本公开总体上涉及用于将基于氢的化学能转化为电的燃料电池系统。更具体地，本公开的各方面涉及质子交换膜(pem)燃料电池堆的燃料电池插入系统和程序。
目前生产的机动车辆，例如现代汽车，最初装备有动力传动系，用于推进车辆并向车载电子装置供电。动力传动系，包括并且通常被错误分类为车辆传动系，其通常包括原动机，该原动机通过多速动力传输向车辆的最终驱动系统(例如，差速器、车轴和车轮)传输驱动力。汽车通常由往复活塞式内燃机(ice)提供动力，因为其易于获得且成本相对便宜、重量轻及其总体效率较好。作为一些非限制性示例，这种发动机包括两冲程和四冲程压缩点火(ci)柴油机、四冲程火花点火(si)汽油机、六冲程体系架构和旋转式发动机。另一方面，混合动力车辆和电动车辆利用诸如电动发电机的替代动力源来推进车辆，并最小化对发动机的依赖，从而提高整体燃料经济性。
混合动力和全电动车辆动力系采取各种架构，其中一些架构利用燃料电池堆来为一个或多个电力牵引马达供电。燃料电池堆是一种电化学装置，通常由接收氢(h2)的负极、接收氧(o2)的正极以及介于负极和正极之间的电解质组成。在负极处诱发电化学反应以氧化氢分子产生自由质子(h+)，然后使其通过电解质用于在正极处被氧化剂，诸如氧，还原。特别地，在负极催化剂层中，氢在氧化半电池反应中被催化分解以产生质子和电子。这些质子通过电解质到达正极，在那里质子与正极中的氧和电子反应生成水。然而，来自负极的电子不能通过电解质，因此，在被送到正极之前通过，诸如马达或电池的负载，被重新引导。
燃料电池堆设计通常用于汽车应用，利用固体聚合物电解质(spe)膜或质子交换膜(pem)在负极和正极之间提供离子传送。质子交换膜燃料电池(pemfc)通常使用固体聚合物电解质质子传导膜，例如全氟磺酸膜。负极和正极通常包括极细分散的催化颗粒，例如负载在碳颗粒上并与离聚物混合的铂(pt)。催化混合物沉积在膜的侧面以形成负极和正极催化层。负极催化剂层、正极催化剂层和电解质膜的组合限定了膜电极组件(mea)，其中负极催化剂和正极催化剂被负载在离子导电固体聚合物膜的相对面上。
作为pemfc制造的一部分，每个新组装的燃料电池堆通常在堆操作的孵育期中循环以“插入”mea。在燃料电池堆插入程序期间，mea被调节成使得堆的端电压随时间逐渐升高以确保端电压稳定在或接近通常恒定的峰值电压水平。对于新制造的燃料电池堆中的mea，经常需要插入以获得用于堆的长期操作的最佳性能。mea插入的主要功能可包括：薄膜加湿、去除由mea制造产生的残余溶剂和其它杂质以及从催化剂中去除阴离子以活化反应位点。目前用于在燃料电池堆中插入mea的程序可能需要多个小时的燃料电池操作，以针对不同水平的所得功能。此外，许多已知的插入程序需要消耗大量的氢和电力，两者供应费用昂贵。燃料电池堆插入的一些方法是非常强烈的，包括高电压操作(例如，超过300伏(v))和高燃料电池温度，这要求增加电绝缘、大量冷却剂流和昂贵设备。
技术实现要素：
本文公开的是燃料电池堆插入程序、用于实现插入程序的燃料电池调节系统以及具有根据所公开的插入程序调节的燃料电池堆的机动车辆。作为示例而非限制，呈现一种新的燃料电池堆插入程序，其利用低成本测试设备、低温操作以及使用水和再生氢的低电压操作。在这个示例中，pem燃料电池堆的插入可以通过以“氢泵送模式”操作堆来实现，在“氢泵送模式”中，将增湿h2供给到负极，而去离子水(液体或蒸汽)，而不是空气或浓缩的氧气，被供给到正极。当作为电化学氢泵操作时，燃料电池相对于在电池的负极入口处接收的进入流，在电池的正极排气处产生较纯的氢流。诸如电子恒电位器之类的电源可用于在每个电池或整个电池堆上施加正电流，例如，在约0.05至1.5安培/平方厘米(a/cm2)的范围内，而对于每个电池，电池电压在大约0到150mv的范围内。例如，对于这种构造，200个电池堆的最大插入电压要求是～30v。当h2在负极处被氧化时，通过析氢反应在正极中再生成等量的h2，使得不消耗净氢。从正极与液态水一起析出的氢可以与在水分离器中的负极排气结合，其中液态水被分离并且h2再循环回到负极入口。
至少一些所公开概念的伴随益处包括具有很少或没有净氢消耗的mea插入，以及较低的总电压和总电流要求(例如，小于80a时小于50v)。其他所产生的益处可以包括减少发热，从而有助于提供低温插入过程。其他优点可能包括减少调节时间和简单的低成本测试设备。通过降低电压要求、消除净氢消耗、减少测试设备投资以及最小化调节时间，所公开的燃料电池堆插入程序有助于降低堆制造成本，例如，用于堆检验测试或svt。
本公开的各方面针对用于调节新组装的燃料电池堆的每个mea的插入程序。例如，公开了用于调节燃料电池堆的膜组件的插入方法。该膜组件包括具有负极流体入口的负极、具有正极流体入口的正极以及设置在负极和正极之间的质子传导膜。该方法包括，以任何顺序以及与任何所公开特征的任何组合：命令增湿氢传送到负极流体入口；命令将去离子水传送到正极流体入口；命令在燃料电池堆上施加电流和电压循环；以及命令燃料电池堆在氢泵送模式下操作，直到确定燃料电池堆在燃料电池堆电压输出能力的预定阈值下操作。当在氢泵送模式下操作时，膜组件氧化负极中的增湿氢穿过质子传导膜将质子从负极传送到正极，并且通过析氢反应再生正极中的氢。电流可以以恒定值、方波和/或三角波的形式施加。在将增湿氢传输到负极并将去离子水传输到正极之前，该方法可以包括通过相应的流体入口命令增湿氮传输到负极和正极。
本公开的其它方面涉及具有根据任何所公开的插入程序调节的质子交换膜燃料电池(pemfc)的机动车辆。本文所使用的“机动车辆”可以包括任何相关的车辆平台，诸如乘用车辆(燃料电池混合动力、燃料电池电动、完全或部分自主等)、商用车辆、工业车辆、履带式车辆、越野和全地形车辆(atv)，农业设备、船只、飞机等。根据所公开的插入程序调节的膜电极组件可以用于其它应用，诸如便携式燃料电池装置，例如，用于为住宅和商业装置供电，以及固定燃料电池发电机，例如，旨在为机场、医院、学校、银行和家庭提供清洁、可靠的电力来源。
本公开另外的方面涉及用于完成新装配的燃料电池堆中的每个mea的插入的燃料电池调节系统。作为示例，呈现了一种用于实现燃料电池的膜组件插入的燃料电池调节系统。燃料电池调节系统包括将膜组件的负极连接到氢源的第一注入导管/软管，以及将膜组件的正极连接到水源的第二注入导管/软管。在燃料电池调节系统中还包括将燃料电池堆连接到电源的电连接器/电缆。燃料电池调节系统还可以包括水分离器、将负极连接到水分离器的第一排出导管/软管以及将正极连接到水分离器的第二排出导管/软管。
调节系统的电子控制单元被编程为：命令增湿氢从氢源通过第一注入导管传输到负极流体入口；命令去离子水从水源通过第二注入导管被传输到正极流体入口；命令通过电连接器向燃料电池堆施加电流和电压循环；以及，以氢泵送模式操作燃料电池堆，由此膜组件通过质子传导膜将质子从负极传送到正极，直到确定燃料电池堆在燃料电池堆电压输出能力的预定阈值下操作。
上述发明内容并不旨在表示本公开的每个实施例或每个方面。相反，前述发明内容仅提供了在此阐述的一些新颖方面和特征的例证。结合附图和所附权利要求，从以下对用于执行本公开的代表性实施例和代表性模式的详细描述中，本公开的以上特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。此外，本公开明确地包括上下文中呈现的元件和特征的任何和全部组合及子组合。
附图说明
图1是根据本公开各方面的用于燃料电池堆的插入的典型燃料电池调节系统的示意图。
图2是根据本公开概念各方面的典型燃料电池插入程序的流程图，其可以，例如，由控制逻辑电路、可编程电子控制单元或其它基于计算机的装置来执行。
图3是示出了根据本公开各方面的典型h2泵送插入电流和电压分布的曲线图。
图4a和4b是根据本公开各方面的比较常规h2/空气负载循环插入操作和典型h2泵送/水负载循环插入操作的调节效果的图表。
图5是示出了根据本公开各方面的h2泵送对燃料电池插入之间的正极cv的典型影响的图表。
图6是示出了根据本公开各方面的在正极中具有n2流的不同的安培/平方厘米(a/cm2)下的氢泵送操作的典型插入过程的曲线图。
本发明可容许有各种修改及替代形式，并且一些典型实施例已经通过示例在附图中示出并且将在本文中进行详细描述。然而，应当理解，本公开的新颖方面不限于在附图中示出的特定形式。相反，本公开将覆盖落入由所附权利要求限定的本公开的范围和精神内的所有修改、等同物、组合、子组合、替换、分组和替代。
具体实施方式
本公开容许有多种不同形式的实施例。在附图中示出并将在本文中详细描述本公开的典型实施例，且应理解，这些典型实施例将被认为是本公开原理的例证，并非旨在将本公开的广泛方面限制于到所示的实施例。就此而言，例如在摘要、发明内容及具体实施方式部分中公开但未在下面的权利要求中明确阐述的要素和限制不应该通过暗示、推断或以其它方式单独或共同地并入到权利要求中。出于本详细描述的目的，除非明确地放弃保护：单数包括复数，反之亦然；“和”和“或”这两个词应当是既可连接又可分离；“全部”一词的意思是“任何和所有”；“任何”一词的意思是“任何和所有”；而“包括”和“包含”和“具有”是指“包括但不限于”。此外，诸如“大约”、“几乎”、“基本上”、“近似”等的近似词语在本文中可以以，例如，“在、在...附近或接近于”或“在3-5％之内”或“在可接受的制造公差内”或其任何逻辑组合的含义使用。
现在参考附图，其中相同的附图标记贯穿几个视图指代相同的特征，在图1中示出总体用10表示的典型燃料电池调节系统的示意图，用于燃料电池堆20的插入。所示的燃料电池调节系统10仅仅是可以实践本公开的新颖方面和特征的示例性应用。同样地，质子交换膜燃料电池堆20的插入的本概念的实现也应当理解为本文公开的新颖概念的示例性应用。这样，将理解，本公开的许多方面和特征可以应用于其它燃料电池堆构造，并且由其它调节系统架构来实现。最后，本文呈现的附图不一定按比例绘制，纯粹是为了指导目的而提供的。因此，附图中所示的具体和相对尺寸不被解释为用于限制。
继续参考图1，燃料电池堆20由安装有(例如，彼此串联)pem型的多个燃料电池22构成。具体而言，每个燃料电池22，例如，是具有由质子传导性全氟磺酸膜28隔开的负极侧24和正极侧26的多层结构。负极扩散介质层30设置在pemfc22的负极侧24上，负极催化剂层32介于膜28和对应的扩散介质层30之间并且可操作地连接膜28。类似地，正极扩散介质层34设置在pemfc22的正极侧26上，正极催化剂层36介于膜28和相应的扩散介质层34之间并且可操作地连接膜28。这两个催化剂层32和36与膜28协作以全部或部分地限定mea38。扩散介质层30和34是多孔结构，其提供流体入口传送到mea38和从mea38流体出口传送流体。负极流场板(或“双极板”)40以与相对于负极扩散介质层30邻接的关系设置在负极侧24上。同样，正极流场板(或“双极板”)42以与相对于正极扩散介质层34邻接的关系设置在正极侧26上。冷却剂流道44横穿每个双极板40和42以允许冷却流体流过燃料电池22。各个流体入口端和歧管将氢燃料和氧化剂引导至负极和正极流场板中的通道。
图1呈现用于燃料电池堆20的插入的燃料电池调节系统10的简化框图。所示的燃料电池调节系统10通常可以代表能够用于插入的堆孵育任何类型的调节系统和/或测试环境。已经通过附图中的示例示出了仅仅选择调节系统10的部件，并且将在本文进行详细描述。然而，在不脱离本公开的预期范围的情况下，调节系统10可以包括许多附加的和替代的特征以及其它公知的外围部件。作为示例而非限制，氢(h2)和/或氮气(n2)入口气流(气态、浓缩、夹带或其它方式)经由(第一)流体注入导管或软管48从氢/氮源46传输至燃料电池堆20的负极侧24。负极排气经由(第一)流体排出导管或软管50离开堆20。压缩机或泵52经由(第二)流体注入管线或歧管54将例如去离子水(dih2o)和/或氮气(n2)的正极入口流提供至堆20的正极侧26。正极废气经由(第二)流体排出导管或歧管56从堆20输出。流量控制阀、流量限制器、过滤器以及用于调节流体流量的其它已知装置可以由图1的系统10来实现。
图1的燃料电池调节系统10还可以包括可操作用于在预调节、插入和调节后期间控制燃料电池堆42的温度的热子系统。根据图示的示例，冷却流体泵58将冷却流体通过冷却剂回路60泵送至燃料电池堆20并进入每个电池22中的冷却剂通道44。联接在冷却剂回路60中的散热器62和加热器64用于将堆20保持在所需的温度。调节系统10配备有用于监测系统操作和燃料电池插入过程的各种传感装置。例如，(第一)温度传感器66测量、监测或以其它方式检测在燃料电池堆20的冷却剂入口处的冷却剂的温度值，并且(第二)温度传感器68测量、监测或以其他方式检测在堆20的冷却剂出口处的冷却剂的温度值。电连接器或电缆74将燃料电池堆20连接到电源76。电压/电流传感器70可操作地在插入操作期间测量、监视或以其它方式检测堆20中的燃料电池22上的燃料电池电压和/或电流。
可编程电子控制单元(ecu)72有助于控制燃料电池调节系统10的操作。作为示例，ecu72从第一温度传感器66接收指示燃料电池堆20的冷却剂入口处的冷却剂的温度的一个或多个温度信号t1；ecu72可以响应地发布一个或多个命令信号c1来调制散热器62的操作。该ecu72还从温度传感器68接收一个或多个指示在电池组20的冷却剂出口处的冷却剂温度的温度信号t2；ecu72可以响应地发布一个或多个命令信号c2来调制散热器64的操作。ecu72还可以接收来自电压传感器70的一个或多个燃料电池电压信号v2，并且响应地发布一个或多个命令信号c3以调制流过燃料电池堆20的电流和电压。附加的传感器信号sn可以由ecu72接收，并且附加的控制命令cn可以从ecu72发布，例如，控制氢/氮源46、正极入口流量压缩机/泵52、冷却剂泵58或任何其它在此示出和/或描述的子系统。这样，ecu72可以调节氢、氮和水到燃料电池堆的流量。下面更详细地讨论由ecu72执行的用于执行堆20中的mea的插入的示例性算法。在图1中，连接ecu72与系统10的各种部件的箭头是电子信号或其它通信交换的标志，通过该交换，数据和/或控制命令从一个部件传输到另一个部件。
现在参考图2的流程图，用于操作燃料电池调节系统(诸如图1的调节系统10)的改进方法或控制策略，用于使堆中的一个或多个燃料电池(诸如图1中的电池堆20的电池22)的插入，例如，根据本公开的各方面一般在100处进行描述。图2中所示及下面进一步详细描述的一些或全部操作可以表示与处理器可执行指令对应的算法，该处理器可执行指令例如可以存储在如主存储器或辅助存储器中，并且，例如，由ecu、cpu、电路板或远程控制逻辑电路或其它装置执行，以执行与所公开概念相关联的以上和/或下面描述的功能中的任何一个或全部。
方法开始于框101，将燃料电池堆20的合适的负极和正极流体入口和流体出口连接到对应的流体注入导管/软管48、54和流体排出导管/软管50、56。框103包括将电连接器/电缆74连接到燃料电池堆20。取决于燃料电池调节系统的特定架构，这些连接(和随后的断开)可手动和/或自动执行。框103可以进一步包括启动提示程序，用于启动操作耦合的燃料电池堆20的插入孵育期。在框101和103完成之前、同时或之后，燃料电池堆20可以被预热，例如，在大约70-185°f的范围内，或者可选地，在大约140-160°f的范围内经由图1的热子系统，作为插入程序启动之前的预调节过程的一部分。然而，在插入期间，对于至少一些应用，可能希望在大约60-80°f的温度或，例如，在65-75°f的范围内，或者一个更具体示例，在室温下操作燃料电池堆20。
方法100继续到框105，使惰性气体流过燃料电池堆20的负极区和正极区24、26，作为在堆20的孵育之前的预调节过程的一部分。这可以包括ecu72发射命令信号，以将氩、氦或氮或其任何组合从互补的惰性气体源传输到负极和正极的流体入口。至少在一些应用中，对于燃料电池调节系统10来说，使用两个分立的气体源也是合理的，其中每个气体源包含不同的惰性气体，一个用于堆20的负极侧24，一个用于堆20的正极侧26。该惰性气体流可以例如经由热子系统40注入的水或经由用于增湿气流的其它已知技术来增湿。无论惰性气体在被堆接收之前是否被增湿，供给到燃料电池堆20的一种或多种气体在预调节期间都不会引起电化学反应的发生。
在完成指定的预调节阶段(例如，大约20-30分钟)之后，在该预调节阶段期间燃料电池堆20准备好插入，停止向负极侧的惰性气体的流动，并在框107切换到增湿氢(h2)。该操作可以包括生成命令信号的ecu72，该命令信号指示氢/氮源46将增湿氢传输到负极流体入口，同时停止将氮传送到负极。以类似的方式，在框109中，停止向堆的正极侧的惰性气体的流动并将其切换成去离子水。可选的实施方案可能需要维持n2的流动，并向正极输入供给dih2o。该操作可以包括生成命令信号的ecu72，该命令信号指示压缩机/泵52将去离子水传输到正极流体入口，同时停止将氮传输到正极。例如，取决于燃料电池堆的大小和功率输出，根据例如，电流，增湿氢可以以约30至700标准升/分钟(slpm)传输至堆的负极侧。此外，去离子水可以以大约5-20毫升每分钟(ml/min)，或者在至少一些实施例中以大约8-12ml/min，或者可选地以大约10ml/min的速率传输到堆的正极侧。插入程序可以用大约90-110千帕(kpaa)的绝对压力来完成，或者在至少一些实施例中用大约105kpaa来完成。
继续参考图2，燃料电池堆插入程序100继续到框111，采用本地或外部电源，诸如图1的电源76，将电流施加到堆20中的每个电池22，并且可选地，监测电池/电池堆电压。框111可以包括产生用于专用微控制器或其他分立ic装置的适当命令信号的ecu72，其可以具有电子功率控制单元(pcu)的性质，以在燃料电池堆上施加电流。诸如多通道电压和电流计以及数据记录器之类的适当的电子装置，可以用于在电池插入期间选择性地、系统地或随机地取样和记录电压和电流。上述命令信号还可能需要对燃料电池堆施加电压循环，并将所述循环限制在预定低电位与预定高电位之间的指定循环范围内。
在更具体的非限制性示例中，方法100可以要求预定的有限数量的电压循环(例如，大约10到50个循环或者大约20到40个循环)施加在堆上，电压在低电位(例如，约0.05-0.1v)和高电位(例如，约0.9-1.2v)之间进行循环，扫描速率约为5mv/sec至250mv/sec。在典型应用中，图3示出了用于典型氢泵送操作的电压-电流分布图。在典型应用中，电压以50mv/sec的扫描速率在0.05v和1.2v之间进行循环。对于至少一些实现方式来说，希望电压循环以大约20到48个单元的组中进行，以保持总电池电压低于50v。试验将在h2在负极室流动、n2在正极室流动的情况下进行。
在图2的框113处，插入程序100回收并储存由燃料电池堆20的正极侧26产生的氢，并且在图2的框115中在预定数量的循环或预定的持续时间之后完成插入过程。根据图1所示的示例，ecu72生成使燃料电池堆20在“氢泵送模式”中操作的命令信号，直到确定燃料电池堆在燃料电池堆电压输出能力的预定阈值下操作。当在氢气泵送模式下操作时，mea38氧化负极催化剂层32中的增湿氢，将质子穿过质子传导性全氟磺酸膜28进行传送，并通过析氢反应在pemfc22的正极侧26上再生氢。析氢反应可以典型作为通过质子还原过程产生氢(h2)。氢的产生一般是基于解吸来自正极表面的分子。在析氢反应(her)中，例如，用酸性电解质，氢产生自反应：2h++2e→h2(g)。ecu72然后可以发射命令信号，要求释放的氢和来自正极侧26的液态h2o通过流体排出导管或歧管56被传送到水分离器78(图1)，其中来自正极的氢和水与通过流体排出导管50从负极侧24排出的耗尽的贫氢相结合。然后，ecu72可以命令该水分离器78从水中分离氢，并且将分离的氢再循环回到负极流体入口。
公开的插入程序具有许多功能和优点，包括，单独或任何组合：有助于除去在制造mea和燃料电池堆时引入的残余杂质；有助于活化催化剂金属反应位点，否则其不能参与反应；有助于确保反应物向催化剂的转移路径；和/或有助于通过充分水合包含在电解质膜和电极中的电解质来确保质子传递路径。公开的燃料电池的孵育和插入还可以：协助加速催化剂反应动力学、改善膜水合作用、改善电接触表面形成并辅助形成三相边界。膜水合有助于改善质子的导电性，其中水分子存在于膜的孔内，这反过来又促进氢离子转移。电接触表面形成有助于降低电接触电阻。三相界面形成有助于加速每个单独燃料电池中的电化学反应。
图4a和4b比较了在负载循环条件下使用氢(负极)和空气(正极)的传统插入程序的调节效果，在图4a中指示为201a，在图4b指示为201b，以及根据本公开典型插入程序，其采用氢泵送和负载循环的增湿h2(负极)和去离子水(正极)，在图4a中指示为203a，在图4b指示为203b。在这个典型示例中，h2泵送进行大约4小时，而负载循环时间大约为55分钟。这种比较有助于表明所公开的插入程序提供了与传统调节方法大致相同的性能增益，并且成本明显较低，例如，净氢消耗很少或没有、电池工作温度低、较低的总电压和总电流要求。
图5描绘了在h2泵送燃料电池插入之间正极cv(高达1.2v)的影响。在此示例中，在301处示出了具有负载循环n＝1的常规插入、在303处示出了h2泵送n＝3的插入程序、在305处示出了h2泵送和n＝1的正极循环伏安法(cv)的插入程序、在307处示出了具有h2泵送和n＝1的正极80℃循环伏安法(cv)的插入程序。图6描绘了在每平方厘米(a/cm2)的不同安培数的情况下，在正极中的n2流动情况下，氢泵送操作的插入过程的示例。例如，在401时，在80℃的h2泵送下，伴随有低压电流密度的正极中的n2流动的插入过程，在402处示出了在80℃下用h2泵送下，伴随有高压电流密度的正极中的n2流动的插入过程。401和402都覆盖了相应的常规插入程序，而无需h2泵送。在t＝0时，没有插入。
在一些实施例中，本公开的各方面可以通过计算机可执行的指令程序来实现，诸如程序模块，通常被称为软件应用程序或由车载计算机执行的应用程序。软件可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的非限制性示例、例程、程序、对象、部件和数据结构。软件可以形成允许计算机根据输入源来作出反应的界面。软件还可以与其它代码段协作以响应于与接收到的数据源一起接收到的数据来发起各种任务。软件可以存储在各种存储介质中，诸如cd-rom、磁盘、气泡存储器和半导体存储器(例如，各种类型的ram或rom)。
此外，本公开的各方面可以用包括多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子设备、小型计算机、大型计算机等的各种计算机系统和计算机网络构造来实践。另外，本公开的各方面可以在其中由通过通信网络链接的远程处理装置执行任务的分布式计算环境中来实践。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储器存储装置的本地和远程计算机存储介质中。因此，可以在计算机系统或其它处理系统中结合各种硬件、软件或其组合来实现本公开的各方面。
本文中所描述的任何方法可以包括用于由(a)处理器、(b)控制器和/或(c)任何其它合适的处理装置执行的机器可读指令。本文公开的任何算法、软件或方法可以以存储在有形介质(例如，闪存、cd-rom、软盘、硬盘驱动器、数字多功能盘(dvd)或其他存储器装置)上的软件来实现，但是本领域的普通技术人员将容易地理解到，整个算法和/或其部分可以替代地由除了控制器以外的装置来执行，和/或以公知的方式(例如，它可以由专用集成电路(asic)、可编程逻辑装置(pld)、现场可编程逻辑装置(fpld)，分立逻辑等)体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参照本文描绘的流程图描述了特定算法，但是本领域的普通技术人员将容易理解到，可以替代地使用实现示例机器可读指令的许多其它方法。例如，框的执行顺序可以改变，和/或所描述的一些框可以被改变、删除或合并。
虽然已经参考所示实施例详细描述了本公开的各方面，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开范围的情况下可以对其进行许多修改。本公开不限于本文公开的精确结构和组成；可从前面的描述中显而易见的任何和所有修改、变化和变型都在所附权利要求限定的本公开的范围内。此外，本概念明确地包括前述元件和特征的任何和所有组合和子组合。