[發(fā)明專利]一種燃料電池堆輸出狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)及估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010563639.2
• 申請(qǐng)日: 2010-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102035000A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯中軍;王克勇;呂顏輝;李加良;戚朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新源動(dòng)力股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 高永德

1.一種燃料電池堆輸出狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)，包括燃料電池堆(100)、燃料電池負(fù)載(400)、燃料電池堆管理單元(500)和燃料電池堆輸出控制單元(600)，燃料電池堆(100)通過(guò)線路向負(fù)載(400)供電，燃料電池堆輸出控制單元(600)通過(guò)控制線控制燃料電池堆(100)的輸出，燃料電池堆管理單元(500)包括燃料電池堆單電池電壓檢測(cè)單元(501)、燃料電池堆輸出電流檢測(cè)單元(502)、燃料電池堆輸出電壓檢測(cè)單元(503)和燃料電池堆通訊單元(506)，燃料電池堆管理單元(500)通過(guò)燃料電池堆單電池電壓檢測(cè)單元(501)、燃料電池堆輸出電流檢測(cè)單元(502)和燃料電池堆輸出電壓檢測(cè)單元(503)獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)燃料電池堆通訊單元(506)與燃料電池堆輸出控制單元(600)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其特征在于所述燃料電池堆管理單元(500)還包括燃料電池堆參數(shù)記錄單元(504)和燃料電池堆輸出狀態(tài)估計(jì)單元(505)，所述燃料電池堆參數(shù)記錄單元(504)存儲(chǔ)燃料電池堆出廠極化曲線和燃料電池堆運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述燃料電池堆輸出狀態(tài)估計(jì)單元(505)接受燃料電池堆單電池電壓檢測(cè)單元(501)、燃料電池堆輸出電流檢測(cè)單元(502)和燃料電池堆輸出電壓檢測(cè)單元(503)傳輸來(lái)的信號(hào)，燃料電池堆輸出狀態(tài)估計(jì)單元(505)與燃料電池堆參數(shù)記錄單元(504)和燃料電池堆通訊單元(506)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，依據(jù)據(jù)估計(jì)方法作出估計(jì)。

2.權(quán)利要求1所述一種燃料電池堆輸出狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)的估計(jì)方法，其特征在于所述估計(jì)方法包括以下步驟：

a、測(cè)試并記錄燃料電池堆出廠的極化曲線及燃料電池堆出廠時(shí)的最大輸出功率Pmax，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在燃料電池堆管理單元(500)的燃料電池堆參數(shù)記錄單元(504)；

b、標(biāo)定燃料電池堆在實(shí)際使用工況下的電壓平均衰減速率Vt，存儲(chǔ)在燃料電池堆管理單元(500)的燃料電池堆參數(shù)記錄單元(504)；

c、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并在燃料電池堆管理單元(500)的燃料電池堆參數(shù)記錄單元(504)存儲(chǔ)燃料電池堆的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間Ttotal；

d、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并存儲(chǔ)燃料電池堆的輸出電流I、總電壓V和每節(jié)燃料電池的電壓；

e、燃料電池堆輸出狀態(tài)估計(jì)單元(505)根據(jù)預(yù)置估計(jì)方法和燃料電池堆單電池電壓檢測(cè)單元(501)、燃料電池堆輸出電流檢測(cè)單元(502)、燃料電池堆輸出電壓檢測(cè)單元(503)和燃料電池堆參數(shù)記錄單元(504)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，估計(jì)燃料電池堆的輸出狀態(tài)；

f、燃料電池堆輸出狀態(tài)估計(jì)方法為：根據(jù)燃料電池堆參數(shù)記錄單元(504)存儲(chǔ)的燃料電池堆出廠的極化曲線和燃料電池堆輸出電流檢測(cè)單元(502)傳輸來(lái)的當(dāng)前燃料電池堆輸出電流I，計(jì)算出當(dāng)前燃料電池堆按出廠的極化曲線應(yīng)有的輸出電壓值V0，然后測(cè)算當(dāng)前燃料電池輸出電流I下，燃料電池理論最大輸出功率Pmax1，即Pmax1＝(V0-Vt×Ttotal)×I，再根據(jù)燃料電池輸出電流檢測(cè)單元(502)和燃料電池輸出電壓檢測(cè)單元(503)傳輸來(lái)的當(dāng)前燃料電池輸出電流I和燃料電池輸出電壓V計(jì)算燃料電池當(dāng)前輸出功率P，即P＝V×I，最后依據(jù)燃料電池理論最大輸出功率Pmax1和燃料電池當(dāng)前輸出功率P，判斷當(dāng)前燃料電池的輸出狀態(tài)S，即實(shí)際輸出占理論輸出的百分比，即S＝P/Pmax1×100，根據(jù)燃料電池堆出廠時(shí)最大功率下的輸出電流Imax計(jì)算當(dāng)前燃料電池堆理論最大輸出功率Pmax2，即Pmax2＝(Vmax-Vt×Ttotal)×Imax，則近似估計(jì)當(dāng)前燃料電池堆的最大輸出能力Pmax3，即Pmax3＝Pmax2×S。