用于将电信号加入电化学供能装置中的电路布置结构制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种借助调整装置(2)将电交变信号加入电化学供能装置(1)中的方法，其中，在调整装置(2)和供能装置(1)之间在信号加载期间内串联接入耦合电容器(Ck)，该方法具有由该调整装置(2)执行的以下步骤：a)输出对应于待加入的交变信号的且用于加入该供能装置(1)中的输出信号(Sout)，其中，该输出信号(Sout)依据该待加入的交变信号的至少一个在该调整装置(2)侧设定的目标值(Ssoll)被确定，b)采集对应于该输出信号的加在该供能装置上的实际信号(Sist)，c)将该实际信号(Sist)与该待加入的交变信号的目标值(Ssoll)相比较，d)调整该输出信号(Sout)以将该实际信号(Sist)与该待加入的交变信号的目标值(Ssoll)之差减至最小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将电信号加入电化学供能装置中的电路布置结构
本专利技术涉及借助调整装置将电交变信号加入电化学供能装置的方法，其中，在所述调整装置和所述供能装置之间在信号加载期间内串联接入耦合电容器。本专利技术还涉及电路布置结构，可借此在技术上有利地实现根据本专利技术的方法。在此，它是用于借助调整装置将电交变信号加入电化学供能装置的电路布置结构，具有调整装置，用于输出对应于待加入的交变信号的用于加入供能装置中的输出信号，其中，该输出信号依据待加入的交变信号的至少一个在该调整装置侧设定的目标值来确定，还具有至少一个耦合电容器，其设于调整装置下游且至少在信号加入期间与供能装置串联。本专利技术还涉及换能系统，其具有电化学供能装置以及本专利技术的电路布置结构。表述“电化学供能装置”以下是指电化学能储蓄以及换能装置，其具有固有电压以及提供负载电流的能力。这样的换能装置的电流-电压特性曲线通常至少在局部是非线性的。
技术介绍
将信号加入电化学供能装置中例如可能在采用下述方法时是必需的：通过测量电压信号响应和/或电流信号响应能够推断出该电化学供能装置的工作状态。这样的方法例如由文献EP1646101B1公开了，在此，例如将一个可预定的低频电流信号加入燃料电池堆中并且通过与在燃料电池堆上测定的响应信号(一般是电压信号)的比较、尤其通过比较两个信号的高次谐波部分可以推断出燃料电池堆的单独电池的工作状态。在一般具有非线性的电流-电压特性曲线的燃料电池堆中，可以通过将加载信号的高次谐波部分与因燃料电池堆的非线性特性而失真的响应信号的高次谐波部分相比较来推断出燃料电池堆的工作状态。在EP1646101B1中，呈电流信号i(t)形式的输出信号(见EP1646101B1的图1)被加入燃料电池堆中。因为在根据EP1646101B1的图6的布置结构中，在待加载信号i(t)的信号源与燃料电池之间的传输路段基本上没有非线性，故在EP1646101B1中可以使输出信号i(t)直接与被加入燃料电池堆中的信号相关联起来。待加载信号的设定因此可以根据EP1646101B1作为简单控制手段来进行。输出信号去往燃料电池堆所走过的传输路段的非线性此时无法被补偿。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于提供一种方法，其克服上述的缺点并且在此保证了待加载信号(实际信号)的实际值基本与待加载信号的目标值一致，确切说,无论传输路段是否具有非线性的传输特性。该任务通过一种前言所述的方法来完成，在此根据本专利技术由调整装置执行以下步骤：a)输出对应于待加入的交变信号的、用于加入供能装置中的输出信号，其中，该输出信号依据待加入的交变信号的“至少一个在调整装置侧设定的”目标值被确定，b)采集对应于该输出信号的加在供能装置上的实际信号，c)将该实际信号与待加入的交变信号的目标值相比较，d)调整该输出信号以将所述实际信号与待加入的交变信号的目标值之差减至最小。通过本专利技术的方法，可以将所述实际信号与待加入的交变信号的目标值之差减至最小，确切说，即便当至供能装置的传输路段具有非线性特性时也是如此。待加载信号优选是频率部分在0.1赫兹至20千赫之间、尤其在1赫兹至2千赫之间的交变信号。尤其可以规定，待加入供能装置中的交变信号的目标值代表电流信号，加在供能装置上的实际信号代表所加入的电力信号的实际值。通过这种方式，可以将可预定的电流曲线馈入供能装置(以下也称为待检物)。所述调整此时按照电流调整形式来设计。呈电流信号形式的待加载电流的设定或者相应调整的设定具有以下优点：尤其在供能装置短路时的供能装置的阻抗变化未导致高到不允许的加载电流。作为其备选方式可以规定，待加入供能装置中的交变信号的目标值代表电压信号，加在供能装置上的实际信号代表所加载的电压信号的实际值。通过这种方式来实现电压调整或电压加载。还可以规定将电流调整与电压调整组合，就是说，预定电压信号和/或电流信号或值。通过这种方式，可以实现阻抗调整、导纳调整或功率调整。还可以规定，将耦合电容器的实际电压与供能装置的实际电压进行比较以确定电压差，其中，i)当高出可预定的第一值时切换至中断状态，在中断状态下，待加入的交变信号的加载被中断并且耦合电容器被切换至与供能装置并联以减小电压差，其中，最好在耦合电容器的并联期间将一电阻串联连接至耦合电容器，以限制耦合电容器的充电电流，和ii)当在点i)之后低于可预定的第二值时切换至信号加载状态，在信号加载状态，将所述电容器切换至与供能装置串联，并且继续进行根据步骤a)-d)的信号加载。在耦合电容器与供能装置之间电压差的测量和根据点i)的耦合电容器根据结果的充电以及随后根据点ii)的串联允许采集例如可能出现在供能装置工作中的电压波动并且相应调整电容器的电压水平，从而可以在点ii)中继续进行信号加载。如果并未高出可预定的第一值，则可以继续进行信号加载。当高出第一值时，信号加载被中断，并且只最早在低于第二值时才又继续信号加载。第一值通常略低于信号加载的供应电压并且针对约50伏大小的供应电压，例如可以在30伏至45伏之间，最好是小于等于40伏。第二值小于第一值且例如在第一值的20％到70％之间。在第一值例如为≤40伏时，第二值可以是≤15伏。为了避免出现在信号加载侧的高到不允许的电流而可以规定，该输出信号被限制到一最大电流值、最好是最大2安培。尤其可以规定，供能装置上的电压的变化过程以及流过供能装置的电流的变化过程得以测量，通过比较电压和电流的高次谐波部分来推断出供能装置的工作状态。通过比较电压和电流的高次谐波部分来推断出供能装置工作状态的方法例如由EP1646101B1公开，并且被表述为术语“高次谐波分析”以及THDA(总谐波失真分析)。高次谐波分析被证明是一种可获知具有非线性电压-电流特性曲线的电化学供能装置的工作状态的可行方式。但是，用于获知电化学蓄能器/换能器的工作状态的高次谐波分析只是一个示例性的应用领域，在此期望将非线性失真系数小的信号加入电化学供能装置中。在本专利技术的另一方面，前面提到的任务通过前言所述类型的电路布置结构来完成，在此，根据本专利技术，该调整装置按照被控的功率放大器形式构成，该被控的功率放大器在信号加载期间被反馈以至少一个对应于输出信号的加在供能装置上的实际信号，其中，该被控的功率放大器设立用于将加在供能装置上的实际信号与待加入的交变信号的目标值相比较并且调整该输出信号，以将待加入信号的目标值与实际信号之间的偏差减至最小。待加入信号的目标值例如可以通过信号发生器来设定。调整装置以被控的功率放大器形式构成，允许非线性失真系数极低地加载信号。与本专利技术方法相似地可以规定，待加入供能装置中的交变信号的目标值代表电流信号，加在供能装置上的实际信号代表所加载的电流信号的实际值。通过这种方式得到电流调整。作为其备选方式可以规定，待加入供能装置中的交变信号的目标值代表电压信号，加在供能装置上的实际信号代表所加入的电压信号的实际值。通过这种方式得到电压控制。还可以规定：设定电流信号和/或电压信号。通过这种方式可以实现阻抗调整、导纳调整或功率调整。还可以规定，该被控的功率放大器具有用于将电交变信号馈入供能装置中的信号输出端，其中，该电路布置结构还具有用于将被控的功率放大器的信号输出端可切换地连接至供能装置的开关机构，其中，该开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助调整装置(2)将电交变信号加入电化学供能装置(1)中的方法，其中，在所述调整装置(2)和所述供能装置(1)之间在信号加载期间串联接入耦合电容器(Ck)，该方法具有由该调整装置(2)执行的以下步骤：a)输出对应于待加入的交变信号的且用于加入该供能装置(1)中的输出信号(Sout)，其中，该输出信号(Sout)依据该待加入的交变信号的、至少一个在该调整装置(2)侧设定的目标值(Ssoll)被确定，b)采集对应于该输出信号的加在该供能装置上的实际信号(Sist)，c)将该实际信号(Sist)与该待加入的交变信号的目标值(Ssoll)相比较，以及d)调整该输出信号(Sout)以将该实际信号(Sist)与该待加入的交变信号的目标值(Ssoll)之差减至最小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 AT A797/20151.一种借助调整装置(2)将电交变信号加入电化学供能装置(1)中的方法，其中，在所述调整装置(2)和所述供能装置(1)之间在信号加载期间串联接入耦合电容器(Ck)，该方法具有由该调整装置(2)执行的以下步骤：a)输出对应于待加入的交变信号的且用于加入该供能装置(1)中的输出信号(Sout)，其中，该输出信号(Sout)依据该待加入的交变信号的、至少一个在该调整装置(2)侧设定的目标值(Ssoll)被确定，b)采集对应于该输出信号的加在该供能装置上的实际信号(Sist)，c)将该实际信号(Sist)与该待加入的交变信号的目标值(Ssoll)相比较，以及d)调整该输出信号(Sout)以将该实际信号(Sist)与该待加入的交变信号的目标值(Ssoll)之差减至最小。2.根据权利要求1的方法，其特征是，待加入该供能装置中的交变信号的该目标值(Ssoll)代表电流信号，加在该供能装置(1)上的实际信号(Sist)代表所加载的电流信号(Iist)的实际值。3.根据权利要求1或2的方法，其特征是，待加入该供能装置中的交变信号的该目标值(Ssoll)代表电压信号，加在该供能装置上的实际信号(Sist)代表所加载的电压信号(Uist)的实际值。4.根据前述权利要求之一的方法，其特征是，将该耦合电容器(Ck)的实际电压(Uload)与该供能装置(1)的实际电压(Ustack)相比较以确定电压差，其中，i)当高出可预定的第一值时切换至中断状态，在该中断状态下，待加入的交变信号的加载被中断并且该耦合电容器(Ck)切换至与该供能装置(1)并联以减小所述电压差，其中，最好在该耦合电容器(Ck)并联期间将一个电阻(RBalance)串联至该耦合电容器(Ck)以限制该耦合电容器(Ck)中的充电电流，以及ii)当在点i)之后低于可预定的第二值时切换至信号加载状态，在该信号加载状态，该耦合电容器(Ck)被切换至与该供能装置(1)串联且继续执行根据步骤a)-d)的信号加载。5.根据前述权利要求之一的方法，其特征是，该输出信号(Sout)被限制到最大电流值、最好是最大2安培。6.根据前述权利要求之一的方法，其特征是，测量在该供能装置(1)上的电压(Uist)的以及流过该供能装置(1)的电流(Iist)的变化过程，并且通过将电压和电流的高次谐波部分比较来推断出该供能装置(1)的工作状态。7.一种借助调整装置(2)将电交变信号加入电化学供能装置(1)中的电路布置结构(3)，具有：-该调整装置(2)，其用于输出对应于待加入的交变信号的、且用于加入该供能装置(1)中的输出信号(Sout)，其中，该输出信号(Sout)依据该待加入的交变信号的至少一个在该调整装置(2)侧设定的目标值(Ssoll)被确定，以及-至少一个设于该调整装置(2)下游的且至少在信号加载期间与该供能装置(1)串联的耦合电容器(Ck)，其特征是，该调整装置(2)以被控的功率放大器形式构成，在信号加载期间，至少一个对应于该输出信号(Sout)的、加在该供能装置(1)上的实际信号(Sist)被反馈给该被控的功率放大器，其中，该被控的功率放大器设立用于将加在该供能装置(1)上的实际信号(Sist)与待加入的交变信号的目标值(Ssoll)相比较并...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩斯特·福克斯，克劳斯克里斯托夫·汉姆斯，约瑟夫·莱特勒，
申请(专利权)人：AVL里斯脱有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT