[发明专利]估计多电压燃料电池系统中的冷却剂电导率

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。

本发明提供以下技术方案：

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。