CN103872360A - 用于诊断燃料电池堆的故障的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于诊断燃料电池堆的故障的装置。该故障诊断装置包括交变电流（AC）吸收单元，连接至燃料电池堆并且基于施加的AC信号切换以使得来自燃料电池堆的电流能够流通。此外，AC信号生成器被配置为生成AC信号并将所生成的AC信号提供给AC吸收单元。当来自燃料电池堆的电流由AC吸收单元基于交流信号吸收时，输入诊断处理单元的堆电流包括AC分量，因此，该诊断处理单元可以通过分析AC分量的频率来诊断燃料电池堆的故障。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年12月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0143882号的优先权和权益，通过引用将其全部内容结合于此。
技术领域
本发明涉及用于诊断燃料电池堆的故障的装置。
背景技术
燃料电池是一种将通过燃料的氧化生成的电能直接转换成可被任意数量的设备利用的化学能的电池。对于大部分燃料电池来说，由于它们使用氧化和还原反应来产生能量，所以燃料电池等同于化学电池。然而，在燃料电池中，反应物是间歇地由外部源提供，并因此，反应产物从燃料电池系统中连续移除。然而，在化学电池中，电池反应在密闭系统内执行。
现在，由于燃料电池的反应产物是纯净水并因此非常环境友好，从而燃料电池的商业化已经开始取得成功。因此，汽车行业对于将燃料电池用作车辆的能源的研究有极大兴趣。
燃料电池通常以其中一个位于另一个的顶部/旁边的形式连续设置多个单元电池的堆组件组成，这在本行业内称为燃料电池堆。电能通过对燃料电池堆的每个单元电池提供作为燃料的氢和作为氧化剂的氧来产生。然而，当在组成燃料电池堆的单元电池之中的任意一个电池性能劣化或发生故障时，燃料电池堆的整个性能劣化并因此不能提供稳定工作。
在现有技术中，通过测量从燃料电池堆的每个单元电池中输出的电压来诊断燃料电池堆的性能。这种诊断方法包括总谐波失真分析（THDA）方法。THDA方法通过经由堆电压频率分析计算失真率来诊断电池电压。虽然通过THDA方法可以容易地检测电池电压的下降，但是本质上难以定量测量什么引起电池电压的下降。
然而，针对上述的故障诊断，需要提升直流（DC）电压的DC至DC（DC-DC）转换器和将所提升电压转换成交流（AC）电压的DC至AC（DC-AC）逆变器以将交变电流注入燃料电池堆中。由于需要以上转换器和逆变器二者，用于诊断燃料电池堆中的故障的装置配置变得复杂并需要多个部分（part）。因此，抬高了产品价格。此外，故障诊断装置需要电容器在将交变电流注入直流中时解耦。当交变电流流经上述电容器时，信号发生失真。因此，可能难以应用正弦波交变电流。
本部分披露的上述信息仅用于加强对本发明的背景技术的理解，并因此它可能包含的信息不形成该国的本领域的普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明提供一种可以利用进一步简化的结构来诊断燃料电池堆是否已经发生故障的故障诊断装置。
本发明的示例性实施方式提供一种诊断燃料电池堆中的故障的装置，该装置包括：交变电流（AC）吸收单元，与燃料电池堆连接并根据所施加AC信号切换以使得来自燃料电池堆的电流能够流通；AC信号生成器，被配置为生成AC信号，并将所生成AC信号提供给AC吸收单元；以及诊断处理单元，被配置为测量燃料电池堆的堆电压或堆电流，并基于所测量堆电压或堆电流来诊断燃料电池堆是否具有故障。AC信号生成器可以基于从诊断处理单元输出的控制信号改变频率和幅度，因此生成AC信号。
此外，AC吸收单元可包括集电极端子连接燃料电池堆的第一端子，发射极端子连接燃料电池堆的第二端子，以及基极端子连接AC信号生成器的输出端子的晶体管。负载可以连接在燃料电池堆的第一端子和燃料电池堆的第二端子之间，以及从燃料电池堆输出的堆电流可以是流经AC吸收单元的吸收电流或流经负载的负载电流的和。
本发明的另一示例性实施方式提供诊断燃料电池堆中的故障的装置，该装置包括：AC吸收单元，连接在燃料电池的两端子之间并根据所施加的AC电流切换以使得来自燃料电池堆的电流能够吸收并流通；负载单元，连接在燃料电池堆的两端子并且来自燃料电池堆的电流在负载单元中流通；AC信号生成器，被配置为生成AC信号并将所生成AC信号提供给AC吸收单元；以及诊断处理单元，被配置为测量包括流经AC吸收单元的吸收电流和流经负载单元的负载电流的堆电流，测量燃料电池堆的堆电压，并基于所测量的堆电压或堆电流来诊断燃料电池堆是否具有故障或遇到错误。
根据本发明的示例性实施方式，可以利用进一步简化的结构来诊断燃料电池堆中的故障。具体地，尽管未使用DC-DC转换器和将所提升的DC电压转换为交变电流的DC-AC逆变器，但可以使得燃料电池堆的电流能够具有交变电流。从而，故障诊断装置的结构可变得简单以及可以使用相对少数的部分。因此，可以降低故障诊断装置的生产成本。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的诊断燃料电池堆中的故障的装置的结构的示例性示图；
图2（a）、图2（b）和图2（c）是示出根据本发明的示例性实施方式的堆电流特性的示例性曲线图；以及
图3是示出了取决于根据本发明的示例性实施方式的燃料电池堆的每个电池的工作状态的伏安特性的示例性图表。
具体实施方式
应当理解，本文中所使用的术语“车辆（vehicle）”或“车辆的（vehicular）”或其他类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆；包括各种小船、海船的船只；航天器等；并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电混合动力车、燃料电池车辆和其他替代燃料车辆（例如，燃料来源于非汽油能源）。本文所称混合电动车辆时具有两种或两种以上动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力二者的车辆。
尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但是应当理解，也可由一个或者多个模块执行该示例性处理。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为对模块进行存储，并且处理器具体地被配置为执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个处理。
进一步地，本发明的控制逻辑可体现为非易失性计算机可读介质，在计算机可读介质上包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但并不限于：ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质也可分布在网络耦合的计算机系统中，从而例如通过车载通信服务器（telematics server）或控制器局域网络（CAN）以分布式方式存储并且执行该计算机可读介质。
本文中所使用的措辞仅是为了描述特定实施方式而并不旨在对本发明进行限制。除非上下文另有明确说明，否则如本文中所使用的单数形式“一（a）”、“一（an）”及“该”也旨在包括复数形式。还应当理解，当术语“包括”和/或“包含”用于本说明书时，其指定了存在所述特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除存在或附加有一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其组合。作为本文中所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何及所有组合。
在以下具体实施方式中，已经通过图示仅对本发明的示例性实施方式的方式进行简单的示出和描述。如本领域的那些技术人员应理解的，所述实施方式可以以各种不同方式进行修改，而完全不偏离本发明的实质和范围。因此，附图和说明在本质上被视为说明性而非限制性的。通篇说明书中，相同附图标记指代相同元件。
在本说明书中，除非明确描述为相反，否则，词语“包括/包含（comprise/include）”和诸如“包括/包含（comprises/includes）”或“包括/包含（comprising/including）”等的变形将理解为暗示包含所述元件，但并不排除任何其他元件。
在下文中，将参照附图描述根据本发明的示例性实施方式的诊断燃料电池堆中的故障的装置。图1是示出根据本发明的示例性实施方式的诊断燃料电池堆中的故障的装置的结构的示例性示图。
如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的诊断燃料电池堆2中的故障的装置1（在下文中，称作“故障诊断装置1”）可包括：与燃料电池堆1连接的交变电流（AC）吸收单元11，被配置为生成操作AC吸收单元11的AC信号的AC信号生成器12，以及配置为通过测量燃料电池堆2的电压和电流来执行故障诊断的诊断处理单元13。
针对燃料电池堆2的故障诊断，连接至燃料电池堆2的来自燃料电池堆2的电流在其中流通从而使得堆电流具有交流分量的AC吸收单元11可以包括晶体管TR1。此外，负载单元，即，负载R1可以被包括在故障诊断装置1中或与其连接，以及负载R1为使用从燃料电池堆2生成的电流的所有部分的简称。负载消耗燃料电池的功率，以及负载可以包括诸如逆变器、电机、DC-DC转换器、电池等。
晶体管TR1的集电极端子可以连接至燃料电池堆2的第一端子（例如，＋端子），发射极端子可以连接至燃料电池堆2的第二端子（例如，－端子），以及基极端子可以连接至AC信号生成器12的输出端子。负载R1第一侧的端子可以连接至燃料电池堆2的第一端子，负载R2第二侧的端子可以连接至燃料电池的第二端子。因此，从燃料电池堆2输出的堆电流可以流经晶体管TR1并流经负载R1。流经晶体管TR1的电流称作吸收电流，而流经负载R1的电流称作负载电流。
图2（a）、图2（b）和图2（c）是示出根据本发明的示例性实施方式的堆电流特性的示例性曲线图。如图2（b）所示，根据晶体管TR1的切换操作，吸收电流可以具有AC分量，以及如图2（c）所示，负载电流可以具有DC分量。从燃料电池堆2输出的堆电流根据晶体管的操作可以流经晶体管TR1，并因此变为交流分量。因此，如图2（a）所示，堆电流可以表示为负载电流和吸收电流的和。
AC信号生成器12可被配置为生成为驱动AC吸收单元11的晶体管TR1的AC信号（或者也可以称为驱动电流）并可配置为将所生成AC信号输出至晶体管TR1的基极端子。即使在具有极小功率量的情况下，AC信号也可以使得堆电流能够表示为AC分量。在晶体管TR1中流通的电流可以是晶体管TR1的放大区的电流。因此，与施加到基极端子的电流相比，流出的是以放大率放大的电流。
AC信号生成器120可被配置为根据从诊断处理单元13输出的控制信号来生成AC信号。诊断处理单元13可被配置为根据控制信号来调整从AC信号生成器12输出电流的频率。提供给AC吸收单元11的晶体管TR1的AC信号可以表示为Itext=Imax×sinωt。频率ω根据控制信号变化。AC信号生成器12可被配置为根据例如从驱动电流控制单元13输出的控制信号来生成10Hz的AC信号，以及AC信号生成器12可被配置为向AC吸收单元11提供所生成的AC信号。
如上所述，由于仅需要燃料电池堆2的电流流经AC吸收单元11的晶体管TR1，所以不需要将要注入燃料电池堆2的功率量。需要输入晶体管TR1的基极端子的AC信号仅以正弦曲线波形的形式流通，因此，可以简化故障诊断装置的配置以及可以降低所使用的部分的数目。此外，不同于将交变电流注入直流，交变电流可以直接在晶体管TR1中流通，并因此可不需要解耦电容器。因此，可以不发生交变电流的失真，可以使得接近正弦曲线波形的交变电流能够流通。
同时，诊断处理单元13可被配置为测量燃料电池堆2的堆电压和/或堆电流，并基于所测量堆电压和/堆电流来诊断燃料电池堆2是否具有故障。此外，将基于上述结构描述根据本发明的示例性实施方式的诊断燃料电池堆中的故障的装置的操作。
为了诊断燃料电池堆2中的故障，故障诊断装置1可被配置为生成预定频率的交变电流并将所生成的交变电流提供给AC吸收单元11。例如，当将从AC信号生成器12输出的10Hz的预定频率的AC信号提供给AC吸收单元11的晶体管TR1时，晶体管TR1可以被配置为执行导通或截止的切换操作，从而从燃料电池堆2输出的堆电流可以流经AC吸收单元11。此外，该堆电流可以流经负载R1。
因此，如图2（a）、图2（b）和图2（c）所示，输入诊断处理单元13的堆电流可以包括：流经晶体管TR1的AC分量的吸收电流和流经负载R1的DC分量的负载电流。诊断处理单元13可被配置为测量堆电压和堆电流并基于所测量的堆电压和堆电流诊断燃料电池堆2中的故障。例如，诊断处理单元13可配置为测量堆电压，基于所测量的堆电压计算失真率并基于所计算的失真率诊断燃料电池堆2中的故障。总谐波失真分析（THDA）可以用作计算失真率的方法。
图3是示出根据燃料电池堆的每个电池的工作状态的伏安特性的示例性曲线图。
通常，当向燃料电池堆2提供正弦曲线波形时，在燃料电池堆2中正常工作（例如，没有错误）的电池电压在由图3中的虚线所表示的线性部分中变化，而在燃料电池堆2中异常工作（例如，具有错误）的电池电压在由图3中的实线所表示的非线性部分中变化。因此，正常电池的电压根据电流中的变化可以具有减弱的失真，然而异常电池的电压基于电池电流中的变化可以具有增大的电压幅度和增强的失真。因此，可以通过利用堆电流的频率分析计算失真率并基于所计算的失真率诊断电池电压是否已经下降来诊断燃料电池堆2中的故障。关于以上故障诊断方法的一个示例，可以使用其他方法（例如，基于堆电压和堆电流测量阻抗并因此诊断燃料电池堆2中的故障的方法）。
虽然已经结合当前认为的示例性实施方式描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所披露的实施方式，而是相反，旨在涵盖在所附权利要求的实质和范围内包括的各种修改和等同配置。
Claims (7)
1.一种诊断燃料电池堆中的故障的装置，所述装置包括：
交变电流（AC）吸收单元，连接至所述燃料电池堆并且基于施加的AC信号切换以使来自所述燃料电池堆的电流能够流通；
AC信号生成器，被配置为生成所述AC信号并将所生成的AC信号提供给所述AC吸收单元；以及
处理器，被配置为：
测量所述燃料电池堆的堆电压或堆电流；以及
基于所测量的堆电压或堆电流来诊断所述燃料电池堆中的故障。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述AC信号生成器基于从诊断处理单元输出的控制信号来改变频率和幅度以生成所述AC信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述AC吸收单元包括：
晶体管，其中，集电极端子连接至所述燃料电池堆的第一端子，发射极端子连接至所述燃料电池堆的第二端子，以及基极端子连接至所述AC信号生成器的输出端子。
4.根据权利要求3所述的装置，其中：
负载连接在所述燃料电池堆的第一端子和所述燃料电池堆的第二端子之间，以及
从所述燃料电池堆输出的所述堆电流是流经所述AC吸收单元的吸收电流和流经所述负载的负载电流的和。
5.一种用于诊断燃料电池堆中的故障的装置，所述装置包括：
交变电流（AC）吸收单元，连接在所述燃料电池堆的两端子之间并基于施加的AC信号切换以使得来自所述燃料电池堆的电流能够被吸收并流通；
AC信号生成器，被配置为生成所述AC信号并向所述AC吸收单元提供所生成的AC信号；以及
处理器，被配置为：
测量包括流经所述AC吸收单元的吸收电流和流经负载单元的负载电流的堆电流；
测量所述燃料电池堆的堆电压；以及
基于所测量的堆电压或堆电流来诊断所述燃料电池堆中的故障。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述AC吸收单元包括：
晶体管，其中，集电极端子连接至所述燃料电池堆的第一端子，发射极端子连接至所述燃料电池堆的第二端子，以及基极端子连接至所述AC信号生成器的输出端子。
7.一种操作燃料电池堆故障诊断装置的方法，所述方法包括：
由交变电流（AC）信号生成器生成预定频率的驱动电流；
由处理器基于所生成的驱动电流来测量堆电压和堆电流；
由所述处理器基于所测量的堆电压来计算失真率；由所述处理器基于控制信号来调整所述堆电流的频率；
由控制器基于所计算的失真率来诊断所述燃料电池堆中的故障。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105572600A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-11 | 深圳天珑无线科技有限公司 | 一种确定电池损耗的方法和终端设备 |
| CN105990590A (zh) * | 2014-10-06 | 2016-10-05 | 现代自动车株式会社 | 用于诊断燃料电池堆的方法及系统 |
| CN110010935A (zh) * | 2017-12-19 | 2019-07-12 | 现代自动车株式会社 | 燃料电池故障诊断设备及其方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101592768B1 (ko) * | 2014-09-26 | 2016-02-12 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 스택의 상태 진단 장치 |
| KR101637720B1 (ko) * | 2014-11-07 | 2016-07-08 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 시스템의 제어 방법 |
| AT519335B1 (de) * | 2016-11-04 | 2022-08-15 | Avl List Gmbh | Verfahren zur Diagnose eines technischen Systems |
| CN108963197A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-12-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 改性正极活性材料的制备方法 |
| US10615438B2 (en) | 2018-02-23 | 2020-04-07 | Cummins Enterprise Llc | Degradation detecting device for fuel cell stack, fuel cell system and managing method thereof |
| KR20230034520A (ko) | 2021-09-03 | 2023-03-10 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전지모듈의 용접 검사 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040220752A1 (en) * | 2003-02-04 | 2004-11-04 | Hydrogenics Corporation | System and method for measuring internal resistance of electrochemical devices |
| US20100286939A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for diagnosing deterioration of fuel cell |
| US20120135327A1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-05-31 | Kangnam University Industry-Academia Cooperation Foundation | Monitoring the operational state of a fuel cell stack |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003197231A (ja) * | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池発電システムおよびその制御方法 |
| JP4879461B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2012-02-22 | エストコ バッテリー マネージメント インコーポレイテッド | 燃料電池を再生する為の装置および方法、燃料電池をバイパスする為の装置および方法、並びに燃料電池を診断する為の装置 |
| WO2005088753A1 (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 燃料電池システムの故障診断方法とこれを用いた故障診断装置、および燃料電池システム |
| AT500968B8 (de) * | 2004-10-07 | 2007-02-15 | Avl List Gmbh | Verfahren zur überwachung des betriebszustandes eines brennstoffzellenstapels |
| JP4807000B2 (ja) * | 2005-08-09 | 2011-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 性能劣化判定装置及びその方法 |
| KR101566720B1 (ko) * | 2009-12-02 | 2015-11-06 | 현대자동차 주식회사 | 연료전지 차량의 진단장치 및 방법 |
-
2012
- 2012-12-11 KR KR1020120143882A patent/KR101416399B1/ko active IP Right Grant
-
2013
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040220752A1 (en) * | 2003-02-04 | 2004-11-04 | Hydrogenics Corporation | System and method for measuring internal resistance of electrochemical devices |
| US20100286939A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for diagnosing deterioration of fuel cell |
| US20120135327A1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-05-31 | Kangnam University Industry-Academia Cooperation Foundation | Monitoring the operational state of a fuel cell stack |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105990590A (zh) * | 2014-10-06 | 2016-10-05 | 现代自动车株式会社 | 用于诊断燃料电池堆的方法及系统 |
| CN105990590B (zh) * | 2014-10-06 | 2019-11-26 | 现代自动车株式会社 | 用于诊断燃料电池堆的方法及系统 |
| CN105572600A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-11 | 深圳天珑无线科技有限公司 | 一种确定电池损耗的方法和终端设备 |
| CN110010935A (zh) * | 2017-12-19 | 2019-07-12 | 现代自动车株式会社 | 燃料电池故障诊断设备及其方法 |
| CN110010935B (zh) * | 2017-12-19 | 2023-08-25 | 现代自动车株式会社 | 燃料电池故障诊断设备及其方法 |
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