阳极泄漏测试。
[0085] 在框802中，控制器124控制压力调节器设备112以将输入阳极流中氢的压力调 整为第二预选压力水平。
[0086] 在框804中，电流传感器122测量由燃料电池堆106产生的电流量以确定堆电流 是否已经被减小到预定的电流量。如果测量的堆电流未被减小到预定的电流量，则图表800 等待燃料电池堆106进入怠速状态。如果测量的堆电流已经被减小到预定的电流量，则图 表800移至框806。
[0087] 在框806中，计数器变量（例如，k)被初始化。
[0088] 在框808中，控制器124读取并存储用于驱动压力调节器设备112以将输入阳极 流的压力调整为达到第二预选压力水平的特定操作控制值。
[0089] 在框810中，控制器124确定燃料电池堆106是否退出了怠速状态。在燃料电池 堆106退出怠速状态的情况下，图表800移至框804。在燃料电池堆106保持处于怠速状态 的情况下，图表800移至框812。
[0090] 在框812中，计数器变量k增加。
[0091] 在框814中，图表800确定计数器变量k是否等于预定的样本大小（例如，N3)。 如果k等于N3,则图表800移至框816。如果k不等于N3,则图表800移回至框808。
[0092] 在框816中，控制器124将在框808中存储或测量的操作控制值与在图表600中 建立的第二预定控制值相比较。控制器124以如在框714中公开的类似方式将框808的操 作控制值与第二预定控制值相比较。
[0093] 在框818中，控制器124确定框818存储的操作控制值是否等于第二预定控制值。 如果框808存储的操作控制值不等于第二预定控制值，则图表800移至框820。如果框808 存储的操作控制值等于第二预定控制值，则图表800移至框824。如上所述，控制器124可 以采用任意数量的基于统计的方法以确定值是彼此相等或不相等。例如，值可以在统计学 上彼此相等，而被认为相等。同样地，在值不在一些预定义的统计范围内的情况中，值可以 被认为不相等。
[0094] 在框820中，控制器124计算最坏情况的泄漏大小。例如，控制器124可以基于 f (压力、控制输入和操作系统参数）而计算最坏情况的泄漏大小，函数f取决于系统和控制 器设计。在一个示例中，函数f可以描述为：
[0096] 其中：表示在泄漏（阴极或环境）的出□处的压力，PH2teS表示输入压力，且P 卩日极表示信号PRESSURE上的压力，μ对应于在框808中获得的操作控制值中的一个或更多 个，且参数a、b和c是取决于系统架构和/或与燃料电池堆106关联的其它此类设计标准 的变量。在未实施图表800的情况中，图表700预计到框820还可以代替框718执行。
[0097] 在框822中，控制器124设置可以通过维修工具检索的诊断故障码（DTC)。
[0098] 在框824中，图表800退出第二阳极泄漏测试。
[0099] 所公开的第一和第二阳极泄漏测试在被执行时增加了时间上的灵活性，因为此类 测试对驾驶员或使用者是非打扰性的和显而易见的。此外，第一和第二阳极泄漏测试未对 燃料电池堆系统100的性能产生消极影响，因为电池电力在阳极泄漏测试期间增补减小的 燃料电池电力。系统100通常考虑到可以执行第一阳极泄漏测试以检测阳极泄漏的存在， 而不执行第二阳极泄漏测试。第二阳极泄漏测试在高于第一预选测试的第二预选压力水平 下（例如，在高分辨率下）执行以确认第一阳极泄漏测试的发现物。第一和/或第二阳极 泄漏测试可以被施加到燃料电池装置，该燃料电池装置通常适于响应于电化学转换来自阳 极侧的氢和来自阴极侧的氧而产生电力。
[0100] 图9是描述了随着燃料电池堆系统100经历一次或更多次泄漏，控制信号的状态 的曲线图。进行实验设计（D0E)以说明在系统100中的氢泄漏的情况中控制值可以用作错 误状态指示符的方式。第一阀VI和第二阀V2被安装在系统100中以模拟氢泄漏。第一阀 VI使氢加压的阳极之间能够发生泄漏，并且第二阀V2实现从阳极到环境的受控泄漏。在曲 线图的零参考点处，第一阀VI和第二阀V2两者闭合。进一步地，在X轴线下方，第一阀VI 打开，同时第二阀V2保持闭合。如图所示，响应于第一阀VI打开，控制值增加。该曲线图 说明了随着阀VI和V2两者打开，控制值增加超过仅第一阀VI打开的先前状态。D0E建立 监测控制值的状态可以作为有益指示符，以用于检测泄漏的压力，而不管泄漏的严重性，并 且如上所述的系统100以及第一和第二阳极泄漏测试通常经配置以检测在到空气加压的 阴极或大气（或环境）中的氢泄漏的情况下检测氢泄漏。
[0101] 以此方式，该方法有利地允许在车辆操作期间（例如，当车辆被驱动行驶在高速 公路上时）执行阳极泄漏测试。因为替代能量源被包括以提供增补电力，所以该方法包含： 将燃料电池电力暂时降低至低于要求的燃料电池电力；以电池电力增补燃料电池电力减 小；以及在暂时减小燃料电池电力期间执行阳极泄漏测试。此外，因为该方法包括使用替代 能量源以增补燃料电池电力，所以能够基于一个或多个工况（像驱动廓线、系统控制状态、 温度和/或发动机负荷（例如，车辆速度））而有利地触发泄漏检测方法。为此，除了经配 置以做出一个或多个调整以执行阳极泄漏测试之外，描述的示例车辆内的控制器还可以经 配置以基于例如当前驱动廓线而计算电力需求。利用这种布置，能够在操作期间无缝地执 行泄漏检测，从而允许氢燃料电池车辆中更频繁的泄漏检查。
[0102] 注意，包括在本文中的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统构 造一起使用。本文公开的控制方法和程序可以存储为非临时性存储器中的可执行指令。本 文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动的、中 断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种行为、操作和/或功能可以按所示的顺 序执行、并行地执行或在某些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文描述的示例实施 例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。根据使用的特定策略，所示 的行为、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复地执行。此外，所示的行为、操作和 /或功能可以图形化地表示被编程到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存 储器中的代码。
[0103] 应当认识到，本文所公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例 不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。本公开的主题包括本文所公开的各种 系统和配置和其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0104] 下面的权利要求具体指出被认为是新颖的和非显而易见的特定组合和子组合。这 些权利要求可以涉及"一个"元件或"第一"元件或其等价物。这样的权利要求应当被理解 为包括一个或多个这样的元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公 开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过 在本申请或相关申请中提出的新权利要求而被要求保护。这样的权利要求，无论是比原权 利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。
【主权项】
1. 一种方法，其包含： 暂时减小燃料电池电力到低于要求的燃料电池电力； 以电池电力增补所述燃料电池电力的减小；以及 在所述暂时减小燃料电池电力期间执行阳极泄漏测试。2. 根据权利要求1所述的方法，其中响应于当前驱动条件、燃料电池的控制状态、温度 和车辆速度中的一个或多个而暂时减小所述燃料电池电力，并且其中所述暂时减小在以电 池电力增补所述燃料电池电力并执行所述阳极泄漏测试时发生。3. 根据权利要求2所述的方法，进一步包含：基于所述当前驱动条件而估计满足操作 需求所需要的车辆电力。4. 根据权利要求3所述的方法，其中车辆电力降低至低于电池荷电状态阈值指示足够 的电池电力用于增补所述暂时减小的燃料电池电力。5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述燃料电池电力在所述暂时减小燃料电池电力 期间被减小至燃料电池怠速。6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述以电池电力增补所述燃料电池电力包括以电 池电力供应基本所有车辆电力，在车辆操作期间执行所述阳极泄漏测试。7. 根据权利要求6所述的方法，进一步包括：在车辆操作期间，将所述阳极泄漏测试传 达至车辆操作者。8. 根据权利要求7所述的方法，其中满足操作需求所要求的燃料电池电力在所述阳极 泄漏测试后增加，所述燃料电池电力提供至少一部分车辆电力。9. 根据权利要求8所述的方法，进一步包含：在车辆操作期间，增加所述电池荷电状 ??τ〇10. -种方法，其包含： 降低燃料电池电力至燃料电池怠速，同时从替代电源提供车辆电力并在车辆行进操作 期间确定氢燃料电池的阳极完整性。
【专利摘要】本发明涉及用于在车辆操作期间测试阳极完整性的系统和方法。在一个特定示例中，该系统和方法通过暂时减小燃料电池电力，同时以电池电力增补燃料电池电力减小以满足操作需求，而在车辆操作期间允许阳极泄漏测试。以此方式，即便在高速公路驱动期间，当操作需求可能特别高时，也能够执行阳极泄漏测试。
【IPC分类】H01M8/04
【公开号】CN105375045
【申请号】CN201510477179
【发明人】M·米拉斯科
【申请人】福特环球技术公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月6日
【公告号】DE102015111628A1, US20160043414