DE102019200586B4 - Spannungswandleranordnung, Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben einer Spannungswandleranordnung - Google Patents

Spannungswandleranordnung, Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben einer Spannungswandleranordnung Download PDF

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Abstract

Spannungswandleranordnung (100) zur elektrischen Kopplung einer eingangsseitig angeschlossenen oder anschließbaren Brennstoffzelleneinheit (102) mit einem ausgangsseitig angeschlossenen oder anschließbaren, eine Hochvoltbatterie (104) umfassenden Traktionsnetz (106), mit einer Messeinheit (108) zur Messung der von der Brennstoffzelleneinheit (102) gelieferten Eingangsspannung, und mit einer mit der Messeinheit (108) elektrisch verbundenen Vergleichseinheit (110), die ihrerseits elektrisch gekoppelt ist mit einer Reglereinheit (112), welche ausgebildet ist, die Brennstoffzelleneinheit (102) zu veranlassen, an vorgebbaren Betriebspunkten (200; 202) betrieben zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglereinheit (112) ausgestaltet ist, in einem Impedanzbetrieb zeitlich wechselnde Betriebspunkte (200; 202) von der Brennstoffzelleneinheit (102) anzufordern, und dass auch im Impedanzbetrieb batterieseitig eine als Gleichspannung gebildete Ausgangsspannung ausgebbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spannungswandleranordnung zur elektrischen Kopplung einer eingangsseitig angeschlossenen oder anschließbaren Brennstoffzelleneinheit, mit einem ausgangsseitig angeschlossenen oder anschließbaren, eine Hochvoltbatterie umfassenden Traktionsnetz, mit einer Meßeinheit zur Messung der von der Brennstoffzelleneinheit gelieferten Eingangsspannung, und mit einer mit der Meßeinheit elektrisch verbundenen Vergleichseinheit, die ihrerseits elektrisch gekoppelt ist mit einer Reglereinheit, welche ausgebildet ist, die Brennstoffzelleneinheit zu veranlassen, an vorgebbaren Betriebspunkten betrieben zu werden. Die Erfindung betrifft außerdem ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben einer Spannungswandleranordnung.
  • Es ist bekannt und beispielsweise in US 9,461,320 B2 beschrieben, dass elektrochemische Zellen, insbesondere Brennstoffzelleneinheiten einer elektrochemischen Impedanzspektroskopie unterzogen werden können. Durch eine solche Impedanzspektroskopie kann der Zustand, insbesondere der Alterungszustand aufgrund von Degradationseffekten der Brennstoffzelleneinheit bestimmt werden, wobei eine Wechselspannung an den Elektroden der Brennstoffzelleneinheit angelegt wird, um eine Strom- und/oder Spannungsantwort abzufragen. Diese Antwort lässt dann Rückschlüsse über den Zustand der Brennstoffzelleneinheit zu. Dies ist beispielsweise auch in der WO 2016/146 971 A1 beschrieben, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zeigt.
  • Impedanzmessungen sind eine in Forschung und Anwendung weit verbreitete Methode, um zerstörungsfreie Messungen während des Betriebs von Brennstoffzellen durchführen zu können. Bei Messungen an einer Brennstoffzelle wird das Impedanzmessgerät an beiden Elektroden der Brennstoffzelle angeschlossen. Das Messgerät prägt in der Messung eine typischerweise sinusförmige Wechselspannung auf.
  • In der DE 11 2006 001 720 T5 ist eine Kontrolleinheit beschrieben, die mit Funktionseinheiten ausgestattet ist, um auf die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle eine Wechselspannung aufzuprägen. Dies erfolgt in einem speziellen Betriebsmodus des Brennstoffzellensystems dadurch, dass die separate Kontrolleinheit dem DC/DC-Wandler ein Wechselspannungssignal (Vfc) vorgibt, welches der DC/DC-Wandler von der Brennstoffzelle anzufordern hat.
  • Somit ist also der Einsatz eines separaten Messgeräts bzw. einer separaten Meßschaltung notwendig, um die Impedanzspektroskopie oder die Impedanzmessung durchzuführen, was zu einem komplexen Aufbau des Brennstoffzellensystem führt, beim welchem eine solche Impedanzspektroskopie oder Impedanzmessung durchgeführt werden soll.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannungswandleranordnung, ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben einer Spannungswandleranordnung anzugeben, die die vorstehend erwähnten Nachteile reduzieren oder vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spannungswandleranordnung mit dem Merkmalsbestand des Anspruchs 1, durch ein Brennstoffzellensystem mit dem Merkmalsbestand des Anspruchs 4 sowie durch ein Verfahren mit dem Merkmalsbestand des Anspruchs 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Spannungswandleranordnung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ihre Reglereinheit ausgestaltet ist, in einem Impedanzbetrieb zeitlich wechselnde Betriebspunkte von der Brennstoffzelleneinheit anzufordern. Diese Betriebspunkte werden vorzugsweise periodisch wechselnd, vorzugsweise sinusförmig wechselnd, von der Brennstoffzelleneinheit angefordert.
  • Mit dieser Gestaltung ist der Vorteil verbunden, dass die ohnehin vorhandene Hardware des Wandlers, welcher üblicherweise als Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) gebildet ist, für die Impedanzmessung herangezogen werden kann. Es entfällt somit eine gesonderte Messeinrichtung, was die Komplexität des Gesamtsystems reduziert. Zugleich reduziert sich auch der benötigte Bauraum und das Gewicht eines die Spannungswandleranordnung einsetzenden Brennstoffzellensystems.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Reglereinheit ausgebildet ist, eine resultierende Wechselspannung oder einen resultierenden Wechselstrom als Führungsgröße vorzugeben, wenn die Meßeinheit ausgebildet ist, eine an einem eingangsseitigen Anschlusspaar angelegte Strom- und/oder Spannungsantwort der Brennstoffzelleneinheit auf die veranlassten zeitlich variierenden oder wechselnden Betriebspunkte zu detektieren, und wenn die Vergleichseinheit ausgebildet ist, die gemessene Strom- und/oder Spannungsantwort mit der Führungsgröße zu vergleichen. Durch diesen Vergleich lässt sich die Führungsgröße entsprechend anpassen.
  • Die von der Reglereinheit vorgegebene Führungsgröße setzt sich zusammen aus der Überlagerung eines Gleichspannungsanteils, welcher von der Brennstoffzelleneinheit während des Impedanzbetriebs „durchschnittlich“ geliefert wird, und eines durch Abfragen unterschiedlicher Lastpunkte erzeugten periodischen Spannungssignals. Die Überlagerung aus Gleich- und Wechselspannungssignal bildet dann die oszillierenden Führungsgröße der Reglereinheit, was die gleiche Wirkung hervorruft wie ein hardwareseitiges Aufprägen einer Wechselspannung; bspw. mittels einer gesonderten oder separaten Impedanzspektroskopieeinrichtung.
  • Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn auch im Impedanzbetrieb batterieseitig eine als Gleichspannung gebildete Ausgangsspannung ausgebbar ist. Damit wird also während des Impedanzbetriebs gewährleistet, dass ausgangseitig der Spannungswandleranordnung lediglich eine Gleichspannung vorliegt, so dass ein etwaiges Antriebsaggregat oder ein etwaiger Verbraucher noch immer mit dieser Gleichspannung versorgt werden kann; auch dann, wenn gerade die Untersuchung der Brennstoffzelleneinheit erfolgt.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Spannungswandleranordnung auf die Leistungsklasse der Brennstoffzelleneinheit angepasst ist. Hierbei können Leistungen in Höhe von 100 Kilowatt (kW) bis 180 kW, vorzugsweise ungefähr 140 kW zum Einsatz kommen. Bei der Durchführung der Impedanzmessung sollte gewährleistet sein, dass keine zu hohe oder zu niedrige Leistung von der Brennstoffzelleneinheit angefordert wird, da die zu wählenden Betriebspunkte vorzugsweise im linearen Bereich der für Brennstoffzelleneinheiten typischen U/I-Kennlinie liegen sollten. In diesem Zusammenhang hat es sich daher als vorteilhaft erwiesen, wenn die wechselnden Betriebspunkte um einen vorgebbaren oder vorgegebenen Referenzbetriebspunkt gewählt sind, der im Wesentlichen einer Referenzspannung UR und/oder einer Referenzstromstärke IR entspricht.
  • Um außerdem keine Betriebspunkte außerhalb des linearen Bereichs der U/I-Kennlinie der Brennstoffzelleneinheit anzufordern, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die wechselnden Betriebspunkte nicht weiter als zehn Prozent, vorzugsweise nicht weiter als fünf Prozent von dem Referenzbetriebspunkt abweichen.
  • Die Spannungswandleranordnung entfaltet ihre Vorteile beim Einsatz in einem Brennstoffzellensystem, welches eine Brennstoffzelleneinheit umfasst, die mittels der Spannungswandleranordnung an ein eine Hochvoltbatterie umfassenden Traktionsnetz elektrisch angeschlossen ist. Die für die Spannungswandleranordnung erwähnten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen gelten auch für das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem.
  • Die Erfindung zeichnet sich auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer Spannungswandleranordnung aus, die eine eingangsseitig angeschlossene Brennstoffzelleneinheit mit einem ausgangsseitig angeschlossenen, eine Hochvoltbatterie umfassenden Traktionsnetz elektrisch koppelt. Die Spannungswandleranordnung umfasst eine Meßeinheit, die ausgebildet ist, die von der Brennstoffzelleneinheit gelieferte Eingangsspannung zu messen. Zudem ist eine mit der Meßeinheit elektrisch verbundene Vergleichseinheit vorhanden, welche ihrerseits elektrisch gekoppelt ist mit einer Reglereinheit, welche die Brennstoffzelleneinheit veranlasst, an vorgebbaren Betriebspunkten betrieben zu werden. Das Verfahren umfasst dabei insbesondere den Schritt des Anforderns von zeitlich wechselnden, insbesondere periodisch wechselnden, vorzugsweise sinusförmig wechselnden Betriebspunkten von der Brennstoffzelleneinheit.
  • Durch dieses Verfahren wird die Spannungswandleranordnung also in einen Impedanzbetrieb oder in einen Impedanzspektroskopiebetrieb versetzt, in welchem an der Brennstoffzelleneinheit eine „virtuelle“ Wechselspannung anliegt. Diese wird zur Impedanzmessung genutzt. Zugleich ist eine Impedanzspektroskopie möglich, wenn unterschiedliche Wellenlängen und/oder Amplituden für die sinusförmig gebildete Wechselspannung an der Brennstoffzelleneinheit durchlaufen werden und die jeweiligen Strom- und/oder Spannungsantworten erfasst werden.
  • Beim Einsatz dieses Verfahrens liegt zugleich der Vorteil vor, dass auf eine separate oder zusätzliche Messeinrichtung verzichtet werden kann, um eine Impedanzmessung an der Brennstoffzelleneinheit vorzunehmen.
  • Vorzugsweise gibt die Reglereinheit eine resultierende Wechselspannung als Führungsgröße vor, wobei die Meßeinheit eine an einem eingangsseitigen Anschlusspaar angelegte Strom- und/oder Spannungsantwort der Brennstoffzelleneinheit auf die veranlassten, zeitlich wechselnden Betriebspunkte detektiert oder erfasst. Die Vergleichseinheit vergleicht die gemessene Strom- und/oder Spannungsantwort mit der von der Reglereinheit vorgegebenen Führungsgröße, sodass die Reglereinheit die Führungsgröße gegebenenfalls nachjustieren kann, um ein gewünschtes Antwortsignal von der Brennstoffzelleneinheit zu erhalten.
  • Es hat sich als sinnvoll erwiesen, wenn im Impedanzbetrieb batterieseitig der Spannungswandleranordnung eine Gleichspannung ausgegeben wird, so dass Verbraucher weiterhin mit dieser Gleichspannung versorgt werden können, auch wenn gerade eine Impedanzmessung an der Brennstoffzelleneinheit durchgeführt wird.
  • Um die Impedanzmessung besonders betriebssicher durchzuführen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die wechselnden Betriebspunkte um einen vorgebbaren oder vorgegebenen Referenzbetriebspunkt gewählt werden. In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, wenn die wechselnden Betriebspunkte nicht weiter als zehn Prozent, vorzugsweise nicht weiter als fünf Prozent von dem Referenzbetriebspunkt abweichen.
  • 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. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems mit einer Spannungswandleranordnung, die die Brennstoffzelleneinheit mit einem eine Batterie umfassenden Traktionsnetz elektrisch verbindet, an welches zwei Verbraucher angeschlossen sind,
    • 2 eine U/I-Kennlinie einer Brennstoffzelleneinheit, an welcher zwei Betriebspunkte und ein dazwischen liegender Referenzbetriebspunkt hervorgehoben sind, und
    • 3 den zeitlichen Spannungsverlauf der von der Brennstoffzelleneinheit gelieferten Eingangsspannung im Impedanz- oder Impedanzspektroskopiebetrieb.
  • In 1 ist eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems gezeigt, welches eine Brennstoffzelleneinheit 102 umfasst. Diese Brennstoffzelleneinheit 102 ist an Anschlüsse 114, 116 eines eingangsseitigen Anschlusspaares einer Spannungswandleranordnung 100 angeschlossen, die bspw. als ein modifizierter DC/DC-Wandler ausgestaltet ist. Die Spannungswandleranordnung 100 ist mit ihren beiden Anschlüssen 118, 120, mithin mit ihrem ausgangsseitiges Anschlusspaar, mit einem Traktionsnetz 106 (Bordnetz) elektrisch verbunden, in welchem eine Hochvoltbatterie 104 vorliegt. Dieses Bordnetz dient der elektrischen Versorgung eines ersten Verbrauchers 122 und eines zweiten Verbrauchers 124. Das Traktionsnetz 106 kann vorzugsweise aber auch weitere nicht näher dargestellte Verbraucher mit elektrischer Energie versorgen.
  • Der Verbraucher 122 umfasst ein Antriebsaggregat 128, welches in Form einer elektrischen Maschine vorliegt. Diese elektrische Maschine ist typischerweise mittels eines Drei-Phasen-Wechselstroms betreibbar und ist vorzugsweise als Fahrmotor für ein Kraftfahrzeug gebildet. Da in dem Traktionsnetz 106 eine Hoch-Gleichspannung und ein Gleichstrom vorliegt, ist dem Verbraucher 122 zusätzlich ein Wechselrichter 126 zugeordnet, der den Gleichstrom in einen Drei-Phasen-Wechselstrom wandelt. In einer Weiterbildung des Verbrauchers 122 kann das Antriebsaggregat 128 auch als Generator eingesetzt werden, so dass beispielsweise beim Bremsvorgang durch das Antriebsaggregat 128 erzeugte Energie der Hochvoltbatterie 104 über den Wechselrichter 126 wieder zugeführt werden kann.
  • Der zweite Verbraucher 124 kann ebenfalls an das Traktionsnetz angeschlossen sein, wobei dieser beispielsweise als eines der Nebenaggregate des Brennstoffzellensystems wie ein Verdichter, ein Rezirkulationsgebläse, eine Strahlpumpe oder dergleichen, gebildet sein kann. Es kommt auch in Betracht, dass der Verbraucher 124 als ein Ladegerät, als ein Zwölf-Volt-Gleichstrom-Gleichstromwandler, als ein Hochspannungs-Heizer, als ein elektrischer Klimakompressor oder dergleichen gebildet ist.
  • Nachstehend wird näher auf den Aufbau der Spannungswandleranordnung 100 eingegangen. Die Spannungswandleranordnung 100 umfasst eine Meßeinheit 108, die die von der Brennstoffzelleneinheit 102 gelieferte Eingangsspannung misst oder erfasst, wie durch den strichliert dargestellten Pfeil illustriert ist. Die Meßeinheit 108 ist elektrisch mit einer Vergleichseinheit 110 verbunden, welche ihrerseits elektrisch gekoppelt ist mit einer Reglereinheit 112. Die Reglereinheit 112 ist ausgebildet, die Brennstoffzelleneinheit 102 veranlassen, an vorgebbaren Betriebspunkten 200, 202 betrieben zu werden, wie durch den strichliert dargestellten Pfeil in Richtung der Brennstoffzelleneinheit 102 illustriert ist.
  • Um eine Impedanzmessung an der Brennstoffzelleneinheit 102 vornehmen zu können, ist die Reglereinheit 112 ausgestaltet, in einem Impedanzbetrieb zeitlich variierende oder periodisch wechselnde Betriebspunkte 200, 202 von der Brennstoffzelleneinheit 102 anzufordern. Dies entspricht im Wesentlichen einer zeitlich variierenden oder periodisch wechselnden Lastanforderung von der Brennstoffzelleneinheit 102. Der Wechsel zwischen den Betriebspunkten 200, 202 erfolgt vorzugsweise sinusförmig.
  • 2 zeigt eine typische U/I-Kennlinie einer Brennstoffzelleneinheit 102, wobei ein Betriebspunkt 200 mit einer niedrigen Lastanforderung und ein Betriebspunkt 202 mit einer hohen Lastanforderung an der U/I-Kennlinie gekennzeichnet wurden. Die beiden Betriebspunkte 200, 202 befinden sich im linearen Bereich der Kennlinie der Brennstoffzelleneinheit 102. Die Reglereinheit 112 ist erfindungsgemäß ausgestaltet, in einem Impedanz- oder Impedanzspektroskopiebetrieb der Spannungswandleranordnung 100 unterschiedliche Lastanforderungen abzufragen, die im Bereich ausgehend von dem Betriebspunkt 200 mit niedriger Lastanforderung bis hin zum Betriebspunkt 202 mit hoher Lastanforderung liegen.
  • Dabei werden durch die Reglereinheit 112 kontinuierlich oder stufenweise in diesem Bereich liegenden Betriebspunkte „vorgegeben“ oder „abgefahren“. Dieses Abfragen der einzelnen Betriebspunkte erfolgt periodisch auf- und absteigend, insbesondere zwischen dem Betriebspunkt 200 und dem Betriebspunkt 202; insbesondere diese beiden Betriebspunkte einschließend.
  • Es ist zu erkennen, dass im Betriebspunkt 202 eine niedrige Spannung U1 vorliegt, und dass im Betriebspunkt 200 eine gegenüber U1 höhere Spannung U2 vorliegt. Beim kontinuierlichen oder stufenweise Durchlaufen der zwischen dem Betriebspunkt 200 und dem Betriebspunkt 202 liegenden Betriebspunkte werden also alle Spannungen von der Brennstoffzelleneinheit 102 angefordert oder geliefert, die zwischen den beiden Spannungen U2 und U1 liegen.
  • Es ist allerdings alternativ auch möglich, bei der Anforderung direkt zwischen den beiden Betriebspunkten 200, 202 bzw. direkt zwischen den beiden Spannungen U1, U2 zu wechseln bzw. zu „springen“, da in manchen Fällen die „Trägheit“ der Brennstoffzelleneinheit 102 als Reaktion auf die Anforderung selbst zu einem zeitlich wellenförmigen oder sinusförmigen Spannungsverlauf führt.
  • Veranlasst die Reglereinheit 112 nun ein periodisches Wechseln oder „Entlanglaufen“ des linearen Bereichs zwischen den Betriebspunkten 200, 202, so entsteht die in 3 dargestellte, insbesondere sinusförmige Spannung U aufgetragen über der Zeit t. Das von der Reglereinheit 112 hervorgerufene Spannungssignal ist dann eine Wechselspannung 250, die sich aus einer Gleichspannung, vorliegend einer einem Referenzbetriebspunkt 204 entsprechenden Spannung, und aus einem sinusförmigen Spannungsanteil zusammensetzt. Diese Betriebsweise führt dazu, dass auch ohne ein externes Messgerät oder ohne externe Schaltungsanordnungen eine Wechselspannung 250 an der Brennstoffzelleneinheit 102 fiktiv anliegt, die für die Impedanzmessung oder für die Impedanzspektroskopie genutzt wird.
  • Die Reglereinheit 112 ist vorzugsweise ausgebildet, die resultierende Wechselspannung 250 als Führungsgröße vorzugeben, wobei die Meßeinheit 108 ausgebildet ist, eine an dem eingangsseitigen Anschlusspaar angelegte Strom- und/oder Spannungsantwort der Brennstoffzelleneinheit 102 auf die von der Reglereinheit 112 veranlassten, zeitlich wechselnden Betriebspunkte 200, 202 zu erfassen, wobei die Vergleichseinheit 110 ausgebildet ist, die gemessene Strom- und/oder Spannungsantwort mit der Führungsgröße zu vergleichen. Gegebenenfalls wird die Führungsgröße entsprechend angepasst, damit die Strom- und/oder Spannungsantwort einem gewünschten Wert oder einem gewünschten Verlauf entspricht.
  • Bei der Impedanzmessung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die wechselnden Betriebspunkte 200, 202 nicht weiter als zehn Prozent, vorzugsweise nicht weiter als fünf Prozent von dem Referenzbetriebspunkt 204 abweichen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Betriebspunkte 200, 202 um den Referenzbetriebspunkt 204 noch innerhalb des linearen Bereichs der U/I-Kennlinie der Brennstoffzelleneinheit 102 liegen.
  • Im Ergebnis zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass eine Impedanzmessung auch ohne Einsatz externer Messgeräte möglich ist, wobei die ohnehin vorhandene Hardware für die Messung verwendet werden kann. Dies senkt die Kosten und führt zu einem kompakteren und vereinfachten Aufbau des Brennstoffzellensystems bzw. eines Kraftfahrzeugs, welches dieses Brennstoffzellensystem einsetzt.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Spannungswandleranordnung
    102
    Brennstoffzelleneinheit
    104
    Hochvoltbatterie
    106
    Transaktionsnetz
    108
    Messeinheit
    110
    Vergleichseinheit
    112
    Reglereinheit
    114
    Anschluss (eingangsseitiges Anschlusspaar)
    116
    Anschluss (eingangsseitiges Anschlusspaar)
    118
    Anschluss (ausgangsseitiges Anschlusspaar)
    120
    Anschluss (ausgangsseitiges Anschlusspaar)
    122
    Verbraucher
    124
    (zweiter) Verbraucher
    126
    Wechselrichter
    128
    Antriebsaggregat
    200
    Betriebspunkt (niedrige Lastanforderung)
    202
    Betriebspunkt (hohe Lastanforderung)
    204
    Referenzbetriebspunkt
    250
    Wechselspannung

Claims (8)

  1. Spannungswandleranordnung (100) zur elektrischen Kopplung einer eingangsseitig angeschlossenen oder anschließbaren Brennstoffzelleneinheit (102) mit einem ausgangsseitig angeschlossenen oder anschließbaren, eine Hochvoltbatterie (104) umfassenden Traktionsnetz (106), mit einer Messeinheit (108) zur Messung der von der Brennstoffzelleneinheit (102) gelieferten Eingangsspannung, und mit einer mit der Messeinheit (108) elektrisch verbundenen Vergleichseinheit (110), die ihrerseits elektrisch gekoppelt ist mit einer Reglereinheit (112), welche ausgebildet ist, die Brennstoffzelleneinheit (102) zu veranlassen, an vorgebbaren Betriebspunkten (200; 202) betrieben zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglereinheit (112) ausgestaltet ist, in einem Impedanzbetrieb zeitlich wechselnde Betriebspunkte (200; 202) von der Brennstoffzelleneinheit (102) anzufordern, und dass auch im Impedanzbetrieb batterieseitig eine als Gleichspannung gebildete Ausgangsspannung ausgebbar ist.
  2. Spannungswandleranordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglereinheit (112) ausgebildet ist, eine resultierende Wechselspannung (250) oder einen resultierenden Wechselstrom als Führungsgröße vorzugeben, dass die Messeinheit (108) ausgebildet ist, eine an einem eingangsseitigen Anschlusspaar angelegte Strom- und/oder Spannungsantwort der Brennstoffzelleneinheit (102) auf die veranlassten zeitlich wechselnden Betriebspunkte (200; 202) zu detektieren, und dass die Vergleichseinheit (110) ausgebildet ist, die gemessene Strom- und/oder Spannungsantwort mit der Führungsgröße zu vergleichen.
  3. Spannungswandleranordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselnden Betriebspunkte (200; 202) um einen vorgebbaren oder vorgegebenen Referenzbetriebspunkt (204) gewählt sind.
  4. Brennstoffzellensystem umfassend eine Brennstoffzelleneinheit (102), ein Traktionsnetz (106), in welchem eine Hochvoltbatterie (104) vorliegt, sowie eine Spannungswandleranordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
  5. Verfahren zum Betreiben einer Spannungswandleranordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die eine eingangsseitig angeschlossene Brennstoffzelleneinheit (102) mit einem ausgangsseitig angeschlossenen, eine Hochvoltbatterie (104) umfassenden Traktionsnetz (106) elektrisch koppelt, die eine Messeinheit (108) zur Messung der von der Brennstoffzelleneinheit (102) gelieferten Eingangsspannung und eine mit der Messeinheit (108) elektrisch verbundene Vergleichseinheit (110) umfasst, welche ihrerseits elektrisch gekoppelt ist mit einer Reglereinheit (112), welche die Brennstoffzelleneinheit (102) veranlasst, an vorgebbaren Betriebspunkten (200; 202) betrieben zu werden, umfassend den Schritt des Anforderns von zeitlich wechselnden Betriebspunkten (200; 202) von der Brennstoffzelleneinheit (102) in einem Impedanzbetrieb, wobei auch im Impedanzbetrieb batterieseitig eine als Gleichspannung gebildete Ausgangsspannung ausgegeben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglereinheit (112) eine resultierende Wechselspannung (250) als Führungsgröße vorgibt, dass die Messeinheit (108) eine an einem eingangsseitigen Anschlusspaar angelegte Strom- und/oder Spannungsantwort der Brennstoffzelleneinheit (102) auf die veranlassten zeitlich wechselnden Betriebspunkte (200; 202) detektiert, und dass die Vergleichseinheit (110) die gemessene Strom- und/oder Spannungsantwort mit der Führungsgröße vergleicht.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselnden Betriebspunkte (200; 202) um einen vorgebbaren oder vorgegebenen Referenzbetriebspunkt (204) gewählt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselnden Betriebspunkte (200; 202) nicht weiter als zehn Prozent von dem Referenzbetriebspunkt (204) abweichen.
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