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TECHNISCHES GEBIET
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In mindestens einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Spannungsregelung eines Brennstoffzellenstapels zur Verwendung in einem Spannungs-Erholungsmodus.
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HINTERGRUND
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Brennstoffzellenstapel werden in vielen Anwendungen als eine elektrische Energiequelle verwendet. Es wird insbesondere vorgeschlagen, als Ersatz für Verbrennungsmotoren Brennstoffzellenstapel in Automobilen einzusetzen. In typischen Anwendungen werden Brennstoffzellenstapel in Anordnungen von vielen einzelnen Brennstoffzellen vorgesehen, um ein hohes Maß an elektrischer Energie bereitzustellen. Bei Verwendung des Brennstoffzellenstapels ist ein unerwünschter Abfall der Stapel-Ausgabespannung zu beobachten. Es hat sich herausgestellt, dass dieser Spannungsabfall durch Betreiben des Brennstoffzellenstapels unter Nassbedingungen bei einer niedrigen Spannung (d. h. bei oder unter 30 V) umgekehrt werden kann.
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Es wurden mehrere Strategien zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels unter Niederspannungsbedingungen konzipiert. Bei einem bekannten Verfahren wird die Niederspannung erreicht, indem man die Brennstoffzellenkathode bei einer niedrigen Stöchiometrie laufen lässt, bei genauer Steuerung der Kathodenventilstellungen, um zu verhindern, dass die Spannung abstürzt. Ein anderes Verfahren nach dem Stand der Technik verwendet sowohl einen Spannungsunterdrückungsalgorithmus, um die Spannung abzusenken, und einem Spannungsbegrenzungsalgorithmus, um die Spannung am Abstürzen zu hindern. Gleichwohl haben sich beide Strategien als ineffizient zum Erreichen eines aggressiven Zellenspannungs-Erholungsziels unter 300 mV pro Zelle erwiesen, aufgrund begrenzter Hardware-Kapazität, Variationen von Zelle zu Zelle, der CAN-Signalübertragungslatenz und dergleichen.
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Dementsprechend besteht Bedarf an Erholungssystemen für Brennstoffzellen, die einen Brennstoffzellenstapel bei einer Spannung halten können, die zur Durchführung einer effektiven Spannungserholung nützlich ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung löst eines oder mehrere der Probleme des Standes der Technik durch Bereitstellen in mindestens einer Ausführungsform eines Brennstoffzelle-Erholungssystems, das einen Brennstoffzellenstapel in eine Niederspannung überführen kann, sodass eine Stapelspannungs-Erholungsoperation durchgeführt werden kann. Das Brennstoffzellen-Erholungssystem beinhaltet einen Brennstoffzellenstapel mit einer Brennstoffzellenstapelspannung zwischen Brennstoffzellenstapelklemmen, die unter Normalbetrieb bei einer ersten Spannung liegt. Das System beinhaltet außerdem ein Hochspannungs-Elektrosystem, das bei einer ersten DC-Betriebsspannung arbeitet, welche höher ist als die erste Spannung des Brennstoffzellenstapels. Ein Aufwärtswandler in elektrischer Verbindung mit dem Brennstoffzellenstapel und dem Hochspannungs-Elektrosystem arbeitet in einem normalen Regelmodus, um elektrische Energie vom Brennstoffzellenstapel zum Hochspannungs-Elektrosystem zu transferieren, durch Regelung und Steuerung des durchschnittlichen Stapel-Ausgabestroms (Verstärker-Eingangsstrom) bei normalem Brennstoffzellenbetrieb. Der Aufwärtswandler kann auch in einem Spannungsregelungsmodus arbeiten, um die Brennstoffzellenstapelspannung auf eine zweite Spannung abzusenken, niedriger ist als die erste Spannung. Eine Brennstoffzellensystem-(FCS-)Steuerung ist betreibbar, Steuersignale an den Aufwärtswandler zu senden, um zwischen dem Normalbetrieb und dem Spannungsregelungsmodus zu wählen. Bezeichnenderweise wechselt der Mikroprozessor des Aufwärtswandlers im Spannungssteuerungsmodus (auch als Stapelspannungs-Erholungsbetriebsmodus bezeichnet), zur Steuerung des Betriebszyklus, um die Stapel-Ausgabespannung (Verstärker-Eingangsspannung) zu regeln.
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In einer anderen Ausführungsform wird ein Brennstoffzellen-Erholungssystem bereitgestellt. Das Brennstoffzellen-Erholungssystem beinhaltet einen Brennstoffzellenstapel mit einer Brennstoffzellenstapelspannung zwischen Brennstoffzellenstapelklemmen, die unter Normalbetrieb bei einer ersten Spannung liegt. Das System beinhaltet außerdem ein Hochspannungs-Elektrosystem, das bei einer ersten DC-Betriebsspannung arbeitet, welche höher ist als die erste Spannung des Brennstoffzellenstapels. Ein Aufwärtswandler in elektrischer Verbindung mit dem Brennstoffzellenstapel und dem Hochspannungs-Elektrosystem arbeitet in einem normalen Regelmodus, um elektrische Energie bei normalem Brennstoffzellen-Betrieb vom Brennstoffzellenstapel zum Hochspannungs-Elektrosystem zu transferieren. Der Aufwärtswandler arbeitet auch in einem Spannungsregelungsmodus, um die Brennstoffzellenstapelspannung auf eine zweite Spannung abzusenken, niedriger ist als die erste Spannung. Während des Betriebs im Spannungs-Erholungsmodus überführt der Aufwärtswandler die Brennstoffzellenstapelspannung in die zweite Spannung, indem er schrittweise obere Spannungsgrenzen-Sollwerte erzwingt, die mit der zweiten Spannung konvergieren. Eine FCS-Steuerung ist betreibbar, Steuersignale an den Aufwärtswandler zu senden, um den Spannungsregelungsmodus zu wählen. Die FCS-Steuerung bestimmt und setzt ist der oberen Spannungsgrenzen-Sollwerte fest, die an den Aufwärtswandler geliefert werden, worin, falls ein oberer Spannungsgrenzen-Sollwert durch den Aufwärtswandler nicht erreicht werden kann, der obere Spannungsgrenzen-Sollwert auf einen Wert eingestellt wird, der erreichbar ist und innerhalb der Leistungsfähigkeit des Aufwärtswandlers liegt. Wie oben dargelegt wechselt der Mikroprozessor im Spannungssteuerungsmodus (auch als Stapelspannungs-Erholungsbetriebsmodus bezeichnet), zur Steuerung des Betriebszyklus, um die Stapel-Ausgabespannung (Verstärker-Eingangsspannung).
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Durchführung einer Spannungserholung in einem Brennstoffzellenstapel;
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2 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Brennstoffzellen-Erholungssystems in einem Niederspannungsmodus zeigt, der zweckdienlich für die Spannungserholung ist;
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3 bietet Liniendiagramme der oberen Spannungsgrenze, der Stapelspannung und des Stapel-/Verstärkerstroms gegenüber der Zeit; und
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4 bietet Liniendiagramme der Stapelspannung, der Stapelleistung und des Stapelstroms gegenüber der Zeit.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es wird nun im Detail auf derzeit bevorzugte Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Verfahren der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, welche die besten Arten der Durchführung der Erfindung darstellen, die den Erfindern gegenwärtig bekannt sind. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich exemplarisch für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Daher sind die spezifischen Details, die hierin offenbart werden, nicht als Beschränkungen zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für die verschiedenen Aspekte der Erfindung und/oder als repräsentative Grundlage, um Fachleuten auf dem Gebiet die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten zu vermitteln.
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Außer in den Beispielen oder wenn ausdrücklich erwähnt, sind alle numerischen Angaben über Materialmengen oder Reaktions- oder Nutzungsbedingungen in dieser Beschreibung so zu verstehen, dass sie durch den Zusatz „etwa“ modifiziert werden, sodass sie den weitestmöglichen Umfang der Erfindung beschreiben. Das Ausführen innerhalb der angegebenen numerischen Grenzen wird im Allgemeinen bevorzugt. Auch gilt, soweit nicht ausdrücklich das Gegenteil angegebenen wird: die erste Definition eines Abkürzung oder anderen Abkürzung bezieht sich auf alle nachfolgenden Verwendungen derselben Abkürzung hierin und gilt mutatis mutandis für gängige grammatikalische Abwandlungen der anfangs definierten Abkürzung; und, soweit nicht ausdrücklich das Gegenteil angegebenen wird, wird Messung einer Eigenschaft wird durch dieselbe Technik bestimmt, die zuvor oder nachher für die gleiche Eigenschaft referenziert wurde.
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Es versteht sich ferner, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungen und Verfahren beschränkt ist, die im Folgenden beschrieben werden, da bestimmte Komponenten bzw. Bedingungen natürlich variieren können. Des Weiteren dient die hier verwendete Terminologie nur zum Zweck der Beschreibung verschiedener Ausführungen der vorliegenden Erfindung und ist in keiner Weise als einschränkend zu verstehen.
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Es ist ferner darauf hinzuweisen, dass die Singularformen „ein/e“ und „der/die/das“, wie in der Spezifikation und den angehängten Patentansprüchen verwendet, auch die Pluralreferenz umfassen, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor. Der Verweis auf eine Komponente im Singular soll beispielsweise eine Vielzahl von Komponenten umfassen.
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Der Begriff „umfassend“ ist gleichbedeutend mit „beinhaltend“, „aufweisend“, „enthaltend“ oder „gekennzeichnet durch“. Diese Begriffe sind einschließlich und offen auszulegen, und schließen zusätzliche ungenannte Elemente oder Verfahrensschritte nicht aus.
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Der Ausdruck „bestehend aus“ schließt jedes Element, jeden Schritt oder Bestandteil aus, der nicht in dem Anspruch spezifiziert ist. Wenn dieser Ausdruck in einem Abschnitt des Körpers eines Anspruchs erscheint, anstatt sofort nach dem Oberbegriff zu folgen, begrenzt er nur das Element, das in dem Abschnitt beschrieben ist; wobei andere Elemente nicht vom Anspruch insgesamt ausgeschlossen werden.
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Der Ausdruck „im Wesentlichen bestehend aus“ begrenzt den Umfang eines Anspruchs auf die angegebenen Materialien oder Schritte, plus denjenigen, die nicht materialmäßig die Grund- und neuartigen Merkmal(e) des beanspruchten Gegenstands beeinflussen.
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Die Begriffe „umfassend“, „bestehend aus“ und „im Wesentlichen bestehend aus“ können alternativ verwendeten werden. Wo einer von diesen drei Begriffen verwendet wird, kann der vorliegend offenbarte und beanspruchte Gegenstand die Verwendung eines der anderen beiden Begriffe beinhalten.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Durchführung einer Spannungserholung in einem Brennstoffzellenstapel dargeboten. Brennstoffzellen-Erholungssystem 10 beinhaltet Brennstoffzellenstapel 12, der eine Vielzahl von einzelnen Brennstoffzellen beinhaltet. Brennstoffzellenstapel 12 ist durch eine Brennstoffzellenstapel-Spannung zwischen Spannungsklemmen 14, 16 gekennzeichnet. Bei normalem Brennstoffzellenbetrieb liegt die Brennstoffzellenstapel-Spannung bei einer ersten Spannung, die an eine Last ausgegeben wird. In typischen Automobilanwendungen beinhaltet der Brennstoffzellenstapel 20 bis 350 (oder mehrerer) einzelne Brennstoffzellen, die bei Normalbetrieb jeweils bei einer Spannung von etwa 0,6 bis 1,22 Volt je Brennstoffzelle arbeiten. Daher kann die Brennstoffzellenstapel-Spannung zwischen 12 und 430 Volt liegen. Aufwärtswandler 20 steht in elektrischer Verbindung mit Brennstoffzellenstapel 12 und Hochspannungssystem 22. Hochspannungssystem 22 arbeitet bei einer ersten DC-Betriebsspannung. Die erste DC-Betriebsspannung des Hochspannungssystems 22 ist größer als die erste Spannung, die vom Brennstoffzellenstapel 12 ausgegeben wird. Aufwärtswandler 20 überträgt während des Brennstoffzellenbetriebs elektrische Energie vom Brennstoffzellenstapel 12 zum Hochspannungssystem 22. Aufwärtswandler 20 arbeitet auch in einem Spannungsregelungsmodus, um die Brennstoffzellenstapelspannung auf eine zweite Spannung abzusenken, niedriger ist als die erste Spannung. Typischerweise arbeitet jede der Brennstoffzellen im Brennstoffzellenstapel 12 bei der zweiten Spannung mit einer Spannung von etwa 0,1 bis 0,4 Volt pro Brennstoffzelle.
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In einer Ausgestaltung liefert Hochspannungssystem 22 Spannung an ein Fahrzeug, in welches das Brennstoffzellen-Erholungssystem 10 und der Brennstoffzellenstapel 12 eingebaut sind. Typischerweise beinhaltet Hochspannungssystem 22 die Hochspannungsbatterie 24.
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Brennstoffzellen-Erholungssystem 10 beinhaltet auch die Stapel-Entladeschaltkreis 32 für die Absenkung der Spannung des Brennstoffzellenstapels durch resistive Energieentladung während anderen Betriebsmodi. Zu diesem Zweck beinhaltet Stapel-Entladeschaltkreis 32 Widerstand 34 und Schalter 36.
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Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 ist der Aufwärtswandler 20 eine Abwandlung eines Standardverstärkers, der in Brennstoffzellensystemen verwendet wird, um elektrische Energie von einem Brennstoffzellenstapel an ein Hochspannungssystem zu liefern. Aufwärtswandler 20 beinhaltet Mikroprozessor 40, der Transistor 42 über den Gate-Controller 44 steuert. Der Aufwärtswandler vollzieht den Energietransfer zum Hochspannungssystem über Schalter 42, Induktor 48, Diode 50, Diode 52 und Kondensator 54. Die Funktion eines Aufwärtswandlers ist es, die Eingangsspannung auf einen höheren Ausgabepegel anzuheben. Dies wird erreicht durch Pulsweitenmodulation des Transistors 42 erzielt. Während Zeit, in der der Transistor 42 eingeschaltet ist (TEIN) fließt der Strom aus dem Brennstoffzellenstapelsystem durch Induktor 48 und Transistor 42. Die Energie kehrt durch Draht 56 zum Brennstoffzellenstapel zurück und erzeugt so im Induktor 48 gespeicherte Energie sowie einen Spannungsanstieg durch den Induktor 48. Wenn der Transistor 42 auf Aus wechselt, bewirkt die im Induktor 48 gespeicherte Energie, dass der Strom zur Ausgabelast (d. h. zum Hochspannungssystem 22) fließt, und die Spannung am Ausgang des Aufwärtswandlers 20 ist die Summe der Spannung durch den Induktor und der Stapelspannung, die höher ist als die anfängliche Eingangsspannung aus dem Brennstoffzellenstapel. Bei einem normalen Brennstoffzellenanwendung steuert der Aufwärtswandler-Mikroprozessor 40 den mittleren Stapel-Ausgangsstrom (Verstärker-Eingangsstrom) durch Regelung des Betriebszyklus des Transistors 42. Im Spannungssteuermodus steuert Aufwärtswandler 20 indessen einen Schalter-Betriebszyklus (d. h. den Betriebszyklus des Transistors 42), damit der richtige Strom abgezogen wird, um bis zum Ende des Spannungssteuermodus unter der oberen von der FCS-Steuerung angewiesenen Spannungsgrenze zu bleiben.
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In der vorliegenden Ausführungsform wechselt der Mikroprozessor im Stapelspannungs-Erholungsbetriebsmodus von der Steuerung des Betriebszyklus zur Regulierung der Stapel-Ausgabespannung (d. h. der Verstärker-Eingangsspannung). In einer Ausgestaltung tritt die FCS-Steuerung 60 in einen Nassvorbereitungs-Betriebsmodus ein, wenn die Spannungserholung ausgelöst wird. Typischerweise wird der Nassvorbereitungs-Betriebsmodus auf das Standard-Spannungserholungsverfahren folgen. Nach Senden der anfänglichen Stromanfrage sendet die FCS-Steuerung 60 eine obere Spannungsgrenze an den Aufwärtswandler 20. Die Rate, in der die obere Spannungsgrenze wechselt, hängt von der Haltbarkeit des Stapels ab, d. h. wie schnell eine Spannungsänderung vom Brennstoffzellenstapel toleriert werden kann, ohne diesen zu schädigen. In einer Ausführungsform beträgt die Rate des durch den Aufwärtswandler 20 bewirkten Wechsels im Brennstoffzellenstapel zwischen rund 0,05 und rund 15 Volt pro Sekunde. In einer anderen Ausführungsform beträgt die Rate des durch den Aufwärtswandler 20 bewirkten Wechsels im Brennstoffzellenstapel zwischen rund 0,1 und rund 8 Volt pro Sekunde. Liegt diese Rate innerhalb der Leistungsfähigkeit des Aufwärtswandlers 20, dann wird der Verstärker der Anfrage nachkommen. Wenn die Ratengrenze die Leistungsfähigkeit des Aufwärtswandlers übersteigt, wird der Verstärker die FCS-Anfrage mit einer Anfrage übergehen, die innerhalb der Leistungsfähigkeit des Aufwärtswandlers liegt. Wenn der oberen Spannungsgrenze nachgekommen wird, dann wird der Aufwärtswandler 20 den Schalter-Betriebszyklus steuern, damit der richtige Strom abgezogen wird, um bis zum Ende des Niederspannungszustandes unter der oberen Spannungsgrenze zu bleiben.
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Brennstoffzellen-Erholungssystem 10 beinhaltet auch die FCS-Steuerung 60. Die FCS-Steuerung 60 wird zum Steuern des Aufwärtswandlers 20 verwendet. In dieser Hinsicht bedeutet der Begriff „betreibbar“, dass die FCS-Steuerung 60 Steuersignale und/oder Anweisungen an eine Vorrichtung ausgibt, die gesteuert wird, um eine bestimmte Funktion auszuführen oder eine Messung von einem Sensor zurückzumelden. Während des Betriebs der FCS-Steuerung 60, gibt die FCS-Steuerung beispielsweise Steuersignale an Mikroprozessor 40 des Aufwärtswandlers 20 aus. Diese Funktionen der FCS-Steuerung 60 des Stapels sind in vielen Systemen nach dem Stand der Technik Standard. In der vorliegenden Ausführungsform FCS-Steuerung 60 dem System 10 gleichwohl sowohl im Standard-Stromsteuermodus als auch in einem Spannungs-Steuermodus zu arbeiten, in dem die Ausgabespannung des Brennstoffzellenstapels 12 durch den Aufwärtswandler 20 gesteuert wird.
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Mit Bezug auf die 1 und 2 wird der Betrieb des Brennstoffzellen-Erholungssystems 10 bezüglich des Betriebs eines Brennstoffzellenstapels im Niederspannungsmodus bereitgestellt. 2 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Brennstoffzellen-Erholungssystems 10 darstellt. Allgemein überführt der Aufwärtswandler 20 die Brennstoffzellenstapelspannung in die zweite Spannung, indem er schrittweise obere Spannungsgrenzen-Sollwerte erzwingt, die mit der zweiten Spannung konvergieren, sodass der Aufwärtswandler die Brennstoffzellenstapelspannung in einen Wert überführt, der niedriger ist als ein ausgewählter Sollwert für die obere Spannungsgrenze. Das Verfahren beginnt damit, dass die FCS-Steuerung 60 eine anfängliche Stromanfrage für den Mikroprozessor 40 festsetzt, wie in Block 100 dargestellt. Dieser Schritt repräsentiert den Normalbetrieb des Brennstoffzellenstapels 12. In Block 110 sendet die FCS-Steuerung 60 ein Steuersignal an den Mikroprozessor 40, damit der Aufwärtswandler 20 in den Niederspannungsmodus eintritt. Typischerweise tritt das Brennstoffzellen-Erholungssystem 10 zu diesem Zeitpunkt per Standard-Spannungserholungsverfahren in einen Nassvorbereitungs-Betriebsmodus ein.
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Zu diesem Zeitpunkt sendet die FCS-Steuerung 60 auch oberen Spannungsgrenzen-Sollwert und den Sollwert für die Spannungsänderungsratengrenze an den Aufwärtswandler 20. Der Sollwert für die Spannungsänderungsratengrenze ist die Rate zu der sich die Spannung des Brennstoffzellenstapels 12 ändern kann. In Block 120 bestimmt die FCS-Steuerung 60 und/oder der Mikroprozessors 40, ob die Sollwerte innerhalb der Spezifikationen des Aufwärtswandlers liegen. Liegen die Sollwerte innerhalb der Verstärkergrenzen, dann werden die durch die FCS-Steuerung 60 festgelegten Grenzen verwendet (Block 130). Liegen die Sollwerte nicht innerhalb der Leistungsfähigkeit des Verstärkers, dann werden die Verstärkergrenzen (basierend auf den Systemfähigkeiten) als Sollwert verwendet (Block 140). Auf dieser Stufe steuert der Aufwärtswandler 20 die Spannungsgrenzen bis die Niederspannungsstufe abgeschlossen ist (Block 150). Insofern wird der Aufwärtswandler 20, wenn der oberen Spannungsgrenze nachgekommen wird, den Schalter-Betriebszyklus steuern, damit der richtige Strom abgezogen wird, um bis zum Ende des Niederspannungszustandes unter der oberen Spannungsgrenze zu bleiben. Während dieser Steuerung bestimmen die FCS-Steuerung 60 und/oder der Mikroprozessors 20, ob die Spannungsgrenzen eingehalten werden (Block 160). Wenn die Grenzen nicht eingehalten werden, passt der Aufwärtswandler (Block 170) den Betriebszyklus an, und das System kehrt zurück zum Schritt von Block 120, worin bestimmt wird, ob die Sollwerte innerhalb der Leistungsfähigkeit des Aufwärtswandlers liegen. In Block 180 bestimmt die FCS-Steuerung 60 und/oder der Mikroprozessors 40, ob der Niederspannungszustand abgeschlossen ist. Ist der Niederspannungszustand nicht abgeschlossen, dann kehrt das System zurück zu Block 150, worin der Aufwärtswandler 20 fortfährt, die Brennstoffzellenstapelspannung zu steuern. Abschließend, wenn der Niederspannungszustand abgeschlossen ist, beendet das System den Niederspannungsmodus (Block 190). An diesem Punkt wird der Aufwärtswandler 20 zum Normalbetrieb der Regelung und Steuerung des durchschnittlichen Stapel-Ausgangsstroms (Verstärker-Eingangsstrom) zurückkehren.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Liniendiagramm der oberen Spannungsgrenze, der Stapelspannung und des Stapel-/Verstärkerstroms gegenüber der Zeit bereitgestellt. Der Nassvorbereitungs-Abschnitt zeigt das Brennstoffzellen-Erholungssystem in seinem normalen Zustand, wo die Stapelspannung nicht beschränkt ist und der Sollwert im aktuellen Bereich liegt. Beim Eintritt in den Niederspannungszustand der Spannungserholung fällt die obere Spannungsgrenze ab, und der Aufwärtswandler beginnt, die Stapelspannung einzuschränken. Dies wird durch die Erhöhung der Strommenge angetrieben, die der Aufwärtswandler abzieht. Linie A zeigt einen Fall, wo die Stapelspannung über die Spannungsgrenze ansteigt. Der Aufwärtswandler reagiert, indem er mehr Strom abzieht und die Spannung unter die Obergrenze zurückführt. Linie B zeigt das Gegenteil, wo die Stapelspannung abfällt. Der Aufwärtswandler wird den Strom verringern, den er abzieht, und der Spannung ermöglichen, anzusteigen. Am Ende des Niederspannungszustands steigt die obere Spannungsgrenze wieder auf ihren Ausgangswert, was der Stapelspannung ermöglicht, zu ihrem normalen Wert zurückzukehren. Dies wiederum bewirkt, dass der Aufwärtswandlerstrom abfällt und das FCS zu seinem normalen Betriebszustand zurückkehrt.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Liniendiagramm der Stapelspannung, der Stapelleistung und des Stapelstroms gegenüber der Zeit bereitgestellt. 4 zeigt auch den Stapelstrombedarf. 4 veranschaulicht, dass die Stapelspannung dem oberen Spannungsgrenzen-Sollwert gesteuert durch den Aufwärtswandler folgt. Es ist zu beobachten, wie der Aufwärtswandler die Spannung mit Erfolg auf rund 30V absenkt, was ein idealer Pegel für die Rückgewinnung des reversiblen Spannungsverlustes in einem Brennstoffzellenstapel ist.
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Während oben exemplarische Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungen nicht alle möglichen Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben. Vielmehr dienen die in der Spezifikation verwendeten Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen ohne Abweichen vom Geist und Umfang der Erfindung vorgenommen werden können. Zusätzlich können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
