[发明专利]用于燃料电池的电力转换设备以及用于控制该电力转换设备的方法有效
申请号: | 201480011532.3 | 申请日: | 2014-08-14 |
公开(公告)号: | CN105008948B | 公开(公告)日: | 2018-02-16 |
发明(设计)人: | 崔宇镇;T·恩原·谭 | 申请(专利权)人: | 崇实大学校产学协力团 |
主分类号: | G01R31/40 | 分类号: | G01R31/40;G01R31/36 |
代理公司: | 北京三友知识产权代理有限公司11127 | 代理人: | 吕俊刚,刘久亮 |
地址: | 韩国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 燃料电池 电力 转换 设备 以及 控制 方法 | ||
1.一种用于燃料电池的电力转换器,所述电力转换器包括:
升压转换器,所述升压转换器连接到所述燃料电池,并且被配置为在正常操作模式下,将负载电压控制在预定幅值,并且在诊断模式下,通过将预定扰动电流施加至所述燃料电池,来诱导输出响应,其中,所述正常操作模式被配置为响应于负载的改变提供电压,并且所述诊断模式被配置为预测所述燃料电池的寿命;
数字信号处理器,所述数字信号处理器被配置为通过在所述诊断模式下检测所述燃料电池的输出响应,来提取阻抗参数,并且根据所述阻抗参数预测所述燃料电池的寿命;
辅助能量存储装置,所述辅助能量存储装置连接于所述升压转换器和所述负载之间,被配置为通过来自所述燃料电池的电力充电,并且除了来自所述燃料电池的电力之外将来自所述辅助能量存储装置的电力释放到所述负载;以及
双向转换器,所述双向转换器连接至所述辅助能量存储装置,并且被配置为被切换,以处理所述负载的急剧改变或者瞬时过载,
其中,所述升压转换器被配置为在所述诊断模式下诱导具有恒定直流DC电平的扰动电流,并且所述双向转换器被配置为被切换并且通过对所述辅助能量存储装置充电或放电来控制所述负载电压。
2.根据权利要求1所述的电力转换器,其中,所述双向转换器被配置为控制所述负载的输出电压,以生成用于在所述诊断模式下由所述升压转换器进行诊断的扰动电流信号。
3.根据权利要求1所述的电力转换器,其中,所述数字信号处理器还包括:
电压检测器,所述电压检测器被配置为测量所述燃料电池的所述输出响应;
数字锁相放大器,所述数字锁相放大器被配置为计算由所述电压检测器检测的电压的阻抗谱;
参数提取器,所述参数提取器被配置为根据所述数字锁相放大器提取的阻抗谱计算参数;
参数分析器,所述参数分析器被配置为分析并且比较所述参数与参考参数,其中,所述参数由所述参数提取器获得;以及
寿命预测器,所述寿命预测器被配置为根据由所述参数分析器比较并分析的所述阻抗参数与先前存储的所述参考参数之间的比较结果,预测所述燃料电池的寿命。
4.一种用于控制用于燃料电池的电力转换器的方法,所述方法包括以下步骤:
根据正常操作模式和诊断模式中的至少一种进行操作,其中,所述正常操作模式被配置为响应于负载的改变提供电压,并且其中,诊断模式被配置为预测所述燃料电池的寿命;以及
在所述诊断模式下,切换升压转换器,以将具有恒定幅值的扰动电流施加至所述燃料电池,并且切换双向转换器,以通过对辅助能量存储装置充电或放电,使从所述燃料电池输出的电压保持在恒定DC电平,从而控制所述负载的电压,其中,所述电力转换器包括:所述负载;所述燃料电池,所述燃料电池被配置为给所述负载供电;所述升压转换器,所述升压转换器连接到所述燃料电池并且被配置为被切换;所述辅助能量存储装置,所述辅助能量存储装置连接于所述升压转换器和所述负载之间并且被配置为充电或放电;所述双向转换器,所述双向转换器被配置为切换,使得所述辅助能量存储装置被充电或放电;以及数字信号处理器,所述数字信号处理器被配置为通过检测所述燃料电池的输出来执行信号处理。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,在所述正常操作模式下,所述升压转换器将从所述燃料电池输出的电压保持在预定幅值,并且所述双向转换器对所述辅助能量存储装置充电或者放电,以实现负载均衡操作。
6.根据权利要求4所述的方法,其中,在所述诊断模式下,所述数字信号处理器测量所述燃料电池的输出响应,从所述输出响应计算阻抗谱,根据所述阻抗谱计算参数,并且通过比较所述参数与预先存储的参考参数,预测所述寿命。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,如果所述燃料电池的寿命等于或小于参考值,则所述数字信号处理器生成警报信号。
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