DE102018222430A1 - Method for operating a fuel cell device - Google Patents

Method for operating a fuel cell device Download PDF

Info

Publication number
DE102018222430A1
DE102018222430A1 DE102018222430.7A DE102018222430A DE102018222430A1 DE 102018222430 A1 DE102018222430 A1 DE 102018222430A1 DE 102018222430 A DE102018222430 A DE 102018222430A DE 102018222430 A1 DE102018222430 A1 DE 102018222430A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
cell device
power
parameter
load
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102018222430.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Hering
Maxime Carre
Daniel Jansen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102018222430.7A priority Critical patent/DE102018222430A1/en
Priority to PCT/EP2019/080810 priority patent/WO2020126213A1/en
Publication of DE102018222430A1 publication Critical patent/DE102018222430A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/0494—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04947—Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung geht aus von Verfahren zu einem Betrieb einer Brennstoffzellenvorrichtung, insbesondere einer Hochtemperaturbrennstoffzellenvorrichtung, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine Leistungskenngröße der Brennstoffzellenvorrichtung einer Last (14) folgend gesteuert wird.Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem regulären Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung ein zumindest im Wesentlichen unmodifizierter Leistungsbedarf der Last (14) als Führungsgröße für eine Anpassung der Leistungskenngröße (22) verwendet wird.The invention is based on a method for operating a fuel cell device, in particular a high-temperature fuel cell device, wherein at least one performance parameter of the fuel cell device is controlled in accordance with a load (14) in at least one method step Substantially unmodified power requirement of the load (14) is used as a reference variable for adapting the performance parameter (22).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Druckschrift US 2011/0076576 A1 beschreibt bereits ein Verfahren zu einem Betrieb einer Brennstoffzellenvorrichtung, insbesondere einer Hochtemperaturbrennstoffzellenvorrichtung, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine Leistungskenngröße der Brennstoffzellenvorrichtung einer Last folgend gesteuert wird.The publication US 2011/0076576 A1 already describes a method for operating a fuel cell device, in particular a high-temperature fuel cell device, with at least one performance parameter of the fuel cell device being controlled in accordance with a load in at least one method step.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einem Betrieb einer Brennstoffzellenvorrichtung, insbesondere einer Hochtemperaturbrennstoffzellenvorrichtung, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine Leistungskenngröße der Brennstoffzellenvorrichtung einer Last folgend gesteuert wird.The invention is based on a method for operating a fuel cell device, in particular a high-temperature fuel cell device, with at least one performance parameter of the fuel cell device being controlled in accordance with a load in at least one method step.

Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem regulären Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung ein zumindest im Wesentlichen unmodifizierter Leistungsbedarf der Last als Führungsgröße für eine Anpassung der Leistungskenngröße verwendet wird. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest eine Brennstoffzelleneinheit zu einer Erzeugung einer elektrischen Leistung. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung Zusatzelemente zu einem Betrieb der Brennstoffzelleneinheit, wie beispielsweise eine Brennstoffzufuhrleitung, eine Oxidanszufuhrleitung, eine Abgasleitung, eine Rezirkulationsleitung, ein Förderelement zu einer Förderung des Brennstoffs, des Oxidans und/oder des Abgases, einen Nachbrenner, einen Reformer, einen Wärmeübertrager zu einer Abgaswärmerückgewinnung, einen elektrischen Startheizer und/oder weitere einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Zusatzelemente zu einem Betrieb zumindest einer Brennstoffzelleneinheit, insbesondere einer Hochtemperaturbrennstoffzelleneinheit. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest eine Steuereinheit zu einer Steuerung oder Regelung des Betriebs der Brennstoffzelleneinheit, insbesondere mittels der Zusatzelemente.It is proposed that in at least one regular operating state of the fuel cell device, an at least substantially unmodified power requirement of the load is used as a reference variable for adapting the performance parameter. The fuel cell device preferably comprises at least one fuel cell unit for generating electrical power. The fuel cell device preferably comprises additional elements for operating the fuel cell unit, such as, for example, a fuel supply line, an oxidant supply line, an exhaust gas line, a recirculation line, a conveying element for conveying the fuel, the oxidant and / or the exhaust gas, an afterburner, a reformer and a heat exchanger an exhaust gas heat recovery system, an electric starter heater and / or further additional elements which appear useful to a person skilled in the art for operating at least one fuel cell unit, in particular a high-temperature fuel cell unit. The fuel cell device preferably comprises at least one control unit for controlling or regulating the operation of the fuel cell unit, in particular by means of the additional elements.

Unter einer „Brennstoffzelleneinheit“ soll insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, einer Brennstoffzelle verstanden werden. Insbesondere kann die Brennstoffzelleneinheit auch die gesamte Brennstoffzelle, einen Stack aus Brennstoffzellen und/oder einen Verbund mehrerer Stacks aus Brennstoffzellen umfassen. Vorzugsweise ist die Brennstoffzelleneinheit als Hochtemperaturbrennstoffzelleneinheit mit zumindest einer Hochtemperaturbrennstoffzelle, insbesondere zumindest einer Festoxidbrennstoffzelle und/oder einer Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle, ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass die Brennstoffzellenvorrichtung mehrere Brennstoffzelleneinheiten mit Brennstoffzellen unterschiedlichen Typs umfasst. Vorzugsweise ist die Brennstoffzelleneinheit dazu vorgesehen, einen Brennstoff unter Zuführung eines Oxidans in einem elektrochemischen Prozess zu einer elektrischen Energiegewinnung zu verwerten. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell eingerichtet, speziell programmiert, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.A “fuel cell unit” is to be understood in particular to mean at least a part, in particular a subassembly, of a fuel cell. In particular, the fuel cell unit can also comprise the entire fuel cell, a stack of fuel cells and / or a combination of several stacks of fuel cells. The fuel cell unit is preferably designed as a high-temperature fuel cell unit with at least one high-temperature fuel cell, in particular at least one solid oxide fuel cell and / or a molten carbonate fuel cell. It is also conceivable that the fuel cell device comprises several fuel cell units with fuel cells of different types. The fuel cell unit is preferably provided to utilize a fuel by supplying an oxidant in an electrochemical process to generate electrical energy. “Provided” is to be understood to mean, in particular, specially designed, specially programmed, specially designed and / or specially equipped. The fact that an object is provided for a specific function should in particular be understood to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.

Insbesondere umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest eine Leistungsauskopplungseinheit zu einer Bereitstellung einer durch die Brennstoffzelleneinheit erzeugten elektrischen Leistung. Insbesondere gibt die Leistungsauskopplungseinheit in zumindest einem Verfahrensschritt ein Leistungssignal aus, insbesondere zu einer Aufnahme der erzeugten elektrischen Leistung durch die Last. Vorzugsweise beschreibt oder charakterisiert die Leistungskenngröße der Brennstoffzellenvorrichtung das Leistungssignal und/oder eine von der Brennstoffzelleneinheit bereitgestellte Leistung. Sofern zwischen der Leistungskenngröße für das Leistungssignal und der Leistungskenngröße für die von der Brennstoffzelleneinheit bereitgestellte Leistung unterschieden wird, wird die Leistungskenngröße für das Leistungssignal als Signalleistungsgröße und die Leistungskenngröße für die von der Brennstoffzelleneinheit bereitgestellte Leistung als Gesamtleistungsgröße bezeichnet. Insbesondere ist ein Wert der Gesamtleistungsgröße stets größer oder, insbesondere bis auf ungewollte Verluste, gleich einem Wert der Signalleistungsgröße. Darüber hinaus ist es denkbar, dass ein Teil der Gesamtleistungsgröße zu einem Eigenverbrauch durch die Brennstoffzellenvorrichtung, beispielsweise zum Betrieb eines Förderelements, aufgewandt wird.In particular, the fuel cell device comprises at least one power decoupling unit for providing electrical power generated by the fuel cell unit. In particular, the power decoupling unit outputs a power signal in at least one method step, in particular to record the electrical power generated by the load. The power parameter of the fuel cell device preferably describes or characterizes the power signal and / or a power provided by the fuel cell unit. If a distinction is made between the power parameter for the power signal and the power parameter for the power provided by the fuel cell unit, the power parameter for the power signal is referred to as the signal power parameter and the power parameter for the power provided by the fuel cell unit is referred to as the total power parameter. In particular, a value of the total power quantity is always larger or, in particular except for unwanted losses, is equal to a value of the signal power quantity. In addition, it is conceivable that part of the total output quantity is used for self-consumption by the fuel cell device, for example for operating a conveyor element.

Vorzugsweise ist die Leistungskenngröße als elektrische Leistung, als Stromstärke, als Effektivwert einer Stromstärke, als Amplitude einer Stromstärke oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Leistungsauskopplungseinheit zumindest ein Leistungskontrollelement zu einer Einstellung der Leistungskenngröße. Insbesondere wird gleichzeitig oder nachgelagert zu einer Anpassung der Signalleistungsgröße die Gesamtleistungsgröße angepasst. Beispielsweise ist das Leistungskontrollelement als einstellbarer Stromteiler oder als einstellbarer elektrischer Widerstand ausgebildet.The power parameter is preferably designed as electrical power, as a current, as an effective value of a current, as an amplitude of a current or the like. The power decoupling unit preferably comprises at least one power control element for setting the performance parameter. In particular, the total power quantity is adapted simultaneously or downstream to adapt the signal power quantity. For example, the power control element is designed as an adjustable current divider or as an adjustable electrical resistance.

Unter der „Last folgend“ soll insbesondere von einem elektrischen Leistungsbedarf der Last abhängig verstanden werden. Insbesondere wird die Leistungskenngröße angepasst, um den elektrischen Leistungsbedarf der Last zu decken. Die Last kann als einzelner Verbraucher oder als mehrere in einem Leistungsverteilungsnetzwerk zusammengeschlossene Verbraucher ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass das Leistungsverteilungsnetzwerk weitere Leistungserzeuger aufweist. Insbesondere wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein Leistungsbedarf der Last ermittelt, beispielsweise mittels einer Sensoreinheit der Brennstoffzellenvorrichtung zu einer Messung eines Spannungsabfalls an der Last oder an einem Energiepuffer der Brennstoffzellenvorrichtung. Vorzugsweise wird eine Laständerung überwacht, insbesondere mittels der Steuereinheit. Vorzugsweise soll „Laständerung“ als Kurzform für eine Änderung des Leistungsbedarfs der Last verstanden werden. Beispielsweise wird zu einer Ermittlung des Leistungsbedarfs der Last, insbesondere einer Laständerung, ein Spannungsabfall über der Last gemessen. Vorzugsweise wird anhand des ermittelten Leistungsbedarfs und/oder der ermittelten Laständerung die Leistungskenngröße eingestellt. Insbesondere wird die Leistungskenngröße zu einer Deckung des Leistungsbedarfs der Last nach und/oder während einer Laständerung eingestellt.The term “load following” should be understood in particular to be dependent on an electrical power requirement of the load. In particular adjusted the power parameter to cover the electrical power requirement of the load. The load can be designed as a single consumer or as several consumers combined in a power distribution network. It is also conceivable that the power distribution network has other power generators. In particular, a power requirement of the load is determined in at least one method step, for example by means of a sensor unit of the fuel cell device for measuring a voltage drop on the load or on an energy buffer of the fuel cell device. A change in load is preferably monitored, in particular by means of the control unit. “Load change” should preferably be understood as a short form for a change in the power requirement of the load. For example, to determine the power requirement of the load, in particular a change in load, a voltage drop across the load is measured. The performance parameter is preferably set on the basis of the determined power requirement and / or the determined change in load. In particular, the performance parameter is set to cover the power requirement of the load after and / or during a load change.

Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung ermittelt, insbesondere mittels der Steuereinheit. Insbesondere ist eine Anpassung der Leistungskenngröße abhängig von dem ermittelten Betriebszustand. Vorzugsweise wird zu einer Ermittlung des Betriebszustands zumindest ein Betriebsparameter einer Prüfgruppe von Betriebsparameter der Brennstoffzellenvorrichtung ermittelt, insbesondere mittels der Steuereinheit. Es ist auch denkbar, dass die Prüfgruppe genau einen Betriebsparameter umfasst. Vorzugsweise umfasst die Prüfgruppe zumindest einen Verwertungsparameter der Brennstoffzelleneinheit als Betriebsparameter. Unter einem „Verwertungsparameter der Brennstoffzelleneinheit“ soll insbesondere eine Größe oder Kennzahl verstanden werden, die die elektrochemische Verwertung durch die Brennstoffzelleneinheit beschreibt oder charakterisiert. Beispielweise wird als Verwertungsparameter ein Brennstoffnutzungsgrad, ein Oxidans-Brennstoff-Verhältnis und/oder eine Zellspannung ermittelt. Beispielsweise umfasst die Prüfgruppe als Betriebsparameter, insbesondere zusätzlich, eine Stacktemperatur der Brennstoffzelleneinheit. Insbesondere werden Betriebsparameter, insbesondere die Betriebsparameter der Prüfgruppe, gemessen und/oder, insbesondere von der Steuereinheit, aus einem mathematischen Modell der Brennstoffzellenvorrichtung abgeleitet, insbesondere anhand von zumindest einer aktuellen Einstellung der Steuereinheit, anhand von einem protokollierten Betriebsverlauf der Brennstoffzellenvorrichtung und/oder anhand von einem bereits ermittelten oder anderweitig bekannten weiteren Betriebsparameter der Brennstoffzellenvorrichtung. Weitere Betriebsparameter umfassen insbesondere Versorgungs- und Einstellungsparameter, beispielsweise einen Brennstoffvolumenstrom, einen Oxidansvolumenstrom, eine Rezirkulationsrate oder dergleichen. Vorzugsweise werden die Betriebsparameter der Prüfgruppe mit einem jeweiligen Sollwertbereich verglichen, insbesondere mittels der Steuereinheit. Insbesondere kann der Sollwertbereich durch einen zulässigen Maximalwert und/oder zulässigen Minimalwert festgelegt sein oder durch einen theoretischen Idealwert und eine zulässige symmetrische oder asymmetrische Abweichung. Unter einem „regulären“ Betriebszustand soll insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, bei welchem der Wert jedes ermittelten Betriebsparameters der Prüfgruppe innerhalb des jeweiligen Sollwertbereichs liegt. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, einen regulären Betriebszustand aufrecht zu erhalten oder zu erreichen. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Leistungskenngröße anzupassen, um einen regulären Betriebszustand aufrecht zu erhalten oder zu erreichen.An operating state of the fuel cell device is preferably determined in at least one method step, in particular by means of the control unit. In particular, an adaptation of the performance parameter depends on the determined operating state. For determining the operating state, at least one operating parameter of a test group of operating parameters of the fuel cell device is preferably determined, in particular by means of the control unit. It is also conceivable that the test group includes exactly one operating parameter. The test group preferably comprises at least one utilization parameter of the fuel cell unit as an operating parameter. A “utilization parameter of the fuel cell unit” is to be understood in particular as a size or characteristic number which describes or characterizes the electrochemical utilization by the fuel cell unit. For example, a fuel utilization rate, an oxidant-fuel ratio and / or a cell voltage is determined as the recovery parameter. For example, the test group includes, as an additional operating parameter, a stack temperature of the fuel cell unit. In particular, operating parameters, in particular the operating parameters of the test group, are measured and / or, in particular, derived from the control unit from a mathematical model of the fuel cell device, in particular on the basis of at least one current setting of the control unit, on the basis of a logged operating history of the fuel cell device and / or on the basis of an already determined or otherwise known further operating parameter of the fuel cell device. Other operating parameters include, in particular, supply and setting parameters, for example a fuel volume flow, an oxidant volume flow, a recirculation rate or the like. The operating parameters of the test group are preferably compared with a respective setpoint range, in particular by means of the control unit. In particular, the setpoint range can be determined by a permissible maximum value and / or permissible minimum value or by a theoretical ideal value and a permissible symmetrical or asymmetrical deviation. A “regular” operating state is to be understood in particular to mean an operating state in which the value of each determined operating parameter of the test group lies within the respective setpoint range. The control unit is preferably provided to maintain or achieve a regular operating state. In particular, the control unit is provided for adapting the performance parameter in order to maintain or achieve a regular operating state.

Vorzugsweise wird die Leistungskenngröße, insbesondere die Signalleistungsgröße, in Abhängigkeit von einem Leistungsbedarf der Last gesteuert oder geregelt. Insbesondere dient der ermittelte Leistungsbedarf der Last als Führungsgröße für die Leistungskenngröße, insbesondere die Signalleistungsgröße. Insbesondere verarbeitet die Steuereinheit den ermittelten Leistungsbedarf zu einer Steuerung der Leistungskenngröße, insbesondere der Signalleistungsgröße, beispielsweise über eine Steuerung des Leistungskontrollelements. Insbesondere gibt die Leistungsauskopplungseinheit ein Leistungssignal aus, das zumindest im Wesentlichen dem Leistungsbedarf der Last entspricht. Unter „unmodifiziert“ soll insbesondere frei von einem einen zeitlichen Werteverlauf anpassenden Eingriff der Steuereinheit verstanden werden. Insbesondere ist ein zeitlicher Werteverlauf der Leistungskenngröße, insbesondere der Signalleistungsgröße, proportional zu einem zeitlichen Werteverlauf des Leistungsbedarfs, insbesondere über einen vollständigen vorgesehenen Wertebereich für die Leistungskenngröße, insbesondere der Signalleistungsgröße. Insbesondere entspricht eine Anpassungsrate der Leistungskenngröße, insbesondere der Signalleistungsgröße, einer Laständerungsrate. Beispiele für einen zeitlichen Werteverlauf anpassenden Eingriff sind eine Beschränkung eines Maximalwerts, eine Beschränkung eines Minimalwerts, eine Beschränkung einer Anpassungsrate, eine Frequenzfilterung, insbesondere Glättung, eine Bildung eines gleitenden Durchschnitts oder dergleichen. Beispiele die als ein einen zeitlichen Werteverlauf erhaltenden Eingriff gelten sollen, umfassen eine Umrechnung in eine andere Größe oder Kennzahl, insbesondere zu einem direkten Vergleich mit der Leistungskenngröße, eine konstante Zeitverzögerung, eine Invertierung, eine Diskretisierung, insbesondere Digitalisierung, eine Umwandlung in eine Stellgröße zu einer Ansteuerung des Leistungskontrollelements oder dergleichen. Es ist denkbar, dass die Leistungskenngröße und/oder eine Anpassungsrate der Leistungskenngröße durch absolute Grenzwerte beschränkt sind, die insbesondere durch die verwendeten technischen Bauteile, parasitäre Impedanzen, eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit von Signalen und dergleichen gegeben sind. Unter „im Wesentlichen unmodifiziert“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Leistungskenngröße, insbesondere die Signalleistungsgröße, zumindest in Zeitintervallen proportional zu dem Leistungsbedarf der Last gesteuert wird. Insbesondere ist eine Summe aller Zeitintervalle größer als 50 %, vorzugsweise größer als 75 %, besonders bevorzugt größer als 90 %, einer Gesamtdauer des regulären Betriebszustands. Darüber hinaus ist es denkbar, dass ein zeitlicher Werteverlauf der Leistungskenngröße, insbesondere der Signalleistungsgröße, und ein zeitlicher Werteverlauf des Leistungsbedarfs zeitverzögert zueinander proportional sind.The power parameter, in particular the signal power parameter, is preferably controlled or regulated as a function of a power requirement of the load. In particular, the determined power requirement of the load serves as a reference variable for the performance parameter, in particular the signal power variable. In particular, the control unit processes the determined power requirement to control the power parameter, in particular the signal power parameter, for example by controlling the power control element. In particular, the power decoupling unit outputs a power signal that at least essentially corresponds to the power requirement of the load. “Unmodified” should in particular be understood to mean free of an intervention by the control unit that adapts a temporal course of values. In particular, a temporal course of the values of the performance parameter, in particular the signal power quantity, is proportional to a temporal course of the value of the power requirement, in particular over a completely provided range of values for the performance parameter, in particular the signal power quantity. In particular, an adaptation rate of the power parameter, in particular the signal power parameter, corresponds to a load change rate. Examples of an intervention adapting the temporal value curve are a restriction of a maximum value, a restriction of a minimum value, a restriction of an adaptation rate, frequency filtering, in particular smoothing, formation of a moving average or the like. Examples that are to be regarded as an intervention that maintains a temporal course of values include a conversion into another variable or key figure, in particular for a direct comparison with the performance parameter, a constant one Time delay, an inversion, a discretization, in particular digitization, a conversion into a manipulated variable for controlling the power control element or the like. It is conceivable that the performance parameter and / or an adaptation rate of the performance parameter are limited by absolute limit values, which are given in particular by the technical components used, parasitic impedances, a finite propagation speed of signals and the like. “Essentially unmodified” should in particular be understood to mean that the power parameter, in particular the signal power parameter, is controlled at least in time intervals in proportion to the power requirement of the load. In particular, a sum of all time intervals is greater than 50%, preferably greater than 75%, particularly preferably greater than 90%, of a total duration of the regular operating state. In addition, it is conceivable that a temporal value profile of the power parameter, in particular the signal power parameter, and a temporal value profile of the power requirement are proportional to one another with a time delay.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Anpassung der Leistungskenngröße, insbesondere der Signalleistungsgröße, in Abhängigkeit von einem Leistungsbedarf der Last vorteilhaft schnell erfolgen. Insbesondere kann ein Energiespeicher der Brennstoffzellenvorrichtung zu einer Pufferung einer Laständerung vorteilhaft vermieden werden und/oder mit einer vorteilhaft kleinen Speicherkapazität ausgestaltet werden.Due to the embodiment of the method according to the invention, the power parameter, in particular the signal power parameter, can advantageously be adapted quickly as a function of a power requirement of the load. In particular, an energy store of the fuel cell device for buffering a load change can advantageously be avoided and / or configured with an advantageously small storage capacity.

Weiter wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt bei einer Laständerung eine Leistungsumverteilung innerhalb der Brennstoffzellenvorrichtung durchgeführt wird. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung einen Leistungspuffer. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt der Leistungspuffer mit von der Brennstoffzelleneinheit erzeugter Leistung versorgt. Insbesondere ist der Leistungspuffer dazu vorgesehen, Leistung von der Brennstoffzelleneinheit umzusetzen. Beispielsweise ist der Leistungspuffer als elektrischer Heizer ausgebildet. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt die Last mit von der Brennstoffzelleneinheit erzeugter Leistung versorgt. Vorzugsweise werden in zumindest einem Verfahrensschritt die Last und der Leistungspuffer gleichzeitig mit von der Brennstoffzelleneinheit erzeugter Leistung versorgt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt nach und/oder während einer Laständerung Leistung zwischen dem Leistungspuffer und der Last umverteilt, insbesondere mittels der Steuereinheit. Insbesondere wird bei einem fallenden Leistungsbedarf der Last die Signalleistungsgröße gesenkt und eine Nutzrate des Leistungspuffers erhöht, insbesondere mittels der Steuereinheit. Insbesondere wird bei einem ansteigenden Lastbedarf die Signalleistungsgröße erhöht und eine Nutzrate des Leistungspuffers gesenkt, insbesondere mittels der Steuereinheit. Vorzugsweise wird bei einer Über- oder Unterschreitung eines Toleranzwerts für die Nutzrate des Leistungspuffers die Gesamtleistungsgröße der Brennstoffzelleneinheit angepasst. Insbesondere wird die Gesamtleistungsgröße an den Leistungsbedarf der Last zusätzlich zu einer Sollnutzrate des Leistungspuffers angepasst. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft schnell auf eine Laständerung reagiert werden. Insbesondere kann die Signalleistungsgröße vorteilhaft schnell angepasst werden. Insbesondere kann eine Verwendung von seltenen, toxischen und/oder umweltschädlichen Materialen für einen Energiepuffer vorteilhaft gering gehalten werden. Insbesondere kann eine Brennstoffzellenvorrichtung mit einem vorteilhaft großen Modulationsbereich bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Gesamtleistungsgröße der Brennstoffzelleneinheit gegenüber kurzzeitigen und/oder kleinen Schwankungen des Leistungsbedarfs vorteilhaft konstant gehalten werden.It is further proposed that in at least one method step, a power redistribution within the fuel cell device is carried out when the load changes. The fuel cell device preferably comprises a power buffer. The power buffer is preferably supplied with power generated by the fuel cell unit in at least one method step. In particular, the power buffer is intended to convert power from the fuel cell unit. For example, the power buffer is designed as an electric heater. The load is preferably supplied with power generated by the fuel cell unit in at least one method step. The load and the power buffer are preferably simultaneously supplied with power generated by the fuel cell unit in at least one method step. Power is preferably redistributed between the power buffer and the load in at least one method step after and / or during a load change, in particular by means of the control unit. In particular, if the load's power requirement falls, the signal power quantity is reduced and a useful rate of the power buffer is increased, in particular by means of the control unit. In particular, with an increasing load requirement, the signal power quantity is increased and a useful rate of the power buffer is reduced, in particular by means of the control unit. If the tolerance value for the useful rate of the power buffer is exceeded or undershot, the total power size of the fuel cell unit is preferably adjusted. In particular, the total power quantity is adapted to the power requirement of the load in addition to a target utilization rate of the power buffer. The configuration according to the invention can advantageously react quickly to a change in load. In particular, the signal power quantity can advantageously be adapted quickly. In particular, the use of rare, toxic and / or environmentally harmful materials for an energy buffer can advantageously be kept low. In particular, a fuel cell device with an advantageously large modulation range can be provided. In particular, an overall power quantity of the fuel cell unit can advantageously be kept constant over short-term and / or small fluctuations in the power requirement.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Sollnutzrate eines Leistungspuffers der Brennstoffzellenvorrichtung im Zuge einer Laständerung angepasst wird. Vorzugsweise wird die Sollnutzrate des Leistungspuffers abhängig von einer Reaktionszeit der Brennstoffzellenvorrichtung auf eine Laständerung von der Steuereinheit festgelegt. Vorzugsweise wird, insbesondere nach einer Leistungsumverteilung, die Sollnutzrate in Richtung einer aktuellen Nutzrate des Leistungspuffers verschoben. Insbesondere stellt die Steuereinheit die Sollnutzrate in einer unteren Hälfte eines vorgesehenen Wertebereichs für die Nutzrate ein, wenn die Signalleistungsgröße auf einen Wert in einer oberen Hälfte eines vorgesehenen Wertebereichs für die Signalleistungsgröße eingestellt ist. Insbesondere stellt die Steuereinheit die Sollnutzrate in einer oberen Hälfte des vorgesehenen Wertebereichs für die Nutzrate ein, wenn die Signalleistungsgröße auf einen Wert in einer unteren Hälfte des vorgesehen Wertebereichs für die Signalleistungsgröße eingestellt ist. Es ist auch denkbar, dass die Sollnutzrate auf einen maximalen Leistungsbedarf der Last abgestimmt ist. Vorzugsweise ist ein Maximalwert für die Sollnutzrate des Leistungspuffers kleiner als ein Maximalwert für die erzeugte Gesamtleistungsgröße der Brennstoffzelleneinheit, insbesondere kleiner als ein Maximalwert für den Leistungsbedarf der Last. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine von dem Leistungspuffer auffangbare Schwankungsbreite des Leistungsbedarfs der Last vorteilhaft groß gestaltet werden.Furthermore, it is proposed that a target utilization rate of a power buffer of the fuel cell device be adapted in the course of a load change in at least one method step. The target utilization rate of the power buffer is preferably determined by the control unit as a function of a reaction time of the fuel cell device to a change in load. Preferably, in particular after a power redistribution, the target usage rate is shifted in the direction of a current usage rate of the power buffer. In particular, the control unit sets the target usage rate in a lower half of an intended value range for the usage rate when the signal power quantity is set to a value in an upper half of an intended value range for the signal power quantity. In particular, the control unit sets the target usage rate in an upper half of the intended value range for the usage rate when the signal power quantity is set to a value in a lower half of the intended value range for the signal power quantity. It is also conceivable that the target utilization rate is matched to a maximum power requirement of the load. A maximum value for the target utilization rate of the power buffer is preferably less than a maximum value for the total power quantity generated by the fuel cell unit, in particular less than a maximum value for the power requirement of the load. With the configuration according to the invention, a range of fluctuation in the power requirement of the load that can be absorbed by the power buffer can advantageously be made large.

Weiter wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein netzseitiger Energiepuffer geladen oder entladen wird. Vorzugsweise ist der Energiepuffer zwischen der Leistungsauskopplungseinheit und der Last, insbesondere einem Leistungsverteilungsnetzwerk der Last, angeordnet. Insbesondere ist der Energiepuffer als elektrischer Energiepuffer ausgebildet, beispielsweise als Akkumulator, als Superkondensator oder dergleichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Anpassung der Leistungskenngröße vorteilhaft zeitverzögert durchgeführt werden. Insbesondere kann eine Anpassung der Betriebsparameter vorteilhaft langsam erfolgen. Insbesondere kann eine aufwendige Überwachung der Betriebsparameter vorteilhaft gering ausgestaltet werden oder vollständig vermieden werden. Insbesondere kann eine Laständerungsrate vorteilhaft vor einer Verarbeitung durch die Steuereinheit gedämpft werden. insbesondere ermittelte die Steuereinheit vorteilhaft eine verzögerte effektive Laständerung.It is also proposed that a network-side energy buffer be charged or discharged in at least one method step. Preferably the energy buffer is between the Power decoupling unit and the load, in particular a power distribution network of the load, arranged. In particular, the energy buffer is designed as an electrical energy buffer, for example as an accumulator, as a supercapacitor or the like. Due to the configuration according to the invention, the performance parameter can advantageously be adjusted with a time delay. In particular, the operating parameters can advantageously be adjusted slowly. In particular, complex monitoring of the operating parameters can advantageously be made small or avoided entirely. In particular, a rate of load change can advantageously be damped before processing by the control unit. in particular, the control unit advantageously determined a delayed effective load change.

Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Anpassung der Leistungskenngröße spätestens nach einer im Wesentlichen abgeschlossen Anpassung eines Betriebsparameters der Brennstoffzellenvorrichtung durchgeführt wird. Vorzugsweise wird bei einer Ermittlung einer Laständerung zumindest ein als Versorgungs- und Einstellungsparameter ausgebildeter Betriebsparameter der Brennstoffzellenvorrichtung angepasst. Insbesondere wird der Betriebsparameter angepasst, um einen regulären Betriebszustand mit einer in Abhängigkeit von der Laständerung anzupassenden Leistungskenngröße zu ermöglichen. Beispielsweise wird ein Brennstoffvolumenstrom, ein Oxidansvolumenstrom, eine Rezirkulationsrate oder dergleichen angepasst um einen regulären Betriebszustand mit der anzupassenden Leistungskenngröße zu ermöglichen. Vorzugsweise wird die Leistungskenngröße noch während der Anpassung des Betriebsparameters angepasst. Insbesondere soll unter einer „im Wesentlichen abgeschlossenen Anpassung“ einer Größe eine Anpassung eines Werts der Größe verstanden werden, bei welcher ein Absolutwert eines Verhältnisses einer Differenz eines aktuellen Werts der Größe und eines Sollwerts für die Größe zu einer Differenz des aktuellen Werts und eines Ausgangswerts der Größe unmittelbar vor der Anpassung kleiner als 1/3, vorzugsweise kleiner als 1, besonders bevorzugt kleiner als 3, ist. Vorzugsweise wird die Signalleistungsgröße, beispielsweise mittels des Leistungspuffers, vor oder während der Anpassung des Betriebsparameters angepasst. Vorzugsweise wird die Gesamtleistungsgröße während und/oder spätestens nach der im Wesentlichen abgeschlossenen Anpassung des Betriebsparameters angepasst. Insbesondere startet eine Anpassung der Gesamtleistungskenngröße während und/oder spätestens nach der im Wesentlichen abgeschlossenen Anpassung des Betriebsparameters. Insbesondere startet eine Anpassung der Signalleistungsgröße vor und/oder während der im Wesentlichen abgeschlossenen Anpassung des Betriebsparameters. Es ist denkbar, dass eine Anpassung der Gesamtleistungsgröße und/oder Signalleistungsgröße erst zu einem Zeitpunkt nach der im Wesentlichen abgeschlossenen Anpassung des Betriebsparameters zumindest im Wesentlichen abgeschlossen ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine systembedingte Totzeit aufgrund einer Reaktionszeit der Brennstoffzellenvorrichtung auf eine Laständerung und/oder eine Anpassung eines Betriebsparameters vorteilhaft gering gehalten werden. Insbesondere kann eine Speicherkapazität eines Energiepuffers und/oder eine Leistungskapazität eines Leistungspuffers zu einer Überbrückung der Totzeit vorteilhaft gering gehalten werden.It is further proposed that, in at least one method step, the performance parameter is adjusted at the latest after an essentially completed adjustment of an operating parameter of the fuel cell device. When determining a change in load, at least one operating parameter of the fuel cell device designed as a supply and setting parameter is preferably adapted. In particular, the operating parameter is adapted in order to enable a regular operating state with a performance parameter to be adapted as a function of the load change. For example, a fuel volumetric flow, an oxidant volumetric flow, a recirculation rate or the like is adapted in order to enable a regular operating state with the performance parameter to be adapted. The performance parameter is preferably adjusted while the operating parameter is being adjusted. In particular, an “essentially completed adjustment” of a size is to be understood as an adjustment of a value of the size, in which an absolute value of a ratio of a difference between a current value of the size and a target value for the size to a difference of the current value and an initial value of the Size immediately before the adjustment is less than 1/3, preferably less than 1, particularly preferably less than 3. The signal power variable is preferably adjusted, for example by means of the power buffer, before or during the adjustment of the operating parameter. The total power quantity is preferably adjusted during and / or at the latest after the substantially completed adjustment of the operating parameter. In particular, an adjustment of the overall performance parameter starts during and / or at the latest after the essentially completed adjustment of the operating parameter. In particular, an adjustment of the signal power quantity starts before and / or during the essentially completed adjustment of the operating parameter. It is conceivable that an adaptation of the total power quantity and / or signal power quantity is only at least essentially completed at a point in time after the essentially completed adaptation of the operating parameter. A system-related dead time based on a reaction time of the fuel cell device to a change in load and / or an adaptation of an operating parameter can advantageously be kept low by the configuration according to the invention. In particular, a storage capacity of an energy buffer and / or a power capacity of a power buffer for bridging the dead time can advantageously be kept low.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Anpassung der Leistungskenngröße in Abhängigkeit von einer Anpassung zumindest eines ermittelten Betriebsparameters der Brennstoffzellenvorrichtung gesteuert, insbesondere geregelt, wird. Insbesondere wird die Leistungskenngröße in Abhängigkeit von einer Anpassung zumindest eines Versorgungs- und Einstellungsparameters der Brennstoffzellenvorrichtung gesteuert. Vorzugsweise wird aus der ermittelten Laständerung ein Sollwert für den Betriebsparameter, insbesondere für den Versorgungs- und Einstellungsparameter, ermittelt. Vorzugsweise werden bei einer Anpassung des Betriebsparameters, insbesondere zu einer Erreichung des Sollwerts, die Betriebsparameter der Prüfgruppe überwacht. Vorzugsweise wird eine Anpassung der Leistungskenngröße in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter der Prüfgruppe gesteuert oder geregelt. Besonders bevorzugt wird eine Anpassung der Leistungskenngröße in Abhängigkeit von einer Brennstoffnutzung und/oder einem Oxidans-Brennstoff-Verhältnis der Brennstoffzelleneinheit gesteuert oder geregelt. Insbesondere fungiert die Leistungskenngröße als Stellgröße, um bei einer Anpassung des Betriebsparameters, insbesondere des Versorgungs- und Einstellungsparameters, die Betriebsparameter der Prüfgruppe bis auf einen Toleranzwert konstant zu halten. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Brennstoffzellenvorrichtung vorteilhaft während einer gesamten Zeitdauer der Anpassung der Leistungskenngröße und/oder des Betriebsparameters in einem regulären Betriebszustand gehalten werden.Furthermore, it is proposed that in at least one method step an adaptation of the performance parameter depending on an adaptation of at least one determined operating parameter of the fuel cell device is controlled, in particular regulated. In particular, the performance parameter is controlled as a function of an adaptation of at least one supply and setting parameter of the fuel cell device. A setpoint value for the operating parameter, in particular for the supply and setting parameters, is preferably determined from the determined change in load. Preferably, the operating parameters of the test group are monitored when the operating parameters are adapted, in particular when the target value is reached. An adjustment of the performance parameter is preferably controlled or regulated as a function of an operating parameter of the test group. An adaptation of the performance parameter as a function of fuel use and / or an oxidant-fuel ratio of the fuel cell unit is particularly preferably controlled or regulated. In particular, the performance parameter acts as a manipulated variable in order to keep the operating parameters of the test group constant up to a tolerance value when the operating parameters, in particular the supply and setting parameters, are adapted. As a result of the configuration according to the invention, the fuel cell device can advantageously be kept in a regular operating state for an entire period of adjustment of the performance parameter and / or the operating parameter.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem irregulären Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung eine Anpassungsrate der Leistungskenngröße an eine Laständerung steuerungstechnisch begrenzt wird. Unter einem „irregulären Betriebszustand“ soll insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, bei dem zumindest ein Betriebsparameter der Prüfgruppe außerhalb des zugehörigen Sollwertbereichs liegt. Vorzugsweise wird die Anpassungsrate der Gesamtleistungsgröße steuerungstechnisch begrenzt. Insbesondere wird ein Absolutwert der Anpassungsrate der Gesamtleistungsgröße nach oben beschränkt. Insbesondere gibt die Steuereinheit einen Maximalwert für den Absolutwert der Anpassungsrate vor. Es ist denkbar, dass ein Absolutwert der Anpassungsrate der Signalleistungsgröße, beispielsweise mittels des Leistungspuffers, größer ist als der Maximalwert für den Absolutwert der Gesamtleistungsgröße. Vorzugsweise wird eine Beschränkung der Anpassungsrate, insbesondere zeitverzögert und/oder schrittweise, aufgehoben, wenn ein regulärer Betriebszustand erreicht wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Abdriften des Betriebszustandes in einen für die Brennstoffzellenvorrichtung schädlichen Bereich vorteilhaft vermieden werden. Insbesondere können die Betriebsparameter der Prüfgruppe vorteilhaft nahe an einem Idealwert gehalten werden.In addition, it is proposed that, in at least one irregular operating state of the fuel cell device, an adaptation rate of the performance parameter to a load change is limited in terms of control technology. An “irregular operating state” is to be understood in particular to mean an operating state in which at least one operating parameter of the test group lies outside the associated setpoint range. The adaptation rate of the total power quantity is preferably limited in terms of control technology. In particular, an absolute value of the rate of adaptation of the total power quantity is capped. In particular, the control unit specifies a maximum value for the absolute value of the adaptation rate. It is conceivable that an absolute value of the adaptation rate of the signal power quantity, for example by means of the power buffer, is greater than the maximum value for the absolute value of the total power quantity. A limitation of the adaptation rate, in particular with a time delay and / or step by step, is preferably lifted when a regular operating state is reached. The embodiment according to the invention advantageously prevents the operating state from drifting into an area which is harmful to the fuel cell device. In particular, the operating parameters of the test group can advantageously be kept close to an ideal value.

Weiter wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem irregulären Betriebszustand ein Maximalwert der Anpassungsrate der Leistungskenngröße kleiner ist als eine aktuelle Anpassungsrate eines den irregulären Betriebszustand behebenden Betriebsparameters der Brennstoffzellenvorrichtung. Vorzugsweise ist der den irregulären Betriebszustand behebenden Betriebsparameter als Versorgungs- und Einstellungsparameter ausgebildet. Vorzugsweise ist die Prüfgruppe eine Funktion der Leistungskenngröße und zumindest des als Versorgungs- und Einstellungsparameter ausgebildeten Betriebsparameters. Insbesondere weist die Prüfgruppe eine Nettoanpassungsrate auf, die abhängig ist von der Anpassungsrate der Leistungskenngröße und der Anpassungsrate des als Versorgungs- und Einstellungsparameter ausgebildeten Betriebsparameters. Darunter, dass „eine Anpassungsrate der Leistungskenngröße kleiner ist als eine Anpassungsrate eines Betriebsparameters“, soll insbesondere verstanden werden, dass ein Effekt der Anpassungsrate der Leistungskenngröße auf die Nettoanpassungsrate der Prüfgruppe kleiner ist als ein Effekt der Anpassungsrate des Betriebsparameters. Insbesondere entwickelt sich ein zeitlicher Werteverlauf der Prüfgruppe aufgrund der Nettoanpassungsrate auf einen Sollwertbereich zu. Es ist denkbar, dass der Maximalwert der Anpassungsrate der Leistungskenngröße abhängig davon ist, welcher Betriebsparameter der Prüfgruppe außerhalb des jeweiligen Sollwertbereichs liegt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Anpassung der Leistungskenngröße, insbesondere der Gesamtleistungsgröße, vorteilhaft auf eine zeitliche Entwicklung des Betriebsparameters abgestimmt werden.It is further proposed that, in at least one irregular operating state, a maximum value of the adaptation rate of the performance parameter is smaller than a current adaptation rate of an operating parameter of the fuel cell device that corrects the irregular operating state. The operating parameter which corrects the irregular operating state is preferably designed as a supply and setting parameter. The test group is preferably a function of the performance parameter and at least of the operating parameter designed as a supply and setting parameter. In particular, the test group has a net adaptation rate which is dependent on the adaptation rate of the performance parameter and the adaptation rate of the operating parameter designed as a supply and setting parameter. The fact that “an adaptation rate of the performance parameter is smaller than an adaptation rate of an operating parameter” should be understood in particular to mean that an effect of the adaptation rate of the performance parameter on the net adaptation rate of the test group is smaller than an effect of the adaptation rate of the operating parameter. In particular, a temporal course of values of the test group develops towards a target value range due to the net adjustment rate. It is conceivable that the maximum value of the adaptation rate of the performance parameter depends on which operating parameter of the test group lies outside the respective setpoint range. By means of the configuration according to the invention, an adaptation of the performance parameter, in particular the overall performance variable, can advantageously be coordinated with a temporal development of the operating parameter.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein als Brennstoffnutzung, als Oxidans-Brennstoff-Verhältnis und/oder als Zellspannung ausgebildeter Betriebsparameter der Brennstoffzellenvorrichtung zu einer Anpassung der Leistungskenngröße ermittelt wird. Unter einer „Brennstoffnutzung“ soll insbesondere eine Differenz einer in die Brennstoffzelleneinheit eintretenden Brennstoffmenge und einer aus der Brennstoffzelleneinheit austretenden Brennstoffmenge, insbesondere im Verhältnis zu der in die Brennstoffzelleneinheit eintretenden Brennstoffmenge, verstanden werden. Eine Brennstoffmenge wird insbesondere jeweils als Volumen, Volumenanteil, Volumenstrom, Masse, Massenanteil und/oder Massenstrom oder dergleichen ermittelt. Es ist auch denkbar, dass die Brennstoffnutzung über einen Anteil eines Verbrennungsprodukts der elektrochemischen Verwertung in einem Abgas der Brennstoffzelleneinheit ermittelt wird. Vorzugsweise soll unter einem „Oxidans-Brennstoff-Verhältnis“ das Massenverhältnis von dem Brennstoff zu dem Oxidans innerhalb der Brennstoffzelleneinheit verstanden werden. Insbesondere wird das Oxidans-Brennstoff-Verhältnis als Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis oder als Wasserstoff-Sauerstoff-Verhältnis ermittelt. Es ist auch denkbar, dass das Oxidans-Brennstoff-Verhältnis über einen Anteil eines Verbrennungsprodukts der elektrochemischen Verwertung in einem Abgas der Brennstoffzelleneinheit ermittelt wird. Vorzugsweise ist die Zellspannung als Gesamtspannung der Brennstoffzelleneinheit aufgrund der elektrochemischen Verwertung ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass die Spannung einzelner Stackverbünde, einzelner Stacks und/oder einzelner Brennstoffzellen der Brennstoffzelleneinheit aufgrund der elektrochemischen Verwertung als Zellspannung verwendet werden. Insbesondere werden die als Brennstoffnutzung, als Oxidans-Brennstoff-Verhältnis und/oder als Zellspannung ausgebildeten Betriebsparameter bei einer Anpassung der Leistungskenngröße überwacht. Insbesondere ist zumindest einer, vorzugweise sind alle, der als Brennstoffnutzung, als Oxidans-Brennstoff-Verhältnis und/oder als Zellspannung ausgebildete Betriebsparameter Teil der Prüfgruppe. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Brennstoffzellenvorrichtung in dem regulären Betriebszustand mit einem vorteilhaft geringen Verschleiß betrieben werden. Insbesondere kann die Brennstoffzellevorrichtung in dem regulären Betriebszustand mit einem vorteilhaft geringen Risiko einer Beschädigung betrieben werden. Insbesondere kann die Brennstoffzellenvorrichtung in dem regulären Betriebszustand vorteilhaft effektiv und/oder effizient betrieben werden.Furthermore, it is proposed that in at least one method step, an operating parameter of the fuel cell device designed as fuel use, as an oxidant-fuel ratio and / or as a cell voltage is determined in order to adapt the performance parameter. “Fuel use” is to be understood in particular to mean a difference between a quantity of fuel entering the fuel cell unit and a quantity of fuel emerging from the fuel cell unit, in particular in relation to the quantity of fuel entering the fuel cell unit. A quantity of fuel is in particular determined in each case as volume, volume fraction, volume flow, mass, mass fraction and / or mass flow or the like. It is also conceivable that the fuel usage is determined via a portion of a combustion product of the electrochemical utilization in an exhaust gas of the fuel cell unit. An “oxidant-fuel ratio” should preferably be understood to mean the mass ratio of the fuel to the oxidant within the fuel cell unit. In particular, the oxidant-fuel ratio is determined as a carbon-oxygen ratio or as a hydrogen-oxygen ratio. It is also conceivable that the oxidant-fuel ratio is determined via a portion of a combustion product of the electrochemical utilization in an exhaust gas of the fuel cell unit. The cell voltage is preferably designed as the total voltage of the fuel cell unit due to the electrochemical utilization. However, it is also conceivable that the voltage of individual stack assemblies, individual stacks and / or individual fuel cells of the fuel cell unit are used as cell voltage due to the electrochemical utilization. In particular, the operating parameters designed as fuel use, oxidant-fuel ratio and / or cell voltage are monitored when the performance parameter is adjusted. In particular, at least one, preferably all, of the operating parameters designed as fuel use, oxidant-fuel ratio and / or cell voltage are part of the test group. As a result of the configuration according to the invention, the fuel cell device can be operated in the regular operating state with advantageously little wear. In particular, the fuel cell device can be operated in the regular operating state with an advantageously low risk of damage. In particular, the fuel cell device can advantageously be operated effectively and / or efficiently in the regular operating state.

Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Anpassung zumindest eines Betriebsparameters der Brennstoffzellenvorrichtung vor einer erwarteten Laständerung durchgeführt wird. Insbesondere umfasst die Steuereinheit ein Speicherelement, auf welchem Modelldaten über die Last hinterlegt sind. Modeldaten können beispielsweise ein mathematisches Modell, ein durch einen Benutzer vorgegebenes Lastprofil, ein durch die Steuereinheit aufgenommenes und/oder statistisch ermitteltes Lastprofil oder dergleichen umfassen. Insbesondere wertet die Steuereinheit die auf dem Speicherelement hinterlegten Modelldaten aus, um einen Zeitpunkt und/oder ein Ausmaß einer Laständerung zu ermitteln, insbesondere vorherzusagen. Insbesondere passt die Steuereinheit vor dem ermittelten Zeitpunkt der Laständerung zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere einen Versorgungs- und Einstellungsparameter, an. Es ist denkbar, dass die Gesamtleistungsgröße, insbesondere zusammen mit der Sollnutzrate des Leistungspuffers, vor dem ermittelten Zeitpunkt der Laständerung angepasst wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung auf eine Laständerung vorteilhaft voreingestellt werden. Insbesondere kann eine nachgeordnete Reaktion der Brennstoffzellenvorrichtung auf eine Laständerung vorteilhaft klein ausfallen. It is further proposed that in at least one method step, an adaptation of at least one operating parameter of the fuel cell device is carried out before an expected load change. In particular, the control unit comprises a storage element, on which model data about the load are stored. Model data can be, for example, a mathematical model, a load profile specified by a user, a load profile recorded and / or statistically determined by the control unit, or the like include. In particular, the control unit evaluates the model data stored on the storage element in order to determine, in particular to predict, a point in time and / or an extent of a load change. In particular, the control unit adjusts at least one operating parameter, in particular a supply and setting parameter, before the determined time of the load change. It is conceivable that the total power quantity, in particular together with the target utilization rate of the power buffer, is adjusted before the determined time of the load change. With the configuration according to the invention, an operating state of the fuel cell device can advantageously be preset to a change in load. In particular, a subsequent reaction of the fuel cell device to a change in load can advantageously be small.

Des Weiteren wird eine Brennstoffzellenvorrichtung, insbesondere Hochtemperaturbrennstoffzellenvorrichtung, mit zumindest einer Steuereinheit zu einer Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest die Brennstoffzelleneinheit zu einer Erzeugung einer elektrischen Leistung. Vorzugsweise ist die Brennstoffzelleneinheit als Hochtemperaturbrennstoffzelleneinheit ausgebildet, insbesondere als Festoxidbrennstoffzelleneinheit. Vorzugsweise ist der Brennstoff als Wasserstoff und/oder Erdgas ausgebildet. Vorzugsweise ist das Oxidans als Umgebungsluft ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzelleneinheit zumindest eine Membran-Elektroden-Einheit (engl.: membrane electrode assembly MEA). Insbesondere umfasst die Brennstoffzelleneinheit zumindest eine Oxidanselektrode, insbesondere zu einem Kontakt mit dem Oxidans, eine Brennstoffelektrode, insbesondere zu einem Kontakt mit dem Brennstoff, und zumindest eine zwischen der Brennstoffelektrode und der Oxidanselektrode angeordnete Elektrolytschicht. Vorzugsweise ist die Membran-Elektroden-Einheit metallgestützt. Es ist aber auch denkbar, dass die Membran-Elektroden-Einheit keramikgestützt, anodengestützt, elektrolytgestützt oder kathodengestützt ausgebildet ist. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest eine Brennstoffzufuhrleitung, zumindest eine Oxidanszufuhrleitung, zumindest eine Abgasleitung von der Brennstoffelektrode und/oder zumindest eine Rezirkulationsleitung. Vorzugsweise ist die Rezirkulationsleitung als Brennstoffrezirkulationsleitung ausgebildet. Insbesondere verbindet die Rezirkulationsleitung die Abgasleitung mit der Brennstoffzufuhrleitung. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest ein Brennstoffförderelement, ein Oxidansförderelement und/oder ein Rezirkulationsförderelement, insbesondere zu einer Einstellung eines Brennstoffvolumenstroms, eines Brennstoffmassenstroms, eines Oxidansvolumenstroms, eines Oxidansmassenstroms und/oder einer Rezirkulationsrate. Insbesondere umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest eine Leistungsauskopplungseinheit zu einer Bereitstellung einer durch die Brennstoffzelleneinheit erzeugte elektrische Leistung. Vorzugsweise umfasst die Leistungsauskopplungseinheit zumindest ein Leistungskontrollelement zu einer Einstellung der Leistungskenngröße. Es ist denkbar, dass die Leistungsauskopplungseinheit zumindest ein Aufbereitungselement zu einer Manipulation einer Ausgabeform des Leistungssignals umfasst, wie etwa einen Wechselrichter, einen Gleichspannungswandler oder dergleichen. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest einen Leistungspuffer, insbesondere einen Elektroheizer. Es ist denkbar, dass die Brennstoffzellenvorrichtung einen Energiepuffer, insbesondere einen Akkumulator, einen Superkondensator oder dergleichen, umfasst. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Leistungsauskopplungseinheit, das Brennstoffförderelement, das Oxidansförderelement und/oder das Rezirkulationsförderelement zu steuern oder zu regeln, insbesondere zu einer Aufrechterhaltung und/oder einem Erreichen eines regulären Betriebszustands der Brennstoffzellenvorrichtung. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Brennstoffzellenvorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die vorteilhaft flexibel und/oder vorteilhaft schnell auf eine Laständerung reagieren kann. Insbesondere kann eine Brennstoffzellenvorrichtung mit einem vorteilhaft kleinen Energiepuffer bereitgestellt werden. Es ist denkbar, dass die Brennstoffzellenvorrichtung zumindest eine Sensoreinheit zu einer Ermittlung zumindest eines Betriebsparameters umfasst.Furthermore, a fuel cell device, in particular a high-temperature fuel cell device, with at least one control unit for carrying out a method according to the invention is proposed. The fuel cell device preferably comprises at least the fuel cell unit for generating electrical power. The fuel cell unit is preferably designed as a high-temperature fuel cell unit, in particular as a solid oxide fuel cell unit. The fuel is preferably designed as hydrogen and / or natural gas. The oxidant is preferably designed as ambient air. The fuel cell unit preferably comprises at least one membrane electrode assembly (MEA). In particular, the fuel cell unit comprises at least one oxidant electrode, in particular for contact with the oxidant, a fuel electrode, in particular for contact with the fuel, and at least one electrolyte layer arranged between the fuel electrode and the oxidant electrode. The membrane electrode unit is preferably metal-supported. However, it is also conceivable for the membrane-electrode unit to be ceramic-based, anode-based, electrolyte-based or cathode-based. The fuel cell device preferably comprises at least one fuel supply line, at least one oxidant supply line, at least one exhaust gas line from the fuel electrode and / or at least one recirculation line. The recirculation line is preferably designed as a fuel recirculation line. In particular, the recirculation line connects the exhaust line to the fuel supply line. The fuel cell device preferably comprises at least one fuel delivery element, an oxidant delivery element and / or a recirculation delivery element, in particular for setting a fuel volume flow, a fuel mass flow, an oxidant volume flow, an oxidant mass flow and / or a recirculation rate. In particular, the fuel cell device comprises at least one power decoupling unit for providing electrical power generated by the fuel cell unit. The power decoupling unit preferably comprises at least one power control element for setting the performance parameter. It is conceivable that the power decoupling unit comprises at least one processing element for manipulating an output form of the power signal, such as an inverter, a DC voltage converter or the like. The fuel cell device preferably comprises at least one power buffer, in particular an electric heater. It is conceivable that the fuel cell device comprises an energy buffer, in particular an accumulator, a supercapacitor or the like. In particular, the control unit is provided to control or regulate the power decoupling unit, the fuel delivery element, the oxidant delivery element and / or the recirculation delivery element, in particular to maintain and / or achieve a regular operating state of the fuel cell device. The configuration according to the invention makes it possible to provide a fuel cell device which can react flexibly and / or advantageously quickly to a change in load. In particular, a fuel cell device with an advantageously small energy buffer can be provided. It is conceivable that the fuel cell device comprises at least one sensor unit for determining at least one operating parameter.

Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Brennstoffzellenvorrichtung sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Brennstoffzellenvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The method according to the invention and / or the fuel cell device according to the invention should / should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the method according to the invention and / or the fuel cell device according to the invention can have a number that differs from a number of individual elements, components and units as well as method steps mentioned to fulfill a function described here. In addition, within the ranges of values specified in this disclosure, values lying within the stated limits are also to be considered as disclosed and can be used as desired.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, description, and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations.

Es zeigen:

  • 1 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenvorrichtung und
  • 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Show it:
  • 1 A schematic representation of a fuel cell device according to the invention and
  • 2nd a schematic representation of a method according to the invention.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt eine Brennstoffzellenvorrichtung 12. Die Brennstoffzellenvorrichtung 12 umfasst zumindest eine Steuereinheit 26. Die Steuereinheit 26 ist zu einer Durchführung eines Verfahrens 10 vorgesehen, welches insbesondere in 2 dargestellt ist. Vorzugsweise ist die Brennstoffzellenvorrichtung 12 als Hochtemperaturbrennstoffzellenvorrichtung, insbesondere als Festoxidbrennstoffzellenvorrichtung, ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest eine Brennstoffzelleneinheit 28, insbesondere eine Hochtemperaturbrennstoffzelleneinheit, bevorzugt eine Festoxidbrennstoffzelleneinheit. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzelleneinheit 28 mehrere Brennstoffzellen, Stacks oder Verbünde von Stacks. Die Brennstoffzelleneinheit 28 ist hier der Übersichtlichkeit halber als einzelne Membran-Elektroden-Einheit dargestellt. Insbesondere umfasst die Brennstoffzelleneinheit 28 zumindest eine Oxidanselektrode 30. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzelleneinheit 28 zumindest eine Brennstoffelektrode 32. Insbesondere sind die Brennstoffelektrode 32 und die Oxidanselektrode 30 durch eine Elektrolytschicht 34 voneinander getrennt angeordnet. Vorzugsweise fungiert die Oxidanselektrode 30 in einem Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 12 als Kathode. Vorzugsweise fungiert die Brennstoffelektrode 32 in einem Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 12 als Anode. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest eine Brennstoffzufuhrleitung 36, insbesondere zu einer Versorgung der Brennstoffzelleneinheit 28 mit einem Brennstoff. Insbesondere ist die Brennstoffzufuhrleitung 36 fluidtechnisch an der Brennstoffelektrode 32 angeschlossen. Vorzugsweise ist in der Brennstoffzufuhrleitung 36 ein Brennstoffförderelement 38 angeordnet, insbesondere zu einer Einstellung eines Brennstoffvolumenstroms und/oder eines Brennstoffmassenstroms zu der Brennstoffzelleneinheit 28. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 einen Reformer 40, insbesondere zu einer Reformierung des Brennstoffs vor einem Eintritt in die Brennstoffzelleneinheit 28. Insbesondere ist der Reformer 40 in der Brennstoffzufuhrleitung 36 angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest einen Abgaskanal 42. Vorzugsweise ist der Abgaskanal 42 fluidtechnisch an der Brennstoffelektrode 32 angeschlossen. Vorzugweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest einen weiteren Abgaskanal 44. Insbesondere ist der weitere Abgaskanal 44 fluidtechnisch an der Oxidanselektrode 30 angeschlossen. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest eine Rezirkulationsleitung 46. Insbesondere ist die Rezirkulationsleitung 46 zu einer teilweisen Rückführung eines Brennstoffelektrodenabgases in die Brennstoffzufuhrleitung 36, insbesondere in den Reformer 40, vorgesehen. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest ein Rezirkulationsförderelement 48, insbesondere zu einer Einstellung eines Volumenstroms und/oder eines Massenstroms durch die Rezirkulationsleitung 46. Insbesondere ist das Rezirkulationsförderelement 48 zu einer Einstellung einer Rezirkulationsrate vorgesehen. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest eine Oxidanszufuhrleitung 50, insbesondere zu einer Versorgung der Brennstoffzelleneinheit 28 mit einem Oxidans. Insbesondere ist die Oxidanszufuhrleitung 50 fluidtechnisch an der Oxidanselektrode 30 angeschlossen. Vorzugsweise ist in der Oxidanszufuhrleitung 50 ein Oxidansförderelement 52 angeordnet, insbesondere zu einer Einstellung eines Oxidansvolumenstroms und/oder eines Oxidansmassenstroms zu der Brennstoffzelleneinheit 28. 1 shows a fuel cell device 12th . The fuel cell device 12th comprises at least one control unit 26 . The control unit 26 is to carry out a procedure 10 provided, which in particular in 2nd is shown. The fuel cell device is preferably 12th designed as a high-temperature fuel cell device, in particular as a solid oxide fuel cell device. The fuel cell device preferably comprises 12th at least one fuel cell unit 28 , in particular a high-temperature fuel cell unit, preferably a solid oxide fuel cell unit. The fuel cell unit preferably comprises 28 several fuel cells, stacks or groups of stacks. The fuel cell unit 28 is shown here as a single membrane electrode unit for the sake of clarity. In particular, the fuel cell unit comprises 28 at least one oxidant electrode 30th . The fuel cell unit preferably comprises 28 at least one fuel electrode 32 . In particular, the fuel electrode 32 and the oxidant electrode 30th through an electrolyte layer 34 arranged separately from each other. The oxidant electrode preferably functions 30th in an operation of the fuel cell device 12th as a cathode. The fuel electrode preferably functions 32 in an operation of the fuel cell device 12th as an anode. The fuel cell device preferably comprises 12th at least one fuel supply line 36 , in particular for supplying the fuel cell unit 28 with a fuel. In particular, the fuel supply line 36 fluid technology on the fuel electrode 32 connected. Preferably in the fuel supply line 36 a fuel delivery element 38 arranged, in particular for setting a fuel volume flow and / or a fuel mass flow to the fuel cell unit 28 . The fuel cell device preferably comprises 12th a reformer 40 , in particular for reforming the fuel before it enters the fuel cell unit 28 . In particular, the reformer 40 in the fuel supply line 36 arranged. The fuel cell device preferably comprises 12th at least one exhaust duct 42 . Preferably, the exhaust duct 42 fluid technology on the fuel electrode 32 connected. The fuel cell device preferably comprises 12th at least one additional exhaust duct 44 . In particular, the other exhaust duct 44 fluid technology on the oxidant electrode 30th connected. The fuel cell device preferably comprises 12th at least one recirculation line 46 . In particular, the recirculation line 46 for a partial return of a fuel electrode exhaust gas to the fuel supply line 36 , especially in the reformer 40 , intended. The fuel cell device preferably comprises 12th at least one recirculation promoting element 48 , in particular for setting a volume flow and / or a mass flow through the recirculation line 46 . In particular, the recirculation conveyor element 48 provided for setting a recirculation rate. The fuel cell device preferably comprises 12th at least one oxidant feed line 50 , in particular for supplying the fuel cell unit 28 with an oxidant. In particular, the oxidant feed line 50 fluid technology on the oxidant electrode 30th connected. Preferably in the oxidant feed line 50 an oxidant promoting element 52 arranged, in particular for setting an oxidant volume flow and / or an oxidant mass flow to the fuel cell unit 28 .

Insbesondere umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest eine Leistungsauskopplungseinheit 54 zu einer Bereitstellung einer durch die Brennstoffzelleneinheit 28 erzeugten elektrischen Leistung. Insbesondere ist die Leistungsauskopplungseinheit 54 dazu vorgesehen, die Brennstoffzellenvorrichtung 12 elektrisch an eine Last 14 anzuschließen. Insbesondere ist es denkbar, dass die Last 14 ein Lastverteilungsnetzwerk mit mehreren Leistungsverbrauchern und Leistungserzeugern umfasst. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 einen Energiepuffer 60, insbesondere einen Akkumulator, einen Superkondensator oder dergleichen. Insbesondere ist der Energiepuffer 60 lastseitig an der Leistungsauskopplungseinheit 54 elektrisch angeschlossen. Vorzugsweise umfasst die Leistungsauskopplungseinheit 54 zumindest ein Leistungskontrollelement 56, insbesondere zu einer Anpassung einer Leistungskenngröße 22 der Brennstoffzellenvorrichtung 12. Vorzugsweise umfasst die Leistungsauskopplungseinheit 54 zumindest ein Aufbereitungselement 58, insbesondere einen Wechselrichter. Vorzugsweise umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 12 zumindest einen Leistungspuffer 20, insbesondere einen Elektroheizer. Insbesondere ist die Steuereinheit 26 dazu vorgesehen, die Leistungsauskopplungseinheit 54, das Brennstoffförderelement 38, das Oxidansförderelement 52 und/oder das Rezirkulationsförderelement 48 zu steuern oder zu regeln. Insbesondere beschreibt eine als Gesamtleistungskenngröße ausgebildete Leistungskenngröße der Brennstoffzellenvorrichtung 12 eine von der Brennstoffzelleneinheit 28 produzierte Leistung. Insbesondere ist das Leistungskontrollelement 56 dazu vorgesehen, die Gesamtleistungskenngröße einzustellen, insbesondere über einen einstellbaren elektrischen Widerstand. Vorzugsweise beschreibt eine als Signalleistungsgröße ausgebildete Leistungskenngröße der Brennstoffzellenvorrichtung 12 einen Anteil der produzierten Leistung, der von der Leistungsauskopplungseinheit 54 ausgegeben wird.In particular, the fuel cell device comprises 12th at least one power decoupling unit 54 to provide one by the fuel cell unit 28 generated electrical power. In particular, the power decoupling unit 54 provided the fuel cell device 12th electrically to a load 14 to connect. In particular, it is conceivable that the load 14 comprises a load distribution network with multiple power consumers and power generators. The fuel cell device preferably comprises 12th an energy buffer 60 , in particular an accumulator, a supercapacitor or the like. In particular, the energy buffer 60 on the load side at the power decoupling unit 54 electrically connected. The power decoupling unit preferably comprises 54 at least one performance control element 56 , in particular to adjust a performance indicator 22 the fuel cell device 12th . The power decoupling unit preferably comprises 54 at least one processing element 58 , especially an inverter. The fuel cell device preferably comprises 12th at least one performance buffer 20 , especially an electric heater. In particular, the control unit 26 provided the power decoupling unit 54 , the fuel delivery element 38 , the oxidant promoting element 52 and / or the recirculation conveyor element 48 to control or regulate. In particular, describes a power parameter of the fuel cell device that is designed as a total power parameter 12th one from the fuel cell unit 28 produced output. In particular, the performance control element 56 provided the overall performance indicator adjust, in particular via an adjustable electrical resistance. A power parameter of the fuel cell device, which is designed as a signal power variable, preferably describes 12th a share of the power produced by the power decoupling unit 54 is issued.

2 zeigt das Verfahren 10 zu einem Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 12. In zumindest einem Verfahrensschritt wird zumindest die Leistungskenngrö-ße, insbesondere die Signalleistungsgröße, der Brennstoffzellenvorrichtung 12 der Last 14 folgend gesteuert. In zumindest einem regulären Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung 12 wird ein zumindest im Wesentlichen unmodifizierter Leistungsbedarf der Last 14 als Führungsgröße für eine Anpassung der Leistungskenngröße 22 verwendet. Insbesondere ändert sich bei einer Laständerung 16 ein Leistungsbedarf der Last 14. Vorzugweise wird die Laständerung 16 in einem Pufferschritt 64 von dem Energiepuffer 60 abgefangen. In dem Pufferschritt 64 wird ein netzseitiger Energiepuffer 60 geladen oder entladen. Insbesondere wird der Energiepuffer 60 bei einer Erhöhung des Leistungsbedarfs der Last 14 entladen. Insbesondere wird der Energiepuffer 60 bei einer Verringerung des Leistungsbedarfs der Last 14 geladen. In zumindest einem Verfahrensschritt wird bei einer Laständerung 16 eine Leistungsumverteilung 18 innerhalb der Brennstoffzellenvorrichtung 12 durchgeführt. Insbesondere wird Leistung zwischen der Last 14 und dem Leistungspuffer 20 umverteilt. Insbesondere wird bei einer Verringerung des Leistungsbedarfs der Last 14 eine Nutzrate des Leistungspuffers 20 erhöht und die Leistungskenngröße verringert. Insbesondere wird bei einer Erhöhung des Leistungsbedarfs der Last 14 die Nutzrate des Leistungspuffers 20 verringert und die Leistungskenngröße erhöht. Vorzugsweise wird ein Entladen oder Laden des Energiepuffers 60 durch die Leistungsumverteilung 18 zumindest verlangsamt, bevorzugt gestoppt und/oder rückgängig gemacht. Insbesondere wird die als Signalleistungsgröße ausgebildete Leistungskenngröße der Brennstoffzellenvorrichtung 12 mittels des Leistungspuffers 20 der Last 14 folgend gesteuert. Insbesondere ist der Energiepuffer 60 zu einer Überbrückung einer Umverteilungszeit der Leistungsumverteilung 18 vorgesehen. 2nd shows the procedure 10 to operate the fuel cell device 12th . In at least one method step, at least the power parameter, in particular the signal power parameter, of the fuel cell device 12th the burden 14 controlled following. In at least one regular operating state of the fuel cell device 12th becomes an at least essentially unmodified power requirement of the load 14 as a benchmark for an adjustment of the performance indicator 22 used. In particular, changes with a load change 16 a power requirement of the load 14 . The change in load is preferred 16 in a buffer step 64 from the energy buffer 60 intercepted. In the buffer step 64 becomes a grid-side energy buffer 60 loaded or unloaded. In particular, the energy buffer 60 with an increase in the power requirement of the load 14 unload. In particular, the energy buffer 60 with a reduction in the power requirement of the load 14 loaded. In at least one process step, there is a change in load 16 a redistribution of benefits 18th inside the fuel cell device 12th carried out. In particular, performance is between the load 14 and the performance buffer 20 redistributed. In particular, when the power requirement of the load is reduced 14 a usage rate of the power buffer 20 increased and the performance indicator decreased. In particular, with an increase in the power requirement of the load 14 the usage rate of the power buffer 20 reduced and the performance indicator increased. Discharging or charging the energy buffer is preferred 60 through power redistribution 18th at least slowed down, preferably stopped and / or reversed. In particular, the power parameter of the fuel cell device, which is designed as a signal power variable 12th by means of the power buffer 20 the burden 14 controlled following. In particular, the energy buffer 60 to bridge a redistribution time of the power redistribution 18th intended.

Vorzugsweise wird in einem Betriebsermittlungsschritt 62 die Laständerung 16 ermittelt, beispielsweise über einen Spannungsabfall an der Last 14 oder an dem Energiepuffer 60 und/oder über eine Diskrepanz zwischen Sollnutzrate und Nutzrate des Leistungspuffers 20. Insbesondere wird in dem Betriebsermittlungsschritt 62 ein Sollwert für die Gesamtleistungsgröße ermittelt. Insbesondere deckt der Sollwert für die Gesamtleistungsgröße einen Leistungsbedarf der Last 14 zuzüglich einer Sollnutzrate für den Leistungspuffer 20 ab. Insbesondere wird in dem Betriebsermittlungsschritt 62 die Sollnutzrate des Leistungspuffers 20 der Brennstoffzellenvorrichtung 12 im Zuge der Laständerung 16 angepasst. Insbesondere wird die Sollnutzrate in Richtung der aktuellen Nutzrate verschoben. Vorzugsweise wird in dem Betriebsermittlungsschritt 62 überprüft, ob alle Betriebsparameter einer Prüfgruppe in einem jeweiligen Sollwertbereich liegen, wenn ein Sollwert für die Gesamtleistungsgröße eingestellt wird. In dem Betriebsermittlungsschritt 62 wird ein als Brennstoffnutzung, als Oxidans-Brennstoff-Verhältnis und/oder als Zellspannung ausgebildeter Betriebsparameter der Brennstoffzellenvorrichtung 12 zu einer Anpassung der Leistungskenngröße 22 ermittelt. Insbesondere sind die als Brennstoffnutzung, als Oxidans-Brennstoff-Verhältnis und/oder als Zellspannung ausgebildete Betriebsparameter Teil der Prüfgruppe.Preferably in an operation determination step 62 the load change 16 determined, for example via a voltage drop at the load 14 or on the energy buffer 60 and / or via a discrepancy between the target usage rate and the usage rate of the power buffer 20 . In particular, in the operation determination step 62 a target value for the total power quantity is determined. In particular, the target value for the total power quantity covers a power requirement of the load 14 plus a target usage rate for the power buffer 20 from. In particular, in the operation determination step 62 the target utilization rate of the power buffer 20 the fuel cell device 12th in the course of the load change 16 customized. In particular, the target usage rate is shifted in the direction of the current usage rate. Preferably in the operational determination step 62 Checks whether all operating parameters of a test group are in a respective setpoint range when a setpoint for the total power quantity is set. In the operation determination step 62 becomes an operating parameter of the fuel cell device designed as fuel use, as oxidant-fuel ratio and / or as cell voltage 12th to adjust the performance indicator 22 determined. In particular, the operating parameters designed as fuel use, oxidant-fuel ratio and / or cell voltage are part of the test group.

Erwartet die Steuereinheit 26 nach einer Überprüfung einen regulären Betriebszustand mit dem Sollwert für die Gesamtleistungsgröße, wird insbesondere eine Anpassung der Gesamtleistungsgröße 66 durchgeführt. Insbesondere wird für die Anpassung der Gesamtleistungsgröße 66 zumindest ein im Wesentlichen unmodifizierter Leistungsbedarf der Last 14 als Führungsgröße verwendet. Insbesondere kann in einem Betrieboptimierungsschritt 72 nach oder während der Anpassung der Gesamtleistungsgröße 66 eine optionale Anpassung eines Betriebsparameters 24 durchgeführt werden. Insbesondere wird in dem Betrieboptimierungsschritt 72 ein als Versorgungs- und Einstellungsparameter ausgebildeter Betriebsparameter angepasst. Insbesondere ist die optionale Anpassung des Betriebsparameters 24 während des Betrieboptimierungsschritts 72 dazu vorgesehen, einen Istwert der Prüfgruppe von einem Randabschnitt des entsprechenden Sollwertbereichs in einen Mittelwert und/oder Idealwert des Sollwertbereichs zu führen.Awaits the control unit 26 after a check of a regular operating state with the target value for the total power quantity, in particular an adjustment of the total power quantity 66 carried out. In particular, for the adjustment of the total performance 66 at least one essentially unmodified power requirement of the load 14 used as a benchmark. In particular, in an operation optimization step 72 after or during the adjustment of the total benefit size 66 an optional adjustment of an operating parameter 24th be performed. In particular, in the operation optimization step 72 an operating parameter designed as a supply and setting parameter is adapted. In particular, the optional adjustment of the operating parameter 24th during the operational optimization step 72 provided for leading an actual value of the test group from an edge section of the corresponding setpoint range into an average and / or ideal value of the setpoint range.

Erwartet die Steuereinheit 26 nach einer Überprüfung einen irregulären Betriebszustand mit dem Sollwert für die Gesamtleistungsgröße, wird vorzugsweise eine notwendige Anpassung eines Betriebsparameters 24 durchgeführt. Insbesondere wird in dem Betriebsermittlungsschritt 62 zumindest ein Sollwert für einen als Versorgungs- und Einstellungsparameter ausgebildeten Betriebsparameter der Brennstoffzellenvorrichtung 12 ermittelt. Insbesondere wird der Sollwert für den als Versorgungs- und Einstellungsparameter ausgebildeten Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem Sollwert für die Gesamtleistungsgröße ermittelt. Insbesondere wählt die Steuereinheit 26 einen Sollwert für den als Versorgungs- und Einstellungsparameter ausgebildeten Betriebsparameter, welcher zusammen mit dem Sollwert für die Gesamtleistungsgröße einen regulären Betriebszustand ergibt. Insbesondere wird bei der notwendigen Anpassung des Betriebsparameters 24 ein durch das Brennstoffförderelement 38, durch das Oxidansförderelement 52 und/oder durch das Rezirkulationsförderelement 48 erzeugter Volumenstrom angepasst.Awaits the control unit 26 after a check of an irregular operating state with the target value for the total power quantity, a necessary adjustment of an operating parameter is preferably carried out 24th carried out. In particular, in the operation determination step 62 at least one setpoint for an operating parameter of the fuel cell device designed as a supply and setting parameter 12th determined. In particular, the setpoint for the operating parameter designed as a supply and setting parameter is determined as a function of the setpoint for the total power quantity. In particular, the control unit chooses 26 a setpoint value for the operating parameter designed as a supply and setting parameter, which together with the setpoint value for the total output quantity results in a regular operating state. In particular, the necessary adjustment of the operating parameter 24th one through the fuel delivery element 38 , by the Oxidant promoting element 52 and / or by the recirculation conveyor element 48 generated volume flow adjusted.

Insbesondere wird in einem Bandregelschritt 68 eine Anpassung der Leistungskenngröße 22 spätestens nach der im Wesentlichen abgeschlossen Anpassung des Betriebsparameters 24 der Brennstoffzellenvorrichtung 12 durchgeführt. Insbesondere wird in dem Bandregelschritt 68 die Gesamtleistungsgröße zeitgleich oder zeitlich überlappend mit der notwendigen Anpassung des Betriebsparameters 24 durchgeführt. Insbesondere wird in dem Bandregelschritt 68 eine Anpassung der Leistungskenngröße 22, insbesondere der Gesamtleistungsgröße, in Abhängigkeit von der Anpassung zumindest eines ermittelten Betriebsparameters 24 der Brennstoffzellenvorrichtung 12 gesteuert, insbesondere geregelt. Insbesondere wird eine Auswirkung einer Anpassung des Betriebsparameters 24 auf die Prüfgruppe überwacht. Insbesondere wird während der Anpassung des Betriebsparameters 24, die Gesamtleistungsgröße als Stellgröße verwendet um die Prüfgruppe in dem jeweiligen Sollwertbereich zu halten. Vorzugsweise folgt die Gesamtleistungsgröße während des Bandregelschritts 68 der Laständerung 16 zumindest innerhalb des durch die Prüfgruppe vorgegebenen Wertebandes. Verlässt die Gesamtleistungsgröße das durch die Prüfgruppe vorgegebene Werteband, wechselt die Brennstoffzellenvorrichtung 12 in einen irregulären Betriebszustand. In zumindest einem irregulären Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung 12 wird eine Anpassungsrate der Leistungskenngröße an eine Laständerung 16 steuerungstechnisch begrenzt. In zumindest einem irregulären Betriebszustand ist ein Maximalwert der Anpassungsrate der Leistungskenngröße kleiner als eine aktuelle Anpassungsrate eines den irregulären Betriebszustand behebenden Betriebsparameters der Brennstoffzellenvorrichtung 12.In particular, in a band control step 68 an adjustment of the performance indicator 22 at the latest after the essentially completed adjustment of the operating parameter 24th the fuel cell device 12th carried out. In particular, in the band control step 68 the total output quantity at the same time or overlapping in time with the necessary adjustment of the operating parameter 24th carried out. In particular, in the band control step 68 an adjustment of the performance indicator 22 , in particular the total power quantity, as a function of the adaptation of at least one determined operating parameter 24th the fuel cell device 12th controlled, in particular regulated. In particular, there is an effect of an adaptation of the operating parameter 24th monitored for the test group. In particular, during the adjustment of the operating parameter 24th , the total output variable is used as a manipulated variable to keep the test group in the respective setpoint range. The total power quantity preferably follows during the band control step 68 the load change 16 at least within the range of values specified by the test group. The fuel cell device changes when the total output quantity leaves the value band specified by the test group 12th into an irregular operating state. In at least one irregular operating state of the fuel cell device 12th becomes an adaptation rate of the performance parameter to a load change 16 limited in terms of control technology. In at least one irregular operating state, a maximum value of the adaptation rate of the performance parameter is smaller than a current adaptation rate of an operating parameter of the fuel cell device that corrects the irregular operating state 12th .

Insbesondere wird in einem Vorhersageschritt 70 Modeldaten der Last 14 ausgewertet. Insbesondere ermittelt die Steuereinheit 26 mit Hilfe der Modeldaten einen Zeitpunkt und/oder eine Amplitude einer erwarteten Laständerung 16'. In zumindest dem Betrieboptimierungsschritt 72 wird eine Anpassung zumindest eines Betriebsparameters 24 der Brennstoffzellenvorrichtung 12 vor einer erwarteten Laständerung 16' durchgeführt. Insbesondere wird in dem Betrieboptimierungsschritt 72 zumindest ein Betriebsparameter auf die erwartete Laständerung 16' abgestimmt. Es ist denkbar, dass zusätzliche die Gesamtleistungsgröße, insbesondere zusammen mit der Nutzrate des Leistungspuffers 20, auf die erwartete Laständerung 16' abgestimmt wird.In particular, in a prediction step 70 Model data of the load 14 evaluated. In particular, the control unit determines 26 a point in time and / or an amplitude of an expected load change using the model data 16 ' . In at least the operational optimization step 72 becomes an adjustment of at least one operating parameter 24th the fuel cell device 12th before an expected load change 16 ' carried out. In particular, in the operation optimization step 72 at least one operating parameter on the expected load change 16 ' Voted. It is conceivable that additional the total power size, in particular together with the usage rate of the power buffer 20 , on the expected change in load 16 ' is voted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2011/0076576 A1 [0001]US 2011/0076576 A1 [0001]

Claims (11)

Verfahren zu einem Betrieb einer Brennstoffzellenvorrichtung, insbesondere einer Hochtemperaturbrennstoffzellenvorrichtung, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine Leistungskenngröße der Brennstoffzellenvorrichtung einer Last (14) folgend gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem regulären Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung ein zumindest im Wesentlichen unmodifizierter Leistungsbedarf der Last (14) als Führungsgröße für eine Anpassung der Leistungskenngröße (22) verwendet wird.Method for operating a fuel cell device, in particular a high-temperature fuel cell device, at least one performance parameter of the fuel cell device being controlled following a load (14) in at least one method step, characterized in that in at least one regular operating state of the fuel cell device an at least substantially unmodified power requirement of the load ( 14) is used as a reference variable for adjusting the performance parameter (22). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt bei einer Laständerung (16) eine Leistungsumverteilung (18) innerhalb der Brennstoffzellenvorrichtung durchgeführt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that in at least one method step in the event of a load change (16) a power redistribution (18) is carried out within the fuel cell device. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Sollnutzrate eines Leistungspuffers (20) der Brennstoffzellenvorrichtung im Zuge einer Laständerung (16) angepasst wird.Procedure according to Claim 1 or 2nd , characterized in that in at least one method step, a target utilization rate of a power buffer (20) of the fuel cell device is adapted in the course of a load change (16). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein netzseitiger Energiepuffer (60) geladen oder entladen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a network-side energy buffer (60) is loaded or unloaded in at least one method step. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Anpassung der Leistungskenngröße (22) spätestens nach einer im Wesentlichen abgeschlossen Anpassung eines Betriebsparameters (24) der Brennstoffzellenvorrichtung durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one method step an adaptation of the performance parameter (22) is carried out at the latest after an essentially completed adaptation of an operating parameter (24) of the fuel cell device. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Anpassung der Leistungskenngröße (22) in Abhängigkeit von einer Anpassung zumindest eines ermittelten Betriebsparameters (24) der Brennstoffzellenvorrichtung gesteuert, insbesondere geregelt, wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one method step, an adaptation of the performance parameter (22) is controlled, in particular regulated, as a function of an adaptation of at least one determined operating parameter (24) of the fuel cell device. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem irregulären Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung eine Anpassungsrate der Leistungskenngröße an eine Laständerung (16) steuerungstechnisch begrenzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one irregular operating state of the fuel cell device, an adaptation rate of the performance parameter to a load change (16) is limited in terms of control technology. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem irregulären Betriebszustand ein Maximalwert der Anpassungsrate der Leistungskenngröße kleiner ist als eine aktuelle Anpassungsrate eines den irregulären Betriebszustand behebenden Betriebsparameters der Brennstoffzellenvorrichtung.Procedure according to Claim 7 , characterized in that in at least one irregular operating state a maximum value of the adaptation rate of the performance parameter is smaller than a current adaptation rate of an operating parameter of the fuel cell device which corrects the irregular operating state. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein als Brennstoffnutzung, als Oxidans-Brennstoff-Verhältnis und/oder als Zellspannung ausgebildeter Betriebsparameter der Brennstoffzellenvorrichtung zu einer Anpassung der Leistungskenngröße (22) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one method step, an operating parameter of the fuel cell device designed as fuel use, as an oxidant-fuel ratio and / or as a cell voltage is determined to adapt the performance parameter (22). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Anpassung zumindest eines Betriebsparameters (24) der Brennstoffzellenvorrichtung vor einer erwarteten Laständerung (16) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one method step an adaptation of at least one operating parameter (24) of the fuel cell device is carried out before an expected load change (16). Brennstoffzellenvorrichtung mit zumindest einer Steuereinheit (26) zu einer Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Fuel cell device with at least one control unit (26) for carrying out a method according to one of the Claims 1 to 9 .
DE102018222430.7A 2018-12-20 2018-12-20 Method for operating a fuel cell device Pending DE102018222430A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018222430.7A DE102018222430A1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Method for operating a fuel cell device
PCT/EP2019/080810 WO2020126213A1 (en) 2018-12-20 2019-11-11 Method for operating a fuel cell device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018222430.7A DE102018222430A1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Method for operating a fuel cell device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018222430A1 true DE102018222430A1 (en) 2020-06-25

Family

ID=68536858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018222430.7A Pending DE102018222430A1 (en) 2018-12-20 2018-12-20 Method for operating a fuel cell device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018222430A1 (en)
WO (1) WO2020126213A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113561855B (en) * 2021-07-23 2023-04-25 东风汽车集团股份有限公司 Multi-energy control method and device for fuel cell and vehicle
DE102022108239A1 (en) 2022-04-06 2023-10-12 Liebherr-Werk Bischofshofen Gmbh working machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20017073U1 (en) * 2000-10-04 2002-02-14 Sachsenring Entwicklungsgmbh The fuel cell system
US20020072834A1 (en) * 2000-12-13 2002-06-13 Scheffler Glenn W. Predictive control arrangement for load-following fuel cell-powered applications
US20020162694A1 (en) * 2000-10-31 2002-11-07 Yasukazu Iwasaki Operating load control for fuel cell power system fuel cell vehicle
US20110076576A1 (en) 2009-09-30 2011-03-31 Toshiharu Otsuka Solid oxide fuel cell device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004001424B4 (en) * 2004-01-09 2021-03-04 Robert Bosch Gmbh Fuel cell system with a control unit
US20060194082A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-31 Ultracell Corporation Systems and methods for protecting a fuel cell
EP2784906B1 (en) * 2011-11-24 2017-10-11 Kyocera Corporation Power supply control system and power supply control method
DE102016224497A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 Robert Bosch Gmbh fuel cell device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20017073U1 (en) * 2000-10-04 2002-02-14 Sachsenring Entwicklungsgmbh The fuel cell system
US20020162694A1 (en) * 2000-10-31 2002-11-07 Yasukazu Iwasaki Operating load control for fuel cell power system fuel cell vehicle
US20020072834A1 (en) * 2000-12-13 2002-06-13 Scheffler Glenn W. Predictive control arrangement for load-following fuel cell-powered applications
US20110076576A1 (en) 2009-09-30 2011-03-31 Toshiharu Otsuka Solid oxide fuel cell device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020126213A1 (en) 2020-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112008001357B4 (en) The fuel cell system
DE112007002394B4 (en) Method of operation of a fuel cell system and fuel cell system
DE102012207789B4 (en) Fuel cell system and method for regulating / controlling the fuel cell system
EP3207585B2 (en) Method for the operation of a power grid, in particular a power grid of a watercraft
DE112008003451B4 (en) Fuel cell system and method for controlling the same
DE102017109410B4 (en) Fuel cell system and control method therefor
DE10161965B4 (en) Method for operating a fuel cell stack and fuel cell system
DE112011101707B4 (en) Method for controlling a fuel cell system and fuel cell system
DE102009007173B4 (en) Fuel cell systems and methods for limiting the output current of a fuel cell stack
DE112006002715T5 (en) A fuel cell system comprising means for estimating the quantity of anode gas to be generated and method for estimating the quantity of anode gas to be generated
DE102004057730B4 (en) Fuel cell system and method for distributing power from a fuel cell to a load
DE102016111219B4 (en) The fuel cell system
EP3149826B1 (en) Method and device for operating an electric energy storage system
DE102011014969B4 (en) A method of operating a fuel cell system in a standby mode
DE102018222430A1 (en) Method for operating a fuel cell device
DE112011105797B4 (en) Output control device for a fuel cell
DE102015117240A1 (en) Method for operating a fuel cell system and fuel cell system and vehicle
DE102018004717A1 (en) Energy management procedures
DE102011108137B4 (en) Method for high-voltage bus control in fuel cell vehicles
DE102021109882A1 (en) FUEL CELL SYSTEM
DE102008020418A1 (en) Method of power supply
DE102009004052A1 (en) HV battery balancing charge during drive operation in fuel cell hybrid vehicles
DE102020118747A1 (en) Fuel cell system permanently operated at high load points
DE102010005400A1 (en) Apparatus and method for controlling the humidity of a fuel cell
WO2014180839A1 (en) Method for providing control power for an electricity network having an accumulator

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified