CN108232244A - 用于控制燃料电池车辆的系统和方法 - Google Patents

用于控制燃料电池车辆的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108232244A
CN108232244A CN201710655574.6A CN201710655574A CN108232244A CN 108232244 A CN108232244 A CN 108232244A CN 201710655574 A CN201710655574 A CN 201710655574A CN 108232244 A CN108232244 A CN 108232244A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
fuel
cell
fuel cell
mathematics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710655574.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108232244B (zh
Inventor
权纯祐
李准庸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN108232244A publication Critical patent/CN108232244A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108232244B publication Critical patent/CN108232244B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • H01M8/04134—Humidifying by coolants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04305—Modeling, demonstration models of fuel cells, e.g. for training purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04358—Temperature; Ambient temperature of the coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04395—Pressure; Ambient pressure; Flow of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • H01M8/04522—Humidity; Ambient humidity; Water content of cathode exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • H01M8/04529—Humidity; Ambient humidity; Water content of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04828—Humidity; Water content
    • H01M8/0485—Humidity; Water content of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/54—Fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/302—Temperature sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/306—Pressure sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/308—Electric sensors
    • B60Y2400/3084—Electric currents sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/308—Electric sensors
    • B60Y2400/3086—Electric voltages sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于控制燃料电池车辆的方法，其包括：获取状态数据，通过将所获取的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型，测量燃料电池的电压，使数学电压模型近似为测量电压并且当数学电压模型近似于测量电压时导出反应面积数据，以及基于所导出的反应面积数据控制所述燃料电池车辆的所述系统以便消除或防止所述燃料电池的过度加湿情况。

Description

用于控制燃料电池车辆的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于控制燃料电池车辆的系统和方法。
背景技术
由于在车辆劣化(老化)的状态下进行驾驶时，燃料电池所产生的输出功率降低，因此功率性能降低。特别地，车辆在进入高速公路时瞬间加速，并且因此在调整到其他车辆的速度流方面存在困难，使得驾驶员的安全可能面临风险。
燃料电池车辆将作为主电源的燃料电池和作为二次电源的高电压电池混合，以便改善燃油效率和功率性能。对于燃料电池车的开发，在燃料电池老化之前执行最佳功率分配。因此，如果燃料电池劣化并且因此老化，则燃料电池不在最佳功率分配内。
为了维持最佳功率分配，用于估计燃料电池中的劣化的技术是不可缺少的。在可逆劣化的情况下，低温区处的大气温度与高温区处的大气温度之间的相对湿度差异较大，并且燃料电池中的含水量取决于驾驶历史而较大地变化。特别地，取决于由于氢气和氧气的反应而产生的水是否在排放在空气中、或所产生的水是否包含在燃料电池中，性能差异较大地变化。不管燃料电池中的含水量过多还是含水量不足，燃料电池的性能都会劣化，并且当相对湿度维持在100％时，燃料电池性能是最佳的。需要含水量估计器以便取决于燃料电池中的含水量来防止性能劣化。
劣化测量方法需要实时测量劣化以便应用于真实车辆，但是不存在能够测量不可逆劣化的传感器。为了估计可逆劣化，需要在车辆中配备相对湿度传感器。然而，在这种情况下，由于相对湿度传感器可能会增加成本。因此，需要开发以下估计器，其可以在车辆中实时估计燃料电池的可逆劣化和不可逆劣化。
被描述为相关技术的事项已经仅被设置用于辅助理解本发明的背景，并且不应被认为对应于本领域技术人员已知的相关技术。
发明内容
本发明的实施方案提供一种用于控制燃料电池车辆的系统和方法，其即使在燃料电池可逆地或不可逆地劣化时也能够以最佳功率分配来驱动车辆，并且能够在最佳地维持燃料电池中的含水量的同时驱动车辆以便有助于功率性能和燃料效率的提高。
根据本发明的示例性实施方案，一种方法可以用于控制燃料电池车辆。获取状态数据，其包括膜电极组件的含水量、阴极压力、阳极压力、冷却水温度和堆电流。通过将所获取的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型。测量燃料电池的电压，并且通过改变反应面积数据使数学电压模型近似为测量电压，以及当数学电压模型近似于测量电压时导出反应面积数据。基于所导出的反应面积数据控制燃料电池车辆的系统，以便消除或防止燃料电池的过度加湿情况，由此优化燃料电池的性能。
可以根据燃料电池堆的空气出口处的相对湿度来估计膜电极组件的含水量。
数学电压模型和测量电压可以是一个曲线，其中在X轴上表示电流密度并且在Y轴上表示电池电压。
电压计算公式可以是使用反应面积数据作为参数的公式，并且在导出数学电压模型时，可以通过代入反应面积数据的初始值来导出数学电压模型；并且在导出反应面积数据时，数学电压模型可以通过将反应面积数据输入代入电压计算公式中并同时改变反应面积数据来近似于测量电压。
在优化燃料电池的性能方面，当多个电池电压之间的偏差等于或大于参考电平时，可以基于膜电极组件的含水量来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的干燥状态。
在优化燃料电池的性能方面，当多个电池电压之间的偏差等于或小于参考电平时，可以基于反应面积数据来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的过度加湿状态。
在优化燃料电池的性能方面，当多个电池电压之间的分散值等于或小于第一参考电平时，可以基于膜电极组件的含水量来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的干燥状态。
在优化燃料电池的性能方面，当通过将最小电池电压除以平均电池电压而获得的电池电压比等于或大于第二参考值时，可以基于膜电极组件的含水量来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的干燥状态。
方法还可以包括：通过改变催化剂载体量数据使数学电压模型近似为测量电压，并且当数学电压模型近似于测量电压时导出催化剂载体量数据，其中在优化燃料电池的性能方面，可以基于所导出的催化剂载体量数据来控制燃料电池车辆的系统。
在优化燃料电池的性能方面，当基于所导出的反应面积数据来控制燃料电池车辆的系统时，可以控制燃料电池的温度、空气供应量、或氢气吹扫(purge)量；并且当基于所导出的催化剂载体量数据来控制燃料电池车辆的系统时，可以控制车辆的高压电池与燃料电池之间的功率分配。
方法还可以包括：通过改变内部电流密度数据将数学电压模型近似为测量电压，并且当数学电压模型接近于测量电压时得到导出内部电流密度数据，其中在优化燃料电池的性能方面，可以基于所导出的内部电流密度数据来控制燃料电池车辆的系统。
根据本发明的另一个示例性实施方案，一种系统可以控制燃料电池车辆来执行用于控制燃料电池车辆的方法。传感器被配置成测量阴极和阳极的压力。传感器被配置成测量冷却水温度。传感器被配置成测量燃料电池堆的电流。控制器被配置成：获取状态数据，其包括膜电极组件的含水量、阴极压力、阳极压力、冷却水温度和堆电流；通过将所获取的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型；测量燃料电池的电压；通过改变反应面积数据将数学电压模型近似为测量电压；在数学电压模型近似于测量电压时导出反应面积数据；以及基于所导出的反应面积数据控制燃料电池车辆的系统以便消除或防止燃料电池的过度加湿情况，由此优化燃料电池的性能。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施方案的用于控制燃料电池车辆的系统的配置图。
图2是根据本发明的示例性实施方案的用于控制燃料电池车辆的方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的示例性实施方案的用于控制燃料电池车辆的系统的配置图，并且图2是根据本发明的示例性实施方案的用于控制燃料电池车辆的方法的流程图。
根据本发明的用于控制燃料电池车辆的方法包括：获取状态数据，其包括膜电极组件的含水量、阴极压力、阳极压力、冷却水温度和堆电流(S100)；通过将所获取的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型；测量燃料电池的电压；通过改变反应面积数据将数学电压模型近似为测量电压并且在数学电压模型近似于测量电压时导出反应面积数据(S200)；以及基于所导出的反应面积数据控制燃料电池车辆的系统，以便消除或防止燃料电池的过度加湿情况，由此优化燃料电池的性能。
燃料电池中的劣化可以被分类成可逆劣化和不可逆劣化，其中的每个可以被分成两种类型。
在可逆劣化的情况下，性能可能恢复，但是当主要由燃料电池反应产生的水未被排放或排放过多以及因此水量不足时，通常发生可逆劣化。用于应对该问题的方法执行驾驶温度控制、气体供应量控制等以便控制水量。
在不可逆劣化的情况下，性能可能无法恢复，但为了化学反应而分散的催化剂量减少，或形成氢离子电解质膜的孔以便导致氢气交叉。因此，由于燃料电池的功率降低，因此需要整个功率系统的功率分配控制，使得高压电池提供比燃料电池更大的功率量。
通常，参数的选择可以理解劣化的类型和程度以及其值的估计不完全令人满意，并且因此未实现适当的控制。特别地，在可逆劣化期间难以区分干燥操作状态(干透)和过度加湿操作状态。
为了解决该问题，本发明提出了一种方法，其用于通过将燃料电池输出电压的数学估计模型与实际模型进行比较来发现适当参数值，通过基于所述值控制燃料电池系统来获得最佳效率，以及防止燃料电池中的劣化。
具体地，图2是根据本发明的示例性实施方案的用于控制燃料电池的方法的流程图。首先，所述方法执行状态数据的获取，所述状态数据包括膜电极组件的含水量、阴极压力、阳极压力、冷却水温度和堆电流(S100)。膜电极组件的含水量指示膜电极组件中存在多少水，可以基于燃料电池的阴极出口的相对湿度来知道这一点。由于膜电极组件的含水量与相对湿度成比例，因此可以仅通过乘以常数或者通过预先存储公式以及通过将相对湿度输入到上述等式来导出含湿量。也可以通过传感器测量阴极出口的相对湿度，并且可以通过与KR 10-1293961 B1相同的方式来估计所述相对湿度。
可以通过如图1所示的传感器来测量阴极压力和阳极压力，并且可以在使燃料电池循环的冷却水管路中测量冷却水温度。此外，电流传感器可以测量堆电流。
执行以下操作：通过将所获得的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型。
电压计算公式指示通过利用各种输入值间接地计算从燃料电池输出的电压而获得的公式。在电压计算公式中，通过如下式1从无损热力学理论电压E减去激活损耗Vact、电阻损耗Vohm和浓度损耗Vcon来计算数学电压Vm。激活损耗是由于用于触发反应的较低激活能量而发生的损耗，并且电阻损耗是通过电解质中的离子迁移电阻以及电极、气体扩散层和分离器中的电子迁移电阻而发生的损耗。浓度损耗是当通过电化学反应在电极处消耗反应物时，缺乏维持流体的平均初始浓度的能力而导致的损耗。
[公式1]
公式1中各符号表示如下：
P：压力，kPa
Psat：饱和压力，kPa
F：法拉第常数，96487C/mol
RU：通用气体常数，8314J/mol/K
T：温度,K
TC：温度，℃
E：理想电池电势,V
R：电阻
i：电流密度,(A/cm2)
D：扩散率
AC：催化剂比面积
LC：催化剂负载
EC：激活能量,66kJ/mol
V：电势,V
d：浓度系数
n:每氢分子的电子数，2
iin＝内部电流密度，(A/cm2)
iL：极限电流密度,(A/cm2)
tm：膜厚度
Km：膜离子电导性
Pa：阳极压力
Pc：阴极压力
aH2O：水活性
PH2O-sat：饱和水蒸气压
Rm：膜电阻
Ra：电池剩余部分电阻
F：法拉第常数，96487C/mol
G：吉布斯自由能(J)
φ：相对湿度
α：传递系数
a：水活性
t：厚度
δ：扩散距离
ε：孔隙率
λ：膜含水量百分比
下标
H2：氢气
O2：氧气
H2O：水
ref：参考条件(298.15K，101.25kPa)
m：膜
当将所测量或估计的状态数据代入上述公式1中时，可以获得针对特定电流密度i的电压值Vm，其中电压值形成曲线，在所述曲线中在X轴上表示电流密度并且在Y轴上表示电池电压以便导出数学电压模型。
上述公式包括若干参数，即反应面积数据Ac、催化剂载体量数据Lc和内部电流密度iin。因此，其余参数被固定为初始代入值，其余参数中只有一个被不同地改变和代入以便使数学电压模型和测量电压的曲线相似，并且当数学电压模型和测量电压的曲线相似时的参数值成为我们想要获得的参数值。通过曲线拟合方法导出反应面积数据Ac和催化剂载体量数据Lc。
首先，执行以下操作：通过改变反应面积数据将数学电压模型近似为测量电压并且在数学电压模型近似于测量电压时导出反应面积数据(S200)。为了使通过改变反应面积数据而获得的电压更准确，需要基于最小电池电压来获得电压。也就是说，在通过改变反应面积数据导出的数学电压模型的情况下，获得最小电池电压的数学电压模型，并且比较目标将实际测量的最小电池电压定义为测量电压以便导出反应面积数据。
此外，基于所导出的反应面积数据控制燃料电池车辆的系统，以便消除或防止燃料电池的过度加湿状态，由此优化燃料电池的性能。
当燃料电池的操作温度较低时，饱和水蒸汽压力较低，并且作为氢氧反应生成物的所产生的水以液态而不是要被吸附到通道壁或气体扩散层的蒸气存在。因此，所产生的水没有根据空气流良好地排放在空气中，并且因此在随着时间的推移累积在燃料电池中时发生。如果所产生的水在累积在燃料电池中时超过电解质膜和气体扩散层的最大含水量，则所产生的水溢出到氢气和氧气流动通道。因此，通过其将氢气和氧气转移到催化剂的路径的电阻增加(以下称为过量的水)。为了将该现象连接到数学电压模型，将反应面积设置为参数。当存在过量的水时，所产生的水覆盖电极表面，这是通过与减少反应面积相同的效果分析的结果。因此，当反应面积增加时，假定水是过量的。执行控制，以便逐渐提高燃料电池的温度，增加气体供应量，或者与过量水的程度成比例地增加氢气吹扫量(S260和S280)。
因此，可以通过控制精确地诊断燃料电池堆的过度加湿状态，并且以最佳效率驱动燃料电池，以及通过准确了解和应对过度加湿程度的加湿来防止燃料电池中的劣化。
同时，在优化燃料电池的性能方面，当多个电池电压之间的偏差等于或大于参考电平时，可以基于膜电极组件的含水量来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的干燥状态。此外，在优化燃料电池的性能方面，当多个电池电压之间的偏差等于或小于参考电平时，可以基于反应面积数据来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的过度加湿状态。
例如，在优化燃料电池的性能方面，当多个电池电压的分散值等于或小于第一参考值时，可以基于膜电极组件的含水量来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的干燥状态。电池电压的小分散值意味着电池电压之间的偏差是较小并且相对均匀的，这对应于干燥或正常状态而不是过度加湿。因此，在这种情况下，随着含水量的降低，取决于膜电极组件的含水量或相对湿度，冷却燃料电池或减少空气供应量，由此防止干燥状态并且在最佳状态下驱动燃料电池。
作为另一种方法，在优化燃料电池的性能方面，当通过将最小电池电压除以平均电池电压而获得的电池电压比等于或大于第二参考值时，基于膜电极组件的含水量来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的干燥状态。电池电压比是通过将最小电池电压除以平均电池电压而获得的值。这里，电池电压比越大，电池电压之间的偏差越小。因此，考虑到电池电压比而不是分散值也可以具有相同的含义。在这种情况下，假定当电池电压比也较大时，燃料电池处于正常状态或处于干燥状态，并且因此可以基于膜电极组件的含水量或相对湿度来控制燃料电池车辆的系统以便解决或防止燃料电池的干燥状态(S220、S240、S280)。
此外，执行以下操作：通过改变催化剂载体量数据将数学电压模型近似为测量电压、以及当数学电压模型近似于测量电压时导出催化剂载体量数据(S300)，并且在优化燃料电池的性能方面(S320)，可以基于所导出的催化剂载体数据来控制燃料电池车辆的系统。为了使通过改变催化剂载体量数据获得的电压更准确，需要基于平均电池电压来获得电压。也就是说，在通过改变催化剂载体量数据导出的数学电压模型的情况下，获得平均电池电压的数学电压模型，并且比较目标将实际测量的平均电池电压定义为测量电压以便导出催化剂载体量数据。
如上所述，在优化燃料电池的性能方面，当基于所导出的反应面积数据来控制燃料电池车辆的系统时，控制燃料电池的温度、空气供应量或氢气吹扫量(S280)，并且当基于所导出的催化剂载体量数据来控制燃料电池车辆的系统时，可以控制高压电池与车辆的燃料电池之间的功率分配(S320)。
当催化剂载体量降低时，催化剂本身可能不可逆地劣化，并且可能通过瞬间被水分包裹而可逆地劣化。因此，在这种情况下，更多地使用通过高压电池的功率并且减轻燃料电池的负担是适当的。
同时，附加地执行以下操作：通过改变内部电流密度数据将数学电压模型近似为测量电压、以及当数学电压模型近似于测量电压时导出内部电流密度数据(S300)，并且在优化燃料电池的性能方面，可以基于所导出的内部电流密度数据来控制燃料电池车辆的系统(S320)。
通过使氢离子穿过膜电极组件进入电流密度单元而将该数量的氢离子转换成直接与阴极交叉来获得内部电流密度，并且可能在膜电极组件中形成针孔时发生。因此，可以基于内部电流密度的程度来理解燃料电池的劣化程度，并且从而更多地使用通过高压电池的输出并且减少了燃料电池的负担，由此防止燃料电池中的劣化。
此外，为了理解作为参数的内部电流密度或催化剂载体量，当使用平均电池电压值作为测量电压并且使用反应面积作为参数时，优选使用最小电池电压作为测量电压。
因此，根据本发明的示例性实施方案，可以理解燃料电池的性能劣化是由于催化剂、含水量还是其组合的劣化，并且在每种情况下，燃料电池可以通过控制含水量或增加高压电池的使用来快速恢复，并且在当前情况下以最佳状态来最佳地驱动。
用于控制图1的燃料电池车辆以便执行用于控制本发明的燃料电池车辆的方法的系统包括：被配置成测量阴极和阳极的压力的传感器；被配置成测量冷却水温度的传感器；被配置成测量燃料电池堆的电流的传感器；以及控制器，其被配置成：获取状态数据，其包括膜电极组件的含水量、阴极压力、阳极压力、冷却水温度和堆电流；通过将所获取的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型；测量燃料电池的电压；通过改变反应面积数据将数学电压模型近似为测量电压；在数学电压模型近似于测量电压时导出反应面积数据；以及基于所导出的反应面积数据控制燃料电池车辆的系统，以便消除或防止燃料电池的过度加湿情况，由此优化燃料电池的性能。
燃料电池100被配置成包括阳极20、阴极10和膜电极组件(MEA)，其中阳极20连接到氢气管线300，阴极10连接到空气管线500，并且冷却管线700使整个燃料电池100循环。氢气管线300设置有供应阀310、压力传感器320、吹扫阀330和排水阀340，并且空气管线500设置有加湿器530、压力传感器520、压缩机510、流速阀550和温度传感器540。此外，冷却管线700设置有泵720。
控制器900从测量阴极和阳极的压力的传感器、测量冷却水温度的传感器和测量燃料电池堆的电流的传感器获取状态数据，所述状态包括阴极压力、阳极压力、冷却水温度和堆电流，并且估计膜电极组件的含水量。
此外，使用存储在单独存储器中的电压计算公式来导出数学电压模型，通过将数学电压模型近似为测量电压而获得反应面积数据，并且基于反应面积数据来控制燃料电池车辆的系统，以便解决或防止燃料电池的过度加湿状态，由此优化燃料电池的性能。
根据本发明的示例性实施方案的用于控制燃料电池车辆的系统和方法，即使在燃料电池可逆地或不可逆地劣化时也可能以最佳功率分配来驱动车辆，并且在最佳地维持燃料电池中的含水量的同时驱动车辆，由此有助于功率性能和燃料效率的提高。
虽然已经相对于具体示例性实施方案示出和描述了本发明，本领域技术人员将显而易见的是在不脱离由以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (17)

1.一种用于控制燃料电池车辆的方法，所述方法包括：
获取状态数据，其包括膜电极组件的含水量、阴极压力、阳极压力、冷却水温度和堆电流；
通过将所获取的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型；
测量燃料电池的电压；
通过改变反应面积数据将所述数学电压模型近似为测量电压并且在所述数学电压模型近似于所述测量电压时导出所述反应面积数据；以及
基于所导出的反应面积数据控制所述燃料电池车辆的系统，以便影响所述燃料电池的过度加湿情况。
2.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述燃料电池车辆的所述系统包括基于所导出的反应面积数据控制所述燃料电池车辆的系统，以便消除或防止所述燃料电池的过度加湿情况。
3.根据权利要求1所述的方法，其中根据所述燃料电池的空气出口处的相对湿度来估计所述膜电极组件的含水量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述数学电压模型和所述测量电压是一个曲线，在所述曲线中在X轴上表示电流密度并且在Y轴上表示电池电压。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电压计算公式是使用反应面积数据作为参数的公式，并且在导出所述数学电压模型时，通过代入所述反应面积数据的初始值来导出所述数学电压模型；并且在导出所述反应面积数据时，所述数学电压模型通过将所述反应面积数据输入代入所述电压计算公式中并同时改变所述反应面积数据来近似于所述测量电压。
6.根据权利要求1所述的方法，当多个电池电压之间的偏差等于或大于参考电平时，基于所述膜电极组件的含水量来控制所述燃料电池车辆的所述系统以便解决或防止所述燃料电池的干燥状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，当所述多个电池电压之间的所述偏差等于或小于所述参考电平时，基于所述反应面积数据来控制所述燃料电池车辆的所述系统以便解决或防止所述燃料电池的过度加湿状态。
8.根据权利要求1所述的方法，当多个电池电压之间的分散值等于或小于第一参考电平时，基于所述膜电极组件的含水量来控制所述燃料电池车辆的所述系统以便解决或防止所述燃料电池的干燥状态。
9.根据权利要求1所述的方法，当通过将最小电池电压除以平均电池电压而获得的电池电压比等于或大于第二参考值时，基于所述膜电极组件的含水量来控制所述燃料电池车辆的所述系统以便解决或防止所述燃料电池的干燥状态。
10.根据权利要求1所述的方法，其还包括通过改变催化剂载体量数据使数学电压模型近似为测量电压，并且当所述数学电压模型近似于所述测量电压时导出所述催化剂载体量数据，其中基于所导出的催化剂载体量数据来控制所述燃料电池车辆的所述系统。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，当基于所导出的反应面积数据来控制所述燃料电池车辆的所述系统时，控制所述燃料电池的温度、空气供应量、或氢气吹扫量；并且当基于所导出的催化剂载体量数据来所述控制燃料电池车辆的所述系统时，控制所述车辆的高压电池与所述燃料电池之间的功率分配。
12.根据权利要求1所述的方法，其还包括通过改变内部电流密度数据将数学电压模型近似为测量电压，并且当所述数学电压模型接近于所述测量电压时导出所述内部电流密度数据，其中基于所导出的内部电流密度数据来控制所述燃料电池车辆的所述系统。
13.一种用于控制燃料电池车辆的系统，所述系统包括：
第一传感器，其被配置成测量阴极和阳极的压力；
第二传感器，其被配置成测量冷却水温度；
第三传感器，其被配置成测量燃料电池堆的电流；以及
控制器，其被配置成：获取状态数据，其包括膜电极组件的含水量、阴极压力、阳极压力、冷却水温度和堆电流；通过将所获取的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型；测量燃料电池的电压；通过改变反应面积数据将数学电压模型近似为测量电压；在所述数学电压模型近似于所述测量电压时导出所述反应面积数据；以及基于所导出的反应面积数据控制所述燃料电池车辆的所述系统以便影响所述燃料电池的过度加湿情况。
14.一种设备，其包括：
燃料电池，其包括阳极、阴极和膜电极组件；
氢气管线，其中所述阳极连接到所述氢气管线；
空气管线，其中所述阴极连接到所述空气管线；
冷却线，其被配置成使用于所述燃料电池的冷却水循环；
压力传感器，其被配置成测量所述阳极和所述阴极的压力；
温度传感器，其被配置成测量所述冷却管线中的所述冷却水的温度；
电流传感器，其被配置成测量所述燃料电池的电流；以及
控制器，其被配置成：获取状态数据，其包括膜电极组件的含水量、阴极压力、阳极压力、冷却水温度和燃料电池堆电流；通过将所获取的状态数据代入电压计算公式中来导出数学电压模型；测量燃料电池的电压；通过改变反应面积数据将数学电压模型近似为测量电压；在所述数学电压模型近似于所述测量电压时导出所述反应面积数据；以及基于所导出的反应面积数据控制燃料电池车辆以便影响所述燃料电池的过度加湿情况。
15.根据权利要求14所述的设备，其还包括与所述空气管线一致联接的加湿器。
16.根据权利要求14所述的设备，还包括：
联接到所述氢气管线的供应阀；
联接到所述氢气管线的压力传感器；
与所述空气管线一致联接的加湿器；
联接到所述空气管线的压缩机；以及
联接到所述冷却管线的泵。
17.根据权利要求14所述的设备，其还包括所述燃料电池的空气出口，其中根据所述空气出口处的相对湿度来估计所述膜电极组件的含水量。
CN201710655574.6A 2016-12-10 2017-08-03 用于控制燃料电池车辆的系统和方法 Active CN108232244B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160168083A KR101918365B1 (ko) 2016-12-10 2016-12-10 연료전지 차량 제어시스템 및 제어방법
KR10-2016-0168083 2016-12-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108232244A true CN108232244A (zh) 2018-06-29
CN108232244B CN108232244B (zh) 2022-04-19

Family

ID=62201550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710655574.6A Active CN108232244B (zh) 2016-12-10 2017-08-03 用于控制燃料电池车辆的系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10249896B2 (zh)
KR (1) KR101918365B1 (zh)
CN (1) CN108232244B (zh)
DE (1) DE102017212470A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108987770A (zh) * 2018-07-18 2018-12-11 西南交通大学 一种多堆燃料电池发电系统的协调优化控制方法
CN111129542A (zh) * 2018-11-01 2020-05-08 现代自动车株式会社 燃料电池的氢气供应控制系统及控制方法
CN112744126A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 现代自动车株式会社 燃料电池的控制方法
CN112993336A (zh) * 2019-12-14 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 用于车用燃料电池衰减过程的水管理故障诊断方法
CN115632141A (zh) * 2022-12-22 2023-01-20 潍柴动力股份有限公司 车载燃料电池电堆自增湿控制方法及车辆
CN115939461A (zh) * 2023-01-19 2023-04-07 上海氢晨新能源科技有限公司 一种判断燃料电池含水量合理性的方法
US11784340B2 (en) 2019-04-17 2023-10-10 Hyundai Motor Company Method and system for controlling operation of fuel cell

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102554879B1 (ko) 2017-12-12 2023-07-12 현대자동차주식회사 연료전지 제어방법 및 제어시스템
CN109301289B (zh) * 2018-11-20 2023-08-22 安徽明天氢能科技股份有限公司 一种大面积燃料电池内部温度与压力分布的测试装置
DE102019201065A1 (de) * 2019-01-29 2020-07-30 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenvorrichtung und Brennstoffzellenvorrichtung
CN112349936A (zh) * 2020-10-27 2021-02-09 中船动力有限公司 基于系统辨识的船用燃料电池建模及广义预测控制方法
CN112820906B (zh) * 2021-01-15 2022-06-07 湖南理工学院 一种车用燃料电池动态工况下热力学性能的综合评价方法
KR20230016972A (ko) * 2021-07-27 2023-02-03 현대자동차주식회사 연료전지 운전시스템 및 운전제어방법
CN113839071B (zh) * 2021-09-29 2023-03-10 北京亿华通科技股份有限公司 一种燃料电池系统控制方法及控制系统
KR20230072817A (ko) 2021-11-18 2023-05-25 현대자동차주식회사 연료전지시스템의 전력 분배 방법
KR20230109447A (ko) * 2022-01-13 2023-07-20 현대자동차주식회사 연료전지시스템 및 그 제어방법
CN114759227A (zh) * 2022-05-07 2022-07-15 中国第一汽车股份有限公司 燃料电池性能衰减的确定方法以及确定装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1979932A (zh) * 2005-12-09 2007-06-13 现代自动车株式会社 车辆燃料电池的激活方法
WO2008017943A2 (en) * 2006-08-10 2008-02-14 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system
CN101420041A (zh) * 2007-10-26 2009-04-29 通用汽车环球科技运作公司 端部电池加热器失效后提高燃料电池堆可靠性的方法
CN101640279A (zh) * 2008-08-01 2010-02-03 通用汽车环球科技运作公司 燃料电池系统关闭期间的湿度控制
US20100040913A1 (en) * 2008-08-14 2010-02-18 Hyundai Motor Company Apparatus and method for determining deterioration of a fuel cell and method for preventing deterioration of the same
CN102034995A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 通用汽车环球科技运作公司 利用燃料电池堆的电池电压预测来改进燃料电池系统性能的方法
CN102981124A (zh) * 2012-11-06 2013-03-20 清华大学 一种燃料电池堆膜电极状况现场检测方法和检测装置
CN103840183A (zh) * 2012-11-26 2014-06-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于空气存储阴极碳损失估算的车辆应用

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4380231B2 (ja) 2002-07-30 2009-12-09 株式会社デンソー 燃料電池システム
JP4892888B2 (ja) 2005-08-18 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法
JP5099991B2 (ja) 2005-09-21 2012-12-19 三菱マテリアル株式会社 燃料電池発電装置及び制御プログラム並びに制御方法
JP5011733B2 (ja) 2006-01-23 2012-08-29 日産自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池の加湿状態判定方法
JP2009129760A (ja) 2007-11-26 2009-06-11 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
CN102024962B (zh) * 2009-09-14 2013-04-17 华为技术有限公司 燃料电池控制方法及燃料电池控制器
US8405399B2 (en) 2010-07-20 2013-03-26 GM Global Technology Operations LLC Method to predict min cell voltage from discrete min cell voltage output of stack health monitor
JP5581890B2 (ja) * 2010-08-20 2014-09-03 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法
JP5691385B2 (ja) 2010-10-22 2015-04-01 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の劣化判定システム
KR101293961B1 (ko) 2010-12-09 2013-08-07 기아자동차주식회사 연료전지용 상대습도 및 응축수 추정기
KR101394186B1 (ko) 2012-09-17 2014-05-14 한국에너지기술연구원 차량용 연료전지 시스템 관리 장치
JP2014068437A (ja) 2012-09-25 2014-04-17 Honda Motor Co Ltd 燃料電池車両の外部給電制御装置
JP6136185B2 (ja) 2012-10-16 2017-05-31 日産自動車株式会社 燃料電池システム
KR101637746B1 (ko) 2014-11-25 2016-07-20 현대자동차주식회사 연료전지 진단 장치 및 방법
JP6258380B2 (ja) * 2016-02-29 2018-01-10 本田技研工業株式会社 燃料電池の制御方法、及び燃料電池システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1979932A (zh) * 2005-12-09 2007-06-13 现代自动车株式会社 车辆燃料电池的激活方法
WO2008017943A2 (en) * 2006-08-10 2008-02-14 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system
CN101420041A (zh) * 2007-10-26 2009-04-29 通用汽车环球科技运作公司 端部电池加热器失效后提高燃料电池堆可靠性的方法
CN101640279A (zh) * 2008-08-01 2010-02-03 通用汽车环球科技运作公司 燃料电池系统关闭期间的湿度控制
US20100040913A1 (en) * 2008-08-14 2010-02-18 Hyundai Motor Company Apparatus and method for determining deterioration of a fuel cell and method for preventing deterioration of the same
CN102034995A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 通用汽车环球科技运作公司 利用燃料电池堆的电池电压预测来改进燃料电池系统性能的方法
CN102981124A (zh) * 2012-11-06 2013-03-20 清华大学 一种燃料电池堆膜电极状况现场检测方法和检测装置
CN103840183A (zh) * 2012-11-26 2014-06-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于空气存储阴极碳损失估算的车辆应用

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108987770B (zh) * 2018-07-18 2020-11-06 西南交通大学 一种多堆燃料电池发电系统的协调优化控制方法
CN108987770A (zh) * 2018-07-18 2018-12-11 西南交通大学 一种多堆燃料电池发电系统的协调优化控制方法
CN111129542A (zh) * 2018-11-01 2020-05-08 现代自动车株式会社 燃料电池的氢气供应控制系统及控制方法
CN111129542B (zh) * 2018-11-01 2024-04-09 现代自动车株式会社 燃料电池的氢气供应控制系统及控制方法
US11784340B2 (en) 2019-04-17 2023-10-10 Hyundai Motor Company Method and system for controlling operation of fuel cell
CN112744126A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 现代自动车株式会社 燃料电池的控制方法
CN112744126B (zh) * 2019-10-31 2024-02-20 现代自动车株式会社 燃料电池的控制方法
CN112993336B (zh) * 2019-12-14 2022-04-22 中国科学院大连化学物理研究所 用于车用燃料电池衰减过程的水管理故障诊断方法
CN112993336A (zh) * 2019-12-14 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 用于车用燃料电池衰减过程的水管理故障诊断方法
CN115632141A (zh) * 2022-12-22 2023-01-20 潍柴动力股份有限公司 车载燃料电池电堆自增湿控制方法及车辆
CN115632141B (zh) * 2022-12-22 2023-05-23 潍柴动力股份有限公司 车载燃料电池电堆自增湿控制方法及车辆
CN115939461A (zh) * 2023-01-19 2023-04-07 上海氢晨新能源科技有限公司 一种判断燃料电池含水量合理性的方法
CN115939461B (zh) * 2023-01-19 2024-02-02 上海氢晨新能源科技有限公司 一种判断燃料电池含水量合理性的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017212470A1 (de) 2018-06-14
KR20180067740A (ko) 2018-06-21
KR101918365B1 (ko) 2018-11-14
US20180166719A1 (en) 2018-06-14
US10249896B2 (en) 2019-04-02
CN108232244B (zh) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108232244A (zh) 用于控制燃料电池车辆的系统和方法
JP4905182B2 (ja) 燃料電池システム
JP4380231B2 (ja) 燃料電池システム
US7687164B2 (en) On-line system identification and control of fuel cell humidification via HFR measurements
JP4894608B2 (ja) 燃料電池システム
JP4868239B2 (ja) 燃料電池システム
JP4868240B2 (ja) 燃料電池システム
US10115987B2 (en) State detection device and method for fuel cell
CN104040771A (zh) 燃料电池系统
CN108390088B (zh) 燃料电池系统
US11588162B2 (en) Method of detecting degradation of membrane electrode assembly of fuel cell
CN103926535B (zh) 经由调整性阴极加湿单元模型和高频电阻来估计瞬态入口相对湿度
EP3240073B1 (en) Fuel battery state detection device and method
JP2011192458A (ja) 燃料電池システム、移動体、および燃料電池システムの制御方法
US20170018791A1 (en) Fuel cell system
JP5030013B2 (ja) 燃料電池システム
JP5083600B2 (ja) 燃料電池システム
JP4947362B2 (ja) 燃料電池システム
JP2021012769A (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant