[发明专利]一种具有燃料电池特殊故障诊断功能的升压转换装置

权利要求书

1.一种具有燃料电池故障诊断功能的升压转换设备，其特征在于，包括：

升压转换器，输入端与燃料电池连接，输出端与电机控制器连接；

电流电压采样装置，与燃料电池输出端连接，用于采集燃料电池的纹波电流和响应电压；

升压控制器，与升压转换器连接，采集升压转换器的输入输出端电流电压，用于控制升压转换器实现升压，以及调整燃料电池输出电流的纹波频率，并根据燃料电池的纹波电流和响应电压得到燃料电池阻抗并发送至燃料电池控制器，由燃料电池控制器计算得到膜干状况。

2.根据权利要求1所述的一种具有燃料电池故障诊断功能的升压转换设备，其特征在于，所述升压转换器和电机控制器之间设有动力分配单元和储能电池，所述升压转换器和储能电池通过动力分配单元并联后与电机控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有燃料电池故障诊断功能的升压转换设备，其特征在于，所述电流电压采样装置包括用于采集燃料电池的纹波电流的电流传感器和用于采集燃料电池的的响应电压的分压运放采样电路，所述电流传感器和分压运放采样电路均与燃料电池输出端连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有燃料电池故障诊断功能的升压转换设备，其特征在于，所述电机控制器与电机连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有燃料电池故障诊断功能的升压转换设备，其特征在于，所述储能电池为动力电池。

6.根据权利要求1所述的一种具有燃料电池故障诊断功能的升压转换设备，其特征在于，所述升压控制器得到燃料电池阻抗的过程包括步骤：

S1：升压控制器，控制升压转换器中的IGBT功率器件的开关频率调整燃料电池输出电流的纹波频率；

S2：电流电压采样装置采集燃料电池当前的纹波电流和相应的响应电压；

S3：升压控制器基于纹波电流和响应电压，依次时频转换、阻抗点计算和阻抗计算后得到燃料电池阻抗。

7.根据权利要求6所述的一种具有燃料电池故障诊断功能的升压转换设备，其特征在于，所述电流电压采样装置的采样频率在2kHz以内。

8.根据权利要求6所述的一种具有燃料电池故障诊断功能的升压转换设备，其特征在于，所述步骤S3具体包括步骤：

S31：将采样到的响应电压x_u(t)和纹波电流x_i(t)的时域信号进行快速傅里叶变换运算，得到纹波电流和响应电压的频域信号f_u(w)和f_i(w)，其中t表示时间，w表示频率，x表示采样值，f表示快速傅里叶变换计算得到的频域值；

S32：根据电压电流的频域信号按照如下公式得到阻抗谱：

A(w)＝|f_u(w)|/|f_i(w)|

θ(w)＝|∠f_u(w)-∠f_i(w)|

其中，A(w)为阻抗幅值，θ(w)为阻抗相位。