[发明专利]在车辆环境中对燃料电池进行健康诊断的方法和设备

权利要求书

1.一种用于在车辆环境中对燃料电池(20)进行健康诊断的方法，所述方法包括以下步骤：

S1：在与燃料电池(20)直接连接的电压转换器(40)上施加扰动电流，使得借助所述扰动电流模拟车载电网中的电负载状态切换；

S2：检测燃料电池(20)的输出电压响应；以及

S3：根据燃料电池(20)的输出电压响应的不同区段(401，402)确定与不同损耗机制相关的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电压转换器(40)包括DC/DC转换器和DC/AC转换器。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，模拟车载电网中的电负载状态切换包括：模拟车载电网中的至少部分的、尤其所有的电负载的接入或移除。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，施加扰动电流包括：

使电压转换器(40)上原本施加的恒定电流跳变增大到确定值、尤其在电压转换器上施加阶跃电流；或者

使电压转换器(40)上原本施加的恒定电流跳变减小到确定值、尤其中断。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

在施加扰动电流之前，停止燃料电池(20)的阴极反应气体供给。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述步骤S3包括：

根据输出电压响应的第一时间段内的电压突变过程(401)确定与第一损耗机制相关的信息；以及

根据输出电压响应的第二时间段内的电压缓慢变化过程(402)确定与第二损耗机制和/或第三损耗机制相关的信息，所述第二时间段处于第一时间段之后。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，第一时间段包括从施加扰动电流开始直至扰动电流达到稳定的时间段，第二时间段包括从扰动电流达到稳定开始直至燃料电池(20)的输出电压响应达到稳定的时间段。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，通过控制所施加的扰动电流的大小和/或通过停止燃料电池的阴极反应气体的供给来从所述电压缓慢变化过程(402)分离出关于第二损耗机制或第三损耗机制的信息。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述步骤S3包括：

将输出电压响应在确定区段中的波形与参考电压波形进行比较；以及

根据比较的结果确定如下信息：确定区段对应的损耗机制对燃料电池(20)的影响程度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述步骤S3包括：

基于输出电压响应在确定区段中的电压改变量和/或在确定区段中满足的函数关系求取燃料电池(20)的等效电学模型(300)中的确定参数的值；

将确定参数的值与参考取值范围进行比较；以及

根据比较的结果确定如下信息：确定区段对应的损耗机制对燃料电池(20)的影响程度。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，针对燃料电池(20)的各个区段、尤其各个电池单体分别执行所述步骤S2和S3。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，至少在扰动电流存在于电压转换器(40)上期间，借助燃料电池(20)对作为唯一电负载的车载蓄电池充电。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：

将燃料电池(20)的输出电压响应与检测时刻相关联地存储在本地或云端服务器(30)中。