用于测量车辆中燃料电池堆的阻抗的方法技术

本公开涉及一种用于在车辆运行期间精确地测量车辆中燃料电池堆的阻抗的方法，该方法包括：判断在通过利用燃料电池堆的电力驱动的车辆运行期间是否请求测量燃料电池堆的阻抗；当请求测量阻抗时，将连接燃料电池堆和电池的DC‑DC转换器切换到降压模式，从而切断燃料电池堆的输出电流通过DC‑DC转换器流到电池；确定用于测量阻抗的燃料电池堆的第一电流值；根据第一电流值，控制消耗燃料电池堆的输出电流的COD可变电阻器的电阻值；以及在将燃料电池堆的输出电流保持为第一电流值时，测量燃料电池堆的阻抗。

【技术实现步骤摘要】
用于测量车辆中燃料电池堆的阻抗的方法
本公开涉及一种用于测量车辆中燃料电池堆的阻抗的方法，并且更具体地，涉及一种在车辆运行期间精确地测量燃料电池堆的阻抗的方法。
技术介绍
通常，测量阻抗是掌握燃料电池堆的状态的一种方法。通过针对各种频带测量燃料电池堆的阻抗，可以掌握燃料电池堆的内部状态的物理现象。在高频区域中，可以通过估计燃料电池堆内部的电荷量来判断欧姆(ohmic)损耗，而在低频区域中，可以估计燃料电池的阴极催化剂层和气体扩散层中的材料传递损失特性。另外，在高频区域和低频区域之间的频率区域中，可以判断燃料电池的多孔催化剂层中的包括氢离子迁移和电化学反应特性的活化损失。通常，在燃料电池堆的稳定状态的工作点(例如，恒定电流或恒定电压)，在针对每个频带对燃料电池堆的电压端子(输出端子)施加小的AC信号之后，利用对施加信号的响应信号的振幅和相位差来测量阻抗。然而，在车辆运行期间，燃料电池堆的输出难以在用于测量阻抗的预定工作点处达到稳定状态，并且即使在达到稳定状态时，也难以维持稳定状态。此外，即使在燃料电池堆的输出在预定工作点处达到稳定状态时，由于存在与燃料电池堆连接的各种外围组件的阻抗，因此也难以精确地测量燃料电池堆的阻抗值。因此，燃料电池堆的阻抗的测量精度降低。前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而并非旨在表示本公开落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。
技术实现思路
因此，鉴于上述情况做出了本公开，并且本公开的目的是提供一种用于测量车辆中燃料电池堆的阻抗的方法，以在车辆运行期间精确地测量燃料电池堆的阻抗。为了实现根据本公开的一方面的上述目的，提供一种用于测量车辆中燃料电池堆的阻抗的方法，该方法包括：第一步骤，判断在通过利用燃料电池堆的电力驱动的车辆运行期间是否请求测量燃料电池堆的阻抗；第二步骤，当请求测量阻抗时，将连接燃料电池堆和电池的DC-DC转换器切换到降压模式，从而切断燃料电池堆的输出电流通过DC-DC转换器流到电池；第三步骤，确定用于测量阻抗的燃料电池堆的第一电流值；第四步骤，根据第一电流值，控制消耗燃料电池堆的输出电流的COD可变电阻器的电阻值；以及第五步骤，在将燃料电池堆的输出电流保持为第一电流值时，测量燃料电池堆的阻抗。根据本公开，当在第一步骤中判断请求测量燃料电池堆的阻抗时，在将DC-DC转换器切换到降压模式之前，可以通过利用燃料电池堆进行充电以将电池的充电状态(SOC)增大到大于或等于预设的第一参考值。另外，根据本公开，当DC-DC转换器以降压模式操作时，燃料电池堆可以工作以根据COD可变电阻器和堆外围装置的要求电流输出电流。因此，当在第五步骤中在测量燃料电池堆的阻抗时用于驱动堆外围装置的要求电流改变时，可以针对每个预设频带改变可变电阻器的电阻值，以将燃料电池堆的输出保持为第一电流值。另外，在第五步骤中在针对每个预设频带测量燃料电池堆的阻抗期间监测电池的SOC。并且当电池的SOC小于或等于比第一参考值小预定值的第二参考值时，可以停止测量燃料电池堆的阻抗并可以将DC-DC转换器切换到升压模式，以使得燃料电池堆的输出通过DC-DC转换器被供应到用于驱动车辆的马达。另外，根据本公开，当在第五步骤中完成测量燃料电池堆的阻抗时，可以判断是否重新请求测量燃料电池堆的阻抗。当重新请求测量燃料电池堆的阻抗时，可以确定用于测量阻抗的第二电流值，可以根据第二电流值控制COD可变电阻器的电阻值，并且可以在燃料电池堆的输出电流保持第二电流值时重新测量燃料电池堆的阻抗。这时，第二电流值可以与第一电流值不同。如上所述，通过解决上述问题的手段，本公开可以在请求测量燃料电池堆的阻抗时将燃料电池堆的输出电流控制为期望的恒定电流值。因此，在期望的工作点(电流值)处，可以测量燃料电池堆的阻抗，并且在各个工作点处，也可以测量燃料电池堆的阻抗。附图说明根据以下结合附图的具体实施方式，本专利技术的以上和其它目的、特征及其它优点将被更清楚地理解，其中：图1是示出根据本公开的车辆的燃料电池系统的视图；图2是示出可以测量燃料电池堆的阻抗的电流区域的示例的曲线图；图3是示出根据本公开的用于测量燃料电池堆的阻抗的控制过程的视图；以及图4是示出在燃料电池堆工作的各种电流值下测量的每个频带的阻抗的示例的曲线图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本公开，以便本领域技术人员容易地实施。在所有附图中，相同的附图标记指代相同或相似的部件。通常，为了测量车辆中的燃料电池堆的阻抗，燃料电池堆的输出必须达到恒定电流或恒定电压的稳定状态(steadystate)。换言之，为了测量安装在车辆中的燃料电池堆的阻抗，燃料电池堆的输出必须达到恒定电流状态，在该恒定电流状态下燃料电池堆的输出保持在恒定电流值，或燃料电池堆的输出必须达到恒定电压状态，在该恒定电压状态下燃料电池堆的输出保持恒定电压值。即，为了在利用燃料电池堆的电力来驱动车辆时精确地测量燃料电池堆的阻抗，燃料电池堆必须在预定时间内保持输出恒定电流或恒定电压的状态。当满足测量燃料电池堆的阻抗的条件时，可以针对燃料电池堆的每个频带执行阻抗测量。图1是示出根据本公开的车辆的燃料电池系统的视图。如图1所示，当燃料电池堆1安装在车辆中时，燃料电池堆1被配置为连接到：电池2，可以通过燃料电池堆1的输出电流充电；DC-DC转换器5，当电池2被充电时能够执行电力切换；马达3，用于驱动车辆，并且利用电池2作为电力源(电源)来驱动；堆外围装置7，在燃料电池堆1工作时使用；等等。堆外围装置7包括：空气压缩机7a，被构造成将空气供应到燃料电池堆1；冷却剂泵7b，被构造成使冷却剂循环并将冷却剂供应到燃料电池堆1；等等。作为参考，堆外围装置7也称为外围设备(BOP)。如上所述，由于燃料电池堆1连接到车辆中的各种组件，因此在车辆运行期间难以精确地测量燃料电池堆1的阻抗。另外，即使当燃料电池堆1的输出达到恒定电流或恒定电压的稳定状态时测量燃料电池堆1的阻抗，测量的阻抗值中包括连接到燃料电池堆1的组件的阻抗，因此阻抗的测量精度降低。因此，为了精确地测量燃料电池堆1的阻抗，需要在燃料电池堆1输出恒定电流的稳定状态下仅测量燃料电池堆1的阻抗。另外，由于在低频带上测量燃料电池堆1的阻抗需要相对较长的时间，因此为了在每个频带上测量燃料电池堆1的阻抗，必须在预定时间内保持从燃料电池堆1输出恒定电流的稳定状态。另外，为了在每个电流区域掌握燃料电池的内部状态的物理现象，不仅需要精确地测量燃料电池堆1的阻抗，而且需要测量燃料电池堆1在各个电流区域的阻抗。因此，在本公开中，可以通过在预定时间内将燃料电池堆1的输出电流保持稳定状态来精确地测量燃料电池堆1的输出电流。同时，将燃料电池堆1的输出电流控制为期望的电流值，由此可以测量燃料电池堆1在各个电流区域中的阻抗。参照图1，本公开的燃料电池系统被配置为包括：DC-DC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量车辆中燃料电池堆的阻抗的方法，包括：/n第一步骤，燃料电池控制器接收指令以判断在通过利用燃料电池堆的电力驱动的所述车辆运行期间是否请求测量所述燃料电池堆的所述阻抗；/n第二步骤，当请求测量所述阻抗时，将连接所述燃料电池堆和电池的DC-DC转换器切换到降压模式，从而切断所述燃料电池堆的输出电流通过所述DC-DC转换器流到所述电池；/n第三步骤，确定用于测量所述阻抗的所述燃料电池堆的第一电流值；/n第四步骤，根据所述第一电流值，控制消耗所述燃料电池堆的所述输出电流的COD可变电阻器的电阻值；以及/n第五步骤，在将所述燃料电池堆的所述输出电流保持为所述第一电流值时，测量所述燃料电池堆的所述阻抗。/n

【技术特征摘要】
20191212 KR 10-2019-01657111.一种用于测量车辆中燃料电池堆的阻抗的方法，包括：
第一步骤，燃料电池控制器接收指令以判断在通过利用燃料电池堆的电力驱动的所述车辆运行期间是否请求测量所述燃料电池堆的所述阻抗；
第二步骤，当请求测量所述阻抗时，将连接所述燃料电池堆和电池的DC-DC转换器切换到降压模式，从而切断所述燃料电池堆的输出电流通过所述DC-DC转换器流到所述电池；
第三步骤，确定用于测量所述阻抗的所述燃料电池堆的第一电流值；
第四步骤，根据所述第一电流值，控制消耗所述燃料电池堆的所述输出电流的COD可变电阻器的电阻值；以及
第五步骤，在将所述燃料电池堆的所述输出电流保持为所述第一电流值时，测量所述燃料电池堆的所述阻抗。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，
当在所述第一步骤中判断请求测量所述燃料电池堆的阻抗时，在将所述DC-DC转换器切换到所述降压模式之前，通过利用所述燃料电池堆进行充电以将所述电池的充电状态即SOC增大到大于或等于预设的第一参考值。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，
在所述第五步骤中在针对每个预设频带测量所述燃料电池堆的阻抗期间监测所述电池的所述SOC，并且当所述电池的SOC小于或等于比所述第一参考值小预定值的第二参考值时，停止测量所述燃料电池堆的阻抗并将所述DC-DC转换器切换到升压模式，以使得所述燃料电池堆的输出通过所述DC-DC转换器被供应到用于驱动车辆的马达。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，
当所述DC-DC转换器以所述降压模式操作时，所述燃料电池堆工作以根据所述COD可...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴建炯，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR