DE212021000410U1 - Wassertank-Heizeinheit, elektronische Vorrichtung und SOFC-System - Google Patents

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Abstract

Wassertank-Heizeinheit für einen Wassertank-Auftauregler in einem Wassertank-Auftausystem eines SOFC-Systems, umfassend:
ein Temperaturerhaltemodul zum Erhalten der aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank, wenn SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, wobei die SOFC-System-Ausschaltinformationen durch eine Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung eines voreingestellten Ruhemodus erzeugt werden, der durch einen Benutzer ausgelöst wird;
ein Zeitberechnungsmodul zum Berechnen einer tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf eine voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen, wenn die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; und
ein Heizsteuermodul zum Betreiben eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, wenn die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wobei die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit gemäß einer aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wassertankbeheizung, insbesondere auf eine Wassertank-Heizeinheit, eine elektronische Vorrichtung und ein Festoxid-Brennstoffzellen(SOFC)-System.
  • STAND DER TECHNIK
  • Der Start und der Betrieb eines SOFC-Systems müssen deionisiertes Wasser verwenden. Das deionisierte Wasser in einem Wassertank tritt in einen Reformer oder einen Stapel in dem SOFC-System ein und durchläuft eine Reformierungsreaktion (z. B. CH4+H2O = CO2+H2), um den Stapel mit Wasserstoff bereitzustellen, der in Reaktionen verwendet werden und Leistung erzeugen kann. Innerhalb des Stapels tritt auch eine Reaktion von H2+O2=H2O auf, und das erzeugte Wasser kehrt durch Kondensation und Rückgewinnung zu dem Wassertank zurück.
  • Nachdem das SOFC-System auf einem Fahrzeug aufhört zu laufen, gefriert das Wasser in dem Wassertank allmählich, wenn die Umgebungstemperatur unter 0 °C liegt. Wenn das SOFC-System wieder gestartet wird, befindet sich das deionisierte Wasser in dem Wassertank in einem gefrorenen Zustand und muss durch ein Wassertank-Auftausystem in einen flüssigen Zustand erwärmt werden, bevor es dem SOFC-System zugeführt wird, wodurch ein erfolgreicher Start des SOFC-Systems sichergestellt wird.
  • Wenn das Eis in dem Wassertank bei niedriger Temperatur liegt, dauert es länger, um das Eis in dem Wassertank in Wasser zu erwärmen, was zu einer längeren Startzeit des SOFC-Systems führt.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Wassertank-Heizeinheit, eine elektronische Vorrichtung und ein SOFC-System bereit, um das Problem zu beheben, dass, wenn das Eis in dem Wassertank bei niedriger Temperatur liegt, eine längere Zeit benötigt wird, um das Eis in dem Wassertank in Wasser zu erwärmen, was zu einer längeren Startzeit des SOFC-Systems führt.
  • Auch ist ein Wassertank-Heizverfahren beschrieben. Das Verfahren wird in einem Wassertank-Auftauregler in einem Wassertank-Auftausystem verwendet und umfasst die Schritte:
    • Erhalten der aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank in dem Fall, dass SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, wobei die SOFC-System-Ausschaltinformationen durch eine Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung des voreingestellten Ruhemodus erzeugt werden, der durch den Benutzer ausgelöst wird;
    • Berechnen der tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen in dem Fall, dass die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; und
    • Starten eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, in dem Fall, dass die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wobei die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit gemäß einer aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird.
  • Optional umfasst das Verfahren in dem Prozess des Startens des Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, ferner die Schritte:
    • Erhalten einer verbleibenden Batterieleistung; und
    • Steuern, dass das Wassertank-Auftausystem ausgeschaltet wird, in dem Fall, dass die verbleibende Batterieleistung niedriger als eine voreingestellte Schwelle ist.
  • Optional umfasst der Schritt des Startens eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, die Schritte:
    • Starten des Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen;
    • Erhalten der tatsächlichen Auftauzeit in Echtzeit; und
    • Stoppen des Beheizens des Wassertanks in dem Fall, dass die Differenz zwischen der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit und der tatsächlichen Auftauzeit eine voreingestellte Differenzbedingung erfüllt, oder die Temperatur des Zielobjekts in dem Wassertank größer als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist.
  • Optional umfasst der Prozess des Bestimmens der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit die Schritte:
    • Erhalten einer Korrespondenz zwischen der voreingestellten Stapelaustrittstemperatur und einer Referenzauftauzeit; und
    • Durchsuchen der Korrespondenz und Erhalten einer Referenzauftauzeit, die der aktuellen Stapelaustrittstemperatur entspricht.
  • Optional umfasst der Schritt des Berechnens der tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen die Schritte:
    • Berechnen der Energie, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird;
    • Erhalten der Heizleistung eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem und der Wärmeableitungsleistung des Wassertanks;
    • Berechnen einer Differenz zwischen der Heizleistung und der Wärmeableitungsleistung; und
    • Bestimmen des Verhältnisses der Energie zu der Differenz als die tatsächliche Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird.
  • Es wird eine Wassertank-Heizeinheit bereitgestellt. Die Einheit wird in einem Wassertank-Auftauregler in einem Wassertank-Auftausystem verwendet und umfasst:
    • ein Temperaturerhaltemodul, das zum Erhalten der aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank in dem Fall verwendet wird, dass SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, wobei die SOFC-System-Ausschaltinformationen durch eine Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung des voreingestellten Ruhemodus erzeugt werden, der durch den Benutzer ausgelöst wird;
    • ein Zeitberechnungsmodul, das zum Berechnen der tatsächlichen Auftauzeit verwendet wird, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen in dem Fall, dass die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; und
    • ein Heizsteuermodul, das zum Starten eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem verwendet wird, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, in dem Fall, dass die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wobei die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit gemäß der aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird.
  • Optional umfasst die Einheit ferner:
    • ein Abschaltsteuermodul, das zum Erhalten einer verbleibenden Batterieleistung und zum Steuern, dass das Wassertank-Auftausystem ausgeschaltet wird, in dem Fall verwendet wird, dass die verbleibende Batterieleistung niedriger als eine voreingestellte Schwelle ist.
  • Optional umfasst das Heizsteuermodul:
    • ein Heizstartuntermodul, das zum Starten des Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem verwendet wird, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen;
    • ein Zeiterhalteuntermodul, das zum Erhalten der tatsächlichen Auftauzeit in Echtzeit verwendet wird; und
    • ein Heizsteueruntermodul, das zum Stoppen des Beheizens des Wassertanks in dem Fall verwendet wird, dass die Differenz zwischen der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit und der tatsächlichen Auftauzeit eine voreingestellte Differenzbedingung erfüllt, oder die Temperatur des Zielobjekts in dem Wassertank größer als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist.
  • Optional umfasst die Wassertank-Heizeinheit ferner ein Zeitbestimmungsmodul, das verwendet wird zum:
    • Erhalten einer Korrespondenz zwischen der voreingestellten Stapelaustrittstemperatur und einer Referenzauftauzeit, Durchsuchen der Korrespondenz und Erhalten einer Referenzauftauzeit, die der aktuellen Stapelaustrittstemperatur entspricht.
  • Es wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt. Die elektronische Vorrichtung umfasst einen Speicher und einen Prozessor;
    • wobei der Speicher zum Speichern von Programmen verwendet wird; und
    der Prozessor Programme aufruft und verwendet wird zum:
    • Erhalten der aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank in dem Fall, dass SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, wobei die SOFC-System-Ausschaltinformationen durch eine Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung des voreingestellten Ruhemodus erzeugt werden, der durch den Benutzer ausgelöst wird;
    • Berechnen der tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen in dem Fall, dass die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; und
    • Starten eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, in dem Fall, dass die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wobei die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit gemäß einer aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird.
  • Es wird ein SOFC-System bereitgestellt. Das SOFC-System umfasst die vorstehende elektronische Vorrichtung.
  • Verglichen mit dem Stand der Technik weist die vorliegende Erfindung die folgenden vorteilhaften Effekte auf:
    • Die vorliegende Erfindung stellt eine Wassertank-Heizeinheit, eine elektronische Vorrichtung und ein SOFC-System bereit. Bevor SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, d. h. das SOFC-System gestartet wird, falls die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist, und die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wird das Heizelement in dem Wassertank-Auftausystem gestartet, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist. Mit anderen Worten wurde vor dem Start des SOFC-Systems das Eis in dem Wassertank erwärmt, sodass, nachdem das SOFC-System gestartet wird, die Erwärmungszeit des erwärmten Eises, d. h. die Auftauzeit des Wassertanks, verkürzt wird. Ferner wird in dem Eiserwärmungsprozess eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die gemäß der aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird, als ein Heizsteuerparameter verwendet. Da die Stapelaustrittstemperatur ein Schlüsselfaktor ist, der die Startzeit des SOFC-Systems beeinflusst, wird die Heizsteuerung genauer sein, falls die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die der Stapelaustrittstemperatur entspricht, als ein Heizsteuerparameter verwendet wird.
  • Figurenliste
  • Die in der Beschreibung verwendeten Zeichnungen werden nachstehend kurz beschrieben. Dies sind nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 1 ist eine strukturelle schematische Ansicht eines Wassertank-Auftausystems.
    • 2 ist ein Verfahrensablaufdiagramm eines Wassertank-Heizverfahrens.
    • 3 ist ein Verfahrensablaufdiagramm einer anderen Wassertankbeheizung.
    • 4 ist ein Verfahrensablaufdiagramm eines weiteren Wassertank-Heizverfahrens.
    • 5 ist eine strukturelle schematische Ansicht einer Wassertank-Heizeinheit.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Andere Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche sind ebenfalls möglich.
  • Während des Betriebs des SOFC-Systems, wenn Wasser kontinuierlich durch Kondensation zurückgewonnen wird, tritt das Problem der Vereisung selbst in dem Fall einer niedrigen Umgebungstemperatur nicht häufig auf. Nachdem das SOFC-System jedoch aufhört zu laufen und wenn die externe Umgebungstemperatur niedriger als 0 °C ist, wird das Wasser in dem Wassertank allmählich gefrieren, was einen Ausfall der Wasserzufuhr verursacht.
  • Wenn das SOFC-System wieder gestartet wird, befindet sich das deionisierte Wasser in dem Wassertank in einem gefrorenen Zustand und muss während des Starts des SOFC-Systems durch ein Wassertank-Auftausystem in einen flüssigen Zustand erwärmt werden, bevor es dem SOFC-System zugeführt wird, sodass das SOFC-System allmählich in einen Leistungserzeugungszustand eintritt und erfolgreich gestartet wird. Wenn das Eis in dem Wassertank bei niedriger Temperatur liegt, dauert es jedoch länger, um das Eis in dem Wassertank in Wasser zu erwärmen. Falls das Auftauen nicht erfolgreich ist, schlägt die erforderliche Wasserversorgung des SOFC-Systems fehl, was das Problem einer verlängerten Startzeit des SOFC-Systems verursacht.
  • Die Erfindung erkennt, dass, falls das Eis in dem Wassertank noch erwärmt werden kann, nachdem das SOFC-System ausgeschaltet ist, dann wird, wenn das SOFC-System gestartet wird, da das Eis vorgewärmt wurde, weniger Zeit und Energie benötigt, um das Eis zu erwärmen, wodurch die Startzeit der SOFC verkürzt wird.
  • Um den vorstehenden technischen Effekt zu erreichen, sind zwei Betriebsmodi voreingestellt. Einer ist ein voreingestellter Ruhemodus, und der andere ist ein Abschaltmodus. Der tatsächliche Modus wird manuell ausgewählt. Wenn das Fahrzeug stoppt, kann der Benutzer, wie der Fahrer, einen Stoppmodus gemäß der geschätzten Stillstandzeit auswählen. Wenn zum Beispiel die Stillstandzeit bei niedriger Temperatur kurz ist, wird der voreingestellte Ruhemodus ausgewählt, und wenn die Temperatur hoch ist oder die Stillstandzeit lang ist, wird der Abschaltmodus ausgewählt.
  • Wenn der Abschaltmodus ausgewählt wird, werden alle Vorrichtungen wie das Wassertank-Auftausystem und das SOFC-System ausgeschaltet und stellen die Arbeit ein. Wenn der Abschaltmodus ausgewählt wird, empfängt die Fahrzeugsteuereinheit eine Anweisung des durch den Benutzer ausgewählten Abschaltmodus und steuert, dass das Wassertank-Auftausystem, das SOFC-System und andere Vorrichtungen ausgeschaltet werden.
  • Wenn der voreingestellte Ruhemodus ausgewählt wird, wird das SOFC-System ausgeschaltet, aber der Wassertank-Auftauregler in dem Wassertank-Auftausystem, der Stapelaustrittstemperatursensor und der Temperatursensor in dem Wassertank arbeiten noch. Der Wassertank-Auftauregler bestimmt gemäß dem Temperatursensor in dem Wassertank und dem Stapelaustrittstemperatursensor, ob das Heizelement gestartet werden soll, um den Wassertank zu beheizen. Wenn der voreingestellte Ruhemodus ausgewählt wird, empfängt die Fahrzeugsteuereinheit eine Anweisung des durch den Benutzer ausgewählten voreingestellten Ruhemodus und steuert, dass das SOFC-System und andere Vorrichtungen ausgeschaltet werden, aber der Wassertank-Auftauregler in dem Wassertank-Auftausystem, der Stapelaustrittstemperatursensor und der Temperatursensor in dem Wassertank sind weiterhin eingeschaltet und arbeiten. Ferner überträgt die Fahrzeugsteuereinheit nach dem Steuern, dass das SOFC-System und andere Vorrichtungen ausgeschaltet werden, SOFC-System-Ausschaltinformationen an den Wassertank-Auftauregler in dem Wassertank-Auftausystem, um den Wassertank-Auftauregler auszulösen, um einen Wassertank-Heizvorgang nach dem SOFC-Ausschalten durchzuführen.
  • Der vorstehende Abschnitt beschreibt das zugrunde liegende Konzept der Erfindung. Die Struktur des durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten Wassertank-Auftausystems ist in 1 gezeigt. Das Auftausystem umfasst einen Wassertank 1, ein Heizelement 2, einen Temperatursensor 4 in dem Wassertank, einen Umgebungstemperatursensor 7, einen Stapelaustrittstemperatursensor, einen Wassertank-Auftauregler 5 und wärmeisolierende Wolle. Der Wassertank 1 ist ein Wasserspeichergefäß und umfasst einen Wassereinlass (Wassertankeinlass 6), der mit einer Wasserrückgewinnungsvorrichtung verbunden ist und ermöglicht, dass zurückgewonnenes Wasser in den Wassertank eintreten kann, und einen Wasserauslass (Wassertankauslass 3), der mit einer stromabwärts gelegenen Wasserpumpe und anderen Wasserförderern verbunden ist und ermöglicht, dass das Wasser in dem Wassertank 1 zu bedürftigen Komponenten geleitet wird. Das Heizelement 2 ist innerhalb des Wassertanks montiert und wird zum Erwärmen oder Auftauen verwendet. Der Temperatursensor 4 in dem Wassertank wird zum Messen der Temperatur des Wassers oder Eises in dem Wassertank 1 verwendet. Der Umgebungstemperatursensor 7 wird zum Messen der Umgebungstemperatur verwendet. Der Stapelaustrittstemperatursensor wird zum Messen der Stapelaustrittstemperatur und Vorhersagen der Zeit von dem Start des SOFC-Systems zu der Wasserversorgung verwendet. Der Wassertank-Auftauregler 5 wird zum Sammeln von Signalen und zum Ausgeben von Anweisungen an das Heizelement 2 verwendet. Die wärmeisolierende Wolle umhüllt die Außenseite des Wassertanks, um die Wärmeabgabe des Wassertanks nach außen zu verringern.
  • Eine Ausführungsform stellt ein Wassertank-Heizverfahren bereit, das in einem Wassertank-Auftauregler in einem Wassertank-Auftausystem verwendet wird, wie in 2 gezeigt, und umfasst:
    • S11: Erhalten der aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank in dem Fall, dass SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden.
  • Der Prozess zum Erzeugen von SOFC-System-Ausschaltinformationen ist vorstehend offenbart.
  • In dieser Ausführungsform wird nach dem Anhalten des Fahrzeugs, falls der Benutzer einen voreingestellten Ruhemodus auswählt, die Fahrzeugsteuereinheit SOFC-System-Ausschaltinformationen an den Wassertank-Auftauregler in dem Wassertank-Auftausystem übertragen, nach dem Steuern, dass das SOFC-System und andere Vorrichtungen ausgeschaltet werden. Das heißt, die SOFC-System-Ausschaltinformationen werden durch die Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung des voreingestellten Ruhemodus erzeugt, der durch den Benutzer ausgelöst wird.
  • Wenn das Fahrzeug stoppt, bestimmt die umliegende Umgebung direkt, ob das Wasser in dem Wassertank gefroren sein wird. Falls die Umgebungstemperatur unter 0 °C liegt, wird das Wasser in dem Wassertank gefroren sein, aber falls die Umgebungstemperatur über 0 °C liegt, wird das Wasser in dem Wassertank nicht gefroren sein. Da es im Voraus unbekannt ist, ob das Objekt in dem Wassertank Wasser oder Eis ist, wird das Objekt allgemein als ein Zielobjekt bezeichnet. Das Zielobjekt kann Wasser oder Eis sein.
  • Wenn die aktuelle Temperatur des Zielobjekts benötigt wird, wird der Temperatursensor 4 in dem Wassertank verwendet. Der Temperatursensor detektiert und erhält die Temperatur des Zielobjekts.
  • S12: Bestimmen, ob die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; falls ja, dann zu S 13 übergehen; falls nicht, dann zu S 15 übergehen.
  • Wenn die Temperatur über 0 °C liegt, wird das Wasser nicht gefroren sein. In diesem Fall wird, wenn die SOFC gestartet wird, das Wasser nicht erwärmt. Wenn die Temperatur jedoch unter 0 °C liegt, wird das Wasser gefroren sein. In diesem Fall muss, wenn die SOFC gestartet wird, das Wasser erwärmt werden. Daher beträgt die voreingestellte Temperaturschwelle im Allgemeinen 0 °C.
  • S13: Berechnen der tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen.
  • In dieser Ausführungsform kann die voreingestellte Temperatur eine beliebige Temperatur über 0 °C und zum Beispiel unter 5 °C, z. B. eine beliebige Temperatur über 3 °C und unter 5 °C, sein. Die Energie, die zum Auftauen von Eis in Wasser benötigt wird, ist viel mehr als die Energie, die für das Erwärmen von Wasser von 0 °C auf eine bestimmte Temperatur benötigt wird, sodass in dieser Ausführungsform die voreingestellte Temperatur auf eine beliebige Temperatur über 0 °C und unter 5 °C, z. B. eine beliebige Temperatur über 3 °C und unter 5 °C, eingestellt werden kann.
  • Die Zeit zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur ist die tatsächliche Auftauzeit, die zum Auftauen von Eis in Wasser benötigt wird.
  • S14: Starten eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, in dem Fall, dass die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist.
  • Eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit wird im Voraus eingestellt. Da die Stapelaustrittstemperatur ein Faktor ist, der die Startzeit des SOFC-Systems beeinflusst, sowie ein Faktor ist, der die Zeit von dem Start des Systems zu der Wasserversorgung beeinflusst, wird die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit in dieser Ausführungsform gemäß der aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt.
  • Zuerst wird eine Zeit t1 von dem Start zu der Wasserversorgung (d. h. Referenzauftauzeit) im Voraus bei verschiedenen Stapelaustrittstemperaturen getestet und eine Funktion t1 = g (TStapelaustritt) wird durch Datenanpassung erhalten. Das heißt, eine Korrespondenz zwischen der Stapelaustrittstemperatur und der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit wird im Voraus erhalten. Dann wird der Stapelaustrittstemperatursensor verwendet, um die aktuelle Stapelaustrittstemperatur zu detektieren, und eine Referenzauftauzeit, die der Stapelaustrittstemperatur entspricht, kann in der vorstehenden Korrespondenz gesucht werden und wird als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit verwendet.
  • In dem Fall, dass die tatsächliche Auftauzeit größer als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, d. h. die erforderliche tatsächliche Auftauzeit größer ist als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, wird das Heizelement gestartet, um die benötigte tatsächliche Auftauzeit zu reduzieren.
  • Nachdem das Heizelement in dem Wassertank-Auftausystem gestartet wurde, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, ist die Beheizung nicht kontinuierlich und wird gestoppt, wenn eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, siehe 3. S 14 kann die Schritte umfassen:
    • S21: Starten des Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen.
    • S22: Erhalten der tatsächlichen Auftauzeit in Echtzeit.
  • Nachdem das Heizelement zum Beheizen des Wassertanks verwendet wird, wird die Temperatur des Zielobjekts in dem Wassertank ansteigen, und die tatsächliche Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, wird allmählich reduziert. In diesem Fall muss die tatsächliche Auftauzeit in Echtzeit berechnet werden.
  • S23: Stoppen des Beheizens des Wassertanks in dem Fall, dass die Differenz zwischen der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit und der tatsächlichen Auftauzeit eine voreingestellte Differenzbedingung erfüllt oder die Temperatur des Zielobjekts in dem Wassertank größer als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist.
  • Das Verfahren stellt im Voraus zwei voreingestellte Heizstoppbedingungen ein. Die erste voreingestellte Heizstoppbedingung lautet, dass die Differenz zwischen der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit und der tatsächlichen Auftauzeit die voreingestellte Differenzbedingung erfüllt. Für eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit t1 und eine tatsächliche Auftauzeit t2 sollten t1 und t2 t1≥t2+tmin erfüllen, wobei t 3 min betragen kann. Das heißt, wenn die Differenz zwischen der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit und der tatsächlichen Auftauzeit größer als die voreingestellte Differenz ist, wird in dieser Ausführungsform das Beheizen gestoppt, und zu diesem Zeitpunkt kann das Zielobjekt in dem Wassertank immer noch Eis sein. Die vorliegende Erfindung kann eine genaue Temperaturregelung erreichen, und verglichen mit der konstanten Aufrechterhaltung eines ungefrorenen Zustands in dem Wassertank ist die Heizzeit kürzer und der Energieverbrauch kann eingespart werden.
  • Die zweite voreingestellte Heizstoppbedingung lautet, dass die Temperatur des Zielobjekts in dem Wassertank größer als die voreingestellte Temperaturschwelle ist. In tatsächlichen Anwendungen kann die voreingestellte Temperaturschwelle 0 °C betragen. Das heißt, nachdem das Eis in dem Wassertank in Wasser schmilzt, selbst wenn das SOFC-System zu diesem Zeitpunkt gestartet wird, kann Wasser direkt ohne Erwärmung zugeführt werden.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine beliebige der voreingestellten Heizstoppbedingungen erfüllt ist, das Beheizen gestoppt, was die kürzeste Heizzeit sicherstellen kann.
  • Das heißt, in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn die aktuelle Temperatur TTank größer als 0 °C ist, kein Beheizen durchgeführt.
  • Wenn TTank kleiner oder gleich 0 °C ist, wird die Auftauzeit t2 berechnet. Wenn TTank gleich 0 °C ist, wird die Berechnung basierend darauf durchgeführt, dass sich das gesamte Eis bei 0 °C befindet;
  • Falls t1 kleiner oder gleich t2 ist, wird das Heizelement gestartet. Das Heizelement wird gestoppt, wenn t1 größer oder gleich t2 + 3 min ist oder TTank größer als 0 °C ist.
  • In dem Beheizungsprozess des Heizelements muss der voreingestellte Ruhemodus die Leistung von der Batterie verbrauchen, und die Leistung muss elektrischen Elementen wie Lüftern zugeführt werden, wenn das SOFC-System gestartet wird. Um zu verhindern, dass die Batterie zu viel Leistung verbraucht, was zu einem Fehlschlag des Startens des Systems führt, muss die verbleibende Batterieleistung in Echtzeit erhalten werden, und es sollte eingestellt werden, dass, wenn die verbleibende Batterieleistung kleiner oder gleich Qe ist, der voreingestellte Ruhemodus in einen Abschaltmodus umgeschaltet wird. In diesem Fall steuert der Wassertank-Auftauregler, dass das Wassertank-Auftausystem ausgeschaltet wird. Hier ist Qe die elektrische Größe, die von der Zeit, zu der das SOFC-System gestartet wird, bis zu der Zeit, zu der die Nettoleistung größer als 0 ist, verbraucht wird, und ist eine kalibrierte Größe. Nachdem die Leistung der Batterie niedriger als eine Schwelle ist, wird der Ruhemodus automatisch in den Abschaltmodus umgeschaltet und es besteht keine Gefahr des Fehlschlags des Startens des SOFC-Systems, der durch niedrige Batterieleistung verursacht wird.
  • Bevor SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, d. h. das SOFC-System arbeitet, falls die aktuelle Temperatur niedriger als die voreingestellte Temperaturschwelle ist, und die tatsächliche Auftauzeit größer als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wird das Heizelement in dem Wassertank-Auftausystem gestartet, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist. Mit anderen Worten wurde vor dem Start des SOFC-Systems das Eis in dem Wassertank erwärmt, sodass, nachdem das SOFC-System gestartet wurde, die Erwärmungszeit des erwärmten Eises, d. h. die Auftauzeit des Wassertanks, verkürzt wird. Ferner wird in dem Eiserwärmungsprozess eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die gemäß der aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird, als ein Heizsteuerparameter verwendet. Da die Stapelaustrittstemperatur ein Faktor ist, der die Startzeit des SOFC-Systems beeinflusst, wird die Heizsteuerung genauer sein, falls die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die der Stapelaustrittstemperatur entspricht, als ein Heizsteuerparameter verwendet wird.
  • Zusätzlich zu dem vorstehenden Verfahren zum Starten des Heizelements zum Beheizen, wenn die aktuelle Temperatur niedriger als die voreingestellte Temperaturschwelle ist und die tatsächliche Auftauzeit größer als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, und zum Stoppen der Beheizung, wenn eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, kann auch eine kontinuierliche elektrische Beheizung angenommen werden, um ein Gefrieren bei niedriger Temperatur zu verhindern. Dieses Verfahren wird jedoch mehr elektrische Energie verbrauchen und bringt ein Risiko des Fehlschlags des Startens aufgrund geringer Batterieleistung mit sich. Das vorstehende Verfahren zum Starten des Heizelements zum Beheizen, wenn die aktuelle Temperatur niedriger als die voreingestellte Temperaturschwelle ist und die tatsächliche Auftauzeit größer als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, und zum Stoppen der Beheizung, wenn eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, verbraucht weniger elektrische Energie.
  • Wärmeisolierende Wolle oder anderes wärmeisolierendes Material kann außerhalb des Wassertanks angeordnet sein, um Wärme zu halten. Durch die wärmeisolierende Wolle und das intermittierend arbeitende Heizelement wird der Leistungsverbrauch so weit wie möglich reduziert, während der Wasserversorgungsbedarf erfüllt wird.
  • Die vorstehende Ausführungsform beinhaltet ein Berechnen der tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen. Ein spezifischer Implementierungsprozess ist in 4 gezeigt. Schritt S12 kann die Schritte umfassen:
    • S31: Berechnen der Energie, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird.
    • S32: Erhalten der Heizleistung eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem und der Wärmeableitungsleistung des Wassertanks.
    • S33: Berechnen einer Differenz zwischen der Heizleistung und der Wärmeableitungsleistung.
    • S34: Bestimmen des Verhältnisses der Energie zu der Differenz als die tatsächliche Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird.
  • Die tatsächliche Auftauzeit t2 kann durch das folgende Verfahren berechnet werden: t 2 = Q/ ( P Heizelement − P Verlust )
    Figure DE212021000410U1_0001
  • Das Volumen des Wassers in dem Wassertank kann durch Multiplizieren der Querschnittsfläche innerhalb des Wassertanks mit dem Flüssigkeitsstand berechnet werden. Der Flüssigkeitsstand ist der Flüssigkeitsstand nach dem Stoppen, um Ungenauigkeiten in dem Flüssigkeitsstand zu vermeiden, der durch Vereisung verursacht wird. Dann wird, gemäß der latenten Wärme des Phasenwechsels, wenn das Eis in Wasser schmilzt, die Zeit t2 berechnet, die benötigt wird, um das Wasser oder Eis in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf 5 °C zu erwärmen.
  • Wobei Q die Energie ist, die zum Schmelzen des gesamten Eises in dem Wassertank benötigt wird, Q = cm ( 5 − T Tank ) + m*L
    Figure DE212021000410U1_0002
    wobei,
    • c die spezifische Wärmekapazität von Eis ist und ihr Wert 2100 J/(kg°C) beträgt,
    • TTank die Echtzeit-Temperatur in dem Wassertank ist, d. h. die aktuelle Temperatur, wie vorstehend beschrieben;
    • m die Masse des Wassers oder Eises in dem Wassertank ist, m=ρAH, wobei p die Dichte von Wasser ist, A die Grundfläche innerhalb des Wassertanks ist und H der Flüssigkeitsstand ist, der durch die Flüssigkeitsstandanzeige nach dem Stoppen angezeigt wird;
    • L die Wärme des Phasenwechsels ist, wenn Eis in Wasser schmilzt, und ihr Wert 3,305 × 105 J/kg beträgt;
    • PHeizelement die Leistung des Heizelements ist;
    • PVerlust die Wärmeableitungsleistung des Wassertanks ist, PVerlust=k(TTank-TUmgeb), wobei k der Wärmeausbreitungskoeffizient der wärmeisolierenden Wolle des Wassertanks ist (da die Berührungsflächen an dem Wassertank einen großen Einfluss auf die Berechnung der Wärmeableitung haben, wird dieser Koeffizient durch Testen kalibriert);
    • TUmgeb eine externe Umgebungstemperatur ist und gemäß einem Umgebungstemperatursensor erhalten wird.
  • Durch die Schritte S31 bis S34 kann die tatsächliche Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, berechnet werden, wodurch die Heizzeit des Heizelements basierend auf der tatsächlichen Auftauzeit gesteuert wird und die Erwärmungsgenauigkeit des Zielobjekts sichergestellt wird.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Wassertank-Heizeinheit bereit, die in einem Wassertank-Auftauregler in einem Wassertank-Auftausystem verwendet wird, wie in 5 gezeigt. Die Einheit umfasst:
    • ein Temperaturerhaltemodul 11, das zum Erhalten der aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank in dem Fall verwendet wird, dass SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, wobei die SOFC-System-Ausschaltinformationen durch eine Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung des voreingestellten Ruhemodus erzeugt werden, der durch den Benutzer ausgelöst wird;
    • ein Zeitberechnungsmodul 12, das zum Berechnen der tatsächlichen Auftauzeit verwendet wird, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen, in dem Fall, dass die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; und
    • ein Heizsteuermodul 13, das zum Starten eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem verwendet wird, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, in dem Fall, dass die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wobei die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit gemäß der aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird.
  • Ferner umfasst die Einheit auch ein Abschaltsteuermodul, das zum Erhalten einer verbleibenden Batterieleistung und zum Steuern, dass das Wassertank-Auftausystem ausgeschaltet wird, in dem Fall verwendet wird, dass die verbleibende Batterieleistung niedriger als eine voreingestellte Schwelle ist.
  • Ferner umfasst das Heizsteuermodul:
    • ein Heizstartuntermodul, das zum Starten des Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem verwendet wird, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen;
    • ein Zeiterhalteuntermodul, das zum Erhalten der tatsächlichen Auftauzeit in Echtzeit verwendet wird; und
    • ein Heizsteueruntermodul, das zum Stoppen des Beheizens des Wassertanks in dem Fall verwendet wird, dass die Differenz zwischen der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit und der tatsächlichen Auftauzeit eine voreingestellte Differenzbedingung erfüllt oder die Temperatur des Zielobjekts in dem Wassertank größer als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist.
  • Ferner umfasst die Einheit auch ein Zeitbestimmungsmodul, das zum Erhalten einer Korrespondenz zwischen der voreingestellten Stapelaustrittstemperatur und einer Referenzauftauzeit, Durchsuchen der Korrespondenz und Erhalten einer Referenzauftauzeit, die der aktuellen Stapelaustrittstemperatur entspricht, verwendet wird.
  • Ferner wird das Zeitberechnungsmodul speziell verwendet in:
    • einem Energieerhalteuntermodul, das zum Berechnen der Energie verwendet wird, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird;
    • einem Leistungserhalteuntermodul, das zum Erhalten der Heizleistung eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem und der Wärmeableitungsleistung des Wassertanks verwendet wird;
    • einem Differenzberechnungsuntermodul, das zum Berechnen einer Differenz zwischen der Heizleistung und der Wärmeableitungsleistung verwendet wird; und
    • einem Zeitbestimmungsuntermodul, das zum Bestimmen des Verhältnisses der Energie zu der Differenz als die tatsächliche Auftauzeit verwendet wird, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird.
  • In dieser Ausführungsform wird, bevor SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, d. h. das SOFC-System arbeitet, falls die aktuelle Temperatur niedriger als die voreingestellte Temperaturschwelle ist und die tatsächliche Auftauzeit größer als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, das Heizelement in dem Wassertank-Auftausystem gestartet, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis die voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist. Mit anderen Worten wurde vor dem Start des SOFC-Systems das Eis in dem Wassertank erwärmt, sodass, nachdem das SOFC-System gestartet wurde, die Erwärmungszeit des erwärmten Eises, d. h. die Auftauzeit des Wassertanks, verkürzt wird. Ferner wird in dem Eiserwärmungsprozess eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die gemäß der aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird, als ein Heizsteuerparameter verwendet. Da die Stapelaustrittstemperatur ein Schlüsselfaktor ist, der die Startzeit des SOFC-Systems beeinflusst, wird die Heizsteuerung genauer sein, falls die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die der Stapelaustrittstemperatur entspricht, als ein Heizsteuerparameter verwendet wird.
  • Die Arbeitsprozesse der Module und Untermodule in dieser Ausführungsform können sich auf die entsprechende Beschreibung in den vorstehenden Ausführungsformen beziehen und werden nicht erneut beschrieben.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine elektronische Vorrichtung bereit, die der Wassertank-Auftauregler sein kann, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher wird zum Speichern von Programmen verwendet. Der Prozessor führt Programme aus und wird verwendet zum:
    • Erhalten der aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank in dem Fall, dass SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, wobei die SOFC-System-Ausschaltinformationen durch eine Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung des voreingestellten Ruhemodus erzeugt werden, der durch den Benutzer ausgelöst wird;
    • Berechnen der tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen in dem Fall, dass die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; und
    • Starten eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, in dem Fall, dass die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wobei die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit gemäß einer aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird.
  • Ferner umfasst das Verfahren in dem Prozess des Startens des Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, ferner die Schritte:
    • Erhalten einer verbleibenden Batterieleistung;
    • Steuern, dass das Wassertank-Auftausystem ausgeschaltet wird, in dem Fall, dass die verbleibende Batterieleistung niedriger als eine voreingestellte Schwelle ist.
  • Ferner umfasst der Schritt des Startens eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, die Schritte:
    • Starten des Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen;
    • Erhalten der tatsächlichen Auftauzeit in Echtzeit; und
    • Stoppen des Beheizens des Wassertanks in dem Fall, dass die Differenz zwischen der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit und der tatsächlichen Auftauzeit eine voreingestellte Differenzbedingung erfüllt oder die Temperatur des Zielobjekts in dem Wassertank größer als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist.
  • Ferner umfasst der Prozess des Bestimmens der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit die Schritte:
    • Erhalten einer Korrespondenz zwischen der voreingestellten Stapelaustrittstemperatur und einer voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit; und
    • Durchsuchen der Korrespondenz und Erhalten einer Referenzauftauzeit, die der aktuellen Stapelaustrittstemperatur entspricht.
  • Ferner umfasst der Schritt des Berechnens der tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen die Schritte:
    • Berechnen der Energie, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird;
    • Erhalten der Heizleistung eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem und der Wärmeableitungsleistung des Wassertanks;
    • Berechnen einer Differenz zwischen der Heizleistung und der Wärmeableitungsleistung; und
    • Bestimmen des Verhältnisses der Energie zu der Differenz als die tatsächliche Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf die voreingestellte Temperatur benötigt wird.
  • In dieser Ausführungsform wird, bevor SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, d. h. das SOFC-System arbeitet, falls die aktuelle Temperatur niedriger als die voreingestellte Temperaturschwelle ist und die tatsächliche Auftauzeit größer als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, das Heizelement in dem Wassertank-Auftausystem gestartet, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist. Mit anderen Worten wurde vor dem Start des SOFC-Systems das Eis in dem Wassertank erwärmt, sodass, nachdem das SOFC-System gestartet wurde, die Erwärmungszeit des erwärmten Eises, d. h. die Auftauzeit des Wassertanks, verkürzt wird. Ferner wird in dem Eiserwärmungsprozess eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die gemäß der aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird, als ein Heizsteuerparameter verwendet. Da die Stapelaustrittstemperatur ein Faktor ist, der die Startzeit des SOFC-Systems beeinflusst, wird die Heizsteuerung genauer sein, falls die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die der Stapelaustrittstemperatur entspricht, als ein Heizsteuerparameter verwendet wird.
  • Optional stellt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der vorstehenden Ausführungsformen ein SOFC-System bereit, und das SOFC-System umfasst die vorstehende elektronische Vorrichtung, d. h. das SOFC-System umfasst ein Wassertank-Auftausystem, d. h. das SOFC-System umfasst den vorstehenden Wassertank-Auftauregler und andere Vorrichtungen in dem Wassertank-Auftausystem.
  • In dieser Ausführungsform wird, bevor SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, d. h. das SOFC-System gestartet wird, falls die aktuelle Temperatur niedriger als die voreingestellte Temperaturschwelle ist und die tatsächliche Auftauzeit größer als die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, das Heizelement in dem Wassertank-Auftausystem gestartet, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist. Mit anderen Worten wurde vor dem Start des SOFC-Systems das Eis in dem Wassertank erwärmt, sodass, nachdem das SOFC-System gestartet wurde, die Erwärmungszeit des erwärmten Eises, d. h. die Auftauzeit des Wassertanks, verkürzt wird. Ferner wird in dem Eiserwärmungsprozess eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die gemäß der aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird, als ein Heizsteuerparameter verwendet. Da die Stapelaustrittstemperatur ein Faktor ist, der die Startzeit des SOFC-Systems beeinflusst, wird die Heizsteuerung genauer sein, falls die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit, die der Stapelaustrittstemperatur entspricht, als ein Heizsteuerparameter verwendet wird.
  • Verschiedene Modifikationen dieser Ausführungsformen werden ersichtlich. Das hierin definierte allgemeine Prinzip kann in anderen Ausführungsformen implementiert werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (6)

  1. Wassertank-Heizeinheit für einen Wassertank-Auftauregler in einem Wassertank-Auftausystem eines SOFC-Systems, umfassend: ein Temperaturerhaltemodul zum Erhalten der aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank, wenn SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, wobei die SOFC-System-Ausschaltinformationen durch eine Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung eines voreingestellten Ruhemodus erzeugt werden, der durch einen Benutzer ausgelöst wird; ein Zeitberechnungsmodul zum Berechnen einer tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf eine voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen, wenn die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; und ein Heizsteuermodul zum Betreiben eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, wenn die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wobei die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit gemäß einer aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird.
  2. Wassertank-Heizeinheit nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Abschaltsteuermodul zum Erhalten einer verbleibenden Batterieleistung und zum Steuern, dass das Wassertank-Auftausystem ausgeschaltet wird, in dem Fall, dass die verbleibende Batterieleistung niedriger als eine voreingestellte Schwelle ist.
  3. Wassertank-Heizeinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Heizsteuermodul umfasst: ein Heizelementstartuntermodul zum Starten des Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen; ein Zeiterhalteuntermodul zum Erhalten der tatsächlichen Auftauzeit in Echtzeit; und ein Heizelementsteueruntermodul zum Stoppen des Beheizens des Wassertanks in dem Fall, dass die Differenz zwischen der voreingestellten benötigten SOFC-Auftauzeit und der tatsächlichen Auftauzeit eine voreingestellte Differenzbedingung erfüllt oder dass die Temperatur des Zielobjekts in dem Wassertank größer als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist.
  4. Wassertank-Heizeinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner umfassend ein Zeitbestimmungsmodul zum: Erhalten einer Korrespondenz zwischen der voreingestellten Stapelaustrittstemperatur und einer Referenzauftauzeit, Durchsuchen der Korrespondenz und Erhalten einer Referenzauftauzeit, die der aktuellen Stapelaustrittstemperatur entspricht.
  5. Elektronische Vorrichtung, umfassend einen Speicher zum Speichern von Programmen und einen Prozessor zum Ausführen eines Programms zum: Erhalten einer aktuellen Temperatur eines Zielobjekts in einem Wassertank, wenn SOFC-System-Ausschaltinformationen empfangen werden, wobei die SOFC-System-Ausschaltinformationen durch eine Fahrzeugsteuereinheit basierend auf einer empfangenen Anweisung eines voreingestellten Ruhemodus erzeugt werden, der durch den Benutzer ausgelöst wird; Berechnen einer tatsächlichen Auftauzeit, die zum Erwärmen des Zielobjekts in dem Wassertank von der aktuellen Temperatur auf eine voreingestellte Temperatur benötigt wird, gemäß Wassertank-Parameterinformationen in dem Fall, dass die aktuelle Temperatur niedriger als eine voreingestellte Temperaturschwelle ist; und Betreiben eines Heizelements in dem Wassertank-Auftausystem, um das Zielobjekt in dem Wassertank zu erwärmen, bis eine voreingestellte Heizstoppbedingung erfüllt ist, in dem Fall, dass die tatsächliche Auftauzeit größer als eine voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit ist, wobei die voreingestellte benötigte SOFC-Auftauzeit gemäß einer aktuellen Stapelaustrittstemperatur bestimmt wird.
  6. SOFC-System, umfassend eine elektronische Vorrichtung nach Anspruch 5.
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