【手続補正書】
【提出日】令和3年11月30日(2021.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９７】
本明細書およびクレーム全体を通して使用されている場合、「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」なる言い回しは、「Ａ」のみ、「Ｂ」のみ、または「ＡおよびＢ」を含む。方法／システムの例示的実施形態が、例証的様式で開示されてきた。したがって、全体を通して用いられている用語は、非限定的に読み取られるべきものである。当業者であれば本明細書中の教示に対するわずかな修正に気付くものであるが、本明細書で保証される特許の範囲内に入るよう意図されているのは、本明細書が寄与する進歩の範囲内に合理的に入る全ての実施形態であること、そして、この範囲は、添付のクレームおよびそれらの等価物に照らして以外制限を受けるものではないことが理解される。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
燃料電池回路に酸素を提供するためのシステムにおいて、
前記燃料電池回路を通して気体を圧送するように構成された圧縮機と、
複数の燃料電池を有し、前記気体を受取るように構成された燃料電池スタックと、
各々前記燃料電池スタックの一部分を通って前記気体を輸送するように構成された複数のパイプと、
前記燃料電池回路の第１の場所において前記気体の検出圧力を検出するように構成された圧力センサと、
前記燃料電池回路のモデルを記憶するように構成されたメモリと、
前記圧縮機、前記圧力センサおよび前記メモリに結合され、
前記圧縮機の望ましい動作に対応する制御信号を決定または受信し、
前記検出圧力および前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記圧縮機、前記燃料電池スタックおよび前記複数のパイプの各々を通る前記気体の流量値を決定し、
前記決定された流量値および前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記圧縮機、前記燃料電池スタックおよび前記複数のパイプの各々における圧力値を決定し、
前記制御信号、前記流量値のうちの少なくとも１つおよび前記圧力値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記圧縮機の動作を制御する、
ように構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
を含むシステム。
〔態様２〕
前記燃料電池回路の第２の場所を通って流れる気体の検出流量値を検出するように構成された流量センサをさらに含み、前記ＥＣＵが、さらに前記検出流量値に基づいて、前記圧縮機、前記燃料電池スタックおよび前記複数のパイプの各々を通る気体の流量値を決定するように構成されている、態様１に記載のシステム。
〔態様３〕
前記気体の前記検出流量値が、検出質量流量であり、
前記ＥＣＵが、前記圧縮機、前記燃料電池スタックおよび前記複数のパイプの各々を通る前記気体の質量流量値を決定することによって前記気体の流量値を決定し、その後前記質量流量値に基づいて前記気体の層流、乱流または混合流量値を決定するように構成されており、
前記ＥＣＵが、前記層流、乱流または混合流量値に基づいて前記圧力値を決定するように構成されている、
態様２に記載のシステム。
〔態様４〕
前記ＥＣＵが、さらに、
前記燃料電池スタックの現在の出力レベルを決定し、
前記燃料電池スタックの前記現在の出力レベルおよび前記複数の燃料電池の燃料電池数量に基づいて、前記燃料電池スタックにより出力される前記気体のモル分率を決定し、
前記モル分率に基づいて前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の粘度を決定し、
さらに、前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の前記粘度に基づいて、前記気体の前記層流、乱流または混合流量値のうちの少なくとも１つを決定する、
ように構成されている、態様４に記載のシステム。
〔態様５〕
前記気体の少なくとも一部に前記燃料電池スタックを迂回させるように構成されたバイパス分岐と、
バイパスバルブ位置を有し、かつ前記燃料電池スタックを迂回する前記気体の量を調整するように構成されたバイパスバルブと、
をさらに含み、
前記ＥＣＵがさらに、前記バイパスバルブ位置および前記バイパス分岐に対応し先の時間ステップ中に計算された先のバイパス圧力値に基づいて、バイパス分岐を通る流量に対応する現在のバイパス流量値を決定するように構成されている、態様１に記載のシステム。
〔態様６〕
前記ＥＣＵがさらに、前記燃料電池回路を通る前記気体の合計流量に対応する合計流量値から前記現在のバイパス流量値を減算することによって前記燃料電池スタックを通る流量に対応するスタック流量値を決定するように構成されている、態様５に記載のシステム。
〔態様７〕
前記ＥＣＵがさらに、前記気体の動的圧縮率を考慮する目的で前記圧力値のうちの少なくとも１つまたは前記流量値のうちの少なくとも１つの変化率を制限するように構成されたレートリミッタを実装するように構成されている、態様１に記載のシステム。
〔態様８〕
前記ＥＣＵが、前記燃料電池回路の各々の動作時間ステップ中の前記燃料電池回路の各構成要素についての前記流量値を決定しかつ前記圧力値を決定するように構成されている、態様１に記載のシステム。
〔態様９〕
燃料電池回路に酸素を提供するためのシステムにおいて、
複数の燃料電池を有し気体を受取るように構成された燃料電池スタックと、
前記気体の少なくとも一部に前記燃料電池回路を迂回させるように構成されたバイパス分岐と、
バイパスバルブ位置を有し、前記燃料電池スタックを迂回する前記気体の量を調整するように構成されたバイパスバルブと、
前記燃料電池回路の第１の場所を通って流れる前記気体の検出流量を検出するように構成された流量センサと、
前記燃料電池回路のモデルを記憶するように構成されたメモリと、
前記バイパスバルブ、前記流量センサおよび前記メモリに結合され、
前記バイパスバルブの望ましい動作に対応する制御信号を決定または受信し、
前記検出流量および前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記バイパス分岐および前記燃料電池スタックの各々を通る前記気体の流量値を決定し、ここで前記流量値には前記バイパス分岐を通る流量に対応する現在のバイパス流量値が含まれ、前記現在のバイパス流量値は、前記バイパスバルブ位置および先の時間ステップ中に決定された前記バイパス分岐に対応する先のバイパス圧力値に基づいて決定され、
前記決定された流量値および前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記バイパス分岐および前記燃料電池スタックの各々における圧力値を決定し、
前記制御信号、前記流量値のうちの少なくとも１つおよび前記圧力値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記バイパスバルブの動作を制御する、
ように構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
を含むシステム。
〔態様１０〕
前記気体の前記検出流量が、検出質量流量であり、
前記ＥＣＵが、前記バイパスバルブおよび前記燃料電池スタックの各々を通る前記気体の質量流量値を決定することによって前記気体の流量値を決定し、その後前記質量流量値に基づいて前記気体の層流、乱流または混合流量値を決定するように構成されており、
前記ＥＣＵが、前記層流、乱流または混合流量値に基づいて前記圧力値を決定するように構成されている、
態様９に記載のシステム。
〔態様１１〕
前記ＥＣＵが、さらに、
前記燃料電池スタックの現在の出力レベルを決定し、
前記燃料電池スタックの前記現在の出力レベルおよび前記複数の燃料電池の燃料電池数量に基づいて、前記燃料電池スタックにより出力される前記気体のモル分率を決定し、
前記モル分率に基づいて前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の粘度を決定し、
さらに、前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の前記粘度に基づいて、前記気体の前記層流、乱流または混合流量値のうちの少なくとも１つを決定する、
ように構成されている、態様１０に記載のシステム。
〔態様１２〕
前記燃料電池回路の第２の場所を通って流れる前記気体の検出圧力を検出するように構成された圧力センサをさらに含み、前記ＥＣＵが、さらに前記気体の前記検出圧力に基づいて前記バイパスバルブおよび前記燃料電池スタックの各々を通る前記気体の前記流量値を決定するように構成されている、態様９に記載のシステム。
〔態様１３〕
前記ＥＣＵがさらに、前記気体の動的圧縮率を考慮する目的で前記圧力値のうちの少なくとも１つまたは前記流量値のうちの少なくとも１つの変化率を制限するように構成されたレートリミッタを実装するように構成されている、態様９に記載のシステム。
〔態様１４〕
前記ＥＣＵが、前記燃料電池回路の各々の動作時間ステップ中の前記燃料電池回路の各構成要素についての前記流量値を決定しかつ前記圧力値を決定するように構成されている、態様９に記載のシステム。
〔態様１５〕
燃料電池に酸素を提供する方法において、
圧縮機および燃料電池スタックを含めた多数の構成要素を有する燃料電池回路のモデルをメモリ内に記憶することと、
流量センサから、前記燃料電池回路の第１の場所を通って流れる気体の検出質量流量を受信することと、
前記ＥＣＵにより、前記燃料電池回路の前記多数の構成要素の各々を通る前記気体の質量流量に対応する質量流量値を決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記質量流量値に基づいて前記多数の構成要素の各々についてのレイノルズ数を決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記レイノルズ数に基づいて、前記燃料電池回路の前記多数の構成要素の各々を通る前記気体の流れが、層流、乱流または混合流のいずれであるかを決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記質量流量値に基づいて前記気体の層流、乱流または混合流量値を決定し、かつ前記多数の構成要素の各々を通る前記気体の前記流れが前記層流、前記乱流または前記混合流のいずれであるかを決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記層流、乱流または混合流量値に基づいて、前記燃料電池回路の前記多数の構成要素の各々についての圧力値を決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記層流、乱流または混合流量値のうちの少なくとも１つおよび前記圧力値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記圧縮機の動作を制御することと、
を含む方法。
〔態様１６〕
圧力センサから、前記燃料電池回路の第２の場所において流れる気体の検出圧力を受信することをさらに含み、前記圧力値を決定することがさらに、前記第２の場所における前記気体の前記検出圧力に基づいている、態様１５に記載の方法。
〔態様１７〕
前記質量流量値を決定することが、バイパスバルブのバイパスバルブ位置およびバイパス分岐に対応し先の時間ステップ中に計算された先のバイパス圧力値に基づいて、前記気体の少なくとも一部に前記燃料電池回路の前記燃料電池スタックを迂回させるバイパス分岐を通る前記気体の質量流量に対応する現在のバイパス質量流量値を決定することを含む、態様１５に記載の方法。
〔態様１８〕
前記ＥＣＵにより、前記気体の動的圧縮率を考慮する目的で前記圧力値のうちの少なくとも１つまたは前記質量流量値のうちの少なくとも１つの変化率を制限するように構成されたレートリミッタを実装することをさらに含む、態様１５に記載の方法。
〔態様１９〕
前記ＥＣＵにより、前記燃料電池スタックの現在の出力レベルを決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記燃料電池スタックの前記現在の出力レベルおよび複数の燃料電池の燃料電池数量に基づいて、前記燃料電池スタックにより出力される前記気体のモル分率を決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記モル分率に基づいて前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の粘度を決定することと、
さらに、前記ＥＣＵにより、前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の前記粘度に基づいて、前記気体の前記層流、乱流または混合流量値のうちの少なくとも１つを決定することと、
をさらに含む、態様１５に記載の方法。
〔態様２０〕
前記層流、乱流または混合流量値を決定することおよび前記圧力値を決定することが、前記燃料電池回路の各々の動作時間ステップにおいて行なわれる、態様１５に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池回路に酸素を提供するためのシステムであって、
前記燃料電池回路を通して気体を圧送するように構成された圧縮機と、
複数の燃料電池を有し、前記気体を受取るように構成された燃料電池スタックと、
各々前記燃料電池スタックの一部分を通って前記気体を輸送するように構成された複数のパイプと、
前記燃料電池回路の第１の場所において前記気体の検出圧力を検出するように構成された圧力センサと、
前記燃料電池回路のモデルを記憶するように構成されたメモリと、
前記圧縮機、前記圧力センサおよび前記メモリに結合され、
前記圧縮機の望ましい動作に対応する制御信号を決定または受信し、
前記検出圧力および前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記圧縮機、前記燃料電池スタックおよび前記複数のパイプの各々を通る前記気体の流量値を決定し、
前記決定された流量値および前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記圧縮機、前記燃料電池スタックおよび前記複数のパイプの各々における圧力値を決定し、
前記制御信号、前記流量値のうちの少なくとも１つおよび前記圧力値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記圧縮機の動作を制御する、
ように構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
を含む、システム。
【請求項２】
前記燃料電池回路の第２の場所を通って流れる気体の検出流量値を検出するように構成された流量センサをさらに含み、前記ＥＣＵが、さらに前記検出流量値に基づいて、前記圧縮機、前記燃料電池スタックおよび前記複数のパイプの各々を通る気体の流量値を決定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記気体の前記検出流量値が、検出質量流量であり、
前記ＥＣＵが、前記圧縮機、前記燃料電池スタックおよび前記複数のパイプの各々を通る前記気体の質量流量値を決定することによって前記気体の流量値を決定し、その後前記質量流量値に基づいて前記気体の層流、乱流または混合流量値を決定するように構成されており、
前記ＥＣＵが、前記層流、乱流または混合流量値に基づいて前記圧力値を決定するように構成されている、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ＥＣＵが、さらに、
前記燃料電池スタックの現在の出力レベルを決定し、
前記燃料電池スタックの前記現在の出力レベルおよび前記複数の燃料電池の燃料電池数量に基づいて、前記燃料電池スタックにより出力される前記気体のモル分率を決定し、
前記モル分率に基づいて前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の粘度を決定し、
さらに、前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の前記粘度に基づいて、前記気体の前記層流、乱流または混合流量値のうちの少なくとも１つを決定する、
ように構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記気体の少なくとも一部に前記燃料電池スタックを迂回させるように構成されたバイパス分岐と、
バイパスバルブ位置を有し、かつ前記燃料電池スタックを迂回する前記気体の量を調整するように構成されたバイパスバルブと、
をさらに含み、
前記ＥＣＵがさらに、前記バイパスバルブ位置および前記バイパス分岐に対応し先の時間ステップ中に計算された先のバイパス圧力値に基づいて、バイパス分岐を通る流量に対応する現在のバイパス流量値を決定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＥＣＵがさらに、前記燃料電池回路を通る前記気体の合計流量に対応する合計流量値から前記現在のバイパス流量値を減算することによって前記燃料電池スタックを通る流量に対応するスタック流量値を決定するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＥＣＵがさらに、前記気体の動的圧縮率を考慮する目的で前記圧力値のうちの少なくとも１つまたは前記流量値のうちの少なくとも１つの変化率を制限するように構成されたレートリミッタを実装するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＥＣＵが、前記燃料電池回路の各々の動作時間ステップ中の前記燃料電池回路の各構成要素についての前記流量値を決定しかつ前記圧力値を決定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
燃料電池回路に酸素を提供するためのシステムであって、
複数の燃料電池を有し気体を受取るように構成された燃料電池スタックと、
前記気体の少なくとも一部に前記燃料電池スタックを迂回させるように構成されたバイパス分岐と、
バイパスバルブ位置を有し、前記燃料電池スタックを迂回する前記気体の量を調整するように構成されたバイパスバルブと、
前記燃料電池回路の第１の場所を通って流れる前記気体の検出流量を検出するように構成された流量センサと、
前記燃料電池回路のモデルを記憶するように構成されたメモリと、
前記バイパスバルブ、前記流量センサおよび前記メモリに結合され、
前記バイパスバルブの望ましい動作に対応する制御信号を決定または受信し、
前記検出流量および前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記バイパス分岐および前記燃料電池スタックの各々を通る前記気体の流量値を決定し、ここで前記流量値には前記バイパス分岐を通る流量に対応する現在のバイパス流量値が含まれ、前記現在のバイパス流量値は、前記バイパスバルブ位置および先の時間ステップ中に決定された前記バイパス分岐に対応する先のバイパス圧力値に基づいて決定され、
前記決定された流量値および前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記バイパス分岐および前記燃料電池スタックの各々における圧力値を決定し、
前記制御信号、前記流量値のうちの少なくとも１つおよび前記圧力値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記バイパスバルブの動作を制御する、
ように構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
を含む、システム。
【請求項１０】
前記気体の前記検出流量が、検出質量流量であり、
前記ＥＣＵが、前記バイパスバルブおよび前記燃料電池スタックの各々を通る前記気体の質量流量値を決定することによって前記気体の流量値を決定し、その後前記質量流量値に基づいて前記気体の層流、乱流または混合流量値を決定するように構成されており、
前記ＥＣＵが、前記層流、乱流または混合流量値に基づいて前記圧力値を決定するように構成されている、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＥＣＵが、さらに、
前記燃料電池スタックの現在の出力レベルを決定し、
前記燃料電池スタックの前記現在の出力レベルおよび前記複数の燃料電池の燃料電池数量に基づいて、前記燃料電池スタックにより出力される前記気体のモル分率を決定し、
前記モル分率に基づいて前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の粘度を決定し、
さらに、前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の前記粘度に基づいて、前記気体の前記層流、乱流または混合流量値のうちの少なくとも１つを決定する、
ように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記燃料電池回路の第２の場所を通って流れる前記気体の検出圧力を検出するように構成された圧力センサをさらに含み、前記ＥＣＵが、さらに前記気体の前記検出圧力に基づいて前記バイパスバルブおよび前記燃料電池スタックの各々を通る前記気体の前記流量値を決定するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ＥＣＵがさらに、前記気体の動的圧縮率を考慮する目的で前記圧力値のうちの少なくとも１つまたは前記流量値のうちの少なくとも１つの変化率を制限するように構成されたレートリミッタを実装するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ＥＣＵが、前記燃料電池回路の各々の動作時間ステップ中の前記燃料電池回路の各構成要素についての前記流量値を決定しかつ前記圧力値を決定するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
燃料電池に酸素を提供する方法であって、
圧縮機および燃料電池スタックを含めた多数の構成要素を有する燃料電池回路のモデルをメモリ内に記憶することと、
流量センサから、前記燃料電池回路の第１の場所を通って流れる気体の検出質量流量を受信することと、
前記ＥＣＵにより、前記燃料電池回路の前記多数の構成要素の各々を通る前記気体の質量流量に対応する質量流量値を決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記質量流量値に基づいて前記多数の構成要素の各々についてのレイノルズ数を決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記レイノルズ数に基づいて、前記燃料電池回路の前記多数の構成要素の各々を通る前記気体の流れが、層流、乱流または混合流のいずれであるかを決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記質量流量値に基づいて前記気体の層流、乱流または混合流量値を決定し、かつ前記多数の構成要素の各々を通る前記気体の前記流れが前記層流、前記乱流または前記混合流のいずれであるかを決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記層流、乱流または混合流量値に基づいて、前記燃料電池回路の前記多数の構成要素の各々についての圧力値を決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記層流、乱流または混合流量値のうちの少なくとも１つおよび前記圧力値のうちの少なくとも１つに基づいて、前記圧縮機の動作を制御することと、
を含む、方法。
【請求項１６】
圧力センサから、前記燃料電池回路の第２の場所において流れる気体の検出圧力を受信することをさらに含み、前記圧力値を決定することがさらに、前記第２の場所における前記気体の前記検出圧力に基づいている、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記質量流量値を決定することが、バイパスバルブのバイパスバルブ位置およびバイパス分岐に対応し先の時間ステップ中に計算された先のバイパス圧力値に基づいて、前記気体の少なくとも一部に前記燃料電池回路の前記燃料電池スタックを迂回させるバイパス分岐を通る前記気体の質量流量に対応する現在のバイパス質量流量値を決定することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＥＣＵにより、前記気体の動的圧縮率を考慮する目的で前記圧力値のうちの少なくとも１つまたは前記質量流量値のうちの少なくとも１つの変化率を制限するレートリミッタを実装することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＥＣＵにより、前記燃料電池スタックの現在の出力レベルを決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記燃料電池スタックの前記現在の出力レベルおよび複数の燃料電池の燃料電池数量に基づいて、前記燃料電池スタックにより出力される前記気体のモル分率を決定することと、
前記ＥＣＵにより、前記モル分率に基づいて前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の粘度を決定することと、
さらに、前記ＥＣＵにより、前記燃料電池スタックにより出力された前記気体の前記粘度に基づいて、前記気体の前記層流、乱流または混合流量値のうちの少なくとも１つを決定することと、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記層流、乱流または混合流量値を決定することおよび前記圧力値を決定することが、前記燃料電池回路の各々の動作時間ステップにおいて行なわれる、請求項１５に記載の方法。