DE102023116840A1 - Method for heating a fuel cell system, fuel cell system, computer program product, computer-readable medium and data carrier signal - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen eines Brennstoffzellensystems (100) bei einem Kaltstart oder Froststart, wobei das Brennstoffzellensystem (100) einen Brennstoffzellenstapel (10), eine elektrische Energieschnittstelle (200), einen Kathodengaspfad (20) zum Versorgen des Brennstoffzellenstapels (10) mit einem Kathodengas, und zumindest einen elektrischen Nebenverbraucher (90) aufweist, wobei das Verfahren als Schritte ein Überwachen (420) einer an der elektrischen Energieschnittstelle (200) angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung (Pcharge_max*), ein Kontrollieren (440) des Brennstoffzellenstapels (10) auf einen ersten Betriebspunkt mit einem vorgegebenen Ziel-Strom (iStck*) und einer vorgegebenen Ziel-Spannung (UStck*), wobei der Brennstoffzellenstapel (10) eine elektrische Ist-Stapel-Leistung bereitstellt (PStack), sowie ein Kontrollieren (460) zumindest des Kathodengasverdichters (21) wenigstens in Abhängigkeit der überwachten, angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung (PCharge_max*) derart, dass die von dem auf den ersten Betriebspunkt kontrollierten Brennstoffzellenstapel (10) bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung (PStack) auf die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung (Pcharge_max*), eine Kathodengasverdichter-Leistung (Pcmpr) sowie eine Nebenverbraucher-Leistung (Paux) aufgeteilt wird, umfasst.The present invention relates to a method for heating up a fuel cell system (100) during a cold start or frost start, wherein the fuel cell system (100) has a fuel cell stack (10), an electrical energy interface (200), a cathode gas path (20) for supplying the fuel cell stack (10) with a cathode gas, and at least one electrical auxiliary consumer (90), wherein the method comprises the steps of monitoring (420) an electrical demand system power (Pcharge_max*) requested at the electrical energy interface (200), checking (440) the fuel cell stack (10) for a first operating point with a predetermined target current (iStck*) and a predetermined target voltage (UStck*), wherein the fuel cell stack (10) provides an actual electrical stack power (PStack), and checking (460) at least the cathode gas compressor (21) at least as a function of the monitored, requested electrical Demand system power (PCharge_max*) such that the actual electrical stack power (PStack) provided by the fuel cell stack (10) controlled at the first operating point is divided into the requested electrical demand system power (Pcharge_max*), a cathode gas compressor power (Pcmpr) and an auxiliary consumer power (Paux).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen eines Brennstoffzellensystems, ein Brennstoffzellensystem, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Medium sowie ein Datenträgersignal.The present invention relates to a method for heating a fuel cell system, a fuel cell system, a computer program product, a computer-readable medium and a data carrier signal.
Beim Betrieb von Brennstoffzellen bzw. eines Brennstoffzellenstapels kann der Kaltstart (Start bei einer Umgebungstemperatur von 0 °C bis 25 °C) sowie der Froststart (Start bei einer Umgebungstemperatur unter 0 °C) problembehaftet sein. Mithin kann das Brennstoffzellensystem bei niedrigen Temperaturen weniger effizient betrieben werden. Aus diesem Grund besteht u.a. ein Bedürfnis, das Brennstoffzellensystem möglichst schnell auf eine Betriebstemperatur zu bringen, bei der das System einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweist. Ferner kann eine Ladegrenze einer elektrotechnisch mit dem Brennstoffzellenstapel verbundenen Batterie eines Fahrzeuges bei Umgebungstemperaturen von unter 25 °C begrenzt bzw. „zugezogen“ sein und die Batterie kann daher nur begrenzt, d. h. mit geringen Stromstärken bzw. geringer Leistung, geladen werden.When operating fuel cells or a fuel cell stack, cold starts (starting at an ambient temperature of 0 °C to 25 °C) and frost starts (starting at an ambient temperature below 0 °C) can be problematic. The fuel cell system can therefore operate less efficiently at low temperatures. For this reason, there is a need, among other things, to bring the fuel cell system up to an operating temperature as quickly as possible at which the system has a particularly high level of efficiency. Furthermore, the charging limit of a vehicle battery that is electrically connected to the fuel cell stack can be limited or "closed" at ambient temperatures below 25 °C and the battery can therefore only be charged to a limited extent, i.e. with low currents or low power.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bzw. ein Brennstoffzellensystem bereitzustellen, bei welchem ein Aufheizen eines Brennstoffzellensystems besonders einfach und/oder besonders schnell erfolgt, insbesondere unter Berücksichtigung einer Ladegrenze eines elektrischen Energiespeichers.It is the object of the present invention to at least partially remedy the disadvantages described above. In particular, it is the object of the present invention to provide a method or a fuel cell system in which heating of a fuel cell system takes place particularly easily and/or particularly quickly, in particular taking into account a charging limit of an electrical energy storage device.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie einem Computerprogrammprodukt, einem computerlesbaren Medium und einem Datenträgersignal mit den Merkmalen des Anspruchs 9, 10 bzw. 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem und/oder dem Computerprogrammprodukt und/oder dem computerlesbaren Medium und/oder dem Datenträgersignal und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. The above object is achieved by a method with the features of claim 1 and a fuel cell system with the features of claim 8 as well as a computer program product, a computer-readable medium and a data carrier signal with the features of
Gemäß einem ersten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Verfahren, insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren, zum Aufheizen eines Brennstoffzellensystems, insbesondere bei einem Froststart und/oder einem Kaltstart, wobei das Brennstoffzellensystem einen Brennstoffzellenstapel aufweist. Ferner umfasst das Brennstoffzellensystem eine elektrische Energieschnittstelle zum Übertragen zumindest eines Teils einer von dem Brennstoffzellenstapel erzeugten elektrischen Energie zumindest an einen elektrischen Energiespeicher. Ferner umfasst das Brennstoffzellensystem einen Kathodengaspfad zum Versorgen des Brennstoffzellenstapels mit einem Kathodengas, wobei in dem Kathodengaspfad ein Kathodengasverdichter fluidtechnisch angeordnet ist. Ferner umfasst das Brennstoffzellensystem zumindest einen elektrischen Nebenverbraucher oder mehrere elektrische Nebenverbraucher für den Betrieb des Brennstoffzellensystems. Das Verfahren umfasst als einen Schritt ein Überwachen einer an der elektrischen Energieschnittstelle angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung. Das Verfahren umfasst ferner als einen Schritt ein Kontrollieren, insbesondere Regeln, des Brennstoffzellenstapels auf einen ersten Betriebspunkt mit einem vorgegebenen Ziel-Strom und einer vorgegebenen Ziel-Spannung, wobei der Brennstoffzellenstapel eine elektrische Ist-Stapel-Leistung bereitstellt. Das Verfahren umfasst ferner, insbesondere als einen Schritt, ein Kontrollieren, insbesondere Regeln, zumindest des Kathodengasverdichters wenigstens in Abhängigkeit der überwachten, angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung derart, dass die von dem auf den ersten Betriebspunkt kontrollierten Brennstoffzellenstapel bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung zumindest auf die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung, eine Kathodengasverdichter-Leistung des Kathodengasverdichters sowie eine Nebenverbraucher-Leistung des zumindest einen elektrischen Nebenverbrauchers aufgeteilt wird, wobei vorzugsweise die von dem auf den ersten Betriebspunkt kontrollierten Brennstoffzellenstapel bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung nur auf die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung, die Kathodengasverdichter-Leistung des Kathodengasverdichters sowie die Nebenverbraucher-Leistung des zumindest einen elektrischen Nebenverbrauchers aufgeteilt wird.According to a first aspect, the present invention shows a method, in particular a computer-implemented method, for heating up a fuel cell system, in particular during a frost start and/or a cold start, wherein the fuel cell system has a fuel cell stack. The fuel cell system also comprises an electrical energy interface for transmitting at least part of an electrical energy generated by the fuel cell stack at least to an electrical energy storage device. The fuel cell system also comprises a cathode gas path for supplying the fuel cell stack with a cathode gas, wherein a cathode gas compressor is arranged fluidically in the cathode gas path. The fuel cell system also comprises at least one electrical auxiliary consumer or several electrical auxiliary consumers for the operation of the fuel cell system. The method comprises as a step monitoring an electrical demand system power requested at the electrical energy interface. The method also comprises as a step controlling, in particular regulating, the fuel cell stack to a first operating point with a predetermined target current and a predetermined target voltage, wherein the fuel cell stack provides an actual electrical stack power. The method further comprises, in particular as a step, controlling, in particular regulating, at least the cathode gas compressor at least as a function of the monitored, requested electrical demand system power such that the actual electrical stack power provided by the fuel cell stack controlled at the first operating point is divided at least between the requested electrical demand system power, a cathode gas compressor power of the cathode gas compressor and an auxiliary consumer power of the at least one electrical auxiliary consumer, wherein preferably the actual electrical stack power provided by the fuel cell stack controlled at the first operating point is only divided between the requested electrical demand system power, the cathode gas compressor power of the cathode gas compressor and the auxiliary consumer power of the at least one electrical auxiliary consumer.
Die zuvor und die im Nachfolgenden beschriebenen Verfahrensschritte können, sofern technisch sinnvoll, einzeln, zusammen, einfach, mehrfach, zeitlich parallel und/oder nacheinander in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.The process steps described above and below can, if technically reasonable, be carried out individually, together, once, several times, in parallel and/or one after the other in any order.
Der Brennstoffzellenstapel kann ein Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellenstapel (PEM-Brennstoffzellenstapel) sein.The fuel cell stack may be a polymer electrolyte membrane fuel cell stack (PEM fuel cell stack).
Als Kaltstart ist insbesondere ein Start bzw. ein Hochfahren des Brennstoffzellensystems bei einer Umgebungstemperatur von 0 °C bis 25 °C zu verstehen. Als Froststart ist insbesondere ein Start bzw. ein Hochfahren des Brennstoffzellensystems bei einer Umgebungstemperatur unter 0 °C zu verstehen.A cold start is defined as starting or starting up the fuel cell system at an ambient temperature of 0 °C to 25 °C. Frost start is understood to mean starting or starting up the fuel cell system at an ambient temperature below 0 °C.
Die elektrische Energieschnittstelle ist insbesondere eine elektrotechnische Schnittstelle des Brennstoffzellensystems zum Übertragen des zumindest einen Teils der von dem Brennstoffzellenstapel erzeugten elektrischen Energie bzw. zum Bereitstellen zumindest eines Teils der von dem Brennstoffzellenstapel bereitgestellten elektrischen (Ist-)Stapel-Leistung an ein „außerhalb“ des Brennstoffzellensystems angeordnetes Außen-System, wobei das Außen-System bspw. einen elektrischen Energiespeicher umfasst. Insbesondere umfasst das Brennstoffzellensystem nur eine einzige elektrische Energieschnittstelle zum Übertragen des zumindest einen Teils der von dem Brennstoffzellenstapel erzeugten elektrischen Energie an ein „außerhalb“ des Brennstoffzellensystems angeordnetes Außen-System. Der „restliche“ Teil der von dem Brennstoffzellenstapel erzeugten elektrischen Energie bzw. der bereitgestellten (Ist-)Stapel-Leistung wird insbesondere von dem Brennstoffzellensystem selbst verbraucht. Das Übertragen des zumindest eines Teils der von dem Brennstoffzellenstapel erzeugten elektrischen Energie kann mithilfe eines Gleichstromwandlers erfolgen. Der elektrische Energiespeicher kann auch als elektrochemischer Energiespeicher, insbesondere als Batterie, verstanden werden. Die Batterie kann eine Hochvolt-Batterie eines Fahrzeuges sein. Die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung kann als eine von dem Außen-System beim Brennstoffzellenstapelsystem angeforderte elektrische Leistung verstanden werden.The electrical energy interface is in particular an electrotechnical interface of the fuel cell system for transmitting at least part of the electrical energy generated by the fuel cell stack or for providing at least part of the electrical (actual) stack power provided by the fuel cell stack to an external system arranged “outside” the fuel cell system, wherein the external system comprises, for example, an electrical energy storage device. In particular, the fuel cell system comprises only a single electrical energy interface for transmitting at least part of the electrical energy generated by the fuel cell stack to an external system arranged “outside” the fuel cell system. The “remaining” part of the electrical energy generated by the fuel cell stack or the (actual) stack power provided is consumed in particular by the fuel cell system itself. The transmission of at least part of the electrical energy generated by the fuel cell stack can take place with the aid of a DC converter. The electrical energy storage device can also be understood as an electrochemical energy storage device, in particular as a battery. The battery can be a high-voltage battery of a vehicle. The requested electrical demand system power can be understood as an electrical power requested by the external system from the fuel cell stack system.
Das Kontrollieren des Brennstoffzellenstapels auf den ersten Betriebspunkt mit dem vorgegebenen Ziel-Strom und der vorgegebenen Ziel-Spannung kann als ein Regeln des Brennstoffzellenstapels verstanden werden. Auch das Kontrollieren zumindest des Kathodengasverdichters wenigstens in Abhängigkeit der überwachten, angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung derart, dass die von dem auf den ersten Betriebspunkt kontrollierten Brennstoffzellenstapel bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung auf die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung, die Kathodengasverdichter-Leistung des Kathodengasverdichters sowie die Nebenverbraucher-Leistung aufgeteilt wird, kann als ein Regeln des Kathodengasverdichters verstanden werden.Controlling the fuel cell stack to the first operating point with the specified target current and the specified target voltage can be understood as regulating the fuel cell stack. Controlling at least the cathode gas compressor at least as a function of the monitored, requested electrical demand system power in such a way that the actual electrical stack power provided by the fuel cell stack controlled to the first operating point is divided between the requested electrical demand system power, the cathode gas compressor power of the cathode gas compressor and the auxiliary consumer power can also be understood as regulating the cathode gas compressor.
Insbesondere kann der erste Betriebspunkt mit dem vorgegebenen Ziel-Strom und der vorgegebenen Ziel-Spannung in Abhängigkeit einer Außentemperatur und/oder einer Ladegrenze des elektrischen Energiespeichers und/oder der angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung vorgegeben werden bzw. ermittelt werden. Die Außentemperatur kann auch als Umgebungstemperatur, bspw. des Brennstoffzellensystems oder eines Fahrzeuges, verstanden werden.In particular, the first operating point with the specified target current and the specified target voltage can be specified or determined depending on an outside temperature and/or a charging limit of the electrical energy storage device and/or the requested electrical system power. The outside temperature can also be understood as the ambient temperature, e.g. of the fuel cell system or a vehicle.
Durch das Kontrollieren, insbesondere Kontrollieren und Halten, des Brennstoffzellenstapels auf den ersten Betriebspunkt mit dem vorgegebenen Ziel-Strom und der vorgegebenen Ziel-Spannung kann der Brennstoffzellenstapel unabhängig von der an der elektrischen Energieschnittstelle angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung aufgeheizt werden, insbesondere gleichmäßig und/oder besonders schnell aufgeheizt werden. Die von dem auf den ersten Betriebspunkt kontrollierten Brennstoffzellenstapel bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung wird hierbei auf die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung, die Kathodengasverdichter-Leistung des Kathodengasverdichters sowie eine Nebenverbraucher-Leistung des zumindest einen elektrischen Nebenverbrauchers aufgeteilt, wobei insbesondere bei einer Änderung, bspw. eine Erhöhung, der angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung nur die Kathodengasverdichter-Leistung oder die Kathodengasverdichter-Leistung sowie die Nebenverbraucher-Leistung angepasst wird. Der Kathodengasverdichter kann somit als (positiver und/oder negativer) Leistungspuffer wirken. Vorteilhafterweise kann mit dem Kathodengasverdichter besonders einfach eine große Leistungsspanne gepuffert werden. Ferner wird somit an der elektrischen Energieschnittstelle nicht mehr elektrische Leistung bereitgestellt als angefordert wird (angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung) und eine Ladegrenze des elektrischen Energiespeichers wird damit berücksichtigt, sodass eine Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers besonders lange sein kann.By controlling, in particular controlling and maintaining, the fuel cell stack at the first operating point with the specified target current and the specified target voltage, the fuel cell stack can be heated up independently of the electrical demand system power requested at the electrical energy interface, in particular it can be heated up evenly and/or particularly quickly. The actual electrical stack power provided by the fuel cell stack controlled at the first operating point is divided between the requested electrical demand system power, the cathode gas compressor power of the cathode gas compressor and an auxiliary consumer power of the at least one electrical auxiliary consumer, whereby in particular in the event of a change, e.g. an increase, in the requested electrical demand system power, only the cathode gas compressor power or the cathode gas compressor power and the auxiliary consumer power are adjusted. The cathode gas compressor can thus act as a (positive and/or negative) power buffer. Advantageously, a large power range can be buffered particularly easily with the cathode gas compressor. Furthermore, no more electrical power is provided at the electrical energy interface than is required (required electrical demand system power) and a charging limit of the electrical energy storage device is taken into account, so that the service life of the electrical energy storage device can be particularly long.
Es kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil sein, dass der erste Betriebspunkt des Brennstoffzellenstapels ein derartiger Betriebspunkt des Brennstoffzellenstapels ist, bei welchem die Wärmeleistung des Brennstoffzellenstapels größer als die bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung ist. Somit kann ein Aufheizen des Brennstoffzellenstapels besonders schnell erfolgen und die von dem Brennstoffzellenstapel bereitgestellte und zu „verteilende“ elektrische Ist-Stapel-Leistung kann bei einem Kaltstart oder Froststart besonders geringgehalten werden. Es kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner von Vorteil sein, dass der Brennstoffzellenstapel eine Vielzahl an aneinander angeordneten Brennstoffzellen aufweist, wobei die Ziel-Spannung des ersten Betriebspunktes des Brennstoffzellenstapels, insbesondere eines PEM-Brennstoffzellenstapels, derart vorgegeben ist bzw. wird, dass die Vielzahl an Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels, insbesondere des PEM-Brennstoffzellenstapels, jeweils eine Spannung zwischen 0,2 bis 0,4 Volt, vorzugsweise eine Spannung zwischen 0,2 bis 0,3 Volt, aufweisen. Somit kann die Wärmeleistung eines PEM-Brennstoffzellenstapels besonders hoch sein und die bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung des PEM-Brennstoffzellenstapels besonders geringgehalten werden. Eine Aufheizdauer des Brennstoffzellenstapels kann somit besonders geringgehalten werden.It can be advantageous in a method according to the invention that the first operating point of the fuel cell stack is an operating point of the fuel cell stack at which the heat output of the fuel cell stack is greater than the actual electrical stack output provided. The fuel cell stack can thus be heated up particularly quickly and the actual electrical stack output provided by the fuel cell stack and to be "distributed" can be kept particularly low during a cold start or frost start. It can also be advantageous in a method according to the invention that the fuel cell stack has a large number of fuel cells arranged next to one another, wherein the target voltage of the first operating point of the fuel cell stack, in particular of a PEM fuel cell stack, is or will be specified in such a way that the large number of fuel cells of the fuel cell stack, in particular of the PEM Fuel cell stack, each have a voltage between 0.2 and 0.4 volts, preferably a voltage between 0.2 and 0.3 volts. The thermal output of a PEM fuel cell stack can thus be particularly high and the actual electrical stack output provided by the PEM fuel cell stack can be kept particularly low. The heating time of the fuel cell stack can thus be kept particularly short.
Es kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil sein, dass in dem Kathodengaspfad des Brennstoffzellensystems zumindest ein Kathodengas-Ventil zum Kontrollieren eines Durchflusses des Kathodengases fluidtechnisch angeordnet ist, wobei der Kathodengasverdichter zumindest zusammenwirkend mit dem zumindest einen Kathodengas-Ventil wenigstens in Abhängigkeit der überwachten, angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung derart kontrolliert wird, dass die von dem Brennstoffzellenstapel bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung auf die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung, die Kathodengasverdichter-Leistung sowie die Nebenverbraucher-Leistung aufgeteilt wird. Somit kann der Brennstoffzellenstapel besonders einfach in dem ersten Betriebspunkt bei einer sich verändernden angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung gehalten werden. Erhöht sich die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung über die Zeit, bspw. aufgrund einer aufgeweiteten Ladegrenze des elektrischen Energiespeichers, so kann bspw. der Kathodengasverdichter derart angesteuert werden, dass sich seine Drehzahl verringert, wobei zusätzlich eine Stellung des Kathodengas-Ventils verändert wird. Das Kathodengas-Ventil ist insbesondere fluidtechnisch zwischen dem Kathodengasverdichter und einem Kathodengas-Eingang des Brennstoffzellenstapels angeordnet. Es kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil sein, dass mit dem Kathodengas-Ventil der Ziel-Strom des Brennstoffzellenstapels in den ersten Betriebspunkt geregelt wird. Insbesondere verändert eine Veränderung der Stellung des Kathodengas-Ventils den Luftstrom des Kathodengases und sorgt für einen Spannungsanstieg bzw. einen Spannungsabfall des Brennstoffzellenstapels, wobei ein Gleichstromwandler des Brennstoffzellensystems aufgrund des Regelziels der Ziel-Spannung des Brennstoffzellenstapels den Ist-Strom des Gleichstromwandlers bzw. des Brennstoffzellenstapels anpasst. Mit anderen Worten ausgedrückt, hat das Kathodengas-Ventil insbesondere die Regelaufgabe den Strom, den der Gleichstromwandler stellt, auf den Ziel-Strom des Brennstoffzellenstapels des (ersten) Betriebspunktes zu regeln. Somit kann besonders einfach eine Luftverarmung in dem Brennstoffzellenstapel sichergestellt werden und eine bestimmte Zielluftstöchiometrie, bspw. von ca. λ=1, eingehalten werden.It can be advantageous in a method according to the invention that at least one cathode gas valve for controlling a flow of the cathode gas is arranged fluidically in the cathode gas path of the fuel cell system, wherein the cathode gas compressor is controlled at least in cooperation with the at least one cathode gas valve at least as a function of the monitored, requested electrical demand system power in such a way that the actual electrical stack power provided by the fuel cell stack is divided between the requested electrical demand system power, the cathode gas compressor power and the auxiliary consumer power. The fuel cell stack can thus be kept particularly easily at the first operating point with a changing requested electrical demand system power. If the requested electrical system power increases over time, for example due to an expanded charging limit of the electrical energy storage device, the cathode gas compressor can be controlled in such a way that its speed is reduced, with the position of the cathode gas valve also being changed. The cathode gas valve is arranged in particular in fluid terms between the cathode gas compressor and a cathode gas inlet of the fuel cell stack. In a method according to the invention, it can be advantageous that the target current of the fuel cell stack is regulated to the first operating point using the cathode gas valve. In particular, a change in the position of the cathode gas valve changes the air flow of the cathode gas and ensures a voltage increase or a voltage drop in the fuel cell stack, with a DC converter of the fuel cell system adjusting the actual current of the DC converter or the fuel cell stack based on the control target of the target voltage of the fuel cell stack. In other words, the cathode gas valve has the particular task of regulating the current provided by the DC converter to the target current of the fuel cell stack at the (first) operating point. This makes it particularly easy to ensure that the fuel cell stack is depleted of air and to maintain a specific target air stoichiometry, e.g. of approximately λ=1.
Es kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil sein, dass das Brennstoffzellensystem mehrere elektrische Nebenverbraucher aufweist, wobei keiner der mehreren elektrischen Nebenverbraucher eine passive Leistungssenke ist. Aufgrund der Leistungspufferung durch den Kathodengasverdichter kann eine passive Leistungssenke, bspw. ein zum Heizen dediziertes Heizungselement, entfallen. Somit kann das Brennstoffzellensystem besonders einfach ausgestaltet sein. Ferner kann der zumindest eine elektrische Nebenverbraucher oder die mehreren elektrischen Nebenverbraucher für den Betrieb des Brennstoffzellensystems ein Sensor zum Erfassen einer physikalischen Größe des Brennstoffzellensystems, bspw. ein Temperatursensor, ein Drucksensor usw., und/oder ein Aktor zum Verändern einer physikalischen Größe in dem Brennstoffzellensystem, bspw. ein fluidtechnisch in einem Kühfluidpfad des Brennstoffzellensystems zum Temperieren des Brennstoffzellenstapels angeordneter Kühlfluidförderer, und/oder eine Kontrollvorrichtung zum Kontrollieren zumindest des Brennstoffzellensystems sein.In a method according to the invention, it can be advantageous for the fuel cell system to have a plurality of auxiliary electrical consumers, whereby none of the plurality of auxiliary electrical consumers is a passive power sink. Due to the power buffering by the cathode gas compressor, a passive power sink, for example a heating element dedicated to heating, can be omitted. The fuel cell system can thus be designed to be particularly simple. Furthermore, the at least one auxiliary electrical consumer or the plurality of auxiliary electrical consumers for the operation of the fuel cell system can be a sensor for detecting a physical quantity of the fuel cell system, for example a temperature sensor, a pressure sensor, etc., and/or an actuator for changing a physical quantity in the fuel cell system, for example a cooling fluid conveyor arranged fluidically in a cooling fluid path of the fuel cell system for controlling the temperature of the fuel cell stack, and/or a control device for controlling at least the fuel cell system.
Es kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil sein, dass zumindest die Kathodengasverdichter-Leistung des Kathodengasverdichters reduziert wird, wenn sich die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung an der elektrischen Energieschnittstelle erhöht und/oder dass zumindest die Kathodengasverdichter-Leistung des Kathodengasverdichters erhöht wird, wenn sich die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung an der elektrischen Energieschnittstelle verringert. Somit kann einer Veränderung der angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung an der elektrischen Energieschnittstelle besonders einfach entgegengewirkt werden und der Brennstoffzellenstapel in dem ersten Betriebspunkt gehalten werden.In a method according to the invention, it can be advantageous that at least the cathode gas compressor power of the cathode gas compressor is reduced when the requested electrical demand system power at the electrical energy interface increases and/or that at least the cathode gas compressor power of the cathode gas compressor is increased when the requested electrical demand system power at the electrical energy interface decreases. A change in the requested electrical demand system power at the electrical energy interface can thus be counteracted particularly easily and the fuel cell stack can be kept at the first operating point.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Brennstoffzellensystem, wobei das Brennstoffzellensystem mit einem elektrischen Energiespeicher über eine elektrische Energieschnittstelle elektrotechnisch verbunden ist. Ferner umfasst das Brennstoffzellensystem einen Brennstoffzellenstapel sowie die elektrische Energieschnittstelle zum Übertragen zumindest eines Teils einer von dem Brennstoffzellenstapel erzeugten elektrischen Energie zumindest an den elektrischen Energiespeicher. Ferner umfasst das Brennstoffzellensystem einen Kathodengaspfad zum Versorgen des Brennstoffzellenstapels mit einem Kathodengas, wobei in dem Kathodengaspfad zumindest ein Kathodengasverdichter fluidtechnisch angeordnet ist. Ferner umfasst das Brennstoffzellensystem zumindest einen elektrischen Nebenverbraucher oder mehrere elektrische Nebenverbraucher für den Betrieb des Brennstoffzellensystems. Ferner umfasst das Brennstoffzellensystem eine Kontrollvorrichtung, wobei die Kontrollvorrichtung zumindest dazu ausgebildet ist, eine an der elektrischen Energieschnittstelle angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung zu überwachen sowie das Brennstoffzellensystem zu kontrollieren. Insbesondere ist das Brennstoffzellensystem dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.According to a second aspect, the present invention shows a fuel cell system, wherein the fuel cell system is electrically connected to an electrical energy storage device via an electrical energy interface. The fuel cell system further comprises a fuel cell stack and the electrical energy interface for transmitting at least part of an electrical energy generated by the fuel cell stack at least to the electrical energy storage device. The fuel cell system further comprises a cathode gas path for supplying the fuel cell stack with a cathode gas, wherein at least one cathode gas compressor is arranged fluidically in the cathode gas path. The fuel cell system further comprises at least one electrical auxiliary consumer or several electrical auxiliary consumers for the Operation of the fuel cell system. The fuel cell system further comprises a control device, wherein the control device is at least designed to monitor an electrical demand system power requested at the electrical energy interface and to control the fuel cell system. In particular, the fuel cell system is designed to carry out a method according to the invention.
Das Brennstoffzellensystem kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, bspw. einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen oder einem Kraftrad eingesetzt bzw. verwendet werden.The fuel cell system can be deployed or used in a vehicle, in particular a motor vehicle, for example a passenger car, a truck or a motorcycle.
Ferner kann das Brennstoffzellensystem einen Gleichstromwandler für das Übertragen des zumindest eines Teils der von dem Brennstoffzellenstapel erzeugten elektrischen Energie bzw. zum Bereitstellen der an der elektrischen Energieschnittstelle angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung aufweisen. Der Gleichstromwandler kann zumindest einen Teil der Kontrollvorrichtung des Brennstoffzellensystem ausbilden.Furthermore, the fuel cell system can have a DC converter for transmitting at least part of the electrical energy generated by the fuel cell stack or for providing the electrical system power required at the electrical energy interface. The DC converter can form at least part of the control device of the fuel cell system.
Das Brennstoffzellensystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.The fuel cell system according to the second aspect of the invention thus has the same advantages as have already been described for the method according to the first aspect of the invention.
Gemäß weiteren Aspekten zeigt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Medium sowie ein Datenträgersignal, wobei das Computerprogrammprodukt, das computerlesbare Medium und das Datenträgersignal dieselben Vorteile aufweisen, wie sie bereits zu dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. dem Brennstoffzellensystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bzw. dem Computerprogrammprodukt bzw. dem computerlesbaren Medium bzw. dem Datenträgersignal gemäß den weiteren Aspekten der Erfindung beschrieben worden sind.According to further aspects, the present invention shows a computer program product, a computer-readable medium and a data carrier signal, wherein the computer program product, the computer-readable medium and the data carrier signal have the same advantages as have already been described for the method according to the first aspect of the invention or the fuel cell system according to the second aspect of the invention or the computer program product or the computer-readable medium or the data carrier signal according to the further aspects of the invention.
Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, insbesondere Anweisungen, wobei die Befehle, insbesondere Anweisungen, bewirken, dass ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein, wobei insbesondere der Anweisungscode des Computerprogrammprodukts einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie eine Kontrollvorrichtung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges derart programmieren kann, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden.The computer program product comprises commands, in particular instructions, wherein the commands, in particular instructions, cause a fuel cell system according to the invention to carry out a method according to the invention. The computer program product can be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C++, etc., wherein in particular the instruction code of the computer program product can program a computer or other programmable devices such as a control device of a vehicle according to the invention such that the desired functions are carried out.
Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels eines Anweisungscodes, d.h. einer Software (Computerprogramm), als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware, oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden bzw. sein.The computer program product can be implemented either by means of an instruction code, i.e. software (computer program), or by means of one or more special electronic circuits, i.e. in hardware, or in any hybrid form, i.e. by means of software components and hardware components.
Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Speichermedium, bspw. einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher und/oder einem Prozessor der Kontrollvorrichtung abgespeichert sein.The computer program product can be stored on a computer-readable storage medium, for example a volatile or non-volatile memory and/or a processor of the control device.
Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden bzw. sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann, wobei insbesondere beim Herunterladen des Computerprogrammprodukts das Datenträgersignal das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt überträgt.Furthermore, the computer program product can be provided in a network such as the Internet, from which it can be downloaded by a user if necessary, wherein in particular when downloading the computer program product the data carrier signal transmits the computer program product according to the invention.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.Further measures to improve the invention emerge from the following description of some embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All features and/or advantages arising from the claims, the description or the drawings, including design details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in various combinations. It should be noted that the figures are only descriptive and are not intended to limit the invention in any way.
Es zeigen schematisch:
-
1 ein Verfahren, -
2 ein Verfahren, -
3 ein Brennstoffzellensystem, und -
4 einen Regelkreis.
-
1 a procedure -
2 a procedure -
3 a fuel cell system, and -
4 a control loop.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmalen auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen identische Bezugszeichen verwendet.In the following figures, identical reference symbols are used for the same technical features even in different embodiments.
Das Verfahren umfasst als einen Schritt ein Überwachen (420) einer an der elektrischen Energieschnittstelle (200) angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung (PCharge_max*). Ferner umfasst das Verfahren als einen Schritt ein Kontrollieren (440), insbesondere ein Kontrollieren und Halten (440, des Brennstoffzellenstapels (10) auf einen ersten Betriebspunkt mit einem vorgegebenen Ziel-Strom (iStck*) und einer vorgegebenen Ziel-Spannung (UStck*), wobei der Brennstoffzellenstapel (10) eine elektrische Ist-Stapel-Leistung bereitstellt (PStack), und wobei zumindest der Kathodengasverdichter (21) wenigstens in Abhängigkeit der überwachten, angeforderten elektrischen Anforderungs-Systemleistung (PCharge_max*) derart kontrolliert wird (460), dass die von dem auf den ersten Betriebspunkt kontrollierten Brennstoffzellenstapel (10) bereitgestellte elektrische Ist-Stapel-Leistung (PStack) auf die angeforderte elektrische Anforderungs-Systemleistung (Pcharge_max*), eine Kathodengasverdichter-Leistung (Pcmpr) des Kathodengasverdichters (21) sowie eine Nebenverbraucher-Leistung (Paux) des zumindest einen elektrischen Nebenverbrauchers (90) aufgeteilt wird.The method comprises as a step monitoring (420) an electrical demand system power (P Charge_max *) requested at the electrical energy interface (200). The method further comprises, as a step, checking (440), in particular checking and maintaining (440), the fuel cell stack (10) at a first operating point with a predetermined target current (i Stck *) and a predetermined target voltage (U Stck *), wherein the fuel cell stack (10) provides an actual electrical stack power (P Stack ), and wherein at least the cathode gas compressor (21) is controlled (460) at least as a function of the monitored, requested electrical requirement system power (P Charge_max *) such that the actual electrical stack power (P Stack ) provided by the fuel cell stack (10) controlled at the first operating point is divided between the requested electrical requirement system power (P charge_max* ), a cathode gas compressor power (P cmpr ) of the cathode gas compressor (21) and an auxiliary consumer power (P aux ) of the at least one auxiliary electrical consumer (90).
Es kann bei dem in
Es kann bei dem in
Es kann bei dem in
Bezugszeichenlistelist of reference symbols
- iStck*iStck*
- Ziel-Strom Brennstoffzellenstapeltarget current fuel cell stack
- iDCDC*iDCDC*
- Ziel-Strom Gleichstromwandler (soll insbesondere dem Ziel-Strom des Brennstoffzellenstapels entsprechen)Target current DC converter (should correspond in particular to the target current of the fuel cell stack)
- iDCDCiDCDC
- Ist-Strom Gleichstromwandler (Brennstoffzellenstapel)Actual current DC converter (fuel cell stack)
- iq*iq*
- (drehmomentbildender) Ziel-Strom Kathodengasverdichter(torque-forming) target current cathode gas compressor
- iqIQ
- (drehmomentbildender) Ist-Strom Kathodengasverdichter(torque-generating) actual current cathode gas compressor
- uq*uq*
- Ziel-Spannung Kathodengasverdichtertarget voltage cathode gas compressor
- UStck*VAT*
- Ziel-Spannung Brennstoffzellenstapeltarget voltage fuel cell stack
- UStckVAT
- Ist-Spannung Brennstoffzellenstapelactual voltage of the fuel cell stack
- PStackPStack
- Ist-Stapel-Leistungactual stack performance
- PCharge_max*PCharge_max*
- Anforderungs-Systemleistungrequirement system performance
- PcmprPcmpr
- Kathodengasverdichter-Leistungcathode gas compressor performance
- PauxPaux
- Nebenverbraucher-Leistungauxiliary consumer power
- posnciv*posnciv*
- Positionsvorgabe Kathodengas-Ventilposition specification cathode gas valve
- ηDCDCηDCDC
- Wirkungsgrad GleichstromwandlerDC-DC converter efficiency
- ωCmprωCmpr
- Drehzahl Kathodengasverdichterspeed of cathode gas compressor
- ṁAirṁAir
- Luftmassenstromair mass flow
- 1010
- Brennstoffzellenstapelfuel cell stack
- 2020
- Kathodengaspfadcathode gas path
- 2121
- Kathodengasverdichtercathode gas compressor
- 2222
- Kathodengasventilcathode gas valve
- 3030
- Kühlfluidpfadcooling fluid path
- 3131
- Kühlfluidförderercooling fluid conveyor
- 7171
- Regler 1Controller 1
- 7272
- Regler 2Controller 2
- 7373
- Regler 3controller 3
- 7474
- Regler 4controller 4
- 7575
- Regler 5controller 5
- 9090
- Nebenverbrauchersecondary consumers
- 9191
- Kontrollvorrichtungcontrol device
- 100100
- Brennstoffzellensystemfuel cell system
- 200200
- Energieschnittstelleenergy interface
- 210210
- GleichstromwandlerDC converter
- 211211
- Leistungselektronik Gleichstromwandlerpower electronics DC-DC converter
- 300300
- Energiespeicherenergy storage
- 410410
- Erkennen eines Kaltstarts/FroststartsDetecting a cold start/frost start
- 420420
- Überwachen einer angeforderten Anforderungs-SystemleistungMonitoring a requested system performance
- 440440
- Kontrollieren Brennstoffzellenstapel auf BetriebspunktCheck fuel cell stack for operating point
- 460460
- Kontrollieren des KathodengasverdichtersChecking the cathode gas compressor
- 461461
- Kontrollieren des Kathodengasverdichters zusammen mit Kathodengas-VentilChecking the cathode gas compressor together with cathode gas valve
Claims (11)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE102023116840.1A DE102023116840A1 (en) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | Method for heating a fuel cell system, fuel cell system, computer program product, computer-readable medium and data carrier signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE102023116840.1A DE102023116840A1 (en) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | Method for heating a fuel cell system, fuel cell system, computer program product, computer-readable medium and data carrier signal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE102023116840A1 true DE102023116840A1 (en) | 2025-01-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60005836T2 (en) * | 1999-06-30 | 2004-05-06 | Ballard Power Systems Inc., Burnaby | METHOD AND APPARATUS FOR INCREASING THE TEMPERATURE OF A FUEL CELL WITH POLYMER ELECTROLYTE |
| DE102007033429A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Daimler Ag | Device for warming up fuel cell in start phase, has feed line leading to cathode area of fuel cell, with which compressor is connected and compressor is supplied with energy by fuel cell |
| US7833669B2 (en) * | 2003-03-14 | 2010-11-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system and control method |
| DE102012218584A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Robert Bosch Gmbh | Cold start procedure for a fuel cell stack |
-
2023
- 2023-06-27 DE DE102023116840.1A patent/DE102023116840A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60005836T2 (en) * | 1999-06-30 | 2004-05-06 | Ballard Power Systems Inc., Burnaby | METHOD AND APPARATUS FOR INCREASING THE TEMPERATURE OF A FUEL CELL WITH POLYMER ELECTROLYTE |
| US7833669B2 (en) * | 2003-03-14 | 2010-11-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system and control method |
| DE102007033429A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Daimler Ag | Device for warming up fuel cell in start phase, has feed line leading to cathode area of fuel cell, with which compressor is connected and compressor is supplied with energy by fuel cell |
| DE102012218584A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Robert Bosch Gmbh | Cold start procedure for a fuel cell stack |
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