(57)【要約】燃料電池システムにおける負荷への電力は、高電力レベルと低電力レベルとの間において繰り返される。繰り返される電力レベルは、低温の起動状態の間等の、燃料システムの燃料電池スタックの起動段階の間に提供される。高電力レベルの繰り返しの間にバッテリが充電されるか、および／または他の負荷が起動段階の間に十分な電力を受けるように、電力がバッテリおよび／または他の負荷へ送達される。低電力レベルの繰り返しの間に、バッテリは電力を他の負荷へ送達することができる。
2010506362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの燃料電池を有し、少なくとも１つの負荷に接続されるように構成される、燃料電池システムを起動する装置であって、
該負荷に送達され得る電力を生成する手段と、
該燃料電池システムの起動段階の間に、第１の期間に該負荷への第１のレベルの該生成される電力と、第２の期間に該負荷への第２のレベルの該生成される電力との間において繰り返す手段であって、
該負荷は、定常期間に、定常電力を弱めることが可能であり、そして、該定常期間未満の短縮された期間に、ピーク電力を弱めることが可能であり、
該第１のレベルの電力は、該定常電力以下であり、そして、該第２のレベルの電力は、該定常電力より大きく、かつ該ピーク電力以下である、手段と
を含む、装置。
【請求項２】
前記繰り返す手段は、
前記燃料電池に関連する最適動作温度が達成される時、またはその前に、前記繰り返しを終了させる手段と、
該最適動作温度が達成される時、またはその前に、前記負荷に送達される電力を上昇させる手段と
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記負荷のうちの１つとして含まれるエネルギー貯蔵手段であって、前記第２の期間に、前記第２のレベルで前記電力のうちの少なくとも一部を貯蔵するため、および前記第１の期間に、前記負荷のうちの別の少なくとも１つへ前記貯蔵された電力のうちの少なくとも一部を送達するための、エネルギー貯蔵手段をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記起動段階の低温状態の間、および前記第１の期間に、前記燃料電池から氷を除去するために該燃料電池に冷却液を流す、および前記第２の期間に、該冷却液の流れを停止する、冷却手段をさらに備える、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記生成する手段は、前記燃料電池の複数を有する燃料電池スタックの一部である、該燃料電池を含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記繰り返す手段は、前記第１のレベルの電力を提供するために、前記第１の期間に前記燃料電池を短絡させる手段を含む、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
負荷定常電力を、定常期間に弱めるように構成され、負荷ピーク電力を、該定常期間未満の短縮された期間に弱めるように構成される、負荷に接続可能な燃料電池システムであって、
電力を生成する少なくとも１つの燃料電池と、
第１の期間に該負荷に第１のレベルの電力を提供し、第２の期間に該負荷に第２のレベルの電力を提供するために、該燃料電池によって生成される電力の送達を制御するように構成される制御装置であって、該第１のレベルの電力は、該負荷定常電力以下であり、該第２のレベルの電力は、該負荷定常電力より大きく、かつ該負荷ピーク電力以下であり、該制御装置は、該第１のレベルと第２のレベルとの間の該電力の反復繰り返しによって、該送達を制御するように構成される、制御装置と
を備える、燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料電池は、前記第２のレベルの電力よりも前記第１のレベルの電力において少ない電流を提供するように構成され、前記第１および第２の期間は、前記燃料電池システムの起動段階の間である、請求項７に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記燃料電池は、燃料電池ピーク電力電流で、最大の燃料電池ピーク電力を提供するように構成され、前記第２のレベルの電力は、該燃料電池ピーク電流以下の電流で提供される、請求項７〜請求項８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記燃料電池に関連する標的温度に到達するまで、反復繰り返しによって前記送達を制御するようにさらに構成される、請求項７〜請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記燃料電池は、燃料電池スタックの中の複数の燃料電池のうちの１つであり、前記燃料電池システムは、前記第１の期間に該燃料電池スタックを短絡させて前記第１のレベルの電力を提供するように、該燃料電池スタックに接続される短絡装置をさらに備える、請求項７〜請求項１０に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記燃料電池スタックは、前記第１の期間に、そこを通って冷却液が流れるように構成され、前記第２の期間に、該冷却液がそこを通って流れることを停止させるように構成される、請求項７〜請求項１１に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
前記燃料電池スタックを通る前記冷却液の流れは、該燃料電池スタックの中の氷を溶かすように時間調節される、請求項１２に記載の燃料電池システム。
【請求項１４】
前記冷却液の流れを提供するために、微小な冷却液ループをさらに備える、請求項１２に記載の燃料電池システム。
【請求項１５】
前記制御装置は、少なくとも低温の起動状態の間に、前記第１のレベルの電力と前記第２のレベルの電力とが交互するように、前記電力の送達を制御するように構成される、請求項７〜請求項１４に記載の燃料電池システム。
【請求項１６】
前記負荷は、電気インバータ、電気機械、統合伝動機構、周辺機器（ＢＯＰ）装置、またはエネルギー貯蔵装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項７〜請求項１５に記載の燃料電池システム。
【請求項１７】
前記負荷は、前記燃料電池に接続されるエネルギー貯蔵装置であって、前記第２の期間に、前記第２のレベルで前記提供された電力のうちの少なくとも一部を貯蔵するように構成され、前記第１の期間に、該貯蔵された電力のうちの少なくとも一部を、該負荷のうちの別のものへ提供するように構成される、エネルギー貯蔵装置を含む、請求項７〜請求項１６に記載の燃料電池システム。
【請求項１８】
少なくとも１つの燃料電池を有し、少なくとも１つの負荷に接続可能である、燃料電池システムを起動する方法であって、
該燃料電池システムの起動段階の間に、第１の期間の該負荷への第１のレベルの電力と、第２の期間の該負荷への第２のレベルの電力とを反復して繰り返すことであって、
該負荷は、定常期間に、定常電力を弱めることが可能であり、該定常期間未満の短縮された期間に、ピーク電力を弱めることが可能であり、
該第１のレベルの電力は、該定常電力以下であり、そして、該第２のレベルの電力は、該定常電力より大きく、かつ該ピーク電力以下である、ことと、
該燃料電池に関連する最適動作温度に到達した時、またはその前に、該繰り返すことを終了させることと
を含む、方法。
【請求項１９】
前記第２のレベルの前記電力のうちの少なくとも一部は、前記第２の期間に、エネルギー貯蔵装置に送達される、請求項１８に記載の方法であって、
該第２の期間に、該エネルギー貯蔵装置に該送達された電力を貯蔵することと、
該第１の期間に、前記負荷のうちの別の少なくとも１つに該記貯蔵された電力のうちの少なくとも一部を送達することと
をさらに含む、方法。
【請求項２０】
前記第１の期間に、前記燃料電池を通って冷却液を流すことと、前記第２の期間に、該燃料電池を通る該冷却液の流れを停止することとをさらに含む、請求項１８〜請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の期間に、前記燃料電池を通って冷却液を流すことは、該燃料電池の中に存在する氷を少なくとも減少させるために、低温の起動状態の間に、該冷却液を流すことを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記最適動作温度に到達した後、前記繰り返すことを終了させることは、約２６分後に該繰り返すことを終了させることを含む、請求項１８〜請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
燃料電池システムにおいて使用可能であり、かつ、該燃料電池システムを起動するために、１つ以上のプロセッサによって実行可能である機械読み取り可能命令がそこに保存されている、機械読み取り可能媒体を備える製品であって、該燃料電池システムの起動は、
該燃料電池システムの起動段階の間に、第１の期間の負荷への第１のレベルの電力と、第２の期間の負荷への第２のレベルの電力との間の反復繰り返しを制御することであって、該電力は、少なくとも部分的に該燃料電池システムの燃料電池によって提供され、
該負荷は、定常期間に、定常電力を弱めることが可能であり、そして、該定常期間未満の短縮された期間に、ピーク電力を弱めることが可能であり、
該第１のレベルの電力は、該定常電力以下であり、そして、該第２のレベルの電力は、  該定常電力より大きく、かつ、該ピーク電力以下である、ことと、
該燃料電池に関連する最適動作温度に到達した時、またはその前に、該電力の該繰り返すことの終了を制御ことであって、該最適動作温度に到達した時、またはその前に、該負荷へ送達される電力の上昇を制御する、ことと
による、製品。
【請求項２４】
前記負荷はエネルギー貯蔵装置を含み、反復繰り返しを制御する前記命令は、該エネルギー貯蔵装置に貯蔵されるように、前記第２の期間に、前記第２のレベルの電力のうちの少なくとも一部を提供する命令と、前記第１の期間に、該貯蔵された電力のうちの少なくとも一部の、該負荷のうちの別の少なくとも１つへの送達を制御する命令とを含む、請求項２３に記載の製品。
【請求項２５】
前記機械読み取り可能媒体は、その上に保存される命令をさらに含み、該命令は、前記起動段階の低温状態の間および前記第１の期間に、前記燃料電池から氷を除去するために該燃料電池の中への冷却液の流れを制御し、および前記第２の期間に、該燃料電池の中への該冷却液の流れの停止を制御する、請求項２３〜請求項２４に記載の製品。
【請求項２６】
反復繰り返しを制御する前記命令は、前記第１の期間に前記燃料電池を短絡させることにより、該第１の期間に前記負荷に前記第１のレベルの電力を提供する命令を含む、請求項２３〜請求項２５に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６０／８２８，１９４号（２００６年１０月４日出願、名称「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＦＵＥＬ  ＣＥＬＬ  ＬＯＡＤ  ＣＹＣＬＩＮＧ  ＦＯＲ  ＦＡＳＴ  ＷＡＲＭ−ＵＰ  ＯＦ  Ａ  ＦＵＥＬ  ＣＥＬＬ  ＳＴＡＣＫ」）に基づく米国特許法１１９条（ｅ）項の利益を主張するものであり、この出願は、本願と同一の譲受人に譲渡され、その全体を参考として本明細書に援用される。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、概して、燃料電池に関し、より具体的には、固体ポリマー電解質燃料電池のスタック等の、燃料電池スタックの起動に関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
電気化学燃料電池システムが、自動車、定置式発電所、および他の用途等の多くの用途において、電力供給装置として使用するために開発されている。そのような燃料電池システムは、すべてが環境問題を引き起こす、化石燃料を燃焼する火力発電所、原子炉、および水力発電所等の従来のエネルギー源とは異なり、本質的に無公害であるエネルギーを保証する。
【０００４】
燃料電池は、反応物質（燃料および酸化剤）を変換して、電力および反応生成物（水等）を生成する。燃料電池は、概して、カソードおよびアノードの電極の間に配置される電解質を含む。触媒が、電極において適切な電気化学反応を引き起こす。燃料電池は、例えば、固体ポリマー電解質を含み、比較的低温で動作する固体ポリマー電解質燃料電池の形態を取り得る。固体ポリマー電解質燃料電池の正常な動作中、燃料は、アノード触媒において電気化学的に酸化され、プロトン、エレクトロン、場合によっては、他の種の生成をもたらす。プロトンは、それらが生成される反応部位から、電解質を通って導かれ、カソード触媒において酸化剤と電気化学的に反応する。
【０００５】
固体ポリマー電解質燃料電池は、一般的には、燃料電池スタックとして配設され、概して、２つの電極間に配置される固体ポリマー電解質またはイオン交換膜を備える、膜電極集合体（ＭＥＡ）を用いる。一般的には、電解質は、熱および圧力の下で電極に結合され、したがって、そのようなＭＥＡは、組み立てられたときには乾燥していて、燃料電池スタックに対する活性化プロセスの一環として水和される。
【０００６】
従来の燃料電池は、通常の動作状態の間に、比較的高い最小のスタック電圧および／または槽電圧において動作する。しかしながら、起動状態の間は、起動電圧は、通常動作中に燃料電池から提供される電圧よりも顕著に低い。したがって、十分な電圧および電流が燃料電池スタックから利用可能になるまで、起動段階のためにある一定の期間が必要となる。
【０００７】
さらに、寒冷気候においては、しばしば、そのような燃料電池スタックが氷点下の温度に晒される場合がある。燃料電池が比較的低温であるとき、電気化学反応プロセスは、極めて非効率的である。加えて、燃料電池からの電力出力の能力は、一般的には、通常の動作温度よりずっと低い温度においては非常に制限される。したがって、起動プロセスを早めるために、燃料電池に熱を提供する従来的な方策が取られる。
【０００８】
燃料電池スタックを起動する従来的な手法のいくつかには、燃料電池動作が開始される温度まで燃料電池を加熱するための、外部動力源（例えば、蓄電池）または加熱装置の採用を含む。これらの手法によって、低温の起動時において高電流を引き出すことが可能になり、こうして起動プロセスが完了するまでの時間を短縮する。しかしながら、これらの手法は、起動プロセスのためだけの追加の機器を必要とし（それにより、費用、重量、および容積の増加をもたらす）、概して、起動時にエネルギーの正味の入力を必要とする。
【０００９】
他の手法は、低温状態での起動の間、燃料電池スタック電圧をゼロボルト近くまで低下させる。そのような手法は、急速な起動を可能にし得るが、この機能性を提供するためには、追加の電子機器を実装する必要がある場合がある。さらに、そのような手法は、起動中に特定の負荷に十分な電力を受けさせない場合がある。
【００１０】
例えば、燃料電池システムの動作を補助する種々の周辺機器（ＢＯＰ）装置は、起動中に燃料電池によって提供される減少した電圧における動作に対して設計されていない。ＢＯＰ負荷の一実施例は、通常の動作状態の間、公称電圧範囲で電力が供給される、あるいは調達される際に、燃料電池に公称気流速度を提供する空気圧縮機である。別の実施例は、公称電圧範囲で電力が供給される際に、公称速度で燃料電池スタックを通って冷却液を循環させる冷却液ポンプである。さらなる実施例は、公称電圧範囲で電力が供給される際に、公称速度で燃料電池に反応流体を再循環する、アノード再循環ポンプである。したがって、燃料電池スタックから十分な電圧および電流が利用可能になる前の起動プロセスの間、これらのＢＯＰ負荷は、バッテリ、ウルトラキャパシタ、および／または比較的小型の燃焼機関等の、補助動力供給装置から動力を提供される。しかしながら、そのような補助動力供給装置は、起動プロセスの間での、それらの出力電流および／またはエネルギー容量において制限される場合があり、それによって、ＢＯＰ負荷の数を制限する、および／またはＢＯＰ負荷が接続される時間を制限する。
【００１１】
さらに、十分な電圧および電流が燃料電池スタックから利用可能になる前の起動プロセスの間において、他のシステム負荷が動作可能になる必要がある場合に、補助動力供給装置から動力を供給される必要がある。あるいは、他の負荷は、燃料電池スタックが、負荷の動作を補助するのに十分な電圧および電流を提供する通常の動作状態になるまで、停止したままでいなければならない。
【００１２】
燃料電池スタックは、概して、周囲温度より高い温度で動作する。したがって、熱は、燃料電池システムから周囲へ失われる。これは、燃料電池システムの温度が、良好な燃料電池動作に必要とされるものより低いことの結果として生じ得る。さらに、スタック、ガス流、空気ダクト、複数のスタック、または関連する構成要素における低温が、結露または氷の形成をもたらし得る。これらの問題は、周辺温度が低い場合に、特に深刻であり得る。また、燃料電池スタックが、直接気流で冷却されるように設計されている場合、熱損失を低く抑えることは困難であり得る。また、燃料電池システムの負荷が低い場合、燃料電池スタック内で生成される熱量が小さいために、低温が生じ得る。電熱器等の追加の負荷が、燃料電池スタックおよびその他で生成される熱量を増加させることが可能であり、この手法が低温の問題を防止し得ることは既知である。しかしながら、追加の負荷は、余分な機器を必要とする場合があり、追加の費用、容積、および重量をもたらし得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一側面によれば、燃料電池システムは、負荷定常電力を定常期間に弱めるように構成され、負荷ピーク電力を定常期間未満の短縮された期間に弱めるように構成される、負荷に接続可能である。燃料電池システムは、電力を生成するための少なくとも１つの燃料電池と、第１の期間に負荷への第１のレベルの電力と、第２の期間に負荷への第２のレベルの電力とを提供するように、燃料電池によって生成される電力の送達を制御するように構成される制御装置とを備える。
【００１４】
第１のレベルの電力は、負荷定常電力以下であり、第２のレベルの電力は、負荷定常電力より大きく、かつ負荷ピーク電力以下である。制御装置は、第１のレベルと第２のレベルとの間の該電力の反復繰り返しによって、該送達を制御するように構成される。
【００１５】
別の側面によれば、少なくとも１つの燃料電池を有し、少なくとも１つの負荷に接続可能な、燃料電池システムを起動するための方法が提供される。本方法は、燃料電池システムの起動段階に、第１の期間の負荷への第１のレベルの電力と、第２の期間の負荷への第２のレベルの電力とを反復して繰り返すステップであって、負荷は、定常期間に、定常電力を弱めることが可能であり、定常期間未満の短縮された期間に、ピーク電力を弱めることが可能であり、第１のレベルの電力は、定常電力以下であり、第２のレベルの電力は、定常電力より大きく、かつピーク電力以下である、ステップを含む。本方法は、燃料電池に関連する最適動作温度に到達した時、またはその前に、繰り返すステップを終了させるステップを含む。
【００１６】
さらに別の側面によれば、少なくとも１つの燃料電池を有し、少なくとも１つの負荷に接続されるように構成される、燃料電池システムを起動するための装置が提供される。本装置は、負荷に送達され得る動力を生成するための手段を含む。本装置は、燃料電池システムの起動段階の間に、第１の期間の負荷への第１のレベルの生成された電力と、第２の期間の負荷への第２のレベルの生成された電力とを繰り返すための手段を備え、負荷は、定常期間に、定常電力を弱めることが可能であり、定常期間未満の短縮された期間に、ピーク電力を弱めることが可能であり、第１のレベルの電力は、定常電力以下であり、第２のレベルの電力は、定常電力より大きく、かつピーク電力以下である。
【００１７】
また別の側面によれば、製品は、燃料電池システムの起動段階の間に、第１の期間の負荷への第１のレベルの電力と、第２の期間の負荷への第２のレベルの電力との反復繰り返しを制御するステップであって、電力は、少なくとも部分的に燃料電池システムの燃料電池により提供され、負荷は、定常期間に、定常電力を弱めることが可能であり、定常期間未満の短縮された期間に、ピーク電力を弱めることが可能であり、第１のレベルの電力は、定常電力以下であり、第２のレベルの電力は、定常電力より大きく、かつピーク電力以下であるステップと、燃料電池に関連する最適動作温度に到達した時、またはその前に、電力の繰り返すステップの終了を制御し、最適動作温度に到達した時、またはその前に、負荷へ送達される電力の上昇を制御するステップとによって、燃料電池システムにおいて使用可能であり、燃料電池システムを起動するように１つ以上のプロセッサによって実行可能である、そこに保存される機械読み取り可能命令を有する、機械読み取り可能媒体を備える。
【００１８】
図面において、同一の参照番号は、類似の要素または作用を特定する。図面中の要素の寸法および相対位置は、必ずしも原寸に比例して描かれているとは限らない。例えば、種々の要素の形状および角度は、原寸に比例して描かれてはおらず、これらの要素のうちのいくつかは、任意に拡大され、図面の見易さを向上させるように配置されている。さらに、描かれている要素の特定の形状は、特定の要素の実際の形状に関するいずれの情報も伝達する意図はなく、単に認識を容易にするために図面に選択された。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、燃料電池スタックの中の燃料電池の、一実施形態の概略ブロック図である。
【図２】図２は、起動段階の間に、図１の燃料電池スタックの急速な暖機を提供し得る、燃料電池システムの一実施形態のブロック図である。
【図３】図３〜５は、種々の実施形態による、起動段階の間の、図１〜２の燃料電池スタックの急速な暖機に関連する、特定のパラメータの挙動を例証するグラフである。
【図４】図３〜５は、種々の実施形態による、起動段階の間の、図１〜２の燃料電池スタックの急速な暖機に関連する、特定のパラメータの挙動を例証するグラフである。
【図５】図３〜５は、種々の実施形態による、起動段階の間の、図１〜２の燃料電池スタックの急速な暖機に関連する、特定のパラメータの挙動を例証するグラフである。
【図６】図６は、燃料電池スタックの従来の暖機に関連する、特定のパラメータの挙動を例証するグラフである。
【図７】図７は、図３〜５のグラフの少なくともいくつかに基づく、起動段階の間の、図１〜２の燃料電池スタックの急速な暖機を提供するための方法の、一実施形態の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
起動段階の間における燃料電池スタックの急速な暖機のための技術の実施形態が、本明細書に記載され、それは、燃料電池スタックによって電力を供給される負荷への繰り返しの動力等による。例えば、１つ以上の実施形態は、起動後に燃料電池システムを急速に温めるために、あるいは周囲への過度の熱損失を補償するために、発熱速度を高める。以下の記載において、実施形態の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細を提供する。しかしながら、実施形態は、具体的な詳細のうちの１つ以上を用いずに、あるいは別の方法、構成要素、材料等を用いて、実践され得る。別の場合には、本実施形態の側面を曖昧にすることを回避するために、周知の構造、材料、または動作は、詳細には図示または記載していない。
【００２１】
本明細書を通じて、「一実施形態」または「実施形態」への言及は、該実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通じて、種々の場所において、「一実施形態において」または「ある実施形態において」という語句が現れるが、すべてが必ずしも同一の実施形態を指しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が、１つ以上の実施形態において、任意の好適な様式で組み合わされ得る。
【００２２】
本明細書において与えられる見出しは、便宜上のためであるに過ぎず、特許請求の範囲に記載の発明の範囲または意味を解釈されない。さらに、本明細書の特定の図は、種々の電力、電圧、電流、波形等を表す。これらの波形は、実施形態の動作を理解するための実例であることが意図され、原寸に比例して描くこと、および／または形状、振幅、デューティサイクル、周波数、ひずみ、または他の特性に関する波形挙動を精密かつ正確に表すことを意図していない。
【００２３】
概要として、一実施形態は、燃料電池システムにおける負荷に提供される電力を、高電力レベルと低電力レベルとの間で繰り返させる。繰り返される電力レベルが、低温の起動状態の間等の、燃料システムの燃料電池スタックの起動段階の間に提供される。繰り返しの高電力レベル部の間、バッテリが充電されるか、および／または他の負荷が、起動段階の間に十分な電力を受けるように、電力がバッテリおよび／または他の負荷へ送達される。繰り返しの低電力レベル部の間、バッテリは、電力を他の負荷へ送達することができる。
【００２４】
図１は、燃料電池スタック１００の一実施形態の概略ブロック図である。燃料電池スタック１００は、少なくとも１つの燃料電池１０２を含み、単純化するために、そのうちの１つのみを図１に詳細に示す。燃料電池１０２は、個別に電圧を生成し、直列に接続され、例えば、燃料スタック１００の出力端子から、より高い全体的なＤＣ出力電圧を提供する。電流は、燃料電池１０２のすべてに共通して、燃料電池スタック１００による出力電流として提供される。一つの例示的な実施形態において、燃料電池スタック１００は、各列に１００の燃料電池を備える、４つの列の燃料電池１０２を含む。他の実施形態は、各列に任意の好適な数の列、および各列に任意の好適な数の燃料電池１０２を有し得る。
【００２５】
一実施形態によれば、それぞれの燃料電池１０２は、固体ポリマー電解質燃料電池を含む。そのような実施形態の燃料電池１０２は、膜電極集合体（ＭＥＡ）を備え、それ自体がカソード１０６とアノード１０８との間に配置される固体ポリマー電解質膜１０４を備える。カソード１０６は、多孔質基体１１０と触媒層１１２とを備える。アノード１０８は、多孔質基体１１４と触媒層１１６とを備える。燃料電池１０２は、酸化剤および燃料を受けるための入口ポートと、酸化剤および燃料の排出のための出口ポートとを有する、フィールドプレート１１８および１２０をさらに備える。一実施形態によれば、必要に応じて、起動、動作、停止、格納等の間、水和目的で、蒸気または水を受けるために、燃料電池１０２の１つ以上の入口ポートが使用され得る。一実施形態における１つ以上の入口ポートは、再循環燃料、冷却液等もまた受けることができる。
【００２６】
入口および出口ポートは、図１において、１２２に象徴的に表されている。そのような描写は、単に例証および説明を容易にすることを意図し、そのような入口／出口ポート１２２の寸法、位置、数、配設、または他の詳細を精密に表すことは意図されていないことが認識される。本開示の利益を有する当業者は、入口／出口ポート１２２のそのような詳細に精通しているであろう。
【００２７】
いくつかの実施形態について以上に説明したように、燃料電池スタック１００は、それぞれの燃料電池１０２からそれぞれの燃料電池１０２の燃料入口へ、燃料排出流を再循環するように設計される、再循環システムを有してもよい。燃料電池スタック１００の別の実施形態において、再循環システムは、実装されない。
【００２８】
図２は、燃料電池システム２００の例示的な実施形態のブロック図であって、燃料電池システム２００は、図１の燃料電池スタック１００を備え、そして、実施形態に従って、起動状態の間に燃料電池スタック１００の暖機を早めることに関連する構成要素をさらに備える。説明の明瞭さおよび簡潔さを目的とし、燃料電池システム２００に存在する可能性のあるすべての構成要素（フィルタ、スイッチ、ヒューズ、信号処理機器、または他の電気的および／または機械的構成要素等）が、本明細書に図示および記載されているわけではない。起動プロセスの間の燃料電池スタック１００の急速な暖機のための、１つ以上の実施形態の動作を理解するために有用な構成要素のみが、図示および記載されている。
【００２９】
燃料電池システム２００において、（複数の個別の燃料電池１０２を備える）燃料電池スタック１００は、インバータ２０２に接続されている。燃料電池スタック１００は、ＤＣバス２０４を通って、インバータ２０２にＤＣ信号を提供する。インバータ２０２は、インバータ２０２のＡＣ側の少なくとも１つの負荷２０８に、ＡＣバス２０６を介して接続されている。
【００３０】
インバータ２０２は、入力ＤＣ信号を、負荷２０８にＡＣ電力を供給するＡＣ信号に転化する。純粋に実施例として、図２の負荷２０８は、電気駆動モーターまたは他の電気機械として表されており、これらは、車両用の統合伝動機構（ＩＰＴ）の一部を含み得る。別の種類の電気負荷（および／またはそれらの組み合わせ）が、インバータ２０２のＡＣ側の燃料電池システム２００によって、ＡＣ電力を供給されてもよい。さらに、バス２０４または２０６は、単方向性または双方向性であり得る。
【００３１】
インバータ２０２は、燃料電池スタック１００（一実施例として図１に示す５つの燃料電池１０２）からＤＣ電力を引き出すのに適切な電気回路および／またはロジックを収容し、引き出されたＤＣ電力をＡＣ電力に転化し、そして、ＡＣ電力を負荷２０８に伝える。一実施形態のインバータ２０２は、３相インバータ用のスイッチ対を含む、６つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の、複数のスイッチを備える。一実施形態において、インバータ２０２は、電流制御モードで作動する電圧源インバータを備える。インバータ２０２の可能性のある一実施形態例は、２００３年５月２８日出願の米国特許出願第１０／４４７，７０８号である「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ  ＦＡＵＬＴ  ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣＳ  ＯＮ  ＩＮＳＵＬＡＴＥＤ  ＧＡＴＥ  ＢＩＰＯＬＡＲ  ＴＲＡＮＳＩＳＴＯＲ  ＣＯＮＶＥＲＴＥＲ  ＣＩＲＣＵＩＴＳ」（現在、米国特許第６，９２７，９８８号が交付されている）に記載され、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。インバータ２０２の一実施形態例が、本願の譲受人によって所有されている別の交付済み特許および公開された出願に開示されている。
【００３２】
制御装置２１０（１つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または他のプロセッサ等）は、インバータ２０２の切り替え、および他の関連動作、ならびに／またはシステム２００の他の種々の構成要素の動作を制御する。一実施形態において、制御装置２１０は、インバータ２０２にパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号を提供して、その中のスイッチの動作を制御する。例えば、（スイッチのゲートを制御するために印加される）制御装置２１０からのＰＷＭ制御信号は、インバータ２０２の切り替え周波数を５ｋＨｚ〜８ｋＨｚ（またはそれ以上／以下）において制御することができる。
【００３３】
一実施形態の制御装置２１０は、記憶装置２２２、またはメモリの形態のコンピュータ読み取り可能記憶媒体等の、他の機械読み取り可能記憶媒体に接続される。一実施形態において、記憶装置２２２は、以下にさらに詳しく記載するが、制御装置２１０によって実行可能なソフトウェア２２４（コンピュータプログラム等）で符号化されるか、そうでなければそれを記憶するが、そのソフトウェア２２４は、起動プロセスの間に、燃料電池スタック１００の暖機を促進することを対象とする種々の動作の実施に関連する。例えば、一実施形態において、制御装置２１０は、ソフトウェア２２４と協働して、好適なＰＷＭ信号または別の信号を生成し、負荷２０８および／または別の負荷へ提供される電力の繰り返しをもたらす。
【００３４】
別の実施形態例において、制御装置２１０は、負荷２０８および／または別の負荷に送達される繰り返し電力を含む、起動の間の燃料電池スタック１００の急速な暖機の制御に関連する、適切なタイミング、継続時間、条件等を決定するようために、付加的に、または代替的に、ルックアップテーブル２２６にアクセスすることができる。
【００３５】
一実施形態によれば、システム２００は、インバータ２０２のＤＣ側に接続される、１つ以上の他の負荷２１２（および関連する電気回路網または構成要素）を備えてもよい。例えば、そのような負荷２１２は、フライホイール、もしくは他の種類の装置、および／またはそれらの組み合わせ等の、１つ以上のエネルギー貯蔵装置（バッテリ等）、ＢＯＰ装置（上で考察した空気圧縮機、冷却液ポンプ、再循環ポンプ等）、スーパーキャパシタ、回転装置を備え得るが、それらに限定されない。バッテリの関連で、バッテリは、例えば、起動プロセスの間および／またはその後に、制御装置２１０に電力を提供することができる。そのような１つ以上のバッテリは、適宜、システム２００の他の構成要素にも電力を提供することができる。
【００３６】
一実施形態において、システム２００は、スイッチ、再設定可能なヒューズ、または制御装置２１０によって制御され得る別の適切な装置等の、短絡装置２１４を備え得る。そのような実施形態において、また以下にさらに詳細に記載するように、短絡装置２１４は、低電力の繰り返しの間に、燃料電池スタック１００（高電流、低電圧）を短絡させる態様で、制御装置２１０によって制御され得る。
【００３７】
種々の構成要素が、明確に名称を付けられているか、あるいは負荷２０８および２１２のような、図２における「負荷」として記載されている。システム２００の他の構成要素もまた、燃料電池スタック１００に関して、負荷として考慮され得る。そのような構成要素には、制御装置２１０、記憶装置２２２、インバータ２０２等を含み得るが、それらに限定されない。さらに、図２の種々の負荷の描写は、そのような負荷への電力または他の入力の提供、そのような負荷からの出力の提供等に関連する、スイッチ、電気回路、または他の構成要素を含むものと理解される。
【００３８】
図３〜５は、種々の実施形態に従って、時間の経過に伴う、燃料電池システム２００に関連するいくつかのパラメータ（負荷に送達される電力、負荷電流、冷却液入口温度、冷却液出口温度等）の挙動例を示すグラフである。具体的に、図３〜５は、起動の間における負荷の繰り返し（例えば、図２に関して上述の１つ以上の負荷に電力を繰り返す）を使用する一実施形態による起動プロセスの間における、そのようなパラメータの挙動例を示し、そして、図６は、起動の間における電力の負荷への定常送達を使用する、従来の起動プロセスの間のそのようなパラメータの挙動を示す。
【００３９】
図３〜５および／またはその他の種々のグラフにおいて、電力、電圧、電流、時間、温度等のパラメータの、特定の例示的な値を提供する。そのような値は、グラフに示す関係に前後関係を与えるための、説明目的のために過ぎない。いくつかの実施形態がそのような具体的な値を使用するか、あるいは得るように遂行され得るその一方、他の実施形態は、これらのパラメータの他の値で遂行、および／またはそれらを結果として得ることができる。
【００４０】
さらに、また以上にすでに説明したように、グラフは、必ずしも、原寸に比例して描かれていない、表された精密な波形形状を有しない、示されたものと同一の継続時間／振幅／周波数／デューティサイクルを有しない等と解釈されるべきである。波形のそのような特性は、一実施形態から別の実施形態、および／または特定の条件に応じて異なり得る。
【００４１】
先ず、図３から初めると、概して３００で示されるのは、上述の負荷のうちの１つ以上へ提供される電力（ｋＷ）を表す波形である。本実施形態において、負荷に提供される最大の定常電力は１０ｋＷであり、燃料電池スタック１００は、時間＝０秒で−１５℃の起動温度で起動し、負荷へ提供される電流は、時間＝０秒で低く、負荷へ提供される電力は、時間＝０秒で０ｋＷと仮定される。さらに、負荷は、定常期間（無限の長さであり得る）の間、最大の定常電力を弱めることが可能であり、定常期間未満の短縮された期間の間、ピーク電力を弱めることが可能である、と仮定される。
【００４２】
時間＝０秒から時間＝２０秒までの間は、例えば、負荷に提供される電力は、０ｋＷから２０ｋＷ（これは、負荷に弱められ得るピーク電力の２０％）に上方に傾斜が付けられているが、これは最低１２０Ｖ等価に相当する。時間＝２０秒から時間＝４５秒までの間は、提供される電力は、一実施形態において、２０ｋＷに保持される。
【００４３】
時間＝４５秒において、提供される電力量を、２０ｋＷから、２ｋＷ以下（５Ａの低電流に相当）の低電力レベルに落とし、この低／待機電力レベルにおいて、時間＝５５秒まで保持する。したがって、この低電力レベルは、負荷によって弱められ得る１０ｋＷの最大定常電力よりも小さいかまたは等しい。図３の実施形態において、低電力レベルが１０秒間保持される。この期間は、例示に過ぎない。他の実施形態は、例えば５秒または他の時間等の、低電力レベルの異なる期間を提供し得る。
【００４４】
時間＝５５秒において、負荷に提供される電力を、２０ｋＷ（６８Ａの高電流値に相当）の高電力レベルまで上昇させ、時間＝５５秒から時間＝６５秒までの１０秒間、２０ｋＷで保持する。重ねて、高電力レベルのこの期間は例示に過ぎず、５秒または他の時間等の他の値を採ってもよい。
【００４５】
その後、時間＝６５秒以降、燃料電池スタック１００から負荷へ提供される電力は、アイドルの低電力レベルと２０ｋＷの高電力レベルの間を繰り返し、揺れ動き、あるいは交互に行う。この繰り返しは、燃料電池スタック１００への冷却液入口温度が６５℃以上に達するまで、あるいは燃料電池スタック１００の何らかの最適動作温度に達するまで、継続する。一実施形態例において、冷却液入口温度が６５℃以上に達する時間は、約２６分である。
【００４６】
一実施形態において、低電力レベルと高電力レベルとの間の繰り返しは、インバータ２０２へ適切な制御信号を提供する制御装置２１０を有することによって実施され得、インバータ２０２へ適切な制御信号は、図３に示すもの等の繰り返しプロファイルによる、その中のＩＧＢＴを切り替えて、インバータ２０２のＡＣ側の負荷２０８への電力の送達を制御すること等である。代替的に、または付加的に、制御装置２１０は、切り替え、または他の動作を制御して、インバータ２０２のＤＣ側の負荷２１２へ電力を供給するための、適切な信号を提供することができる。
【００４７】
別の実施形態において、制御装置２１０は、低電力モードの間に燃料電池スタック１００を短絡させる態様で短絡装置２１４を制御して、短絡装置２１４を第１の状態（例えば、閉スイッチ）に設定することにより、高スタック電流および非常に低いスタック電圧が得られる。制御装置２１４は、その後、短絡装置２１４を制御して、短絡装置２１４を第２のモード（例えば、開スイッチ）に設定することにより、燃料電池スタック１００を高電力モードで動作するように移行させることができる。
【００４８】
一実施形態において、燃料電池スタック１００が、図３に示すもの等の、２０ｋＷの電力を提供する高電力モードにある場合に、そのような電力は、負荷２１２の１つ以上のバッテリを充電するため、および／または起動の間に電力を必要とし得る、燃料電池システム２００の任意の他の適切な負荷に電力を供給するために使用され得る。燃料電池スタック１００が、再び図３に示すもの等の、５ｋＷ以下の電力を提供する低電力モードにある場合に、負荷は、これらのバッテリによって電力を供給され得る。
【００４９】
図４は、すでに述べた電力波形３００、負荷に送達される電流を表す負荷電流波形４００、対応する電圧波形４０２、等価な基準化負荷電流４０４、冷却液入口温度波形４０６、および冷却液出口温度波形４０８を含む、２０ｋＷまでの繰り返しを使用する、起動プロセスの間の燃料電池システム２００に関連する、種々のパラメータ間のいくつかの比較グラフを提供する。図４における波形４０６および４０８で表されるように、燃料電池スタック１００の冷却液の入口および出口の温度は、繰り返しプロセスの終盤に向けて、例示的な最適動作温度である約６５℃以上に達する。
【００５０】
一実施形態において、燃料電池スタック１００への冷却液の流れは、高電力レベルの期間に相当するもの等の、高電流の期間の間は停止され得る。電流が低い場合、冷却液は、燃料電池スタック１００の中に向かって流され、そしてその後再び後退させられるか、あるいは後退させられ、その後再び前進させされることができる。冷却液のこの流れが、燃料電池スタック１００の活性流れの範囲の上流および／または下流の、任意の氷の妨害物を溶かすことができる。起動時間の前の、燃料電池スタック１００の中で形成される氷の最小化または別の除去は、望ましくは、その後の回復可能な性能損失（Ｒｅｃｏｖｅｒａｂｌｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｌｏｓｓ；ＲＰＬ）の軽減をもたらす。さらに、電流は、この時点では本質的にゼロであるか、あるいは低いので、この流れプロセスの間、燃料電池１０２に入るこの低温の冷却液は、零度以下の燃料電池反応をこれ以上生じさせない。
【００５１】
一実施形態において、起動プロセスにおいて実施される暖機の間、微小の冷却液ループが使用される。他の種類の冷却液ループおよび／または冷却液のフロー技術が、他の実施形態において使用されてもよい。
【００５２】
図５は、すでに述べた負荷電流波形４００、すでに述べた冷却液の入口温度波形４０６、水素流波形５００、空気流波形５０２、および燃料電池スタック抵抗波形５０４を含む、２０ｋＷまでの繰り返しを使用する起動プロセスの間の燃料電池システム２００に関連する、他の種々のパラメータ間のいくつかの比較グラフを提供する。
【００５３】
こうして、上述の繰り返し実施形態から、平均の電力での熱産生と比較して、平均の熱産生が、燃料電池スタック１００によって提供される電力を繰り返すことにより最大化されることが注目され得る。負荷によって消費され得る平均の電力が制限される場合、上述の繰り返し方法の実施形態は、熱産生の最大化を可能にする。さらに、充電（燃料電池スタック１００の高電力モードに対応）および放電（燃料電池スタック１００の低電力モードに対応）の間におけるバッテリの非効率が、燃料電池スタック１００における熱産生をさらに高め、またバッテリを暖機し、それによって、より急速なバッテリの温度上昇を提供する。
【００５４】
図６に次に移り、概して６００で示されるのは、定常電力送達を使用する、従来の起動技術によって負荷へ提供される電力（ｋＷ単位の）を表す波形である。図３の実施形態と同様に、図６の技術は、負荷に提供される定常電力は１０ｋＷであり、燃料電池スタック１００は、時間＝０秒において−１５℃の起動温度で起動し、負荷へ提供される電流は、時間＝０秒において低く、負荷へ提供される電力は、時間＝０秒において０ｋＷと仮定される。さらに、再び、負荷は、定常期間（無限の長さであり得る）の間、最大定常電力（例えば、１０ｋＷ）を弱めることが可能であると仮定される。
【００５５】
時間＝０秒から時間＝２０秒までの間において、例えば、負荷に提供される電力は、最低１２０Ｖと同程度に相当する、０ｋＷから２０ｋＷ（これは、負荷に弱められ得るピーク電力の２０％）に上方に傾斜している。時間＝２０秒から時間＝４５秒までの間、提供される電力は２０ｋＷに保持される。
【００５６】
時間＝４５秒において、提供される電力は１０ｋＷ（３０Ａの負荷電流に相当）の定常レベルへ落とされ、燃料スタック１００の例示的な最適動作温度に到達するまで、そのレベルに保持される（６５℃以上等）。
【００５７】
図７は、低温の周囲状態の間等に、燃料電池スタック１００の急速な暖機を提供する方法７００の流れ図である。方法７００の一実施形態の要素は、１つ以上のプロセッサ（制御装置２１０等）によって実行可能であり、機械読み取り可能媒体（メモリのような、コンピュータ読み取り可能媒体等）に記録されるか、あるいは記憶される、ソフトウェアまたは他の機械読み取り可能命令（コンピュータ読み取り可能命令等）に実装され得る。実施例には、図２の記憶装置２２２に記憶される、ソフトウェア２２４を含む。方法７００において表される種々の動作は、示されるその通りの順序で生じる必要はない。さらに、特定の動作は、修正、追加、除去、組み合わされるか、それらの任意の組み合わせであり得る。
【００５８】
ブロック７０２において、制御装置２１０（またはシステム２００の他の構成要素）は、低温の起動状態が存在するかどうかを判定する。例えば、温度センサが、燃料電池スタック１００の温度および／または周辺の大気温度を検知し、検知した温度を制御装置２１０へ提供してもよい。そして、制御装置２１０は、検知された温度を閾値温度（例えば図２のルックアップテーブル２２６に記憶されてもよい）と比較し、上述の起動方法の実施形態を実施するかどうかを決定することが可能である。
【００５９】
制御装置２１０が、低温の起動状態は存在しない、および／または起動状態は全く存在しないとブロック７０２において判定すると、起動とは無関係の何らかの他の動作が、ブロック７０４において実施され得る。しかしながら、制御装置２１０が、低温の起動状態が存在するとブロック７０２において判定する場合、システム２００の制御装置２１０または他の構成要素は、ブロック７０６において初期の低温起動動作を開始することができる。ブロック７０６のそのような初期動作には、例えば、適切な場合に、燃料電池スタック１００のパージ、またはシステム２００の低温状態での起動を準備するための他の動作を含み得る。
【００６０】
ブロック７０８において、燃料電池スタック１００によって負荷に提供される電力は、繰り返し技術のために、図３に示すように上昇させられる。提供される電力は、ピーク電力レベルの２０％、または何らかの他の適切なレベルまで上昇させえられ得る。一実施形態において、提供される電力は、また、ブロック７０８において、再び、図３に示すように、ある一定の期間の間、このレベルに保持される。
【００６１】
ブロック７１０において、第１の電力量が、第１の期間の間、負荷へ提供される。図３の繰り返しの実施形態に関連して、制御装置２１０は、第１の電力量が定常電力レベル以下となるように、燃料電池スタック１００および／またはシステム２００の他の構成要素を制御するように構成される。
【００６２】
ブロック７１２において、第２の電力量が、第１の期間の後、第２の期間の間、負荷へ提供される。図３の繰り返しの実施形態に関連して、制御装置２１０は、第２の電力量が、定常電力レベルより大きく、かつピーク電力レベル以下となるように、燃料電池スタック１００および／またはシステム２００の他の構成要素を制御するように構成される。
【００６３】
制御装置２１０は、温度センサによって検知される温度を受信する等により、ブロック７１４において、最適動作のための標的温度に到達したかどうかを確認する。標的温度に到達しない場合は、ブロック７１０〜７１２において、第１および第２の電力量が繰り返される。
【００６４】
一実施形態において、繰り返しは、ブロック７１４において、燃料電池スタック１００に関連する標的または最適の動作温度に到達した時、またはその前に終了され、そして、負荷に送達される電力は、ブロック７１４において、最適動作温度が達成された時、またはその前に上昇させられる。別の実施形態において、そのような終了および／または上昇動作は、ブロック７１４において、標的または最適の動作温度の達成後に実施される。
【００６５】
従来のシステム／方法において、起動中（氷点に近い、あるいは低い温度等）の定常負荷（例えば、電流）はかなり低い傾向にあることに留意されたい。燃料電池スタックの電圧を測定することはできるが、この電圧は、例えば、燃料電池スタックによって電力を供給される車両の運転手が、加速ペダルを床まで押す（そしてそれにより高負荷を提供する）場合に、燃料電池スタックがどれだけの電圧を提供しているかについての正確な表示は与えない。一実施形態における負荷の繰り返しによって、分極曲線の勾配、および利用可能な最大電力のための、より良い推定値が提供され得る。そのような情報は、例えば、車両の計器盤に表示され得る。したがって、そのような情報は、例えば、車両の発信を始めるにはいつが最適であるかの目安を運転手に提供することができる。
【００６６】
本明細書において言及された、および／または出願データシートに列挙された、上記米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、および非特許刊行物のすべては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００６７】
例示された実施形態の以上の記載は、要約に記載されたものを含めて包括的である、または開示される精密な形態に本発明を限定するという意図はない。具体的な実施形態および実施例は、例示目的で本明細書に記載されるが、種々の同等の修正物が可能であり、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなくなされ得る。
【００６８】
例えば、前述の詳細な記載は、ブロック図、概略図、グラフ、および実施例の使用を通して、装置および／またはプロセスの種々の実施形態を説明した。そのようなブロック図、概略図、グラフ、および実施例が、１つ以上の機能および／または動作を含む限りにおいて、そのようなブロック図、流れ図、グラフ、または実施例内のそれぞれの機能および／または動作は、広範なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または事実上それらの任意の組み合わせによって、個別におよび／または集合的に遂行され得る。一実施形態において、本主題は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を介して遂行され得る。しかしながら、本明細書で開示される実施形態は、全体または一部において、１つ以上のコンピュータ上で作動する１つ以上のコンピュータプログラム（例えば１つ以上のコンピュータシステム上で作動する１つ以上のプログラム）のような、１つ以上の制御装置（例えば、マイクロコントローラ）上で作動する１つ以上のプログラムのような、１つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）上で作動する１つ以上のプログラムのような、ファームウェアのような、または事実上任意のそれらの組み合わせのような、標準的な集積回路で、同等に遂行され得、ソフトウェアおよび／またはファームウェア用の電気回路網の設計および／またはコードの書き込みが、本開示を踏まえて実施され得る。
【００６９】
加えて、本明細書で教示される機構は、種々の形態のプログラム製品として流通されることが可能であり、例示的な実施形態は、実際に流通を行うために使用される信号保持媒体の特定の種類にかかわらず等しく適用される。信号保持媒体の実施例には、以下、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルテープ、およびコンピューターメモリ等の記録可能な種類の媒体、ならびにＴＤＭまたはＩＰベースの通信回線（例えばパケット回線）を使用する、デジタルおよびアナログ通信回線等の伝送型の媒体を含むが、それらに限定されない。
【００７０】
さらに別の実施例として、燃料電池システム２００に実装され得るある種類の電力変換装置である、インバータ２０２が、上記実施形態において記載された。他の実施形態では、他の種類の電力変換装置が燃料電池システム２００に実装されてもよく、上述の通り、起動プロセスの間に電力を提供されてもよく、および／またはそのよう電力を提供するために使用されてもよいことが認識される。そのような他の電力変換装置の実施例には、ＤＣ／ＤＣ昇降圧コンバータ、ＡＣ／ＤＣ整流器等を含むが、それらに限定されない。
【００７１】
以上の詳細な記載を踏まえて、これらおよび別の修正が、実施形態に行われ得る。以下の特許請求の範囲で使用される用語が、本発明を、本明細書および特許請求の範囲で開示される特定の実施形態に限定すると解釈されるべきではない。むしろ、本発明の範囲は、全面的に以下の特許請求の範囲によって決定され、特許請求の範囲の解釈についての確立された原則に則って解釈されたい。
【図１】
2010506362.tif 000003
【図２】
2010506362.tif 000004
【図３】
2010506362.tif 000005
【図４】
2010506362.tif 000006
【図５】
2010506362.tif 000007
【図６】
2010506362.tif 000008
【図７】
2010506362.tif 000009
【国際調査報告】
2010506362.tif 000010
2010506362.tif 000011