AT525061A4 - Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems - Google Patents

Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems Download PDF

Info

Publication number
AT525061A4
AT525061A4 ATA50651/2021A AT506512021A AT525061A4 AT 525061 A4 AT525061 A4 AT 525061A4 AT 506512021 A AT506512021 A AT 506512021A AT 525061 A4 AT525061 A4 AT 525061A4
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
damage
fuel cell
battery
prognosis
control method
Prior art date
Application number
ATA50651/2021A
Other languages
English (en)
Other versions
AT525061B1 (de
Inventor
Rupert Rehrl Dr Christian
Linderl Dipl -Ing Johannes
Schörghuber Dr Techn Christoph
Pell Dipl -Ing Johannes
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 ATA50651/2021A priority Critical patent/AT525061B1/de
Priority to EP22776855.3A priority patent/EP4351920A1/de
Priority to CN202280055438.2A priority patent/CN117794780A/zh
Priority to JP2024507862A priority patent/JP2024530663A/ja
Priority to PCT/AT2022/060279 priority patent/WO2023015329A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT525061A4 publication Critical patent/AT525061A4/de
Publication of AT525061B1 publication Critical patent/AT525061B1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0053—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/248—Age of storage means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • 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
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • 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
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung (AL) einer Batterievorrichtung (110) und einer Betriebsleistung (BL) eines Brennstoffzellensystems (120) für eine elektrische Antriebsvorrichtung (130) eines Hybrid-Antriebssystems (100), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Erfassen und Speichern der Betriebsleistung (BL) des Brennstoffzellensystems (120) über einen Erfassungszeitraum (EZ), - Erfassen und Speichern der Abgabeleistung (AL) der Batterievorrichtung (110) über einen Erfassungszeitraum (EZ), - Bestimmen einer Batterie-Schädigungsprognose (BASP) wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Abgabeleistung (AL) der Batterievorrichtung (110), - Bestimmen einer Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP) wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Betriebsleistung (BL) des Brennstoffzellensystems (120), - Vorgeben einer Soll-Abgabeleistung (SAL) für die Batterievorrichtung (110) auf Basis der bestimmen Batterie-Schädigungsprognose (BASP), - Vorgeben einer Soll-Betriebsleistung (SBL) für das Brennstoffzellensystem (120) auf Basis der bestimmten Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP).

Description

Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrich-
tung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontrollverfahren für die Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems, eine Kontrollvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens so-
wie ein Hybrid-Antriebssystem mit einer solchen Kontrollvorrichtung.
Es ist bekannt, dass Hybrid-Antriebssysteme eingesetzt werden sollen, um moderne Fahrzeuge mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung anzutreiben. Hierfür ist es notwendig, die elektrische Antriebsvorrichtung mit elektrischer Energie zu versorgen. Dies erfolgt bei solchen Hybrid-Antriebssystemen aus einer Batterievorrichtung und einem Brennstoffzellensystem. Dabei kann je nach Leistungsanforderung in der jeweiligen Betriebssituation des Hybrid-Antriebssystems eine unterschiedliche Zusammensetzung der Abgabeleistung und der Betriebsleistung die aktuelle Leistungs-
anforderung erfüllen.
Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass beim Zusammensetzen der Abgabeleistung und der Betriebsleistung zum Erfüllen der Leistungsanforderung nur die aktuelle Situation betrachtet wird. Maximal ist es bekannt, dass einzelne Schädigungsmechanismen der Batterievorrichtung und/oder des Brennstoffzellensystems berücksichtigt werden, um entsprechende Schädigungen der einzelnen Komponente zu vermeiden oder zu reduzieren. Dies kann jedoch dazu führen, dass zwar die Schädigung für eine der beiden Komponenten reduziert wird, jedoch die andere Komponente mit normaler oder erhöhter Schädigung nicht die gewünschte Lebens-
dauer für das Hybrid-Antriebssystem erreicht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine möglichst lange Betriebsdauer für ein Hybrid-Antriebssystem zur Verfügung zu stellen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst, durch ein Kontrollverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Kontrollvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie ein Hybrid-Antriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Be-
schreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zu-
sammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren beschrieben sind,
selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kontrollvor-
richtung sowie dem erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebssystem und jeweils umge-
kehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets
wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Erfindungsgemäß dient ein Kontrollverfahren der Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems für eine elektrische Antriebsvorrichtung eines Hybrid-Antriebssystems. Ein solches Kon-
trollverfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:
— Erfassen und Speichern der Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems
über einen Erfassungszeitraum,
— Erfassen und Speichern der Abgabeleistung der Batterievorrichtung über
einen Erfassungszeitraum,
— Bestimmen einer Batterie-Schädigungsprognose wenigstens auf Basis der
erfassten und gespeicherten Abgabeleistung der Batterievorrichtung,
— Bestimmen einer Brennstoffzellen-Schädigungsprognose wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Betriebsleistung des Brennstoffzel-
lensystems,
— Vorgeben einer Soll-Abgabeleistung für die Batterievorrichtung auf Basis
der bestimmten Batterie-Schädigungsprognose,
— Vorgeben einer Soll-Betriebsleistung für das Brennstoffzellensystem auf Basis der bestimmten Brennstoffzellen-Schädigungsprognose.
Ein erfindungsgemäßes Kontrollverfahren geht davon aus, dass über einen längeren Erfassungszeitraum im Betrieb des Hybrid-Antriebssystems die Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems und die Abgabeleistung der Batterievorrichtung nicht nur erfasst, sondern auch gespeichert wird. Beispielsweise können die elektrische Abgabeleistung und die elektrische Betriebsleistung über einen Zeitraum von mehreren Stunden, mehreren Tagen oder auch mehreren Wochen überwacht, erfasst und gespeichert werden. Dies erlaubt es insbesondere, den später noch erläuterten Schä-
digungsstatus für das Brennstoffzellensystem und die Batterievorrichtung zu bestim-
ches einzeln oder in Kombination denkbar.
Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, dass eine Zukunftsbetrachtung durchgeführt wird, indem, beispielsweise unter Ausnutzung eines oder mehrerer Schädigungsmodelle, für die Batterievorrichtung eine BatterieSchädigungsprognose und für das Brennstoffzellensystem eine BrennstoffzellenSchädigungsprognose bestimmt wird. Für das nachfolgende Kontrollverfahren beziehungsweise die Vorgabeschritte erfolgt nun nicht nur eine Berücksichtigung der aktuellen Betriebssituation zur Erfüllung einer aktuellen Leistungsanforderung, sondern vielmehr eine Berücksichtigung einer zukünftig zu erwartenden Schädigungssituati-
on.
Um die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung weiter zu verdeutlichen, wird kurz eine bekannte Lösung mit dem erfindungsgemäßen Kerngedanken verglichen. Wird beispielsweise In einem bekannten Hybrid-Antriebssystem die Leistungsanforderung erhöht, so muss diese nun angefragte erhöhte Leistung entweder durch eine Erhö6öhung der Betriebsleistung, durch eine Erhöhung der Abgabeleistung oder aber eine Kombination aus beiden Erhöhungen erfüllt werden. Welche der Leistungen erhöht wird, hängt bei den bekannten Lösungen davon ab, wo die aktuelle Betriebsleistung oder Abgabeleistung liegt, welche Grenzwerte für maximale oder minimale Abgabeleistung oder Betriebsleistung vorgegeben sind oder aber, welche Effizienzgedanken
beim Betrieb des Brennstoffzellensystems und der Batterievorrichtung berücksichtigt
werden sollen. Dies kann jedoch dazu führen, dass eine erhöhte Schädigungswir-
kung die Batterievorrichtung überproportional schädigt, sodass nicht die gewünschte
Mindestlebensdauer einer bestimmten Betriebsstundenzahl oder Ähnliches erreicht
werden kann.
Der erfindungsgemäße Kerngedanke wird nun zusätzlich zum Erfassen der aktuellen Leistungsanforderung ein erfindungsgemäßes Kontrollverfahren durchführen. Hierfür wird das Kontrollverfahren die erfassten und gespeicherten Betriebsleistungen und Abgabeleistungen der Vergangenheit berücksichtigen, um eine BatterieSchädigungsprognose und eine Brennstoffzellen-Schädigungsprognose zu bestimmen. Damit kann der Kontrolle und insbesondere der Vorgabe der SollAbgabeleistung und der Soll-Betriebsleistung nun das Ergebnis dieser Schädigungs-
prognosen zugrunde gelegt werden.
Insbesondere werden diese Schädigungsprognosen in normierter oder absoluter Weise mit einem Vorgabewert verglichen, um mit maximierter Wahrscheinlichkeit eine Mindestlebensdauer für das komplette Hybrid-Antriebssystem zu gewährleisten. Während also bei bekannten Lösungen nun die erhöhte Leistungsanforderung, beispielsweise auf Basis von Effizienzgesichtspunkten, durch ein reines Erhöhen der Abgabeleistung der Batterievorrichtung erfüllt worden wäre, wird bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung berücksichtigt, wie die aktuell bestimmte BatterieSchädigungsprognose hierauf einwirkt. Ist die aktuell bestimmte BatterieSchädigungsprognose dahingehend ausgefallen, dass die Batterievorrichtung mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit die gewünschte Mindestlebensdauer nicht erreicht, so wird trotz der erhöhten Effizienz bei einem Erfüllen der erhöhten Leistungsanforderung aus der Batterievorrichtung die Abgabeleistung der Batterievorrichtung nicht erhöht, sondern vielmehr eine Effizienzreduktion in Kauf genommen, sodass durch eine erhöhte Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems die Leistungsanforderung erfüllt wird und gleichzeitig die bestimmte Batterie-Schädigungsprognose berücksichtigt wird, um die Wahrscheinlichkeit eines Erreichens der Mindestlebensdauer auch für die Batterievorrichtung zu erhöhen. Je häufiger ein erfindungsgemäßes Kontrollverfahren für das Erfüllen von Leistungsanforderungen bei einem HybridAntriebssystem eingesetzt wird, umso höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass alle Teilkomponenten des Hybrid-Antriebssystems auch in gewünschter Weise die Min-
destlebensdauer erreichen.
tem und/oder die Batterievorrichtung erfassbar und ebenfalls speicherbar.
Mithilfe eines erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens wird es nun also möglich, für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftfahrzeug, eine gewünschte Ziellebensdauer mit hoher Wahrscheinlichkeit zu erreichen. Wird beispielsweise eine gewünschte Ziellebensdauer von 1,5 Millionen Betriebskilometern für ein Lastkraftfahrzeug vorgegeben, so kann das erfindungsgemäße Kontrollverfahren zumindest hinsichtlich der Einzelkomponenten des Hybrid-Antriebssystems die Zukunftsprognose für die Schädigungssituation des Brennstoffzellensystems und der Batterievorrichtung berücksichtigen, sodass die Wahrscheinlichkeit steigt, diese Ziellebensdauer auch tat-
sächlich zu erreichen oder sogar zu überschreiten.
Für das Ausbilden und Bestimmen der jeweiligen Schädigungsprognose ist bereits erwähnt worden, dass Schädigungsmodelle eingesetzt werden können. Solche Schädigungsmodelle sind beispielsweise auf Prüfständen für die Batterievorrichtung, das Brennstoffzellensystem und/oder das Hybrid-Antriebssystem ermittelbar. Selbstverständlich können neben algorithmischen Zusammenhängen, Kennfeldern oder Ähnlichem auch neuronale Netzwerke oder anders ausgebildete künstliche Intelli-
genzen eingesetzt werden.
Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren für die Vorgabe der Soll-Abgabeleistung und die Vorgabe der SollBetriebsleistung die Balance der Brennstoffzellen-Schädigungsprognose und der Batterie-Schädigungsprognose berücksichtigt wird. Auch hier ist insbesondere eine Normierung, wie sie später noch erläutert wird, für die BrennstoffzellenSchädigungsprognose und die Batterie-Schädigungsprognose vorteilhaft. So kann eine Balance, also ein Ausgleich, berücksichtigt werden, welcher dazu führt, dass die Schädigungsmechanismen während des Betriebs des Hybrid-Antriebssystems das Brennstoffzellensystem und die Batterievorrichtung in quantitativer Weise gleichmä-
Rig schädigen. Insbesondere kann auf diese Weise ein Ausgleich stattfinden, um er-
und die Batterievorrichtung möglich.
Von Vorteil kann es weiter sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren ein Batterie-Schädigungsstatus zur aktuellen Schädigungssituation der Batterievorrichtung und ein Brennstoffzellen-Schädigungsstatus zur aktuellen Schädigungssituation des Brennstoffzellensystems bestimmt und für die Vorgabe der SollAbgabeleistung und/oder der Soll-Betriebsleistung berücksichtigt wird. Somit ist es möglich, insbesondere in quantitativer und/oder normierter Weise, festzustellen, wie hoch die aktuelle Schädigungssituation in Form des Schädigungsstatus für die Batterievorrichtung und das Brennstoffzellensystem bereits ist. Mit anderen Worten ist eine Vergangenheitsbetrachtung mit einer Zukunftsbetrachtung kombiniert, sodass die aktuelle Schädigungssituation als Ergebnis der Betriebsweise in der Vergangenheit mit der zukünftig zu erwartenden Schädigungsprognose korreliert wird. Ist also eine hohe Schädigungsprognose mit hoher zukünftiger zu erwartender Schädigung mit einem hohen bereits vorhandenen Schädigungsstatus kombiniert, so ist diese Komponente für die zukünftige Betriebssituation zu schonen, während Komponenten mit geringer Schädigungssituation und insbesondere in Kombination mit geringerer Schädigungsprognose einer erhöhten Belastung ausgesetzt werden können. Dies zielt insbesondere wieder auf ein Ausbalancieren der Schädigung zwischen den einzelnen Komponenten in Form der Batterievorrichtung und des Brennstoffzellensys-
tems ab.
Ebenfalls Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren für die Batterievorrichtung und das Brennstoffzellensystem eine Vorgabe einer Mindestlebensdauer bis zum Erreichen eines maximalen BatterieSchädigungsstatus und bis zum Erreichen eines maximalen BrennstoffSchädigungsstatus erfolgt. Sind die beiden Schädigungsstatus normiert, so stellt der maximale Batterie-Schädigungsstatus entsprechend hundertprozentige Beschädigung und der maximale Brennstoffzellen-Schädigungsstatus ebenfalls hundertprozentige Schädigung des Brennstoffzellensystems dar. Damit ist es möglich, die Min-
destlebensdauer vorzugeben und, beispielsweise hinsichtlich der gewünschten Kilo-
71728
erfindungsgemäßen Kontrollverfahren zugrunde zu legen.
Von Vorteil ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren die Vorgabe der Soll-Betriebsleistung und der Soll-Abgabeleistung unter Berücksichtigung einer verbleibenden Batterie-Restschädigung und/oder einer verbleibenden Brennstoffzellen-Restschädigung erfolgt. Die erfolgt insbesondere in normierter Weise, beispielsweise normiert auf eine Mindestlebensdauer für das HybridAntriebssystem. Damit wird es möglich, vorherzusagen, wie viel Restschädigung noch vorhanden ist, also für den zukünftigen Betrieb der jeweiligen Komponente verbleibt. Auch hier kann ein Ausbalancieren, aber insbesondere auch ein Anpassen an die gewünschte Mindestlebensdauer, eingesetzt werden. Somit kann bewusst die Komponente geschont werden, welche den geringeren Restschädigungswert aufweist. Auch die Restschädigung kann in normierter Weise, bezogen auf Kilometer
und/oder Betriebsstunden oder in absoluter Weise, verwendet werden.
Von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren die Batterie-Schädigungsprognose und/oder die BrennstoffzellenSchädigungsprognose, insbesondere auch ein Batterie-Schädigungsstatus, ein Brennstoffzellen-Schädigungsstatus, eine Batterie-Restschädigung und/oder eine Brennstoffzellen-Restschädigung, normiert werden. Eine Normierung kann beispielsweise in dimensionsloser Weise erfolgen. Auch eine prozentuale Normierung auf eine hundertprozentige Erfüllung, beispielsweise einer Mindestlebensdauer, einer Mindestbetriebsstundenzahl und/oder eine Mindestkilometerlaufzahl, ist hier im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Die Normierung erlaubt es insbesondere, noch leichter und einfacher die Kontrolle hinsichtlich eines Ausbalancierens der unterschiedlichen Schädigungsmechanismen von Komponenten und/oder Teilkompo-
nenten durchzuführen.
Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn bei einem Kontrollverfahren gemäß dem voranstehenden Absatz die Normierung auf eine Mindestlebensdauer und/oder eine Kilometerleistung erfolgt. Somit kann auf eine Schädigungsnormierung pro zukünftig gefahrenem Kilometer und/oder pro zukünftiger Betriebsstunde rückgeschlossen werden, sodass ein einfacher und schneller Vergleich ein erfindungsgemäßes Kontrollverfah-
ren in beschleunigter Weise möglich macht.
den Schädigungsmodell zu berücksichtigen.
Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren die Batterie-Schädigungsprognose und/oder die BrennstoffzellenSchädigungsprognose Teilkomponenten-Schädigungsprognosen aufweisen. So kann ein Aufteilen in Teil-Schädigungsprognosen möglich sein, um entsprechend auch Teil-Restschädigungen und/oder Teil-Schädigungsstatus zur Verfügung zu stellen. So ist es beispielsweise möglich, unterschiedliche Schädigungsmechanismen bei unterschiedlichen Teilkomponenten des Brennstoffzellensystems zu berücksichtigen. So sind in einem Brennstoffzellensystem zum Beispiel Schädigungsmechanismen für die darin enthaltenen Membranen, verwendete Katalysatormaterialien oder Ähnliches enthalten. Das Verwenden von Teilkomponenten-Schädigungsprognosen führt dazu, dass hier eine noch detailliertere Erfassung der einzelnen Schädigungsmechanismen möglich wird, um noch genauer ein Ausbalancieren auch auf Teilkomponentenebene
mit einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren durchzuführen.
Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren für die Batterie-Schädigungsprognose und/oder die BrennstoffzellenSchädigungsprognose ausschließlich langfristige und/oder irreversible Schädigungsmechanismen berücksichtigt werden. Während kurzfristige oder reversible Schädigungsmechanismen einen geringen Einfluss auf die Gesamtlebensdauer der jeweiligen Komponente haben, gilt dies für langfristige und irreversible Schädigungsmechanismen nicht. Insbesondere ist für irreversible Schädigungsmechanismen kein Regenerationsbetrieb möglich, um sie wieder in einen Zustand vor der Schädigung zurückzuführen. Eine Fokussierung des erfindungsgemäßen Kontrollver-
fahrens auf langfristige und irreversible Schädigungsmechanismen erlaubt es, diese
dungsgemäßen Vorteile noch zielgerichteter zu erreichen.
Von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren für die Bestimmung der Batterie-Schädigungsprognose und/oder der Brennstoffzellen-Schädigungsprognose ein Schädigungsmodell verwendet wird. Darunter kann beispielsweise ein Kennfeld, ein Algorithmus und/oder die Verwendung einer künstlichen Intelligenz vorgesehen sein. Auch sind separate Schädigungsmodelle für das Brennstoffzellensystem und die Batterievorrichtung notwendig. Selbstverständlich können auch Teil-Schädigungsmodelle für Teilkomponenten des Brennstoffzel-
lensystems und/oder für Teilkomponenten der Batterievorrichtung eingesetzt werden.
Bei einem Kontrollverfahren gemäß dem voranstehenden Absatz kann es weiter vorteilhaft sein, wenn das Schädigungsmodell anhand erfasster und gespeicherter Betriebsleistung, anhand erfasster und gespeicherter Abgabeleistung und/oder anhand weiterer Schädigungsparameter verbessert wird. Insbesondere ist es möglich, eine veraltete Prognose aus einem vorherigen Zeitpunkt mit der realen Messung zu vergleichen und damit die Qualität der alten Schädigungsprognose zu bewerten. Dies kann in qualitativer und/oder quantitativer Weise erfolgen. Diese Bewertung erlaubt es darüber hinaus, einen Rückschluss in Form eines selbstlernenden Systems in dem Schädigungsmodell zur Verfügung zu stellen, sodass fehlerhafte Prognosen aus der Vergangenheit für zukünftige Prognosen berücksichtigt werden können, womit wiederum zukünftige Prognosen mit dem andauernden Einsatz eines erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens immer genauer werden.
Weiter von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren bei negativer Batterie-Schädigungsprognose und/oder negativer Brennstoffzellen-Schädigungsprognose ein Austausch der Batterievorrichtung, des Brennstoffzellensystems, einer Komponente der Batterievorrichtung und/oder einer Komponente des Brennstoffzellensystems angewiesen wird. Darunter ist also eine Signalisierung zu verstehen, wenn eine negative Schädigungsprognose so ausgelegt wird, dass ein Erreichen der Mindestlebensdauer nicht garantiert ist. So kann beispielsweise die Schädigungsprognose die Information enthalten, dass auch bei maximaler Schonung und/oder Verwendung von Regenerationssituationen die gewünschte Mindestlebensdauer nicht erreicht werden kann. Für einen solchen Fall kann frühzeitig ein
Austauschen einer Teilkomponente zur Verfügung gestellt werden, um zu einem frü-
hen Zeitpunkt einen plötzlichen Austausch mit einem Stillstand des Hybrid-
Antriebssystem in der Zukunft zu vermeiden. Insbesondere wird diese Signalisierung
so ausgewählt, dass eine besonders einfach und kostengünstig auszutauschende
Komponente ausgewählt wird, welche nun unter Schonung der verbleibenden Kom-
ponenten frühzeitig und unter Vermeidung jeglicher Schonung maximal belastet wer-
den kann.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kontrollvorrichtung für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems für eine elektrische Antriebsvorrichtung eines Hybrid-Antriebssystems. Eine solche Kontrollvorrichtung zeichnet sich durch ein Erfassungsmodul aus, zum Erfassen und Speichern der Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems über einen Erfassungszeitraum und zum Erfassen und Speichern der Abgabeleistung der Batterievorrichtung über einen Erfassungszeitraum. Weiter ist ein Bestimmungsmodul vorgesehen, zum Bestimmen einer BatterieSchädigungsprognose wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Abgabeleistung der Batterievorrichtung und zum Bestimmen der BrennstoffzellenSchädigungsprognose wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems. Darüber hinaus weist die Kontrollvorrichtung ein Vorgabemodul auf, zum Vorgeben einer Soll-Abgabeleistung für die Batterievorrichtung auf Basis der bestimmten Batterie-Schädigungsprognose und zum Vorgeben einer Soll-Betriebsleistung für das Brennstoffzellensystem auf Basis der bestimmten Brennstoffzellen-Schädigungsprognose. Das Erfassungsmodul, das Bestimmungsmodul und/oder das Vorgabemodul sind dabei für die Ausführung eines erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens ausgebildet, sodass eine erfindungsgemäße Kontrollvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich bringt, wie sie ausführlich mit Bezug
auf ein erfindungsgemäßes Kontrollverfahren erläutert worden sind.
Darüber hinaus ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein HybridAntriebssystem für den Antrieb eines Fahrzeugs. Ein solches Hybrid-Antriebssystem weist eine Batterievorrichtung, ein Brennstoffzellensystem, eine elektrische Antriebsvorrichtung sowie eine erfindungsgemäße Kontrollvorrichtung auf, sodass ein solches Hybrid-Antriebssystem die gleichen Vorteile mit sich bringt, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Kontrollvorrichtung sowie ein erfindungsge-
mäßes Kontrollverfahren erläutert worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Aus-
führungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen schema-
tisch:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung, Fig. 2 ein möglicher Verlauf einer Abgabeleistung über einen Erfas-
sungszeitraum,
Fig. 3 ein möglicher Verlauf einer Betriebsleistung über einen Erfas-
sungszeitraum,
Fig. 4 eine mögliche Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 5 eine weitere mögliche Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 6 eine weitere mögliche Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 7 eine weitere mögliche Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kon-
trollvorrichtung und
Fig. 9 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen HybridAntriebssystems.
Figur 1 zeigt schematisch eine Kontrollvorrichtung 10, welche mit einem Erfassungsmodul 20 ausgestattet ist. Über nicht näher dargestellte Sensormodule kann das Erfassungsmodul 20 die aktuelle Abgabeleistung AL einer Batterievorrichtung 110 und die aktuelle Betriebsleistung BL eines Brennstoffzellensystems 120 kontinuierlich erfassen und speichern. Ein solches Erfassungsmodul 20 ist entsprechend vorzugsweise auch mit einer Speichereinheit ausgestattet. Über die kontinuierliche
und fortdauernde Erfassung der Abgabeleistung AL und der Betriebsleistung BL
trieb eines Fahrzeugs versorgt werden kann.
Basis eines erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens ist die Erfassung der Antriebsleistung AL und der Betriebsleistung BL über einen Erfassungszeitraum EZ, wie dies beispielsweise die Figuren 2 und 3 zeigen. Je nach Leistungsanforderung und Betriebssituation schwanken die Antriebsleistung AL und die Betriebsleistung BL über die Zeit. Ein beispielhafter Verlauf ist den beiden Figuren 2 und 3 zu entnehmen. So schwankt die Abgabeleistung AL der Batterievorrichtung 110 von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert auf einen mittleren Wert über einen vollständig ausgeschalteten Wert zu einem wiederum niedrigen Wert über den Erfassungszeitraum EZ. In Figur 3 ist die Betriebsleistung BL des Brennstoffzellensystems 120 dargestellt, welche nie vollständig ausgeschaltet wird und zwischen einer maximalen Auslastung und unterschiedlichen niedrigen Auslastungen schwankt. Die beiden Erfassungszeiträume EZ sind in Figur 2 und 3 vorzugsweise gleich lang ausgebildet und vorzugs-
weise darüber hinaus kontinuierlich und lückenlos erfasst und gespeichert.
In Figur 4 und 5 wird nun eine Möglichkeit einer Wirkung eines erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens dargestellt. Die Figur 4 zeigt dabei, wie auf Basis der Vergangenheitssituation und dementsprechend auf Basis der erfassten und gespeicherten Abgabeleistungen AL und Betriebsleistungen BL drei Werte bestimmt werden können. Der erste Wert ist dabei die Bewertung der Vergangenheit in Form eines BatterieSchädigungsstatus BASS und eines Brennstoffzellen-Schädigungsstatus BZSS. Der Brennstoffzellen-Schädigungsstatus BZSS liegt hier leicht oberhalb des Batterie-
Schädigungsstatus BASS. Auf dieser Basis kann nun für den zukünftig zu erwarten-
Restschädigung BZRS zu erkennen.
Um nun die unerwünschte Situation der Figur 4 mit einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren zu berücksichtigen, erfolgt die Vorgabe der Soll-Betriebsleistung SBL und der Soll-Abgabeleistung SAL in einer Weise, dass das Brennstoffzellensystem 120 geschont wird und entsprechend eine höhere Abgabeleistung AL von der Batterievorrichtung 110 abgefordert wird. Dies gilt auch dann, wenn auf diese Weise die Batterievorrichtung 110 mit stärkerer Schädigung und/oder ineffizienter betrieben wird. Im Gegensatz zu den bekannten Kontrollvorrichtungen werden also beispielsweise hier für die Batterievorrichtung 110 schädigende oder ineffiziente Betriebsweisen eingefordert, um eine zukünftige Schädigung und zu erwartende Schädigungsprognose für das Brennstoffzellensystem 120 so weit zu reduzieren, dass eine Situation erreicht wird, wie sie die Figur 5 zeigt. Hier ist das Ergebnis eines erfindungsgemäßen Kontrolleingriffs gezeigt. Durch die erhöhte Schädigung der Batterievorrichtung 110 ist die Batterie-Schädigungsprognose BASP angestiegen, während durch die Schonung des Brennstoffzellensystems 120 die BrennstoffzellenSchädigungsprognose BZSP nun unter 100% in der normierten Darstellung gefallen ist. Damit wird die Wirkung eines erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens gut ersichtlich. Trotz der in einem ersten Schritt erkannten zu hohen Schädigung und einem für diesen Zeitpunkt zu hohen Brennstoffzellen-Schädigungsstatus BZSS konnte durch den Kontrolleingriff eine Schonung des Brennstoffzellensystems 120 dazu führen,
dass nun die beiden Komponenten in Form der Batterievorrichtung 110 und des
Brennstoffzellensystems 120 in der normierten Weise wieder unter den 100% für die
Mindestlebensdauer liegen und auf diese Weise die gewünschte Mindestlebensdau-
er mit hoher Wahrscheinlichkeit erreicht werden kann.
Die Figuren 6 und 7 zeigen eine weitere Möglichkeit eines erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens. Hier ist keine Kombination mit einer Mindestlebensdauer dargestellt und es ist auch nicht zwingend eine Normierung notwendig. Die Figur 6 zeigt eine Ausgangssituation mit etwas höherem Batterie-Schädigungsstaus BASS oberhalb eines Brennstoffzellen-Schädigungsstatus BZSS. Die BrennstoffzellenSchädigungsprognose BZSP liegt deutlich unterhalb der BatterieSchädigungsprognose BASP. Wie die beiden kleinen Pfeile anzeigen, ist nun hier ein gezieltes Ausbalancieren der Schädigung gewünscht, sodass beispielswiese ein Angleichen der Schädigungsprognose gewünscht wird. Bei dieser Situation kann also eine zusätzliche und erhöhte Schädigung des Brennstoffzellensystems 130 in Kauf genommen werden, um für das Ausbalancieren der Schädigung die BatterieSchädigungsprognose BASP zu senken. Das Ergebnis einer auf dieser Basis erzeugten Vorgabe von Soll-Abgabeleistungen SAL und Soll-Betriebsleistungen SBL zeigt die Figur 7, sodass im Ergebnis eine Balance zwischen der BatterieSchädigungsprognose BASP und der Brennstoffzellen-Schädigungsprognose BZSP
das Ergebnis ist.
Die Figur 8 zeigt nochmals eine Weiterbildung der Ausführungsform einer Kontrollvorrichtung 10 der Figur 1. Hier ist eine Rückkopplungsmöglichkeit gegeben, indem das Schädigungsmodell SM für die Stellung der Prognosen BASP und BZSP als selbstlernendes System ausgebildet sein kann. Dies kann auf Basis von vergangenen Schädigungsprognosen BASP und BZSP und dem Vergleich mit einer tatsächlich eingetretenen Schädigung erfolgen. Jedoch ist es auch möglich, andere Schädigungsparameter, Betriebsparameter oder aber die erfassten Abgabeleistungen AL und Betriebsleistungen BL zu verwenden.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende
Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen.
Bezugszeichenliste
10 Kontrollvorrichtung 20 Erfassungsmodul 30 Bestimmungsmodul
40 Vorgabemodul
100 Hybrid-Antriebssystem 110 Batterievorrichtung 120 Brennstoffzellensystems
130 elektrische Antriebsvorrichtung
AL Abgabeleistung
SAL Soll-Abgabeleistung BL Betriebsleistung SBL Soll-Betriebsleistung EZ Erfassungszeitraum SM Schädigungsmodell
BASP Batterie-Schädigungsprognose
BASS Batterie-Schädigungsstatus
BARS Batterie-Restschädigung
BZSP Brennstoffzellen-Schädigungsprognose BZSS Brennstoffzellen-Schädigungsstatus BZRS Brennstoffzellen-Restschädigung

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung (AL) einer Batterievorrichtung (110) und einer Betriebsleistung (BL) eines Brennstoffzellensystems (120) für eine elektrische Antriebsvorrichtung (130) eines Hybrid-
    Antriebssystems (100), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    — Erfassen und Speichern der Betriebsleistung (BL) des Brennstoffzellen-
    systems (120) über einen Erfassungszeitraum (EZ),
    — Erfassen und Speichern der Abgabeleistung (AL) der Batterievorrich-
    tung (110) über einen Erfassungszeitraum (EZ),
    — Bestimmen einer Batterie-Schädigungsprognose (BASP) wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Abgabeleistung (AL) der Batterievorrichtung (110),
    — Bestimmen einer Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP) wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Betriebsleistung
    (BL) des Brennstoffzellensystems (120),
    — Vorgeben einer Soll-Abgabeleistung (SAL) für die Batterievorrichtung (110) auf Basis der bestimmen Batterie-Schädigungsprognose (BASP),
    — Vorgeben einer Soll-Betriebsleistung (SBL) für das Brennstoffzellensystem (120) auf Basis der bestimmten Brennstoffzellen-
    Schädigungsprognose (BZSP).
    2. Kontrollverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorgabe der Soll-Abgabeleistung (SAL) und die Vorgabe der SollBetriebsleistung (SBL) die Balance der BrennstoffzellenSchädigungsprognose (BZSP) und der Batterie-Schädigungsprognose (BASP)
    berücksichtigt wird.
    3. Kontrollverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Batterie-Schädigungsstatus (BASS) zur aktuellen Schädigungssituation der Batterievorrichtung (110) und ein Brennstoffzellen-
    Schädigungsstatus (BZSS) zur aktuellen Schädigungssituation des Brenn-
    wird.
    4. Kontrollverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Batterievorrichtung (110) und das Brennstoffzellensystem (120) eine Vorgabe einer Mindestlebensdauer bis zum Erreichen eines maximalen Batterie-Schädigungsstatus (BASS) und bis zum Erreichen eines maximalen Brennstoffzellen-Schädigungsstatus (BZSS) erfolgt.
    5. Kontrollverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgabe der Soll-Abgabeleistung (SAL) und der Soll-Betriebsleistung (SBL) unter Berücksichtigung einer verbleibenden Batterie-Restschädigung (BARS) und/oder einer verbleibenden Brennstoffzellen-Restschädigung (BZRS) er-
    folgt.
    6. Kontrollverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Schädigungsprognose (BASP) und/oder die Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP), insbesondere auch ein Batterie-Schädigungsstatus (BASS), ein Brennstoffzellen-Schädigungsstatus (BZSS), eine Batterie-Restschädigung (BARS) und/oder eine Brennstoffzellen-
    Restschädigung (BZRS) normiert werden.
    7. Kontrollverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Normierung auf eine Mindestlebensdauer und/oder auf eine Kilometerleistung erfolgt.
    8. Kontrollverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Batterie-Schädigungsprognose (BASP) und/oder die Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP) wenigstens ein Batteriepa-
    rameter und/oder ein Brennstoffzellenparameter überwacht wird.
    9. Kontrollverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Schädigungsprognose (BASP) und/oder die Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP) Teilkomponenten-
    Schädigungsprognosen aufweisen.
    und/oder irreversible Schädigungsmechanismen berücksichtigt werden.
    11. Kontrollverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Batterie-Schädigungsprognose (BASP) und/oder der Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP) ein Schädigungsmodell (SM) verwendet wird.
    12. Kontrollverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schädigungsmodell (SM) anhand erfasster und gespeicherter Betriebsleistung (BL), anhand erfasster und gespeicherter Abgabeleistung (AL) und/oder anhand weiterer Schädigungsparameter verbessert wird.
    13. Kontrollverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei negativer Batterie-Schädigungsprognose (BASP) und/oder negativer Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP) ein Austausch der Batterievorrichtung (110), des Brennstoffzellensystems (120), einer Komponente der Batterievorrichtung (110) und/oder einer Komponente des
    Brennstoffzellensystems (120) angewiesen wird.
    14. Kontrollvorrichtung (10) für eine Kontrolle einer Abgabeleistung (AL) einer Batterievorrichtung (110) und einer Betriebsleistung (BL) eines Brennstoffzellensystems (120) für eine elektrische Antriebsvorrichtung (130) eines HybridAntriebssystems (100), gekennzeichnet durch ein Erfassungsmodul (20) zum Erfassen und Speichern der Betriebsleistung (BL) des Brennstoffzellensystems (120) über einen Erfassungszeitraum (EZ) und zum Erfassen und Speichern der Abgabeleistung (AL) der Batterievorrichtung (110) über einen Erfassungszeitraum (EZ), ein Bestimmungsmodul (30) zum Bestimmen einer Batterie-Schädigungsprognose (BASP) wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Abgabeleistung (AL) der Batterievorrichtung (110) und zum Bestimmen einer Brennstoffzellen-Schädigungsprognose (BZSP) wenigstens auf Basis der erfassten und gespeicherten Betriebsleistung (BL) des Brennstoffzellensystems (120), sowie ein Vorgabemodul (40) zum Vorgeben einer SollAbgabeleistung (SAL) für die Batterievorrichtung (110) auf Basis der bestim-
    men Batterie-Schädigungsprognose (BASP) und zum Vorgeben einer Soll-
    der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet sind.
    15. Hybrid-Antriebssystem (100) für einen Antrieb eines Fahrzeugs, aufweisend eine Batterievorrichtung (110), ein Brennstoffzellensystem (120), eine elektrische Antriebsvorrichtung (130) und eine Kontrollvorrichtung (10) mit den
    Merkmalen des Anspruchs 14.
ATA50651/2021A 2021-08-10 2021-08-10 Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems AT525061B1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50651/2021A AT525061B1 (de) 2021-08-10 2021-08-10 Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems
EP22776855.3A EP4351920A1 (de) 2021-08-10 2022-08-09 Kontrollverfahren für eine kontrolle einer abgabeleistung einer batterievorrichtung und einer betriebsleistung eines brennstoffzellensystems
CN202280055438.2A CN117794780A (zh) 2021-08-10 2022-08-09 用于控制电池装置输出功率和燃料电池系统工作功率的控制方法
JP2024507862A JP2024530663A (ja) 2021-08-10 2022-08-09 バッテリ装置の出力電力および燃料電池システムの動作電力の制御のための制御方法
PCT/AT2022/060279 WO2023015329A1 (de) 2021-08-10 2022-08-09 Kontrollverfahren für eine kontrolle einer abgabeleistung einer batterievorrichtung und einer betriebsleistung eines brennstoffzellensystems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50651/2021A AT525061B1 (de) 2021-08-10 2021-08-10 Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT525061A4 true AT525061A4 (de) 2022-12-15
AT525061B1 AT525061B1 (de) 2022-12-15

Family

ID=83438521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50651/2021A AT525061B1 (de) 2021-08-10 2021-08-10 Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4351920A1 (de)
JP (1) JP2024530663A (de)
CN (1) CN117794780A (de)
AT (1) AT525061B1 (de)
WO (1) WO2023015329A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1526627A2 (de) * 2003-10-20 2005-04-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuergerät für Elektrizitätsladungsmechanismus
EP2048763A1 (de) * 2006-08-01 2009-04-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Lade-/entladesteuereinrichtung für eine sekundärbatterie und hybridfahrzeug damit
EP2124288A1 (de) * 2006-08-31 2009-11-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sekundärbatterie-steuersystem und damit ausgestattetes hybridfahrzeug
US20100241376A1 (en) * 2007-11-13 2010-09-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and control method for secondary battery
EP2629109A1 (de) * 2010-10-14 2013-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Diagnosevorrichtung für elektrische speichervorrichtungen, diagnoseverfahren und elektrische speichervorrichtung
WO2014064507A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery system
KR101530679B1 (ko) * 2014-03-07 2015-06-22 (주)누리텔레콤 배터리의 열화를 고려한 에너지 관리 장치 및 그 방법
US20170144563A1 (en) * 2015-11-24 2017-05-25 Hyundai Motor Company Method for controlling battery output

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110450653B (zh) * 2019-08-07 2020-08-28 浙江大学城市学院 基于燃料电池/锂电池退化模型的混合动力汽车最优控制策略

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1526627A2 (de) * 2003-10-20 2005-04-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuergerät für Elektrizitätsladungsmechanismus
EP2048763A1 (de) * 2006-08-01 2009-04-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Lade-/entladesteuereinrichtung für eine sekundärbatterie und hybridfahrzeug damit
EP2124288A1 (de) * 2006-08-31 2009-11-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sekundärbatterie-steuersystem und damit ausgestattetes hybridfahrzeug
US20100241376A1 (en) * 2007-11-13 2010-09-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and control method for secondary battery
EP2629109A1 (de) * 2010-10-14 2013-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Diagnosevorrichtung für elektrische speichervorrichtungen, diagnoseverfahren und elektrische speichervorrichtung
WO2014064507A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery system
KR101530679B1 (ko) * 2014-03-07 2015-06-22 (주)누리텔레콤 배터리의 열화를 고려한 에너지 관리 장치 및 그 방법
US20170144563A1 (en) * 2015-11-24 2017-05-25 Hyundai Motor Company Method for controlling battery output

Also Published As

Publication number Publication date
CN117794780A (zh) 2024-03-29
EP4351920A1 (de) 2024-04-17
JP2024530663A (ja) 2024-08-23
WO2023015329A1 (de) 2023-02-16
AT525061B1 (de) 2022-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014212451B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers
DE102016224002A1 (de) Entladen von einem wenigstens zwei Batteriezellen aufweisenden Batteriemodul einer wenigstens zwei Batteriemodule aufweisenden Batterie
DE102015217692A1 (de) Verfahren zur Überwachung des Zustands einer Batterie in einem Kraftfahrzeug
DE102009003843A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Rotorblattverstellantriebs
DE102011089962A1 (de) Verfahren zur Temperaturregelung von mindestens einem Batterieelement, Batterie sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie
DE102010031414A1 (de) Kühlsystem
DE102016007479A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Batteriezelle und Verfahren zum Bereitstellen eines Ladestromstärkenkennfeldes
DE102013204888A1 (de) Verfahren zum Ausgleich unterschiedlicher Ladungszustände von Batterien
DE102013224509A1 (de) Elektrische Energiespeichervorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Energiespeichervorrichtung
DE102016004285A1 (de) Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Kühlmittelpumpe
DE102019216439A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems sowie Vorrichtung, elektrisches Energiespeichersystem, Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium
DE112016004858T5 (de) Fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung
DE102012007157A1 (de) Verfahren zum Durchführen von Leistungsprognosen für ein Batteriesystem
EP2244329A1 (de) Lade- und Diagnoseverfahrten für Batterien
AT525061B1 (de) Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer Abgabeleistung einer Batterievorrichtung und einer Betriebsleistung eines Brennstoffzellensystems
DE102010038602A1 (de) Brennstoffzellenanlage
DE102010027711A1 (de) Verfahren zum Ermitteln einer Leistungsgrenze einer Batterie für ein Fahrzeug
EP3900093A1 (de) Betriebsvorrichtung, brennstoffzellensystem, kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems
DE102008038860A1 (de) Energiespeichermodul für ein Fahrzeug
WO2018145998A1 (de) Energiespeichervorrichtung und deren verwendung
WO2020200942A1 (de) Verfahren zur schnellen initialisierung eines elektrischen energiespeichersystems
DE102015200321A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Batterie sowie Überwachungseinrichtung
DE102018221962A1 (de) Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Betriebskenngröße für den Betrieb eines elektrischen Energiespeichers sowie entsprechendes Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und Rechnervorrichtung
DE102012215186A1 (de) Batterie sowie Verfahren zum sicheren Betreiben der Batterie
DE102012214092A1 (de) Ersatzzelle für ein Batteriesystem