燃料电池控制系统技术方案

本创作为一种燃料电池控制系统，包括有燃料电池堆、多个电压侦测单元以及控制单元。其中，燃料电池堆具有多个燃料电池单元，多个电压侦测单元与燃料电池堆电性连接，用以产生多个电压信息。所述控制单元，用以根据多个电压信息推算出关于每一燃料电池单元的一平均电压，并根据平均电压，计算出每一燃料电池单元所具有的一平均阻抗，以根据平均阻抗决定一允许阻抗范围，控制单元更通过多个电压信息取得每一燃料电池单元的一实际阻抗，当控制单元判断实际阻抗不在允许阻抗范围内时，控制单元启动一调整程序，以调整燃料电池堆的一燃料供应特征以改变实际阻抗，使实际阻抗在允许阻抗范围内。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池控制系统
本创作是关于一种燃料电池的控制技术，特别是一种利用阻抗变化监控燃料电池发电的燃料电池控制系统。
技术介绍
随着工业发展的进步，带动了人类生活的便利。但也因为科技的进步，造成了环境的污染，进而导致气候暖化的环境变迁。造成全球暖化的主因在于排放的二氧化碳造成了全球性的温室效应。有鉴于此，温室气体的减量为全球关切的问题。产生二氧化碳的原因有很多，其中一个原因是在于火力发电燃烧燃煤造成温室气体的产生。为了解决这个问题，目前世界上各个国家也都推动洁净能源，希望能够替代传统利用燃煤的发电方式。洁净能源有很多类型，例如：风力发电、太阳能发电，水力发电或者是燃料电池发电等。相较于传统的发电型式，燃料电池将燃料的化学能直接转换成电能，不须经过燃烧及机械程序，有能源效率高、及低(零)废气排放的优点。然而，现有技术中，在燃料电池堆的总电压是由多组燃料电池单元的电压而迭加而成。因此，需要使用电压巡检单元检查燃料电池堆中各单电池的电压值。由于反应过程中各燃料电池单元间的氢气与空气流量会随着操作电流变化，所需的反应量也会不同状况的变化产生(例如：氢气压力与空气压力的操作变化、燃料电池堆的负载变化、或流道的液态水的堆积等变化)，因而造成各燃料电池单元的电压浮动剧烈产生，而无法准确的确认单电池的电压值。因此，如何准确的确认单电池的电压值以解决使燃料电池堆的电压低下的异常问题，并使得燃料电池系统有效进行排除异常是燃料电池发展中一个重要的课题。
技术实现思路
本创作提供一种燃料电池控制系统，在燃料电池测试平台中，通过监测燃料电池系统中燃料电池堆各单电池的阻抗值的变化推算出健康管理状况，通过本创作的系统可以解决现有技术中因为各燃料电池堆中各个燃料电池单元因为水的堆积问题与湿度控制于不同操作状况下的变化，所造成的燃料电池堆的电压低下的异常状况而无法有效监测燃料电池堆电压的问题，使得燃料电池系统有效进行排除异常。本创作提供一种燃料电池控制系统，尽管于燃料电池堆的操作过程中，液态水的堆积与气压的变化都会造成电压浮动，然而可以将燃料电池堆中的各单电池电压换算成阻抗值。阻抗值在正常系统的操作下可代表了各燃料电池堆中的氢气或空气流道中液态水的状态与质子交换膜的湿润程度。在一实施例中，通过计算出平均电压值进而推算出每一个燃料电池单元的平均阻抗值作为基准，将各个燃料电池单元的实际阻抗(G)都与基准值进行比较。当有单一异常的燃料电池单元发生大幅度的阻抗变化时，可以使得燃料电池系统可以及时调整氢气压力与空气压力使得燃料电池堆操作时可以维持各燃料电池堆的反应稳定度且维持各个燃料电池单元间的液态水的量与湿度。在一实施例中，本创作提供一种燃料电池控制系统，包括有燃料电池堆、多组电压侦测单元以及控制单元。燃料电池堆，其具有多个燃料电池单元。多组电压侦测单元，与燃料电池堆电性连接，用以产生多组电压信息。控制单元，用以根据多组电压信息推算出关于每一燃料电池单元的一平均电压，并根据平均电压，计算出每一燃料电池单元所具有的一平均阻抗，以根据平均阻抗决定一允许阻抗范围，控制单元还通过电压信息取得每一燃料电池单元的一实际阻抗，当控制单元判断实际阻抗不在允许阻抗范围内时，控制单元启动一调整程序，以调整燃料电池堆的一燃料供应特征以改变实际阻抗。本创作所采用的具体技术，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。【附图说明】图1是本创作的燃料电池控制系统的一实施例示意图。图2是本创作的燃料电池堆监控方法的一实施例流程示意图。图3是本创作的一燃料电池堆监控方法流程示意图。图4是本创作决定第二进气压力的一实施例流程示意图。主要元件符号说明：3燃料电池监控系统30燃料电池堆300燃料电池单元300a阳极300b阴极31进气调节单元310弹性元件311螺杆313流体通道口314阀门315弹性元件32电流侦测单元33第一气体压力侦测单元34流量侦测单元35控制单元36空气压缩机37第二气体压力侦测单元380阳极供气管路381阴极供气管路39電壓偵測單元90第一反应气体91第二反应气体4監控方法40-45方法步骤440-445方法步骤【具体实施方式】在下文将参考随附图式，可更充分的描述各种例示性实施例，在随附图式中展示一些例示性实施例。然而，本创作概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本创作将为详尽且完整，且将向熟习此项技术者充分传达本创作概念的范畴。类似数字始终指示类似元件。以下将以多种实施例配合图式来说明燃料电池气体压力控制方法及其燃料电池监控系统，然而，下述实施例并非用以限制本创作。请参阅图1所示，该图为本创作的燃料电池控制系统的一实施例示意图。在本实施例中，燃料电池控制系统3包括有燃料电池堆30、进气调节单元31、电流侦测单元32、第一气体压力侦测单元33、流量侦测单元34、多组电压侦测单元39以及控制单元35所构成。本实施例中的燃料电池堆30，为氢燃料电池。阴极侧C供应第一反应气体90，例如：氧气，或者是空气，阳极侧A则供应第二反应气体91，例如：氢气。燃料电池堆30是由多个燃料电池单元300所构成，每一燃料电池单元300还包括有阳极300a与阴极300b，燃料电池堆30为本领域所熟知的技术，因此其结构在此不做赘述。进气调节单元31与燃料电池堆30的阳极供气管路380相连接，在一实施例中，进气调节单元31与控制单元35电性连接，用以根据控制单元35的控制讯号调节进入燃料电池堆30内的第二反应气体91量，而调节第二反应气体91的进气压力。在另一实施例中，进气调节单元31可以为被动式气压控制阀体，根据第一反应气体90与第二反应气体91的气压差，决定开启或关闭。也就是第一反应气体90的进气压力大于第二反应气体的进气压力时，进气调节单元31开启，当第二反应气体91的进气压力大于第一反应气体90的进气压力特定范围时，则进气调节单元31关闭。电流侦测单元32与燃料电池堆30电性连接，用以侦测燃料电池堆30的出力电流。此外，电流侦测单元32还与控制单元35电性连接，以将侦测到关于出力电流的电讯传输给控制单元35。每一电压侦测单元39与其中之一燃料电池单元300电性连接，用以侦测燃料电池单元300的出力电压。此外，电流侦测单元32还与控制单元35电性连接，以将侦测到关于出力电压的电讯传输给控制单元35。第一气体压力侦测单元33与燃料电池堆30的阴极供气管路381相连接，用以侦测阴极供气管路381中关于第一反应体90的第一进气压力。本实施例中，第一反应气体90为空气。第一气体压力侦测单元33还进一步的与控制单元35电性连接，以将侦测到的关于第一进气压力的电讯传输给控制单元35本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池控制系统，其特征在于，所述燃料电池控制系统包含：/n一燃料电池堆，其具有多个燃料电池单元；/n多个电压侦测单元，与所述燃料电池堆电性连接，用以产生多个电压信息；以及/n一控制单元，用以根据所述多个电压信息推算出关于每一燃料电池单元的一平均电压，并根据所述平均电压，计算出每一燃料电池单元所具有的一平均阻抗，以根据所述平均阻抗决定一允许阻抗范围，所述控制单元还通过所述多个电压信息取得每一燃料电池单元的一实际阻抗，当所述控制单元判断所述实际阻抗不在所述允许阻抗范围内时，所述控制单元启动一调整程序，以调整所述燃料电池堆的一燃料供应特征以改变所述实际阻抗，使所述实际阻抗在所述允许阻抗范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池控制系统，其特征在于，所述燃料电池控制系统包含：
一燃料电池堆，其具有多个燃料电池单元；
多个电压侦测单元，与所述燃料电池堆电性连接，用以产生多个电压信息；以及
一控制单元，用以根据所述多个电压信息推算出关于每一燃料电池单元的一平均电压，并根据所述平均电压，计算出每一燃料电池单元所具有的一平均阻抗，以根据所述平均阻抗决定一允许阻抗范围，所述控制单元还通过所述多个电压信息取得每一燃料电池单元的一实际阻抗，当所述控制单元判断所述实际阻抗不在所述允许阻抗范围内时，所述控制单元启动一调整程序，以调整所述燃料电池堆的一燃料供应特征以改变所述实际阻抗，使所述实际阻抗在所述允许阻抗范围内。


2.根据权利要求1所述的燃料电池控制系统，其特征在于，其中还具有：
一进气调节单元，与所述燃料电池堆的一阳极供气管路相连接；
一电流侦测单元，用以侦测所述燃料电池堆的一出力电流；
一第一气体压力侦测单元，与所述燃料电池堆的一阴极供气管路相连接，用以侦测所述阴极供气管路的一第一进气压力；以及
一流量侦测单元，用以侦测供应所述阴极供气管路所需的一第一反应气体的一空气压缩机的一转速；
其中，所述燃料供应特征包括有所述第一进气压力以及所述阳极供气管路所具有的一第二进气压力，当进行所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄治文，林裕洲，李彦勋，林忠信，
申请(专利权)人：谷夫科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31