[发明专利]在诊断测试期间将电压从用于使用的高压系统施加到燃料电池堆的装置和方法

说明书

燃料电池充电系统包括在燃料检查堆叠端子之间具有第一工作直流(DC)电压的燃料电池堆、在不同于并且通常高于燃料电池堆的第一工作电压的第一直流工作电压下工作的高压系统、与燃料电池堆和高压系统电连接的升压转换器以及将通常具有比第一正常工作电压更低值的第二直流工作电压施加到燃料电池堆的堆叠充电部件。升压转换器在燃料电池工作期间将电力从燃料电池堆转移到高压系统。从特征上来讲，施加到燃料电池堆端子的第二直流工作电压通常比燃料电池堆和HV电系统的第一直流工作电压的值更低，并从HV电系统的第一直流工作电压逐步降低。

技术领域

在至少一个方面中，本发明涉及将燃料电池堆充电到用于进行诊断测试的电压的系统和方法。

背景技术

燃料电池堆在许多应用中被用作电源。特别地，提出了用于汽车来代替内燃机的燃料电池堆。在典型的应用中，以多个单独燃料电池的阵列提供燃料电池堆以提供高水平的电力。可以具有数百个单独燃料电池的燃料电池堆的复杂性需要开发有效测试的策略和条件。

因此，需要可以将燃料电池堆保持在用于执行诊断测试的某个子集的电压下的燃料电池充电系统。

发明内容

本发明通过在至少一个实施例中，提供将电力从高压电系统转移到燃料电池堆的燃料电池充电系统来解决现有技术的一个或多个问题。燃料电池充电系统包括在燃料检查堆端子之间具有第一直流(DC)电压的燃料电池堆、在不同于并通常高于燃料电池堆的第一电压的第一直流工作电压下工作的高压系统、与燃料电池堆和高压系统电连接的升压转换器、和将第二直流工作电压施加到燃料电池堆的降压电压部件。燃料电池堆电压在正常燃料电池工作期间处于(即，输出)第一电压下。在正常的燃料电池工作期间，升压转换器将电力从燃料电池堆转移到高压系统。从特征上来讲，第二直流工作电压从高压电系统的第一直流工作电压降低到低于燃料电池堆的第一电压的燃料电池堆充电电压。燃料电池充电系统也包括可工作以将控制信号发送到升压转换器和降压电压部件的FCS(燃料电池系统)控制器。本实施例使用与已经存在于系统中的标准堆叠放电电路结合的穿过标准升压转换器的开关/电阻器组合以施加并调节施加到用于诊断算法的堆叠端子的电压值。有利地，燃料电池充电系统从在升压转换器中需要额外的绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块的实施中允许以潜在降低的成本实施堆叠充电功能，以产生降压转换器来控制堆叠端子处的电压。

附图说明

图1是利用用于对燃料电池堆进行充电的开关和晶体管的燃料电池充电系统的示意图；

图2是利用降压转换器对燃料电池堆进行充电的燃料电池充电系统的示意图；以及

图3是说明图1的燃料电池充电系统的工作的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的目前优选的组合物、实施例和方法，其构成发明人目前已知的实施本发明的最佳方式。附图不一定按比例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是可以以各种和替代形式体现的本发明的实例。因此，本文公开的具体细节不被视为限制性的，而是仅作为本发明的任何方面的代表性基础和/或作为教导本领域技术人员以各种方式利用本发明的代表性基础。

除了在实例中，或者另外明确地指出，本说明书中说明材料的量或反应条件和/或使用的所有数值被理解为在描述本发明的最广泛范围时由单词“约”修饰。在所述数值限值范围内的实施通常是优选的。此外，除非明确地做出相反陈述：首字母缩略词或其它缩写的第一个定义适用于本文中相同缩写的所有后续使用，并做出必要修改后，适用于最初定义的缩写的正常语法变体；以及，除非明确地做出相反陈述，否则属性的测量是通过与相同属性先前或之后所参考的相同技术确定。

还应当理解，本发明不限于下面描述的具体实施例和方法，因为具体部件和/或条件当然可以变化。并且，本文使用的术语仅用于描述本发明的特定实施例的目的，并不期望以任何方式进行限制。