估計多電壓燃料電池系統(tǒng)中的冷卻劑電導(dǎo)率的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及估計多電壓燃料電池系統(tǒng)中的冷卻劑電導(dǎo)率。一種冷卻劑電導(dǎo)率方法和裝置用來確定循環(huán)通過車輛的冷卻劑系統(tǒng)的冷卻劑何時開始傳導(dǎo)電流并且損失其電隔離性質(zhì)。該系統(tǒng)包括電池監(jiān)測控制器，該電池監(jiān)測控制器感測放置在整個燃料電池系統(tǒng)中的一個或多個隔離電阻并且被編程為執(zhí)行隔離算法。該隔離算法以特定次序斷開和閉合接觸器，測量一個或多個隔離電阻的電阻并且計算冷卻劑電導(dǎo)率值。該系統(tǒng)將指示冷卻劑何時需要更換。
【專利說明】估計多電壓燃料電池系統(tǒng)中的冷卻劑電導(dǎo)率
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體涉及一種監(jiān)測燃料電池系統(tǒng)中的隔離電阻的系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及估計在燃料電池系統(tǒng)中循環(huán)的冷卻劑電導(dǎo)率的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前燃料電池技術(shù)需要低導(dǎo)電率(高電阻)冷卻劑來防止泄漏電流在系統(tǒng)的剩余部分中的堆之間流動。流經(jīng)冷卻劑的泄漏電流能夠造成短路，引起電化學(xué)腐蝕并且電解冷卻劑，從而降低發(fā)動機效率。在雙極板中使用諸如水、抗凝劑或其混合物等的一般無腐蝕性的冷卻劑。然而，隨時間的流逝，雙極板的內(nèi)部熱交換面開始漸漸消逝。隨著冷卻劑老化，它收集污染物，導(dǎo)致它變得導(dǎo)電，使得堆冷卻劑在整個冷卻劑回路上傳導(dǎo)泄漏電流。
[0003]許多燃料電池汽車系統(tǒng)需要電隔離電阻監(jiān)測。通常，監(jiān)測推進高壓總線上的隔離電阻。如果燃料電池堆通過電壓轉(zhuǎn)換器接口連接到推進總線，則其隔離電阻由轉(zhuǎn)換器的電壓增益的某一函數(shù)進行縮放。準(zhǔn)確的函數(shù)取決于轉(zhuǎn)換器類型以及哪種高壓軌(正的或負(fù)的)對于系統(tǒng)而言是常見的。
[0004]如果隔離故障的根本原因是冷卻劑，則一般隔離故障需要維修技師將部件逐一與高壓總線隔離以隔離。這是不期望的，因為需要時間和人力來追蹤故障的原因。據(jù)此，存在對判定冷卻劑電導(dǎo)率是否過高和故障的原因的替代方法的需要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]在一個實施例中，用于監(jiān)測在用來提供燃料電池堆的熱管理的冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑電導(dǎo)率的方法可以包括:閉合包括堆電壓和電池電壓的電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓、和所述電池電壓；斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；測量第一負(fù)隔離值；使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻；計算冷卻劑電導(dǎo)率值；以及當(dāng)冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，提供冷卻劑需要更換的標(biāo)記。
[0006]在另一個實施例中，用于監(jiān)測車輛的推進系統(tǒng)中的隔離電阻的方法可以包括:使冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑循環(huán)，該冷卻劑系統(tǒng)流體地聯(lián)接到形成推進系統(tǒng)的至少一部分的燃料電池堆，其中，所述冷卻劑提供在所述燃料電池堆內(nèi)的熱管理，并且所述冷卻劑提供在所述燃料電池堆和車輛底盤之間的電隔離；測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓；斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；測量第一負(fù)隔離值；使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻；計算冷卻劑電導(dǎo)率值；以及在所述冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，指示所述冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑需要更換。
[0007]在又一實施例中，用于燃料電池的冷卻劑電導(dǎo)率估計系統(tǒng)可以包括多個隔離傳感器和電池監(jiān)測控制器。該多個隔離傳感器包括:第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一隔離值；第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第二隔離值；多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置和負(fù)的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一負(fù)隔離值；堆傳感器，其用來測量所述堆電壓；以及電池傳感器，其用來測量所述電池電壓。該電池監(jiān)測控制器電聯(lián)接到多個隔離傳感器并且包括處理器和計算機可讀介質(zhì)并且執(zhí)行隔離算法，所述隔離算法包括:閉合包括堆電壓和電池電壓的電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓；斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；測量第一負(fù)隔離值；使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻；計算冷卻劑電導(dǎo)率值；以及當(dāng)所述冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，提供冷卻劑需要更換的標(biāo)記。
[0008]本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
1.一種用于監(jiān)測在用來提供燃料電池堆的熱管理的冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑電導(dǎo)率的方法，所述方法包括:
閉合包括堆電壓和電池電壓的電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；
測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓；
斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；
測量第一負(fù)隔離值；
使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻；
計算冷卻劑電導(dǎo)率值；以及
當(dāng)所述冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，提供冷卻劑需要更換的標(biāo)記。
[0009]2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述至少一個接觸器包括堆接觸器和電池接觸器。
[0010]3.根據(jù)方案2所述的方法，其中，閉合所述至少一個接觸器包括閉合所述堆接觸器和所述電池接觸器，并且斷開所述至少一個接觸器包括斷開所述堆接觸器。
[0011]4.根據(jù)方案I所述的方法，其中，隔離算法包括下列步驟:閉合所述至少一個接觸器；測量所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓；斷開所述至少一個接觸器；測量所述第一隔離值；計算所述堆隔離電阻和所述冷卻劑電導(dǎo)率值以及提供所述標(biāo)記，并且所述方法進一步包括在電聯(lián)接到多個隔離傳感器的電池監(jiān)測控制器中執(zhí)行所述隔離算法，所述電池監(jiān)測控制器包括處理器和計算機可讀介質(zhì)并且使用所述隔離算法來計算所述冷卻劑電導(dǎo)率值。
[0012]5.根據(jù)方案4所述的方法，其中，所述多個隔離傳感器包括:
第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一隔離值；
第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第二隔離值；
多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置和負(fù)的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一負(fù)隔離值；
堆傳感器，其用來測量所述堆電壓；和電池傳感器，其用來測量所述電池電壓。
[0013]6.根據(jù)方案4所述的方法，其中，測量所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓，并且進一步包括測量第三隔離值和推進電壓，并且其中，測量所述第一負(fù)隔離值替換為測量第二負(fù)隔離值。
[0014]7.根據(jù)方案6所述的方法，其中，所述多個隔離傳感器包括:
第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一隔離值；
第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第二隔離值；
第三隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的推進總線電阻測量位置并且用來測量所述第三隔離值；
多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置、負(fù)的電池隔離電阻測量位置和負(fù)的推進總線電阻測量位置，并且用來測量所述第二負(fù)隔離值；
推進傳感器，其用來測量所述推進電壓；
堆傳感器，其用來測量所述堆電壓；和電池傳感器，其用來測量所述電池電壓。
[0015]8.根據(jù)方案I所述的方法，其中，不使用冷卻劑電導(dǎo)率傳感器。
[0016]9.一種監(jiān)測車輛推進系統(tǒng)中的隔離電阻的方法，包括:
使在流體地聯(lián)接到燃料電池堆的冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑循環(huán)，所述燃料電池堆形成在所述車輛推進系統(tǒng)的至少一部分，其中，所述冷卻劑提供在所述燃料電池堆內(nèi)的熱管理，并且所述冷卻劑提供在所述燃料電池堆和車輛底盤之間的電隔離；
閉合包括堆電壓和電池電壓的電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；
測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓；
斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器；
測量第一負(fù)隔離值；
使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻；
計算冷卻劑電導(dǎo)率值；以及
在所述冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，指示所述冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑需要更換。
[0017]10.根據(jù)方案9所述的方法，其中，所述至少一個接觸器包括堆接觸器和電池接觸器。
[0018]11.根據(jù)方案10所述的方法，其中，閉合所述至少一個接觸器包括閉合所述堆接觸器和所述電池接觸器，并且斷開所述至少一個接觸器包括斷開所述堆接觸器。
[0019]12.根據(jù)方案9所述的方法，其中，隔離算法包括下列步驟:閉合所述至少一個接觸器；測量所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓；斷開所述至少一個接觸器；測量所述第一隔離值；計算所述堆隔離電阻和所述冷卻劑電導(dǎo)率值以及提供所述標(biāo)記，并且所述方法進一步包括在電聯(lián)接到多個隔離傳感器的電池監(jiān)測控制器中執(zhí)行所述隔離算法，所述電池監(jiān)測控制器包括處理器和計算機可讀介質(zhì)并且使用所述隔離算法來計算所述冷卻劑電導(dǎo)率值。
[0020]13.根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述多個隔離傳感器包括: 第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一隔離值；
第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第二隔離值；
多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置和負(fù)的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一負(fù)隔離值；
堆傳感器，其用來測量所述堆電壓；和電池傳感器，其用來測量所述電池電壓。
[0021]14.根據(jù)方案12所述的方法，進一步包括測量第三隔離值和推進電壓，并且其中，測量所述第一負(fù)隔離值替換為測量第二負(fù)隔離值。
[0022]15.根據(jù)方案14所述的方法，其中，所述多個隔離傳感器包括:
第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一隔離值；
第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第二隔離值；
第三隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的推進總線電阻測量位置并且用來測量所述第三隔離值；
多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置、負(fù)的電池隔離電阻測量位置和負(fù)的推進總線電阻測量位置并且用來測量所述第二負(fù)隔離值；
推進傳感器，其用來測量所述推進電壓；
堆傳感器，其用來測量所述堆電壓；和電池傳感器，其用來測量所述電池電壓。
[0023]16.根據(jù)方案9所述的方法，其中，不使用冷卻劑電導(dǎo)率傳感器。
[0024]17.一種用于燃料電池的冷卻劑電導(dǎo)率估計系統(tǒng)，包括:
多個隔離傳感器，包括:
第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量第一隔離值，
第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量第二隔離值，多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置和負(fù)的電池隔離電阻測量位置并且用來測量第一負(fù)隔離值，
堆傳感器，其用來測量堆電壓，和電池傳感器，其用來測量電池電壓；以及
電池監(jiān)測控制器，其電聯(lián)接到所述多個隔離傳感器并且包括處理器和計算機可讀介質(zhì)并且執(zhí)行隔離算法，所述隔離算法當(dāng)被執(zhí)行時促使所述電池監(jiān)測控制器執(zhí)行如下步驟:
閉合包括所述堆電壓和所述電池電壓的電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器，
測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓，
斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器，
測量所述第一負(fù)隔離值，
使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻， 計算冷卻劑電導(dǎo)率值，以及
當(dāng)所述冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，提供冷卻劑需要更換的標(biāo)記。
[0025]18.根據(jù)方案17所述的系統(tǒng)，進一步包括測量第三隔離值和推進電壓，其中，測量所述第一負(fù)隔離值替換為測量第二負(fù)隔離值。
[0026]19.根據(jù)方案18所述的系統(tǒng)，其中，所述多個隔離傳感器進一步包括第三隔離傳感器，所述第三隔離傳感器電聯(lián)接到正的推進總線電阻測量位置并且用來測量所述第三隔離值，并且電聯(lián)接到負(fù)的推進總線電阻測量位置并且用來測量所述第二負(fù)隔離值。
[0027]20.根據(jù)方案17所述的方法，其中，不使用冷卻劑電導(dǎo)率傳感器。
[0028]結(jié)合附圖，鑒于下列詳細描述，將更充分地理解由本文中所描述的實施例提供的這些特征和附加特征。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]附圖中所闡明的實施例在性質(zhì)上是說明性和示例性的并且不旨在限制由權(quán)利要求限定的主題。當(dāng)結(jié)合下列附圖閱讀時，能夠理解說明性實施例的下列詳細描述，在附圖中，類似的結(jié)構(gòu)用類似的附圖標(biāo)記指示，并且其中:
圖1描繪根據(jù)本文所示出和所描述的一個或多個實施例的具有燃料電池系統(tǒng)的車輛； 圖2圖示根據(jù)本文所示出和所描述的一個或多個實施例的燃料電池系統(tǒng)的多電壓結(jié)構(gòu)；
圖3圖示根據(jù)本文所示出和所描述的一個或多個實施例的燃料電池系統(tǒng)的隔離電阻模型；
圖4描繪圖示根據(jù)本文中所示出和所描述的一個或多個實施例的用于估計冷卻劑電導(dǎo)率的過程；
圖5圖示多電壓燃料電池系統(tǒng)；并且圖6描繪了多電壓隔離電阻模型。
【具體實施方式】
[0030]本公開不依賴于獨立且不同的冷卻劑電導(dǎo)率傳感器來判定流經(jīng)燃料電池系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的冷卻劑的電導(dǎo)率。本公開利用來自監(jiān)測多電壓系統(tǒng)的傳感器的測量值來判定冷卻劑的冷卻劑電導(dǎo)率，無需冷卻劑電導(dǎo)率傳感器。
[0031]圖1描繪由燃料電池系統(tǒng)提供動力的車輛10(例如，轎車、公共汽車、卡車或摩托車)。燃料電池系統(tǒng)的一些部件可以包括許多燃料電池(優(yōu)選地，被布置為一個或多個堆20)，所述燃料電池將來自箱30的存儲的氣態(tài)燃料轉(zhuǎn)換成電力以為發(fā)動機(未示出)提供電功率，該發(fā)動機可為完全電動發(fā)動機或混合電動發(fā)動機(例如，使用電力和基于石油的燃燒兩者用于推進功率的發(fā)動機)，利用來自燃料電池系統(tǒng)的功率來推進車輛10。燃料電池系統(tǒng)還可以包括任意數(shù)量的閥、壓縮機、管道、溫度調(diào)節(jié)器、電氣存儲裝置(例如，電池、超電容器等)和控制器以將燃料從箱30或多個箱輸送至燃料電池系統(tǒng)，以及提供對燃料電池系統(tǒng)的操作的控制。下面將更詳細地論述這種控制器。
[0032]可以在燃料電池系統(tǒng)中使用任意數(shù)量的不同類型的燃料電池(例如，金屬氫化物燃料電池、堿性燃料電池、電化的燃料電池(electrogalvanic fuel cell)或任意其它類型的已知的燃料電池)。多個燃料電池也可以在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)被以串聯(lián)和/或并聯(lián)形式組合作為堆20以便由燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生更高的電壓和/或電流輸出量。產(chǎn)生的電功率可以直接供應(yīng)至發(fā)動機(未示出)或存儲在電氣存儲裝置(未示出)內(nèi)以便稍后由車輛10使用。
[0033]冷卻劑在流體地聯(lián)接到形成車輛推進系統(tǒng)的至少一部分的燃料電池堆20的冷卻劑系統(tǒng)中循環(huán)。冷卻劑提供在燃料電池堆20內(nèi)的熱管理，以及在燃料電池堆20和車輛10底盤之間的電隔離。
[0034]圖2圖示燃料電池系統(tǒng)200的多電壓結(jié)構(gòu)。燃料電池堆205、升壓變換器210和高壓電池215經(jīng)由堆總線222和推進總線220電聯(lián)接。燃料電池堆205為各種車輛10系統(tǒng)提供電功率，所述各種車輛10系統(tǒng)包括但不限于壓縮機馬達225、牽引馬達230和其它負(fù)載235，所述其它負(fù)載235可以包括控制系統(tǒng)、高溫泵、散熱器風(fēng)扇和機艙加熱器。存在至少一個接觸器240，該至少一個接觸器240電聯(lián)接到推進總線220并且可以提供車輛10系統(tǒng)與電功率源的電隔離，所述電功率源可以包括燃料電池堆205和高壓電池215。一個或多個隔離電阻測量位置245可以存在于燃料電池系統(tǒng)200內(nèi)的各種位置處。一個或多個隔離電阻測量位置245可以是具有限定且已知的電阻或阻抗值的電阻和/或阻抗元件，所述限定且已知的電阻或阻抗值可以取決于燃料電池系統(tǒng)200的電壓和用來檢測它們的值的一個或多個測量傳感器的靈敏度。此外，一個或多個隔離電阻測量位置245也可以是一個或多個傳感器所連接到的端子。
[0035]在一些實施例中，在燃料電池堆205和高壓電池215兩者的正負(fù)端子上，可能存在四個隔離電阻測量位置245a-d。正的堆隔離電阻測量位置245a電聯(lián)接到燃料電池堆205的正端子和地。負(fù)的堆隔離電阻測量位置245b電聯(lián)接到燃料電池堆205的負(fù)端子和地。正的電池隔離電阻測量位置245c電聯(lián)接到高壓電池215的正的電池端子和地。負(fù)的電池隔離電阻測量位置245d電聯(lián)接到高壓電池215的負(fù)的電池端子和地。如貫穿整篇應(yīng)用所使用的地是指進行電氣測量的公共參考點和/或電流到功率源的公共返回路徑。如貫穿整個本公開所使用的，地也可以被標(biāo)示為底盤或底盤地。
[0036]總線隔離電阻測量位置245e可以電聯(lián)接到推進總線220和地?？偩€隔離電阻測量位置245e可以允許測量推進總線220與車輛10的其余部分的隔離。與總線隔離電阻測量位置245e并聯(lián)的是電壓測量位置250。當(dāng)它與地相聯(lián)系時，電壓測量位置250可以便于感測的總線的電壓值。開關(guān)248使總線隔離電阻測量位置245e電隔離。在一個實施例中，判定冷卻劑電導(dǎo)率值的方法將涉及從電壓測量位置250測量電壓值，閉合開關(guān)248，并且從電壓測量位置250獲取另一個電壓值并且比較兩個電壓值。通過比較，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，可以判定冷卻劑電導(dǎo)率值?？梢允褂脕碜栽搶嵤├睦鋮s劑電導(dǎo)率值與由本公開的其它實施例產(chǎn)生的冷卻劑電導(dǎo)率值相比較。
[0037]在一些實施例中，至少一個接觸器240可以被分組在一起以允許測量隔離電阻測量位置245a-e。例如，至少一個接觸器240a和240b可以被分組在一起并且被標(biāo)記為堆接觸器，并且至少一個接觸器240c和240d可以被分組在一起并且被標(biāo)記為電池接觸器。除了被歸入共同的標(biāo)簽之外，分組接觸器也可以被一起致動(即，一起斷開和一起閉合)。
[0038]升壓變換器210改變?nèi)剂想姵囟?05和高壓電池215之間的電位。由于升壓變換器210的燃料電池堆205側(cè)(左)上的電位可以比升壓變換器210的高壓電池215側(cè)(右)低幾倍，所以這使得在燃料電池系統(tǒng)200內(nèi)的一個或多個隔離電阻測量位置245成為必需。在一些實施例中，Vs在電位上比Vb更大。升壓變換器在該實施例中將是同步降壓轉(zhuǎn)換器，并且冷卻劑電導(dǎo)率的計算將是相同的。
[0039]圖3圖示圖2的作為隔離電阻模型300的燃料電池系統(tǒng)200。Vs代表燃料電池堆205的電壓。Vb代表高壓電池215的電壓。Rpcs代表從燃料電池堆205正端子連接到地的所有電阻的并聯(lián)組合，并且可以包括正的堆隔離電阻測量位置245a。Rpcb代表從電池正端子連接到地的所有電阻的并聯(lián)組合，并且可以包括正的電池隔離電阻測量位置245c。Rnc代表從共用負(fù)端子連接到地的所有電阻的并聯(lián)組合，并且可以包括負(fù)的堆隔離電阻測量位置245b和負(fù)的電池隔離電阻測量位置245d。在運行的燃料電池系統(tǒng)200中，Vb可以大于Vs，如上文就升壓變換器210所解釋的。隔離電阻的目的是限制通過推進總線220和地之間的非預(yù)期的連接的電流。隔離電阻模型300代表從推進總線220到地的三種可能的路徑。在堆接觸器240a-b和電池接觸器240c-d閉合的情況下,使用公式I來計算RpcPB:
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)測在用來提供燃料電池堆的熱管理的冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑電導(dǎo)率的方法，所述方法包括: 閉合包括堆電壓和電池電壓的電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器； 測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓； 斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器； 測量第一負(fù)隔離值； 使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻； 計算冷卻劑電導(dǎo)率值；以及 當(dāng)所述冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，提供冷卻劑需要更換的標(biāo)記。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，隔離算法包括下列步驟:閉合所述至少一個接觸器；測量所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓；斷開所述至少一個接觸器；測量所述第一隔離值；計算所述堆隔離電阻和所述冷卻劑電導(dǎo)率值以及提供所述標(biāo)記，并且所述方法進一步包括在電聯(lián)接到多個隔離傳感器的電池監(jiān)測控制器中執(zhí)行所述隔離算法，所述電池監(jiān)測控制器包括處理器和計算機可讀介質(zhì)并且使用所述隔離算法來計算所述冷卻劑電導(dǎo)率值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所 述的方法，其中，所述多個隔離傳感器包括: 第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一隔離值； 第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第二隔離值； 多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置和負(fù)的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一負(fù)隔離值； 堆傳感器，其用來測量所述堆電壓；和 電池傳感器，其用來測量所述電池電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，測量所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓，并且進一步包括測量第三隔離值和推進電壓，并且其中，測量所述第一負(fù)隔離值替換為測量第二負(fù)隔離值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述多個隔離傳感器包括: 第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量所述第一隔離值； 第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量所述第二隔離值； 第三隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的推進總線電阻測量位置并且用來測量所述第三隔離值； 多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置、負(fù)的電池隔離電阻測量位置和負(fù)的推進總線電阻測量位置，并且用來測量所述第二負(fù)隔離值； 推進傳感器，其用來測量所述推進電壓； 堆傳感器，其用來測量所述堆電壓；和電池傳感器，其用來測量所述電池電壓。
6.一種監(jiān)測車輛推進系統(tǒng)中的隔離電阻的方法，包括: 使在流體地聯(lián)接到燃料電池堆的冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑循環(huán)，所述燃料電池堆形成在所述車輛推進系統(tǒng)的至少一部分，其中，所述冷卻劑提供在所述燃料電池堆內(nèi)的熱管理，并且所述冷卻劑提供在所述燃料電池堆和車輛底盤之間的電隔離； 閉合包括堆電壓和電池電壓的電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器； 測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓； 斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器； 測量第一負(fù)隔離值； 使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻； 計算冷卻劑電導(dǎo)率值；以及 在所述冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，指示所述冷卻劑系統(tǒng)中的冷卻劑需要更換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述至少一個接觸器包括堆接觸器和電池接觸器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，閉合所述至少一個接觸器包括閉合所述堆接觸器和所述電池接觸器，并且斷開所述至少一個接觸器包括斷開所述堆接觸器。
9.一種用于燃料電池的冷卻劑電導(dǎo)率估計系統(tǒng)，包括: 多個隔離傳感器，包括: 第一隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的堆隔離電阻測量位置并且用來測量第一隔離值， 第二隔離傳感器，其電聯(lián)接到正的電池隔離電阻測量位置并且用來測量第二隔離值，多個負(fù)傳感器，其電聯(lián)接到負(fù)的堆隔離電阻測量位置和負(fù)的電池隔離電阻測量位置并且用來測量第一負(fù)隔離值， 堆傳感器，其用來測量堆電壓，和 電池傳感器，其用來測量電池電壓；以及 電池監(jiān)測控制器，其電聯(lián)接到所述多個隔離傳感器并且包括處理器和計算機可讀介質(zhì)并且執(zhí)行隔離算法，所述隔離算法當(dāng)被執(zhí)行時促使所述電池監(jiān)測控制器執(zhí)行如下步驟: 閉合包括所述堆電壓和所述電池電壓的電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器， 測量第一隔離值、第二隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓， 斷開所述電氣系統(tǒng)中的至少一個接觸器， 測量所述第一負(fù)隔離值， 使用所述第一隔離值、所述第二隔離值、所述第一負(fù)隔離值、所述堆電壓和所述電池電壓來計算堆隔離電阻， 計算冷卻劑電導(dǎo)率值，以及 當(dāng)所述冷卻劑電導(dǎo)率值越過閾值時，提供冷卻劑需要更換的標(biāo)記。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，不使用冷卻劑電導(dǎo)率傳感器。
【文檔編號】H01M8/04GK104051759SQ201410094318
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】R.S.富利 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司