[发明专利]用于燃料电池系统中的分布式故障管理的系统和方法

说明书

一种分布式故障管理系统包含与燃料电池系统相关联的至少一个传感器以及耦合到至少一个传感器的至少一个第一故障管理计算装置。至少一个第一故障管理计算装置配置成接收与第一故障状况相关联的数据。至少一个第一故障管理计算装置还配置成生成对第一故障状况的解析且将至少一个解析命令信号传输到至少一个第二故障管理计算装置。至少一个解析命令信号将至少一个第二故障管理计算装置配置成使用解析来以类似方式解析第二故障状况。

背景技术

本公开的领域一般涉及燃料电池系统，且更特别地涉及使用多个燃料电池系统的分布式故障管理的系统和方法。

燃料电池是一种电化学能量转换装置，其已经证明在功率生成中相对高的效率和低污染的潜力。燃料电池通常提供通过逆变器转换成交流(AC)的直流(DC)。DC或AC电压用来为马达，灯以及任何数量的电气装置和系统供电。燃料电池在固定式，半固定式或便携式应用中操作。

燃料电池通过跨离子传导层在电化学上组合燃料和氧化剂来产生电力。该离子传导层（也被称为燃料电池的电解质）是液体或固体。燃料电池通常在燃料电池组合件中以电串联方式聚集，以产生在有用的电压或电流的功率。因此，互连结构用来串联或并联连接或耦合相邻的燃料电池以形成燃料电池堆。通常，燃料电池的组件包含电解质，阳极和阴极。产生电力的反应通常发生在阳极和阴极处，在阳极和阴极处通常设置催化剂以加速反应。阳极和阴极被构造成包含通道和多孔层以增加用于发生化学反应的表面面积。电解质在阳极和阴极之间携带带电颗粒，并且否则电解质对燃料和氧化剂二者都基本上不可渗透。

基于燃料电池的能量生成系统是复杂的，因为它们涉及热，流体和电化学现象。此外，它们需要一组辅助元件，例如阀，压缩机，传感器和调节器，一般使燃料电池在预先建立的最佳工作点处操作。由于这些原因，它们容易受到燃料电池部分失效(也称为“故障”)的影响，其能够导致燃料电池的性能下降，停止或永久损坏。

位于不同位置中的许多已知的燃料电池系统遇到类似的故障状况并要求人为干预来校正故障状况。此外，由于许多已知的燃料电池系统缺乏适应认知特征，包含适应学习特征，因此对于未预料到的现实世界的实时事件的后续校正需要由人代理进行指导。

发明内容

在一方面中，提供了一种分布式故障管理系统。燃料电池故障管理系统包含与燃料电池系统相关联的至少一个传感器以及至少一个第一故障管理计算装置和至少一个第二故障管理计算装置。至少一个第一故障管理计算装置耦合到至少一个传感器。至少一个第一故障管理计算装置配置成从至少一个传感器接收测量数据。测量数据包含与第一故障状况相关联的数据。至少一个第一故障管理计算装置还配置成生成对第一故障状况的解析（resolution）。至少一个第一故障管理计算装置还配置成基于对第一故障状况的解析而生成至少一个解析命令信号。至少一个第一故障管理计算装置还配置成将至少一个解析命令信号传输到至少一个第二故障管理计算装置。燃料电池故障管理系统还包含至少一个第二故障管理计算装置，其配置成接收至少一个解析命令信号。至少一个解析命令信号将至少一个第二故障管理计算装置配置成实现解析以便以类似方式解析第二故障状况。第二故障状况与第一故障状况类似。

在另一方面中，提供了一种用于控制分布式故障管理系统的方法。分布式故障管理系统包含与燃料电池系统相关联的至少一个传感器以及耦合到至少一个传感器的至少一个第一故障管理计算装置。方法包含由至少一个第一故障管理计算装置接收来自至少一个传感器的测量数据。测量数据包含与第一故障状况相关联的数据。方法进一步包含由至少一个第一故障管理计算装置生成对第一故障状况的解析。方法还包含由至少一个第一故障管理计算装置基于对第一故障状况的解析而生成至少一个解析命令信号。方法进一步包含由至少一个第一故障管理计算装置将至少一个解析命令信号传输到至少一个第二故障管理计算装置。至少一个解析命令信号将至少一个第二故障管理计算装置配置成实现解析以便以类似方式解析第二故障状况。第二故障状况与第一故障状况类似。