ПЛАТА КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА БАЗЕ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
VOLTAGE CONTROL BOARD FOR AN ELECTRICITY GENERATION SYSTEM BASED ON FUEL CELLS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Данное изобретение в целом относится к летательному аппарату, получающему энергию от водородных топливных элементов, а конкретнее к летательному аппарату, получающему энергию от водородных топливных элементов, содержащему платы контроля напряжения для системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В водородной системе генерирования электрической энергии на базе топливных элементов водородные топливные элементы могут быть соединены последовательно. Для обеспечения безопасной работы водородной системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов может осуществляться контроль и управление данными энергетической установки на предмет максимального и минимального напряжения топливных элементов. Контролируемые данные могут отправляться в автономную цифровую систему управления двигателем (АЦСУД) летательного аппарата.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Согласно одному аспекту изобретения, данное изобретение относится к устройству для контроля высокого напряжения и низкого напряжения системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов, которая содержит совокупность топливных элементов. Указанное устройство содержит совокупность блоков измерения напряжения, совокупность блоков сравнения, выходную шину необработанного высокого напряжения элементов и выходную шину необработанного низкого напряжения элементов. Один блок измерения напряжения из совокупности блоков измерения напряжения может быть соединен с каждым топливным элементом из совокупности топливных элементов системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов, а один блок сравнения может быть соединен с одним блоком измерения напряжения из совокупности блоков измерения напряжения. Каждая из выходной шины необработанного высокого напряжения элементов и выходной шины необработанного низкого напряжения элементов соединена с каждым блоком сравнения. Устройство дополнительно содержит первый полосно-пропускающий фильтр низких частот, соединенный с выходной шиной необработанного высокого напряжения элементов, и второй полосно-пропускающий фильтр низких частот, соединенный с выходной шиной необработанного низкого напряжения элементов. Выходное буферное устройство соединено как с выходной шиной необработанного высокого напряжения элементов, так и с выходной шиной необработанного низкого напряжения элементов.
[0004] В аспектах изобретения совокупность топливных элементов может представлять собой совокупность водородных топливных элементов. Водородные топливные элементы в указанной совокупности могут быть соединены последовательно и могут предоставлять энергию для двигательной системы летательного аппарата.
[0005] В аспектах изобретения устройство может дополнительно содержать выходной соединительный элемент, и указанный выходной соединительный элемент может быть соединен с автономной цифровой системой управления двигателем (АЦСУД) летательного аппарата.
[0006] В аспектах изобретения напряжение каждого топливного элемента из совокупности топливных элементов может измерять блок измерения напряжения, соединенный с каждым топливным элементом.
[0007] В аспектах изобретения каждый блок измерения напряжения может содержать токовый шунт и дифференциальный операционный усилитель.
[0008] В аспектах изобретения каждый блок измерения напряжения может получать питание от напряжения топливного элемента, с которым он соединен.
[0009] В аспектах изобретения каждый блок сравнения может сравнивать сигнал, получаемый от блока измерения напряжения, соединенного с блоком сравнения, с сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов и сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов.
[0010] В аспектах изобретения блок сравнения может выводить сигнал на выходную шину необработанного высокого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение выше, чем напряжение, показываемое сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов.
[0011] В аспектах изобретения сигнал высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов может представлять собой стационарный сигнал.
[0012] В аспектах изобретения блок сравнения может выводить сигнал на выходную шину необработанного низкого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение ниже, чем напряжение, показываемое сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов.
[0013] В аспектах изобретения сигнал низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов может представлять собой стационарный сигнал.
[0014] Согласно другому аспекту изобретения, данное изобретение относится к системе контроля высокого напряжения и низкого напряжения системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов летательного аппарата. Указанная система содержит совокупность топливных элементов, совокупность блоков измерения напряжения, совокупность блоков сравнения, выходную шину необработанного высокого напряжения элементов и выходную шину необработанного низкого напряжения элементов. Один блок измерения напряжения из совокупности блоков измерения напряжения соединен с каждым топливным элементом из совокупности топливных элементов, а один блок сравнения из совокупности блоков сравнения соединен с одним блоком измерения напряжения из совокупности блоков измерения напряжения. Система содержит. Выходная шина необработанного высокого напряжения элементов и выходная шина необработанного низкого напряжения элементов соединены с каждым блоком сравнения из совокупности блоков сравнения. Система дополнительно содержит первый полосно-пропускающий фильтр низких частот, соединенный с выходной шиной необработанного высокого напряжения элементов, и второй полосно-пропускающий фильтр низких частот, соединенный с выходной шиной необработанного низкого напряжения элементов. Система содержит также выходное буферное устройство, соединенное с выходной шиной необработанного высокого напряжения элементов и выходной шиной необработанного низкого напряжения элементов, и выходной соединительный элемент. Система содержит автономную цифровую систему управления двигателем (АЦСУД) летательного аппарата, выполненную с возможностью приема сигналов, генерируемых выходным буферным устройством.
[0015] В аспектах изобретения совокупность топливных элементов может представлять собой совокупность водородных топливных элементов. Водородные топливные элементы в указанной совокупности могут быть соединены последовательно и могут предоставлять энергию для двигательной системы летательного аппарата.
[0016] В аспектах изобретения напряжение каждого топливного элемента может измерять блок измерения напряжения, соединенный с каждым топливным элементом.
[0017] В аспектах изобретения каждый блок сравнения может сравнивать сигнал, принимаемый от блока измерения напряжения, соединенного с блоком сравнения, с сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов и сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов.
[0018] В аспектах изобретения блок сравнения может выводить сигнал на выходную шину необработанного высокого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение выше, чем напряжение, показываемое сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов.
[0019] В аспектах изобретения блок сравнения может выводить сигнал на выходную шину необработанного низкого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение ниже, чем напряжение, показываемое сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов.
[0020] В аспектах изобретения полосно-пропускающий фильтр низких частот может принимать сигнал, фильтровать сигнал и генерировать фильтрованный сигнал. Выходное буферное устройство может принимать фильтрованный сигнал, буферизовать фильтрованный сигнал и генерировать буферизованный сигнал. Буферизованный сигнал может отправляться в автономную цифровую систему управления двигателем (АЦСУД).
[0021] Другой аспект данного изобретения относится к способу контроля высокого напряжения и низкого напряжения системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов, которая содержит совокупность топливных элементов. Указанный способ включает измерение напряжения каждого топливного элемента и сравнение сигнала, относящегося к напряжению каждого топливного элемента, с сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов и сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов. Способ дополнительно включает вывод сигнала, относящегося к напряжению каждого топливного элемента, причем вывод основан на сравнении с выходной шиной необработанного высокого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение выше, чем напряжение, показываемое сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов, или выходной шиной необработанного низкого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение ниже, чем напряжение, показываемое сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов.
[0022] В аспектах изобретения указанный способ может включать фильтрование сигнала полосно-пропускающим фильтром низких частот, генерирующим фильтрованный сигнал; буферизацию фильтрованного сигнала выходным буферным устройством, генерирующим буферизованный сигнал; и отправку буферизованного сигнала в автономную цифровую систему управления двигателем (АЦСУД) летательного аппарата.
[0023] Другие аспекты, особенности и преимущества изобретения станут очевидными из следующего описания, графических материалов и формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
[0024] Вышеупомянутые и другие особенности данного изобретения станут более очевидными из нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения, рассматриваемых вместе с прилагаемыми графическими материалами. С учетом того, что эти графические материалы изображают только несколько аспектов в соответствии с данным изобретением, и таким образом не должны рассматриваться как ограничивающие его объем, изобретение будет описано с дополнительными деталями и подробностями с помощью прилагаемых графических материалов, в которых:
[0025] Фиг. 1 изображает систему контроля напряжения топливных элементов в соответствии с данным изобретением;
[0026] Фиг. 2 изображает схему измерения напряжения блока измерения напряжения в соответствии с данным изобретением;
[0027] Фиг. 3 изображает схему блока сравнения для блока сравнения в соответствии с данным изобретением; и
[0028] Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему типового способа контроля высокого напряжения и низкого напряжения системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов, которая содержит совокупность топливных элементов, в соответствии с данным изобретением, для контроля напряжения элементов, полностью выполненной согласно по меньшей мере некоторым аспектам изобретения, описанным в данном документе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0029] Следующее подробное описание ссылается на прилагаемые графические материалы, которые образуют его составную часть. В графических материалах аналогичные символы, как правило, идентифицируют аналогичные компоненты, если из контекста не следует иное. Иллюстрационные аспекты изобретения, описанные в подробном описании, графических материалах и формуле изобретения, не предназначены для ограничения. Могут быть использованы другие аспекты изобретения, и могут быть внесены другие изменения без отступления от сущности и объема объекта изобретения, представленного в данном документе. Термин «соединенный с» не указывает, что какие-либо два элемента соединены непосредственно, и указанные два элемента могут быть соединены опосредованно через по меньшей мере один промежуточный элемент. Легко понять, что аспекты данного изобретения, в целом описанные в данном документе и проиллюстрированные на фигурах, можно располагать, заменять, объединять, разделять и выполнять в широком разнообразии различных конфигураций, все из которых явно рассматриваются в данном документе.
[0030] В следующем описании хорошо известные функции или конструкции не описаны подробно, чтобы избежать затруднения понимания данного изобретения ненужными подробностями.
[0031] Фиг. 1 изображает систему контроля напряжения топливных элементов, выполненную в соответствии с по меньшей мере некоторыми аспектами изобретения, описанными в данном документе. Система 100 контроля напряжения элементов может содержать совокупность топливных элементов 10, плату 20 контроля напряжения элементов и автономную цифровую систему управления двигателем (АЦСУД) 25 летательного аппарата. Топливные элементы 10 могут представлять собой водородные топливные элементы и могут быть соединены последовательно в виде водородной системы генерирования электрической энергии, предоставляющей электрическую энергию для двигательной системы летательного аппарата. Плата 20 контроля напряжения элементов может содержать блоки измерения напряжения (БИН) 30, блоки сравнения (БС) 40, первый и второй полосно-пропускающие фильтры 50H, 50L низких частот, выходную шину 60 необработанного высокого напряжения элементов, выходную шину 70 необработанного низкого напряжения элементов, выходное буферное устройство 80 и выходной соединительный элемент 95.
[0032] Каждый топливный элемент 10 может быть соединен с блоком 30 измерения напряжения и блоком 40 сравнения. Каждый блок 30 измерения напряжения может измерять напряжение на отдельном топливном элементе 10, соединенном с блоком 30 измерения напряжения. Каждый блок 40 сравнения может принимать сигнал 90 от одного блока 30 измерения напряжения, соединенного с блоком 40 сравнения. Блок 40 сравнения может сравнивать сигнал 90, принимаемый от соединенного блока 30 измерения напряжения, с сигналом напряжения выходной шины 60 необработанного высокого напряжения элементов и сигналом напряжения выходной шины 70 необработанного низкого напряжения элементов.
[0033] Блок 40 сравнения может выводить сигнал 90 в виде сигнала 90H на выходную шину 60 необработанного высокого напряжения элементов, если сигнал 90 показывает напряжение на топливном элементе 10, соединенном с блоком 30 измерения напряжения, выше, чем напряжение, показываемое сигналом напряжения выходной шины 60 необработанного высокого напряжения элементов. Напряжение, показываемое сигналом напряжения выходной шины 60 необработанного высокого напряжения элементов, может представлять собой наиболее высокое напряжение, измеряемое любым блоком 30 измерения напряжения, соединенным с любым другим топливным элементом 10 платы 20 контроля напряжения элементов, что определяет любой блок 40 сравнения, соединенный с выходной шиной 60 необработанного высокого напряжения элементов. Выходная шина 60 необработанного высокого напряжения элементов может быть соединена с каждым блоком 40 сравнения платы 20 контроля напряжения элементов, а затем с первым полосно-пропускающим фильтром 50H низких частот. Выходная шина 60 необработанного высокого напряжения элементов может отправлять сигнал 90H в первый полосно-пропускающий фильтр 50H низких частот. Первый полосно-пропускающий фильтр 50H низких частот может фильтровать сигнал 90H, генерируя фильтрованный сигнал 90HF, и отправлять фильтрованный сигнал 90HF в выходное буферное устройство 80. Выходное буферное устройство 80 может буферизовать сигнал 90HF, генерируя буферизованный сигнал 90HB, и отправлять буферизованный сигнал 90HB в выходной соединительный элемент 95. Выходной соединительный элемент 95 может быть соединен с АЦСУД 25 и отправлять буферизованный сигнал 90HB в АЦСУД 25. Выходной соединительный элемент 95 может быть беспроводным или использовать любые другие средства передачи информации и может не иметь физического соединения с АЦСУД 25.
[0034] Блок 40 сравнения может выводить сигнал 90 в виде сигнала 90L на выходную шину 70 необработанного низкого напряжения элементов, если сигнал 90 показывает напряжение на топливном элементе 10, соединенном с блоком 30 измерения напряжения, ниже, чем напряжение, показываемое сигналом напряжения выходной шины 70 необработанного низкого напряжения элементов. Напряжение, показываемое сигналом напряжения выходной шины 70 необработанного низкого напряжения элементов, может представлять собой наиболее низкое напряжение, измеряемое любым блоком 30 измерения напряжения, соединенным с любым другим топливным элементом 10 платы 20 контроля напряжения элементов, что определяет любой блок 40 сравнения, соединенный с выходной шиной 70 необработанного низкого напряжения элементов. Выходная шина 70 необработанного низкого напряжения элементов может быть соединена с каждым блоком 40 сравнения платы 20 контроля напряжения элементов, а затем со вторым полосно-пропускающим фильтром 50L низких частот. Выходная шина 70 необработанного низкого напряжения элементов может отправлять сигнал 90L во второй полосно-пропускающий фильтр 50L низких частот. Второй полосно-пропускающий фильтр 50L низких частот может фильтровать сигнал 90L, генерируя фильтрованный сигнал 90LF, и отправлять фильтрованный сигнал 90LF в выходное буферное устройство 80. Выходное буферное устройство 80 может буферизовать сигнал 90LF, генерируя буферизованный сигнал 90LB, и отправлять буферизованный сигнал 90LB в выходной соединительный элемент 95. Выходной соединительный элемент 95 может отправлять буферизованный сигнал 90LB в АЦСУД 25. Буферизованный сигнал 90LB может показывать максимальное и минимальное напряжение, выводимое топливными элементами, соединенными с платой 20 контроля напряжения элементов.
[0035] Плата 20 контроля напряжения элементов может выводить буферизованные сигналы 90HB и 90LB, показывающие максимальное и минимальное напряжение, выводимое, соответственно, отдельным топливным элементом 10 из топливных элементов 10, соединенных с платой 20 контроля напряжения элементов, что определяют блоки 40 сравнения на основании значений напряжения, измеряемых блоками 30 измерения напряжения, соединенными с топливными элементами 10. Плата 20 контроля напряжения элементов может отправлять буферизованные сигналы 90HB и 90LB, показывающие максимальное и минимальное напряжение, выводимое, соответственно, отдельным топливным элементом 10 из топливных элементов 10, соединенных с платой 20 контроля напряжения элементов, в АЦСУД 25 летательного аппарата. АЦСУД 25 может управлять двигателем летательного аппарата в зависимости от показываемого максимального и минимального напряжения, выводимого платой 20 контроля напряжения элементов.
[0036] Фиг. 2 изображает схему измерения напряжения блока измерения напряжения, выполненную в соответствии с по меньшей мере некоторыми аспектами изобретения, описанными в данном документе. Те компоненты на Фиг. 2, которые имеют обозначения, идентичные компонентам по Фиг. 1, не будут описаны снова в целях краткости.
[0037] Блок 30 измерения напряжения может содержать токовый шунт 110 и дифференциальный операционный усилитель 120. Дифференциальный операционный усилитель 120 может содержать гальваническую изоляцию. Блок 30 измерения напряжения может получать питание от напряжения топливного элемента 10. Блок 30 измерения напряжения может получать питание от топливного элемента 10 через источник 130 питания. В примере источник 130 питания может содержать полупроводниковый стабилитрон, ограничивающий напряжение, и резистор, ограничивающий ток, соединенные последовательно.
[0038] Фиг. 3 изображает схему блока сравнения для блока сравнения, выполненную в соответствии с по меньшей мере некоторыми аспектами изобретения, описанными в данном документе. Те компоненты на Фиг. 3, которые имеют обозначения, идентичные компонентам по Фиг. 1-2, не будут описаны снова в целях краткости.
[0039] Как указано выше, каждый блок 40 сравнения может принимать сигнал 90 от блока 30 измерения напряжения, соединенного с блоком 40 сравнения. Дифференциальный операционный усилитель 120 блока 30 измерения напряжения может отправлять сигнал 90 в блок 40 сравнения. Схема блока 40 сравнения может представлять собой аналоговую схему. Схема блока 40 сравнения может быть основана на логическом принципе «ИЛИ» для выходной шины 60 необработанного высокого напряжения элементов и может быть основана на логическом принципе «И» для выходной шины 70 необработанного низкого напряжения элементов. Блок 40 сравнения может содержать два выхода и быть соединенным с выходной шиной 60 необработанного высокого напряжения элементов и выходной шиной 70 необработанного низкого напряжения элементов.
[0040] Блок 40 сравнения может сравнивать сигнал 90, принимаемый от соединенного блока 30 измерения напряжения, с сигналом напряжения выходной шины 60 необработанного высокого напряжения элементов и сигналом напряжения выходной шины 70 необработанного низкого напряжения элементов. Блок 40 сравнения может выводить сигнал 90H на выходную шину 60 необработанного высокого напряжения элементов, если сигнал 90 показывает напряжение, измеряемое блоком 30 измерения напряжения, выше, чем напряжение, показываемое сигналом напряжения выходной шины 60 необработанного высокого напряжения элементов. Сигнал напряжения выходной шины 60 необработанного высокого напряжения элементов может представлять собой стационарный сигнал. Напряжение, показываемое сигналом напряжения выходной шины 60 необработанного высокого напряжения элементов, может представлять собой наиболее высокое напряжение, измеряемое любым блоком 30 измерения напряжения, соединенным с любым блоком 40 сравнения, соединенным с выходной шиной 60 необработанного высокого напряжения элементов. Блок 40 сравнения может выводить сигнал 90L на выходную шину 70 необработанного низкого напряжения элементов, если сигнал 90 показывает напряжение, измеряемое блоком 30 измерения напряжения, ниже, чем напряжение, показываемое сигналом напряжения выходной шины 70 необработанного низкого напряжения элементов. Сигнал напряжения выходной шины 70 необработанного низкого напряжения элементов может представлять собой стационарный сигнал. Напряжение, показываемое сигналом напряжения выходной шины 70 необработанного низкого напряжения элементов, может представлять собой наиболее низкое напряжение, измеряемое любым блоком 30 измерения напряжения, соединенным с любым блоком 40 сравнения, соединенным с выходной шиной 70 необработанного низкого напряжения элементов.
[0041] Устройство в соответствии с данным изобретением может измерять напряжение водородных топливных элементов и предоставлять максимальное и минимальное значение напряжения в контроллер, поддерживая стандарты протокола взаимодействия для летательного аппарата. Устройство в соответствии с данным изобретением может измерять напряжение водородных топливных элементов и предоставлять максимальное и минимальное значение напряжения в контроллер и быть сертифицированным для использования в авиационной промышленности. Устройство в соответствии с данным изобретением может измерять напряжение водородных топливных элементов и предоставлять максимальное и минимальное значение напряжения в контроллер, не требуя большого количества импульсных источников питания. Устройство в соответствии с данным изобретением может измерять напряжение водородных топливных элементов и предоставлять максимальное и минимальное значение напряжения в контроллер, не требуя большого количества фильтров подавления электромагнитных помех (ЭМП). Устройство в соответствии с данным изобретением может не требовать цифровой связи с платой контроля и может не требовать аналого-цифрового преобразования. Устройство в соответствии с данным изобретением может не требовать блока микроконтроллера с дополнительными источниками питания, схем защиты блока управления или программного обеспечения для управления устройством контроля напряжения. Устройство в соответствии с данным изобретением может не требовать прохождения сертификации программного обеспечения. Устройство в соответствии с данным изобретением может быть более эффективным с точки зрения затрат по сравнению с современными доступными устройствами контроля напряжения водородных топливных элементов.
[0042] Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему типового способа контроля высокого напряжения и низкого напряжения системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов, содержащей совокупность топливных элементов, выполненной согласно по меньшей мере некоторым аспектам изобретения, представленным в данном документе. Типовой способ может включать одну или большее количество операций, действий или функций, проиллюстрированных одним или большим количеством блоков S2, S4 и/или S6. Несмотря на то, что они показаны в виде отдельных блоков, различные блоки можно разделить на дополнительные блоки, объединить в меньшее количество блоков или исключить, в зависимости от желаемого варианта реализации.
[0043] Обработка может начинаться в блоке S2, «Измерение напряжения каждого топливного элемента из совокупности топливных элементов». В блоке S2 может быть измерено напряжение каждого топливного элемента системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов. Один блок измерения напряжения может быть соединен с каждым топливным элементом системы генерирования электрической энергии на базе топливных элементов. Каждый блок измерения напряжения может измерять напряжение на отдельном топливном элементе, соединенном с блоком измерения напряжения.
[0044] Обработка может продолжаться из блока S2 в блоке S4, «Сравнение сигнала, относящегося к напряжению каждого топливного элемента, с сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов и сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов». В блоке S4 сигнал, относящийся к напряжению каждого топливного элемента, может сравниваться с сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов и сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов. Каждый блок сравнения может принимать сигнал, относящийся к напряжению каждого топливного элемента, от одного блока измерения напряжения, соединенного с блоком сравнения. Каждый блок сравнения может быть соединен с выходной шиной необработанного высокого напряжения элементов и выходной шиной необработанного низкого напряжения элементов. Каждый блок сравнения может сравнивать сигнал, относящийся к напряжению каждого топливного элемента, принимаемый от соединенного блока измерения напряжения, с сигналом напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов и сигналом напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов.
[0045] Обработка может продолжаться из блока S4 в блоке S6, «Вывод сигнала, относящегося к напряжению каждого топливного элемента, на основании сравнения с выходной шиной необработанного высокого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение выше, чем напряжение, показываемое сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов, или выходной шиной необработанного низкого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение ниже, чем напряжение, показываемое сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов». В блоке S6 блок сравнения может выводить сигнал, относящийся к напряжению каждого топливного элемента. Вывод сигнала из блока сравнения может быть основан на сравнении сигнала с напряжением, показываемым сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов, и с напряжением, показываемым сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов. Сигнал может выводиться на выходную шину необработанного высокого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение выше, чем напряжение, показываемое сигналом высокого напряжения выходной шины необработанного высокого напряжения элементов. Сигнал может выводиться на выходную шину необработанного низкого напряжения элементов, если сигнал показывает напряжение ниже, чем напряжение, показываемое сигналом низкого напряжения выходной шины необработанного низкого напряжения элементов.
[0046] Следует понимать, что описываемая конструкция может содержать любые подходящие механические, электрические и/или химические компоненты для работы описываемой системы или ее компонентов. Например, такие электрические компоненты могут включать любые подходящие электрические, электромеханические и/или электрохимические схемы, которые могут содержать одну или большее количество печатных плат или быть соединенными с ними. Понятно, что описание вычислительных устройств и/или серверов могут включать, например, «контроллер», «процессор», «устройство цифровой обработки данных» и подобные термины, которые использованы для указания микропроцессора или центрального процессора (ЦП) для обработки, анализа, передачи и/или приема информации/данных/сигналов. ЦП представляет собой электронную схему в компьютере, которая исполняет команды компьютерной программы, выполняя базовые арифметические и логические операции, а также операции управления и ввода/вывода (I/O), указываемые командами, и в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, содержит служебные вычислительные машины. В некоторых аспектах изобретения контроллер содержит операционную систему, выполненную с возможностью выполнения исполняемых команд. Операционная система представляет собой, например, программное обеспечение, содержащее программы и данные, которое управляет аппаратным обеспечением описываемого устройства и предоставляет службы для исполнения приложений, используемых с описываемым устройством. Специалист в данной области техники поймет, что подходящие серверные операционные системы включают, в качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD, Linux, Apple Mac OS X Server, Oracle Solaris, Windows Server и Novell NetWare. В некоторых аспектах изобретения операционную систему предоставляет облачная вычислительная среда.
[0047] В некоторых аспектах изобретения термин «контроллер» может быть использован для указания устройства, которое управляет передачей данных от компьютера или вычислительного устройства в периферийное или отдельное устройство и наоборот, и/или механического и/или электромеханического устройства (например, рычага, кнопки и т.п.), которое механически управляет периферийным или отдельным устройством и/или приводит его в действие.
[0048] В аспектах изобретения контроллер содержит накопительное и/или запоминающее устройство. Накопительное и/или запоминающее устройство представляет собой одно или большее количество физических устройств, используемых для хранения данных или программ на временной или постоянной основе. В некоторых аспектах изобретения контроллер содержит энергозависимое запоминающее устройство и требует энергии для хранения сохраняемой информации. В различных аспектах изобретения контроллер содержит энергонезависимое запоминающее устройство и хранит сохраняемую информацию, когда он не получает энергию. В некоторых аспектах изобретения энергонезависимое запоминающее устройство включает флеш-память. В определенных аспектах изобретения энергонезависимое запоминающее устройство включает динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM). В некоторых аспектах изобретения энергонезависимое запоминающее устройство включает ферроэлектрическое оперативное запоминающее устройство (FRAM). В различных аспектах изобретения энергонезависимое запоминающее устройство включает оперативное запоминающее устройство с фазовым кодированием (PRAM). В определенных аспектах изобретения контроллер представляет собой накопительное устройство, включающее в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, CD-ROM, DVD, флеш-накопители, накопители на магнитных дисках, накопители на магнитных лентах, накопители на оптических дисках и хранилища на облачных серверах. В различных аспектах изобретения накопительное и/или запоминающее устройство представляет собой комбинацию таких устройств, которые описаны в данном документе.
[0049] В различных аспектах изобретения запоминающее устройство может представлять собой оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, запоминающее устройство на магнитных дисках, твердотельное запоминающее устройство, запоминающее устройство на оптических дисках и/или запоминающее устройство другого типа. В различных вариантах реализации изобретения запоминающее устройство может быть отдельным от контроллера и может выполнять обмен данными с процессором через коммуникационные шины печатной платы и/или через коммуникационные кабели, такие как последовательные кабели ATA или кабели других типов. Запоминающее устройство содержит машиночитаемые команды, которые исполняет процессор, управляющий контроллером. В различных вариантах реализации изобретения контроллер может содержать интерфейс беспроводной сети для обмена данными с другими компьютерами или сервером. В вариантах реализации изобретения накопительное устройство может использоваться для хранения данных. В различных вариантах реализации изобретения процессор может представлять собой , например, без ограничения, процессор для цифровой обработки сигналов, микропроцессор, специализированную интегральную схему, графический процессор (ГП), программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС) или центральный процессор (ЦП).
[0050] Запоминающее устройство хранит подходящие команды, исполняемые процессором, для приема данных от датчиков (например, данных от GPS, камеры и подобных датчиков), доступа к накопительному устройству контроллера, генерирования необработанного изображения на основании данных от датчиков, сравнения необработанного изображения с калибровочным набором данных, идентификации объекта на основании сравнения необработанного изображения с калибровочным набором данных, передачи данных объекта в устройство последующей обработки наземного базирования и отображения данных объекта на графическом интерфейсе пользователя. Хотя контроллер проиллюстрирован в виде части описываемой конструкции, предполагается также, что он может быть удален от описываемой конструкции (например, находится на удаленном сервере) и доступен для описываемой конструкции посредством кабельного или беспроводного соединения. В вариантах реализации изобретения, в которых контроллер удален, предполагается, что контроллер может быть доступен для нескольких узлов и/или компонентов описываемой системы и соединен с ними.
[0051] Термин «приложение» может включать компьютерную программу, разработанную для выполнения конкретных функций, задач или действий в интересах пользователя. Приложение может относиться, например, к программному обеспечению, работающему локально или удаленно в качестве самостоятельной программы или в веб-браузере, либо другому программному обеспечению, которое специалист в данной области техники будет считать приложением. Приложение может работать в описываемых контроллерах или в устройстве пользователя, в том числе, например, в мобильном устройстве, электронном устройстве с выходом в интернет или серверной системе.
[0052] В некоторых аспектах изобретения контроллер содержит дисплей, предоставляющий визуальную информацию пользователю. В различных аспектах изобретения дисплей представляет собой электронно-лучевую трубку (ЭЛТ). В различных аспектах изобретения дисплей представляет собой жидкокристаллический дисплей (ЖКД). В некоторых аспектах изобретения дисплей представляет собой жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах (ТПТ-ЖКД). В аспектах изобретения дисплей представляет собой дисплей на органических светоизлучающих диодах (ОСИД). В некоторых аспектах изобретения ОСИД-дисплей представляет собой дисплей с пассивной матрицей ОСИД (ПМОСИД) или с активной матрицей ОСИД (АМОСИД). В аспектах изобретения дисплей представляет собой плазменный дисплей. В некоторых аспектах изобретения дисплей представляет собой видеопроектор. В различных аспектах изобретения дисплей интерактивен (например, содержит сенсорный экран или датчик, такой как камера, трехкоординатный датчик, лидар, радар и т.п.) и может обнаруживать действия/жесты/реакции пользователя. В некоторых аспектах изобретения дисплей представляет собой комбинацию устройств, таких как описываемые в данном документе.
[0053] Контроллер может содержать сервер и/или сеть или быть соединен с ними. В контексте данного документа термин «сервер» включает «компьютерный сервер», «центральный сервер», «главный сервер» и подобные термины, указывающие на компьютер или устройство в сети, которое управляет описываемыми устройствами, их компонентами и/или их ресурсами. В контексте данного документа термин «сеть» может включать любую сетевую технологию, в том числе, среди прочего, например, сотовую сеть передачи данных, кабельную сеть, оптоволоконную сеть, спутниковую сеть и/или беспроводную сеть IEEE 802.11a/b/g/n/ac.
[0054] В различных аспектах изобретения контроллер может быть соединен с узловой сетью. В контексте данного документа «узловая сеть» представляет собой топологическую схему сети, в которой каждый узел передает данные для сети. Все узлы сети взаимодействуют при распределении данных в сети. Ее можно применять как в кабельных, так и в беспроводных сетях. Беспроводную узловую сеть можно считать сетью беспроводного типа с адаптивной самоконфигурацией. Таким образом, беспроводные узловые сети родственны мобильным сетям с адаптивной самоконфигурацией (MANET). Хотя MANET не ограничены конкретной топологией узловой сети, беспроводные сети с адаптивной самоконфигурацией или MANET могут принимать любую форму топологии сети. Узловые сети могут передавать сообщения с помощью либо технологии лавинной адресации, либо технологии маршрутизации. При маршрутизации сообщение распространяется по пути, перескакивая с узла на узел, пока не достигнет своего пункта назначения. Чтобы гарантировать доступность всех своих путей, сеть должна обеспечивать непрерывные соединения и должна перенастраиваться вокруг разорванных путей, используя алгоритмы самовосстановления, такие как мост кратчайшего пути. Самовосстановление позволяет сети на основе маршрутизации работать, когда узел выходит из строя или когда соединение становится ненадежным. В результате сеть, как правило, довольно надежна, поскольку в сети часто существует более одного пути между источником и пунктом назначения. Этот принцип можно применять также к кабельным сетям и к взаимодействию программного обеспечения. Узловая сеть, все узлы которой соединены друг с другом, представляет собой сеть с полным соединением.
[0055] В некоторых аспектах изобретения контроллер может содержать один или большее количество модулей. В контексте данного документа термин «модуль» и подобные термины использованы для обозначения самостоятельного компонента аппаратного обеспечения центрального сервера, который в свою очередь содержит программные модули. В программном обеспечении модуль представляет собой часть программы. Программы состоят из одного или большего количества независимо разработанных модулей, которые не объединяются до тех пор, пока программа не будет связана. Один модуль может содержать одну или несколько процедур или секций программ, которые выполняют конкретную задачу.
[0056] В контексте данного документа контроллер содержит программные модули для управления различными аспектами и функциями описываемой системы или ее компонентов.
[0057] Описываемая конструкция может использовать также один или большее количество контроллеров для приема различной информации и преобразования принимаемой информации для генерирования выходных данных. Указанный контроллер может содержать вычислительное устройство любого типа, вычислительную схему или процессор любого типа или устройство обработки данных, способное исполнять ряд команд, которые хранятся в запоминающем устройстве. Контроллер может содержать несколько процессоров и/или многоядерных центральных процессоров (ЦП) и может содержать процессор любого типа, такой как микропроцессор, процессор для цифровой обработки сигналов, микроконтроллер, программируемое логическое устройство (ПЛУ), программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) и тому подобное. Контроллер может содержать также запоминающее устройство для хранения данных и/или команд, которые при исполнении одним или большим количеством процессоров заставляют указанный один или большее количество процессоров выполнять один или большее количество способов и/или алгоритмов.
[0058] Как можно понять, крепление любых компонентов описываемых систем может осуществляться с помощью известных технологий крепления, таких как сварка, опрессовка, склеивание, соединение крепежными элементами и т.п.
[0059] Каждая из фраз «в аспекте изобретения», «в аспектах изобретения», «в различных аспектах изобретения», «в некоторых аспектах изобретения» или «в других аспектах изобретения» может относиться к одному или большему количеству одинаковых или различных аспектов изобретения в соответствии с данным описанием. Аналогичным образом, каждая из фраз «в варианте реализации изобретения», «в вариантах реализации изобретения», «в различных вариантах реализации изобретения», «в некоторых вариантах реализации изобретения» или «в других вариантах реализации изобретения» может относиться к одному или большему количеству одинаковых или различных вариантов реализации изобретения в соответствии с данным описанием. Фраза в форме «A или B» означает «(A), (B) или (A и B)». Фраза в форме «по меньшей мере один элемент из A, B или C» означает «(A); (B); (C); (A и B); (A и C); (B и C) или (A, B и C)».
[0060] Следует понимать, что различные аспекты изобретения, описываемые в данном документе, можно объединять в комбинации, отличные от комбинаций, конкретно представленных в данном описании и прилагаемых графических материалах. Также следует понимать, что, в зависимости от примера, определенные действия или события по любому из технологических процессов или способов, описанных в данном документе, можно выполнять в другой последовательности, можно добавлять, объединять или вообще пропускать (например, все описанные действия или события могут не быть необходимыми для реализации технологий).
[0061] Определенные аспекты данного изобретения могут включать некоторые, все или не включать упомянутые выше преимущества и/или одно или большее количество других преимуществ, вполне очевидных для специалиста в данной области техники из графических материалов, описаний и формулы изобретения, включенных в данный документ. Кроме того, хотя конкретные преимущества были представлены выше, различные варианты реализации данного изобретения могут включать все, некоторые или не включать перечисленные преимущества и/или другие преимущества, не представленные конкретно выше.
[0062] Аспекты изобретения, описываемые в данном документе, представляют собой примеры по данному изобретению и могут быть реализованы в различных формах. Например, хотя некоторые варианты реализации изобретения в данном документе описаны в качестве отдельных аспектов изобретения, каждый из аспектов изобретения в данном документе может быть объединен с одним или большим количеством других аспектов изобретения в данном документе. Конкретные конструкционные и функциональные детали, описываемые в данном документе, следует рассматривать не в качестве имеющих ограничительный характер, а лишь в качестве основы для формулы изобретения и в качестве представительной основы для руководства специалистам в данной области техники по разнообразным применениям данного изобретения практически в любой соответствующим образом детализированной конструкции. Одинаковые числовые обозначения могут относиться к аналогичным или идентичным элементам во всем описании фигур.
[0064] Специалисты в данной области техники поймут, что конструкции и способы, конкретно описанные в данном документе и проиллюстрированные на прилагаемых фигурах, представляют собой типовые аспекты изобретения, не имеющие ограничительного характера, и что описание данного изобретения и фигуры следует рассматривать лишь в качестве примеров конкретных аспектов изобретения. Таким образом, следует понимать, что данное изобретение не ограничено точными описанными аспектами изобретения, и что специалист в данной области техники может внести различные другие изменения и модификации без отступления от объема или идеи изобретения. Кроме того, предполагается, что элементы и детали, проиллюстрированные или описанные в связи с одним типовым аспектом изобретения, можно объединить с элементами и деталями другого без отступления от объема данного изобретения, и что такие модификации и изменения также должны быть включены в объем данного изобретения. Фактически, любая комбинация любых описанных элементов и деталей находится в пределах объема данного изобретения. Соответственно, объект данного изобретения не следует ограничивать тем, что было конкретно показано и описано.