用于诊断燃料电池堆的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于诊断燃料电池堆的系统及方法,该方法包括以下步骤:基于多个因素,由控制器确定需要诊断燃料电池堆的时间;从诊断确定的时间开始,在预定第一参考时间周期内,由上述控制器驱动电动机以第一效率值运行;在上述第一参考时间周期过去之后,由上述控制器驱动上述电动机以第二效率值运行;以及基于驱动电动机以上述第一效率值运行时和以第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度,由上述控制器诊断上述燃料电池堆的状态。
【专利说明】
用于诊断燃料电池堆的方法及系统
技术领域
[0001]本发明大体上涉及一种用于诊断燃料电池堆的方法及系统,更具体的,本发明涉及这样一种方法及系统,其基于控制设备之间的控制逻辑,更准确地诊断燃料电池堆的状
O
【背景技术】
[0002]燃料电池车辆是一种包括燃料电池堆的车辆,其层叠(laminate)多个燃料电池作为动力源;燃料供应系统,其供应氢作为上述燃料电池堆的燃料;空气供应系统,其供应氧气作为电化学反应必需的氧化剂;以及水热管理系统,其调整上述燃料电池堆的温度。上述燃料供应系统对氢罐内的压缩氢降压,并为上述电池堆的燃料电极(阳极)提供氢燃料。此外,空气供应系统将利用空气鼓风机从外面吸入的空气供应给上述电池堆的空气电极(阴极)。
[0003]当氢和空气分别被供应给上述电池堆的燃料电极和空气电极时,在上述燃料电极通过催化反应抽取氢离子。分离的氢离子通过电极质薄膜被输送到上述阳极,并且在阳极,来自上述燃料电极的上述氢离子和电子与氧气发生电化学反应以产生电能。具体来说,在上述燃料电极发生的氢的电化学氧化反应和在上述空气电极发生的氧的电化学还原反应引起电子移动,从而电子的移动产生电流和热量。此外,氢<与氧结合的化学反应产生水蒸气或水。
[0004]排放装置被设置为散发未反应的氧气和氢气以及在发电过程中产生的诸如水蒸气、水和热等副产物。另外,诸如水蒸气、氢气和氧气等气体通过通风罩被散发到空气中。用于操作燃料电池的元件诸如空气鼓风机、氢气循环机、水泵等被连接到主总线端子上,以帮助燃料电池的运行。上述主总线端子可以连接到各种继电器上以便于电力中断和连接,以及连接到二极管用于防止反向电流产生。
[0005]由上述空气鼓风机供应的干燥空气采用加湿器加湿,然后供应给上述燃料电池堆的阴极。由于阴极产生的水使得上述阴极的废气具有较高的湿度,该废气被输送到上述加湿器,用于加湿上述空气鼓风机提供的干燥空气并被供应给上述阴极。此外,燃料电池堆的状态和性能是通过对诸如空气温度、冷却液温度以及电流等操作条件的高精度响应而确定的。恶劣条件下的连续驾驶可导致上述燃料电池的性能下降,以及导致未能在短期内产生驾驶者所需要的足够输出功率。而且从长期来看,上述情况可能导致上述燃料电池的耐用性衰退和生命周期的降低。
[0006]此外,上述电池堆的干涸(dry-out)现象主要由两个原因造成的,包括主要在高温和高输出阶段发生的干涸现象和主要在低输出阶段发生的另一干涸现象。在高温和高输出阶段发生的干涸是由于上述电池堆内部的热平衡失衡造成的;然而在低输出阶段发生的干涸是由于空气供应过剩造成的。当上述燃料电池堆的干涸现象发生时,燃料电池堆的输出降低,同时恢复到正常输出需要的时间增加。因此,需要探测上述燃料电池堆的干涸想象是否发生,以调整条件使得该燃料电池堆通过电池堆恢复驱动(stack recovery driving)快速从干涸状态恢复到正常。
[0007]为了诊断上述燃料电池堆的状态,可以应用欧姆值来确定由于燃料电池的长期劣化以及膜电极组内的水含量短缺造成的干涸状态。为了测量上述欧姆值,可以使用被设置在上述燃料电池堆和外部能源消耗设备之间的阻断器(interrupter)。上述欧姆值可以基于在上述燃料电池堆内由于短暂的电流中断导致的电压突然升高来测量。然而,应用阻断器可能在上述外部能源消耗设备内产生散热问题,以及可能导致上述阻断器或外部能源消耗设备缺乏耐用性。
【发明内容】
[0008]因此,本发明是基于上述问题而做出的,本发明的目的是提供这样一种方法和系统,其在没有外部能源消耗装置和电阻分析仪的情况下,通过控制器之间协作控制逻辑来诊断燃料电池堆的状态。
[0009]根据本发明的示例性实施例,一种用于诊断燃料电池堆的方法,可以包括以下步骤:基于多个因素,确定需要诊断燃料电池堆的时间;从诊断确定的时间开始,在预定第一参考时间周期内,驱动电动机以第一效率值运行;在上述第一参考时间周期过去之后,驱动上述电动机以第二效率值运行;以及基于驱动电动机以上述第一效率值运行时和以第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度,诊断上述燃料电池堆的状态。
[0010]确定需要诊断燃料电池堆的时间的处理可以包括以下步骤:确定上述燃料电池堆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度。响应于确定需要上述燃料电池堆诊断并且输出电流的变化幅度小于预定变化幅度,可以执行驱动电动机以第一效率值运行的处理。特别的,上述第一效率值可以小于上述第二效率值。驱动上述电动机以上述第一效率值运行时的上述电动机的输出可以与驱动上述电动机以上述第二效率值运行时的上述电动机的输出相等。
[0011]诊断上述燃料电池堆的状态的处理可以包括以下步骤:通过测量预定第二参考时间周期内的电压变化幅度,收集关于电压变化幅度的数据;以及基于所收集到的数据,通过分析电阻值,诊断上述燃料电池堆的状态。在驱动上述电动机以上述第一效率值运行之前,上述方法还可以包括以下步骤:中断用于在高电压电池和燃料电池堆之间调整上述高电压电池的充电和放电的电力转换控制器的运行。上述方法可以包括以下步骤:当第一参考时间周期和第二参考时间周期过去之后,恢复上述电力转换控制器的运行。
[0012]另外,根据本发明的示例性实施例,一种用于诊断燃料电池堆的方法可以包括以下步骤:确定上述燃料电池堆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度、上述燃料电池堆的诊断是否需要以及电动机控制器和电力转换控制器是否处于正常状态;基于诊断确定,将用于开始燃料电池堆诊断的指令传送至上述电动机控制器,并中断上述电力转换控制器的运行,上述指令用于驱动电动机在预定第一参考时间周期内以第一效率值运行;当上述预定第一参考时间周期过去之后,将用于终止燃料电池堆诊断的指令传送至上述电动机控制器来驱动上述电动机以第二效率值运行,并恢复上述电力转换控制器的运行;以及基于驱动上述电动机以上述第一效率值运行时和以第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度,诊断上述燃料电池堆的状态。
[0013]另外,根据本发明的示例性实施例,一种用于诊断燃料电池堆的系统,包括:燃料电池控制器,其被配置为基于多个因素通过确定需要诊断燃料电池堆的时间来诊断上述燃料电池堆的状态;以及电动机控制器,其被配置为基于诊断确定结果在预定第一参考时间周期内驱动电动机以第一效率值运行;当上述第一参考时间周期过去之后,驱动上述电动机以第二效率值运行;以及将基于驱动电动机以上述第一效率值运行时和以上述第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度分析得到的电阻值传送至上述燃料电池控制器。
[0014]上述燃料电池控制器可以被配置为基于传送来的电阻值诊断上述燃料电池堆的状态。上述燃料电池控制器可以被配置为确定上述燃料电池堆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度。另外,上述燃料电池控制器被配置为当需要诊断上述燃料电池堆并且上述燃料电池堆的输出电流的变化幅度小于上述预定变化幅度时,操作上述电动机控制器来驱动上述电动机以上述第一效率值运行。
[0015]上述系统还可以包括:电力转换控制器,其被配置为在高电压电池和上述燃料电池堆之间调整上述高电压电池的充电和放电,并且上述燃料电池控制器可以被配置为确定上述电力转换控制器和上述电动机控制器是否处于正常状态。上述燃料电池控制器可以被配置为,响应于确定上述电力转换控制器和上述电动机控制器处于正常状态,中断上述电力转换控制器的运行并操作上述电动机控制器来驱动上述电动机以上述第一效率值运行。
[0016]上述第一效率值可以小于上述第二效率值。驱动电动机以上述第一效率值运行时的上述电动机的输出可以与当驱动上述电动机以上述第二效率值运行时的上述电动机的输出相等。上述燃料电池控制器可以被配置为当上述诊断完成时,恢复上述电力转换控制器的运行。
[0017]根据本发明的示例性实施例,用于诊断燃料电池的方法具有下列效果:无需配备独立的能源消耗设备和欧姆值分析仪,而通过燃料电池控制器、电动机控制器和电力转换控制器之间的协同控制逻辑,就能够分析欧姆值。因此,能够解决与上述外部能源消耗设备相关的耐用问题。此外,即使当上述燃料电池堆输出电流的变化幅度非常低时,也无需附加的硬件设备,利用上述燃料电池系统的当前配置就能够连续并更准确的诊断燃料电池堆。
【附图说明】
[0018]根据以下结合附图进行的详细描述,本发明的上述及其他目的、特征和优点将更加显而易见,这些附图中:
[0019]图1是根据本发明的示例性实施例示出一种用于诊断燃料电池堆的方法的示例性流程图;
[0020]图2是根据本发明的示例性实施例示出燃料电池堆诊断系统的元件的示例性简化框图;
[0021]图3A和图3B是根据本发明的示例性实施例示出一种用于诊断燃料电池堆的方法的示例性流程图;
[0022]图4A和图4B是根据本发明的示例性实施例示出一种用于诊断燃料电池的方法的示例性流程图。
【具体实施方式】
[0023]可以理解的是,本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括一般的机动车辆,例如客运汽车,包括运动型多用车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船和艇在内的水运工具、航空器,等等,并且包括混合动力交通车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如,从石油以外的资源取得的燃料)。本文所提到的混合动力车辆是指使用一种或多种能源的车辆,例如汽油和电力混合动力车辆。
[0024]虽然示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性处理,但是可以理解,也可由一个或多个模块来执行示例性处理,另外,可以理解,数据控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为模块存储器,且处理器具体配置为执行所述模块从而执行以下进一步说明的一个或多个处理过程。
[0025]此外,本发明的控制逻辑可体现为包括由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在网络连接的计算机系统中,使得计算机可读介质例如远程信息处理服务器或控制局域网(CAN Controller Area Network)以分布式方式存储和执行。
[0026]在说明书或申请文件中公开的本发明的示例性实施例中的具体结构的或功能的描述仅仅用于描述本发明的实施例。该描述可包括在各种表现形式中,而不应认为限于说明书或申请文件中所描述的示例性实施例。
[0027]尽管在附图中示出以及在说明书或申请文件中详细描述了特定示例性实施例,由于本发明的示例性实施例可以有各种不同的形式和变型。因而,可以理解,本发明的实施例并不限于上述特定示例性实施例,而是意指包括在本发明范围内的所有改型、等效形式以及替代形式。
[0028]尽管“第一”、“第二”等用在文中的术语描述不同的元素,这些元素不应被这些术语所限制。这些术语用于区分一个元素和另一个元素。例如,在没有背离本发明范围的情况下,第一元素能被称为第二元素,同样的,第二元素也能被称为第一元素。
[0029]可以理解,当一元素被描述为“被连接”(connected)或“被连结”(coupled)到另一元素,可能是采用直接连接或连结到另一元素或存在中介元素。相反,当一元素被描述为“被直接连接”(directly connected)或“被直接连结”(directly coupled)到另一元素,这时不存在中介元素。用于描述元素之间的其他词语应采用相似的方式进行解释(例如,“在两者之间”与“直接在两者之间” (directly between),“相邻的”与“直接相邻的”(directlyadjacent),等等)
[0030]本文所使用的术语是仅为了说明特定实施例的目的,而无意限制本发明。如本文所使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”也用来包括其复数形式,除非上下文中另外明确指出。还可理解的是,当在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任何和所有组合。
[0031]除非另外定义,文中所使用的所有的术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属技术领域的一般技术人员通常理解的意义相同。还应该理解,除非文中特别定义,诸如在通用的字典里所定义的那些术语应该用与相关文献的上下文语境中的意义一致的意思进行解释,而不能采用理想化的或过于形式化的意义来解释。
[0032]现在参考附图,其中被用在不同附图中的相同的参考标记意指相同或相似的元素。
[0033]图1是根据本发明的示例性实施例示出一种用于诊断燃料电池堆的方法的示例性流程图,图2是根据本发明的示例性实施例示出燃料电池堆诊断系统的元件的示例性简化框图。根据本发明的示例性实施例,燃料电池堆诊断系统200可包括:燃料电池控制器210、电动机控制器220和电力转换控制器230。燃料电池控制器210可被配置为与上述电动机控制器220和电力转换控制器230进行通信,并可操作整个燃料电池系统。电动机控制器220可被配置为利用逆变器(未示出)来操作电动机(未示出)。设置在燃料电池堆和高电压电池之间的电力转换控制器230可被配置为执行上述高电压电池的充电和放电操作。
[0034]此外,燃料电池控制器210可被配置为基于多个因素确定燃料电池堆需要诊断的时间(SlOl)。上述多个因素可包括温度、电池电压分布、总电压和所经过的燃料电池堆的运行时间,但是并不限于上述提到的因素。也就是说,为了确定需要燃料电池堆诊断的时间(例如,需要诊断的时候),燃料电池控制器可被配置为确定当特定条件满足时用于具体确定干涸现象是否出现的时间,特定条件可以根据包括所经过的燃料电池堆运行时间、燃料电池堆温度等在内的多个因素来预定。
[0035]具体地,燃料电池控制器210可被配置为监测上述燃料电池车辆的输出电流的变化幅度是否合适。也就是说,上述燃料电池控制器210可被配置为确定燃料电池车辆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度,这是因为在上述输出电流的变化幅度非常高的暂态阶段(transient sect1n)时,要测量的电压变化范围内可能存在误差,所以确定输出电流变化幅度。另外,燃料电池控制器210可被配置为确定电极控制器220和电力转换控制器230是否处于正常状态。也就是说,当燃料电池控制器210将指令分别传送至电动机控制器220和电力转换控制器230时,可以确定电动机控制器220和电力转换控制器230能否通过正确接收指令根据上述指令运行。也就是说,上述正常状态是指上述控制器基于接收到的指令运行且没有故障或错误发生。
[0036]响应于确定:需要燃料电池堆的诊断;输出电流的变化幅度小于预定变化幅度;以及电动机控制器220和电力转换控制器230处于正常状态,燃料电池控制器210可被配置为启动对燃料电池堆的诊断(S103)。也就是说,燃料电池控制器210可被配置为将用于开始燃料电池堆诊断的指令传送至电动机控制器220。
[0037]另一方面,响应于确定:不需要燃料电池堆的诊断;燃料电池堆输出电流的变化幅度可能等于或大于预定变化幅度;或电动机控制器220和电力转换控制器230没有处于正常状态(例如,处于错误或故障的状态),燃料电池控制器210可被配置为确定燃料电池堆诊断是否正在进行中(S121)。响应于确定燃料电池堆诊断正在进行中,燃料电池控制器210可被配置为终止上述燃料电池堆诊断(S123)。
[0038]电动机控制器220可被配置为基于用于开始燃料电池堆诊断的指令,在预定第一参考时间周期内,驱动电动机以第一效率值运行(S105)。此外,对于混合动力驱动模式,燃料电池控制器210可被配置为通过将用于中断电力转换控制器230运行的指令传送至电力转换控制器230来中断电力转换控制器230的运行。电力转换控制器230运行的中断可以通过电力转换控制器230中断高压电池和燃料电池堆之间流过的的电流,因为只需要中断到燃料电池堆的电流。另外,对于使用燃料电池的驱动模式来说,燃料电池控制器210可能不需要操作电力转换控制器230。
[0039]电动机控制器220可被配置为在预定第一参考时间周期内,操作驱动电动机以第一效率值运行(S105)。当上述预定第一参考时间过去之后,燃料电池控制器210可被配置为传送用于终止燃料电池堆诊断的指令给电动机控制器220(S107),电动机控制器220可被配置为接收来自燃料电池控制器210的指令,并驱动电动机以第二效率值运行(S109)。特别的,第一效率值可小于第二效率值。在第一参考时间周期内,驱动电动机以第一效率值运行的目的是有意使燃料电池堆非效率运转。燃料电池堆210可被配置为将用于开始燃料电池堆诊断的指令给电动机控制器220。当预定第一参考时间周期过去之后,燃料电池控制器210可被配置为将用于终止燃料电池堆诊断的指令传送至电动机控制器220。
[0040]驱动电动机以第一效率值运行时的电动机输出可能与驱动电动机以第二效率值运行时的电动机输出相等。燃料电池控制器210可被配置为有意降低电动机驱动效率,但是电动机输出可被基本保持在常量以实现稳定驱动质量。第二效率值可以是电动机控制器220的正常效率值。正常效率可以是在操作燃料电池堆诊断系统200时可利用的电动机控制器220(或逆变器)的最大效率运行点。另外,驱动电动机以可能小于第二效率值的第一效率值运行可能有意降低了电动机控制器220的效率。
[0041]具体地,随着从燃料电池堆移向电动机的输出的增加,燃料电池堆的能源消耗可能也增加,并且燃料电池堆的电压可能急剧降低。也就是说,在预定第一参考时间周期内电动机被驱动到第一效率值之后,当电动机被驱动到第二效率值即正常效率值时,电流可能被中断与第一和第二效率值之间的差值相等的量。因此,燃料电池堆的电压可能急剧增加,并且,利用该电压变化幅度可以测量欧姆值。当测量电压变化时,电动机控制器220可被配置为测量电压增长的斜率并以为单位对电压进行采样。因此,可以去除独立(separate)的高速数据分析仪。
[0042]电动机控制器220可被配置为通过测量在驱动电动机以第一效率值运行时和以第二效率值运行时的电压变化幅度,来收集关于在预定第二参考时间周期过去之前的电压变化幅度数据(Slll);基于所收集的数据来分析欧姆值(SI 13);以及将上述分析的电阻值传送给燃料电池控制器210。在第一参考时间周期内,电动机被驱动到第一效率值,在第一参考时间周期过去之前开始电压变化幅度的测量;在第二参考时间周期内,电动机被驱动到第二效率值,在第二参考时间周期过去之前电压变化幅度的测量被终止。当第一参考时间周期之前开始测量电压变化幅度时,驱动电动机以第一效率值运行时和以第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度能够被测量。燃料电池控制器210还可被配置为接收分析的电阻值,并诊断燃料电池堆的状态(S115)。燃料电池控制器210可被配置为确定当前的燃料电池堆是否处于干涸状态,如果处于干涸状态,则执行干涸恢复驱动程序。
[0043]图3A和图3B是根据本发明示例性实施例具体示出一种用于诊断燃料电池堆的方法的示例性流程图。参考图3A和图3B,分别示出了燃料电池控制器210的逻辑与电动机控制器220和电力转换控制器230的逻辑,以及通过图示可以理解控制器之间的关系。图3A和图3B示出一种用于诊断混合动力车辆燃料电池的方法。对于使用燃料电池作为动力源的燃料电池车辆来说,与电力转换控制器230相关的控制过程可以排除,其相应的流程图如图4A和图4B所示。
[0044]考察燃料电池控制器210中的逻辑,燃料电池控制器210可被配置为确定是否需要燃料电池堆诊断、燃料电池堆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度以及电动机控制器220和电力转换控制器230是否处于正常状态(S301)。响应于确定:需要燃料电池堆诊断、燃料电池堆的输出电流的变化幅度小于预定变化幅度以及电动机控制器220和电力转换控制器230处于正常状态,燃料电池控制器210可被配置为将用于开始燃料电池堆诊断的指令传送至电动机控制器220,以及将用于中断电力转换控制器的运行的指令传送至电力转换控制器230(S303)。
[0045]当第一参考时间周期过去之后,燃料电池控制器210可被配置为将用于终止燃料电池堆诊断的指令传送至电动机控制器220(S307),并且将用于恢复电力转换控制器230的运行的指令传送至电力转换控制器230 (S309)。另外,燃料电池控制器210可被配置为基于从电动机控制器220接收到的分析的欧姆值来诊断燃料电池堆是否处于干涸状态(S311)。响应于确定燃料电池堆处于干涸状态(S313),燃料电池控制器210可被配置为运行燃料电池堆的干涸恢复驱动(S315)。
[0046]此外,响应于确定:不需要燃料电池堆诊断、燃料电池堆的输出电流的变化幅度大于或等于预定变化幅度或电动机控制器220或电力转换控制器230没有处于正常状态,燃料电池控制器210可被配置为确定燃料电池堆诊断是否处于进行中(S317)。响应于确定燃料电池堆诊断处于进行中,燃料电池控制器210可被配置为终止燃料电池堆诊断(S319)。
[0047]另外,考察电动机控制器220中的逻辑,当电动机控制器220处于正常状态时,电动机控制器220可被配置为从燃料电池控制器210接收用于开始燃料电池堆诊断的指令(S321)。当接收到用于开始燃料电池堆诊断的指令时,电动机控制器220可被配置为在预定第一参考时间周期(Tl)内驱动电动机以第一效率值运行(S323)。第一参考时间周期过去之后,电动机控制器220可被配置为接收用于终止燃料电池堆诊断的指令(S325)。当接收到用于终止燃料电池堆诊断的指令时,电动机控制器220可被配置为驱动电动机以第二效率值运行(S327)。电动机控制器220还可配置为测量驱动电动机以第一效率值运行时和以第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度,并且收集关于电压变化幅度的数据(S329)。电动机控制器220还可配置为基于收集到的数据分析欧姆值(S331),并且将分析的电阻值传送至燃料电池控制器210。
[0048]此外,考察电力转换控制器230中的逻辑,电力转换控制器230可被配置为从燃料电池控制器210接收用于中断电力转换控制器230的运行的指令(S341)。当接收到用于中断电力转换控制器的运行(关闭(off))的指令时,电力转换控制器可被配置为中断其运行。中断其运行的处理可包括中断(stopping)高电压电池的能量流。当接收到恢复电力转换控制器的运行(开启(on))时,电力转换控制器230可被配置为恢复其运行。
[0049]本发明公开的示例性实施例是为了示例性目的,本领域技术人员应该理解,不偏离本发明所附权利要求的范围和精神的各种改型、变化、替代、增添形式是可能的。因此本发明所保护的实质技术配置由所附权利要求所限定。
【主权项】
1.一种用于诊断燃料电池堆的方法,包括以下步骤: 基于多个因素,由控制器确定需要诊断燃料电池堆的时间; 从诊断确定的时间开始,在预定第一参考时间周期内,由所述控制器驱动电动机以第一效率值运行; 在所述第一参考时间周期过去之后,由所述控制器驱动所述电动机以第二效率值运行;以及 基于驱动电动机以所述第一效率值运行时和以第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度,由所述控制器诊断所述燃料电池堆的状态。2.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤: 由所述控制器确定所述燃料电池堆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一效率值小于所述第二效率值。4.根据权利要求1所述的方法,其中驱动所述电动机以所述第一效率值运行时的所述电动机的输出与驱动所述电动机以所述第二效率值运行时的所述电动机的输出相等。5.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤: 由所述控制器通过测量预定第二参考时间周期内的电压变化幅度,收集关于电压变化幅度的数据;以及 由所述控制器基于所收集到的数据,通过分析电阻值,诊断所述燃料电池堆的状态。6.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤: 在驱动所述电动机以所述第一效率值运行之前,由所述控制器中断用于在高电压电池和燃料电池堆之间调整所述高电压电池的充电和放电的电力转换控制器的运行。7.根据权利要求6所述的方法,还包括以下步骤: 当所述诊断被终止时,由所述控制器恢复所述电力转换控制器的运行。8.一种用于诊断燃料电池堆的方法,包括以下步骤: 由控制器确定所述燃料电池堆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度、所述燃料电池堆的诊断是否需要以及电动机控制器和电力转换控制器是否处于正常状态; 基于诊断确定结果,由所述控制器将用于开始燃料电池堆诊断的指令传送至所述电动机控制器,并中断所述电力转换控制器的运行,所述指令用于驱动电动机在预定第一参考时间周期内以第一效率值运行; 当所述预定第一参考时间周期过去之后,由所述控制器将用于终止燃料电池堆诊断的指令传送至所述电动机控制器来驱动所述电动机以第二效率值运行,并恢复所述电力转换控制器的运行;以及 基于驱动所述电动机以所述第一效率值运行时和以第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度,由所述控制器诊断所述燃料电池堆的状态。9.一种用于诊断燃料电池堆的系统,包括: 燃料电池控制器,其被配置为基于多个因素通过确定需要诊断燃料电池堆的时间来诊断所述燃料电池堆的状态;以及 电动机控制器,其被配置为基于诊断确定结果在预定第一参考时间周期内驱动电动机以第一效率值运行;当所述第一参考时间周期过去之后,驱动所述电动机以第二效率值运行;以及将基于驱动电动机以所述第一效率值运行时和以所述第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度分析得到的电阻值传送至所述燃料电池控制器, 其中所述燃料电池控制器被配置为基于传送来的电阻值诊断所述燃料电池堆的状态。10.根据权利要求9所述的系统,其中所述燃料电池控制器被配置为确定所述燃料电池堆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度。11.根据权利要求10所述的系统,其中所述燃料电池控制器被配置为当需要诊断所述燃料电池堆并且所述燃料电池堆的输出电流的变化幅度小于所述预定变化幅度时,操作所述电动机控制器来驱动所述电动机以所述第一效率值运行。12.根据权利要求9所述的系统,还包括: 电力转换控制器,其被配置为在高电压电池和所述燃料电池堆之间调整所述高电压电池的充电和放电, 其中所述燃料电池控制器被配置为确定所述电力转换控制器和所述电动机控制器是否处于正常状态。13.根据权利要求12所述的系统,其中所述燃料电池控制器被配置为,响应于确定所述电力转换控制器和所述电动机控制器处于正常状态,中断所述电力转换控制器的运行并操作所述电动机控制器来驱动所述电动机以所述第一效率值运行。14.根据权利要求9所述的系统,其中所述第一效率值小于所述第二效率值。15.根据权利要求9所述的系统,其中驱动电动机以所述第一效率值运行时的所述电动机的输出与当驱动所述电动机以所述第二效率值运行时的所述电动机的输出相等。16.根据权利要求13所述的系统,其中所述燃料电池控制器被配置为当所述诊断完成时,恢复所述电力转换控制器的运行。17.一种包含由控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质,所述计算机可读介质包括: 基于多个因素确定需要燃料电池堆诊断的时间的程序指令; 从诊断确定的时间开始,在预定第一参考时间周期内,驱动电动机以第一效率值运行的程序指令; 在所述第一参考时间周期过去之后,驱动所述电动机以第二效率值运行的程序指令;以及 基于驱动电动机以所述第一效率值运行时和以第二效率值运行时的燃料电池堆的电压变化幅度,诊断所述燃料电池堆的状态的程序指令。18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质,还包括: 确定所述燃料电池堆的输出电流的变化幅度是否小于预定变化幅度的程序指令。19.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述第一效率值小于所述第二效率值。20.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质,其中驱动所述电动机以所述第一效率值运行时的所述电动机的输出与驱动所述电动机以所述第二效率值运行时的所述电动机的输出相等。
【文档编号】H01M8/04GK105990590SQ201510092471
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月2日
【发明人】郑盛振, 具滋厚, 李准庸, 权纯祐
【申请人】现代自动车株式会社