DE19620458A1 - Verfahren und System zur Steuerung einer Ausgangsgröße eines Brennstoffzellen-Strom- oder Spannungsgenerators - Google Patents
Verfahren und System zur Steuerung einer Ausgangsgröße eines Brennstoffzellen-Strom- oder SpannungsgeneratorsInfo
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Description
einen Ausgangssteuerungs-Regler für die Steuerung des Ausgangsstroms des Wechselrichters so nahe wie möglich auf den Stromwert, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert des Wechselrichters entspricht,
eine Berechnungseinheit für den Stromsollwert, die zur Aktualisierung eines Stromsollwerts auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ausgangssteuerungs-Reglers dient, und
eine Wechselrichter-Steuereinrichtung für die Steuerung des Ausgangsstroms des Wechselrichters so nahe wie möglich auf den Stromsollwert,
wobei das Ausgangssteuersystem dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine Ausgangskorrektureinrichtung aufweist, die auf der stromauf befindlichen Seite des Ausgangssteuerungs-Reglers angeordnet ist und zum Korrigieren des Ausgangsstroms-Sollwerts des Wechselrichters dient, derart, daß die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle bei einem maximal verfügbaren Ausgangsleistungswert der Brennstoffzelle in Abhängigkeit entweder von dem Zustand der Zuführung des Brenngases zu der Brennstoffzelle und/oder in Abhängigkeit von dem Zustand des Verbrauchs des Brenngases durch die Brennstoff zelle gehalten wird.
einen Brennstoff-Strömungsratendetektor, der auf der stromauf befindlichen Seite der Brennstoffzelle vorgesehen ist und zum Erfassen der Strömungsrate des in die Brennstoffzelle strömenden Gases dient,
eine Ausgangseinstelleinheit für die Einstellung eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle,
eine Berechnungseinheit für die zur Verfügung stehende Ausgangsgröße, die zur Berechnung eines Stromwerts entsprechend dem maximal verfügbaren Ausgangswert der Brennstoffzelle auf der Grundlage der erfaßten Strömungsrate dient,
eine Niedrigpegel-Wähleinrichtung für die Auswahl und Abgabe entweder des berechneten Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungs wert entspricht, oder einem Stromwert, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher dieser Werte niedriger ist, und
einen Ausgangskorrektur-Regler für die Abgabe eines Signals zur Korrektur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangssteuerungs-Regler aufweist, so daß der erfaßte Ausgangsstromwert der Brennstoffzelle so nahe wie möglich auf den Ausgangsstromwert der Niedrigpegel-Wähleinrichtung gesteuert wird.
einen Brenngas-Strömungsratendetektor, der auf der stromab befindlichen Seite der Brennstoffzelle vorgesehen ist und zum Erfassen der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle herausfließenden Brennstoff-Abgases dient,
eine Ausgangseinstelleinheit für die Einstellung eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle,
eine Berechnungseinheit zur Berechnung der zur Verfügung stehenden Aus gangsgröße, die zur Berechnung eines Stromwerts entsprechend dem maximal zur Ver fügung stehenden Ausgangswert oder Abgabewert der Brennstoffzelle auf der Grundlage der erfaßten Strömungsrate dient,
eine Niedrigpegel- oder Minimalwert-Wähleinrichtung zur Auswahl und Abgabe entweder des berechneten, dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangs leistungswert entsprechenden Stromwerts oder eines Stromwerts, der dem Ausgangs leistungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher dieser Werte niedriger ist, und
einen Ausgangskorrektur-Regler für die Abgabe eines Signals zur Korrektur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangssteuerungs-Regler aufweist, so daß der erfaßte Ausgangsstromwert der Brennstoffzelle so nahe wie möglich auf den Ausgangsstromwert der Minimalwert-Wähleinrichtung geregelt wird.
zwei Brenngas-Strömungsratendetektoren, die sowohl auf der stromauf be findlichen Seite als auch auf der stromab befindlichen Seite der Brennstoffzelle vorgesehen sind und zum Erfassen der Strömungsrate des in die Brennstoffzelle fließenden Brenngases bzw. der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle herausströmenden Brennstoff-Abgases dienen,
eine Berechnungseinheit, zur Berechnung des Brennstoffausnutzungsfaktors, die zur Berechnung eines Brennstoffausnutzungsfaktors auf der Grundlage der beiden erfaßten Strömungsratenwerte dient,
eine Ausgangseinstelleinheit für die Einstellung eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle,
eine Berechnungseinheit für die zur Verfügung stehende Ausgangsgröße, die an der stromauf befindlichen Seite der Brennstoffausnutzungsfaktor-Berechnungseinheit vorgesehen ist und zum Berechnen eines Stromwerts entsprechend dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswerts der Brennstoffzelle auf der Grundlage des berechneten Brennstoffausnutzungsfaktors dient,
eine Niedrigpegel- oder Minimalwert-Wähleinrichtung zur Auswahl und Abgabe entweder des berechneten Stromwerts entsprechend dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert oder eines Stromwerts, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher niedriger ist, und
einen Ausgangskorrektur-Regler für die Abgabe eines Signals für die Korrektur des Stromwerts, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert entspricht, an den Aus gangssteuerungs-Regler aufweist, so daß der erfaßte Ausgangsstromwert der Brennstoff zelle so gut wie möglich auf den Ausgangsstromwert der Minimalwert-Wähleinrichtung geregelt wird.
einen Ausgangssteuerungs-Regler zur Steuerung des Ausgangsstroms des Wechselrichters so gut wie möglich auf den Stromwert, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert des Wechselrichters entspricht,
eine Stromsollwert-Berechnungseinheit zur Aktualisierung eines Stromsollwerts auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ausgangssteuerungs-Reglers, und
eine Wechselrichter-Steuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangsstroms des Wechselrichters so gut wie möglich auf den Stromsollwert aufweist,
wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Einstellen eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle, Erfassen der Strömungsrate des in die Brennstoffzelle fließenden Brenngases
oder der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle herausfließenden Brennstoff-Abgases,
Berechnen eines Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert der Brennstoffzelle entspricht, auf der Basis der erfaßten Strö mungsrate,
Auswählen und Abgeben entweder des berechneten Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert entspricht, oder eines Strom werts, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher dieser Werte niedriger ist, und
Abgeben eines Signals zur Korrektur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangssteuerungs-Regler, so daß der erfaßte Aus gangsstromwert der Brennstoffzelle so nahe wie möglich auf den Ausgangsstromwert der Niedrigpegel-Wähleinrichtung bzw. den ausgewählten Stromwert geregelt wird.
einen Ausgangssteuerungs-Regler zur Steuerung des Ausgangsstroms des Wechselrichters so nahe wie möglich auf den Stromwert, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert des Wechselrichters entspricht,
eine Stromsollwert-Berechnungseinheit zur Aktualisierung eines Stromsollwerts auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ausgangssteuerungs-Reglers, und
eine Wechselrichtersteuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangsstroms des Wechselrichters so nahe wie möglich auf den Stromsollwert, aufweist,
wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist:
Einstellen eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle, Erfassen sowohl der Strömungsrate des in die Brennstoffzelle fließenden Brenngases als auch der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle ausströmenden Brennstoff-Abgases,
Berechnen des Brennstoffausnutzungsfaktors auf der Grundlage der Strömungs rate des in die Brennstoffzelle fließenden Brenngases und der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle herausströmenden Brennstoff-Abgases,
Berechnen eines Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert der Brennstoffzelle entspricht, auf der Grundlage des berechneten Brennstoffausnutzungsfaktors,
Auswählen und Abgeben entweder des berechneten Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert entspricht, oder eines Strom werts, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher dieser Werte niedriger ist, und
Abgeben eines Signals zur Korrektur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangssteuerungs-Regler, so daß der erfaßte Aus gangsstromwert der Brennstoffzelle so nahe wie möglich auf den Ausgangsstromwert der Minimalwert-Wähleinrichtung bzw. den ausgewählten Stromwert gesteuert wird.
Claims (6)
einem Ausgangssteuerungs-Regler (5) zur Steuerung des Ausgangsstroms des Wechselrichters (3) so nahe wie möglich auf den Stromwert, der dem Ausgangslei stungs-Sollwert der Wechselrichtereinrichtung (3) entspricht,
einer Stromsollwert-Berechnungseinheit (6) für die Aktualisierung eines Stromsollwerts auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ausgangssteuerungs-Reg lers (5), und
einer Wechselrichtereinrichtungs-Steuereinrichtung (7) zur Steuerung des Ausgangsstroms der Wechselrichtereinrichtung so nahe wie möglich auf den Stromsoll wert, und
einer Ausgangskorrektureinrichtung (10), die auf der stromauf befindlichen Seite des Ausgangssteuerungs-Reglers (5) vorgesehen ist und zur Korrektur des Aus gangsstrom-Sollwerts der Wechselrichtereinrichtung (3) derart ausgelegt ist, daß die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle (2) bei einem maximal verfügbaren Ausgangs leistungswert der Brennstoffzelle in Abhängigkeit von dem Zustand der Zuführung des Brenngases zu der Brennstoffzelle (2) und/oder in Abhängigkeit von dem Zustand des Verbrauchs des Brenngases durch die Brennstoffzelle gehalten wird.
einen Brenngas-Strömungsratendetektor (14), der auf der stromauf befindli chen Seite der Brennstoffzelle (2) vorgesehen ist und zum Erfassen der Strömungsrate des in die Brennstoffrate fließenden Brenngases dient,
eine Ausgangseinstelleinheit (4) zur Einstellung eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle (2);
eine Berechnungseinheit (11) zur Berechnung einer verfügbaren Abgabe, die zum Berechnen eines Stromwerts entsprechend dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangswert der Brennstoffzelle (2) auf der Grundlage der erfaßten Strömungsrate dient,
eine Niedrigpegel- bzw. Minimalwert-Wähleinrichtung (12) zur Auswahl und Abgabe entweder des berechneten Stromwerts, der dem maximal verfügbaren Ausgangs leistungswert entspricht, oder eines Stromwerts, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher dieser Werte niedriger ist, und
einen Ausgangskorrekturregler (13) für die Abgabe eines Signals zur Korrek tur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangs steuerungs-Regler (5) derart aufweist, daß der erfaßte Ausgangsstromwert der Brenn stoffzelle so nahe wie möglich auf den von der Minimalwert-Wähleinrichtung (12) abgegebenen Stromwert geregelt wird.
einen Strömungsratendetektor (24) für die Brenngas-Strömungsrate, der auf der stromab befindlichen Seite der Brennstoffzelle (2) vorgesehen ist und zum Erfassen der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle herausfließenden Brennstoff-Abgases dient,
eine Ausgangseinstelleinheit (4) zur Einstellung eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle (2),
eine Berechnungseinheit (21) zur Berechnung der verfügbaren Ausgangs größe, die zur Berechnung eines dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangswert der Brennstoffzelle (2) entsprechenden Stromwerts auf der Grundlage der erfaßten Strö mungsrate dient,
eine Niedrigpegel- oder Minimalwert-Wähleinrichtung (12) zur Auswahl und Abgabe entweder des berechneten Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehen den Ausgangsleistungswert entspricht, oder eines Stromwerts, der dem Ausgangslei stungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher dieser Werte niedriger ist, und
einen Ausgangskorrekturregler (13) zur Abgabe eines Signals für die Korrek tur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangs steuerungs-Regler (5) aufweist, derart, daß der erfaßte Ausgangsstromwert der Brenn stoffzelle so nahe wie möglich auf den von der Minimalwert-Wähleinrichtung abgegebe nen Stromwert geregelt wird.
zwei Brenngas-Strömungsratendetektoren (14, 15), die sowohl an der stro mauf befindlichen Seite als auch an der stromab befindlichen Seite der Brennstoffzelle (2) vorgesehen sind und zum Erfassen der Strömungsrate des in die Brennstoffzelle (2) fließenden Brenngases bzw. der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle (2) heraus strömenden Brennstoff-Abgases dienen,
eine Brennstoffausnutzungsfaktor-Berechnungseinheit (32) zur Berechnung eines Brennstoffausnutzungsfaktors auf der Grundlage der beiden erfaßten Strömungs raten,
eine Ausgangseinstelleinheit (4) für die Einstellung einer Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle (2),
eine Berechnungseinheit (31) zur Berechnung der verfügbaren Ausgangs größe oder Ausgangsleistung, die auf der stromauf oder stromab befindlichen Seite der Brennstoffausnutzungsfaktor-Berechnungseinheit (32) vorgesehen ist und zum Berechnen eines dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert der Brennstoffzelle entsprechenden Stromwerts auf der Grundlage des berechneten Brennstoffausnutzungs faktors dient,
eine Niedrigpegel- oder Minimalwert-Wähleinrichtung (12) zur Auswahl und Abgabe entweder des berechneten Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehen den Ausgangsleistungswert entspricht, oder eines Stromwerts, der dem Ausgangslei stungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher dieser Werte der niedrigere ist, und
einen Ausgangskorrekturregler (13) zur Abgabe eines Signals zur Korrektur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangssteue rungs-Regler (5) aufweist, derart, daß der erfaßte Stromwert der Brennstoffzelle so nahe wie möglich auf den von der Minimalwert-Wahleinrichtung (12) abgegebenen Stromwert geregelt wird.
einen Ausgangssteuerungs-Regler zur Steuerung des Ausgangsstroms der Wechselrichtereinrichtung so nahe wie möglich auf den Stromwert, der dem Ausgangs leistungs-Sollwert der Wechselrichtereinrichtung entspricht,
eine Stromsollwert-Berechnungseinheit zur Aktualisierung des Stromsollwerts auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ausgangssteuerungs-Reglers, und
eine Wechselrichtereinrichtungs-Steuereinrichtung zur Steuerung des Aus gangsstroms der Wechselrichtereinrichtung so gut wie möglich auf den Stromsollwert aufweist,
wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist:
Einstellen eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle;
Erfassen der Strömungsrate des in die Brennstoffzelle strömenden Gases oder des aus der Brennstoffzelle ausströmenden Brennstoff-Abgases,
Berechnen eines Stromwerts, der dem maximal verfügbaren Ausgangslei stungswert der Brennstoffzelle entspricht, auf der Grundlage der erfaßten Strömungs rate,
Auswählen und Abgeben entweder des berechneten Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert entspricht, oder eines Strom werts, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher dieser Werte niedriger ist, und
Abgeben eines Signals zur Korrektur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangssteuerungs-Regler, derart, daß der erfaßte Ausgangsstromwert der Brennstoffzelle so gut wie möglich auf den ausgewählten Strom wert geregelt wird.
einen Ausgangssteuerungs-Regler für die Steuerung des Ausgangsstroms der Wechselrichtereinrichtung so nahe wie möglich auf den Stromwert, der dem Ausgangs leistungs-Sollwert der Wechselrichtereinrichtung entspricht,
eine Stromsollwert-Berechnungseinheit zur Aktualisierung eines Stromsoll werts auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ausgangssteuerungs-Reglers, und
eine Wechselrichtereinrichtungs-Steuereinrichtung zur Steuerung des Aus gangsstroms der Wechselrichtereinrichtung so nahe wie möglich auf den Stromsollwert aufweist,
wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist:
Einstellen eines Ausgangsleistungs-Sollwerts der Brennstoffzelle,
Erfassen sowohl der Strömungsrate des in die Brennstoffzelle strömenden Brenngases als auch der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle ausströmenden Brennstoff-Abgases,
Berechnen des Brennstoffausnutzungsfaktors auf der Grundlage der Strö mungsrate des in die Brennstoffzelle strömenden Brenngases und der Strömungsrate des aus der Brennstoffzelle ausströmenden Brennstoff-Abgases,
Berechnen eines Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert der Brennstoffzelle entspricht, auf der Grundlage des berech neten Brennstoffausnutzungsfaktors,
Auswählen und Abgeben entweder des berechneten Stromwerts, der dem maximal zur Verfügung stehenden Ausgangsleistungswert entspricht, oder eines Strom werts, der dem Ausgangsleistungs-Sollwert entspricht, je nachdem, welcher Wert niedri ger ist, und
Abgeben eines Signals zur Korrektur des Stromwerts entsprechend dem Ausgangsleistungs-Sollwert an den Ausgangssteuerungs-Regler, so daß der erfaßte Aus gangsstromwert der Brennstoffzelle so nahe wie möglich auf den ausgewählten Strom wert geregelt wird.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Representative=s name: KRAMER - BARSKE - SCHMIDTCHEN, 81245 MUENCHEN |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FUJI ELECTRIC HOLDINGS CO., LTD., KAWASAKI, KA, JP |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FUJI ELECTRIC SYSTEMS CO. LTD., TOKYO/TOKIO, JP |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: FUJI ELECTRIC CO., LTD., KAWASAKI-SHI, JP Free format text: FORMER OWNER: FUJI ELECTRIC SYSTEMS CO., LTD., TOKYO/TOKIO, JP Effective date: 20110826 Owner name: FUJI ELECTRIC CO., LTD., JP Free format text: FORMER OWNER: FUJI ELECTRIC SYSTEMS CO., LTD., TOKYO/TOKIO, JP Effective date: 20110826 |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: KRAMER BARSKE SCHMIDTCHEN PATENTANWAELTE PARTG, DE Effective date: 20110826 Representative=s name: KRAMER - BARSKE - SCHMIDTCHEN, DE Effective date: 20110826 |
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R071 | Expiry of right |