估计多电压燃料电池系统中的冷却剂电导率技术方案

本发明专利技术涉及估计多电压燃料电池系统中的冷却剂电导率。一种冷却剂电导率方法和装置用来确定循环通过车辆的冷却剂系统的冷却剂何时开始传导电流并且损失其电隔离性质。该系统包括电池监测控制器，该电池监测控制器感测放置在整个燃料电池系统中的一个或多个隔离电阻并且被编程为执行隔离算法。该隔离算法以特定次序断开和闭合接触器，测量一个或多个隔离电阻的电阻并且计算冷却剂电导率值。该系统将指示冷却剂何时需要更换。

【技术实现步骤摘要】
估计多电压燃料电池系统中的冷却剂电导率
本公开总体涉及一种监测燃料电池系统中的隔离电阻的系统和方法，更具体地，涉及估计在燃料电池系统中循环的冷却剂电导率的系统和方法。
技术介绍
目前燃料电池技术需要低导电率(高电阻)冷却剂来防止泄漏电流在系统的剩余部分中的堆之间流动。流经冷却剂的泄漏电流能够造成短路，引起电化学腐蚀并且电解冷却剂，从而降低发动机效率。在双极板中使用诸如水、抗凝剂或其混合物等的一般无腐蚀性的冷却剂。然而，随时间的流逝，双极板的内部热交换面开始渐渐消逝。随着冷却剂老化，它收集污染物，导致它变得导电，使得堆冷却剂在整个冷却剂回路上传导泄漏电流。许多燃料电池汽车系统需要电隔离电阻监测。通常，监测推进高压总线上的隔离电阻。如果燃料电池堆通过电压转换器接口连接到推进总线，则其隔离电阻由转换器的电压增益的某一函数进行缩放。准确的函数取决于转换器类型以及哪种高压轨（正的或负的）对于系统而言是常见的。如果隔离故障的根本原因是冷却剂，则一般隔离故障需要维修技师将部件逐一与高压总线隔离以隔离。这是不期望的，因为需要时间和人力来追踪故障的原因。据此，存在对判定冷却剂电导率是否过高和故障的原因的替代方法的需要。
技术实现思路
在一个实施例中，用于监测在用来提供燃料电池堆的热管理的冷却剂系统中的冷却剂电导率的方法可以包括：闭合包括堆电压和电池电压的电气系统中的至少一个接触器；测量第一隔离值、第二隔离值、所述堆电压、和所述电池电压；断开所述电气系统中的至少一个接触器；测量第一负隔离值；使用所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述第一负隔离值、所述堆电压和所述电池电压来计算堆隔离电阻；计算冷却剂电导率值；以及当冷却剂电导率值越过阈值时，提供冷却剂需要更换的标记。在另一个实施例中，用于监测车辆的推进系统中的隔离电阻的方法可以包括：使冷却剂系统中的冷却剂循环，该冷却剂系统流体地联接到形成推进系统的至少一部分的燃料电池堆，其中，所述冷却剂提供在所述燃料电池堆内的热管理，并且所述冷却剂提供在所述燃料电池堆和车辆底盘之间的电隔离；测量第一隔离值、第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压；断开所述电气系统中的至少一个接触器；测量第一负隔离值；使用所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述第一负隔离值、所述堆电压和所述电池电压来计算堆隔离电阻；计算冷却剂电导率值；以及在所述冷却剂电导率值越过阈值时，指示所述冷却剂系统中的冷却剂需要更换。在又一实施例中，用于燃料电池的冷却剂电导率估计系统可以包括多个隔离传感器和电池监测控制器。该多个隔离传感器包括：第一隔离传感器，其电联接到正的堆隔离电阻测量位置并且用来测量所述第一隔离值；第二隔离传感器，其电联接到正的电池隔离电阻测量位置并且用来测量所述第二隔离值；多个负传感器，其电联接到负的堆隔离电阻测量位置和负的电池隔离电阻测量位置并且用来测量所述第一负隔离值；堆传感器，其用来测量所述堆电压；以及电池传感器，其用来测量所述电池电压。该电池监测控制器电联接到多个隔离传感器并且包括处理器和计算机可读介质并且执行隔离算法，所述隔离算法包括：闭合包括堆电压和电池电压的电气系统中的至少一个接触器；测量第一隔离值、第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压；断开所述电气系统中的至少一个接触器；测量第一负隔离值；使用所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述第一负隔离值、所述堆电压和所述电池电压来计算堆隔离电阻；计算冷却剂电导率值；以及当所述冷却剂电导率值越过阈值时，提供冷却剂需要更换的标记。本专利技术提供以下技术方案：1.一种用于监测在用来提供燃料电池堆的热管理的冷却剂系统中的冷却剂电导率的方法，所述方法包括：闭合包括堆电压和电池电压的电气系统中的至少一个接触器；测量第一隔离值、第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压；断开所述电气系统中的至少一个接触器；测量第一负隔离值；使用所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述第一负隔离值、所述堆电压和所述电池电压来计算堆隔离电阻；计算冷却剂电导率值；以及当所述冷却剂电导率值越过阈值时，提供冷却剂需要更换的标记。2.根据方案1所述的方法，其中，所述至少一个接触器包括堆接触器和电池接触器。3.根据方案2所述的方法，其中，闭合所述至少一个接触器包括闭合所述堆接触器和所述电池接触器，并且断开所述至少一个接触器包括断开所述堆接触器。4.根据方案1所述的方法，其中，隔离算法包括下列步骤：闭合所述至少一个接触器；测量所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压；断开所述至少一个接触器；测量所述第一隔离值；计算所述堆隔离电阻和所述冷却剂电导率值以及提供所述标记，并且所述方法进一步包括在电联接到多个隔离传感器的电池监测控制器中执行所述隔离算法，所述电池监测控制器包括处理器和计算机可读介质并且使用所述隔离算法来计算所述冷却剂电导率值。5.根据方案4所述的方法，其中，所述多个隔离传感器包括：第一隔离传感器，其电联接到正的堆隔离电阻测量位置并且用来测量所述第一隔离值；第二隔离传感器，其电联接到正的电池隔离电阻测量位置并且用来测量所述第二隔离值；多个负传感器，其电联接到负的堆隔离电阻测量位置和负的电池隔离电阻测量位置并且用来测量所述第一负隔离值；堆传感器，其用来测量所述堆电压；和电池传感器，其用来测量所述电池电压。6.根据方案4所述的方法，其中，测量所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压，并且进一步包括测量第三隔离值和推进电压，并且其中，测量所述第一负隔离值替换为测量第二负隔离值。7.根据方案6所述的方法，其中，所述多个隔离传感器包括：第一隔离传感器，其电联接到正的堆隔离电阻测量位置并且用来测量所述第一隔离值；第二隔离传感器，其电联接到正的电池隔离电阻测量位置并且用来测量所述第二隔离值；第三隔离传感器，其电联接到正的推进总线电阻测量位置并且用来测量所述第三隔离值；多个负传感器，其电联接到负的堆隔离电阻测量位置、负的电池隔离电阻测量位置和负的推进总线电阻测量位置，并且用来测量所述第二负隔离值；推进传感器，其用来测量所述推进电压；堆传感器，其用来测量所述堆电压；和电池传感器，其用来测量所述电池电压。8.根据方案1所述的方法，其中，不使用冷却剂电导率传感器。9.一种监测车辆推进系统中的隔离电阻的方法，包括：使在流体地联接到燃料电池堆的冷却剂系统中的冷却剂循环，所述燃料电池堆形成在所述车辆推进系统的至少一部分，其中，所述冷却剂提供在所述燃料电池堆内的热管理，并且所述冷却剂提供在所述燃料电池堆和车辆底盘之间的电隔离；闭合包括堆电压和电池电压的电气系统中的至少一个接触器；测量第一隔离值、第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压；断开所述电气系统中的至少一个接触器；测量第一负隔离值；使用所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述第一负隔离值、所述堆电压和所述电池电压来计算堆隔离电阻；计算冷却剂电导率值；以及在所述冷却剂电导率值越过阈值时，指示所述冷却剂系统中的冷却剂需要更换。10.根据方案9所述的方法，其中，所述至少一个接触器包括堆接触器和电池接触器。11.根据方案10所述的方法，其中，闭合所述至少一个接触器包括闭合所述堆接触器和所述电池接触器，并且断开所述至少一个接触器包括断开所述堆接触器。12.根据方案9所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测在用来提供燃料电池堆的热管理的冷却剂系统中的冷却剂电导率的方法，所述方法包括：闭合包括堆电压和电池电压的电气系统中的至少一个接触器；测量第一隔离值、第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压；断开所述电气系统中的至少一个接触器；测量第一负隔离值；使用所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述第一负隔离值、所述堆电压和所述电池电压来计算堆隔离电阻；计算冷却剂电导率值；以及当所述冷却剂电导率值越过阈值时，提供冷却剂需要更换的标记。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/8321351.一种用于监测在用来提供燃料电池堆的热管理的冷却剂系统中的冷却剂电导率的方法，所述方法包括：闭合包括堆电压和电池电压的电气系统中的至少一个接触器；测量第一隔离值、第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压，其中第一隔离值是正的堆隔离电阻测量值，第二隔离值是正的电池隔离电阻测量值；断开所述电气系统中的至少一个接触器；测量第一负隔离值，其中第一负隔离值是负的堆隔离电阻和负的电池隔离电阻的并联电阻测量值；使用所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述第一负隔离值、所述堆电压和所述电池电压来计算堆隔离电阻；计算冷却剂电导率值；以及当所述冷却剂电导率值越过阈值时，提供冷却剂需要更换的标记。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个接触器包括堆接触器和电池接触器。3.根据权利要求2所述的方法，其中，闭合所述至少一个接触器包括闭合所述堆接触器和所述电池接触器，并且断开所述至少一个接触器包括断开所述堆接触器。4.根据权利要求1所述的方法，其中，隔离算法包括下列步骤：闭合所述至少一个接触器；测量所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压；断开所述至少一个接触器；测量所述第一隔离值；计算所述堆隔离电阻和所述冷却剂电导率值以及提供所述标记，并且所述方法进一步包括在电联接到多个隔离传感器的电池监测控制器中执行所述隔离算法，所述电池监测控制器包括处理器和计算机可读介质并且使用所述隔离算法来计算所述冷却剂电导率值。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述多个隔离传感器包括：第一隔离传感器，其电联接到正的堆隔离电阻测量位置并且用来测量所述第一隔离值；第二隔离传感器，其电联接到正的电池隔离电阻测量位置并且用来测量所述第二隔离值；多个负传感器，其电联接到负的堆隔离电阻测量位置和负的电池隔离电阻测量位置并且用来测量所述第一负隔离值；堆传感器，其用来测量所述堆电压；和电池传感器，其用来测量所述电池电压。6.根据权利要求4所述的方法，其中，测量所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压，并且进一步包括测量第三隔离值和推进电压，所述第三隔离值是正的推进总线电阻测量值，并且其中，测量所述第一负隔离值替换为测量第二负隔离值，所述第二负隔离值是负的堆隔离电阻、负的电池隔离电阻和负的推进总线电阻的并联电阻测量值。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多个隔离传感器包括：第一隔离传感器，其电联接到正的堆隔离电阻测量位置并且用来测量所述第一隔离值；第二隔离传感器，其电联接到正的电池隔离电阻测量位置并且用来测量所述第二隔离值；第三隔离传感器，其电联接到正的推进总线电阻测量位置并且用来测量所述第三隔离值；多个负传感器，其电联接到负的堆隔离电阻测量位置、负的电池隔离电阻测量位置和负的推进总线电阻测量位置，并且用来测量所述第二负隔离值；推进传感器，其用来测量所述推进电压；堆传感器，其用来测量所述堆电压；和电池传感器，其用来测量所述电池电压。8.根据权利要求1所述的方法，其中，不使用冷却剂电导率传感器。9.一种监测车辆推进系统中的隔离电阻的方法，包括：使在流体地联接到燃料电池堆的冷却剂系统中的冷却剂循环，所述燃料电池堆形成在所述车辆推进系统的至少一部分，其中，所述冷却剂提供在所述燃料电池堆内的热管理，并且所述冷却剂提供在所述燃料电池堆和车辆底盘之间的电隔离；闭合包括堆电压和电池电压的电气系统中的至少一个接触器；测量第一隔离值、第二隔离值、所述堆电压和所述电池电压，其中第一隔离值是正的堆隔离电阻测量值，第二隔离值是正的电池隔离电阻测量值；断开所述电气系统中的至少一个接触器；测量第一负隔离值，其中第一负隔离值是负的堆隔离电阻和负的电池隔离电阻的并联电阻测量值；使用所述第一隔离值、所述第二隔离值、所述第一负隔离值、所述堆电压和所述电池电压来计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：RS富利，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US