DE102007039350A1 - Method and device for operating a fuel cell - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennstoffzelle (1) mit einem elektromotorisch betriebenen Rezirkulationsgebläse (2) und einem elektromotorisch betriebenen Luftverdichter (3), wobei eine elektrische Versorgungsspannung für die elektromotorischen Antriebe des Rezirkulationsgebläses (2) und des Luftverdichters (3) mittels eines gemeinsamen Umrichters (4) aus einer elektrischen Gleichspannung der Brennstoffzelle (1) bereitgestellt wird.The invention relates to a method and a device for operating a fuel cell (1) with an electric motor operated recirculation fan (2) and an electric motor operated air compressor (3), wherein an electrical supply voltage for the electric motor drives the recirculation fan (2) and the air compressor (3 ) is provided by means of a common converter (4) from a direct electrical voltage of the fuel cell (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennstoffzelle mit einem elektromotorisch betriebenen Rezirkulationsgebläse und einem elektromotorisch betriebenen Luftverdichter.The The invention relates to a method and an apparatus for operating a fuel cell with an electric motor driven recirculation fan and a electric motor operated air compressor.

Üblicherweise wird bei der Gasversorgung für eine Brennstoffzelle kathodenseitig als Oxidationsstoff Frischluft zunächst in einem Luftverdichter komprimiert. Der Anode der Brennstoffzelle wird beispielsweise über ein Dosierventil überstöchiometrischer Wasserstoff als Brennstoff zugeführt. Nicht umgesetzter Wasserstoff und an der Kathode übergetretener Stickstoff und Wasserdampf werden mittels eines Gebläses (im Weiteren Rezirkulationsgebläse) wieder auf das Druckniveau des Frischgases verdichtet und erneut in den Wasserstoffzustrom eingespeist.Usually is at the gas supply for a fuel cell cathode side as the oxidant fresh air first compressed in an air compressor. The anode of the fuel cell for example, over a metering valve more than stoichiometric Hydrogen supplied as fuel. Unreacted hydrogen and overreached at the cathode Nitrogen and water vapor are removed by means of a blower (im Another recirculation fan) again compressed to the pressure level of the fresh gas and again in the Fed hydrogen flow.

Im Allgemeinen werden der Luftverdichter zur Komprimierung der Frischluft und das Rezirkulationsgebläse zur Rückführung des Wasserstoffs elektromotorisch angetrieben. Zum Betreiben der Elektromotoren ist jeweils eine aufwändige Leistungselektronik erforderlich, was zu einem hohen Fertigungs- und daraus folgenden Kostenaufwand führt.in the Generally, the air compressor for compressing the fresh air and the recirculation fan for the return of the Hydrogen driven by an electric motor. To operate the electric motors each is a complex one Power electronics required, resulting in a high manufacturing and resulting costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Betreiben einer Brennstoffzelle mit einem elektromotorisch betriebenen Rezirkulationsgebläse und einem elektromotorisch betriebenen Luftverdichter anzugeben.Of the The invention is therefore based on the object, an improved method and an improved apparatus for operating a fuel cell with an electric motor driven recirculation fan and a indicate electromotive operated air compressor.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.Regarding of the method, the object is achieved by the specified in claim 1 Characteristics solved. With regard to the device, the object is achieved by the features specified in claim 8 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennstoffzelle mit einem elektromotorisch betriebenen Rezirkulationsgebläse und einem elektromotorisch betriebenen Luftverdichter zeichnen sich dadurch aus, dass eine elektrische Versorgungsspannung für die elektromotorischen Antriebe des Rezirkulationsgebläses und des Luftverdichters mittels eines gemeinsamen Umrichters aus der elektrischen Gleichspannung der Brennstoffzelle bereitgestellt wird. Aus der Notwendigkeit nur eines Umrichters zum Betrieb beider elektromotorischen Antriebe leiten sich in vorteilhafter Weise eine Platzersparnis, z. B. in einem brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeug, und ein verringerter Montageaufwand ab.The inventive method and the device according to the invention for operating a fuel cell with an electric motor operated recirculation and an electric motor driven air compressor are distinguished characterized in that an electrical supply voltage for the electromotive Drives of the recirculation fan and the air compressor by means of a common inverter the DC electrical voltage of the fuel cell is provided. From the necessity of only one inverter to operate both electromotive Drives are derived advantageously a space savings, z. In a fuel cell powered vehicle, and a reduced one Assembly costs.

Zur Versorgung der elektrischen Antriebe des Rezirkulationsgebläses und des Luftverdichters generiert der Umrichter aus der Gleichspannung der Brennstoffzelle oder aus einer konstanten Gleichspannung eine Wechselspannung. Die konstante Gleichspannung wird mittels eines extern angeordneten oder in den Umrichter integrierten Gleichspannungswandlers erzeugt. Daraus ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die zum Rezirkulationsgebläse und Luftverdichter gehörigen elektrischen Verstärker nicht auf unterschiedliche Spannungsniveaus ausgelegt werden müssen. Somit ist es möglich, die elektrischen Verstärker möglichst klein und bauraumsparend und kostengünstig herzustellen.to Supplying the electric drives of the recirculation fan and of the air compressor generates the inverter from the DC voltage the fuel cell or from a constant DC voltage AC voltage. The constant DC voltage is by means of a externally arranged or integrated in the inverter DC-DC converter generated. It follows in an advantageous manner that the for Recirculation fan and Associated with air compressor electric amplifier not must be designed for different voltage levels. Consequently Is it possible, the electric amplifiers preferably small and space-saving and inexpensive to produce.

Die jeweiligen elektromotorischen Antriebe des Rezirkulationsgebläses und des Luftverdichters werden mit der Wechselspannung versorgt, die mittels getrennt ausgeführter, in den Umrichter integrierter Leistungshalbleiter, Frequenzfilter und in Abhängigkeit einer elektrischen Stromstärke erzeugt wird. Die Höhe der elektrischen Stromstärke richtet sich nach einer momentan durch die elektromotorischen Antriebe erzeugten Leistung und wird mittels getrennt ausgeführter Strommessgeräte erfasst. Diese für das Rezirkulationsgebläse und den Luftverdichter getrennte Bauteilausführung führt zu dem Vorteil, dass die Bauteile auf das jeweilige Leistungsniveau der elektromotorischen Antriebe ausgelegt werden können und somit ein hoher Wirkungsgrad und eine geringere Wärmeentwicklung durch eine Verringerung der elektrischen Verluste erzielt werden.The respective electric motor drives the recirculation fan and of the air compressor are supplied with the AC voltage, the by means of separately executed, In the inverter integrated power semiconductor, frequency filter and depending an electric current is produced. The height the electric current depends on a momentarily by the electric motor drives generated power and is detected by means of separately performed ammeters. This for the recirculation fan and the air compressor separate component design leads to the advantage that the Components to the respective performance level of the electromotive Drives can be designed and thus a high efficiency and a lower heat development be achieved by reducing the electrical losses.

Die getrennt ausgeführten Leistungshalbleiter werden mittels eines gemeinsamen Kühlkörpers gekühlt, was zu einer Verringerung der Baugröße, der Montage- und Herstellungskosten führt.The run separately Power semiconductors are cooled by means of a common heat sink, which to a reduction in the size, the Assembly and manufacturing costs leads.

Zur Versorgung des Umrichters mit der elektrischen Gleichspannung ist eingangsseitig eine Anschlussvorrichtung vorgesehen. Somit wird im Vergleich zu einer getrennten Ausführung der Umrichter für das Rezirkulationsgebläse und den Luftverdichter eine Bauraum und Kostenersparnis erzielt.to Supply of the inverter with the electrical DC voltage is On the input side, a connection device is provided. Thus, will compared to a separate version of the inverter for the recirculation fan and the Air compressor achieved a space and cost savings.

Die elektrischen Antriebe werden mittels getrennt ausgeführter Anschlussvorrichtungen mit der Wechselspannung versorgt. Hierdurch sind beispielsweise im Fehlerfall eine einfache und getrennte Demontage sowie eine separate Trennung der elektromotorischen Antriebe von dem Umrichter möglich.The Electric drives are by means of separately executed connection devices supplied with the AC voltage. As a result, for example in case of failure a simple and separate disassembly and a separate Separation of the electromotive drives of the inverter possible.

Zusammenfassend wird durch den für das Rezirkulationsgebläse und den Luftverdichter der Brennstoffzelle gemeinsam ausgeführten Umrichter vor allem eine deutliche Volumen- und Gewichtseinsparung sowie eine Verringerung der Montage- und Herstellungskosten ermöglicht.In summary is by the for the recirculation fan and the air compressor of the fuel cell jointly designed inverter all a significant volume and weight savings and a Reduction of assembly and manufacturing costs allows.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 schematisch ein Blockdiagramm eines Ablaufes einer Erzeugung einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung einer Brennstoffzelle für ein Rezirkulationsgebläse und einen Luftverdichter, und 1 schematically a block diagram of a sequence of generating an AC voltage from a DC voltage of a fuel cell for a recirculation blower and an air compressor, and

2 schematisch den Aufbau eines Umrichters mit einem integrierten Gleichrichter. 2 schematically the structure of an inverter with an integrated rectifier.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 stellt den Ablauf der Erzeugung von zwei Wechselspannungen AC2, AC3 aus einer schwankenden Gleichspannung DC1 der Brennstoffzelle 1 für das Rezirkulationsgebläse 2 und den Luftverdichter 3 dar. Die Höhe der schwankenden Gleichspan nung DC1 ist unter anderem von der Qualität eines Brennstoffs, der Brennstoffzelle 1 selbst und von einer Temperatur abhängig und deshalb nicht konstant. 1 represents the sequence of generating two alternating voltages AC2, AC3 from a fluctuating DC voltage DC1 of the fuel cell 1 for the recirculation fan 2 and the air compressor 3 The level of the fluctuating DC voltage DC1 is partly due to the quality of a fuel, the fuel cell 1 itself and dependent on a temperature and therefore not constant.

Das Rezirkulationsgebläse 2 und der Luftverdichter 3 werden mittels nicht näher dargestellter elektromotorischer Antriebe betrieben. Da sowohl das Rezirkulationsgebläse 2 als auch der Luftverdichter 3 in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Brennstoffzelle 1 arbeiten, kommt es zu einer inkonstanten Leistung, und somit zu einem inkonstanten Strombedarf der elektromotorischen Antriebe.The recirculation fan 2 and the air compressor 3 are operated by means not shown electric motor drives. Because both the recirculation fan 2 as well as the air compressor 3 depending on operating conditions of the fuel cell 1 work, it comes to an inconsistent performance, and thus to an inconstant power requirement of the electric motor drives.

Bei einem gleichzeitigen Vorkommen der schwankenden Gleichspannung DC1 und einem inkonstanten Strombedarf muss ein Umrichter 4 zur Erzeugung der Wechselspannungen AC2, AC3 auf unterschiedliche Strom- und Spannungsniveaus, d. h. auf niedrige Stromwerte bei hohen Spannungswerten und auf hohe Stromwerte bei niedrigen Spannungswerten ausgelegt werden. Da die Auslegung des Umrichters 4 auf unterschiedliche Strom- und Spannungsniveaus jedoch zu einem großen Materialaufwand und daraus folgend zu hohen Herstellungskosten sowie zu einem verringerten Wirkungsgrad führt, ist dem Umrichter 4 in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ein Gleichrichter 5 vorgeschaltet oder der Gleichrichter 5 ist in den Umrichter 4 integriert.In the case of a simultaneous occurrence of the fluctuating DC voltage DC1 and an inconstant current requirement, an inverter must be installed 4 AC2, AC3 are designed to produce different levels of current and voltage, ie low current values at high voltage values and high current values at low voltage levels. Because the design of the inverter 4 However, to different current and voltage levels leads to a large cost of materials and consequent high production costs and reduced efficiency is the inverter 4 In an advantageous embodiment of the invention, a rectifier 5 upstream or the rectifier 5 is in the inverter 4 integrated.

Dieser Gleichrichter 5 erzeugt aus der schwankenden Gleichspannung DC1 eine konstante Gleichspannung DC5, so dass der Umrichter 4 lediglich für unterschiedliche Stromniveaus bei einer konstanten Gleichspannung DC5 ausgelegt werden muss. Aus dieser konstanten Gleichspannung DC5 erzeugt der Umrichter 4 eine Wechselspannung AC2 zur Versorgung des elektromo torischen Antriebs des Rezirkulationsgebläses 2 und eine Wechselspannung AC3 zur Versorgung des elektromotorischen Antriebs des Luftverdichters 3.This rectifier 5 generates from the fluctuating DC voltage DC1 a constant DC voltage DC5, so that the inverter 4 only for different current levels at a constant DC DC5 must be designed. From this constant DC voltage DC5 generated by the inverter 4 an alternating voltage AC2 for supplying the electromotive toric drive of the recirculation fan 2 and an AC voltage AC3 for supplying the electromotive drive of the air compressor 3 ,

2 zeigt den Aufbau des Umrichters 4 mit einem in den Umrichter 4 integrierten Gleichrichter 5. Eingangsseitig ist der Umrichter 4 mit einer Anschlussvorrichtung 6, z. B. Anschlussklemmen, versehen, mittels derer der Umrichter 4 mit der schwankenden Gleichspannung DC1 versorgt wird. Aus dieser schwankenden Gleichspannung DC1 erzeugt der Gleichrichter 5 die konstante Gleichspannung DC5. Die Leistungshalbleiter 5.1 des Gleichrichters 5 werden dabei mittels eines Kühlkörpers 7 gekühlt. Dieser Kühlkörper ist gleichzeitig zur Kühlung von Leistungshalbleitern 8.1 eines Verstärkers 8, Leistungshalbleitern 9.1 eines Wechselrichters 9 und Leistungshalbleitern 10.1 eines weiteren Wechselrichters 10 vorgesehen. Somit ist es möglich, eine Volumen- und Gewichtseinsparung sowie eine Kostenverringerung zu erreichen. 2 shows the structure of the inverter 4 with one in the inverter 4 integrated rectifier 5 , The input side is the inverter 4 with a connection device 6 , z. B. terminals, provided by means of which the inverter 4 is supplied with the fluctuating DC voltage DC1. From this fluctuating DC voltage DC1 generated by the rectifier 5 the constant DC voltage DC5. The power semiconductors 5.1 of the rectifier 5 be doing this by means of a heat sink 7 cooled. This heat sink is also used to cool power semiconductors 8.1 an amplifier 8th , Power semiconductors 9.1 an inverter 9 and power semiconductors 10.1 another inverter 10 intended. Thus, it is possible to achieve a volume and weight savings as well as a cost reduction.

Ein Verstärker 8 verstärkt die konstante Gleichspannung DC5 auf eine verstärkte Gleichspannung DC8. Zur Erreichung eines möglichst hohen Wirkungsgrades des Umrichters 4 ist es erforderlich, die Höhe der verstärkten Gleichspannung DC8 in Abhängigkeit von der Größe einer nachgeschalteten elektrischen Last festzulegen, insbesondere an die größte elektrische Last anzupassen.An amplifier 8th amplifies the constant DC voltage DC5 to an amplified DC voltage DC8. To achieve the highest possible efficiency of the inverter 4 It is necessary to set the level of the amplified DC voltage DC8 as a function of the size of a downstream electrical load, in particular to adapt to the largest electrical load.

Bei der größten elektrischen Last handelt es sich um den Luftverdichter 3. Der zu dem Luftverdichter 3 gehörige Wechselrichter 9 erzeugt aus der eingangsseitigen verstärkten Gleichspannung DC8 eine Wechselspannung AC9, z. B. eine dreiphasige Wechselspannung, zur Versorgung des Luftverdichters 3. Zum Betrieb des Rezirkulationsgebläses 2 generiert der Wechselrichter 10 aus der verstärkten Gleichspannung DC8 eine Wechselspannung AC10, bei der es sich beispielsweise auch um eine dreiphasige Wechselspannung handeln kann.The largest electrical load is the air compressor 3 , The one to the air compressor 3 belonging inverters 9 generates from the input side amplified DC voltage DC8 an AC voltage AC9, z. B. a three-phase AC voltage to supply the air compressor 3 , For operation of the recirculation fan 2 generates the inverter 10 from the amplified DC voltage DC8 an AC voltage AC10, which may for example also be a three-phase AC voltage.

In dem Umrichter 4 sind Filter 11, 12 angeordnet, die aus den erzeugten Wechselspannungen AC9, AC10 nicht erwünschte Signale, z. B. Oberwellen im Spannungsverlauf, entfernen. Über eine Anschlussvorrichtung 13, z. B. eine Anschlussklemme, ist die Wechselspannung AC3 zur Versorgung des elektromotorischen Antriebs des Luftverdichters 3 abgreifbar. Über eine weitere gesonderte Anschlussvorrichtung 14 wird die Wechselspannung AC2 für das Rezirkulationsgebläse 2 bereitgestellt. Durch diese getrennte Ausführung der Anschlussvorrichtungen 13, 14 werden beispielsweise im Fehlerfall eine einfache und separate Demontage sowie eine gesonderte Trennung der elektromotorischen Antriebe von dem Umrichter 4 ermöglicht.In the inverter 4 are filters 11 . 12 arranged, from the generated AC voltages AC9, AC10 unwanted signals, eg. B. harmonics in the voltage curve, remove. Via a connection device 13 , z. B. a terminal, is the AC voltage AC3 for supplying the electric motor drive of the air compressor 3 tapped. About another separate connection device 14 becomes the AC voltage AC2 for the recirculation fan 2 provided. Through this separate version of the connection devices 13 . 14 For example, in case of failure, a simple and separate disassembly and a separate separation of the electric motor drives from the inverter 4 allows.

Weiterhin werden an den Anschlussvorrichtungen 13, 14 mittels getrennt ausgeführter Strommessgeräte 15, 16 die elektrischen Ströme des Luftverdichters 3 und Rezirkulationsgebläses 2 erfasst. Diese Messwerte werden in einer Logikeinheit 17 verarbeitet und zu einer Ansteuerung des Gleichrichters 5, des Verstärkers 8 und der Wechselrichter 9, 10 verwendet. In dieser Logikeinheit 17 sind eine CAN-Bus-Anbindung 17.1 (CAN = Controller Area Network), ein Analyser 17.2, eine Steuereinrichtung 17.3 und ein Fehlerspeicher 17.4 zusammengefasst.Furthermore, at the connection devices 13 . 14 by means of separate power meters 15 . 16 the electric currents of the air compressor 3 and recirculation blower 2 detected. These measurements are in a logic unit 17 processed and to a control of the rectifier 5 , the amplifier 8th and the inverter 9 . 10 used. In this logic unit 17 are a CAN bus connection 17.1 (CAN = Controller Area Network), an analyzer 17.2 , a control device 17.3 and a fault memory 17.4 summarized.

Mittels der CAN-Bus-Anbindung 17.1 wird eine Vernetzung und ein Datenaustausch des Umrichters 4 mit anderen Steuergeräten, z. B. innerhalb eines Fahrzeugs ermöglicht. Der Analyser 17.2 erfasst in Echtzeit Betriebszustände der einzelnen Komponenten des Umrichters 4. Bei diesen Betriebszuständen handelt es sich beispielsweise um die mittels der Strommessgeräte 15, 16 erfassten elektrischen Ströme, um elektrische Spannungen oder Temperaturwerte. Anhand von diesen durch den Analyser 17.2 erfassten Betriebszuständen steuert eine Steuereinrichtung 17.3 den Gleichrichter 5, den Verstärker 8 und die Wechselrichter 9, 10 an.By means of the CAN bus connection 17.1 is a networking and data exchange of the inverter 4 with other control devices, eg. B. within a vehicle. The analyzer 17.2 detects in real time operating states of the individual components of the inverter 4 , These operating states are, for example, those using the ammeters 15 . 16 detected electrical currents to electrical voltages or temperature values. Based on these by the analyzer 17.2 detected operating states controls a control device 17.3 the rectifier 5 , the amplifier 8th and the inverters 9 . 10 at.

Ferner werden die durch den Analyser 17.2 in Echtzeit erfassten Betriebszustände in einem Fehlerspeicher 17.4. gespeichert. Dieser Fehlerspeicher 17.4 ist in Form eines Ringspeichers ausgebildet, in welchem die Betriebszustände der letzten Sekunden des Betriebes revolvierend aufgezeichnet werden. Bei einem Fehlerfall des Umrichters 4 wird die Aufzeichnung der Betriebszustände angehalten und diese in einen nichtflüchtigen Speicher kopiert. Somit werden eine detaillierte Analyse eines Fehlers und dessen Ursachen zu einem späteren Zeitpunkt ermöglicht.Further, those by the analyzer 17.2 detected in real time operating states in a fault memory 17.4 , saved. This error memory 17.4 is formed in the form of a ring memory, in which the operating conditions of the last seconds of operation are recorded revolving. In case of an error of the inverter 4 the recording of the operating states is stopped and these are copied into a non-volatile memory. This allows for a detailed analysis of an error and its causes at a later date.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Umrichter 4 zusätzlich zum Betrieb des Rezirkulationsgebläses 2 und des Luftverdichters 3 zum Betreiben weiterer elektrischer Lasten, z. B. eine Kühlwasserpumpe, eine Klimaanlage und/oder ein Gebläse, nutzbar. Hieraus resultieren zusätzliche Volumen- und Gewichtseinsparungen sowie eine Verringerung der Montage- und Herstellungskosten.In an advantageous embodiment of the invention, the inverter 4 in addition to the operation of the recirculation fan 2 and the air compressor 3 for operating other electrical loads, eg. As a cooling water pump, air conditioning and / or a fan, usable. This results in additional volume and weight savings and a reduction in assembly and manufacturing costs.

11
Brennstoffzellefuel cell
22
Rezirkulationsgebläserecirculation
33
Luftverdichterair compressor
44
Umrichterinverter
55
Gleichrichterrectifier
5.15.1
LeistungshalbleiterPower semiconductor
66
Anschlussvorrichtungconnection device
77
Kühlkörperheatsink
88th
Verstärkeramplifier
8.18.1
LeistungshalbleiterPower semiconductor
99
Wechselrichterinverter
9.19.1
LeistungshalbleiterPower semiconductor
1010
Wechselrichterinverter
10.110.1
LeistungshalbleiterPower semiconductor
1111
Filterfilter
1212
Filterfilter
1313
Anschlussvorrichtungconnection device
1414
Anschlussvorrichtungconnection device
1515
Strommessgerätammeter
1616
Strommessgerätammeter
1717
Logikeinheitlogic unit
17.117.1
CAN-Bus-AnbindungCAN bus connection
17.217.2
AnalyserAnalyzer
17.317.3
Steuereinrichtungcontrol device
17.417.4
Fehlerspeichererror memory
AC2AC2
WechselspannungAC
AC3AC3
WechselspannungAC
AC9AC9
WechselspannungAC
AC10AC10
WechselspannungAC
DC1DC1
Schwankende Gleichspannungfluctuating DC
DC5DC5
konstante Gleichspannungconstant DC
DC8DC8
Verstärkte GleichspannungReinforced DC voltage

Claims (14)

Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzelle (1) mit einem elektromotorisch betriebenen Rezirkulationsgebläse (2) und einem elektromotorisch betriebenen Luftverdichter (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Versorgungsspannung für die elektromotorischen Antriebe des Rezirkulationsgebläses (2) und des Luftverdichters (3) mittels eines gemeinsamen Umrichters (4) aus einer elektrischen Gleichspannung der Brennstoffzelle (1) bereitgestellt wird.Method for operating a fuel cell ( 1 ) with an electric motor driven recirculation fan ( 2 ) and an electric motor driven air compressor ( 3 ), characterized in that an electrical supply voltage for the electromotive drives of the recirculation blower ( 2 ) and the air compressor ( 3 ) by means of a common converter ( 4 ) from an electrical DC voltage of the fuel cell ( 1 ) provided. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der elektrischen Gleichspannung der Brennstoffzelle (1) oder aus einer konstanten Gleichspannung (DC5) mittels des Umrichters (4) Wechselspannungen (AC2, AC3) als Versorgungsspannungen der elektromotorischen Antriebe generiert werden.A method according to claim 1, characterized in that from the electrical DC voltage of the fuel cell ( 1 ) or from a constant DC voltage (DC5) by means of the converter ( 4 ) AC voltages (AC2, AC3) are generated as supply voltages of the electric motor drives. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konstante Gleichspannung (DC5) aus der elektrischen Gleichspannung der Brennstoffzelle (1) mittels ei nes extern angeordneten oder in den Umrichter (4) integrierten Gleichrichters (5) generiert wird.A method according to claim 2, characterized in that the constant DC voltage (DC5) from the DC electrical voltage of the fuel cell ( 1 ) by means of an externally arranged or in the inverter ( 4 ) integrated rectifier ( 5 ) is generated. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungen (Ac2, AC3) mittels in den Umrichter (4) integrierter, für die elektromotorischen Antriebe des Rezirkulationsgebläses (2) und des Luftverdichters (3) gesondert ausgeführter Leistungshalbleiter (5.1, 8.1, 9.1, 10.1) und Filter (11, 12) sowie in Abhängigkeit einer elektrischen Stromstärke erzeugt werden.Method according to Claim 2 or 3, characterized in that the alternating voltages (Ac2, AC3) are fed into the converter ( 4 ), for the electromotive drives of the recirculation fan ( 2 ) and the air compressor ( 3 ) separately executed power semiconductors ( 5.1 . 8.1 . 9.1 . 10.1 ) and filters ( 11 . 12 ) as well as in dependence of an electric current strength are generated. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleiter (5.1, 8.1, 9.1, 10.1) mittels eines gemeinsamen Kühlkörpers (7) gekühlt werden.Method according to Claim 4, characterized in that the power semiconductors ( 5.1 . 8.1 . 9.1 . 10.1 ) by means of a common heat sink ( 7 ) are cooled. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter (4) eingangsseitig mittels einer Anschlussvorrichtung (6) mit der elektrischen Gleichspannung versorgt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the converter ( 4 ) on the input side by means of a connection device ( 6 ) is supplied with the electrical DC voltage. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Antriebe mittels getrennt ausgeführter Anschlussvorrichtungen (13, 14) mit der Versorgungsspannung gespeist werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electric drives by means of separately executed connection devices ( 13 . 14 ) are supplied with the supply voltage. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Umrichter (4) die Versorgungsspannung der elektromotorischen Antriebe des Rezirkulationsgebläses (2) und des Luftverdichters (3) aus der elektrischen Gleichspannung der Brennstoffzelle (1) bereitstellt.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the common converter ( 4 ) the supply voltage of the electromotive drives of the recirculation blower ( 2 ) and the air compressor ( 3 ) from the electrical DC voltage of the fuel cell ( 1 ). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter (4) die Wechselspannungen (AC2, AC3) als elektrische Versorgungsspannungen der elektromotorischen Antriebe aus der elektrischen Gleichspannung der Brennstoffzelle (1) oder aus der konstanten Gleichspannung (DC5) generiert.Apparatus according to claim 8, characterized in that the converter ( 4 ) the alternating voltages (AC2, AC3) as electrical supply voltages of the electric motor drives from the electrical DC voltage of the fuel cell ( 1 ) or from the constant DC voltage (DC5). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (5) zur Erzeugung der konstanten Gleichspannung (DC5) aus der elektrischen Gleichspannung der Brennstoffzelle (1) extern dem Umrichter (4) vorgeschaltet oder in diesen integriert ist.Device according to claim 9, characterized in that the rectifier ( 5 ) for generating the constant DC voltage (DC5) from the DC electrical voltage of the fuel cell ( 1 ) externally to the inverter ( 4 ) upstream or integrated in this. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Umrichter integrierte Leistungshalbleiter (5.1, 8.1, 9.1, 10.1), Filter (11, 12) und Strommessgeräte (15, 16) zur Messung von Stromstärken der elektromotorischen Antriebe des Rezirkulationsgebläses (2) und des Luftverdichters (3) gesondert ausgeführt sind und in Abhängigkeit der gemessenen Stromstärken die Wechselspannungen (AC2, AC3) erzeugen.Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that in the inverter integrated power semiconductors ( 5.1 . 8.1 . 9.1 . 10.1 ), Filters ( 11 . 12 ) and ammeters ( 15 . 16 ) for measuring current levels of the electromotive drives of the recirculation fan ( 2 ) and the air compressor ( 3 ) are performed separately and generate the AC voltages (AC2, AC3) depending on the measured currents. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leistungshalbleiter (5.1, 8.1, 9.1, 10.1) mittels eines Kühlkörpers (7) kühlbar sind.Device according to Claim 11, characterized in that a plurality of power semiconductors ( 5.1 . 8.1 . 9.1 . 10.1 ) by means of a heat sink ( 7 ) are coolable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Umrichter (4) eine Anschlussvorrichtung (6) zur eingangsseitigen Versorgung mit der elektrischen Gleichspannung angeordnet ist.Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that on the inverter ( 4 ) a connection device ( 6 ) is arranged for input-side supply with the electrical DC voltage. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Umrichter (4) getrennt ausgeführte Anschlussvorrichtungen (13, 14) zur Spannungsversorgung der elektrischen Antriebe angeordnet sind.Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that on the inverter ( 4 ) separately executed connection devices ( 13 . 14 ) are arranged to supply power to the electric drives.
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