用于探测损坏的燃料电池的方法和装置与流程

在本文公开的技术涉及一种用于探测燃料电池堆的损坏的燃料电池的方法以及相应的装置。

背景技术：

1、机动车可以具有燃料电池系统，所述燃料电池系统包括具有多个燃料电池的燃料电池堆，其中，燃料电池系统基于燃料、例如氢气生成用于运行、特别是用于驱动车辆的电能。

2、为了保证燃料电池堆的安全性，通常监视各个燃料电池的电压。如果在一个燃料电池上识别到电池电压的损坏(例如负的电池电压或小于预定义的电压阈值的电池电压)，那么作为保护措施可以引起整个燃料电池堆的停用。以类似的方式，也可以在不存在用于单个燃料电池的电压测量值的情况下(例如由于测量模块的失灵)出于安全原因引起整个燃料电池堆的停用，即使实际上不存在单个燃料电池的损坏。

3、通过由于不存在电压测量值的这种安全关断，损坏燃料电池系统并因此损坏车辆的可用性。

技术实现思路

1、在本文公开的技术的优选任务在于，减少或消除已知的解决方案的至少一个缺点或者提出备选解决方案。特别是在本文公开的技术的优选任务在于，以有效且可靠的方式提高燃料电池系统的可用性。另外的优选任务可以从在本文公开的技术的有利效果中产生。所述任务分别通过独立权利要求的技术方案解决。从属权利要求表示优选的设计方案。

2、按照一个方面描述一种用于监视燃料电池堆的装置，其中，所述燃料电池堆具有第一燃料电池和至少一个与之(必要时直接)相邻的燃料电池。通常，燃料电池堆具有多个燃料电池(例如100或更多个，或者200个或更多个)。燃料电池堆可以在车辆中被运行，以便生成用于运行车辆的电气驱动装置的电能。

3、所述装置设立为：确定由相邻的燃料电池生成的电压的电压测量值。为此目的可以使用电压测量模块。相邻的燃料电池可以直接布置在第一燃料电池的边缘上，且因此可以称为第一燃料电池的边缘电池。

4、所述装置此外设立为：基于由相邻的燃料电池生成的电压的所确定的电压测量值来探测或预测第一燃料电池的损坏。为此目的，可以将电压测量值与(必要时经机器学习的)电压阈值进行比较。特别是可以确定：电压测量值是否大于或小于电压阈值。如果确定：由相邻的燃料电池生成的电压的电压测量值小于电压阈值，那么必要时可以推断：存在或将存在第一燃料电池的损坏。如果确定：由相邻的燃料电池生成的电压的电压测量值大于电压阈值，那么必要时可以推断：不存在或将不存在第一燃料电池的损坏。

5、换言之，所述装置可以设立为，将由相邻的燃料电池生成的电压的所确定的电压测量值与电压阈值、特别是经机器学习的电压阈值进行比较。于是可以通过特别精确和鲁棒的方式基于该比较判定：是否存在第一燃料电池的损坏(或者是否备选地存在第一燃料电池的测量模块的损坏)。

6、因此，由相邻的燃料电池生成的电压的电压测量值可以用于：以有效且可靠的方式识别或预测第一燃料电池的损坏。

7、所述装置可以设立为，如果已探测或预测到、特别是仅仅当已探测或预测到：存在或将存在第一燃料电池的损坏，那么引起用于保护燃料电池堆的保护措施。作为保护措施例如可以引起整个燃料电池堆的停用。如此可以通过有效的方式实现燃料电池堆的安全的运行。

8、所述装置可以设立为，基于由相邻的燃料电池生成的电压的电压测量值判定：是否存在或将存在第一燃料电池的损坏；或者是否(备选地)存在用于确定由第一燃料电池生成的电压的电压测量值的测量模块的损坏。如果判定：存在第一燃料电池的测量模块的损坏(且不存在第一燃料电池的损坏)，那么可以省去引起用于保护燃料电池堆的保护措施。特别是可以继续燃料电池堆的运行。如此可以通过安全且有效的方式提高燃料电池堆的可用性。

9、燃料电池堆可以具有多个相邻的燃料电池，所述多个相邻的燃料电池与第一燃料电池(必要时在不同的侧上)相邻。所述装置可以设立为，确定由相应多个相邻的燃料电池分别生成的电压的多个电压测量值。为此目的可以使用用于各个相邻的燃料电池的测量模块。

10、此外所述装置可以设立为，基于多个所确定的电压测量值探测或预测第一燃料电池的损坏。在此可以将各个电压测量值分别与(必要时经机器学习的)电压阈值进行比较。通过考虑针对多个不同的相邻的燃料电池的电压测量值可以进一步提高识别第一燃料电池的损坏的可靠性。

11、所述装置可以设立为，在不使用由第一燃料电池生成的电压的电压测量值的情况下探测或预测第一燃料电池的损坏。换言之，可以单独地基于针对一个或多个相邻的燃料电池的电压测量值来识别：是否存在第一燃料电池的损坏(或者备选地是否存在第一燃料电池的测量模块的损坏)。

12、如上所述，燃料电池堆通常包括多个燃料电池。所述装置可以设立为，确定针对相应多个燃料电池的具有多个电压测量值的电压测量序列。在此，电压测量序列必要时可以具有针对第一燃料电池的电压测量值。于是可以通过特别精确且鲁棒的方式，基于电压测量序列特别是在使用用于模式识别的算法的情况下来探测或预测第一燃料电池的损坏。

13、所述装置可以设立为，根据经机器学习的决策单元基于所确定的一个电压测量值或基于所确定的多个测量值来探测或预测第一燃料电池的损坏。决策单元在此可以包括具有经机器学习的决策准则(特别是具有电压阈值)的决策树。决策单元、特别是决策树的训练可以根据训练数据实现。如此可以实现特别有效且可靠地监视燃料电池堆。

14、按照另一方面描述一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括在本文中描述的装置。

15、按照另一方面描述一种(道路)机动车(特别是轿车或卡车或公共汽车或摩托车)，所述机动车包括在本文中描述的装置和/或在本文中描述的燃料电池系统。

16、按照另一方面描述一种用于监视燃料电池堆的方法，所述燃料电池堆具有第一燃料电池和至少一个与之(必要时直接邻接)相邻的燃料电池。所述方法包括确定由相邻的燃料电池生成的电压的电压测量值。此外所述方法包括基于由相邻的燃料电池生成的电压的所确定的电压测量值来探测或预测第一燃料电池的损坏(例如供给不足和/或缺陷)。

17、按照另一方面描述一种软件(sw)程序。sw程序可以设立为在处理器上(例如在车辆的控制装置上)执行，且由此执行在本文中描述的方法。

18、按照另一方面描述一种存储介质。存储介质可以包括sw程序，所述程序设立为在处理器上执行，且由此执行在本文中描述的方法。

19、应注意的是，在本文中描述的方法、装置和系统不仅可以单独地使用而且可以与其他在本文中描述的方法、装置和系统组合地使用。此外，在本文中描述的方法、装置和系统的任何方面可以通过多种方式相互组合。特别是，权利要求的特征可以通过多种方式相互组合。此外，在括号中列举的特征应理解为可选的特征。

技术特征：

1.用于监视燃料电池堆(102)的装置(103)，所述燃料电池堆具有第一燃料电池(231)和至少一个与之相邻的燃料电池(232)；其中，所述装置(103)设立为：

2.根据权利要求1所述的装置(103)，其中，

3.根据上述权利要求之一所述的装置(103)，其中，所述装置(103)设立为，根据经机器学习的决策单元基于所确定的电压测量值(232)来探测或预测第一燃料电池(231)的损坏。

4.根据权利要求3所述的装置(103)，其中，所述决策单元包括具有经机器学习的决策准则的决策树。

5.根据上述权利要求之一所述的装置(103)，其中，所述装置(103)设立为，在不使用由第一燃料电池(231)生成的电压的电压测量值(221)的情况下探测或预测第一燃料电池(231)的损坏。

6.根据上述权利要求之一所述的装置(103)，其中，所述装置(103)设立为，基于由相邻的燃料电池(232)生成的电压的电压测量值(232)判定：是否：

7.根据上述权利要求之一所述的装置(103)，其中，所述装置(103)设立为，

8.根据上述权利要求之一所述的装置(103)，其中，

9.根据上述权利要求之一所述的装置(103)，其中，所述装置(103)设立为，如果已探测或预测到、特别是仅仅当已探测或预测到：存在或将存在第一燃料电池(231)的损坏，那么引起用于保护燃料电池堆(102)的保护措施。

10.用于监视燃料电池堆(102)的方法(300)，所述燃料电池堆具有第一燃料电池(231)和至少一个与之相邻的燃料电池(232)；其中，所述方法(300)包括：

技术总结
在本文公开的技术按照本发明涉及一种用于监视燃料电池堆(102)的装置(103)，所述燃料电池堆具有第一燃料电池(231)和至少一个与之相邻的燃料电池(232)。所述装置(103)设立为，确定由相邻的燃料电池(232)生成的电压的电压测量值(232)。此外，所述装置(103)设立为，基于由相邻的燃料电池(232)生成的电压的所确定的电压测量值(232)来探测或预测第一燃料电池(231)的损坏。

技术研发人员：M·策施,M·温泽尔
受保护的技术使用者：宝马股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27