[发明专利]燃料电池混合动力系统中燃料电池工作状态的在线监测系统及方法

权利要求书

1.一种燃料电池混合动力系统中燃料电池工作状态的在线监测系统，其特征在于，包括：内阻监测模块、燃料电池模块、以及储能电池模块配合对燃料电池运行中内阻进行在线测试，判断电池工作状态；所述燃料电池模块与所述储能电池模块电路并联，共同对外部负载输出电能；所述内阻监测模块实时调控并监测燃料电池模块与储能电池模块工作状态；

当需要测量燃料电池内阻时，所述内阻监测模块将调控所述燃料电池模块减小或增加燃料电池输出电流，同时增加或减小储能电池模块输出电流，以保证对外输出电能满足外部负载要求；

所述内阻监测模块在改变燃料电池输出电流的同时，实时测量并记录所述燃料电池电压即电堆总电压或单池电压的变化，获取燃料电池内阻即电堆总内阻或单池内阻。

2.根据权利要求1所述的燃料电池混合动力系统中燃料电池工作状态的在线监测系统，其特征在于：

所述燃料电池模块包括：燃料电池以及电力调控单元；所述燃料电池模块中的电力调控单元包括：DC/DC变换器。

3.根据权利要求1所述的燃料电池混合动力系统中燃料电池工作状态的在线监测系统，其特征在于：所述储能电池模块包括：储能电池以及辅助部件；所述储能电池包括二次电池、电容器。

4.根据权利要求1或3所述的燃料电池混合动力系统中燃料电池工作状态的在线监测系统，其特征在于：所述储能电池模块中包括：电力调控单元，所述电力调控单元为DC/DC变换器。

5.根据权利要求1或3所述的燃料电池混合动力系统中燃料电池工作状态的在线监测系统，其特征在于：所述燃料电池输出电流改变幅度不大于额定工作电流的10％。

6.应用权利要求1-5所述在线监测系统的一种燃料电池混合动力系统中燃料电池工作状态的在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：内阻监测模块收到内阻测量指令，测量状态A下燃料电池电堆及各单池内阻；

S2：所述内阻监测模块向燃料电池DC/DC变换器与锂电池DC/DC变换器同时发出电流调整指令，并设定测试时间；

S3：在燃料电池DC/DC变换器调控下，所述燃料电池输出电流减少或增加△I，且维持所述测试时间，所述内阻监测模块实时记录所述燃料电池电堆及各单池电压变化情况；同时在所述锂电池DC/DC变换器调控下，锂电池输出电流增加或减少△I，且维持所述测试时间，保持燃料电池混合动力系统输出电流保持不变；

S4：测试结束后，在所述燃料电池DC/DC变换器调控下，所述燃料电池输出电流恢复至初始值；同时在所述锂电池DC/DC变换器调控下，所述锂电池输出电流恢复至初始值，保持燃料电池混合动力系统输出电流保持不变；

S5：所述内阻监测模块根据所测燃料电池电堆/各单池电压变化量以及电流变化量，根据公式(2)计算出状态A下燃料电池电堆及各单池内阻；

R＝ΔV/ΔI公式(2)；

S6：燃料电池处于工作状态B时，所述内阻监测模块再次发出内阻测量指令，执行步骤S2～S5，完成状态B下燃料电池电堆及各单池内阻测量。

7.根据权利要求6所述的燃料电池混合动力系统中燃料电池工作状态的在线监测方法，其特征在于：在进行燃料电池内阻测量时，在所述燃料电池输出电流在欧姆极化区间时进行内阻测量。