DE102019003571A1 - Method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle and vehicle with a fuel cell and a control unit - Google Patents

Method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle and vehicle with a fuel cell and a control unit Download PDF

Info

Publication number
DE102019003571A1
DE102019003571A1 DE102019003571.2A DE102019003571A DE102019003571A1 DE 102019003571 A1 DE102019003571 A1 DE 102019003571A1 DE 102019003571 A DE102019003571 A DE 102019003571A DE 102019003571 A1 DE102019003571 A1 DE 102019003571A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
period
vehicle
rex
value
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
DE102019003571.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Carlos Silva
Yun Zhang
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.)
Cellcentric GmbH and Co KG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102019003571.2A priority Critical patent/DE102019003571A1/en
Publication of DE102019003571A1 publication Critical patent/DE102019003571A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13Maintaining the SoC within a determined range
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/02Dynamic electric resistor braking
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Brennstoffzelle (REX) für eine erhöhte Reichweite eines Fahrzeugs mit einer Hochvoltbatterie (HVB). Eine Differenz (e) des aktuellen Ladezustands (SoC) wird mit einem vorgegebenen Ladezustand (SoC) als Eingangssignal (e) für einen Pl-Kontroller (10) verwendet. Ein Leistungswert (P) wird für die Brennstoffzelle (REX) mittels des Pl-Kontrollers (10) zum Reduzieren der Differenz (e) ermittelt. Dabei wird ein thermischer Parameter (TS) berücksichtigt. Es wird geprüft, ob während einer vorgegebenen ersten Zeitspanne (sp1) jeder Bedarfswert (LB) für eine Klimaeinheit (CCU) des Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen ersten Intervalls liegt, welches den ermittelten Leistungswert (P) beinhaltet. Falls die Prüfung bejaht wird, wird der jeweilige Bedarfswert (LB) für die Klimaeinheit (CCU) als der jeweilige thermische Parameter (TS) für das Ermitteln eines weiteren Leistungswerts (P) einen weiteren Zeitschritt (t) definiert. Dabei wird das Definieren ununterbrochen für die Dauer einer zweiten Zeitspanne (sp2) ausgeführt, um die Brennstoffzelle (REX) zu regeln.The invention relates to a method for regulating a fuel cell (REX) for an increased range of a vehicle with a high-voltage battery (HVB). A difference (e) in the current state of charge (SoC) with a predetermined state of charge (SoC) is used as the input signal (e) for a PI controller (10). A power value (P) is determined for the fuel cell (REX) by means of the PI controller (10) to reduce the difference (e). A thermal parameter (TS) is taken into account. It is checked whether, during a predefined first time period (sp1), each demand value (LB) for an air conditioning unit (CCU) of the vehicle lies within a predefined first interval, which contains the determined performance value (P). If the test is answered in the affirmative, the respective demand value (LB) for the air conditioning unit (CCU) is defined as the respective thermal parameter (TS) for the determination of a further power value (P) a further time step (t). The definition is carried out continuously for the duration of a second period (sp2) in order to regulate the fuel cell (REX).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Brennstoffzelle für eine erhöhte Reichweite eines Fahrzeugs mit einer Hochvoltbatterie. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, welches eine Hochvoltbatterie, eine Brennstoffzelle und eine Steuereinheit aufweist.The invention relates to a method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle with a high-voltage battery. Furthermore, the invention relates to a vehicle which has a high-voltage battery, a fuel cell and a control unit.

Die Brennstoffzellentechnologie in der Transportindustrie erzeugt elektrische Energie zum Antreiben von Fahrzeugen oder Großraumfahrzeugen. Diese Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie weist einen Wirkungsgrad von etwa 40 - 50% auf. Brennstoffzellen können mit Wasserstoff betrieben werden. Die Bildung von Wasser durch die Verbindung des Wasserstoffs mit Sauerstoffmolekülen setzt nicht nur elektrische Energie, sondern auch thermische Energie (Wärme) frei. Dies kann vom Fahrzeug zur Beheizung eines Fahrzeuginnenraums oder zum Auftauen einer Hochvoltbatterie genutzt werden, was zu einer geringeren Nutzung eines Bremswiderstands für Heizzwecke und damit zu einer Reduzierung des Energie- und damit des Wasserstoffverbrauchs führt.Fuel cell technology in the transportation industry generates electrical energy to power vehicles or large vehicles. This conversion of chemical energy into electrical energy has an efficiency of around 40 - 50%. Fuel cells can run on hydrogen. The formation of water through the combination of hydrogen with oxygen molecules releases not only electrical energy, but also thermal energy (heat). This can be used by the vehicle to heat a vehicle interior or to defrost a high-voltage battery, which leads to less use of a braking resistor for heating purposes and thus to a reduction in energy and thus hydrogen consumption.

Die Druckschrift US 2015/0053491 A1 beschreibt ein Wärmemanagementsystem für eine Brennstoffzelle, ein Brennstoffzellensystem und ein Fahrzeug, das mit dieser ausgestattet ist. Das Wärmemanagementsystem für eine Brennstoffzelle umfasst ein Kühlsystem zur Rückgewinnung von Abwärme, die durch das Brennstoffzellensystem erzeugt wird, eine Wärmeversorgungsystem, das mit dem Kühlsystem verbunden ist, um Wärme unter Verwendung der vom Kühlsystem zurückgewonnenen Abwärme zu liefern. Das Wärmemanagementsystem reduziert die Temperatur jeder Komponente des Brennstoffzellensystems, indem es die Komponenten kühlt, welche das Kühlsystem nutzt. The publication US 2015/0053491 A1 describes a thermal management system for a fuel cell, a fuel cell system and a vehicle equipped therewith. The thermal management system for a fuel cell includes a cooling system for recovering waste heat generated by the fuel cell system, a heat supply system connected to the cooling system to supply heat using the waste heat recovered from the cooling system. The thermal management system reduces the temperature of each component of the fuel cell system by cooling the components that the cooling system uses.

Die vom Brennstoffzellensystem erzeugte Abwärme wird vom Wärmeversorgungssystem als Wärmequelle genutzt.The waste heat generated by the fuel cell system is used as a heat source by the heat supply system.

Die Druckschrift WO 2013/084038 A1 betrifft eine Vorrichtung mit einer Brennstoffzelle und einer Fahrzeugklimaanlage. Die Vorrichtung beinhaltet ein Kühlsystem, das eine Temperatur einer Brennstoffzelle einstellt, eine Abwärmesammeleinheit, die mindestens einen Teil der Abwärme der Brennstoffzelle sammelt und die gesammelte Abwärme zum Heizen eines Kabineninnenraums des Brennstoffzellenfahrzeugs nutzt sowie eine Wärmeerzeugungseinheit, die Wärme zum Heizen des Brennstoffzellenfahrzeugs erzeugt. Die Vorrichtung berechnet eine Kraftstoffverbrauchsmenge, die für die Brennstoffzelle zum Erzeugen einer Gesamtleistungsmenge erforderlich ist. Es wird eine optimale Temperatur berechnet, die eine Temperatur der Brennstoffzelle ist, bei der die Kraftstoffverbrauchsmenge ein Minimum erreicht, und die Vorrichtung steuert das Kühlsystem so, dass die Temperatur der Brennstoffzelle die optimale Temperatur erreicht.The publication WO 2013/084038 A1 relates to a device with a fuel cell and a vehicle air conditioning system. The device includes a cooling system that sets a temperature of a fuel cell, a waste heat collection unit that collects at least a portion of the waste heat from the fuel cell and uses the collected waste heat to heat a cabin interior of the fuel cell vehicle, and a heat generation unit that generates heat to heat the fuel cell vehicle. The device calculates a fuel consumption amount required for the fuel cell to generate a total power amount. An optimal temperature is calculated, which is a temperature of the fuel cell at which the amount of fuel consumption reaches a minimum, and the device controls the cooling system so that the temperature of the fuel cell reaches the optimal temperature.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein besseres Verfahren zum Regeln einer Brennstoffzelle anzubieten, welches zumindest einen Ladezustand einer Hochvoltbatterie und einen Bedarf an thermischer Leistung berücksichtigt.It is an object of the invention to offer a better method for regulating a fuel cell, which takes into account at least a state of charge of a high-voltage battery and a need for thermal power.

Diese Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen dieser Anmeldung sinnvoll gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und alternative Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren.This object is sensibly achieved in accordance with the independent claims of this application. Advantageous further developments and alternative embodiments result from the subclaims, the description and the figures.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Regeln einer Brennstoffzelle für eine erhöhte Reichweite eines Fahrzeugs mit einer Hochvoltbatterie vor. Dazu werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • In einem ersten Schritt a) wird ein Pl-Kontroller zum Regeln eines Ladezustands der Hochvoltbatterie aktiviert. Dabei wird eine Differenz des aktuellen Ladezustands mit einem vorgegebenen Ladezustand als Eingangssignal für den Pl-Kontroller verwendet. Die Hochvoltbatterie ist insbesondere eine Traktionsbatterie oder Fahrzeugbatterie.
The invention provides a method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle with a high-voltage battery. The following process steps are carried out:
  • In a first step a), a PI controller for regulating a state of charge of the high-voltage battery is activated. A difference in the current state of charge with a predetermined state of charge is used as the input signal for the PI controller. The high-voltage battery is in particular a traction battery or vehicle battery.

In einem weiteren Schritt b) wird ein Leistungswert für die Brennstoffzelle für einen Zeitschritt mittels des PI-Kontrollers zum Reduzieren der Differenz ermittelt. Dabei wird ein thermischer Parameter berücksichtigt. Bei einem Initiieren des Verfahrens kann dieser thermische Parameter mithilfe eines Startwerts berücksichtigt werden. Dieser Startwert kann vorgegeben und konstant sein.In a further step b), a power value for the fuel cell is determined for a time step by means of the PI controller to reduce the difference. A thermal parameter is taken into account. When the method is initiated, this thermal parameter can be taken into account using a starting value. This start value can be specified and constant.

In einem weiteren Schritt c) wird geprüft, ob während einer vorgegebenen ersten Zeitspanne jeder Bedarfswert für eine Klimaeinheit des Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen ersten Intervalls liegt. Dabei beinhaltet das vorgegebene erste Intervall den ermittelten Leistungswert.In a further step c) it is checked whether, during a predefined first time period, each demand value for an air conditioning unit of the vehicle lies within a predefined first interval. The specified first interval contains the determined power value.

Falls Schritt c) bejaht wird, wird der jeweilige Bedarfswert für die Klimaeinheit als der jeweilige thermische Parameter für das Ermitteln eines weiteren Leistungswerts für einen weiteren Zeitschritt definiert. Dabei wird das Definieren ununterbrochen für die Dauer einer zweiten Zeitspanne ausgeführt, um die Brennstoffzelle zu regeln. Der vorgegebene Ladezustand kann anhand einer Funktion ermittelt werden, welche eine Wegstrecke einem Ladezustand zuordnet. Somit kann der Ladezustand eine Funktion des Ladezustands in Abhängigkeit von dem Weg s oder einer zurückgelegten Wegstrecke sein. Der Pl-Kontroller kann einen proportionalen Term sowie einen integralen Term aufweisen. Bevorzugt berücksichtigt der Pl-Kontroller den thermischen Parameter. Der Pl-Kontroller kann insbesondere ein PI-Regler sein. Dieser thermische Parameter kann für eine Initiierung des Verfahrens mithilfe eines vorgegebenen Startwerts angenähert werden.If step c) is answered in the affirmative, the respective demand value for the air conditioning unit is defined as the respective thermal parameter for determining a further power value for a further time step. The definition is carried out continuously for a second period of time in order to regulate the fuel cell. The predefined state of charge can be determined on the basis of a function which assigns a distance to a state of charge. Thus, the state of charge can be a function of the state of charge depending on the route s or a distance traveled. The PI controller can have a proportional term as well as an integral term. Prefers the PI controller takes the thermal parameter into account. The PI controller can in particular be a PI controller. This thermal parameter can be approximated for an initiation of the method using a predefined starting value.

Bisherige Steuerungs- oder Regelungsverfahren berücksichtigen eine Steuerung nur basierend auf dem Ladezustand des Akkus oder sie berücksichtigen nur eine maximale Leistung, Lebensdauer oder einen maximalen Wirkungsgrad der Brennstoffzelle. Andere Steuerungsverfahren berücksichtigen ausschließlich einen Wasserstoffverbrauch der Brennstoffzelle. Das vorgeschlagene Verfahren berücksichtigt neben dem Ladzustand zusätzlich einen Energiebedarf für die Klimaeinheit des Fahrzeugs. Damit kann ein wichtiger Einflussfaktor für das Regeln der Brennstoffzelle berücksichtigt werden. Der Begriff „regeln“ kann auch „regulieren“ bedeuten.Previous control or regulation methods only take control into account based on the state of charge of the battery, or they only take into account maximum performance, service life or maximum efficiency of the fuel cell. Other control methods only consider hydrogen consumption by the fuel cell. In addition to the state of charge, the proposed method also takes into account an energy requirement for the air conditioning unit of the vehicle. An important influencing factor for regulating the fuel cell can thus be taken into account. The term "regulate" can also mean "regulate".

Die Erfindung sieht ebenfalls ein Fahrzeug mit einer Brennstoffzelle und einer Steuereinheit vor, welche zusammen derart ausgestaltet sind, ein Verfahren nach einem der beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten auszuführen. Das Fahrzeug kann neben der Brennstoffzelle und der Steuereinheit zusätzlich eine Hochvoltbatterie aufweisen. Das Fahrzeug kann insbesondere als Großraumfahrzeug ausgebildet sein. Das Großraumfahrzeug kann als Bus oder ein Transportfahrzeug größer als übliche Autos ausgebildet sein. Sämtliche Verfahrensmerkmale, welche in der Anmeldung beschrieben sind, können als entsprechende Vorrichtungsmerkmale betrachtet werden. Insofern gelten die beschriebenen Vorteile und Beispiele für die Verfahrensschritte sinngemäß und analog die Vorrichtungsmerkmale sowie umgekehrt.The invention also provides a vehicle with a fuel cell and a control unit, which together are configured to carry out a method according to one of the described implementation options. In addition to the fuel cell and the control unit, the vehicle can also have a high-voltage battery. The vehicle can in particular be designed as a large-capacity vehicle. The open-top vehicle can be designed as a bus or a transport vehicle larger than conventional cars. All the process features that are described in the application can be regarded as corresponding device features. In this respect, the advantages and examples described for the method steps apply analogously and analogously to the device features and vice versa.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung stellen dabei bevorzugte Beispiele dar, welche jedoch die Erfindung nicht einschränken.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the figures, the described embodiments of the invention represent preferred examples, which, however, do not restrict the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention.

Dabei zeigt:

  • 1 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein mögliches Verfahren zum Regeln der Brennstoffzelle;
  • 2 eine Darstellung für eine Funktion des Ladezustands in Abhängigkeit von einem zurückgelegten Weg des Fahrzeugs;
  • 3 eine schematische Darstellung betreffend verschiedene Bedingungen für das Verfahren;
  • 4 eine Übersicht möglicher Komponenten, welche eine Energiemanagementeinheit beeinflussen.
It shows:
  • 1 a schematic flow diagram for a possible method for regulating the fuel cell;
  • 2 a representation of a function of the state of charge depending on a distance traveled by the vehicle;
  • 3 a schematic representation of various conditions for the method;
  • 4 an overview of possible components that influence an energy management unit.

1 zeigt beispielhaft ein Verfahren zum Regeln einer Brennstoffzelle REX. Dabei ist zu beachten dass der Index i einen Zeitschritt darstellt und der Index i+1 einen weiteren Zeitschritt darstellt. Zunächst wird ein Ladezustand SoC, mit einem aktuellen Ladezustand SoCi+1 verglichen. Dabei kommt bevorzugt eine Funktion f(s) für den Ladezustand SoC zum Einsatz, welche als Parameter einen Weg s berücksichtigt. Somit kann der Ladezustand SoC in Abhängigkeit von dem Weg s durch die Funktion f(s) beschrieben werden. Der Unterschied des Ladezustands SoCi mit dem aktuellen Ladezustand SoCl+1 ergibt eine Differenz e bzw. ein Eingangssignal e für einen PI-Kontroller 10. Der Pl-Kontroller 10 wird häufig auch als PI- Regler bezeichnet. Der PI-Regler 10 weist unterschiedliche Terme auf. Der PI-Regler 10 weist einen konstanten Term Kp sowie einen Integralterm K, auf. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird ein thermischer Parameter TS im PI-Regler 10 berücksichtigt. 1 shows an example of a method for regulating a fuel cell REX , It should be noted that the index i represents a time step and the index i + 1 represents another time step. First, a state of charge SoC , with a current state of charge SoC i + 1 compared. A function is preferred f (s) for the state of charge SoC used which as a parameter a way s considered. So the state of charge SoC depending on the way s through the function f (s) to be discribed. The difference in state of charge SoC i with the current state of charge SoC l + 1 makes a difference e or an input signal e for a PI controller 10 , The Pl controller 10 is often referred to as a PI controller. The PI controller 10 has different terms. The PI controller 10 has a constant term K p as well as an integral term K , on. In contrast to the prior art, a thermal parameter TS in the PI controller 10 considered.

Zum Einleiten oder Initiieren des Verfahrens kann dieser thermische Parameter TS zunächst mittels eines vorgegebenen Startwerts angenähert werden. Der PI-Regler 10 liefert insbesondere ein Leistungswert Pi+1 zu einem Zeitschritt tl+1 .This thermal parameter can be used to initiate or initiate the process TS are first approximated using a predetermined starting value. The PI controller 10 delivers a performance value in particular P i + 1 at a time step t l + 1 ,

Dieser Leistungswert Pl+1 wird eine Energiemanagementeinheit ENM zugeführt. 3 zeigt beispielhaft ein Zusammenwirken des Leistungswerts Pl+1 mit der Energiemanagementeinheit ENM. In 3 sind rechts zwei Rechtecke angedeutet. In dem kleineren Rechteck ist eine Energieskala aufgetragen. Diese Energieskala reicht von 10 kW bis zu 30 kW. Ein Bedarfswert LB ist zusammen mit dem Leistungswert Pl+1 angedeutet. Die Energiemanagementeinheit ENM kann einen Schalter SW aufweisen. Dieser Schalter SW kann das Berücksichtigen des thermischen Parameters TS aktivieren oder deaktivieren. Somit kann die Steuereinheit ECU mittels des Schalters SW den thermischen Parameter einschalten oder ihn vernachlässigen. Damit kann das Verfahren zum Regulieren oder Regeln der Brennstoffzelle REX aktiviert beziehungsweise deaktiviert werden.This performance value P l + 1 becomes an energy management unit ENM fed. 3 shows an example of a interaction of the performance value P l + 1 with the energy management unit ENM , In 3 two rectangles are indicated on the right. An energy scale is plotted in the smaller rectangle. This energy scale ranges from 10 kW to 30 kW. A need value LB is together with the performance value P l + 1 indicated. The energy management unit ENM can be a switch SW exhibit. That switch SW can take into account the thermal parameter TS activate or deactivate. Thus the control unit ECU by means of the switch SW turn on or neglect the thermal parameter. It can be used to regulate or regulate the fuel cell REX be activated or deactivated.

Bevorzugt sieht das Verfahren vor, dass für die Dauer einer ersten Zeitspanne sp1 geprüft wird, ob jeder Bedarfswert LB für eine Klimaeinheit CCU des Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen ersten Intervalls liegt, welches den ermittelten Leistungswert Pi+1 beinhaltet. Diese Prüfung kann ununterbrochen während der Dauer der ersten Zeitspanne sp1 erfolgen. Dabei wird der ermittelte Leistungswert Pi+1 als konstant angenommen. Die in 3 dargestellte Bedingungen für das kleinere Rechteck besagt, dass während dieser ersten Zeitspanne sp1 jeder einzelne Bedarfswert LB innerhalb des vorgegebenen ersten Intervalls liegen muss. Das vorgegebene erste Intervall ist in 3 in dem kleineren Rechteck als kleiner Kasten dargestellt. Das vorgegebene erste Intervall kann dabei sich dynamisch mit der Zeit ändern bzw. verschieben. Im Beispiel von 3 reicht dieses Intervall von 13 kW bis 19 kW.The method preferably provides that for the duration of a first period of time sp1 is checked whether every need value LB for an air conditioning unit CCU of the vehicle is within a predetermined first interval, which is the determined power value P i + 1 includes. This test can be continued for the duration of the first period sp1 respectively. The determined performance value P i + 1 assumed to be constant. In the 3 Conditions shown for the smaller rectangle mean that during this first period sp1 every single need value LB must be within the specified first interval. The default first interval is in 3 shown in the smaller rectangle as a small box. The predetermined first interval can change or shift dynamically over time. In the example of 3 this interval ranges from 13 kW to 19 kW.

Liegt der Bedarfswert LB bzw. die während der ersten Zeitspanne sp1 ermittelten Bedarfswert der LP während dieser ersten Zeitspanne sp1 ständig innerhalb dieses vorgegebenen ersten Intervalls, so wird das Verfahren fortgesetzt. In diesem Fall wird der Leistungswert Pi+1 der Energiemanagementeinheit ENM zugeführt, welche den thermischen Parameter TS ermittelt. Die Energiemanagementeinheit ENM definiert den thermischen Parameter TS als den jeweiligen Bedarfswert LB und leitet diesen Wert als den thermischen Parameter TS, wie in 1 gezeigt, an den PI-Regler 10 weiter. Dieser thermische Parameter TS beeinflussten diesem Fall das Ermitteln eines weiteren Leistungswerts Pi+2 . Ist die in 3 dargestellte Bedingung für das kleinere rechte Rechteck erfüllt, so ist vorgesehen, dass die Rückkopplung mit der Energiemanagementeinheit ENM für mindestens die Dauer einer zweiten Zeitspanne sp2 durchgeführt wird. Damit kann gewährleistet werden, dass die Brennstoffzelle REX des Fahrzeugs für eine gewisse Mindestzeit geregelt wird. Wäre beispielsweise der Bedarfswert LB deutlich kleiner als eine entstehende Abwärme der Brennstoffzelle REX, so könnte diese Diskrepanz mithilfe des thermischen Parameters TS zumindest teilweise reduziert werden. In diesem Fall könnte der weitere Leistungswert Pl+2 für einen weiteren Zeitschritt ti+2 reduziert werden. Die Zeitschritte tl+1 oder tl+2 können jeweils als Zeitpunkte ausgebildet sein. Zwischen diesen Zeitpunkten ergibt sich somit eine Zeitdifferenz, welche als Zeitspanne betrachtet werden kann.Is the need value LB or those during the first period sp1 determined demand value of the LP during this first period sp1 continuously within this predetermined first interval, the process is continued. In this case, the performance value P i + 1 the energy management unit ENM fed which the thermal parameter TS determined. The energy management unit ENM defines the thermal parameter TS than the respective demand value LB and derives this value as the thermal parameter TS , as in 1 shown to the PI controller 10 further. This thermal parameter TS influenced the determination of a further performance value in this case P i + 2 , Is that in 3 shown condition for the smaller right rectangle, it is provided that the feedback with the energy management unit ENM for at least the duration of a second period sp2 is carried out. This can ensure that the fuel cell REX of the vehicle is regulated for a certain minimum time. For example, would be the need value LB significantly smaller than the waste heat generated by the fuel cell REX , this discrepancy could be determined using the thermal parameter TS be at least partially reduced. In this case, the further performance value P l + 2 for another time step t i + 2 be reduced. The time steps t l + 1 or t l + 2 can each be designed as points in time. There is therefore a time difference between these times, which can be regarded as a time span.

Der untere Bereich von 1 weist eine Anti-Windup-Einheit AW auf. Damit kann eine Begrenzung der Integration durch den PI-Regler 10 bewirkt werden. Dazu kann beispielsweise der integrale Anteil K, bei Erreichen einer vorgegebenen Beschränkung auf den letzten Wert eingefroren werden. Durch ein entsprechendes Zuführen des Leistungswerts Pl+1 zur Anti-Windup-Einheit AW und mittels einer bewussten geringfügigen Abweichung von seinem Betriebspunkt ist es möglich, den thermischen Bedarf zu decken und somit mehr Energie zu sparen. Dies kann dabei helfen, eine Reichweite der Brennstoffzelle REX oder des Fahrzeugs zu erhöhen.The lower area of 1 has an anti-windup unit AW on. This can limit the integration by the PI controller 10 be effected. For example, the integral part K , be frozen when a predetermined limit to the last value is reached. By supplying the power value accordingly P l + 1 to the anti-windup unit AW and by means of a deliberate slight deviation from its operating point, it is possible to meet the thermal requirements and thus save more energy. This can help reach a fuel cell range REX or increase the vehicle.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass nach dem ununterbrochenen Definieren des jeweiligen Bedarfswertes LB während der zweiten Zeitspanne sp2 zumindest die Verfahrensschritte c) und d) während einer dritten Zeitspanne sp3 nicht ausgeführt werden. Ist die erste Bedingung bezüglich des kleineren rechten Rechtecks in 3 erfüllt, so wird das Verfahren für die Zeitdauer der zweiten Zeitspanne sp2 eingeleitet und während dieser zweiten Zeitspanne sp2 ununterbrochen durchgeführt. Nach Ablauf der zweiten Zeitspanne sp2 wird das Verfahren zum Regeln beendet bzw. unterbrochen. Diese Ausgestaltung sieht nun vor, dass zumindest für die Zeitdauer der dritten Zeitspanne sp3 das Verfahren nicht wieder aufgenommen wird bzw. für die Dauer der dritten Zeitspanne sp3 unterbrochen bleibt. Damit kann sichergestellt werden, dass die Brennstoffzelle REX nicht überregelt wird und sich entsprechend stabilisieren kann. Die erste Zeitspanne sp1 kann in etwa 1 Minute betragen, die zweite Zeitspanne sp2 kann in etwa 2 Minuten betragen und die dritte Zeitspanne sp3 kann in etwa 5 Minuten betragen. Das vorgegebene erste Intervall kann symmetrisch um den ermittelten Leistungswert Pl+1 ausgebildet sein. Dieses vorgegebene erste Intervall berücksichtigt Toleranzabweichungen bezüglich Messwerte und/oder Berechnungen betreffend den ermittelten Leistungswert Pi+1 .A further advantageous embodiment of the method provides that after the uninterrupted definition of the respective demand value LB during the second period sp2 at least process steps c) and d) during a third period sp3 cannot be executed. The first condition regarding the smaller right rectangle is in 3 the method is fulfilled for the duration of the second period sp2 initiated and during this second period sp2 performed continuously. After the second period sp2 the control procedure is ended or interrupted. This embodiment now provides that at least for the duration of the third period sp3 the procedure will not be resumed or for the duration of the third period sp3 remains interrupted. This can ensure that the fuel cell REX is not overregulated and can stabilize accordingly. The first period sp1 can be about 1 minute, the second period sp2 can be about 2 minutes and the third period sp3 can be about 5 minutes. The predetermined first interval can be symmetrical about the determined power value P l + 1 be trained. This predetermined first interval takes into account tolerance deviations with regard to measured values and / or calculations relating to the determined power value P i + 1 ,

Vorteilhaft sieht das Verfahren vor, dass nur dann der weitere Leistungswert Pl+2 für den weiteren Zeitschritt tl+2 zum Regeln verwendet wird, falls ein Leistungsgradient UR oder DR innerhalb eines vorgegebenen zweiten Intervalls liegt. Nach dem Pl-Kontroller 10 wird dessen Ausgangswert einer Prüfung bezüglich des Leistungsgradienten UR, DR zugeführt. Dabei wird insbesondere geprüft, ob der erforderliche Leistungsgradient, also die Änderung der Leistung pro Zeiteinheit innerhalb des vorgegebenen zweiten Intervalls liegt. Das Verfahren wird bevorzugt nur dann ausgeführt, wenn diese Bedingung erfüllt ist.The method advantageously provides that only then the further performance value P l + 2 for the further time step t l + 2 is used for regulation if a power gradient UR or DR lies within a predetermined second interval. After the Pl controller 10 the output value is fed to a test with regard to the power gradient UR, DR. In particular, it is checked whether the required power gradient, that is to say the change in power per unit of time, lies within the predetermined second interval. The method is preferably only carried out if this condition is met.

Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren eine weitere Bedingung vorsehen. In diesem Fall wird nur dann der weitere Leistungswert Pl+2 für den weiteren Zeitschritt tl+2 zum Regeln verwendet, falls der ermittelte Leistungswert Pl+1 innerhalb eines vorgegebenen dritten Intervalls liegt. Diese Bedingung ist in 1 vor dem Leistungswert Pi+1 als Ausgangswert dargestellt. Das Verfahren zum Regeln der Brennstoffzelle REX, welches den thermischen Parameter TS berücksichtigt, wird in diesem Fall nur dann ausgeführt oder fortgesetzt, wenn der ermittelte Leistungswert Pi+1 innerhalb des vorgegebenen dritten Intervalls liegt. Das vorgegebene dritte Intervall wird durch einen minimalen Leistungswert FC-min und einen maximalen Leistungswert FC-max repräsentiert. Bezüglich der in 3 dargestellten Bedingungen ist insbesondere die dritte Zeitspanne sp3 größer als die erste Zeitspanne sp1 und die zweite Zeitspanne sp2. Dabei kann die dritte Zeitspanne sp3 größer sein als eine Summe aus der ersten Zeitspanne sp1 und der zweiten Zeitspanne sp2. Insbesondere kann die dritte Zeitspanne sp3 jeweils größer sein als die erste Zeitspanne sp1 oder die zweite Zeitspanne sp2.Additionally or alternatively, the method can provide a further condition. In this case only the further performance value P l + 2 for the further time step t l + 2 used for control if the determined performance value P l + 1 is within a predetermined third interval. This condition is in 1 before the performance value P i + 1 shown as a starting value. The procedure for regulating the fuel cell REX which the thermal parameter TS is taken into account, in this case it will only be executed or continued if the determined performance value P i + 1 is within the predetermined third interval. The predetermined third interval is determined by a minimum performance value FC-min and a maximum performance value FC-max represents. Regarding the in 3 conditions shown is in particular the third period sp3 larger than the first period sp1 and the second period sp2 , The third time span sp3 be greater than a sum from the first period sp1 and the second period sp2 , In particular, the third period sp3 each be greater than the first period sp1 or the second period sp2 ,

In 2 ist beispielhaft eine Funktion f(s) für den Ladezustand SoC in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg s gezeigt. Entlang einer y-Achse ist der Ladezustand SoC aufgetragen, entlang einer x-Achse ist der zurückgelegte Weg s aufgetragen. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung einer Steuereinheit ausgeführt werden. Die Steuereinheit ECU kann die Energiemanagementeinheit ENM sowie die Brennstoffzelle REX ansteuern. Entlang der x-Achse sind mehrere gestrichelte Linien dargestellt. Die erste gestrichelte Linie deutet an, wann die Steuereinheit ECU aktiviert wird. Bevorzugt wird das Verfahren bei einer Fahrt des Fahrzeugs nicht sofort aktiviert, sondern nach zurücklegen eines vorgegebenen Wegabschnitts. Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Beispiel der 2 an jener Stelle aktiviert, welche mit FC bezeichnet ist. Die Steuereinheit ECU kann den Ladezustand SoC der Hochvoltbatterie HVB überwachen.In 2 is an example of a function f (s) for the state of charge SoC depending on the distance covered s shown. The state of charge is along a y-axis SoC plotted along an x-axis is the distance covered s applied. The method can be carried out, for example, using a control unit. The control unit ECU can the energy management unit ENM as well as the fuel cell REX drive. Several dashed lines are shown along the x-axis. The first dashed line indicates when the control unit ECU is activated. The method is preferably not activated immediately when the vehicle is traveling, but rather after a predetermined path section has been covered. The inventive method is in the example of 2 activated at the point designated FC. The control unit ECU can charge SoC the high-voltage battery HVB monitor.

Zum Zeitpunkt oder der Wegstrecke „REX“ hat das Fahrzeug in etwa 80 % einer geplanten Wegstrecke zurückgelegt. Ab dem Zeitpunkt „ECU“ wird bevorzugt die Steuereinheit ECU aktiviert. Die Steuereinheit ECU aktiviert später, zum Zeitpunkt „REX“, das Verfahren zum Regulieren der Brennstoffzelle REX. Der Ladezustand SoC ist in diesem Beispiel bei Aktivierung des Verfahrens auf etwa 40 % der maximalen Ladekapazität der Hochvoltbatterie HVB abgefallen. Es kann vorgesehen sein, einen zusätzlichen Puffer hinsichtlich des Ladezustands SoC vorzusehen. Dieser Puffer kann 10 % des Ladezustands SoC betragen. In diesem Fall initiiert die Steuereinheit ECU das Verfahren früher als ohne Verwendung des zusätzlichen Puffers. Der Puffer beziehungsweise ein dazugehöriger Pufferwert kann dynamisch ausgestaltet sein. Der Puffer kann von einem Zustand der Hochvoltbatterie HVB abhängig sein. Im Beispiel der 2 fällt aufgrund des Verfahrens zum Regeln der Brennstoffzelle REX der Ladezustand SoC wesentlich langsamer ab als zuvor ohne das Verfahren. Mittels des Verfahrens kann im Beispiel von 2 der Abfall des Ladezustand SoC auf etwa 35 % beschränkt werden, während das Verfahren aktiv ist.At the time or the "REX" route, the vehicle has covered approximately 80% of a planned route. From the "ECU" time, the control unit is preferred ECU activated. The control unit ECU later activates the process for regulating the fuel cell at the time “REX” REX , The state of charge SoC is in this example when the method is activated to about 40% of the maximum charging capacity of the high-voltage battery HVB dropped. An additional buffer with regard to the state of charge can be provided SoC provided. This buffer can be 10% of the state of charge SoC be. In this case, the control unit initiates ECU the process earlier than without using the additional buffer. The buffer or an associated buffer value can be designed dynamically. The buffer can be from a state of the high-voltage battery HVB be dependent. In the example of the 2 falls due to the process of regulating the fuel cell REX the state of charge SoC much slower than before without the procedure. In the example of 2 the drop in state of charge SoC limited to about 35% while the process is active.

Ab dem Punkt „REX“ auf der s-Achse wird der thermische Parameter TS für das Ermitteln des Leistungswerts Pi+1 berücksichtigt. Wie in 2 deutlich zu erkennen ist, verändert sich der Abfall des Ladezustands SoC deutlich. Durch berücksichtigen des thermischen Parameters TS kann ein Entladen der Hochvoltbatterie HVB deutlich hinausgezögert werden. Somit kann die Energiekapazität der Hochvoltbatterie HVB deutlich besser genutzt werden. Gemäß dem Beispiel von 2 wird das Verfahren ab der Stelle „FC on“ ausgeführt.From the point "REX" on the s axis, the thermal parameter TS for determining the performance value P i + 1 considered. As in 2 the drop in the state of charge changes clearly SoC clear. By considering the thermal parameter TS can discharge the high-voltage battery HVB be clearly delayed. Thus, the energy capacity of the high-voltage battery HVB be used much better. According to the example of 2 the procedure is carried out from the point "FC on".

Die Steuereinheit ECU kann mehrere Komponenten beinhalten. 4 zeigt mögliche Komponenten, welche die Steuereinheit ECU aufweisen kann bzw. welche Komponenten mit der Steuereinheit ECU zusammenwirken können. Die Steuereinheit ECU ist insbesondere ausgestaltet die Energiemanagementeinheit ENM zu steuern und/oder zu regeln. Die Klimaeinheit ECU übermittelt dazu den Bedarfswert LB an die Energiemanagementeinheit ENM. Ebenso kann eine elektrische Fahrzeugkontrolleinheit EDCU Informationen an die Energiemanagementeinheit ENM übermitteln. Die elektrische Fahrzeugkontrolleinheit EDCU kann insbesondere auf Informationen bezüglich eines Antriebwechselrichters AWR und eines Bremswiderstands BRC zurückgreifen. Die Energiemanagementeinheit ENM kann ebenfalls mithilfe einer Reserveenergiequelle API mit Energie versorgt werden. Die Hochvoltbatterie HVB kann Informationen an eine Batterie-Managementsystem BMS übermitteln. Das Batterie-Managementsystem BMS kann wiederum die erhaltenen Informationen an die Energiemanagementeinheit ENM übertragen. Die Energiemanagementeinheit ENM kann die erhaltenen Informationen von den verschiedenen Komponenten analysieren und auswerten. Insbesondere werden die so erhaltenen Informationen das Verfahren zum Regeln der Brennstoffzelle REX eingesetzt. Daraus kann die Energiemanagementeinheit in den Leistungswert Pl+1 sowie den weiteren Leistungswert Pl+2 ermitteln.The control unit ECU can contain several components. 4 shows possible components that the control unit ECU can have or which components with the control unit ECU can work together. The control unit ECU the energy management unit is designed in particular ENM to control and / or regulate. The air conditioning unit ECU transmits the required value LB to the energy management unit ENM , An electrical vehicle control unit can also be used EDCU Information to the energy management unit ENM to transfer. The electrical vehicle control unit EDCU can in particular refer to information regarding a drive inverter AWR and a braking resistor BRC To fall back on. The energy management unit ENM can also use a backup power source API be supplied with energy. The high-voltage battery HVB can send information to a battery management system BMS to transfer. The battery management system BMS can in turn send the information received to the energy management unit ENM transfer. The energy management unit ENM can analyze and evaluate the information received from the various components. In particular, the information thus obtained becomes the method for regulating the fuel cell REX used. From this, the energy management unit in the performance value P l + 1 as well as the further performance value P l + 2 determine.

Im Zusammenhang mit dem ermittelten Leistungswert Pl+1 für den Zeitschritt tl+1 genannten Beispiele und Verfahrensschritte gelten sinngemäß und analog für die weiteren Leistungswerte Pl+2 für die weiteren Zeitschritte tl+2 . Die weiteren Zeitschritte tl+2 sind bevorzugt den Zeitschritten ti+1 nachgeordnet. Die weiteren Zeitschritte tl-2 treten somit bevorzugt später auf als die Zeitschritte ti+1 . Beim Ermitteln der weiteren Leistungswerte Pl+2 werden bevorzugt die jeweiligen thermischen Parameter TS berücksichtigt. Die so ermittelten Leistungswerte Pi+1 oder weiteren Leistungswerte Pl+2 werden an eine Schnittstelle FCG der Brennstoffzelle REX übertragen. Diese Schnittstelle FCG wird oft als „Fuel Cell Gateway“ bezeichnet. Mithilfe der Schnittstelle FCG werden die so ermittelten Leistungswerte an die Brennstoffzelle REX übertragen.In connection with the determined performance value P l + 1 for the time step t l + 1 The examples and process steps mentioned apply analogously and analogously to the other performance values P l + 2 for the further time steps t l + 2 , The further time steps t l + 2 are preferred the time steps t i + 1 downstream. The further time steps t l-2 thus preferably occur later than the time steps t i + 1 , When determining the further performance values P l + 2 the respective thermal parameters are preferred TS considered. The performance values determined in this way P i + 1 or other performance values P l + 2 are at an interface FCG the fuel cell REX transfer. This interface FCG is often referred to as the "Fuel Cell Gateway". Using the interface FCG the power values determined in this way are sent to the fuel cell REX transfer.

Die Erfindung zeigt insbesondere, dass der Zeitschritt identifiziert werden kann, in dem sich der Bedarfswert LB der Klimaeinheit CCU dem aktuellen Betriebspunkt des elektrischen Energiemanagementsystems ENM nähert. Damit kann sowohl der Energiebedarf für die Klimaeinheit CCU und der Energiebedarf für das Fahrzeug effizienter geregelt werden. Diese unterschiedlichen Energiebedürfnisse können somit effektiv zu einem Mittelpunkt kombiniert werden.The invention shows in particular that the time step in which the demand value can be identified LB the air conditioning unit CCU the current operating point of the electrical Energy management system ENM approaches. This allows both the energy requirement for the air conditioning unit CCU and the energy requirements for the vehicle can be regulated more efficiently. These different energy needs can thus be effectively combined to form a focus.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
PI-Regler, Pl-KontrollerPI controller, PI controller
CCUCCU
Klimaeinheitair conditioning unit
titi
Zeitschritttime step
ti+1ti + 1
weiterer Zeitschrittanother time step
SoCSoC
LadezustandSOC
SoCl+1 SoC l + 1
vorgegebener Ladezustandspecified state of charge
SoCl+2 SoC l + 2
aktueller Ladezustandcurrent state of charge
Pi+1 P i + 1
Leistungswertpower value
Pl+2 P l + 2
weiterer Leistungswertfurther performance value
ss
Weg, WegabschnittPath, path section
REXREX
Brennstoffzellefuel cell
ee
Differenz, EingangssignalDifference, input signal
Kp K p
konstanter Termconstant term
K,K
Integraltermintegral term
TSTS
thermischer Parameterthermal parameter
ENMENM
EnergiemanagementeinheitEnergy management unit
LBLB
Bedarfswertdemand value
sp1sp1
erste Zeitspannefirst period
sp2sp2
zweite Zeitspannesecond period
sp3sp3
dritte Zeitspannethird period
AWAW
Anti-Windup-EinheitAnti-windup unit
FC-maxFC-max
maximaler Leistungswertmaximum power value
FC-minFC-min
minimaler Leistungswertminimal performance value
ECUECU
Steuereinheitcontrol unit
EDCUEDCU
elektrische Fahrzeugkontrolleinheitelectric vehicle control unit
AWRAWR
AntriebswechselrichterDrive inverter
BRCBRC
Bremswiderstandbraking resistor
APIAPI
ReserveenergiequelleBackup power source
HVBHVB
HochvoltbatterieHigh-voltage battery
BMSBMS
Batterie-ManagementsystemBattery Management System
FCGFCG
Schnittstelle der BrennstoffzelleInterface of the fuel cell
f(s)f (s)
Funktion des LadezustandsFunction of the state of charge
SWSW
Schalterswitch

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 2015/0053491 A1 [0003]US 2015/0053491 A1 [0003]
  • WO 2013/084038 A1 [0005]WO 2013/084038 A1 [0005]

Claims (6)

Verfahren zum Regeln einer Brennstoffzelle (REX) für eine erhöhte Reichweite eines Fahrzeugs mit einer Hochvoltbatterie (HVB) gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Aktiveren eines Pl-Kontrollers (PI) zum Regeln eines Ladezustands (SoC) der Hochvoltbatterie (HVB), wobei eine Differenz (e) des aktuellen Ladezustands (SoCl+1) mit einem vorgegebenen Ladezustand (SoCi) als Eingangssignal (e) für den PI-Kontroller (PI) verwendet wird, b) Ermitteln eines Leistungswerts (Pi+1) für die Brennstoffzelle (REX) für einen Zeitschritt (ti+1) mittels des Pl-Kontrollers (PI) zum Reduzieren der Differenz (e), wobei ein thermischer Parameter (TS) berücksichtigt wird, c) Prüfen, ob während einer vorgegebenen ersten Zeitspanne (sp1) jeder Bedarfswert (LB) für eine Klimaeinheit (CCU) des Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen ersten Intervalls liegt, welches den ermittelten Leistungswert (Pl+1) beinhaltet, d) Falls Schritt c) bejaht wird, Definieren des jeweiligen Bedarfswertes (LB) für die Klimaeinheit (CCU) als den jeweiligen thermischen Parameter (TS) für das Ermitteln eines weiteren Leistungswerts (Pl+2) für einen weiteren Zeitschritt (ti+2), wobei das Definieren ununterbrochen für die Dauer einer zweiten Zeitspanne (sp2) ausgeführt wird, um die Brennstoffzelle zu regeln.Method for regulating a fuel cell (REX) for an increased range of a vehicle with a high-voltage battery (HVB) characterized by the method steps: a) activating a PI controller (PI) for regulating a state of charge (SoC) of the high-voltage battery (HVB), one of which Difference (e) of the current state of charge (SoC l + 1 ) with a predetermined state of charge (SoC i ) is used as the input signal (e) for the PI controller (PI), b) determining a power value (P i + 1 ) for the Fuel cell (REX) for a time step (t i + 1 ) using the PI controller (PI) to reduce the difference (e), taking into account a thermal parameter (TS), c) Checking whether during a predetermined first time period ( sp1) each demand value (LB) for an air conditioning unit (CCU) of the vehicle lies within a predetermined first interval, which includes the determined power value (P l + 1 ), d) if step c) is answered in the affirmative, define the respective demand value (LB) for the air conditioning unit (CCU) as the respective thermal parameter (TS) for determining a further power value (P l + 2 ) for a further time step (t i + 2 ), the definition being continuous for the duration of a second period (sp2) is executed to regulate the fuel cell. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem ununterbrochenen Definieren des jeweiligen Bedarfswertes (LB) während der zweiten Zeitspanne (sp2) zumindest die Verfahrensschritte c) und d) während einer dritten Zeitspanne (sp3) nicht ausgeführt werden.Procedure according to Claim 1 , wherein after the uninterrupted definition of the respective demand value (LB) during the second period (sp2), at least process steps c) and d) are not carried out for a third period (sp3). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei nur dann der weitere Leistungswert (Pl+2) für den weiteren Zeitschritt (ti+2) zum Regeln verwendet wird, falls ein Leistungsgradient (UR, DR), der anhand unmittelbar aufeinanderfolgender Zeitschritte (tl+1, tl+2) mit den dazugehörigen Leistungswerten (LB) ermittelt wird, innerhalb eines vorgegebenen zweiten Intervalls liegt.Method according to one of the preceding claims, wherein only then the further power value (P l + 2 ) for the further time step (t i + 2 ) is used for regulation, if a power gradient (UR, DR) which is based on immediately successive time steps (t l + 1 , t l + 2 ) with the associated power values (LB) is determined, lies within a predetermined second interval. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei nur dann der weitere Leistungswert (Pi+2) für den weiteren Zeitschritt (tl+2) zum Regeln verwendet wird, falls der ermittelte Leistungswert (Pl+1) innerhalb eines vorgegebenen dritten Intervalls liegt.Procedure according to one of the Claims 1 to 2 , the further power value (P i + 2 ) for the further time step (t l + 2 ) being used for regulation only if the determined power value (P l + 1 ) lies within a predetermined third interval. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die dritte Zeitspanne (sp3) größer definiert wird als die erste Zeitspanne (sp1) und die zweite Zeitspanne (sp2), um die Brennstoffzelle (REX) zu stabilisieren.Procedure according to Claim 2 , wherein the third period (sp3) is defined larger than the first period (sp1) and the second period (sp2) in order to stabilize the fuel cell (REX). Fahrzeug mit einer Brennstoffzelle (REX) und einer Steuereinheit (ECU), welche zusammen ausgestaltet sind, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Vehicle with a fuel cell (REX) and a control unit (ECU), which are configured together to carry out a method according to one of the preceding claims.
DE102019003571.2A 2019-05-22 2019-05-22 Method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle and vehicle with a fuel cell and a control unit Pending DE102019003571A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019003571.2A DE102019003571A1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle and vehicle with a fuel cell and a control unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019003571.2A DE102019003571A1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle and vehicle with a fuel cell and a control unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019003571A1 true DE102019003571A1 (en) 2020-01-02

Family

ID=68886216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019003571.2A Pending DE102019003571A1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle and vehicle with a fuel cell and a control unit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019003571A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019132088A1 (en) * 2019-11-27 2021-05-27 Mtu Friedrichshafen Gmbh Fuel cell system, method for operating a fuel cell system, vehicle, air conditioning system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013084038A1 (en) 2011-12-06 2013-06-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell vehicle air-conditioning apparatus and control method thereof
US20150053491A1 (en) 2012-03-22 2015-02-26 Dongfang Electric Corporation Thermal management system for fuel cell, fuel cell system and vehicle equipped with fuel cell system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013084038A1 (en) 2011-12-06 2013-06-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell vehicle air-conditioning apparatus and control method thereof
US20150053491A1 (en) 2012-03-22 2015-02-26 Dongfang Electric Corporation Thermal management system for fuel cell, fuel cell system and vehicle equipped with fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019132088A1 (en) * 2019-11-27 2021-05-27 Mtu Friedrichshafen Gmbh Fuel cell system, method for operating a fuel cell system, vehicle, air conditioning system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2323887B2 (en) Method for controlling a hybrid drive in a rail vehicle
DE102017111644B4 (en) fuel cell system
DE102017106605B4 (en) fuel cell system
DE10223117A1 (en) Controlling energy supply to hybrid electric vehicle drive, supplements fuel cell electrical supply with current from storage battery during acceleration
DE102017218446A1 (en) Method for monitoring a motor vehicle with an automated driving function and device for carrying out the method
DE102009034180A1 (en) Method for controlling electrical energy storage in vehicle, involves determining time period energy surplus or shortage of energy, and accomplishing energy transfer into energy storage or from energy storage on basis of time period
DE102012216729A1 (en) System and method for managing electrical loads in a vehicle
DE10046631A1 (en) Regulating generator in motor vehicle which supplies on board electric circuit with user loads and feeds at least one battery and regulator regulates output voltage to desired voltage
EP3507614B1 (en) Method for determining the functional reliability of a battery
WO2013060454A1 (en) Method for controlling a hybrid drive having an internal combustion engine and an electric motor and an electric energy accumulator, in particular for a rail vehicle, a control device and hybrid drive
DE102006001201A1 (en) Battery e.g. twelve volt battery, charging process controlling method for e.g. hybrid vehicle, involves adjusting charging amount of battery to existing recuperation phase, in which state of charge-level is adjusted to charge current
DE102014225572A1 (en) BATTERY CHARGING SYSTEM USING A CHARGER AND CONTROL DEVICE CONTROL METHOD OF THE CHARGER THEREOF
DE102012011996B4 (en) Method and device for optimizing operation of a vehicle and vehicle itself
DE112007002656T5 (en) Fuel cell system and fuel cell system startup method
EP2802478B1 (en) Power management device for a rail vehicle
DE102018221989A1 (en) High-voltage electrical system for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a high-voltage electrical system
DE102019209685A1 (en) Hybrid energy system and method for determining the aging of a battery in a hybrid energy system
DE102015225296A1 (en) System and method for controlling the LDC voltage of a hybrid vehicle
DE102019003571A1 (en) Method for regulating a fuel cell for an increased range of a vehicle and vehicle with a fuel cell and a control unit
DE102006008365B4 (en) Method for controlling the power output to the wheels of a motor vehicle and motor vehicle
WO2021123254A1 (en) Predictive battery charging for battery-operated rail vehicles
DE102020121116A1 (en) Control device
DE102020131660B4 (en) Method for determining a battery capacity of a battery of an at least partially electrically operated vehicle and battery management system
DE102017200205A1 (en) Method for operating a motor vehicle and motor vehicle
DE102021103481A1 (en) Method for providing a power supply for at least one electrically heatable catalytic converter of a motor vehicle which is arranged in an exhaust system, motor vehicle comprising at least one electrically heatable catalytic converter which is arranged in an exhaust system of the motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R230 Request for early publication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CELLCENTRIC GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

Owner name: DAIMLER AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CELLCENTRIC GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: WALLINGER RICKER SCHLOTTER TOSTMANN PATENT- UN, DE