AT520522A4 - Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße - Google Patents

Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße Download PDF

Info

Publication number
AT520522A4
AT520522A4 ATA51007/2017A AT510072017A AT520522A4 AT 520522 A4 AT520522 A4 AT 520522A4 AT 510072017 A AT510072017 A AT 510072017A AT 520522 A4 AT520522 A4 AT 520522A4
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
controlled variable
model
value
actual value
conditioning unit
Prior art date
Application number
ATA51007/2017A
Other languages
English (en)
Other versions
AT520522B1 (de
Original Assignee
Avl List Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avl List Gmbh filed Critical Avl List Gmbh
Priority to ATA51007/2017A priority Critical patent/AT520522B1/de
Priority to CN201880078256.0A priority patent/CN111433956B/zh
Priority to PCT/EP2018/083105 priority patent/WO2019110433A1/de
Priority to JP2020528935A priority patent/JP7372242B2/ja
Priority to US16/770,459 priority patent/US11431011B2/en
Priority to DE112018006210.4T priority patent/DE112018006210A5/de
Application granted granted Critical
Publication of AT520522A4 publication Critical patent/AT520522A4/de
Publication of AT520522B1 publication Critical patent/AT520522B1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04335—Temperature; Ambient temperature of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04395—Pressure; Ambient pressure; Flow of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • H01M8/04507—Humidity; Ambient humidity; Water content of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701—Temperature
    • H01M8/04708—Temperature of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04828—Humidity; Water content
    • H01M8/04835—Humidity; Water content of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04328—Temperature; Ambient temperature of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • H01M8/045—Humidity; Ambient humidity; Water content of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Um zumindest einen Istwert einer Regelgröße eines Reaktanden einer Brennstoffzelle für eine Regelung mit möglichst geringem Messfehler zu ermitteln, ist vorgesehen, dass mit einem Modell der Konditioniereinheit (3) ein Modellwert der Regelgröße (RGn ) berechnet wird, mit einem Sensormodell (Sn ) für den Messsensor (Sn) ein Modellwert des Istwertes der Regelgröße (RGnm) berechnet wird, aus dem mit dem Messsensor (Sn) gemessenen Istwert der Regelgröße (RGnist) und dem mit dem Sensormodell (Sn ) berechneten Modellwert des Istwertes der Regelgröße (RGnm) ein Korrekturwert (RGcorr) für die Regelgröße (RGn) berechnet wird und der Istwert der zumindest einen Regelgröße (RGnist ) als Summe aus dem Korrekturwert (RGcorr) und dem mit dem Modell der Konditioniereinheit (3) berechneten Modellwert der Regelgröße (RGn ) berechnet wird, wobei dieser Istwert der Regelgröße (RGnist ) auch im Sensormodell (Sn ) zur Berechnung des Modellwerts des Istwertes der Regelgröße (RGnm) verwendet wird.

Description

Zusammenfassung
Um zumindest einen Istwert einer Regelgröße eines Reaktanden einer Brennstoffzelle für eine Regelung mit möglichst geringem Messfehler zu ermitteln, ist vorgesehen, dass mit einem Modell (Σ) der Konditioniereinheit (3) ein Modellwert der Regelgröße (RGn) berechnet wird, mit einem Sensormodell (Sn) für den Messsensor (Sn) ein Modellwert des Istwertes der Regelgröße (RGnm) berechnet wird, aus dem mit dem Messsensor (Sn) gemessenen Istwert der Regelgröße (RGnist) und dem mit dem Sensormodell (Sn) berechneten Modellwert des Istwertes der Regelgröße (RGnm) ein Korrekturwert (RGcorr) für die Regelgröße (RGn) berechnet wird und der Istwert der zumindest einen Regelgröße (RGnist) als Summe aus dem Korrekturwert (RGcorr) und dem mit dem Modell (Σ) der Konditioniereinheit (3) berechneten Modellwert der Regelgröße (RGn) berechnet wird, wobei dieser Istwert der Regelgröße (RGnist) auch im Sensormodell (Sn) zur Berechnung des Modellwerts des Istwertes der Regelgröße (RGnm) verwendet wird.
Fig. 3 / 1513-
AV-3947 AT
Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße
Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Istwertes zumindest einer Regelgröße einer Konditioniereinheit für einen Reaktanden einer Brennstoffzelle, wobei ein Messwert des Istwertes der Regelgröße mit einem Messsensor gemessen wird, sowie eine Anordnung zum Regeln einer Regelgröße eines Reaktanden einer Brennstoffzelle in einer Konditioniereinheit für einen Reaktanden, wobei ein Messsensor vorgesehen ist, um einen Messwert des Istwertes der Regelgröße zu messen, und eine Regelungseinheit vorgesehen ist, in der ein Regler implementiert ist, der eine Abweichung zwischen einem Sollwert der Regelgröße und dem Istwert der Regelgröße ausgeregelt, sowie einer entsprechenden Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle.
Für den ordnungsgemäßen und effizienten Betrieb einer Brennstoffzelle ist die Konditionierung der zugeführten Gase (Reaktanden), insbesondere hinsichtlich Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und Massenfluss, von entscheidender Bedeutung. Eine fehlerhafte Konditionierung der Reaktanden kann zu einem Leistungsverlust, oder im schlimmsten Fall zur Beschädigung und Zerstörung der Brennstoffzelle bzw. des Brennstoffzellen-Stacks führen. Insbesondere die relative Feuchtigkeit des zugeführten Reaktanden, wie beispielsweise des Sauerstoffes, auch in Form der zugeführten Luft, ist hierbei bei vielen Brennstoffzellentypen, wie beispielsweise bei einer Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC), ein wichtiger Parameter, der genau geregelt werden muss.
Um die Möglichkeiten einer Brennstoffzelle voll ausschöpfen zu können, ist folglich eine genaue Regelung der Konditionierung der Reaktanden erforderlich. Das ist insbesondere bei einem transienten und hochdynamischen Betrieb der Brennstoffzelle mit hohem Aufwand verbunden. Unter (hoch)dynamischen oder transienten Betrieb wird dabei insbesondere eine schnelle Änderung der Ausgangsgrößen der Brennstoffzelle (elektrische Spannung, elektrischer Strom) verstanden. Vor allem bei der Entwicklung einer Brennstoffzelle auf einem Prüfstand, wo man die Brennstoffzelle in der Regel dynamischen Prüfläufen (im Sinne der Änderungsrate der Ausgangsgrößen, aber auch der Last der Brennstoffzelle) unterwerfen möchte, um das Verhalten der Brennstoffzelle zu prüfen oder zu verbessern ist dies ein Problem. Aber auch im Realbetrieb der Brennstoffzelle, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, muss die Konditionierung einen transienten und hochdynamischen Betrieb der Brennstoffzelle der Reaktanden ermöglichen. Als dynamisch werden insbesondere so rasche Änderungen verstanden, dass das dynamische System keinen eingeschwungenen Zustand erreicht, sondern das transiente Verhalten zwischen den Änderungen abgebildet wird.
/ 151
AV-3947 AT
Für eine genaue Regelung der Konditionierung der Reaktanden ist es erforderlich Istgrößen der geregelten Größen messtechnisch zu erfassen und der Regelung zur Verfügung zu stellen. Damit muss auch die Messinfrastruktur (Messsensoren, Messwertaufbereitung, Messwertauswertung, usw.) in der Lage sein, die Istgrößen im transienten, hochdynamischen Betrieb, in dem sich die Messgrößen zeitlich sehr schnell und auch sehr stark ändern können, zu erfassen. Die Anforderungen an die Messinfrastruktur sind demnach ebenfalls hoch. Das wird noch dadurch erschwert, dass die Messsensoren, die zur Erfassung der Messwerte dienen, häufig von den sich ändernden physikalischen Bedingungen (z.B. Temperatur, Druck, Massenstrom, Feuchtigkeit) selbst beeinflusst werden. Eine Kalibrierung der Messsensoren ist daher nur eingeschränkt möglich, oder sehr aufwendig. Dazu kommen noch nicht vermeidbare Totzeiten in der Messwerterfassung, d.h. dass ein Messwert nicht unmittelbar, sondern erst nach einer gewissen Zeit verfügbar ist. All das führt zu einer Verfälschung der erzielten Messergebnisse, weshalb die erzielten Messergebnisse, vor allem im transienten, hochdynamischen Betrieb, nicht mit ausreichender Genauigkeit den tatsächlich auftretenden physikalischen Messgrößen entsprechen. Das verschlechtert die Regelbarkeit der Konditionierung der Reaktanden der Brennstoffzelle. Dabei wurde festgestellt, dass insbesondere die Messung der relativen Feuchtigkeit von dieser Problematik betroffen ist. Auch die ungenaue Messung der Istgrößen kann insbesondere im transienten, hochdynamischen Betrieb der Brennstoffzelle zum Leistungsverlust oder zur Schädigung oder gar Zerstörung der Brennstoffzelle führen.
Es ist folglich eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, um zumindest einen Istwert einer Regelgröße eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit möglichst geringem Messfehler zu ermitteln, um den Istwert in einer Regelung der Regelgröße verwenden zu können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, indem mit einem Modell der Konditioniereinheit ein Modellwert der Regelgröße berechnet wird, mit einem Sensormodell für den Messsensor ein Modellwert des Istwertes der Regelgröße berechnet wird, aus dem mit dem Messsensor gemessenen Istwert der Regelgröße und dem mit dem Sensormodell berechneten Modellwert des Istwertes der Regelgröße ein Korrekturwert für die Regelgröße berechnet wird und der Istwert der zumindest einen Regelgröße als Summe aus dem Korrekturwert und dem mit dem Modell der Konditioniereinheit berechneten Modellwert der Regelgröße berechnet wird, wobei dieser Istwert der Regelgröße auch im Sensormodell zur Berechnung des Modellwerts des Istwertes der Regelgröße verwendet wird.
Durch dieses Vorgehen kann bei der Ermittlung des Istwertes der Regelgröße die Abhängigkeit des Messsensors von Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Druck, Feuchtigkeit, Massenstrom, Temperatur, und damit auch der Sensorfehler im transienten Verhalten abgebildet werden. Die Sensorfehler können dadurch korrigiert werden und die Qualität des Ist / 152-
AV-3947 AT wertes für die Regelung erhöht werden. Der größte Vorteil besteht darin, dass der reale Istwert der Messgröße geschätzt wird und damit der stationäre und dynamische Sensorfehler korrigiert werden kann. Das ist vor allem im dynamischen Betrieb (Konditioniereinheit (inkl. Messsensor) ist nicht im eingeschwungenen Zustand) vorteilhaft, da bis dato nicht möglich. Im stationären Fall reduziert sich die Korrektur des Sensorfehlers auf einen Nullpunktabgleich und eine Kalibrierung.
Der derart ermittelte modellierte Istwert der Regelgröße kann dann in einer Regelung der Regelgröße in einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle verwendet werden.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 eine Konditioniereinheit für einen Reaktanden einer Brennstoffzelle,
Fig.2 eine Regelung einer Regelgröße des Reaktanden und
Fig.3 die Ermittlung eines modellierten Istwertes der Regelgröße des Reaktanden für dessen Regelung.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig.1 ohne Beschränkung der Allgemeinheit am Beispiel eines Prüfstands 1 für eine ProtonenaustauschmembranBrennstoffzelle (PEMFC) 2 erläutert. Selbstverständlich könnte die Brennstoffzelle 2 auch als elektrische Versorgung in einer Maschine oder Anlage eingesetzt werden oder auch von einem anderen Typ sein. Die Konditionierung und die Regelung dafür wären dann in dieser Maschine oder Anlage realisiert. Wenn im nachfolgenden vom Betrieb einer Brennstoffzelle 2 gesprochen wird, wird damit daher immer der Betrieb der Brennstoffzelle 2 auf einem Prüfstand 1 und der reale Betrieb der Brennstoffzelle 2 in einer Maschine oder Anlage verstanden. Am Prüfstand 1 wird häufig auch nur ein Brennstoffzellenstack angeordnet, was im Sinne der Erfindung ebenfalls als Brennstoffzelle 2 verstanden wird.
Die PEMFC Brennstoffzelle 2 ist im Beispiel nach Fig.1 am Prüfstand 1 aufgebaut und wird am Prüfstand 1 betrieben. Wie hinreichend bekannt umfasst die Brennstoffzelle 2 eine Kathode C, der als ersten Reaktanden ein erstes Reaktionsgas, beispielsweise Sauerstoff, auch in Form von Luft, zugeführt wird und eine Anode A, der als zweiter Reaktand ein zweites Reaktionsgas, beispielsweise Wasserstoff H2, zugeführt wird. Die beiden Reaktionsgase sind im Inneren der Brennstoffzelle 2 durch eine Polymermembran voneinander getrennt. Zwischen Kathode C und Anode A kann eine elektrische Spannung U abgegriffen werden. Dieser grundlegende Aufbau und die Funktion einer Brennstoffzelle 2 sind hinlänglich bekannt, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. 4 / 153'
AV-3947 AT
Zumindest ein Reaktand, in der Regel der Sauerstoff führende Reaktand, insbesondere Luft, wird in einer Konditioniereinheit 3 konditioniert. In der Konditioniereinheit 3 wird eine Anzahl n>1 von Regelgrößen RGn der Konditionierung, beispielsweise der Druck p, die relative Feuchtigkeit φ, die Temperatur T und der Massenfluss m des konditionierten Reaktionsgases, eingestellt - in Fig.1 sind diese vier beispielshaften Regelgrößen RGn am Eingang der Kathode C angedeutet. In gleicher Weise könnte natürlich auch der Reaktand auf der Anodenseite konditioniert werden. „Konditionieren“ bedeutet dabei, dass der Wert der zumindest einen Regelgröße RGn auf einen vorgegebenen Sollwert der Regelgröße RGnsoll geregelt wird, indem ein Regler R in jedem Zeitschritt der Regelung für zumindest einen Aktuator An für die damit zu regelnde Regelgröße RGn eine Stellgröße SGn berechnet, die am Aktuator An eingestellt wird.
Zur Regelung einer Regelgröße RGn ist in der Konditioniereinheit 3 folglich ein entsprechender Aktuator An vorgesehen. Beispielsweise sind als Aktuatoren An eine Befeuchtungseinrichtung 4 zum Befeuchten des Reaktanden zur Einstellung einer relativen Feuchtigkeit φ des Reaktanden, eine Temperiereinrichtung 5 zum Temperieren des Reaktanden zur Einstellung einer Temperatur T des Reaktanden, eine Massenflussregeleinrichtung 6 zum Regeln des Massenflusses m des Reaktanden und eine Druckregeleinrichtung 7 zum Regeln des Druckes p des Reaktanden vorgesehen.
Selbstverständlich ist auch eine Quelle 8 für den zumindest einen Reaktanden vorgesehen, die mit der Konditioniereinheit 3 verbunden ist oder ebenfalls in der Konditioniereinheit 3 angeordnet ist. Die Quelle 8 ist beispielsweise ein Druckspeicher mit komprimierten, trockenen Reaktanden, beispielsweise Luft. Alternativ kann als Gasquelle 8 bei Verwendung von Luft auch Umgebungsluft aufbereitet, beispielsweise gefiltert, komprimiert, getrocknet, usw. werden.
Die Temperiereinrichtung 5 ist beispielsweise eine elektrische Heiz- und Kühleinrichtung oder ein Wärmetauscher. Als Temperiereinrichtung 5 kann auch eine Einrichtung wie in der AT 516 385 A1 beschrieben verwendet werden.
Die Befeuchtungseinrichtung 4 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Wasserdampfgenerator 9, einen Massenflussregler 10 für den Wasserdampf und eine Mischkammer 11. Als Massenflussregler 10 für den Wasserdampf, und auch als Massenflussregeleinrichtung 6 für den Reaktanden, können herkömmliche, geeignete, kommerziell erhältliche, regelbare Massenflussregler eingesetzt werden. In der Mischkammer 11 wird der Wasserdampf mit dem von der Quelle 8 stammenden Gas zum konditionierten Reaktanden für die Brennstoffzelle 2 gemischt.
-45 / 15
AV-3947 AT
Selbstverständlich sind auch andere Ausführungen einer Befeuchtungseinrichtungen 4 denkbar. Beispielsweise könnte Wasser dem Gas aus der Quelle 8 zugeführt, z.B. eingespritzt, werden.
Als Druckregeleinrichtung 7 wird in diesem Beispiel ein Gegendruckventil auf der Abgasseite, also nach der Brennstoffzelle 2, verwendet, das über den regelbaren Öffnungsquerschnitt den Druck p des Reaktanden einstellt. Das Gegendruckventil 7 ist in der Gaskonditioniereinheit 3 stromabwärts der Brennstoffzelle 2 angeordnet. Das ermöglicht es, den Druck vor der Brennstoffzelle 2 zu regeln, womit die Druckregelung von allfälligen Druckverlusten in den anderen Komponenten der Gaskonditioniereinheit 3 unbeeinflusst bleibt.
Nach der Mischkammer 11 liegt der Reaktand in einer Reaktandenleitung 12, die mit der Brennstoffzelle 2, bzw. mit der Kathode C oder Anode A der Brennstoffzelle 2, verbunden ist daher mit den gewünschten Regelgrößen RGn, beispielsweise einer bestimmten Temperatur T, einer bestimmten relativen Feuchtigkeit φ, einem bestimmten Druck p und/oder einem bestimmten Massenfluss m , vor.
Dieser anhand der Fig.1 beschriebene Aufbau einer Konditioniereinheit 3 ist allerdings nur beispielhaft und es sind natürlich andere Aufbauten der Konditioniereinheit 3, und auch andere konkrete Ausführungen der Aktuatoren An, hier der Befeuchtungseinrichtung 4, Massenflussregeleinrichtung 6, Temperiereinrichtung 5 und Druckregeleinrichtung 7, möglich und denkbar. Insbesondere können auch weniger oder mehr oder andere Regelgrößen RGn des Reaktanden in der Konditioniereinheit 3 geregelt werden, womit auch weniger oder mehr oder andere Aktuatoren An vorgesehen sein können.
Um die zumindest eine Regelgröße RGn regeln zu können, ist der zugehörige Aktuator An, beispielsweise die Befeuchtungseinrichtung 4, Massenflussregeleinrichtung 6, Temperiereinrichtung 5 und Druckregeleinrichtung 7 wie in Fig.1 dargestellt, über eine jeweilige Stellgröße SGn regelbar. Die Stellgrößen SGn werden dabei von einer Regelungseinheit 15, in der ein Regler R implementiert ist, berechnet, sodass der Istwert der Regelgröße RGnist dem vorgegebenen Sollwert RGnsoll folgt. Im in Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Befeuchtungseinrichtung 4 über den Massenflussregler 10 für den Wasserdampf mit der Stellgröße uS, die Massenflussregeleinrichtung 6 mit der Stellgröße uG, die Temperiereinrichtung 5 mit der Stellgröße Q und die Druckregeleinrichtung 7 mit der Stellgröße uN geregelt. Mit der Stellgröße SGn wird der jeweilige Aktuator An angesteuert und am Aktuator An eingestellt, um die gewünschte Veränderung der Regelgröße RGn hervorzurufen.
Für die Regelung der Regelgröße RGn wird auch ein Istwert der Regelgröße RGnist benötigt, um die Abweichung zwischen dem Istwert der Regelgröße RGnist und dem Sollwert der Regelgröße RGnsoll durch den Regler R auszuregeln. Beispielsweise wird die Differenz zwischen dem Sollwert der Regelgröße RGnsoll und dem Istwert der Regelgröße RGnist dem 6 / 155'
AV-3947 AT
Regler R zugeführt, der daraus nach dem implementierten Regelgesetz eine Stellgröße SGn berechnet, die mit dem zugehörigen Aktuator An in der Konditioniereinheit 3 eingestellt wird, wie in Fig.2 dargestellt. Der Istwert der Regelgröße RGnist wird dabei mit einem Messsensor Sn, der natürlich an einer geeigneten Stelle der Konditioniereinheit 3, beispielsweise in der Reaktionsgasleitung 12, angeordnet ist, gemessen. Der Messsensor Sn muss dabei die Regelgröße RGn nicht direkt messen, sondern kann auch einen für die Regelgröße RGn repräsentativen Messwert messen. Diese Messung unterliegt oftmals den eingangs angeführten Beschränkungen. Um die Qualität der Messung des Istwertes der Regelgröße RGnist zu verbessern, wird daher erfindungsgemäß nicht direkt der mit dem Messsensor Sn erfasste Messwert für die Regelung herangezogen, sondern ein korrigierter Messwert, wie nachfolgend mit Bezugnahme auf die Fig.3 erläutert wird.
Aus einem geeigneten Modell Σ der Konditioniereinheit 3, dem die Stellgröße SGn zugeführt wird, wird die neue Regelgröße RGn als Reaktion auf die Stellgröße SGn berechnet. Dem Modell Σ können dabei auch noch andere Stellgrößen der Konditioniereinheit 3 zugeführt werden, wenn in der Konditioniereinheit 3 weitere Aktuatoren An enthalten sind und das Modell Σ das erfordert. Ebenso können dem Modell Σ auch erforderliche Messwerte m der Konditioniereinheit 3 zugeführt werden. Ein geeignetes Sensormodell Sn berechnet aus einer Regelgröße RGn einen Modellwert RGnm für den Messwert der Regelgröße RGn. Dazu können dem Sensormodell Sn erforderlichenfalls auch Zustandsgrößen x der Konditioniereinheit 3, die ebenfalls im Modell Σ berechnet werden können, zur Verfügung gestellt werden. Der mit dem Messsensor Sn erfasste Istwert der Regelgröße RGnist und der mit dem Sensormodell Sn berechnete Modellwert RGnm werden einer Korrektureinheit Ω zugeführt, in der ein Korrekturwert RGcorr der Regelgröße RG berechnet wird. Die Summe des vorzeichenrichtigen Korrekturwertes RGcorr und der im Modell Σ der Konditioniereinheit 3 berechneten Regelgröße RGn wird als modellierter Istwert der Regelgröße RGnist für die Regelung herangezogen. Der modellierte Istwert der Regelgröße RGnist wird auch dem Sensormodell Sn zugeführt, um daraus den Modellwert RGnm der Regelgröße RGn zu berechnen.
Das Modell Σ der Konditioniereinheit 3, das Sensormodell Sn und die Korrektureinheit Ω können beispielsweise als geeignete Software in der Regelungseinheit 15 implementiert sein, können aber natürlich jeweils auch einzeln oder gemeinsam als geeignete Hardware und/oder Software implementiert sein.
Diese Vorgehensweise der Erfassung des Istwertes der Regelgröße RGnist für die Regelung ist insbesondere für die relative Feuchtigkeit φ des konditionierten Reaktanden geeignet, 7 / 156’
AV-3947 AT kann aber auch für andere Regelgrößen RGn wie dem Druck p, der Temperatur T oder dem
Massenfluss m herangezogen werden.
Die Konditioniereinheit 3 nach Fig.1 könnte beispielsweise durch das nachfolgend beschriebene mathematisch, physikalische Modell Σ modelliert werden, wobei selbstverständlich auch andere Modelle, auch trainierte Modelle, verwendet werden können.
Ein beispielhaftes Modell Σ für die Konditioniereinheit 3 wird im Folgenden gegeben:
Aus der Massenbilanz in der Mischkammer 11 ergibt sich d
— mG = mG,in - mG>out dt d
, = mS,in - mS,out dt mit der Masse mG des Gases, dem Massenfluss des Gases mG m in die Mischkammer 11, dem Massenfluss des Gases mGout aus der Mischkammer 11, dem Massenfluss des Wasserdampfes msin in die Mischkammer 11 und dem Massenfluss des Wasserdampfes mSout aus der Mischkammer 11. Der Massenfluss von Gas und Wasserdampf aus der Mischkammer 11 ist gegeben durch mGout = m, mSout = —m mit der Gesamtmasse m in der ’ m ’ m
Konditioniereinheit 3 und den Massen mG des Gases und mS des Wasserdampfes und dem
Massenfluss des Reaktanden m. Dabei muss natürlich gelten m = mG + mS.
Aus der Energiebilanz der Konditioniereinheit 3 folgt dU . , ,
-;- = mG,in · hG,in + mS,in ’ hS,in dt dU dt
Figure AT520522A4_D0001
mGUiG + mSUiS )
Dabei bezeichnet U die innere Energie und h die spezifische Enthalpie des Gases (hier und im nachfolgenden markiert durch Index G), des Wasserdampfes (hier und im nachfolgenden markiert durch Index S) und des Reaktanden (hier und im nachfolgenden ohne Index) nach der Mischkammer 11 und ui bezeichnet die spezifische innere Energie des Gases und des Wasserdampfes. Die spezifische Enthalpie h eines Gases ist bekanntermaßen das Produkt aus der spezifischen Wärmekapazität cp bei konstanten Druck und der Temperatur T des Gases. Bei Wasserdampf kommt noch die latente Wärme r0 additiv hinzu. Die innere Energie ui eines Gases ist das Produkt aus der spezifischen Wärmekapazität cv bei konstanten Volumen und der Temperatur T des Gases. Bei Wasserdampf kommt noch die latente Wärme r0 additiv hinzu. Setzt man das alles in die Energiebilanz ein und berücksichtig man die Mas- 8 / 157'
AV-3947 AT senbilanz erhält man die folgende Systemgleichung, die die Temperaturdynamik der Konditioniereinheit 3 beschreibt.
— T dt mGCvG + mSCvS • (mG,inCpGTG,in + mS,in (CpSTS,in + Γ0 )
Figure AT520522A4_D0002
Figure AT520522A4_D0003
Figure AT520522A4_D0004
Aus der thermodynamischen Zustandsgleichung für ein ideales Gas ergibt sich weiter pV = ( iügRg + msRs)T mit dem Druck p und der Temperatur T am Eingang der Brennstoffzelle 2. R bezeichnet in bekannter Weise die Gaskonstante für Gas (Index G), Wasserdampf (Index S) oder für den Reaktanden (ohne Index). Das Volumen V bezeichnet dabei vorzugsweise nicht nur das Volumen der Mischkammer 11, sondern auch die Volumina der Verrohrung in der Konditioniereinheit 3. Der Druck p und der Massenfluss m des Reaktanden werden auch maßgeblich vom Gegendruckventil 7 beeinflusst, das wie folgt modelliert werden kann.
Figure AT520522A4_D0005
Darin bezeichnet A den Öffnungsquerschnitt des Gegendruckventils 7 und p0 den Umgebungsdruck.
Die relative Feuchtigkeit φ wird durch ffl= x P x =m
Bu + x pw (T) mG
Rs modelliert, wobei pW(T) den Sättigungs-Partialdruck bezeichnet, der beispielsweise durch
CiT pw (T) = pm · eC2+T gegeben ist. Die Parameter pm, C1, C2 können beispielsweise aus Plant
R.S. et al., „Parameterization of Atmospheric Convection“, Vol.1, Imperial College Press, 2015 entnommen werden.
/ 158'
AV-3947 AT
Zusätzlich kann noch die Dynamik der Aktuatoren An in Abhängigkeit von den Stellgrößen uS, uG, Q und uN in Form von Verzögerungsglieder 1.Ordnung mit den Zeitkonstanten η τ2 τ3 τ4 modelliert werden:
— m dt
G,in
Figure AT520522A4_D0006
Figure AT520522A4_D0007
d
Figure AT520522A4_D0008
/ (US - mS,in ) L3 ι i ( Q
Figure AT520522A4_D0009
— m dt
S,in |A = ±(u»-( A - Ao))
Darin sind TG,0 und A0 vorgegebene Offsetgrößen.
Aus den obigen Systemgleichungen erkennt man, dass ein nichtlineares Mehrgrößensystem (MIMO, multiple input multiple output) System der Form x=f (x )+Σ gi (x) SGi i=1
RG = h (x) vorliegt, mit den sich aus der obigen Modellierung ergebenden Systemfunktionen f(x), g(x), h(x), dem Zustandsvektor x, einem Stellgrößenvektor SG mit den Stellgrößen SGn und ei- nem Regelgrößenvektor RG mit den Regelgrößen RGn wie folgt:
ms
T
Figure AT520522A4_D0010
(U UG < t >
Q p
SG = , RG =
us φ
XUN ) X m 9
In Fig.1 ist zum besseren Verständnis angedeutet, wo diese Größen in der Konditioniereinheit 3 jeweils auftreten.
Die Korrektureinheit Ω berechnet den Korrekturwert RGcorr aus der Abweichung zwischen dem mit dem Messsensor Sn gemessenen Istwert der Regelgröße RGnist und dem mit dem Sensormodell Sn berechneten Modellwert RGnm für den Messwert der Regelgröße RGn. Im einfachsten Fall kann als Korrekturwert RGcorr einfach die Differenz dieser beiden Werte herangezogen werden. In der Korrektureinheit Ω kann aber auch ein Regler, beispielsweise / 15
AV-3947 AT ein PI-Regler, implementiert sein, der diese Differenz ausregelt, also gegen Null regelt. Jedoch können in der Korrektureinheit Ω auch komplexere (beispielsweise modellbasierte) Regelungsmethoden zur Anwendung kommen.
Ein einfaches dynamisches Sensormodell Sn wäre beispielsweise ein bekanntes simples Verzögerungsglied 1.Ordnung (PT1 Glied), das z.B. die Sensorträgheit (bekannt aus Daten des Messsensors Sn oder durch Messungen mit dem Messsensor Sn) bei Änderung einer Regelgröße RGn des Reaktanden, beispielsweise die Feuchtigkeit φ, berücksichtigt. Des Weiteren können noch Kopplungen (beispielsweise mit dem Systemdruck p) im Sensormodell Sn berücksichtig werden. Dies kann wiederum sowohl über dynamische Modelle geschehen oder in einer simpleren Ausführung als stationäre Korrekturfaktoren oder in Form von Kennfeldern realisiert werden.
Durch die Modellierung des Messsonsors Sn durch ein dynamisches Sensormodell Sn kann die Abhängigkeit des Messsensor Sn von Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Druck, Feuchtigkeit, Massenstrom, Temperatur, und damit auch der Sensorfehler im transienten Verhalten abgebildet werden. Dazu kann es vorteilhaft sein, Zustandsgrößen x der Konditioniereinheit 3 im Sensormodell Sn zu berücksichtigen. Diese Sensorfehler werden durch die Korrektureinheit Ω korrigiert. Damit ist es insbesondere auch nicht erforderlich, den Messsensor Sn in der Konditioniereinheit 3 für alle Umgebungsbedingungen zu kalibrieren, da der Sensorfehler in dem berechneten Istwert der Regelgröße RGnist, der für die Regelung der Regelgröße RGn verwendet wird, kompensiert wird.
Des Weiteren ist es möglich eine explizit zeitabhängige Modellierung des dynamischen Sensormodells Sn vorzunehmen. Damit könnte die Änderung des Sensorverhaltens (z.B. die Dynamik) über die Zeit mitberücksichtigt werden, also beispielsweise Effekte der Alterung.
Figure AT520522A4_D0011
/
AV-3947 AT

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zum Ermitteln des Istwertes zumindest einer Regelgröße (RGn) einer Konditioniereinheit (3) für einen Reaktanden einer Brennstoffzelle (2), wobei ein Messwert des Istwertes der Regelgröße (RGnist) mit einem Messsensor (Sn) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Modell (Σ) der Konditioniereinheit (3) ein Modellwert der Regelgröße (RGn) berechnet wird, dass mit einem Sensormodell (Sn) für den Messsensor (Sn) ein Modellwert des Istwertes der Regelgröße (RGnm) berechnet wird, dass aus dem mit dem Messsensor (Sn) gemessenen Istwert der Regelgröße (RGnist) und dem mit dem Sensormodell (Sn) berechneten Modellwert des Istwertes der Regelgröße (RGnm) ein Korrekturwert (RGcorr) für die Regelgröße (RGn) berechnet wird und dass der Istwert der zumindest einen Regelgröße (RGnist) als Summe aus dem Korrekturwert (RGcorr) und dem mit dem Modell (Σ) der Konditioniereinheit (3) berechneten Modellwert der Regelgröße (RGn) berechnet wird, wobei dieser Istwert der Regelgröße (RGnist) auch im Sensormodell (Sn) zur Berechnung des Modellwerts des Istwertes der Regelgröße (RGnm) verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Modell (Σ) der Konditioniereinheit (3) in der Konditioniereinheit (3) gemessene Messgrößen (m) verarbeitet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Modell (Σ) der Konditioniereinheit (3) Zustandsgrößen (x) der Konditioniereinheit (3) berechnet werden, die im Sensormodell (Sn) verarbeitet werden.
  4. 4. Regelung einer Regelgröße (RGn) einer Konditioniereinheit (3) eines Reaktanden einer Brennstoffzelle (2), wobei mit der Regelung eine Abweichung zwischen einem Sollwert der Regelgröße (RGNsoll) und einem Istwert der Regelgröße (RGnist) ausgeregelt wird und für die Regelung der Istwert der Regelgröße (RGnist) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ermittelt wird.
  5. 5. Anordnung zum Regeln einer Regelgröße (RGn) eines Reaktanden einer Brennstoffzelle (2) in einer Konditioniereinheit (3) für den Reaktanden, wobei ein Messsensor (Sn) vorgesehen ist, um einen Messwert des Istwertes der Regelgröße (RGnist) zu messen, und eine Regelungseinheit (15) vorgesehen ist, in der ein Regler (R) implementiert ist, der eine Abweichung zwischen einem Sollwert der Regelgröße (RGnsoll) und dem Istwert der Regelgröße (RGnist) ausgeregelt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modell (Σ) der Konditio-1112 / 15
    AV-3947 AT niereinheit (3) vorgesehen ist, das einen Modellwert der Regelgröße (Σ) berechnet, dass ein Sensormodell (Sn) für den Messsensor (Sn) vorgesehen ist, das einen Modellwert des
    Istwertes der Regelgröße (RGnm) berechnet, dass eine Korrektureinheit (Ω) vorgesehen ist, die aus dem mit dem Messsensor (Sn) gemessenen Istwert der Regelgröße (RGnist) und
    5 dem mit dem Sensormodell (Sn) berechneten Modellwert des Istwertes der Regelgröße (RGnm) einen Korrekturwert (RGcorr) für die Regelgröße (RGn) berechnet und dass der Regler (R) als Istwert der Regelgröße (RGnist) die Summe aus dem Korrekturwert (RGcorr) und dem mit dem Modell (Σ) der Konditioniereinheit (3) berechneten Modellwert der Regelgröße (RGn) verwendet, wobei auch das Sensormodell (Sn) diesen modellierten Istwert der
  6. 10 Regelgröße (RGnist) zur Berechnung des Modellwerts des Istwertes der Regelgröße (RGnm) verwendet.
    , -12-
    13 / 15
    AVL List GmbH
    1/2
    RGnsoll
    14 / 15
    AVL List GmbH
    2/2
    15 3
ATA51007/2017A 2017-12-05 2017-12-05 Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße AT520522B1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA51007/2017A AT520522B1 (de) 2017-12-05 2017-12-05 Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße
CN201880078256.0A CN111433956B (zh) 2017-12-05 2018-11-30 通过确定受控参量的实际值来控制燃料电池反应物的调控单元的受控参量
PCT/EP2018/083105 WO2019110433A1 (de) 2017-12-05 2018-11-30 REGELUNG EINER REGELGRÖßE EINER KONDITIONIEREINHEIT EINES REAKTANDEN EINER BRENNSTOFFZELLE MIT ERMITTLUNG EINES ISTWERTES DER REGELGRÖßE
JP2020528935A JP7372242B2 (ja) 2017-12-05 2018-11-30 制御変数の実際値の算出による燃料電池の反応物質の改質装置の制御変数の制御
US16/770,459 US11431011B2 (en) 2017-12-05 2018-11-30 Regulation of a controlled variable of a conditioning unit of a reactant of a fuel cell with ascertainment of an actual value of the controlled variable
DE112018006210.4T DE112018006210A5 (de) 2017-12-05 2018-11-30 Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA51007/2017A AT520522B1 (de) 2017-12-05 2017-12-05 Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT520522A4 true AT520522A4 (de) 2019-05-15
AT520522B1 AT520522B1 (de) 2019-05-15

Family

ID=64572356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA51007/2017A AT520522B1 (de) 2017-12-05 2017-12-05 Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11431011B2 (de)
JP (1) JP7372242B2 (de)
CN (1) CN111433956B (de)
AT (1) AT520522B1 (de)
DE (1) DE112018006210A5 (de)
WO (1) WO2019110433A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008043869A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Regelungssystem für eine Regelstrecke
DE102013001413A1 (de) * 2012-04-19 2013-10-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Temperaturregelung für eine Brennstoffzelle
AT518518A4 (de) * 2016-07-20 2017-11-15 Avl List Gmbh Geregelte Gaskonditionierung für ein Reaktionsgas einer Brennstoffzelle

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3849480B2 (ja) * 2001-10-01 2006-11-22 日産自動車株式会社 燃料改質器の制御装置
US6893756B2 (en) * 2002-04-30 2005-05-17 General Motors Corporation Lambda sensing with a fuel cell stack
JP2005052808A (ja) * 2003-08-01 2005-03-03 Toyota Motor Corp システム同定装置及びコンピュータプログラム
JP2006066300A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システムの燃焼温度制御装置およびその設計方法
JP2006086071A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Yokogawa Electric Corp 仮想改質装置及びこれを用いた燃料電池試験装置
US7402287B2 (en) * 2004-12-17 2008-07-22 Texaco Inc. Apparatus and methods for producing hydrogen
JP5015025B2 (ja) * 2008-02-13 2012-08-29 本田技研工業株式会社 燃料改質器の制御装置
KR20100030153A (ko) * 2008-09-09 2010-03-18 삼성전자주식회사 연료전지 시스템 및 그 연료공급방법
JP2012003957A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよび燃料電池に対するカソードガスの供給量を制御する方法、燃料電池に供給されるカソードガスの供給量を測定する方法
AT516385B1 (de) 2015-06-23 2016-05-15 Avl List Gmbh Temperiereinheit für ein gasförmiges oder flüssiges Medium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008043869A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Regelungssystem für eine Regelstrecke
DE102013001413A1 (de) * 2012-04-19 2013-10-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Temperaturregelung für eine Brennstoffzelle
AT518518A4 (de) * 2016-07-20 2017-11-15 Avl List Gmbh Geregelte Gaskonditionierung für ein Reaktionsgas einer Brennstoffzelle

Also Published As

Publication number Publication date
JP7372242B2 (ja) 2023-10-31
CN111433956A (zh) 2020-07-17
CN111433956B (zh) 2023-05-16
JP2021506057A (ja) 2021-02-18
AT520522B1 (de) 2019-05-15
US11431011B2 (en) 2022-08-30
DE112018006210A5 (de) 2020-09-03
WO2019110433A1 (de) 2019-06-13
US20210167407A1 (en) 2021-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT518518B1 (de) Geregelte Gaskonditionierung für ein Reaktionsgas einer Brennstoffzelle
DE102017103056B4 (de) Brennstoffzellensystem und Steuerverfahren für selbiges
EP0428550B1 (de) Stereolambdaregelung
DE102013001413B4 (de) Temperaturregelung für eine Brennstoffzelle
DE102014223737A1 (de) Spülsteuersystem und -verfahren für eine brennstoffzelle
DE102011115896B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Prozessregelung
EP0370091B1 (de) Regelverfahren und -vorrichtung, insbesondere lambdaregelung
DE102009050224B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung eines Abgassensors
WO2016146528A1 (de) Verfahren zum erstellen eines modell-ensembles zur kalibrierung eines steuergerätes
DE102013202038B3 (de) Verfahren zur Korrektur einer mittels einer Brennstoffeinspritzvorrichtung eingespritzten Brennstoffmenge im Betrieb einer Brennkraftmaschine
AT519171A2 (de) Verfahren und Prüfstand zur Durchführung eines Prüflaufs für eine Brennstoffzelle
DE102014019355A1 (de) Sensorsteuerungsvorrichtung und gasdetektionssystem
DE102010025916B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Modellparametern zur Regelung eines Dampfkraftwerksblocks, Regeleinrichtung für einen Dampferzeuger und Computerprogrammprodukt
AT520522B1 (de) Regelung einer Regelgröße einer Konditioniereinheit eines Reaktanden einer Brennstoffzelle mit Ermittlung eines Istwertes der Regelgröße
DE102013204270A1 (de) Verfahren zum Regeln einer Feuchte eines Kathodengases einer Brennstoffzelle sowie Brennstoffzellenanordnung
EP2951566A1 (de) Schnelles und genaues verfahren zur berechnung der kalorischen grössen und des isentropen zustandes von gasen und gemischen aus gasen
DE102018006312A1 (de) Verfahren zur modellbasierten Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine
DE102013216024A1 (de) Verfahren zur Lambda-Regelung einer Verbrennungskraftmaschine und Regelvorrichtung
DE102016015261A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeug-Klimaanlage mit einem Klimagerät
DE102014000395A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine
DE112019002904T5 (de) Messvorrichtung für eine Gaskonzentration und ein Herstellungsverfahren für selbige
WO2024227539A1 (de) Verfahren zum betreiben eines abgassensors, zum beispiel einer breitband-lambdasonde
DE102013210678A1 (de) Verfahren zum Einstellen einer Abgasrückführgröße einer Brennkraftmaschine und Steuergerät für eine Brennkraftmaschine
EP4050258B1 (de) Verfahren zur regelung einer brennereinrichtung mit leistungsermittlung über einen brennstoffparameter
EP2177889A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für eine Dichtheitsprüfung