專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)，更具體地涉及一種在其中通過(guò)使用AC阻抗方法執(zhí)行阻抗測(cè)量的燃料電池系統(tǒng)。
技術(shù)背景眾所周知，燃料電池的內(nèi)部電阻影響燃料電池中的電解膜的濕度 系數(shù)，并且當(dāng)小量的水分存在于燃料電池中并且電解膜較干時(shí)，內(nèi)部 電阻增加并且燃料電池的輸出電壓減少。另一方面，當(dāng)過(guò)量的水分存 在于燃料電池中時(shí)，水分覆蓋著燃料電池的電極，因此阻止了作為反 應(yīng)物的氧和氫的擴(kuò)散，并且因此輸出電壓減少。為了高效率地運(yùn)行燃料電池，需要以最優(yōu)方式控制燃料電池中的 水分的量。在燃料電池中的水分的量和燃料電池的阻抗之間存在一種 關(guān)系。目前，通過(guò)AC阻抗方法測(cè)量燃料電池的阻抗，從而間接地獲得 燃料電池中的水分狀態(tài)。例如，在下面所述的專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種方法，該方法中， 將具有任意頻率的正弦波信號(hào)(阻抗測(cè)量信號(hào))施加給(疊加在)燃料電池的輸出信號(hào)，以測(cè)量該情況下的阻抗，從而實(shí)時(shí)地獲得在燃料 電池中的水分的量。[專利文獻(xiàn)l]日本專利特許公開(kāi)No. 2003-86220發(fā)明內(nèi)容在安裝燃料電池的移動(dòng)設(shè)備(例如車輛)上，為了將總的系統(tǒng)效 率最大化，燃料電池通過(guò)DC/DC變換器(電壓變換裝置)與二次電池(蓄電裝置)相連接，并且執(zhí)行控制以將與車輛的需求功率相一致的 電流從二次電池側(cè)供給到燃料電池側(cè)或者相反的，從燃料電池側(cè)給二次電池充電。在具有本結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，通過(guò)使用DC/DC變換器能夠疊 加上述任意的正弦波信號(hào)從而測(cè)量阻抗。然而，DC/DC變換器的響應(yīng)特性不總是令人滿意的，并且也存在 具有差的響應(yīng)特性的區(qū)域(細(xì)節(jié)將在下面進(jìn)行說(shuō)明)。在這種條件下， 不能充分地疊加阻抗測(cè)量信號(hào)。因此，存在不能充分執(zhí)行阻抗測(cè)量的 問(wèn)題。鑒于上述情況，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了本發(fā)明，并且其目標(biāo)在于提供一種燃 料電池系統(tǒng)，在該燃料電池系統(tǒng)中，能與電壓變換裝置的響應(yīng)特性無(wú) 關(guān)地進(jìn)行恒定精確的阻抗測(cè)量。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)包括燃料電池和用于控制所述燃料電池的輸出電壓的電壓變換裝置。燃料電池系統(tǒng)包括輸出裝置，在測(cè)量所述燃料電池的阻抗時(shí)，將阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到所述 電壓變換裝置的輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出到所述電壓變換裝置；測(cè)量裝置，測(cè)量通過(guò)所述電壓變換裝置之后的所述阻抗測(cè)量 信號(hào)的振幅；以及控制裝置，基于所述測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果，控制通過(guò) 所述電壓變換裝置之前的所述阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，由于測(cè)量通過(guò)電壓變換裝置之后的阻抗測(cè)量信號(hào)的 幅值，和基于該幅值的測(cè)量結(jié)果控制通過(guò)電壓變換裝置之前的阻抗測(cè) 量信號(hào)的幅值，因此能夠與電壓變換裝置(DC/DC變換器)的響應(yīng)特 性無(wú)關(guān)地進(jìn)行恒定精確的阻抗測(cè)量。這里，在上面的結(jié)構(gòu)中，可以構(gòu)造本發(fā)明使得系統(tǒng)進(jìn)一步包括插 入在燃料電池的放電路徑中并與燃料電池相并聯(lián)連接的蓄電器，連接 在蓄電器和燃料電池之間的電壓變換裝置，和當(dāng)所述燃料電池的阻抗
由AC阻抗方法測(cè)量時(shí)，將阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到電壓變換裝置的輸出目 標(biāo)電壓上以將該輸出目標(biāo)電壓輸出到電壓變換裝置的輸出裝置。而且，在上面的結(jié)構(gòu)中，可以構(gòu)造本發(fā)明使得控制裝置可以求出 由測(cè)量裝置測(cè)量的幅值和設(shè)定的目標(biāo)幅值之間的偏差，并且基于求得 的偏差來(lái)控制阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。進(jìn)一步，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)包括燃料電池和用于控制所述燃 料電池的輸出電壓的電壓變換裝置。燃料電池系統(tǒng)包括輸出裝置，當(dāng) 所述燃料電池的阻抗被測(cè)量時(shí)，將阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到所述電壓變換 裝置的輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出到所述電壓變換裝 置；判斷裝置，判斷所述阻抗測(cè)量時(shí)的所述電壓變換裝置的響應(yīng)特性的 狀態(tài)；以及控制裝置，基于由所述判斷裝置判斷出的所述電壓變換裝置 的所述響應(yīng)特性的所述狀態(tài)，來(lái)控制所述阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。這里，在上面的結(jié)構(gòu)中，可以構(gòu)造本發(fā)明使得系統(tǒng)進(jìn)一步包括插 入在燃料電池的放電路徑中并與燃料電池相并聯(lián)連接的蓄電器，電壓 變換裝置連接在蓄電器和燃料電池之間，以及當(dāng)燃料電池的阻抗由AC 阻抗方法測(cè)量時(shí)，輸出裝置將阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到電壓變換裝置的輸 出目標(biāo)電壓上并將該輸出目標(biāo)電壓輸出到電壓變換裝置。而且，在上面的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于測(cè)量電壓 變換裝置的電抗器電流的測(cè)量裝置，和用于存儲(chǔ)響應(yīng)特性圖以從電壓 變換裝置的電抗器電流判斷電壓變換裝置的響應(yīng)特性是否處于穩(wěn)定狀 態(tài)中的第一存儲(chǔ)裝置。判斷裝置比較測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果與響應(yīng)特性 圖，以判斷響應(yīng)特性的穩(wěn)定狀態(tài)，并且控制裝置執(zhí)行控制，使得在電 壓變換裝置的響應(yīng)特性處于非穩(wěn)定狀態(tài)的情況下的阻抗測(cè)量信號(hào)的振 幅大于在電壓變換裝置的響應(yīng)特性處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下的阻抗測(cè)量 信號(hào)的振幅。 同樣優(yōu)選的，系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ)在響應(yīng)特性處于穩(wěn)定狀態(tài) 的情況下的阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值和在響應(yīng)特性處于非穩(wěn)定狀態(tài)的情況 下的阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值的第二存儲(chǔ)裝置?？刂蒲b置根據(jù)電壓變換裝 置的狀態(tài)從第二存儲(chǔ)裝置選擇阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值，并且基于所選擇 的幅值控制阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。而且，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)包括燃料電池和用于控制燃料電池 的輸出電壓的電壓變換裝置。所述燃料電池系統(tǒng)進(jìn)一步包括輸出裝置， 當(dāng)所述燃料電池的阻抗被測(cè)量時(shí)，將阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到所述電壓變 換裝置的輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出到所述電壓變換 裝置；以及判斷裝置，判斷所述電壓變換裝置的響應(yīng)特性的狀態(tài)。在所 述判斷裝置判斷為所述電壓變換裝置的所述響應(yīng)特性處于穩(wěn)定狀態(tài)的 情況下，所述輸出裝置將所述阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到所述電壓變換裝置 的所述輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出到所述電壓變換裝 置。這里，在上面的結(jié)構(gòu)中，可以構(gòu)造本發(fā)明使得系統(tǒng)進(jìn)一步包括插 入在燃料電池的放電路徑中并與燃料電池相并聯(lián)連接的蓄電器，電壓變換裝置連接在蓄電器和燃料電池之間，并且當(dāng)燃料電池的阻抗由AC阻抗方法測(cè)量時(shí)，輸出裝置將阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到電壓變換裝置的輸 出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出到電壓變換裝置。而且，在上面的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于測(cè)量電壓 變換裝置的電抗器電流的測(cè)量裝置，和用于存儲(chǔ)響應(yīng)特性圖以從電壓 變換裝置的電抗器電流判斷電壓變換裝置的響應(yīng)特性處于穩(wěn)定狀態(tài)中 還是處于非穩(wěn)定狀態(tài)中的第一存儲(chǔ)裝置。判斷裝置比較測(cè)量裝置的測(cè) 量結(jié)果與響應(yīng)特性圖相，以判斷響應(yīng)特性處于穩(wěn)定狀態(tài)中還是處于非 穩(wěn)定狀態(tài)中。而且，更優(yōu)選的，系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于在判斷裝置判斷響應(yīng)特性
處于非穩(wěn)定狀態(tài)中的情況下，改變電壓變換裝置的輸出目標(biāo)電壓，從 而將響應(yīng)特性從非穩(wěn)定狀態(tài)改變到穩(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)控制裝置。在上面的結(jié)構(gòu)中，"穩(wěn)定狀態(tài)"指例如電壓變換裝置(DC/DC變 換器或類似物)的電壓控制響應(yīng)不受開(kāi)關(guān)元件的死時(shí)間(dead time)的影 響并且良好的狀態(tài)。"非穩(wěn)定狀態(tài)"指例如電壓變換裝置(DC/DC變 換器或類似物)的電壓控制響應(yīng)受開(kāi)關(guān)元件的死時(shí)間的影響并且惡化的 狀態(tài)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠與電壓變換裝置的響應(yīng)特性無(wú)關(guān)地 進(jìn)行恒定精確的阻抗測(cè)量。


圖1是示出第一實(shí)施例中的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖； 圖2是第 一 實(shí)施例中的燃料電池的等效電路圖； 圖3是示出第一實(shí)施例中的阻抗測(cè)量的圖； 圖4是示出第二實(shí)施例中的阻抗測(cè)量的圖； 圖5是示出第二實(shí)施例中的D C/D C變換器的結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖6是示出第二實(shí)施例中的電抗器電流和DC/DC變換器之間的關(guān) 系的圖；圖7是示出第二實(shí)施例中的狀態(tài)A中的參考信號(hào)和電抗器電流之 間的關(guān)系的圖；圖8是示出第二實(shí)施例中的狀態(tài)B中的參考信號(hào)和電抗器電流之 間的關(guān)系的圖；圖9是示出第二實(shí)施例中的狀態(tài)C中的參考信號(hào)和電抗器電流之 間的關(guān)系的圖；以及圖IO是示出第三實(shí)施例中的阻抗測(cè)量的圖；具體實(shí)施方式
下面，參照附圖將說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。 A.第一實(shí)施例圖1示出了安裝第一實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100的車輛的示意性結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意在下面的說(shuō)明中，作為車輛的示例，假定是燃料電池混合車輛(FCHV)，但是該系統(tǒng)可用于電動(dòng)汽車或者混合汽車。而且，該 系統(tǒng)不僅可用于車輛，而且可用于多種移動(dòng)設(shè)備(例如輪船，飛機(jī)等)。該車輛使用與車輪63L， 63R相連接的同步電動(dòng)機(jī)61而行駛。同 步電動(dòng)機(jī)61的動(dòng)力源是動(dòng)力源系統(tǒng)1。從動(dòng)力源系統(tǒng)1的直接的電流 輸出通過(guò)逆變器60被變換為三相交流電，并且供給到同步電動(dòng)機(jī)61。 同步電動(dòng)機(jī)61在制動(dòng)過(guò)程中，也能夠起發(fā)電機(jī)的作用。動(dòng)力源系統(tǒng)l包括燃料電池40，電池20， DC/DC變換器30和類 似物。燃料電池40是用于從供給的燃料氣體和氧化氣體發(fā)電的裝置， 并且具有堆積的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中，若干包括MEA和類似物的單電池串聯(lián)地層壓在一起。具體地，能夠使用例如固態(tài)聚合物型、含磷型和溶 碳型的多種類型的燃料電池。電池(蓄電器)20是可充電/放電的二次電池，并且包括例如鎳氫 電池和類似物?？梢詰?yīng)用多種其它的二次電池。作為電池20的替代， 可以使用可充電/放電蓄電器而非二次電池，例如電容器。電池20插入 在燃料電池40的放電路徑中，并且與燃料電池40相并聯(lián)連接。燃料電池40和電池20以彼此并聯(lián)的形式與逆變器60相連接，并 且從燃料電池40到逆變器60的電路具有用于防止從電池20的電流或 者在同步電動(dòng)機(jī)61中發(fā)出的電流的倒流的二極管42。因此，為了實(shí)現(xiàn)彼此相并聯(lián)連接的燃料電池40和電池20的兩個(gè) 動(dòng)力源之間的適當(dāng)?shù)妮敵龇峙?，需要控制在所述?dòng)力源之間的相對(duì)電 壓差。本實(shí)施例中，為了控
制這樣的電壓差，DC/DC變換器(電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備)30設(shè)在電池20和 逆變器60之間。DC/DC變換器30是直流電壓變換裝置，并且具有調(diào) 節(jié)從電池20輸入的DC電壓并將電壓輸出到燃料電池40側(cè)的功能，和 調(diào)節(jié)從燃料電池40或電動(dòng)機(jī)61輸入的DC電壓并將電壓輸出到電池 20側(cè)的功能。通過(guò)本DC/DC變換器30的作用，實(shí)現(xiàn)了電池20的充電 /放電。車輛輔助裝置50和FC輔助裝置51在電池20和DC/DC變換器 30之間相連接，并且電池20是這些輔助裝置的動(dòng)力源。車輛輔助裝置 50指在車輛的運(yùn)行過(guò)程中使用的任何形式的電氣裝置，并且包括照明 裝置，空調(diào)裝置，液壓泵或類似物。FC輔助裝置51指在燃料電池40 的運(yùn)行過(guò)程中使用的任何形式的電氣裝置，并且包括用于供給燃料氣 體或改質(zhì)材料的泵，用于調(diào)節(jié)改質(zhì)器或類似物的溫度的加熱器。通過(guò)控制單元10來(lái)控制上述部件的運(yùn)行?？刂茊卧?0構(gòu)造為包 括CPU, RAM和ROM的微型計(jì)算機(jī)?？刂茊卧?0控制逆變器60的 開(kāi)關(guān)，并且輸出根據(jù)所需求的移動(dòng)功率的三相交流電?？刂茊卧?0控 制燃料電池40和DC/DC變換器30的運(yùn)行，從而根據(jù)所需求的移動(dòng)功 率供給電力。多種傳感器信號(hào)輸入進(jìn)控制單元10中。多種傳感器信號(hào) 從例如加速踏板傳感器11，檢測(cè)電池20的電荷狀態(tài)(SOC)的SOC 傳感器21，檢測(cè)燃料電池40的氣體流量的流量傳感器41，檢測(cè)車輛 速度的車輛速度傳感器62和類似物輸入到控制單元10中。圖2是示出燃料電池40的等效電路的圖。如圖2中所示，通過(guò)分離器電阻(separator resistance)Rl， MEA電 阻R2和電極電容C表示燃料電池40。這些電阻Rl， R2和電容C構(gòu)成 了燃料電池40的內(nèi)部阻抗。當(dāng)如下所述執(zhí)行阻抗測(cè)量時(shí)，獲得了燃料 電池的內(nèi)部特性。圖3是示出通過(guò)AC阻抗方法的阻抗測(cè)量的圖。如圖3中所示，控制單元IO包括目標(biāo)電壓確定部110，疊加信號(hào) 生成部120，電壓指令信號(hào)生成部130，阻抗計(jì)算部140，疊加信號(hào)分 析部150和疊加信號(hào)振幅控制部160。目標(biāo)電壓確定部110基于從加速踏板傳感器11， SOC傳感器21 和類似物輸入的傳感器信號(hào)確定輸出目標(biāo)電壓(例如，300V或類似伏 數(shù))，并且將所述電壓輸出到電壓指令信號(hào)生成部130。疊加信號(hào)生成部120生成將疊加到輸出目標(biāo)電壓上的阻抗測(cè)量信 號(hào)(例如具有2 V或類似伏數(shù)的幅值的特定頻率的正弦波)，并且將 本信號(hào)輸出到電壓指令信號(hào)生成部130。通過(guò)疊加信號(hào)振幅控制部160 適當(dāng)?shù)馗淖冏杩箿y(cè)量信號(hào)的幅值(例如幅值為2V—4V或類似值)。 應(yīng)注意，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和類似物，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定阻抗測(cè)量信號(hào)的輸 出目標(biāo)電壓和參數(shù)(波形、頻率和幅值)。電壓指令信號(hào)生成部(輸出裝置)130將阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到輸出 目標(biāo)電壓上，并且將電壓指令信號(hào)Vfcr輸出到DC/DC變換器30。 DC/DC變換器30基于給定的電壓指令信號(hào)Vfcr控制燃料電池30的電壓。阻抗計(jì)算部140以預(yù)定的采樣速率，對(duì)通過(guò)電壓傳感器141檢測(cè) 的燃料電池40的電壓(FC電壓)Vf和通過(guò)電流傳感器142檢測(cè)的燃 料電池40的電流(FC電流)If進(jìn)行采樣，并且對(duì)它們進(jìn)行傅立葉(Fourier) 變換處理(FFT計(jì)算處理或者DFT計(jì)算處理)或類似處理。阻抗計(jì)算 部140用經(jīng)過(guò)Fourier變換處理的FC電壓信號(hào)除以經(jīng)過(guò)Fourier變換處 理的FC電流信號(hào)，以求得燃料電池40的阻抗。疊加信號(hào)分析部(測(cè)量裝置)150分析疊加在FC電壓或FC電流上
的阻抗測(cè)量信號(hào)(即通過(guò)DC/DC變換器的阻抗測(cè)量信號(hào))，并且將特 定頻率的功率譜(幅值)和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器151中的參考譜(例如，2 V 或類似伏數(shù)的參考幅值)相比較以獲得DC/DC變換器30的響應(yīng)特性。如上所述，在DC/DC變換器30中，存在具有良好的響應(yīng)特性的 區(qū)域和具有差的響應(yīng)特性的區(qū)域。特定頻率的幅值不小于在具有良好的響應(yīng)的區(qū)域中的參考幅值，而特定頻率的幅值低于在具有差的響應(yīng) 的區(qū)域中的參考幅值。當(dāng)疊加信號(hào)的特定頻率的幅值不小于參考幅值時(shí)，疊加信號(hào)分析 部150未通報(bào)給疊加信號(hào)振幅控制部160信息。另一方面，當(dāng)特定頻 率的幅值低于參考幅值時(shí)，疊加信號(hào)分析部150求得在特定頻率的幅 值和參考幅值之間的偏差(差值)Ap，并且將求得的偏差A(yù)p通報(bào)給疊 加信號(hào)振幅控制部160。疊加信號(hào)振幅控制部(控制裝置)160控制在疊加信號(hào)生成部120中 生成的阻抗測(cè)量信號(hào)(即通過(guò)DC/DC變換器之前的阻抗測(cè)量信號(hào))的 幅值。例如，在通過(guò)在設(shè)置阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值為2 V的狀態(tài)中的疊 加信號(hào)分析部150通報(bào)2 V的偏差A(yù)p的情況下，疊加信號(hào)振幅控制部 160執(zhí)行控制以將AC阻抗測(cè)量的幅值從2V改變到4V，從而使得特定 頻率的振幅高于參考幅值。因此，通過(guò)基于通過(guò)疊加信號(hào)分析部150所得到的分析結(jié)果而改 變阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值，因此能與DC/DC變換器30的響應(yīng)特性無(wú)關(guān) 地進(jìn)行恒定精確的阻抗測(cè)量。B.第二實(shí)施例在上面的第一實(shí)施例中，監(jiān)控阻抗的特定頻率的幅值，并且基于 幅值和參考幅值之間的偏差A(yù)p控制阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅，但是可以準(zhǔn) 備并存儲(chǔ)其中DC/DC變換器30的電抗器電流(下面將說(shuō)明)與響應(yīng)
特性(下面指響應(yīng)特性圖)相關(guān)聯(lián)的圖，并且通過(guò)使用響應(yīng)特性圖， 可以控制阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。圖4是示出在第二實(shí)施例中的控制單元10'的功能的結(jié)構(gòu)的圖。應(yīng)注意，在圖4中所示的控制單元10'中，用相同的參考標(biāo)記表示與圖3 中的那些部件相對(duì)應(yīng)的部件，并且省略它們的詳細(xì)說(shuō)明。狀態(tài)檢測(cè)部(判斷裝置)170將DC/DC變換器30的電抗器電流 IL與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(第一存儲(chǔ)裝置)171中的響應(yīng)特性圖相比較，從而 獲得DC/DC變換器30的響應(yīng)特性的狀態(tài)(穩(wěn)定狀態(tài)或者非穩(wěn)定狀態(tài))， 并且將獲得的結(jié)果(細(xì)節(jié)將在后面詳細(xì)說(shuō)明)通報(bào)給疊加信號(hào)振幅控 制部160。在通過(guò)狀態(tài)檢測(cè)部170通報(bào)疊加信號(hào)控制部(控制裝置)160響應(yīng) 特性處在穩(wěn)定狀態(tài)中的情況下，控制部選擇存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器(第二 存儲(chǔ)裝置)161中的第一幅值frl，并且控制阻抗測(cè)量信號(hào)，使得信號(hào) 的幅值是第一幅值frl。另一方面，在通過(guò)狀態(tài)檢測(cè)部170通報(bào)疊加信號(hào)控制部160響應(yīng) 特性處在非穩(wěn)定狀態(tài)中的情況下，控制部選擇大于第一幅值并且存儲(chǔ) 在第二存儲(chǔ)器(第二存儲(chǔ)裝置)162中的第二幅值fr2 (>frl)，并且控 制阻抗測(cè)量信號(hào)，使得信號(hào)的幅值是第二幅值fr2。因此，當(dāng)從電抗器電流IL和響應(yīng)特性圖獲得DC/DC變換器30的 響應(yīng)特性的狀態(tài)，并且基于這樣的狀態(tài)改變阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值時(shí)， 因此能與DC/DC變換器30的響應(yīng)特性無(wú)關(guān)地進(jìn)行恒定精確的阻抗測(cè)下面將詳細(xì)描述DC/DC變換器30的響應(yīng)特性的狀態(tài)。
圖5是示出DC/DC變換器30的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。DC/DC變換器30是一個(gè)全橋變換器，該變換器包括連接于電池 20的接線端之間的第一臂，連接在燃料電池40的接線端之間的第二臂， 和連接在第一臂和第二臂之間的電抗器L。第一臂包括串聯(lián)連接在電池20的正極和負(fù)極之間的IGBT元件 TR1， TR2，和與IGBT元件TRl， TR2相并聯(lián)連接的二極管Dl， D2。IGBT元件TRl的集電極與電池20的正極相連接，并且其發(fā)射極 與節(jié)點(diǎn)Nl相連接。假定從節(jié)點(diǎn)Nl到電池20的正極的方向?yàn)檎?，則 二極管D1被連接。IGBT元件TR2的集電極與節(jié)點(diǎn)Nl相連接，并且其發(fā)射極與電池 20的負(fù)極相連接。假定從電池20的負(fù)極到節(jié)點(diǎn)N1的方向?yàn)檎?，則 二極管D2被連接。第二臂包括串聯(lián)連接在燃料電池40的正電源接線端和負(fù)電源接線 端之間的IGBT元件TR3， TR4，與IGBT元件TR3相并聯(lián)連接的二極 管D3，和與IGBT元件TR4相并聯(lián)連接的二極管D4。IGBT元件TR3的集電極與燃料電池40的正電源接線端相連接， 并且其發(fā)射極與節(jié)點(diǎn)N2相連接。假定從節(jié)點(diǎn)N2到燃料電池40的正電 源接線端的方向?yàn)檎颍瑒t二極管D3被連接。IGBT元件TR4的集電極與節(jié)點(diǎn)N2相連接，并且其發(fā)射極與燃料 電池40的負(fù)電源接線端相連接。假定從燃料電池40的負(fù)電源到節(jié)點(diǎn) N2的方向?yàn)檎?，則二極管D4被連接。電抗器L連接在節(jié)點(diǎn)N1與 節(jié)點(diǎn)N2之間。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，使得從電池20側(cè)到燃料電池40側(cè)的壓力上升和壓力下降是可能的，并且使得從燃料電池40側(cè)到電池20側(cè)的壓力上升和壓力下降是可能的。而且，DC/DC變換器30包括DC-CPU 31，死時(shí)間生成部33和檢 測(cè)電抗器L的電流(電抗器電流)IL的電流傳感器(測(cè)量裝置)SE。DC-CPU 31輸出信號(hào)GATEBA，該信號(hào)GATEBA是與電壓指令 值Vfcr和電流值IL相對(duì)應(yīng)的變換器的開(kāi)關(guān)占空比的參考值。信號(hào) GATEBA從DC-CPU 31傳輸?shù)剿罆r(shí)間生成部33。死時(shí)間生成部33延遲輸入信號(hào)的上升或下降以設(shè)置死時(shí)間，該死 時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)輸出信號(hào)在兩個(gè)補(bǔ)充輸出信號(hào)激活的時(shí)間內(nèi)是未激活的。 這時(shí)，如果屬于相同臂的IGBT元件同時(shí)導(dǎo)通，則輸入電源短路并且大 的直通電流通過(guò)。為防止這樣的短路而設(shè)置并且在其中屬于相同臂的 兩個(gè)IGBT元件都斷開(kāi)的時(shí)間稱為死時(shí)間。應(yīng)注意DC-CPU 31具有修 正死時(shí)間的死時(shí)間修正部34 (細(xì)節(jié)將在后面說(shuō)明)。圖6是示出在電抗器電流IL和DC/DC變換器30的狀態(tài)之間的關(guān) 系的圖。應(yīng)注意在下面的說(shuō)明中，假定從電池20側(cè)到燃料電池40側(cè) 流動(dòng)地電抗器電流IL的方向是正的(參照?qǐng)D5中示出的箭頭)。狀態(tài)A是在一個(gè)開(kāi)關(guān)循環(huán)中，電抗器電流IL的最大電流Imax滿 足下述公式(1)的狀態(tài)。即，狀態(tài)A是在其中燃料電池40給電池20 充電的狀態(tài)(電池充電狀態(tài))。lmax< Ial ... (1)其中Ial:充電閾值(<0)。狀態(tài)B是在一個(gè)開(kāi)關(guān)循環(huán)中，電抗器電流IL的最大電流Imax和 最小電流Imin分別滿足下述公式(2)和(3)的狀態(tài)。即，狀態(tài)B是
在其中給電池20充電的電流和從電池20放電的電流是實(shí)質(zhì)上相抵制 的狀態(tài)(電池輸出平衡狀態(tài))。Ibl<Imin<Ib2 ...(2) Ib3<Imax<lb4... (3)其中 Ibl:第一平衡閾值(<0) Ib2:第二平衡閾值(<0) Ib3:第三平衡闊值(>0) Ib4:第四平衡閾值(>0)狀態(tài)C是在一個(gè)開(kāi)關(guān)循環(huán)中，電抗器電流IL的最小值Imin滿足 下述公式(4)的狀態(tài)。即，狀態(tài)C是在其中電從電池20釋放到燃料 電池40的狀態(tài)(電池放電狀態(tài))。Icl < Imin ... (4)其中Icl:放電閾值(>0)。如果狀態(tài)處在狀態(tài)A， B，和C中的任一個(gè)中，則DC/DC變換器 30的響應(yīng)特性保持它的良好狀態(tài)，但是在狀態(tài)A， B，和C之間的過(guò) 渡的過(guò)程中惡化(即，電抗器電流IL的最大電流Imax或最小電流Imin 不滿足上述公式(l)至(4)的關(guān)系中的任一個(gè))。為了解決所述問(wèn)題，本實(shí)施例中，通過(guò)試驗(yàn)或類似物預(yù)先獲得電 抗器電流IL和每個(gè)狀態(tài)之間的關(guān)系，準(zhǔn)備表示這樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系的響應(yīng) 特性圖，并且預(yù)先將該圖存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器171中。狀態(tài)檢測(cè)部170將通 過(guò)電流傳感器SE所檢測(cè)的電抗器電流IL與響應(yīng)特性圖相比較，以獲 得那時(shí)的DC/DC變換器30的狀態(tài)，并且將該狀態(tài)通報(bào)給疊加信號(hào)控 制部160。應(yīng)注意在下面的說(shuō)明中，狀態(tài)A， B和C稱為"穩(wěn)定狀態(tài)"， 并且從每一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)渡中出現(xiàn)的狀態(tài)稱為"非穩(wěn)定狀態(tài)"?！礌顟B(tài)A:電池充電狀態(tài)〉圖7是示出在參考信號(hào)GATEBA與在圖6中的狀態(tài)A中的電抗器 電流IL中的改變之間的關(guān)系的運(yùn)行波形圖。如圖7中所示，當(dāng)參考信號(hào)GATEBA在tl時(shí)刻下降時(shí)，IGBT元 件TR1, TR4在t2時(shí)刻從導(dǎo)通狀態(tài)取消激活到斷開(kāi)狀態(tài)，并且經(jīng)過(guò)死時(shí) 間Tbtl后，IGBT元件TR2, TR3在t3時(shí)刻從斷開(kāi)狀態(tài)激活到導(dǎo)通狀態(tài)。接著，與t4時(shí)刻參考信號(hào)GATEBA的上升相對(duì)應(yīng)，IGBT元件TR2， TR3在t5時(shí)刻從導(dǎo)通狀態(tài)取消激活到斷開(kāi)狀態(tài)，并且經(jīng)過(guò)死時(shí)間Tbt2 后，IGBT元件TR1， TR4在t2時(shí)刻從斷開(kāi)狀態(tài)激活到導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)，二極管Dl到D4分別與IGBT元件TR1到TR4相并聯(lián)連 接。因此，即使在死時(shí)間內(nèi)，電流能夠沿每一個(gè)二極管的正向流動(dòng)。在狀態(tài)A中，電抗器電流IL是負(fù)的，即在圖5中，電抗器電流IL 從節(jié)點(diǎn)N2流向節(jié)點(diǎn)N1。因此，當(dāng)所有的IGBT元件TR1到TR4在斷 開(kāi)狀態(tài)時(shí)，二極管D1， D4在死時(shí)間內(nèi)是電力連續(xù)的，電抗器電流IL 在一個(gè)周期內(nèi)的從t5時(shí)刻到t9時(shí)刻的時(shí)間周期的過(guò)程中增加，并且當(dāng) 電抗器電流在一個(gè)周期內(nèi)減少時(shí)的時(shí)間周期僅僅是當(dāng)IGBT元件TR2， TR3是電力連續(xù)時(shí)，從t3時(shí)刻到t5時(shí)刻的時(shí)間周期。因此，假定參考 信號(hào)GATEBA的占空比是50%，則電抗器電流IL在狀態(tài)A中傾向于 逐漸增加。〈狀態(tài)B:電池輸出平衡狀態(tài)>圖8是示出參考信號(hào)GATEBA和在圖6的狀態(tài)B中的電抗器電流 的改變之間的關(guān)系的運(yùn)行波形圖。由于參考信號(hào)GATEBA和圖8中的IGBT元件TR1妾U TR4的 ON/OFF狀態(tài)與圖7中的是相似的，因此，省略其說(shuō)明。在狀態(tài)B中，重復(fù)在其中電抗器電流IL是正的，即電抗器電流IL 從圖5中的節(jié)點(diǎn)Nl流向節(jié)點(diǎn)N2的時(shí)間周期，和在其中電抗器電流IL 是負(fù)的，即電抗器電流IL從圖5中的節(jié)點(diǎn)Nl流向節(jié)點(diǎn)N2的時(shí)間周期。在這種情況下，對(duì)于通過(guò)當(dāng)IGBT元件TR2， TR3是電力連續(xù)時(shí)， 將死時(shí)間Tbtl加到從t3時(shí)刻到t4時(shí)刻的時(shí)間周期上而獲得時(shí)間周期， 即對(duì)于從t2時(shí)刻到t5時(shí)刻的時(shí)間周期，電抗器電流IL在一個(gè)周期內(nèi) 減少，并且對(duì)于通過(guò)當(dāng)IGBT元件TR1， TR4是電力連續(xù)時(shí)，將死時(shí)間 Tbt2加到從t6時(shí)刻到t8時(shí)刻的時(shí)間周期上而獲得時(shí)間周期，即對(duì)于從 t5時(shí)刻到t8時(shí)刻的時(shí)間周期，電抗器電流IL在一個(gè)周期內(nèi)增加。因此， 假定參考信號(hào)GATEBA的占空比是50%，則電抗器電流IL在當(dāng)前狀 態(tài)中傾向于維持在狀態(tài)B中。<狀態(tài)C:電池放電狀態(tài)〉圖9是示出在參考信號(hào)GATEBA和在圖6的狀態(tài)C中的電抗器電 流的改變之間的關(guān)系的運(yùn)行波形圖。由于參考信號(hào)GATEBA和圖9的IGBT元件TR1至lj TR4的 ON/OFF狀態(tài)與圖7中的是相似的，因此省略其說(shuō)明。在狀態(tài)C中，電抗器電流IL是正的，即電抗器電流IL從圖5中 的節(jié)點(diǎn)N1流向節(jié)點(diǎn)N2。因此，在當(dāng)所有的從TR1到TR4的IGBT元 件是斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的死時(shí)間內(nèi)，二極管D2， D3是電力連續(xù)的。艮P，對(duì)于通過(guò)當(dāng)IGBT元件TR2， TR3是電力連續(xù)時(shí)，將死時(shí)間 Tbtl， Tbt2加到從t3時(shí)刻到t4時(shí)刻的時(shí)間周期上而獲得時(shí)間周期，艮口， 對(duì)于從t2時(shí)刻到t8時(shí)刻的時(shí)間周期，電抗器電流IL在一個(gè)周期內(nèi)減 少，并且當(dāng)電抗器電流IL在一個(gè)周期內(nèi)增加時(shí)的時(shí)間周期僅僅是當(dāng) IGBT元件TR1， TR4是電力連續(xù)時(shí)的從t6時(shí)刻到t8時(shí)刻的時(shí)間周期。因此，假定參考信號(hào)GATEBA的占空比是50%，電抗器電流IL
在狀態(tài)C中傾向于逐漸減少。如上面參照?qǐng)D7到10所述，參考信號(hào)GATEBA的占空比與電抗 器電流相對(duì)于電抗器電流的狀態(tài)實(shí)際上增加或減少時(shí)的占空比是不同 的，因此，為了以良好的精度執(zhí)行控制，需要根據(jù)電抗器電流的狀態(tài)， 修正參考信號(hào)GATEBA的占空比。因此，本實(shí)施例中，DC-CPU31的死時(shí)間修正部34 (參照?qǐng)D5) 修正死時(shí)間。當(dāng)收到從電流傳感器SE的電抗器電流IL的檢測(cè)結(jié)果時(shí)， 死時(shí)間修正部34判斷DC/DC變換器30是在狀態(tài)A，B或C(穩(wěn)定狀態(tài)) 中還是在其中從每一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)渡出現(xiàn)的狀態(tài)(非穩(wěn)定狀態(tài))中。 死時(shí)間修正部34為所判斷的狀態(tài)的死時(shí)間選擇占空比的修正值。具體 的，死時(shí)間修正部34在狀態(tài)A中選擇-36V的電壓作為修正值，在狀 態(tài)B中選擇5.4V的電壓，在狀態(tài)C中選擇42.8V的電壓，然而，在從 狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)渡的情況下或從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過(guò)渡的情況下， 執(zhí)行控制以逐漸改變修正值。以本方式所選擇的修正值反映在參考信 號(hào)GATEBA中，并且在其中修正值被反映的參考信號(hào)GATEBA從 DC-CPU 31輸出到死時(shí)間生成部33。以這樣的方式，從電抗器電流IL和響應(yīng)特性圖獲得DC/DC變換 器30的響應(yīng)特性的狀態(tài)，并且基于所獲得的狀態(tài)，控制AC阻抗測(cè)量 信號(hào)的振幅，因此，能夠與DC/DC變換器30的響應(yīng)特性無(wú)關(guān)地進(jìn)行 恒定精確的阻抗測(cè)量。C.第三實(shí)施例在上面的第二實(shí)施例中，控制AC阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅從而測(cè)量 阻抗，但是，替代控制振幅，可以改變系統(tǒng)的工作點(diǎn)，并且應(yīng)用改變 的工作點(diǎn)，可以執(zhí)行阻抗測(cè)量。圖IO是示出在第三實(shí)施例中的控制單元IO"的功能的結(jié)構(gòu)的圖。 應(yīng)注意，用相同的參考標(biāo)記表示與圖4中示出的控制單元10'的部件相對(duì)應(yīng)的部件，并且省略其說(shuō)明。目標(biāo)電壓控制部(狀態(tài)控制裝置)180基于通過(guò)狀態(tài)檢測(cè)部170 通報(bào)的DC/DC變換器30的狀態(tài)，控制通過(guò)目標(biāo)電壓確定部110確定 的輸出目標(biāo)電壓。更詳細(xì)的，在從狀態(tài)檢測(cè)部170通報(bào)變換器在穩(wěn)定 狀態(tài)的情況下，目標(biāo)電壓控制部180不執(zhí)行任何動(dòng)作。另一方面，通 過(guò)狀態(tài)檢測(cè)部170將非穩(wěn)定狀態(tài)通報(bào)給目標(biāo)電壓控制部180，執(zhí)行控制 以增加(或減少)輸出目標(biāo)電壓，從而DC/DC變換器30的響應(yīng)特性 從非穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)執(zhí)行這樣的控制時(shí)，改變系統(tǒng)的工 作點(diǎn)，DC/DC變換器30的響應(yīng)特性從非穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到穩(wěn)定狀態(tài)。因此，可以控制輸出目標(biāo)電壓以改變系統(tǒng)的工作點(diǎn)，并且在DC/DC 變換器30的響應(yīng)特性在穩(wěn)定狀態(tài)的情況下可以執(zhí)行阻抗測(cè)量。應(yīng)注意本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)不局限于圖1中示出的結(jié)構(gòu)，該結(jié) 構(gòu)中DC/DC變換器30和逆變器60與燃料電池40的輸出端相連接， 并且電池20與DC/DC變換器30的輸出端相連接。例如，可以構(gòu)造系 統(tǒng)使得DC/DC變換器30與燃料電池40的輸出端相連接，并且逆變器 60以及電池20與DC/DC變換器30的輸出端相連接。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，包括燃料電池；和用于控制所述燃料電池的輸出電壓的電壓變換裝置；其中所述燃料電池系統(tǒng)包括輸出裝置，在測(cè)量所述燃料電池的阻抗時(shí)，將阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到所述電壓變換裝置的輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出到所述電壓變換裝置；測(cè)量裝置，測(cè)量通過(guò)所述電壓變換裝置之后的所述阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅；以及控制裝置，基于所述測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果，控制通過(guò)所述電壓變換裝置之前的所述阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。
2. —種燃料電池系統(tǒng)，包括 燃料電池；插入在所述燃料電池的放電路徑中并與所述燃料電池并聯(lián)連接的 蓄電器；和連接在所述蓄電器和所述燃料電池之間的電壓變換裝置； 其中所述燃料電池系統(tǒng)包括輸出裝置，當(dāng)所述燃料電池的阻抗由AC阻抗方法測(cè)量時(shí)，將阻抗 測(cè)量信號(hào)疊加到所述電壓變換裝置的輸出目標(biāo)電壓上,并將該輸出目標(biāo) 電壓輸出到所述電壓變換裝置；測(cè)量裝置，測(cè)量通過(guò)所述電壓變換裝置之后的所述阻抗測(cè)量信號(hào) 的振幅；以及控制裝置，基于所述測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果，控制通過(guò)所述電壓變 換裝置之前的所述阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其中所述控制裝置求 出由所述測(cè)量裝置測(cè)量的幅值和設(shè)定的目標(biāo)幅值之間的偏差，并且基 于所求得的偏差來(lái)控制通過(guò)所述電壓變換裝置之前的所述阻抗測(cè)量信 號(hào)的所述振幅。
4. 一種燃料電池系統(tǒng)，包括-燃料電池；和用于控制所述燃料電池的輸出電壓的電壓變換裝置； 其中所述燃料電池系統(tǒng)包括輸出裝置，當(dāng)所述燃料電池的阻抗被測(cè)量時(shí)，將阻抗測(cè)量信號(hào)疊 加到所述電壓變換裝置的輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出 到所述電壓變換裝置；判斷裝置,判斷所述阻抗測(cè)量時(shí)的所述電壓變換裝置的響應(yīng)特性 的狀態(tài)；以及控制裝置，基于由所述判斷裝置判斷出的所述電壓變換裝置的所 述響應(yīng)特性的所述狀態(tài)，來(lái)控制所述阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。
5. —種燃料電池系統(tǒng)，包括 燃料電池；插入在所述燃料電池的放電路徑中并與所述燃料電池并聯(lián)連接的 蓄電器；和連接在所述蓄電器和所述燃料電池之間的電壓變換裝置； 其中所述燃料電池系統(tǒng)包括-輸出裝置，當(dāng)所述燃料電池的阻抗由AC阻抗方法測(cè)量時(shí)，將阻抗 測(cè)量信號(hào)疊加到所述電壓變換裝置的輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目 標(biāo)電壓輸出到所述電壓變換裝置；判斷裝置,判斷所述阻抗測(cè)量時(shí)的所述電壓變換裝置的響應(yīng)特性 的狀態(tài)；以及控制裝置，基于由所述判斷裝置判斷出的所述電壓變換裝置的所 述響應(yīng)特性的所述狀態(tài)，來(lái)控制所述阻抗測(cè)量信號(hào)的振幅。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括 測(cè)量裝置，測(cè)量所述電壓變換裝置的電抗器電流；和 第一存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)響應(yīng)特性圖，以從所述電壓變換裝置的所述電抗器電流判斷所述電壓變換裝置的所述響應(yīng)特性是否處于穩(wěn)定狀態(tài)；其中所述判斷裝置比較所述測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果與所述響應(yīng)特性圖， 以判斷所述響應(yīng)特性的所述穩(wěn)定狀態(tài)；以及所述控制裝置執(zhí)行控制，使得在所述電壓變換裝置的所述響應(yīng)特 性處于非穩(wěn)定狀態(tài)的情況下的所述阻抗測(cè)量信號(hào)的所述振幅大于在所 述電壓變換裝置的所述響應(yīng)特性處于所述穩(wěn)定狀態(tài)的情況下的所述阻 抗測(cè)量信號(hào)的振幅。
7. 如權(quán)利要求6所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括 第二存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)在所述響應(yīng)特性處于所述穩(wěn)定狀態(tài)的情況下的所述阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值和所述響應(yīng)特性處于所述非穩(wěn)定狀態(tài)的情 況下的所述阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值；其中所述控制裝置根據(jù)所述電壓變換裝置的所述狀態(tài)從所述第二 存儲(chǔ)裝置選擇所述阻抗測(cè)量信號(hào)的所述幅值，并且基于所選擇的幅值 來(lái)控制所述阻抗測(cè)量信號(hào)的所述振幅。
8. —種燃料電池系統(tǒng)，包括 燃料電池；和用于控制所述燃料電池的輸出電壓的電壓變換裝置； 其中所述燃料電池系統(tǒng)包括輸出裝置，當(dāng)所述燃料電池的阻抗被測(cè)量時(shí)，將阻抗測(cè)量信號(hào)疊 加到所述電壓變換裝置的輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出 到所述電壓變換裝置；以及判斷裝置，判斷所述電壓變換裝置的響應(yīng)特性的狀態(tài)； 其中在所述判斷裝置判斷為所述電壓變換裝置的所述響應(yīng)特性處 于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，所述輸出裝置將所述阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到所述電壓變換裝置的所述輸出目標(biāo)電壓上，并將所述電壓輸出到所述電壓 變換裝置。
9. 一種燃料電池系統(tǒng)，包括.-燃料電池；插入在所述燃料電池的放電路徑中并與所述燃料電池并聯(lián)連接的 蓄電器；禾口連接在所述蓄電器和所述燃料電池之間的電壓變換裝置； 其中所述燃料電池系統(tǒng)包括輸出裝置，當(dāng)所述燃料電池的阻抗由AC阻抗方法測(cè)量時(shí)，將阻抗 測(cè)量信號(hào)疊加到所述電壓變換裝置的輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目 標(biāo)電壓輸出到所述電壓變換裝置；以及判斷裝置，判斷所述電壓變換裝置的響應(yīng)特性的狀態(tài)； 其中在所述判斷裝置判斷為所述電壓變換裝置的所述響應(yīng)特性處 于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，所述輸出裝置將所述阻抗測(cè)量信號(hào)疊加到所述 電壓變換裝置的所述輸出目標(biāo)電壓上，并將該輸出目標(biāo)電壓輸出到所 述電壓變換裝置。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括 測(cè)量裝置，測(cè)量所述電壓變換裝置的電抗器電流；和 第一存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)響應(yīng)特性圖，以從所述電壓變換裝置的所述電抗器電流判斷所述電壓變換裝置的所述響應(yīng)特性是處于穩(wěn)定狀態(tài)還 是處于非穩(wěn)定狀態(tài)；其中所述判斷裝置比較所述測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果與所述響應(yīng)特性 圖以判斷所述響應(yīng)特性是處于所述穩(wěn)定狀態(tài)還是處于所述非穩(wěn)定狀態(tài)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括 狀態(tài)控制裝置，在所述判斷裝置判斷為所述響應(yīng)特性處于所述非穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，改變所述電壓變換裝置的所述輸出目標(biāo)電壓，從 而將所述響應(yīng)特性從所述非穩(wěn)定狀態(tài)改變到所述穩(wěn)定狀態(tài)。
全文摘要
提供一種燃料電池系統(tǒng)，該燃料電池系統(tǒng)中，能夠與電壓變換裝置的響應(yīng)特性無(wú)關(guān)地進(jìn)行恒定精確的阻抗測(cè)量。疊加信號(hào)分析部分析通過(guò)DC/DC變換器之后的阻抗測(cè)量信號(hào)，從而將分析結(jié)果通報(bào)給疊加信號(hào)振幅控制部。疊加信號(hào)振幅控制部基于從疊加信號(hào)分析部所通報(bào)的結(jié)果來(lái)控制通過(guò)疊加信號(hào)生成部所生成的阻抗測(cè)量信號(hào)的幅值。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101213695SQ20068002379
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者真鍋晃太, 繁雅裕 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社