[发明专利]用于燃料电池的电压控制方法和系统

说明书

一种控制燃料电池的电压的方法包括以下步骤：确定模式是否为燃料电池的高电压回避模式；当模式为燃料电池的高电压回避模式时，将燃料电池堆电压控制在预定基准值以下；监测燃料电池的各电池单元电压，并且确定所监测的各电池单元电压的最大值是否超过预定的单个值；当所监测的各电池单元电压的最大值超过预定的单个值时，减小燃料电池堆电压的基准值；以及将燃料电池堆电压控制在减小后的基准值以下。提供用于控制燃料电池电压的方法和系统来确保燃料电池堆的各电池单元的耐久性和性能。

技术领域

本公开涉及用于控制燃料电池的电压的方法和系统，所述方法和系统能够通过基于各个电池电压使燃料电池堆的最大指令电压值变化，来改进燃料电池堆的耐久性。

背景技术

燃料电池是在不需通过燃烧燃料将化学能转化成热量的情况下将来自燃料的化学能通过燃料电池堆中的电化学反应转化成电能的装置，它不仅可以用于为工业、家庭和车辆供电，而且也用于为小型电气/电子产品，特别是移动装置供电。

特别地，近年来，已经研究了使用通过将氢和氧结合产生的能量的燃料电池。当燃料电池堆暴露于OCV(开路电压)时，它被损坏并且电池堆的性能劣化，所以已经研究用于防止此问题的技术。

已经公开将燃料电池堆的上限电压限制在预定水平以改进燃料电池堆的耐久性的技术。然而，当整个电池堆的上限电压被限制在预定水平时，由于各电池单元之间的电压差异，即使整个电池堆的电压不超过上限电压，电池堆的各电池也暴露于高电压，所以不能防止各电池的劣化。

以上提供的作为本公开的相关技术的描述仅用于帮助理解本公开的背景，并且不应被理解为包括在本领域技术人员已知的相关技术中。

发明内容

本公开是为了解决所述问题而做出的，并且本公开的目的在于提供用于控制燃料电池的电压的方法和系统，该方法和系统基于燃料电池堆的各电池单元的电压，根据蓄电池的荷电状态使燃料电池堆的电压变化。

为了实现以上目的，根据本公开的方面，提供了一种控制燃料电池的电压的方法，所述方法包括以下步骤：确定模式是否为燃料电池的高电压回避模式；当模式为燃料电池的高电压回避模式时，将燃料电池堆电压控制在预定基准值以下；监测燃料电池的各电池单元电压，并且确定所监测的各电池单元电压的最大值是否超过预定的单个值；当所监测的各电池单元电压的最大值超过预定的单个值(individual value)时，减小燃料电池堆电压的基准值；以及将燃料电池堆电压控制在减小后的基准值以下。

该方法还可以包括以下步骤：在减小燃料电池堆电压的基准值之前，监测蓄电池的荷电状态(SOC)，并且在减小燃料电池堆电压的基准值的步骤中，可以根据所监测的蓄电池的荷电状态，不同地设定基准值的减小量。

在减小燃料电池堆电压的基准值的步骤中，所监测的蓄电池的荷电状态越大，燃料电池的基准值的减小量可以越小。

在减小燃料电池堆电压的基准值的步骤中，所监测的蓄电池的荷电状态越小，燃料电池的基准值的减小量可以越大。

当在监测蓄电池的荷电状态(SOC)的步骤中所监测的蓄电池的荷电状态为预定的第一荷电状态以上时，即使各电池单元电压的最大值超过预定的单个值，在减小燃料电池堆电压的基准值中也可以维持燃料电池堆电压的基准值。

该方法还可以包括以下步骤：在减小燃料电池堆电压的基准值之后，监测用于蓄电池的充电电流；以及当所监测的用于蓄电池的充电电流为预定充电电流以上时，减小燃料电池堆的输出。

在减小燃料电池堆的输出的步骤中，可以减小可供应到燃料电池堆的空气量。

在确定模式是否为燃料电池的高电压回避模式的步骤中，当燃料电池堆所需的电流为预定的要求电流以下时，可以确定模式为燃料电池的高电压回避模式。