DE102008047871A1

DE102008047871A1 - Brennstoffzellensystem-Aufwärmstrategie mit verringerten Wirkungsgradverlusten

Info

Publication number: DE102008047871A1
Application number: DE102008047871A
Authority: DE
Inventors: Abdullah B. Alp; Steven D. Burch; Marc Becker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-09-24
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: US20090081505A1; CN101399349B; DE102008047871B4; CN101399349A; US8007946B2

Abstract

Ein Verfahren zum schnellen und effizienten Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels bei Systeminbetriebnahme. Das Verfahren nutzt und priorisiert verschiedene Stapelwärmequellen beruhend auf deren Wirkungsgrad beim Erwärmen des Stapels. Ein Wärmesollwert zum Erwärmen des Stapels auf die erwünschte Temperatur wird beruhend auf der Umgebungstemperatur und der Temperatur des Stapelkühlfluids ermittelt. Der Sollwert wird dann mit der Stapelerwärmung verglichen, die von den Wärmequellen vorgesehen wird, die durch normalen Systeminbetriebnahmebetrieb arbeiten. Wenn mehr Wärme zum Erreichen des Sollwerts erforderlich ist, kann das Verfahren zunächst eine Systembatterie unter Verwendung von Stapelleistung laden, wobei die Last ein Aufwärmen des Brennstoffzellenstapels bewirkt. Wenn immer noch zusätzliches Erwärmen erforderlich ist, kann das Verfahren dann eine Kühlfluidheizvorrichtung einschalten, dann eine kleine Menge Wasserstoff in den Kathodeneinlassstrom strömen lassen, um Verbrennung vorzusehen, und dann die Verdichterlast nach Bedarf anheben.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum schnellen und effizienten Aufwärmen eines Brennstoffzellenstapels bei Systeminbetriebnahme und insbesondere ein Verfahren zum Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels bei Systeminbetriebnahme, das Wärmequellen beruhend auf deren Wirkungsgrad priorisiert und nutzt.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Wasserstoff ist ein sehr interessanter Brennstoff, da er sauber ist und zum effizienten Erzeugen von elektrischem Strom in einer Brennstoffzelle verwendet werden kann. Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode mit einem Elektrolyt dazwischen aufweist. Die Anode erhält Wasserstoffgas und die Kathode erhält Sauerstoff oder Luft. Das Wasserstoffgas wird in der Anode aufgespalten, um freie Protonen und Elektronen zu erzeugen. Die Protonen bewegen sich durch den Elektrolyten zur Kathode. Die Protonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen in der Kathode, um Wasser zu erzeugen. Die Elektronen von der Anode können nicht den Elektrolyten passieren und werden daher zum Erbringen von Arbeit durch eine Last geleitet, bevor sie zur Kathode geschickt werden.
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC, vom engl. Proton Exchange Membrane Fuel Cells) sind eine gängige Brennstoffzelle für Fahrzeuge. Die PEMFC umfasst im Allgemeinen eine Protonen leitende Festpolymer-Elektrolytmembran, beispielsweise eine Perfluorsulfonsäure-Membran. Die Anode und Kathode umfassen üblicherweise fein verteilte katalytische Partikel, für gewöhnlich Platin (Pt), die von Kohlenstoffpartikeln getragen werden und mit einem Ionomer gemischt sind. Die katalytische Mischung ist auf gegenüberliegenden Seiten der Membran aufgebracht. Die Kombination aus der katalytischen Mischung der Anode, der katalytischen Mischung der Kathode und der Membran bildet eine Membranelektrodenanordnung (MEA, vom engl. Membrane Electrode Assembly).
In einem Brennstoffzellenstapel werden zum Erzeugen der Sollleistung üblicherweise mehrere Brennstoffzellen kombiniert. Der Brennstoffzellenstapel erhält ein Kathodenreaktandengas, üblicherweise einen mittels eines Verdichters durch den Stapel getriebenen Luftstrom. Von dem Stapel wird nicht der gesamte Sauerstoff aufgebraucht, und ein Teil der Luft wird als Kathodenabgas ausgestoßen, das Wasser als Stapelnebenprodukt enthalten kann. Der Brennstoffzellenstapel nimmt auch ein Anoden-Wasserstoffreaktandengas auf, das in die Anodenseite des Stapels strömt. Der Stapel umfasst ferner Strömungskanäle, durch die ein Kühlfluid strömt.
Ein Brennstoffzellenstapel umfasst typischerweise eine Reihe von Bipolarplatten, die zwischen den mehreren MEAs in dem Stapel positioniert sind, wobei die Bipolarplatten und die MEAs zwischen zwei Endplatten positioniert sind. Die Bipolarplatten umfassen eine Anodenseite und eine Kathodenseite für angrenzende Brennstoffzellen im Stapel. An der Anodenseite der Bipolarplatten sind Anodengasströmungskanäle vorgesehen, die das Anodenreaktandengas zu der jeweiligen MEA strömen lassen. Kathodengasströmungskanäle sind an der Kathodenseite der Bipolarplatten vorgesehen, die das Kathodenreaktandengas zu der jeweiligen MEA strömen lassen. Eine Endplatte umfasst Anodengas-Strömungskanäle und die andere Endplatte umfasst Kathodengas-Strömungskanäle. Die Bipolarplatten und die Endplatten bestehen aus einem leitenden Material, wie zum Beispiel Edelstahl oder einem leitenden Verbundstoff. Die Endplatten leiten den von den Brennstoffzellen erzeugten elektrischen Strom aus dem Stapel heraus. Die Bipolarplatten umfassen auch Strömungskanäle, durch die ein Kühlfluid strömt.
Ein Brennstoffzellenstapel arbeitet bei einer bestimmten Stapelbetriebstemperatur, die typischerweise durch ein durch den Stapel strömendes Kühlfluid gesteuert wird, effizienter und stabiler. Bei Systeminbetriebnahme weist der Brennstoffzellenstapel typischerweise eine niedrige Temperatur auf, möglicherweise unter dem Gefrierpunkt. Es ist erwünscht, den Stapel bei Systeminbetriebnahme so schnell wie möglich auf die erwünschte Temperatur zu erwärmen, so dass der Stapel früher effizienter und stabiler arbeitet.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum schnellen und effizienten Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels bei Systeminbetriebnahme offenbart. Das Verfahren nutzt und priorisiert verschiedene Stapelwärmequellen beruhend auf deren Wirkungsgrad beim Erwärmen des Stapels. Ein Wärmeleistungssollwert zum Erwärmen des Stapels auf die erwünschte Temperatur wird beruhend auf der Umgebungstemperatur und der Temperatur des Stapelkühlfluids ermittelt. Der Sollwert wird dann mit der Stapelerwärmung verglichen, die von den Wärmequellen geliefert wird, die durch normalen Systeminbetriebnahmebetrieb arbeiten. Ist mehr Wärme zum Erreichen des Sollwerts erforderlich, kann das Verfahren zunächst eine Systembatterie mit Hilfe von Stapelleistung laden, wobei die Last ein Erwärmen des Brennstoffzellenstapels bewirkt. Ist immer noch zusätzliches Erwärmen erforderlich, kann das Verfahren dann eine Kühlfluidheizvorrichtung einschalten, dann eine kleine Menge Wasserstoff in den Kathodeneinlassstrom strömen lassen, um Verbrennung vorzusehen, und dann die Verdichterlast nach Bedarf anheben.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems und
2 ist ein Blockdiagramm eines Steuergeräts, das einen Prozess zum schnellen und effizienten Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels bei Systeminbetriebnahme nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
Eingehende Beschreibung der Ausführungsformen
Die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein Verfahren zum Priorisieren und Nutzen verschiedener Wärmequellen zum Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels bei Systeminbetriebnahme beruhend auf deren Wirkungsgrad gerichtet ist, ist lediglich beispielhafter Natur und soll die Erfindung, ihre Anwendungen oder Einsatzmöglichkeiten in keiner Weise beschränken.
Wie nachstehend näher erläutert wird, schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum schnellstmöglichen und so effizient wie möglichen Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels bei Systeminbetriebnahme vor, das die Stapelaufwärmzeit minimiert. Das Verfahren nutzt mehrere unterschiedliche Wärmequellen zum Erwärmen des Stapels bei Systeminbetriebnahme. Diese Wärmequellen umfassen die durch Stapelunwirtschaftlichkeiten beruhend auf Stapellast erzeugte Wärme, eine Kühlfluidheizvorrichtung, Endzellenheizvorrichtungen in dem Stapel, das Strömen von Wasserstoff in die Kathodenseite des Stapels, um katalytische Verbrennung zu erzeugen, und Überbelasten des Kathodenverdichters, um Wärme in der Kathodenluftzelle zu erzeugen. Die Stapelwärmeerzeugung kann durch Laden einer Hochspannungsbatterie angehoben werden, die als Stapellast dient. Da die zum Laden der Batterie verwendete Energie aus der Batterie rückgewinnbar ist, ist diese Technik des Erwärmens des Stapels die effizienteste. Das Verwenden der Kühlfluidheizvorrichtung und der Stapelendzellenheizvorrichtung erwärmt nicht nur das Kühlfluid und die Stapelendzellen, sondern erhöht auch den Stapellaststrom, der auch zum Erwärmen des Stapels dient. Aufgrund dieser doppelten Erwärmungswirkung sind die Kühlfluidheizvorrichtungen und die Endzellenheizvorrichtungen der zweiteffizienteste Weg zum Erwärmen des Brennstoffzellenstapels. Der nächsteffizienteste Weg zum Erwärmen des Brennstoffzellenstapels ist das Einspritzen einer kleinen Menge an Wasserstoff in die Kathodenseite des Stapels, wo er verbrennt, was Wärme erzeugt. Es gibt Komponentenbeschränkungen, wie viel Wasserstoff in die Kathodenseite des Stapels eingespritzt werden kann. Ferner kann ein Teil des eingespritzten Wasserstoffs zu dem Auslass strömen, was unerwünschte Emissionsspitzen in dem System erzeugt. Die letzte Technik zum Erzeu gen von zusätzlicher Wärme zum Erwärmen des Stapels ist das Anheben des Druckverhältnisses über dem Verdichter, um die Kathodeneinlassluft zu erwärmen und die elektrische Last an dem Stapel anzuheben. Dieses Verfahren ist typischerweise ineffizient und führt zu zusätzlicher Geräuschbildung in dem System.
1 ist eine Draufsicht auf ein Brennstoffzellensystem 10 mit einem Brennstoffzellenstapel 12. Der Brennstoffzellenstapel 12 umfasst Endzellenheizvorrichtungen 14 und 16, die in den Endzellen des Stapels 12 vorgesehen sind. Der Brennstoffzellenstapel 12 nimmt Kathodeneingangsluft von einem Verdichter 18 an einer Kathodeneingangsleitung 20 auf und gibt Kathodenabgas an einer Kathodenausgangsleitung 22 aus. Analog nimmt der Brennstoffzellenstapel 12 Wasserstoffgas an einer Anodeneingangsleitung 24 von einer Wasserstoffspeicherquelle 28 auf und gibt Anodenabgas an einer Anodenausgangsleitung 26 aus. Wasserstoffgas von der Quelle 28 kann der Kathodeneingangsleitung 20 und in die Kathodenseite des Stapels 12 durch ein Ventil 44 selektiv geliefert werden, um an der Kathodenseite des Stapels 12 Verbrennung zum Erwärmen des Stapels 12 in einer für den Fachmann verständlichen Weise vorzusehen.
In den Bipolarplatten in dem Brennstoffzellenstapel 12 sind Kühlfluidströmungskanäle vorgesehen. Von einer Pumpe 30 wird ein Kühlfluid durch die Kühlfluidströmungskanäle und durch einen Kühlfluidkreislauf 32 außerhalb des Stapels 12 gepumpt. Das Kühlfluid in dem Kreislauf 32 von dem Stapel 12 wird zu einem Kühler 34 geschickt, wo vor dem Zurückschicken zu dem Brennstoffzellenstapel 12 seine Temperatur gesenkt wird. Ein Umgehungsventil 36 in dem Kreislauf 32 kann gesteuert werden, um eine selektive Menge des Kühlfluids den Kühler 34 an einer Umgehungsleitung 38 umgehen zu lassen, so dass das Kühlfluid nicht durch den Kühler 34 gekühlt wird. Eine Kühlfluidheizvorrichtung 40 in dem Kühlfluidkreislauf 32 kann zum Erwärmen des Kühlfluids bei Stapelinbetriebnahme verwendet werden. Ein Temperatursensor 42 misst die Temperatur des Kühlfluids in dem Kreislauf 32, das aus dem Stapel 12 herauskommt.
Das System 10 umfasst auch eine Hochspannungsbatterie 46, die mit dem Brennstoffzellenstapel 12 elektrisch verbunden ist und durch den Stapel 12 geladen werden kann.
Erfindungsgemäß erwärmt ein Stapelaufwärmalgorithmus den Stapel 12 bei Systeminbetriebnahme, so dass der Stapel 12 seine erwünschte Betriebstemperatur schneller und effizient erreicht. Der Algorithmus ermittelt zunächst, wie viel Wärme von den verschiedenen Wärmequellen erzeugt wird, die den Stapel 12 von dem Normalbetrieb des Systems 10 erwärmen. Wenn zum Beispiel große Lasten unmittelbar bei Systeminbetriebnahme an dem Stapel 12 angelegt werden, dann sollte die von dem Stapel 12 selbst erzeugte Wärme ausreichend sein, um den Stapel 12 schnell auf seine Betriebstemperatur zu erwärmen. Wenn von normalem Systembetrieb nicht genügend Wärme erzeugt wird, da der Staple 12 zu kalt ist oder die Wärmequellen nicht ausreichend sind, aktiviert und priorisiert der Algorithmus die verschiedenen Wärmequellen beruhend auf Wirkungsgrad und erwünschtem Wärmebetrag. Dieses Priorisieren umfasst zunächst das Abziehen von elektrischem Strom von dem Stapel 12 zum Laden der Batterie 46. Wenn der Stapel 12 durch Laden der Batterie 46 nicht genügend Wärme erzeugen kann, um den Stapel 12 schnell genug zu erwärmen, dann schaltet der Algorithmus die Kühlfluidheizvorrichtung 40 ein. Wenn immer noch mehr Wärme erforderlich ist, dann führt der Algorithmus Wasserstoff in die Kathodenseite des Stapels 12 durch das Ventil 44 ein, um Verbrennung zu erzeugen. Ist immer noch mehr Wärme erforderlich, dann kann das Druckverhältnis über dem Verdichter 18 zum Beispiel durch Schließen eines Ventils in der Leitung 20, was den Verdichter 18 stärker arbeiten lässt, angehoben werden.
Erfindungsgemäß beruht der Sollwert für den Aufwärmalgorithmus auf der Kühlfluid-Auslasstemperatur von dem Temperatursensor 42 und der Umgebungstemperatur, die zum Feststellen einer Wärmeleistung in Kilowatt verwendet werden, die angibt, wie viel Wärme zu liefern ist. Beruhend auf der nachstehenden Gleichung (1) wird die Bruttowärmeerzeugung Q .gross durch Addieren der Stapelwärmeerzeugung Q .stock , der Kühlfluidheizvorrichtungs-Wärmeerzeugung Q .coolant heater , der Endzellenheizvorrichtungs-Wärmeerzeugung Q .end cell heater , der von dem Kathodenwasserstoffstrom erzeugten Wärme
und der Verdichterwärmeerzeugung
_compressor berechnet.
Die Stapelwärmeerzeugung lässt sich berechnen als:
Die Verdichterwärme in das Kühlfluid kann vernachlässigt werden, da sie allgemein im Verhältnis zu den anderen Wärmequellen von kleiner Größenordnung ist und schwer präzis zu messen ist. Die Wirkung von zusätzlicher Verdichterleistung auf die Stapellast und vom Stapel erzeugter Wärme wird in Gleichung (2) berücksichtigt.
Wobei der untere Erwärmungswert für Wasserstoff bei 120 kW/(g/s) liegt und r_slip eine Funktion von Kühlfluid-Auslasstemperatur und mittlerer Zellenspannung ist.
2 ist ein Blockdiagramm 50, das einen Prozess zum Ermitteln der erforderlichen Wärme zum Erwärmen des Stapels 12 auf die erwünschte Temperatur binnen eines kurzen Zeitraums bei Systeminbetriebnahme nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. An Leitung 52 wird von einer Lookup- bzw. Nachschlagetabelle 54 abhängig von der Umgebungstemperatur von einem Umgebungstemperatursensor 56 und der Kühlfluidtemperatur an Leitung 58 von dem Temperatursensor 42 ein Wärmeerzeugungsanforderungssignal vorgesehen. Das Wärmeerzeugungsanforderungssignal wird zu einem Summierblock 60 gesendet, der an Leitung 62 einen Wärmeerzeugungsfehler als Differenz zwischen der Wärme, die gerade dem Stapel 12 durch normale Systemwärmequellen geliefert wird, und der erwünschten Erwärmung des Stapels 12 ermittelt. Der Fehler wird einem Proportional-Integral-Differential(PID)-Regler 64 geliefert, der eine Wärme-Delta-Anforderung erzeugt, die der Aufwärmalgorithmus dann zum Priorisieren zusätzlicher Erwärmung des Stapels 12 beruhend auf der vorstehenden Erläuterung nutzt.
Wenn das System 10 gestartet wird und der Fahrzeugbediener das Fahrzeug sofort betreibt, liefert die Last an dem Stapel 12 die Stapelwärmeerzeugung an Leitung 66 beruhend auf Gleichung (2). Diese Stapelwärmeerzeugung kann ausreichen, um den Bedarf zum schnellen und effizienten Erwärmen des Stapels 12 zu decken. Der Stapel 12 kann Leistung zum Betreiben des Verdichters 18, der Kühlfluidpumpe 30 etc. liefern, was den an Leitung 66 vorgesehenen Wärmebetrag beruhend auf Gleichung (2) ebenfalls erhöht. Die Endzellen-Heizvorrichtungen 14 und 16 können gesteuert durch einen Endzellenerwärmungsalgorithmus ein sein, was an Leitung 68 zusätzliche Wärmeerzeugung vorsieht, die den Fehler aus dem Summierblock 60 verringert.
Wenn die von den verschiedenen Wärmequellen bei Systeminbetriebnahme erzeugte Wärme nicht groß genug ist, um den Fehler auf Null zu senken, dann kann der Aufwärmalgorithmus zusätzliche Wärme vorsehen, die beruhend auf Quellensuffizienz priorisiert wird. Der Algorithmus sieht zunächst eine Batterieladeanforderung von dem Stapel 12 vor, die die Stapelwärmeerzeugung an der Leitung 66 erhöht. Als Nächstes schaltet der Algorithmus die Kühlfluidheizvorrichtung 40 ein, um an Leitung 70 Stapelerwärmen vorzusehen. Der Algorithmus kann auch durch Liefern von Wasserstoff zu der Kathodenseite des Stapels 12, was an Leitung 72 Wärme vorsieht, dem Stapel 12 Wärme zuführen. Ferner kann der Algorithmus dann ein Verdichterventil schließen, um mehr Verdichterlast an Leitung 74 vorzusehen. Durch selektives Steuern der verschiedenen Wärmequellen, um genügend Wärme zum Erfüllen der Wärmeanforderung beruhend auf der Umgebungstemperatur und der Kühlfluid-Auslasstemperatur vorzusehen, kann der Algorithmus den Stapel 12 bei Systeminbetriebnahme so schnell wie möglich effizienter erwärmen.
Die vorstehende Beschreibung offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann wird dieser Beschreibung und den Begleitzeichnungen sowie Ansprüchen mühelos entnehmen, dass darin verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der in den folgenden Ansprüchen festgelegten Erfindung abzuweichen

Claims

Verfahren zum Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels in einem Brennstoffzellensystem, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Wärmesollwerts zum Erwärmen des Stapels auf eine erwünschte Temperatur; Ermitteln, ob die vorliegenden Wärmequellen den Stapel auf den erwünschten Wärmesollwert erwärmen; und Nutzen und Priorisieren zusätzlicher Stapelerwärmung von den Wärmequellen beruhend auf dem Erwärmungswirkungsgrad der Quellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des Wärmesollwerts das Ermitteln des Wärmesollwerts unter Verwenden einer Nachschlagetabelle beruhend auf Umgebungstemperatur und einer Temperatur eines durch den Stapel strömenden Kühlfluids umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob die vorliegenden Wärmequellen den Stapel auf den Wärmesollwert erwärmen, das Kombinieren von Stapelwärmeerzeugung, Wärmeerzeugung des Stapelendzellenheizvorrichtung, Wärmeerzeugung der Kühlfluidheizvorrichtung, in die Kathodenseite des Stapels eingeleiteter Wasserstoffmenge und Verdichterwärmeerzeugung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Priorisieren der Wärmequellen zunächst das Anlegen einer Last an dem Stapel zum Laden einer Hochspannungsbatterie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Priorisieren der Wärmequellen das Einschalten einer Kühlfluidheizvorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Priorisieren der Wärmequellen das Einleiten von Wasserstoff in eine Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Priorisieren der Wärmequellen das Anheben eines Verdichterdruckverhältnisses für einen Verdichter, der dem Stapel Kathodenluft liefert, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob die vorliegenden Wärmequellen den Stapel auf den Wärmesollwert erwärmen, das Ermitteln eines Fehlersignals als Differenz zwischen einer erwünschten Stapelerwärmung und einer vorliegenden Stapelerwärmung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Fehlersignal zu einem Proportional-Integral-Differential-Regler gesendet wird, um ein Wärmeanforderungssignal zu erzeugen.
Verfahren zum Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels in einem Brennstoffzellensystem bei Systeminbetriebnahme, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Wärmesollwerts zum Erwärmen des Stapels auf eine erwünschte Temperatur beruhend auf Umgebungstemperatur und einer Stapelkühlfluidtemperatur; Ermitteln, ob die vorliegenden Wärmequellen den Stapel auf den Wärmesollwert erwärmen; Ermitteln eines Fehlersignals als Differenz zwischen dem Wärmesollwert und der vorliegenden Stapelerwärmung; und Vorsehen zusätzlicher Stapelerwärmung, wenn das Fehlersignal anzeigt, dass das vorliegende Stapelerwärmen nicht ausreicht, um den Stapel auf den Sollwert zu erwärmen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Vorsehen zusätzlicher Stapelerwärmung das Priorisieren der Wärmequellen nach Erwärmungswirkungsgrad umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Priorisieren der Wärmequellen zunächst das Anlegen einer Last an dem Stapel zum Laden einer Hochspannungsbatterie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Priorisieren der Wärmequellen dann das Einschalten einer Kühlfluidheizvorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Priorisieren der Wärmequellen dann das Einleiten von Wasserstoff in eine Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Priorisieren der Wärmequellen dann das Anheben eines Verdichterdruckverhältnisses umfasst.
Verfahren zum Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels in einem Brennstoffzellensystem bei Systeminbetriebnahme, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln, wie viel Wärme zum Erwärmen des Stapels auf eine erwünschte Temperatur erforderlich ist; Priorisieren mehrerer Wärmequellen, die den Stapel erwärmen können, beruhend auf Erwärmungswirkungsgrad; und Nutzen der Wärmequellen in einer Reihenfolge beruhend auf ihrer Priorisierung zum Erwärmen des Stapels auf die erwünschte Temperatur.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Ermitteln, wie viel Wärme erforderlich ist, das Ermitteln, wie viel Wärme erforderlich ist, beruhend auf Umgebungstemperatur und einer Temperatur eines durch den Stapel strömenden Kühlfluids umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Priorisieren der Wärmequellen das Priorisieren einer Last an dem Stapel zum Laden einer Hochspannungsbatterie, einer Kühlfluidheizvorrichtung, das Einleiten von Wasserstoff in eine Ka thodenseite des Brennstoffzellenstapels und das Anheben eines Verdichterdruckverhältnisses für einen Verdichter, der dem Stapel Kathodenluft liefert, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Priorisieren der Wärmequellen zunächst das Laden der Hochspannungsbatterie, dann das Einschalten der Kühlfluidheizvorrichtung, dann das Einleiten von Wasserstoff in eine Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels und dann das Anheben des Verdichterdruckverhältnisses umfasst.