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の制御手段（５ａ）が応答する冷却流体の前記温度測定値はそれ自体、前記燃料電池（１）の出口温度（Ｔｓｍ）の測定値に一致し、
前記第２の制御手段（７ａ）によって特定される冷却流体の前記コマンド温度は、前記燃料電池（１）の入口温度（Ｔｅｃ）に一致する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
更に、温度補正手段（１５）を有し、前記温度補正手段（１５）は、前記コマンド入口温度（Ｔｅｃ）を、所望の入口温度とそれに対応する前記入口温度の測定値との差の関数として合わせる、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
更に、前記燃料電池（１）の出口における冷却流体の前記出口温度（Ｔｓｍ）を測定するための第１の温度センサ（１７ａ）と、
前記出口温度（Ｔｓｍ）の測定値を確認するための第１の確認手段（１９ａ）と、
出口温度差を検出するために、前記出口温度（Ｔｓｍ）の確認済みの測定値と所定の設定出口温度（Ｔｓｒ）とを比較するための第１の比較器手段（２１ａ）と、
前記第１の制御手段（５ａ）によって特定される冷却流体のコマンド流量（Ｑｃ）を、前記出口温度差の関数として決定するための第１の補正器手段（２３ａ）と、
前記コマンド流量（Ｑｃ）をフィルタリングするための第１のフィルタ手段（２５ａ）と、を有する請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
更に、冷却流体の前記流量（Ｑｍ）を測定するための流量センサ（２９）と、
前記流量測定値を確認するための第２の確認手段（１９ｂ）と、
前記流量差を決定するために、冷却流体の確認済みの測定流量（Ｑｍ）と前記第１の制御ループ（５）によって特定される前記コマンド流量（Ｑｃ）と比較するための第２の比較器手段（２１ｂ）と、
前記流量差をフィルタリングするための第２のフィルタ手段（２５ｂ）と、
所定の設定入口温度（Ｔｅｒ）に適用すべき温度補正を決定するための第２の補正器手段（２３ｂ）と、
前記入口温度の温度補正をフィルタリングするための第３のフィルタ手段（２５ｃ）と、
前記第２の制御手段（７ａ）によって特定される前記コマンド入口温度（Ｔｅｃ）を定めるために、前記温度補正を前記所定の設定入口温度（Ｔｅｒ）に加えるための加算器手段（３３）と、を有する請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
更に、前記燃料電池の入口における冷却流体の入口温度（Ｔｅｍ）を測定するための第２の温度センサ（１７ｂ）と、
前記入口温度（Ｔｅｍ）の測定値を確認するための第３の確認手段（１９ｃ）と、
入口温度差を検出するために、前記入口温度（Ｔｅｍ）の確認済みの測定値と前記第２の制御手段（７ａ）からの前記コマンド入口温度（Ｔｅｃ）とを比較するための第３の比較器手段（２１ｃ）と、
前記コマンド入口温度を、前記入口温度差の関数として合わせるための第３の補正器手段（２３ｃ）と、
前記コマンド入口温度をフィルタリングするための第４のフィルタ手段（２５ｄ）と、を有する請求項５又は６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１、第２、及び第３の補正器手段（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）は、それぞれの積分器（３１a、３１ｂ、３１ｃ）を有し、前記積分器は、アンチワインドアップ型保護手段を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム（３）を含む燃料電池であって、
冷却流体によって前記燃料電池（１）を冷却するための冷却回路（９）を有し、前記冷却回路は、前記システム（３）に接続され、前記システム（３）からコマンド流量及び／又はコマンド温度を受取る、燃料電池。
【請求項１０】
燃料電池の中を通る冷却流体によって冷却される燃料電池の温度を調節する方法であって、
冷却流体の温度を測定するステップと、
冷却流体のコマンド流量を、前記温度測定値の関数として特定するステップと、
冷却流体の流量を測定するステップと、
冷却流体の前記測定流量と冷却流体の前記コマンド流量との間の流量差によって生じた温度調節の不足を補償するために、冷却流体の温度を前記流量差の関数として制御するステップと、を有する方法。
【請求項１１】
冷却流体の流量を、前記燃料電池の測定出口温度（Ｔｓｍ）の関数として制御し、
冷却流体のコマンド温度を、前記燃料電池のコマンド入口温度（Ｔｅｃ）に一致させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
更に、コマンド入口温度（Ｔｅｃ）を、所望の入口温度とそれに対応する前記入口温度の測定値との間の差の関数として補正する温度補正ステップを有する、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置の温度を調節することに関する。本発明の適用分野は、より詳細には、電池、特に燃料電池の分野である。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の温度を調節する目的は、燃料電池内の熱的外乱を補償すること、及び／又は、燃料電池の温度のための設定値の変化を追跡することにある。一般に、燃料電池の温度は、冷却回路の中を通って流れる冷却流体によって調節される。
【０００３】
燃料電池の温度を調節するための従来の図式を図５に示す。この図式において、燃料電池１０１は、燃料電池１０１内の反応によって発生した熱を吸収するために、燃料電池のバイポーラ板を通過する冷却回路１０９を介して燃料電池１０１の中を通って移動する冷却流体によって冷却される。冷却流体は、冷却回路１０９に接続された冷却源１１１から供給される。さらに、冷却回路１０９は、制御ループ１０５によって制御され、制御ループ１０５は、冷却流体の流量Ｑｃを、燃料電池１０１の出口における冷却流体の温度Ｔｓｍの測定値の関数として調節する制御手段１０５ａを有している。
【０００４】
それにもかかわらず、制御ループ１０５は、燃料電池１０１の温度をサーボ制御する要望に応答するに過ぎず、例えば、冷却流体の流量の変化の不足の場合、又は、その他の種類の不足の場合に生じ得る安全性の問題に応答しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、燃料電池の中を通って移動する冷却流体によって冷却される燃料電池の温度を調節するためのシステム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため、本発明は、燃料電池の中を通って移動する冷却流体によって冷却される燃料電池の温度を調節するためのシステムであって、冷却流体の温度を測定し、冷却流体の流量を、冷却流体の前記測定温度の関数として制御するための第１の制御手段と、冷却流体の流量を測定し、冷却流体の温度を、第１の制御手段によって特定されるコマンド流量とそれに対応する冷却流体の測定流量との間の流量差の関数として制御するための第２の制御手段と、を有し、第２の制御手段によって特定されるコマンド温度により、流量差を補償するシステムを提供する。
【０００７】
従って、冷却流体の供給が不足する場合、例えば、冷却流体の冷却能力が流量の補正によってもはや補えない場合（十分な熱が抽出されない場合）、本発明の方法で特定される温度コマンドにより、燃料電池を許容可能な温度に維持することを可能にし、それにより、燃料電池の性能を維持し且つその寿命を延ばす。
【０００８】
システムは、温度補償手段を有し、温度補償手段は、第１の制御手段によって特定されるコマンド流量とそれに対応して第２の制御手段によって取得された流量の測定値とを比較することによって、第２の制御手段によって特定される冷却流体のコマンド温度の値を決定する。
【０００９】
従って、温度補償手段は、冷却流体の流量の外乱を単純かつ正確な仕方で補償することを可能にする。
【００１０】
本発明の特徴によれば、第１の制御手段が応答する冷却流体の温度測定値はそれ自体、燃料電池の出口温度の測定値に一致し、第２の制御手段によって特定される冷却流体のコマンド温度は、燃料電池の入口温度に一致する。
【００１１】
この実施形態は、燃料電池の温度を調節する精度を、冷却流体と燃料電池との間で交換される熱パワー又はエネルギーに影響を及ぼす複数の変数（特に、入口温度、熱交換の優れた表示である出口温度、及び流量）を考慮に入れることによって高めるように作用する。
【００１２】
有利には、システムは、温度補正手段を有し、温度補正手段は、コマンド入口温度を、所望の入口温度とそれに対応する入口温度の測定値との差の関数として合わせる。
【００１３】
これにより、燃料電池の寿命及び性能を、燃料電池の入口における温度誤差を補償することによって最適化することを可能にする。特に、これにより、冷却流体のための冷却源の温度調節の不確実性を補うこと、及び冷却流体供給ラインにおける熱損失を補償することを可能にする。
【００１４】
本発明の１つの実施形態において、システムは、燃料電池の出口における冷却流体の出口温度を測定するための第１の温度センサと、出口温度の測定値を確認するための第１の確認手段と、出口温度差を検出するために、出口温度の確認済みの測定値と所定の設定出口温度とを比較するための第１の比較器手段と、第１の制御手段によって特定される冷却流体のコマンド流量を、出口温度差の関数として決定するための第１の補正器手段と、コマンド流量をフィルタリングする（フィルタにかける）ための第１のフィルタ手段とを有する。
【００１５】
これにより、常軌を逸した、即ち、異常なコマンド流量に対して調節システム及び燃料電池を保護しながら、冷却流体の流量を調節することを可能にする。
【００１６】
システムはさらに、冷却流体の流量を測定するための流量センサと、流量測定値を確認するための第２の確認手段と、流量差を決定するために、冷却流体の確認済みの測定流量と第１の制御ループによって特定されるコマンド流量と比較するための第２の比較器手段と、流量差をフィルタリングするための第２のフィルタ手段と、所定の設定入口温度に適用すべき温度補正を決定するための第２の補正器手段と、入口温度の温度補正をフィルタリングするための第３のフィルタ手段と、第２の制御手段によって特定されるコマンド入口温度を定めるために、温度補正を所定の設定入口温度に加えるための加算器手段とを有する。
【００１７】
これにより、常軌を逸した、即ち、異常な任意のコマンド温度に対して調節システム及び燃料電池を保護しながら、任意の流量差によって生じた温度外乱を、流体の温度に作用させることによって補償することを可能にする。
【００１８】
システムは、更に、燃料電池の入口における冷却流体の入口温度を測定するための第２の温度センサと、入口温度の測定値を確認するための第３の確認手段と、入口温度差を検出するために、入口温度の確認済みの測定値と第２の制御手段からのコマンド入口温度とを比較するための第３の比較器手段と、コマンド入口温度を、入口温度差の関数として合わせるための第３の補正器手段と、コマンド入口温度をフィルタリングするための第４のフィルタ手段と有する。
【００１９】
これにより、誤った任意のコマンド温度に対して調節システム及び燃料電池を保護しながら、燃料電池に入る前における冷却流体からの温度損失を補償することを可能にする。
【００２０】
有利には、第１、第２、及び第３の補正器手段は、それぞれの積分器を有し、積分器は、アンチワインドアップ型保護手段を有する。これにより、制御ループの安定性及び性能を保つために、種々のコマンド又は測定値の間の飽和に起因する誤差を回避することを可能にする。
【００２１】
本発明は、上記の特徴の少なくとも１つに従う調節システムを含む燃料電池であって、冷却流体によって燃料電池を冷却するための冷却回路を有し、冷却回路は、調節システムに接続され、調節システムからコマンド流量及び／又はコマンド温度を受取る、燃料電池を提供する。
【００２２】
本発明は、燃料電池の中を通る冷却流体によって冷却される燃料電池の温度を調節する方法であって、冷却流体の温度を測定するステップと、冷却流体のコマンド流量を、温度測定値の関数として特定するステップと、冷却流体の流量を測定するステップと、流量差によって生じた温度調節の不足を補償するために、冷却流体の温度を、冷却流体の測定流量と冷却流体のコマンド流量との間の差の関数として制御するステップと、を有する方法を提供する。
【００２３】
冷却流体の流量を、燃料電池の測定出口温度の関数として制御し、冷却流体のコマンド温度を、燃料電池のコマンド入口温度に一致させるのがよい。
【００２４】
有利には、この方法は、更に、コマンド入口温度を、所望の入口温度とそれに対応する入口温度の測定値との間の差の関数として補正する温度補正ステップを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、非限定的な表示のために与えられる以下の説明を読み、添付の図面を参照することによってより良好に理解することができる。
【００２６】
図１は、燃料電池１と、燃料電池１の温度を調節するためのシステム３とを含む装置の図であり、燃料電池１は、その中を通る冷却流体によって冷却される。
【００２７】
温度調節システム３は、第１の制御ループ５を有し、この第１の制御ループは、第２の制御ループ７に接続されている。第１の制御ループ５及び第２の制御ループ７は、これらの制御ループを作動させるように構成された制御手段５ａ、７ａに結合されていることに注目すべきである。第１の制御ループ５は、第１の制御手段５ａを含み、この第１の制御手段５ａは、冷却流体の温度Ｔｓｍの測定値を取得し、冷却流体の流量を制御するための流量コマンドＱｃを冷却流体の測定温度Ｔｓｍの関数として特定する。第２の制御ループ７は、第２の制御手段７ａを介して第１の制御ループ５に接続されている。第２の制御手段７ａは、冷却流体の流量Ｑｍの測定値を取得し、冷却流体のコマンド温度Ｔｅｃを、第１の制御ループ５によって特定されたコマンド流量Ｑｃと、それに対応する冷却流体の測定流量Ｑｍとの間の流量の差の関数として特定し、その結果、第２の制御ループ７によって特定されるコマンド温度Ｔｅｃが、上記流量の差によって生じた熱的調節の任意の潜在的な不足を補償する。流量、より正確には、加熱される冷却流体の重量は、冷却流体と燃料電池１との間で交換される熱パワー又はエネルギーに関する指示を行うことに注目すべきである。
【００２８】
より詳細には、図１の装置は、燃料電池１の冷却が、燃料電池１の二極プレート（図示せず）の中を通る冷却回路９によって行われ、それにより、燃料電池１内の反応によって発生した熱を吸収することを示す。冷却回路９は、冷却流体の温度を調節するための調節手段１３を含む冷却源１１に接続されている。例として、冷却流体は、水であってもよいし、熱の良好な移送を行う任意その他の流体であってもよい。かくして、冷却流体は、燃料電池１の冷却回路９に入る前に冷却源１１の中を通り、冷却源１１は、冷却流体の温度を設定値又は基準値Ｔｓｒにするように働く。最初、コマンド温度Ｔｅｃが設定温度Ｔｓｒと等しいことに注目すべきである。図３に示すように、この設定温度Ｔｓｒは、設定温度制御デバイス２７によって与えられ、設定温度制御デバイス２７は、温度制御システムの外部にあるが、内部にあってもよい。かくして、冷却流体の設定温度Ｔｓｒが制御下にあるとき、燃料電池１の温度は、その入口の流量を調節することによって調節される。
【００２９】
有利には、第１の制御ループ５は、冷却流体の温度測定値に応答し、冷却流体の温度測定値は、燃料電池１の出口における冷却流体の温度Ｔｓｍの測定値である。燃料電池１の出口における冷却流体の温度は、燃料電池１全体の温度を適切に代表する。かくして、燃料電池１の温度を調節するために、第１の制御ループ５は、燃料電池１の外側に位置する流量アクチュエータ１３ａに作用することによって、燃料電池１の入口における冷却流体の流量を調節し、流量アクチュエータ１３ａは、例えば、冷却源１１の調節手段１３内にある。
【００３０】
さらに、冷却流体と燃料電池１との間で交換される熱パワー又はエネルギーは、燃料電池１の入口における冷却流体と出口における冷却流体との間の温度差に関連付けられることに注目すべきである。かくして、冷却流体の温度を調整することは、燃料電池１の温度を調節する作用を行うための第２の手段を提供する。
【００３１】
冷却流体の流量を調節する流量アクチュエータ１３ａが飽和した場合には、冷却源１１の調節手段１３内に配置された温度アクチュエータ１３ｂに作用することによって、第２の制御ループ７が、冷却流体が燃料電池１に入る前にその温度を調節する。従って、冷却流体の温度を制御することは、主制御（流量制御）を利用できない調節の場合における代替位置に一致する。
【００３２】
より詳細には、第２の制御ループ７は、温度補償手段７ｂを含み、温度補償手段７ｂは、第１の制御ループ５によって特定されるコマンド流量Ｑｃとそれに対応して第２の制御ループ７によって実行されたときの流量Ｑｍの測定値とを比較することによって、第２の制御ループ７によって特定される冷却流体のコマンド温度Ｔｅｃの値を決定する。
【００３３】
上記の説明は、燃料電池１の出口温度Ｔｓｍを測定することに応答して作動する第１の制御ループ５と、燃料電池１の入口における流量を測定することに応答して作動する第２の制御ループ７とに関するが、他の可能性を考えることもできる。
【００３４】
図１は、本発明の調節方法の主ステップを示すことにも注目すべきであり、かかる調節方法は、冷却流体の温度を測定し、冷却流体の流量を温度測定値の関数として制御し、冷却流体の流量を測定し、流量差によって生じた温度調節の不足を補償するために、冷却流体の温度を、測定された冷却流体の流量と冷却流体のコマンド流量との差の関数として制御する。
【００３５】
図２は、上記のような第１の制御ループ５及び第２の制御ループ７に加えて、温度補正手段１５を有する燃料電池１のための温度調節システム３の別の実施形態を示す。
【００３６】
このシステムは、燃料電池１の温度の多レベル調節に対応する第１の制御ループ５を有し、第１の制御ループ５は、第２の制御ループ７及び温度制御手段１５に連結されている。温度制御手段１５は、入口コマンド温度Ｔｅｃを、所望の入口温度とそれに対応する冷却流体の入口温度Ｔｅｍの測定値との差の関数として合わせるように働く。
【００３７】
同様に、図２は、図１のステップに加えて、入口コマンド温度Ｔｅｃを補正するための温度補正ステップを含む、本発明の調節方法の主ステップも例示する。
【００３８】
図３は、図１の燃料電池１のための温度調節システム３の実施形態のより詳細な図である。
【００３９】
図３は、第１の制御ループ５が、第１の温度センサ１７ａと、第１の確認手段１９ａと、第１の比較器手段２１ａと、第１の補正器手段２３ａと、第１のフィルタ手段２５ａとを有することを示す。
【００４０】
第１の温度センサ１７ａは、燃料電池１の出口における冷却流体の出口温度Ｔｓｍを測定するように働き、かくして、燃料電池１の温度の良好な指示を付与する。第１の温度センサ１７ａは、複数の測定値を並行して取得する複数の温度センサに一致していてもよいことに注目すべきである。
【００４１】
第１の確認手段１９ａは、測定された出口温度Ｔｓｍを確認するように働く。特に、測定された出口温度Ｔｓｍが正しいことを保証するために、第１の確認手段１９ａによってフィルタリング（フィルタをかけ）及び確認がなされる前に、複数の温度測定値を第１の温度センサ１７ａによって並行して取得してもよい。
【００４２】
第１の比較器手段２１ａは、可能性のある任意の出口温度差（ΔＴｓ＝Ｔｓｍ−Ｔｓｒ）を検出するために、確認済みの測定出口温度Ｔｓｍと予め定められた基準出口温度Ｔｓｒとを比較するように働く。設定出口温度Ｔｓｒ及び、選択的には、設定入口温度Ｔｅｒは、制御デバイス２７（破線で図示）によって予め定められる温度である。
【００４３】
第１の補正器手段２３ａは、第１の積分器３１ａを含み、第１の積分器３１ａは、振幅保護手段（アンチワインドアップ手段）を有し、振幅保護手段は、冷却流体のコマンド流量Ｑｃを、出口温度差ΔＴｓの関数として決定するように働く。かくして、燃料電池１の温度を調節するために、第１の制御ループ５によって特定されるコマンド流量Ｑｃを調節することができる。
【００４４】
第１のフィルタ手段２５ａは、コマンド流量の異常に対して装置を保護する目的で、コマンド流量Ｑｃを冷却源１１に送る前に、コマンド流量Ｑｃ速度及び振幅についてフィルタリングする（フィルタをかける）ように働く。第１の補正器手段２３ａによって特定されたコマンド流量Ｑｃは、冷却回路９の流量アクチュエータ１３ａに作用するために、冷却源１１に送られる前に、装置に期待され得る最大性能に応じて、振幅及び速度の両方の制限を受ける。
【００４５】
かくして、第１の制御ループ５は、冷却回路９の中を通る冷却流体の流量を調整するようにコマンド流量Ｑｃを特定することによって、燃料電池１の出口における冷却流体の出口温度を調節する。
【００４６】
第２の制御ループ７は、流量センサ２９と、第２の確認手段１９ｂと、第２の比較器手段２１ｂと、第２のフィルタ手段２５ｂと、第２の補正器手段２３ｂと、第３のフィルタ手段２５ｃと、加算器手段３３とを有する。
【００４７】
流量センサ２９は、冷却回路９内の冷却流体の流量Ｑｍを、例えば燃料電池１に入るところで測定するように働く。流量センサ２９は、複数の測定値を並行して取得するために複数の流量センサに一致していてもよいことに注目すべきである。
【００４８】
第２の確認手段１９ｂは、測定された流量Ｑｍを確認するように働く。特に、測定された流量Ｑｍが正しいことを保証するために、第２の確認手段１９ｂによってフィルタリング及び確認がなされる前に、複数の流量が流量センサ２９によって並行して取得されてもよい。
【００４９】
第２の比較器手段２１ｂは、任意の流量差ΔＱ＝Ｑｍ−Ｑｃが存在するかどうかを決定するために、確認済みの冷却流体の測定流量Ｑｍと第１の制御ループ５によって特定されたコマンド流量Ｑｃとを比較するように働く。
【００５０】
第２のフィルタ手段２５ｂは、この流量差ΔＱの振幅を第２の補正器手段２３ｂに適用する前に制限するために、流量差ΔＱをフィルタリングするように働く。
【００５１】
第２の補正器手段２３ｂは、予め定められた設定値又は基準入口温度Ｔｅｒに対する温度補正ΔＴｅを決定するように働く。設定入口温度Ｔｅｒは、制御デバイス２７によって予め定められた温度である。この設定入口温度Ｔｅｒは、最初、所望の出口設定温度Ｔｓｒよりも数度（例えば１０℃）低い温度に設定されるのがよい。かくして、流量差ΔＱが与えられると、第２の補正器手段２３ｂは、燃料電池１が良好に機能することを確保するために、入口温度に必要な補正ΔＴｅを計算する。この補正は、流量の正の（増加方向の）飽和及び負の（減少方向の）飽和の両方に適用することができることに注目すべきである。当然、第２の補正器手段２３ｂは、流量の飽和がないとき、設定入口温度Ｔｅｒを変化させない。さらに、設定入口温度Ｔｅｒの開ループ調節を実行するとき、第２の制御ループ７の温度補償機能は抑制される。
【００５２】
より詳細には、第２の補正器手段２３ｂは、振幅保護手段（アンチワインドアップ手段）を備えた第２の積分器３１ｂを有する。かくして、第２の積分器３１ｂは、速度及び振幅の点で、アンチワインドアップ機能によって保護される。さらに、上記ゾーンは、ゼロ付近での変動又はノイズによる結果を制限するために、積分器３１ｂの上流に設置されるのがよい。
【００５３】
第３のフィルタ手段２５ｃは、入口温度補正ΔＴｅをフィルタリングするように働く。
【００５４】
加算器手段３３は、冷却源１１に送られる入口温度Ｔｅｃを制御するための信号を定めてそれを冷却回路９の温度アクチュエータ１３ｂに作用させるために、温度補正ΔＴｅを予め定められた設定入口温度Ｔｅｒに加算するように働く。かくして、入口温度Ｔｅｃを制御する信号は、流量差によって生じた潜在的な温度外乱を補償するために、冷却流体の入口温度に作用するように働く。
【００５５】
かくして、第２の制御ループ７の機能は、冷却能力が第１の制御ループ５によって実行される流量補正によって補われない場合、冷却流体の温度に対する新たな設定値を特定することにある。
【００５６】
流量が飽和した後で動作範囲内に戻ったら、第１の制御ループ５及び第２の制御ループ７との間の振動を生じさせる結合を回避するために、温度設定値を調節しないで維持することが有利であることに注目すべきである。それにもかかわらず、負（減少方向）の流量飽和により、初期設定状態（すなわち、コマンド入口温度Ｔｅｃが設定入口温度Ｔｅｒと等しい状態）に戻るために、温度を上昇させることを可能にする。
【００５７】
図４は、燃料電池の温度調節のための図２のシステムの実施形態のより詳細な図である。
【００５８】
図４の実施形態は、第２の温度センサ１７ｂと、第３の確認手段１９ｃと、第３の比較器手段２１ｃと、第３の補正手段２３ｃと、第４のフィルタ手段２５ｄとを含む温度補正手段１５をさらに有するという事実が、図３の実施形態と異なる。
【００５９】
温度補正手段１５は、燃料電池１の入口温度の点で誤差を補償するように働く。これは、冷却源１１の温度調節の不確実性を補うように働き、且つ、燃料電池１と冷却源１１との間の供給ラインからの熱損失を補償するように働く。加えて、温度補正手段１５は、測定センサにおけるドリフト又は経時的な装置内の熱交換係数の変動を常に補償するように働き、これにより燃料電池の寿命の延長に寄与する。
【００６０】
より詳細には、第２の温度センサ１７ｂは、燃料電池１の入口における冷却流体の入口温度Ｔｅｍを測定するように働く。第２の温度センサ１７ｂは、複数の測定値を並行して取得するための複数の温度センサに一致していてもよいことに注目すべきである。
【００６１】
第３の確認手段１９ｃは、入口管状端部の測定温度Ｔｅｍを確認するように働く。上述したように、入口測定温度Ｔｅｍが正確であることを保証するために、第３の確認手段１９ｃによって入口測定温度Ｔｅｍのフィルタリング及び確認がなされる前に、複数の温度測定値が並行して取得されてもよい。
【００６２】
第３の比較器手段２１ｃは、入口温度差を検出するために、入口温度Ｔｅｍの確認済みの測定値とコマンド入口温度Ｔｅｃの値とを比較するように働く。
【００６３】
第３の補正器手段２３ｃは、コマンド入口温度Ｔｅｃを任意のそのような入口温度差の関数として合わせるように働く。上述したように、第３の補正器手段２３ｃは、振幅保護手段（アンチワインドアップ手段）を備えた第３の積分器３１ｃを含む。従って、第３の積分器３１ｃは、燃料電池１の入口における冷却流体の適切な温度を保証するために、冷却源１１に与えられる入口温度設定値を連続的に修正するように働く。
【００６４】
第４のフィルタ手段２５ｄは、装置の制約に従って温度振幅を制限するために、コマンド入口温度Ｔｅｃをフィルタリングするように働く。
【００６５】
選択的には、温度補正手段１５は、加算器手段３３と第３の比較器手段２１ｃとの間に更なるフィルタ手段３５（破線にて図示）を有していてもよい。
【００６６】
かくして、本発明の温度調節システム３は、インタフェース条件又はシステムの内部の構成要素におけるドリフトに起因する外乱に対して応答する。これらの外乱は、動作点に関する劣化した又は修正された性能により、一般的には、非常に低い周波数のものである。一般に、これらの不安定さは、調節の通過帯域よりも少なくとも一桁小さい。
【００６７】
より詳細には、確認手段１９ｃ、１９ｂ、１９ｃは、温度又は流量の測定値データ又はパラメータを所定周期で取得し、測定値の各々を（例えば、二次フィルタを適用することによって）フィルタリングし、測定値の各々をその物理的範囲に照らして確認し、種々の測定値間の一貫性（coherence）テストを行うことを可能にする。かくして、システムを制御するために必要とされる全ての温度又は流量測定データを確認する。障害がある場合、調節システム３は、安全な動作点に基づく開ループ形態をとる。
【００６８】
フィルタ手段２５ａ〜２５ｄ及び３５は、制御部材又はアクチュエータ１３ａ、１３ｂに対して送達されるコマンド及びその変化率を制限する役割を果たす。
【００６９】
さらに、補正器手段２３ａ〜２３ｃは、アンチワインドアップ手段を備えた積分器３１ａ〜３１ｃを含むことが有利であり、アンチワインドアップ手段は、制御アクチュエータ１３ａ、１３ｂの自然な動的範囲に比べて過剰な指令を発することによって制御アクチュエータ１３ａ、１３ｂに命令を行うことを回避することを可能にし、急速に変化しすぎるコマンドに対してシステムを保護することを可能にする。
【００７０】
温度制御システムは、プロセッサユニット、１つ又は２つ以上のメモリ、入力ユニット及び出力ユニットを在来的に含み且つ本発明の測定確認手段、コマンド及び安全管理手段、及びサーボ制御手段の実行に適合した１つ又は２つ以上の電子カードとして実施されてもよいことに注目すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】燃料電池と燃料電池の温度を調節するための本発明のシステムとを含む装置の図である。
【図２】本発明の温度制御システムの別の実施形態の概略図である。
【図３】図１の燃料電池温度制御システムの実施形態の詳細図である。
【図４】図２の燃料電池温度制御システムの実施形態の詳細図である。
【図５】燃料電池の温度を制御するための従来技術のシステムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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