專利名稱：一種燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置及其調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池的放電調(diào)整技術(shù)，具體涉及一種燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置及其調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
在燃料電池制備過程中，需要通過電子負(fù)載，得到燃料電池的極化曲線，以評(píng)價(jià)燃料電池的放電性能。通常電子負(fù)載提供恒流放電、恒壓放電、恒阻放電、恒功率放電等多種放電模式對(duì)燃料電池進(jìn)行放電性能的測試。在電子負(fù)載能夠?qū)θ剂想姵厥┯枘撤N恒定的放電模式之前，電子負(fù)載必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整步驟，以便得到該種恒定的放電模式。就恒壓放電模式而言，在OV至燃料電池的開路電壓范圍內(nèi)，電子負(fù)載能夠控制燃料電池以某個(gè)設(shè)定電壓進(jìn)行恒壓放電之前，必須經(jīng)過恒壓調(diào)整步驟。在恒壓調(diào)整步驟中，電子負(fù)載根據(jù)設(shè)定電壓與燃料電池采樣電壓的比較結(jié)果，當(dāng)燃料電池的電壓高于設(shè)定電壓， 需要調(diào)大燃料電池放電回路的電流使燃料電池的電壓降低，當(dāng)燃料電池的電壓低于設(shè)定電壓，需要調(diào)小燃料電池放電回路的電流使燃料電池的電壓升高，最終使燃料電池能夠以設(shè)定電壓進(jìn)行恒壓放電。但是，在上述恒壓調(diào)整步驟中，燃料電池的電壓由高逐漸調(diào)低的速度較快，而燃料電池的電壓由低逐漸調(diào)高的速度較慢；由于燃料電池電壓調(diào)整存在這種不對(duì)稱性，如果采用對(duì)稱的調(diào)整方法進(jìn)行恒壓調(diào)整，即當(dāng)燃料電池的電壓高于設(shè)定電壓，逐漸調(diào)大燃料電池放電回路的電流使燃料電池的電壓逐漸降低，當(dāng)燃料電池的電壓低于設(shè)定電壓，逐漸調(diào)小燃料電池放電回路的電流使燃料電池的電壓逐漸升高，那么恒壓調(diào)整時(shí)間將會(huì)很長；當(dāng)設(shè)定電壓與燃料電池開路電壓的壓差較小時(shí)，恒壓調(diào)整時(shí)間將會(huì)更長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置，能夠快速準(zhǔn)確地控制燃料電池以設(shè)定電壓進(jìn)行恒壓放電，很好的克服了燃料電池恒壓放電調(diào)整時(shí)間長的缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供利用上述燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置的調(diào)整方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)解決方案是一種燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置，包括用于采樣燃料電池兩端電壓的電壓采樣電路，用于將采樣電壓由模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于輸出調(diào)整電壓的控制器，用于將調(diào)整電壓由數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，用于比較采樣電壓與調(diào)整電壓的電壓比較電路，用于改變?nèi)剂想姵胤烹娀芈分须娏鞔笮〉碾娏髡{(diào)節(jié)電路；所述電壓采樣電路并聯(lián)在燃料電池的正負(fù)兩極上；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接入電壓采樣電路輸出的模擬量采樣電壓；所述控制器接入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字量采樣電壓；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路接入控制器輸出的調(diào)整電壓；所述電壓比較電路分別接入電壓采樣電路輸出的模擬量電壓和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬量調(diào)整電壓，比較后輸出控制電壓，再接入到電流調(diào)節(jié)電路；所述電流調(diào)節(jié)電路與燃料電池串聯(lián)形成放電回路，由電流調(diào)節(jié)電路對(duì)放電回路的電流進(jìn)行控制，從而調(diào)整燃料電池兩端的電壓。
本發(fā)明所述電流調(diào)節(jié)電路中設(shè)有用于改變控制回路中電流大小的功率管，所述功率管接入放電回路中，電流調(diào)節(jié)電路輸出調(diào)節(jié)電壓控制功率管的導(dǎo)通電阻，從而改變放電回路的電流。一種上述燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置的調(diào)整方法，包括以下步驟(1)判斷燃料電池恒壓放電的設(shè)定電壓是否小于等于燃料電池的開路電壓；(2)當(dāng)步驟(1)的判斷結(jié)果為是時(shí)，判斷開路電壓與設(shè)定電壓的差值是否大于臨界電壓；當(dāng)步驟(1)的判斷結(jié)果為否時(shí)，不動(dòng)作；上述當(dāng)步驟O)的判斷結(jié)果為是時(shí)(a)控制器按照使燃料電池電壓升高的方向?qū)⒃O(shè)定電壓偏置總偏置電壓，得到初始調(diào)整電壓；(b)控制器將初始調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓升尚；(c)進(jìn)行第一級(jí)、第二級(jí)……第N級(jí)控制誤差的恒壓調(diào)整，其中，第i級(jí)，i = 1 N的控制誤差恒壓放電調(diào)整的步驟如下(cl)控制器讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換電路得到燃料電池的采樣電壓；(c2)判斷采樣電壓與設(shè)定電壓的壓差是否小于等于本級(jí)的控制誤差，當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟(c3)；當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，結(jié)束本級(jí)恒壓調(diào)整；(c3)控制器按照使燃料電池電壓降低的方向?qū)⒄{(diào)整電壓以本級(jí)的步長進(jìn)行調(diào)整， 從而得到當(dāng)前的調(diào)整電壓；(c4)控制器將當(dāng)前調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓降低，轉(zhuǎn)到步驟(cl)；當(dāng)步驟O)的判斷結(jié)果為否時(shí)(A)進(jìn)行第一級(jí)、第二級(jí)……第N級(jí)控制誤差的恒壓調(diào)整，其中，第i級(jí)，i = 1 N的控制誤差恒壓放電調(diào)整的步驟如下I.控制器按照使燃料電池電壓升高的方向?qū)⒈炯?jí)基準(zhǔn)電壓偏置本級(jí)偏置電壓，從而得到初始的調(diào)整電壓；對(duì)于第1級(jí)恒壓放電調(diào)整，本級(jí)基準(zhǔn)電壓=設(shè)定電壓，對(duì)于其它級(jí)恒壓放電調(diào)整，本級(jí)基準(zhǔn)電壓=當(dāng)前調(diào)整電壓；II.控制器將初始調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓升尚；III.控制器讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換電路得到燃料電池的采樣電壓；IV.判斷采樣電壓與設(shè)定電壓的壓差是否小于等于本級(jí)的控制誤差，當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟(V)；當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，結(jié)束本級(jí)恒壓調(diào)整；V.控制器按照使燃料電池電壓降低的方向?qū)⒄{(diào)整電壓以本級(jí)的步長進(jìn)行調(diào)整，從而得到當(dāng)前的調(diào)整電壓；VI.控制器將當(dāng)前調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓降低， 轉(zhuǎn)到步驟(III)。本發(fā)明的控制器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路直接讀取的電壓為測量電壓Vad，燃料電池的采樣電壓V— = F1 (Vad),其中函數(shù)&作)的映射關(guān)系由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電壓采樣電路的參數(shù)決定。
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本發(fā)明的控制器根據(jù)采樣電壓Vsample與設(shè)定電壓的比較結(jié)果得出調(diào)整電壓VAdjust， 控制器往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路實(shí)際輸出的調(diào)整電壓Vda = F2 (VAdJust)，其中函數(shù)F2 (V)的映射關(guān)系由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電壓采樣電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路決定。在所述步驟(a)中，總偏置電壓大于步驟(C)中的第1級(jí)控制誤差Δ%。在所述步驟(C)中，第i+1級(jí)的控制誤差A(yù)Vw小于第i級(jí)的控制誤差Δ Vi，第N 級(jí)的控制誤差△ Vn等于恒壓控制誤差，并且第i級(jí)的調(diào)整步長小于或等于該級(jí)的控制誤差
Mi0在所述步驟㈧中，第i+Ι級(jí)的偏置電壓VK(i+1)小于第i級(jí)的偏置電壓νκω，第i+1 級(jí)的控制誤差Δ Vw小于第i級(jí)的控制誤差Δ Vi，第N級(jí)的控制誤差Δ Vn等于恒壓控制誤差，第i級(jí)的調(diào)整步長小于或等于該級(jí)的控制誤差八V”第i+Ι級(jí)的偏置電壓VK(i)大于第i 級(jí)的控制誤差Δ\。本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明的調(diào)整裝置的電路結(jié)構(gòu)簡單，誤差小，安裝實(shí)施方便。2.本發(fā)明的調(diào)整方法能夠快速準(zhǔn)確地控制燃料電池以設(shè)定電壓進(jìn)行恒壓放電。3.本發(fā)明的調(diào)整方法的恒壓調(diào)整時(shí)間短，加快了在燃料電池制備過程中的性能測試工藝的速度。


圖1為本發(fā)明調(diào)整裝置具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明調(diào)整方法的具體實(shí)施例的主程序流程圖；圖3為本發(fā)明當(dāng)步驟O)判斷結(jié)果為是時(shí)的程序流程圖；圖4為本發(fā)明步驟(C)的第i級(jí)控制誤差恒壓放電調(diào)整的程序流程圖；圖5為本發(fā)明當(dāng)步驟O)判斷結(jié)果為否時(shí)程序流程圖；圖6為本發(fā)明步驟(A)的第i級(jí)控制誤差恒壓放電調(diào)整的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置，如圖1所示，該裝置包括控制器 1、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路2、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路3、電壓采樣電路4、電壓比較電路5、電流調(diào)節(jié)電路6。電壓采樣電路用于采樣燃料電池兩端電壓，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于將采樣電壓由模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，控制器用于輸出調(diào)整電壓，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路用于將調(diào)整電壓由數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，電壓比較電路用于比較采樣電壓與調(diào)整電壓，電流調(diào)節(jié)電路用于改變?nèi)剂想姵胤烹娀芈分须娏鞔笮?；電壓采樣電路并?lián)在燃料電池的正負(fù)兩極上；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接入電壓采樣電路輸出的模擬量采樣電壓；控制器接入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字量采樣電壓；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路接入控制器輸出的調(diào)整電壓；電壓比較電路分別接入電壓采樣電路輸出的模擬量電壓和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬量調(diào)整電壓，比較后輸出控制電壓，再接入到電流調(diào)節(jié)電路；所述電流調(diào)節(jié)電路與燃料電池串聯(lián)形成放電回路，由電流調(diào)節(jié)電路對(duì)放電回路的電流進(jìn)行控制，從而調(diào)整燃料電池兩端的電壓。電流調(diào)節(jié)電路中設(shè)有用于改變控制回路中電流大小的功率管，功率管接入放電回路中，電流調(diào)節(jié)電路輸出調(diào)節(jié)電壓控制功率管的導(dǎo)通電阻，從而改變放電回路的電流的大小來改變?nèi)剂想姵貎啥说碾妷骸１景l(fā)明中的控制器可選用通用的單片機(jī)或微處理器，根據(jù)燃料電池的恒壓控制誤差要求，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路可選用合適的常規(guī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，只要該模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的分辨率滿足恒壓控制誤差要求即可。根據(jù)燃料電池的恒壓控制誤差要求，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路可選用合適的常規(guī)數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC，只要該數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的分辨率滿足恒壓控制誤差要求即可。所述電壓采樣電路選用合適的常用分壓器件，只要能夠?qū)⑷剂想姵氐碾妷悍秶ヅ涞侥?shù)轉(zhuǎn)換電路中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的測量范圍即可。所述電壓比較電路可選用一個(gè)常規(guī)比較放大器來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)燃料電池的功率、電壓、電流參數(shù)的要求，所述電流調(diào)節(jié)電路選用合適參數(shù)的功率管以及確定所用功率管的個(gè)數(shù)。上述燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置的調(diào)整方法，根據(jù)燃料電池的特性首先，確定圖 2中步驟的臨界電壓；接著，確定恒壓放電調(diào)整方法一中的總偏置電壓，確定其N級(jí)控制誤差恒壓調(diào)整的N值，以及確定其各級(jí)控制誤差恒壓調(diào)整的控制誤差和調(diào)整步長；最后，確定恒壓放電調(diào)整方法二中N級(jí)控制誤差恒壓調(diào)整的N值，以及確定其各級(jí)控制誤差恒壓調(diào)整的偏置電壓、控制誤差、調(diào)整步長。在設(shè)定電壓不大于燃料電池開路電壓的情況下如果設(shè)定電壓與燃料電池開路電壓的壓差超過臨界電壓時(shí)，控制器按照恒壓放電調(diào)整方法一所述的步驟進(jìn)行調(diào)整；如果設(shè)定電壓與燃料電池開路電壓的壓差不超過臨界電壓時(shí)，控制器按照恒壓放電調(diào)整方法二所述的步驟進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明的調(diào)整方法具體包括以下步驟，如圖2 6所示(1)判斷燃料電池恒壓放電的設(shè)定電壓是否小于等于燃料電池的開路電壓；(2)當(dāng)步驟(1)的判斷結(jié)果為是時(shí)，判斷開路電壓與設(shè)定電壓的差值是否大于臨界電壓；當(dāng)步驟O)的判斷結(jié)果為是時(shí)，進(jìn)入恒壓放電調(diào)整方法一，如圖3所示(a)控制器按照使燃料電池電壓升高的方向?qū)⒃O(shè)定電壓偏置總偏置電壓，得到初始調(diào)整電壓；(b)控制器將初始調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓升尚；(c)進(jìn)行第一級(jí)、第二級(jí)……第N級(jí)控制誤差的恒壓調(diào)整，其中，第i級(jí)，i = 1 N的控制誤差恒壓放電調(diào)整的步驟如下，如圖4所示(cl)控制器讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換電路得到燃料電池的采樣電壓；(c2)判斷采樣電壓與設(shè)定電壓的壓差是否小于等于本級(jí)的控制誤差，當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟(c3)；當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，結(jié)束本級(jí)恒壓調(diào)整；(c3)控制器按照使燃料電池電壓降低的方向?qū)⒄{(diào)整電壓以本級(jí)的步長進(jìn)行調(diào)整， 從而得到當(dāng)前的調(diào)整電壓；(c4)控制器將當(dāng)前調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓降低，轉(zhuǎn)到步驟(cl)；當(dāng)步驟O)的判斷結(jié)果為否時(shí)，進(jìn)入恒壓放電調(diào)整方法二，如圖5所示(A)進(jìn)行第一級(jí)、第二級(jí)……第N級(jí)控制誤差的恒壓調(diào)整，其中，第i級(jí)，i = 1 N的控制誤差恒壓放電調(diào)整的步驟如下，如圖6所示
I.控制器按照使燃料電池電壓升高的方向?qū)⒈炯?jí)基準(zhǔn)電壓偏置本級(jí)偏置電壓，從而得到初始的調(diào)整電壓；對(duì)于第1級(jí)恒壓放電調(diào)整，本級(jí)基準(zhǔn)電壓=設(shè)定電壓，對(duì)于其它級(jí)恒壓放電調(diào)整，本級(jí)基準(zhǔn)電壓=當(dāng)前調(diào)整電壓；II.控制器將初始調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓升尚；III.控制器讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換電路得到燃料電池的采樣電壓；IV.判斷采樣電壓與設(shè)定電壓的壓差是否小于等于本級(jí)的控制誤差，當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟(V)；當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，結(jié)束本級(jí)恒壓調(diào)整；V.控制器按照使燃料電池電壓降低的方向?qū)⒄{(diào)整電壓以本級(jí)的步長進(jìn)行調(diào)整，從而得到當(dāng)前的調(diào)整電壓；VI.控制器將當(dāng)前調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓降低， 轉(zhuǎn)到步驟(III)。在步驟⑵中，當(dāng)步驟⑴的判斷結(jié)果為否時(shí)，不動(dòng)作。本發(fā)明的控制器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路直接讀取的電壓為測量電壓Vad，燃料電池的采樣電壓V— = F1 (Vad),其中函數(shù)&作)的映射關(guān)系由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電壓采樣電路的參數(shù)決定。本發(fā)明的控制器根據(jù)采樣電壓Vsample與設(shè)定電壓的比較結(jié)果得出調(diào)整電壓VAdjust， 控制器往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路實(shí)際輸出的調(diào)整電壓Vda = F2 (VAdJust)，其中函數(shù)F2 (V)的映射關(guān)系由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電壓采樣電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路決定。在步驟(a)中，總偏置電壓大于步驟(C)中的第1級(jí)控制誤差Δ%。在步驟(c)中，第i+Ι級(jí)的控制誤差A(yù)Vw小于第i級(jí)的控制誤差A(yù)Vi，第N級(jí)的控制誤差A(yù)Vn等于恒壓控制誤差，并且第i級(jí)的調(diào)整步長小于或等于該級(jí)的控制誤差Mi0在步驟(A)中，第i+Ι級(jí)的偏置電壓VK(i+1)小于第i級(jí)的偏置電壓VK(i)，第i+Ι級(jí)的控制誤差Δ Vw小于第i級(jí)的控制誤差Δ Vi，第N級(jí)的控制誤差Δ Vn等于恒壓控制誤差， 第i級(jí)的調(diào)整步長小于或等于該級(jí)的控制誤差A(yù)Vi,第i+Ι級(jí)的偏置電壓VK(i)大于第i級(jí)的控制誤差Δ\。本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，按照本發(fā)明的上述內(nèi)容，利用本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置，其特征在于包括用于采樣燃料電池兩端電壓的電壓采樣電路，用于將采樣電壓由模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于輸出調(diào)整電壓的控制器，用于將調(diào)整電壓由數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，用于比較采樣電壓與調(diào)整電壓的電壓比較電路，用于改變?nèi)剂想姵胤烹娀芈分须娏鞔笮〉碾娏髡{(diào)節(jié)電路；所述電壓采樣電路并聯(lián)在燃料電池的正負(fù)兩極上；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接入電壓采樣電路輸出的模擬量采樣電壓；所述控制器接入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字量采樣電壓；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路接入控制器輸出的調(diào)整電壓；所述電壓比較電路分別接入電壓采樣電路輸出的模擬量電壓和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬量調(diào)整電壓，比較后輸出控制電壓，再接入到電流調(diào)節(jié)電路；所述電流調(diào)節(jié)電路與燃料電池串聯(lián)形成放電回路，由電流調(diào)節(jié)電路對(duì)放電回路的電流進(jìn)行調(diào)整，從而調(diào)整燃料電池兩端的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置，其特征在于所述電流調(diào)節(jié)電路中設(shè)有用于改變控制回路中電流大小的功率管，所述功率管接入放電回路中，電流調(diào)節(jié)電路輸出調(diào)節(jié)電壓控制功率管的導(dǎo)通電阻，從而改變放電回路的電流。
3.—種如權(quán)利要求1所述裝置的燃料電池恒壓放電調(diào)整方法，其特征在于包括以下步驟(1)判斷燃料電池恒壓放電的設(shè)定電壓是否小于等于燃料電池的開路電壓；(2)當(dāng)步驟(1)的判斷結(jié)果為是時(shí)，判斷開路電壓與設(shè)定電壓的差值是否大于臨界電壓；當(dāng)步驟(1)的判斷結(jié)果為否時(shí)，不動(dòng)作；當(dāng)步驟O)的判斷結(jié)果為是時(shí)，采取以下步驟(a)控制器按照使燃料電池電壓升高的方向?qū)⒃O(shè)定電壓偏置總偏置電壓，得到初始調(diào)整電壓；(b)控制器將初始調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓升高；(c)進(jìn)行第一級(jí)、第二級(jí)……第N級(jí)控制誤差的恒壓調(diào)整；當(dāng)步驟(2)的判斷結(jié)果為否時(shí)(A)進(jìn)行第一級(jí)、第二級(jí)……第N級(jí)控制誤差的恒壓調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池恒壓放電調(diào)整方法，其特征在于控制器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路直接讀取的電壓為測量電壓Vad，燃料電池的采樣電壓Vsample = F1(Vad),其中函數(shù) F1(V)的映射關(guān)系由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電壓采樣電路的參數(shù)決定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池恒壓放電調(diào)整方法，其特征在于控制器根據(jù)采樣電壓Vsample與設(shè)定電壓的比較結(jié)果得出調(diào)整電壓VAdjust，控制器往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路實(shí)際輸出的調(diào)整電壓Vda = F2 (VAdJust)，其中函數(shù)F2 (V)的映射關(guān)系由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電壓采樣電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池恒壓放電調(diào)整方法，其特征在于在所述步驟(c) 中，第i級(jí)，i = 1 N的控制誤差恒壓放電調(diào)整的步驟如下(cl)控制器讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換電路得到燃料電池的采樣電壓；(c2)判斷采樣電壓與設(shè)定電壓的壓差是否小于等于本級(jí)的控制誤差，當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟(c3)；當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，結(jié)束本級(jí)恒壓調(diào)整；(c3)控制器按照使燃料電池電壓降低的方向?qū)⒄{(diào)整電壓以本級(jí)的步長進(jìn)行調(diào)整，從而得到當(dāng)前的調(diào)整電壓；(c4)控制器將當(dāng)前調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓降低， 轉(zhuǎn)到步驟(Cl)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池恒壓放電調(diào)整方法，其特征在于在所述步驟(A) 中，第i級(jí)，i = 1 N的控制誤差恒壓放電調(diào)整的步驟如下I.控制器按照使燃料電池電壓升高的方向?qū)⒈炯?jí)基準(zhǔn)電壓偏置本級(jí)偏置電壓，從而得到初始的調(diào)整電壓；對(duì)于第1級(jí)恒壓放電調(diào)整，本級(jí)基準(zhǔn)電壓=設(shè)定電壓，對(duì)于其它級(jí)恒壓放電調(diào)整，本級(jí)基準(zhǔn)電壓=當(dāng)前調(diào)整電壓；II.控制器將初始調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)換電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓升高；III.控制器讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換電路得到燃料電池的采樣電壓；IV.判斷采樣電壓與設(shè)定電壓的壓差是否小于等于本級(jí)的控制誤差，當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟(V)；當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，結(jié)束本級(jí)恒壓調(diào)整；V.控制器按照使燃料電池電壓降低的方向?qū)⒄{(diào)整電壓以本級(jí)的步長進(jìn)行調(diào)整，從而得到當(dāng)前的調(diào)整電壓；VI.控制器將當(dāng)前調(diào)整電壓往數(shù)模轉(zhuǎn)電路寫入調(diào)整電壓，使燃料電池的電壓降低，轉(zhuǎn)到步驟(III)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池恒壓放電調(diào)整方法，其特征在于在所述步驟(a) 中，總偏置電壓大于步驟(c)中的第1級(jí)控制誤差Δ義。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池恒壓放電調(diào)整方法，其特征在于在所述步驟(c) 中，第i+Ι級(jí)的控制誤差A(yù)Vw小于第i級(jí)的控制誤差A(yù)Vi，第N級(jí)的控制誤差A(yù)Vn等于恒壓控制誤差，并且第i級(jí)的調(diào)整步長小于或等于該級(jí)的控制誤差Mi0
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池恒壓放電調(diào)整方法，其特征在于在所述步驟(A) 中，第i+Ι級(jí)的偏置電壓VK(i+1)小于第i級(jí)的偏置電壓νκω，第i+Ι級(jí)的控制誤差A(yù)Vw小于第i級(jí)的控制誤差第N級(jí)的控制誤差△ Vn等于恒壓控制誤差，第i級(jí)的調(diào)整步長小于或等于該級(jí)的控制誤差Mi，第i+Ι級(jí)的偏置電壓VK(i)大于第i級(jí)的控制誤差Mi0
全文摘要
一種燃料電池恒壓放電調(diào)整裝置及其調(diào)整方法，包括控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、電壓采樣電路、電壓比較電路、電流調(diào)節(jié)電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接入電壓采樣電路輸出的模擬量采樣電壓；控制器接入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字量采樣電壓；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路接入控制器輸出的調(diào)整電壓；電壓比較電路分別接入電壓采樣電路輸出的模擬量電壓和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬量調(diào)整電壓，比較后輸出控制電壓，再接入到電流調(diào)節(jié)電路；電流調(diào)節(jié)電路與燃料電池串聯(lián)形成放電回路。本發(fā)明能夠快速準(zhǔn)確地控制燃料電池以設(shè)定電壓進(jìn)行恒壓放電，很好的克服了燃料電池恒壓放電調(diào)整時(shí)間長的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M8/04GK102157744SQ201110060779
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者何炳林, 傅江成, 葉鵬, 張煥文, 李旭林, 林小薇, 梁柱揚(yáng), 湯祚嬰, 陳麗珍 申請(qǐng)人:廣東省電子技術(shù)研究所