[发明专利]一种燃料电池堆输出状态估计系统及估计方法

权利要求书

1.一种燃料电池堆输出状态估计系统，包括燃料电池堆(100)、燃料电池负载(400)、燃料电池堆管理单元(500)和燃料电池堆输出控制单元(600)，燃料电池堆(100)通过线路向负载(400)供电，燃料电池堆输出控制单元(600)通过控制线控制燃料电池堆(100)的输出，燃料电池堆管理单元(500)包括燃料电池堆单电池电压检测单元(501)、燃料电池堆输出电流检测单元(502)、燃料电池堆输出电压检测单元(503)和燃料电池堆通讯单元(506)，燃料电池堆管理单元(500)通过燃料电池堆单电池电压检测单元(501)、燃料电池堆输出电流检测单元(502)和燃料电池堆输出电压检测单元(503)获取数据，通过燃料电池堆通讯单元(506)与燃料电池堆输出控制单元(600)进行数据交换，其特征在于所述燃料电池堆管理单元(500)还包括燃料电池堆参数记录单元(504)和燃料电池堆输出状态估计单元(505)，所述燃料电池堆参数记录单元(504)存储燃料电池堆出厂极化曲线和燃料电池堆运行数据，所述燃料电池堆输出状态估计单元(505)接受燃料电池堆单电池电压检测单元(501)、燃料电池堆输出电流检测单元(502)和燃料电池堆输出电压检测单元(503)传输来的信号，燃料电池堆输出状态估计单元(505)与燃料电池堆参数记录单元(504)和燃料电池堆通讯单元(506)进行数据交换，依据据估计方法作出估计。

2.权利要求1所述一种燃料电池堆输出状态估计系统的估计方法，其特征在于所述估计方法包括以下步骤：

a、测试并记录燃料电池堆出厂的极化曲线及燃料电池堆出厂时的最大输出功率Pmax，将数据存储在燃料电池堆管理单元(500)的燃料电池堆参数记录单元(504)；

b、标定燃料电池堆在实际使用工况下的电压平均衰减速率Vt，存储在燃料电池堆管理单元(500)的燃料电池堆参数记录单元(504)；

c、实时监测并在燃料电池堆管理单元(500)的燃料电池堆参数记录单元(504)存储燃料电池堆的累计运行时间Ttotal；

d、实时监测并存储燃料电池堆的输出电流I、总电压V和每节燃料电池的电压；

e、燃料电池堆输出状态估计单元(505)根据预置估计方法和燃料电池堆单电池电压检测单元(501)、燃料电池堆输出电流检测单元(502)、燃料电池堆输出电压检测单元(503)和燃料电池堆参数记录单元(504)传输来的数据，估计燃料电池堆的输出状态；

f、燃料电池堆输出状态估计方法为：根据燃料电池堆参数记录单元(504)存储的燃料电池堆出厂的极化曲线和燃料电池堆输出电流检测单元(502)传输来的当前燃料电池堆输出电流I，计算出当前燃料电池堆按出厂的极化曲线应有的输出电压值V0，然后测算当前燃料电池输出电流I下，燃料电池理论最大输出功率Pmax1，即Pmax1＝(V0-Vt×Ttotal)×I，再根据燃料电池输出电流检测单元(502)和燃料电池输出电压检测单元(503)传输来的当前燃料电池输出电流I和燃料电池输出电压V计算燃料电池当前输出功率P，即P＝V×I，最后依据燃料电池理论最大输出功率Pmax1和燃料电池当前输出功率P，判断当前燃料电池的输出状态S，即实际输出占理论输出的百分比，即S＝P/Pmax1×100，根据燃料电池堆出厂时最大功率下的输出电流Imax计算当前燃料电池堆理论最大输出功率Pmax2，即Pmax2＝(Vmax-Vt×Ttotal)×Imax，则近似估计当前燃料电池堆的最大输出能力Pmax3，即Pmax3＝Pmax2×S。