WO2023170138A1 - Brennstoffzellensystem, fahrzeug, verfahren zum steuern einer brennstoffzellenanordnung und computerprogrammprodukt - Google Patents

Brennstoffzellensystem, fahrzeug, verfahren zum steuern einer brennstoffzellenanordnung und computerprogrammprodukt Download PDF

Info

Publication number
WO2023170138A1
WO2023170138A1 PCT/EP2023/055875 EP2023055875W WO2023170138A1 WO 2023170138 A1 WO2023170138 A1 WO 2023170138A1 EP 2023055875 W EP2023055875 W EP 2023055875W WO 2023170138 A1 WO2023170138 A1 WO 2023170138A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel cell
coolant
data
cooler
control device
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/055875
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Formanski
Daniel Witzel
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Publication of WO2023170138A1 publication Critical patent/WO2023170138A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/0494—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04358—Temperature; Ambient temperature of the coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04417—Pressure; Ambient pressure; Flow of the coolant

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a fuel cell system for a vehicle, a vehicle with the fuel cell system, a method for controlling a fuel cell arrangement of such a fuel cell system and a computer program product.
  • Fuel cells used in vehicles are generally tempered, in particular cooled by means of a cooling circuit, in order to be able to be operated in a desired temperature range.
  • Low temperature fuel cells such as polymer electrolyte fuel cells, typically have operating temperatures in the range of 60°C to 95°C. Higher operating temperatures are also conceivable. The less the actual, actual, operating temperature deviates from a target operating temperature of a fuel cell, the more efficiently the fuel cell can work.
  • the heat given off by the fuel cell to a coolant circulating in the cooling circuit can scale significantly with the electrical power generated by the fuel cell. This means that at high electrical outputs of the fuel cell, more heat is generally given off to the coolant than at low electrical outputs. If the coolant overheats in this way, the electrical output of the fuel cell can be significantly reduced in order to protect the fuel cell from damage.
  • a preferred object of the technology disclosed here is to reduce or eliminate at least one disadvantage of a previously known solution or one to suggest alternative solution.
  • a preferred object of the technology disclosed here is to provide a fuel cell system for a vehicle that can be operated efficiently, safely and comparatively easily even at varying ambient temperatures.
  • Other preferred tasks may arise from the beneficial effects of the technology disclosed herein.
  • a fuel cell system for a vehicle which comprises a cooling circuit with a fuel cell arrangement and at least one cooler connected to the fuel cell arrangement in a fluid-conducting manner.
  • the fuel cell system further contains a data determination device and a control device.
  • the data determination device is designed to determine first data representative of a first cooling capacity of the cooler.
  • the first cooling capacity is an actual cooling capacity.
  • the control device is designed to receive the first data representative of the first cooling capacity of the cooler, in particular to receive second data representative of a second cooling capacity of the cooler at a predetermined, maximum permissible temperature of a coolant intended to circulate in the cooling circuit, based on the first To determine data, to determine a maximum permissible electrical power of the fuel cell arrangement based on the second data, and to control an electrical power to be generated by the fuel cell arrangement such that it is at most as large as the maximum permissible electrical power, at least at times.
  • the actual cooling capacity (ie, the Current, actual cooling capacity) of the cooler of a vehicle fuel cell system can depend significantly on the ambient conditions and the driving speed of the vehicle. For example, the actual cooling capacity at low ambient temperatures (otherwise the same general conditions) is higher than at high ambient temperatures. Furthermore, the actual cooling capacity can be lower at low (driving) speeds of the vehicle or at a low air mass flow through the cooler than at high speeds.
  • the maximum permissible electrical power of the fuel cell arrangement (so-called permissible maximum power) is determined depending on the second data, which represents the second cooling power of the cooler at the predetermined, maximum permissible temperature of the coolant and indirectly depending on the actual cooling power
  • permissible maximum power is determined depending on the second data, which represents the second cooling power of the cooler at the predetermined, maximum permissible temperature of the coolant and indirectly depending on the actual cooling power
  • a comparatively simple control algorithm for the fuel cell arrangement can be implemented. In this way, the risk of the fuel cell arrangement overheating can be reduced easily and effectively.
  • the fuel cell system can be operated in a comparatively stable manner with regard to its permissible maximum power, especially since the cooling by means of the cooling circuit is very sluggish compared to electrical power control. For this reason, the fuel cell system can also be more durable.
  • the prefix “Is-” denotes a current, actual value of the physical quantity specified below.
  • the actual cooling capacity is the current, actual cooling capacity.
  • Determining “based on” specific data or a specific physical quantity means that the respective data/physical quantity is taken into account when determining.
  • Data representative of the first/second cooling capacity can be the first or second cooling capacity itself or such data from which the respective cooling capacity can be determined, optionally with further consideration of time-constant, stored parameters, preferably uniquely.
  • the data representative of the first cooling performance can be at least the time-varying part of the data set for determining the second cooling performance, preferably the entirety of data from which the second cooling performance can be clearly determined.
  • the second data is said to be representative of the second cooling capacity of the radiator at a predetermined maximum permissible temperature of the coolant intended to circulate in the cooling circuit.
  • the term “predetermined, maximum permissible temperature” here refers to a predetermined coolant temperature (numerical value) stored in the fuel cell system, in particular in the control device.
  • the predetermined, maximum permissible temperature serves as a threshold value, when exceeded, a safety power reduction of the fuel cell system is initiated by means of the control device.
  • the safety power reduction can take place in such a way that the maximum permissible electrical power of the fuel cell system is throttled to a predetermined value, in particular independent of the second cooling power, for example 20% of the maximum electrical power of the fuel cell arrangement.
  • the predetermined maximum permissible temperature is between 85 °C and 100 °C, most preferably between 88 °C and 95 °C.
  • the maximum permissible electrical power of the fuel cell arrangement can be the electrical power that the fuel cell arrangement can provide when operating under full load. According to the second cooling power, the maximum permissible electrical power is preferably variable over time.
  • the control device can be designed as a control device and control the operation of the fuel cell arrangement. In this revelation one can control a Include or be rules (in the sense of control technology). Accordingly, the control device can be designed as a control/regulatory device, i.e. as a device for controlling and/or regulating the electrical power to be generated.
  • the electrical power to be generated can be a controlled variable of a control loop.
  • the fuel cell system proposed here is intended in particular for a motor vehicle (e.g. passenger cars, motorcycles, commercial vehicles) and/or preferably for providing the energy for at least one drive machine for moving the (motor) vehicle.
  • the fuel cell system can be intended for a different type of vehicle, such as an aircraft or watercraft.
  • the fuel cell arrangement of the fuel cell system can contain at least one fuel cell.
  • a fuel cell is an electrochemical energy converter that converts fuel (e.g. hydrogen) and oxidants (e.g. air, oxygen and peroxides) into reaction products, producing electricity and heat. If the fuel cell arrangement contains several fuel cells, these can be stacked.
  • the fuel cell arrangement can be a single fuel cell or a fuel cell stack.
  • the fuel cell or the fuel cell stack can be set up as part of the cooling circuit to allow the coolant to flow through it.
  • the cooling circuit is preferably intended to control the temperature of the fuel cell arrangement.
  • the cooling circuit preferably defines a coolant path which leads from the cooler via a feed line to the fuel cell arrangement and further back to the cooler via a return line and/or along which the coolant can circulate between the cooler and the at least one fuel cell.
  • the cooler is preferably arranged so that air flows through it during operation. This flow of air through the cooler can be supported by a fan.
  • the cooling circuit can further contain a bypass (bypass line) which can connect the flow line with the return line.
  • the bypass can be connected parallel to the cooler with the flow line and the return line to allow the coolant to bypass the cooler.
  • the bypass therefore preferably branches off in a circulation direction of the coolant from the return line running from the fuel cell arrangement to the cooler and opens at an opening point into the flow line leading to the fuel cell arrangement.
  • a three-way valve which can preferably be controlled by means of the control device, can be provided in order to allow the coolant to flow back to the fuel cell arrangement either (at least partially) via the bypass or via the cooler.
  • the opening point in the cooling circuit is preferably arranged upstream of the conveying means provided for circulating the coolant.
  • the coolant path preferably has a first coolant path section running through the cooler, a second coolant path section defined by the feed line, a third coolant path section running through the fuel cell arrangement and/or a fourth coolant path section defined by the return line.
  • the coolant path runs through further components through which the coolant flows during operation of the fuel cell system, such as further heat exchangers, valves or sensors.
  • the cooling circuit can have at least one conveying means for the coolant.
  • the at least one funding means is preferably designed as a pump.
  • the at least one conveying means is provided on the flow line, most preferably closer to the fuel cell arrangement than to the cooler. In the cooling circuit, the coolant heated by the fuel cell arrangement can therefore flow from the fuel cell arrangement into the at least one cooler, where it then cools down before it then flows back into the fuel cell arrangement.
  • the cooler can be a vehicle cooler, in particular a liquid cooler, which is preferably arranged so that the wind flows against and/or through it. It is preferably designed as a heat exchanger.
  • the at least one cooler can be provided on the front side of the vehicle front, in particular at the front end of the vehicle, or as a wheel arch cooler on a wheel arch. If the cooling circuit contains several radiators, these radiators can be installed at various of the above-mentioned locations on the vehicle (especially right front end I on the wheel arch).
  • the first coolant path section running through the respective cooler can connect (at least) one inlet of the respective cooler to (at least) one outlet of the respective cooler in a fluid-conducting manner.
  • the coolant can be a fluid, in particular a liquid or a gas.
  • the coolant can also be filled into the cooling circuit or can be part of the cooling circuit. Even though we are talking about coolant here, this coolant is not just limited to cooling. Rather, the coolant can also be used to heat or generally to control the temperature of the fuel cell arrangement.
  • the coolant is preferably water or an aqueous solution, for example with an antifreeze additive.
  • the cooling circuit can also be used for even distribution of heat (i.e. to reduce, limit or avoid temperature gradients) within the fuel cells or within the fuel cell stack.
  • the data determination device can be provided to determine operating parameters from the fuel cell system, in particular from the cooling circuit, from the cooler, from the coolant, and / or from the fuel cell arrangement, preferably themselves to detect them using suitable sensors (transmitters).
  • the operating parameters can in particular be physical variables such as a temperature, a pressure or a mass flow or variables derived therefrom (such as a pressure difference).
  • the operating parameters to be determined or recorded using the data determination device may include a speed of the vehicle and/or a speed of the fluid (in particular air) flowing into the cooler.
  • the first data may contain values associated with these operating parameters.
  • the data determination device is thus configured (set up/designed) to determine a value of at least one of the following operating parameters, in particular to detect it using a corresponding sensor:
  • - a temperature of the coolant at at least one outlet of the radiator; - an ambient temperature of the vehicle, in particular a temperature of the air flowing into the radiator (based on the air flow) upstream of the radiator;
  • Each of these values can be a momentary (current) value, a so-called actual value. This means that each of these temperatures can be an actual temperature or an actual ambient temperature.
  • the speed can be an actual speed.
  • Each coolant pressure can be an actual coolant pressure.
  • Each mass flow can be an actual mass flow.
  • the first cooling performance and the second cooling performance can vary over time.
  • (first/second) data representative of the first/second cooling capacity can therefore be the first or second cooling capacity itself or such data from which the respective cooling capacity is determined, preferably unambiguously, if necessary with further consideration of time-constant parameters can be.
  • the control device can be set up accordingly to determine the first cooling capacity based on this first data.
  • the first data can then contain the first cooling capacity. Accordingly, the control device can determine the second data, in particular the second cooling capacity, based on the first data or directly on the first cooling capacity.
  • the control device can preferably determine the first and/or second cooling power based on a first temperature difference between the actual temperature of the coolant at the Determine the inlet of the radiator and the actual temperature of the coolant at the outlet of the radiator.
  • the first cooling power can be determined such that it is directly proportional to the first temperature difference, to the actual mass flow of the coolant through the cooler or the fuel cell arrangement and/or to a specific heat capacity of the coolant.
  • the first cooling capacity can be calculated according to the following formula:
  • Qi denotes the first cooling capacity
  • m the actual mass flow of the coolant through the cooler
  • c P the specific heat capacity of the coolant
  • Ti the actual temperature at the inlet of the cooler
  • T2 the actual temperature at the outlet of the cooler.
  • the (actual) mass flow can be detected by means of a mass flow sensor or calculated as a function of a pressure difference between a coolant pressure at the inlet of the fuel cell arrangement and a coolant pressure at the outlet of the fuel cell arrangement.
  • the data detection device can have a pressure detection device which is arranged to detect the coolant pressure at the inlet of the fuel cell arrangement and the coolant pressure at the outlet of the fuel cell arrangement and to provide this to the control device.
  • the control device can be set up to determine the second cooling capacity based on the pressure difference.
  • the control device can be set up to determine the (actual) mass flow based on the pressure difference.
  • a first data record in the form of a predetermined first function or a first conversion table can be stored in the control device.
  • This first data set can be suitable for (on) clearly assigning the pressure difference to the mass flow.
  • a working point of a delivery medium for the coolant can also be used.
  • the control device can determine the first cooling power by means of a in the control device, for example also in the form of a predetermined function or a conversion table (so-called lookup table) to determine the stored second data set.
  • the first cooling capacity can increase with increasing speed (for example directly proportionally). As the ambient temperature or the temperature of the air flowing into the cooler increases, the initial cooling performance can decrease. In particular, the first cooling capacity can be indirectly proportional to the temperature mentioned.
  • the speed of the vehicle can be received by means of the data determination device, in particular from a speed measuring device of the vehicle, or determined by means of a speed sensor.
  • control device can determine the second data, in particular the second cooling capacity, based on the first data or directly on the first cooling capacity. Accordingly, what is said below for the second cooling capacity applies analogously to the second data.
  • the second data is intended to estimate how much heat can be released to the environment by means of the cooling circuit at the predetermined maximum permissible temperature (i.e., the highest suitable for continuous operation of the fuel cell arrangement). Determining the second cooling capacity may include estimating the second cooling capacity.
  • the second cooling capacity can be greater than the first cooling capacity.
  • the second cooling capacity can be the limit value that can be achieved by the time-dependent first cooling capacity (limits time towards infinity) under constant general conditions (ambient temperature, speed of the vehicle and operation of the fuel cell arrangement at the maximum permissible electrical power).
  • the control device can set the second cooling power based on a second temperature difference between the maximum permissible temperature of the coolant and the ambient temperature of the vehicle.
  • the determination can be carried out using a third data set stored in the form of a further predetermined function or a further lookup table.
  • the second cooling power can be represented in the third data set as directly proportional to the second temperature difference and/or to the reciprocal of a third temperature difference between the temperature at the inlet of the cooler and the ambient temperature.
  • the second cooling capacity Q 2 can be determined, in particular estimated, by means of the control device in particular according to the following formula:
  • Qi denotes the first cooling capacity
  • Tmax the maximum permissible temperature of the coolant
  • Tu the ambient temperature of the vehicle
  • Ti the actual temperature of the coolant at the inlet of the radiator.
  • Controlling the electrical power to be generated may include regulating that power.
  • the control device can therefore be set up to carry out a power control of the fuel cell arrangement taking into account the maximum permissible electrical power determined on the basis of the second data.
  • the maximum permissible electrical power can be directly proportional to the second cooling power. This functional relationship can be stored in the control device and used by the control device to calculate the maximum permissible electrical power.
  • control device can be designed to allow the maximum permissible electrical power to be exceeded temporarily, in particular for a short time. This exceeding can be made possible taking into account the total heat capacity of the fuel cell arrangement and/or the coolant.
  • the inventors have recognized that briefly exceeding the maximum times permissible electrical power does not necessarily lead to the predetermined, maximum permissible temperature of the coolant being exceeded.
  • the control device can be designed accordingly to control the electrical power to be generated by the fuel cell arrangement in such a way that it is greater than the stated maximum permissible electrical power (hereinafter also “first maximum permissible electrical power”) and at most as large as is another maximum permissible electrical power (also “second maximum permissible electrical power”).
  • the first maximum permissible electrical power can be a stationary power and/or the second maximum permissible power can be a (dynamic) peak or maximum power.
  • the combination of maximum permissible electrical power and time duration can be determined by the control device in such a way that the product of these two values divided by a fourth temperature difference between the predetermined maximum permissible temperature and the actual temperature of the coolant at the inlet of the cooler (in particular before allowing the first maximum permissible electrical power to be exceeded) corresponds to the heat capacity (ratio of the heat supplied to the fuel cell arrangement to the temperature increase caused thereby).
  • the control device can therefore be set up to determine the fourth temperature difference and to multiply it by the stated heat capacity of the fuel cell arrangement and/or the coolant (for example stored in the control device) in order to determine the total heat that can be absorbed by these components.
  • the control device can then determine the second maximum permissible electrical power and the time period based on this heat as stated above.
  • the period of time can be predetermined, for example stored in the control device.
  • the control device can be set up to determine the period of time. For example, the time period is at most 30 seconds, at most 15 seconds or at most 10 seconds.
  • the period of time can be determined by the control device based on the (predetermined) heat capacity of the entire cooling circuit and/or the actual mass flow of the coolant. In this way, the speed required for an acceleration process of the vehicle (e.g. in the event of an overdrive) can be fetching process) required electrical energy can be generated with a comparatively short delay. While the second maximum permissible electrical power can only be released for a short time, the control device is designed to allow continuous operation of the fuel cell arrangement with the first maximum permissible electrical power.
  • the vehicle proposed here contains a fuel cell system described in detail above.
  • the vehicle can have a speed detection device that contains, for example, a speed or acceleration sensor.
  • the speed determination device can be communicatively connected to the data determination device and transmit the speed of the vehicle to the data determination device.
  • a navigation system of the vehicle can transmit the speed of the vehicle to the data determination device instead of the speed determination device. What has been said about the speed also applies to the ambient temperature of the vehicle.
  • the method proposed here is intended for controlling (at least) the fuel cell arrangement of the fuel cell system and comprises the following steps: receiving the first data representative of the first cooling capacity of the cooler; Determining the second data representative of the second cooling capacity of the cooler at the predetermined maximum permissible temperature of the coolant based on the first data; Determining the maximum permissible electrical power of the fuel cell arrangement based on the second data; and controlling the electrical power to be generated by the fuel cell arrangement such that, at least at times, it is at most as large as the maximum permissible electrical power.
  • the method can have any of the, in particular all, features explained above, in particular functions, of the fuel cell system, in particular of the control device, as method steps.
  • the computer program contains commands which, when the method explained above is carried out by a control device, cause the control device to carry out the method.
  • the commands can in particular be provided to allow the control device to control the fuel cell system, in particular the fuel cell arrangement, according to the method.
  • the power of the fuel cell arrangement can be controlled up to the (first or second) maximum permissible electrical power.
  • the control device can be connected to the data determination device or the data determination device can be part of the control device.
  • the computer program product is stored on a computer-readable medium disclosed here, for example a data carrier (e.g. a hard drive or a USB stick).
  • a data carrier e.g. a hard drive or a USB stick.
  • the technology disclosed here relates to a method for limiting the performance of the fuel cell arrangement via the vehicle radiator performance.
  • a determination of the current cooling performance (“radiator performance”) is carried out, which is used to estimate the maximum permissible/approved fuel cell performance.
  • the coolant volume flow is determined from a pressure loss measurement across the fuel cell arrangement (stack) or the operating point of the coolant pump.
  • the temperatures before and after the cooler (radiator) are used to determine the current heat output of the cooler using a simple heat balance.
  • the connection between system waste heat and electrical system performance is known and can be used to limit performance. Because this is a transient process, the heat capacity of the cooling circuit and the stack itself can be taken into account in the heat balance.
  • the first cooling performance can be determined (determining radiator performance at the current coolant temperature Ti at the radiator inlet) as follows:
  • the maximum fuel cell stack continuous net power Pnet, max, duration can be determined as follows:
  • the maximum fuel cell stack 10-second net power Pnet, max, 10s can be determined as follows (C P _fuel cell stack is the heat capacity of the fuel cell assembly or fuel cell stack):
  • Figure 1 shows a first variant of a fuel cell system
  • Figure 2 shows a second variant of a fuel cell system
  • Figure 3 shows a third variant of a fuel cell system
  • Figure 4 shows a vehicle, in particular a motor vehicle, with the fuel cell system from Figure 3;
  • FIG. 5 shows a method for controlling a fuel cell arrangement of the fuel cell system from FIG. 1;
  • Figure 6 shows a computer program product with instructions for executing the method from Figure 5.
  • Figure 1 shows a fuel cell system which is intended for use in a vehicle 100 shown in Figure 4, in particular a motor vehicle.
  • vehicle 100 can be, for example, a passenger car.
  • the fuel cell system 10 includes a cooling circuit 20, a data determination device 30 and a control device 40.
  • the data determination device 30 is shown separately from the control device 40 in FIG. However, this is just for clarity.
  • the data determination device 30 can be at least partially integrated in the control device 40.
  • the cooling circuit 20 is intended for circulating a coolant in a circulation direction R.
  • the cooling circuit 20, in particular a coolant path of the cooling circuit 22, runs from a cooler 24 via an outlet 28 of the cooler 24, further via a feed line 54, a conveying means 55 provided in the feed line 54 in the form of a coolant pump to an inlet 34 of a fuel cell arrangement 22.
  • the fuel cell arrangement 22 here is a fuel cell stack; the coolant path runs through the fuel cell assembly 22.
  • An outlet 36 of the fuel cell arrangement is connected to an inlet 26 of the cooler 24 via a return line 52.
  • the cooler 24 is intended to be mounted on a front end of the vehicle 100 that is exposed to wind while driving. Alternatively, the cooler 24 can be designed as a wheel arch cooler.
  • the data determination device 30 contains several sensors for detecting various cooling-specific physical variables, with first data corresponding to these variables being representative of a first cooling performance of the cooler 24. This means that the first cooling capacity can be clearly calculated from the first data determined by the data determination device 30.
  • the data determination device 30 can determine at least part of the first data (non-sensory), for example read it from the vehicle 100 or from a memory of the control device 40.
  • the data determination device 30 contains a first temperature sensor 33 and a second temperature sensor 37.
  • the first temperature sensor 33 is set up to detect (ie, measure) an actual temperature of the coolant at the inlet 26 of the cooler 24.
  • the second temperature sensor 37 is set up to detect an actual temperature of the coolant at the outlet 28 of the cooler 24.
  • the actual temperature of the coolant at the inlet 26 and the actual temperature of the coolant at the outlet 28 form part of the first data.
  • the data determination device 30 contains a mass flow sensor 35, which is designed to detect an actual mass flow of coolant flowing through the return line. This actual mass flow forms another part of the first data.
  • the present variant due to mass conservation, it is at least in a section of the feed line 54, at least a section of the Cooler 24 and / or at least a section of the fuel cell arrangement 22 as large as it is detected on the return line 52.
  • a specific heat capacity of the coolant, which is also part of the first data, can be stored in the memory.
  • the control device 40 receives (here: receives from outside the control device 40) the first data and processes it.
  • the first cooling capacity is calculated.
  • the first cooling capacity is the (actual) cooling capacity currently provided by the cooler (emitted heat flow (unit J/s)); it can be determined in particular from the actual mass flow, the specific heat capacity of the coolant and a first temperature difference between the actual temperature of the coolant at the inlet 26 minus the actual temperature of the coolant at the outlet 28.
  • the first cooling capacity can be calculated from an ambient temperature of the vehicle 100 and a current driving speed of the vehicle 100.
  • a predetermined function is stored in the control device, which assigns the first cooling capacity to the ambient temperature and the current driving speed.
  • the control device is then used to determine second data that is representative of a second cooling capacity of the cooler 24 at a predetermined, maximum permissible temperature of the coolant.
  • This second data can be determined based on (taking into account) the first data. They can be or include the second cooling capacity.
  • the predetermined maximum permissible temperature can be between 85 °C and 100 °C. In this variant, this temperature is 90 °C.
  • the control device 40 is also set up to calculate the second cooling capacity according to the following formula:
  • Qi denotes the first cooling capacity, Tmax the maximum permissible temperature of the coolant, Tu the ambient temperature of the vehicle 100 and Ti the actual Temperature of the coolant at the inlet 26 of the cooler 24.
  • the control device 40 is designed to set the maximum permissible electrical power of the fuel cell arrangement 22 on the basis of the second data, in particular the second cooling power, and to control the electrical power to be generated by the fuel cell arrangement 22 in such a way that it is, at least at times, at most is as large as the maximum permissible electrical power.
  • the maximum permissible electrical power is intended for continuous operation of the fuel cell arrangement 22 with the maximum permissible electrical power, i.e. if the fuel cell arrangement is operated with the maximum permissible electrical power, it is relatively easy to prevent the fuel cell arrangement 22 from overheating.
  • the maximum permissible electrical power is taken into account when regulating (in particular power regulation) the operation of the fuel cell arrangement 22 by means of the control device 40 (see section 42 of the control device 40).
  • a three-way valve (in particular a 3/2-way valve) in the supply or return line 54, 52 is adjustable by means of the control device 40 and is intended to allow at least part of the coolant flowing out through the outlet 36 of the fuel cell arrangement 22 to flow through the bypass 50 and thus allowing the cooler 24 to be bypassed. Accordingly, in this case, only an actual mass flow portion of the coolant flowing through the cooler 24 is included in the calculation of the first cooling capacity instead of the entire actual mass flow of the coolant flowing out through the outlet 36.
  • the mass flow sensor 35 can be downstream of one Branch point 51 of the bypass 50 may be provided in the return line 52.
  • the fuel cell system 10 from FIG. 2 has all the features of the fuel cell system from FIG. 1.
  • Another fuel cell system from FIG. 3 differs from the fuel cell system from FIG at the outlet 36 of the fuel cell arrangement 22.
  • the actual mass flow can be determined based on an operating parameter, in particular an electrical power or a current, of the conveying means 55 provided for circulating the coolant.
  • the data detection device 30 contains a pressure detection device 32. This makes it possible to dispense with the mass flow sensor 35 in order to save costs. In the variants from Figures 1 and 2, however, the pressure detection device 32 is optional.
  • the fuel cell system 10 from FIG. 3 has all the features of the fuel cell system from FIGS. 1 and 2.
  • control device 40 can also be designed to control the electrical power to be generated by the fuel cell arrangement 22 in such a way that it is greater than the maximum permissible electrical power and at most as great as is another maximum permissible electrical power.
  • the time period is comparatively short at 5 to 30 seconds, preferably about 10 seconds. With this type of control, the heat capacity of the fuel cell arrangement can be better utilized.
  • the period of time can be predefined and stored in the control device 40 or can be determined dynamically by the control device 40, for example based on the first cooling capacity.
  • the cooler 24 is at the front end (at the front end) of the vehicle 100 intended to be flown by the airstream (especially directly) and to provide efficient cooling.
  • a method 200 shown very schematically in FIG. 5, is provided for controlling the fuel cell arrangement 22 as described above.
  • the control device 40 receives or receives the first data representative of the first cooling capacity of the cooler 24.
  • step 204 it determines the second data representative of the second cooling capacity of the cooler 24 at the predetermined, maximum permissible temperature of the coolant based on the first data.
  • step 206 the maximum permissible electrical power of the fuel cell arrangement 22 is set based on the second data.
  • the electrical power to be generated by the fuel cell arrangement 22 is controlled such that, at least at times, it is at most as large as the maximum permissible electrical power.
  • a computer program 300 is shown in Figure 6. This computer program contains instructions to cause the control device 40 to execute the method 200 when the method 200 is executed by the control device 40.
  • the expression “at least one” has been partially omitted from this disclosure. If a feature of the technology disclosed here is described in the singular or indefinitely (e.g. the/a cooler, a/the fuel cell arrangement, a/the data determination device, etc.), the majority of them should also be disclosed at the same time (e.g. the at least one cooler , the at least one fuel cell arrangement, the at least one data determination device, etc.). At least in sections here means in sections or completely.
  • the term “substantially” includes the exact property or value as well as deviations that are insignificant for the function of the property/value, for example due to manufacturing tolerances.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß ein Brennstoffzellensystem (10) für ein Fahrzeug (100), umfassend einen Kühlkreislauf (20) mit einer Brennstoffzellenanordnung (22) sowie mindestens einem mit der Brennstoffzellenanordnung (22) fluidleitend verbundenen Kühler (24), eine Datenermittlungseinrichtung (30), die dazu ausgelegt ist, für eine erste Kühlleistung des Kühlers (24) repräsentative erste Daten zu ermitteln, und eine Steuereinrichtung (40), wobei die erste Kühlleistungeine Ist-Kühlleistung ist, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgelegt ist, die ersten Daten zu erhalten, zweite Daten auf Basis der ersten Daten zu ermitteln, eine maximal zulässige elektrische Leistung der Brennstoffzellenanordnung (22) auf Basis der zweiten Daten festzulegen, und eine von der Brennstoffzellenanordnung (22) zu erzeugende elektrische Leistung derart zu steuern, dass sie zumindest zeitweise höchstens so groß ist wie die maximal zulässige elektrische Leistung, und wobei die zweiten Daten für eine zweite Kühlleistung des Kühlers (24) bei einer vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur eines zum Zirkulieren im Kühlkreislauf (20) vorgesehenen Kühlmittels repräsentativ sind. Darüber hinaus betrifft die Technologie ein Fahrzeug, ein Verfahren sowie ein Computerprogramm.

Description

Brennstoffzellensystem, Fahrzeug, Verfahren zum Steuern einer Brennstoffzellenanordnung und Computerprogrammprodukt
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit dem Brennstoffzellensystem, ein Verfahren zum Steuern einer Brennstoffzellenanordnung eines derartigen Brennstoffzellensystems sowie ein Computerprogrammprodukt.
In Fahrzeugen (beispielsweise Land-, Wasser- oder Bodenfahrzeugen) zum Einsatz kommende Brennstoffzellen werden in der Regel temperiert, insbesondere mittels eines Kühlkreislaufs gekühlt, um in einem gewünschten Temperaturbereich betrieben werden zu können. Niedertemperatur-Brennstoffzellen, wie Polymerelektrolytbrennstoffzellen, haben normalerweise Betriebstemperaturen im Bereich von 60 °C bis 95 °C. Auch höhere Betriebstemperaturen sind denkbar. Je weniger die tatsächliche, Ist-, Betriebstemperatur von einer Soll-Betriebstemperatur einer Brennstoffzelle abweicht, desto effizienter kann die Brennstoffzelle arbeiten.
Andererseits kann die von der Brennstoffzelle an ein im Kühlkreislauf zirkulierendes Kühlmittel abgegebene Wärme deutlich mit der von der Brennstoffzelle erzeugten elektrischen Leistung skalieren. D.h., bei hohen elektrischen Leistungen der Brennstoffzelle wird in der Regel mehr Wärme an das Kühlmittel abgegeben als bei niedrigen elektrischen Leistungen. Wenn sich das Kühlmittel auf diese Weise überhitzt, kann vorgesehen sein, die elektrische Leistung der Brennstoffzelle stark zu drosseln, um die Brennstoffzelle vor einer Beschädigung zu schützen.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, ein Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches selbst bei variierenden Umgebungstemperaturen effizient, sicher und vergleichsweise einfach betrieben werden kann. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Fahrzeug, ein entsprechendes Verfahren zum Steuern einer Brennstoffzellenanordnung eines Brennstoffzellensystems sowie ein entsprechendes Computerprogramm bereitzustellen. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben.
Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 sowie der weiteren unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
Gemäß einem Aspekt wird hier ein Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches einen Kühlkreislauf mit einer Brennstoffzellenanordnung sowie mindestens einem mit der Brennstoffzellenanordnung fluidleitend verbundenen Kühler umfasst. Das Brennstoffzellensystem enthält ferner eine Datenermittlungseinrichtung und eine Steuereinrichtung. Die Datenermittlungseinrichtung ist dazu ausgelegt, für eine erste Kühlleistung des Kühlers repräsentative erste Daten zu ermitteln. Die erste Kühlleistung ist eine Ist-Kühlleistung. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, die für die erste Kühlleistung des Kühlers repräsentativen ersten Daten zu erhalten, insbesondere zu empfangen, für eine zweite Kühlleistung des Kühlers bei einer vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur eines zum Zirkulieren im Kühlkreislauf vorgesehenen Kühlmittels repräsentative zweite Daten auf Basis der ersten Daten zu ermitteln, eine maximal zulässige elektrische Leistung der Brennstoffzellenanordnung auf Basis der zweiten Daten festzulegen, und eine von der Brennstoffzellenanordnung zu erzeugende elektrische Leistung derart zu steuern, dass sie zumindest zeitweise höchstens so groß ist wie die maximal zulässige elektrische Leistung.
Dies ermöglicht, die Leistung des Brennstoffzellensystems vergleichsweise einfach an die Umgebungsbedingungen und/oder Fahrsituation des Fahrzeuges angepasst zu steuern / zu regeln. Die Erfinder haben erkannt, dass die Ist-Kühlleistung (d.h., die momentane, tatsächliche Kühlleistung) des Kühlers eines Fahrzeug- Brennstoffzellensystems erheblich von den Umgebungsbedingungen und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges abhängen kann. Beispielsweise ist die Ist- Kühlleistung bei niedrigen Umgebungstemperaturen (bei ansonsten gleichen Rahmenbedingungen) höher als bei hohen Umgebungstemperaturen. Ferner kann die Ist-Kühlleistung bei geringen (Fahr-) Geschwindigkeiten des Fahrzeuges beziehungsweise bei einem niedrigen Luftmassenstrom durch den Kühler niedriger sein als bei hohen Geschwindigkeiten.
Indem die maximal zulässige elektrische Leistung der Brennstoffzellenanordnung (sog. zulässige Maximalleistung) in Abhängigkeit von den zweiten Daten, die die zweite Kühlleistung des Kühlers bei der vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur des Kühlmittels repräsentieren und indirekt in Abhängigkeit von der Ist- Kühlleistung festgelegt wird, lässt sich ein vergleichsweise einfacher Steuerungsalgorithmus der Brennstoffzellenanordnung realisieren. Auf diese Weise kann das Risiko für ein Überhitzen der Brennstoffzellenanordnung unkompliziert und wirkungsvoll reduziert werden. In der Folge lässt sich das Brennstoffzellensystem hinsichtlich seiner zulässigen Maximalleistung vergleichsweise stabil betreiben, zumal die Kühlung mittels des Kühlkreislaufs im Vergleich zur elektrischen Leistungsregelung sehr träge ist. Aus diesem Grund kann das Brennstoffzellensystem außerdem langlebiger sein.
Im Kontext der vorliegenden Offenbarung ist der Begriff „Kühlleistung“ als gesamter Wärmestrom ([innere] Energie pro Zeit = Leistung) zu verstehen, der am Kühler von dem Kühlmittel an die Umgebung abgegeben wird.
Das Präfix „Ist-“ bezeichnet einen momentanen, tatsächlichen Wert der nachfolgend angegebenen physikalischen Größe. Beispielsweise ist die Ist-Kühlleistung die momentane, tatsächliche Kühlleistung.
Ein Ermitteln „auf Basis“ bestimmter Daten oder einer bestimmten physikalischen Größe bedeutet, dass die jeweiligen Daten/die jeweilige physikalische Größe beim Ermitteln berücksichtigt werden. Für die erste/zweite Kühlleistung repräsentative (erste/zweite) Daten können die erste bzw. zweite Kühlleistung selbst oder solche Daten sein, aus denen die jeweilige Kühlleistung, optional unter weiterer Berücksichtigung zeitlich konstanter, gespeicherter Parameter, vorzugsweise eindeutig, bestimmt werden kann. Die für die erste Kühlleistung repräsentativen Daten können zumindest der zeitlich veränderliche Teil des Datensatzes zum Ermitteln der zweiten Kühlleistung, vorzugsweise die Gesamtheit von Daten, aus dem/der sich die zweite Kühlleistung eindeutig ermitteln lässt, sein.
Es wurde gesagt, dass die zweiten Daten für die zweite Kühlleistung des Kühlers bei einer vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur des zum Zirkulieren im Kühlkreislauf vorgesehenen Kühlmittels repräsentativ sind. Der Begriff „vorbestimmte, maximal zulässige Temperatur“ bezeichnet hierbei eine vorbestimmte, im Brennstoffzellensystem, insbesondere in der Steuereinrichtung, gespeicherte Kühlmitteltemperatur (Zahlenwert). Insofern dient die vorbestimmte, maximal zulässige Temperatur als Schwellenwert, bei dessen Überschreitung eine Sicherheits-Leistungsreduktion des Brennstoffzellensystems mittels der Steuereinrichtung eingeleitet wird. Die Sicherheits-Leistungsreduktion kann derart erfolgen, dass die maximal zulässige elektrische Leistung des Brennstoffzellensystems auf einen vorbestimmten, insbesondere von der zweiten Kühlleistung unabhängigen Wert, beispielsweise 20 % der elektrischen Maximalleistung der Brennstoffzellenanordnung, gedrosselt wird. Vorzugsweise beträgt die vorbestimmte, maximal zulässige Temperatur zwischen 85 °C und 100 °C, höchstvorzugsweise zwischen 88 °C und 95 °C.
Die maximal zulässige elektrische Leistung der Brennstoffzellenanordnung kann im Kontext der vorliegenden Offenbarung diejenige elektrische Leistung sein, die die Brennstoffzellenanordnung bei Betrieb unter Volllast bereitstellen kann. Entsprechend der zweiten Kühlleistung ist die maximal zulässige elektrische Leistung vorzugsweise zeitlich variabel.
Die Steuereinrichtung kann als Steuergerät ausgebildet sein und den Betrieb der Brennstoffzellenanordnung steuern. In dieser Offenbarung kann ein Steuern ein Regeln (im Sinne von Regelungstechnik) beinhalten oder sein. Entsprechend kann die Steuereinrichtung als Steuer- / Regeleinrichtung, also als Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln der zu erzeugenden elektrische Leistung ausgestaltet sein. Die zu erzeugende elektrische Leistung kann dabei eine Regelgröße eines Regelkreises sein.
Das hier vorgeschlagene Brennstoffzellensystem ist insbesondere für ein Kraftfahrzeug (z.B. Personenkraftwagen, Krafträder, Nutzfahrzeuge) und/oder bevorzugt zur Bereitstellung der Energie für mindestens eine Antriebsmaschine zur Fortbewegung des (Kraft-) Fahrzeuges, gedacht. Darüber hinaus kann das Brennstoffzellensystem für ein anders geartetes Fahrzeug, wie ein Luft- oder Wasserfahrzeug, vorgesehen sein. Die Brennstoffzellenanordnung des Brennstoffzellensystems kann mindestens eine Brennstoffzelle enthalten. In ihrer einfachsten Form ist eine Brennstoffzelle ein elektrochemischer Energiewandler, der Brennstoff (z.B. Wasserstoff) und Oxidationsmittel (z.B. Luft, Sauerstoff und Peroxide) in Reaktionsprodukte umwandelt und dabei Elektrizität und Wärme produziert. Wenn die Brennstoffzellenanordnung mehrere Brennstoffzellen enthält, können diese gestapelt sein. Insofern kann es sich bei der Brennstoffzellenanordnung um eine einzelne Brennstoffzelle oder einen Brennstoffzellenstapel handeln. Die Brennstoffzelle bzw. der Brennstoffzellenstapel kann/können wie unten näher erläutert als Teil des Kühlkreislaufs dazu eingerichtet sein, von dem Kühlmittel durchflossen zu werden.
Der Kühlkreislauf ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Brennstoffzellenanordnung zu temperieren. Zu diesem Zweck definiert der Kühlkreislauf vorzugsweise einen Kühlmittelpfad, der vom Kühler über eine Vorlaufleitung zur Brennstoffzellenanordnung und weiter über eine Rücklaufleitung zurück zum Kühler führt und/oder entlang dessen das Kühlmittel zwischen dem Kühler und der mindestens einen Brennstoffzelle zirkulieren kann. Der Kühler ist dabei vorzugsweise angeordnet, um während des Betriebs von Luft durchströmt zu werden. Dieses Durchströmen des Kühlers mit der Luft kann durch einen Ventilator unterstützt werden.
In einer Variante kann der Kühlkreislauf ferner einen Bypass (Umgehungsleitung) enthalten, der die Vorlaufleitung mit der Rücklaufleitung verbinden kann. Der Bypass kann dabei parallel zum Kühler mit der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung verbunden sein, um das Kühlmittel den Kühler umgehen zu lassen. Vorzugsweise zweigt der Bypass daher in einer Zirkulationsrichtung des Kühlmittels von der von der Brennstoffzellenanordnung zum Kühler veriaufenden Rücklaufleitung ab und mündet an einer Mündungsstelle in die zur Brennstoffzellenanordnung führende Vorlaufleitung. Ein vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung steuerbares Dreiwegeventil kann vorgesehen sein, um das Kühlmittel wahlweise (zumindest teilweise) über den Bypass oder über den Kühler zur Brennstoffzellenanordnung zurückströmen zu lassen. Bevorzugt ist die Mündungsstelle im Kühlkreislauf stromaufwärts von dem zum zirkulieren Lassen des Kühlmittels vorgesehenen Fördermittel angeordnet.
Im Detail weist der Kühlmittelpfad vorzugsweise einen durch den Kühler hindurch verlaufenden ersten Kühlmittelpfadabschnitt, einen durch die Vorlaufleitung festgelegten zweiten Kühlmittelpfadabschnitt, einen durch die Brennstoffzellenanordnung hindurch verlaufenden dritten Kühlmittelpfadabschnitt und/oder einen durch die Rücklaufleitung festgelegten vierten Kühlmittelpfadabschnitt auf. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Kühlmittelpfad durch weitere im Betrieb des Brennstoffzellensystems von dem Kühlmittel durchströmte Komponenten, wie beispielsweise weitere Wärmetauscher, Ventile oder Sensoren, hindurch verläuft. Insbesondere kann der Kühlkreislauf mindestens ein Fördermittel für das Kühlmittel aufweisen. Das mindestens eine Fördermittel ist bevorzugt als Pumpe ausgebildet. Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Fördermittel an der Vorlaufleitung, höchstvorzugsweise näher zur Brennstoffzellenanordnung als zum Kühler, vorgesehen. Im Kühlkreislauf kann somit das mittels der Brennstoffzellenanordnung erwärmte Kühlmittel von der Brennstoffzellenanordnung in den mindestens einen Kühler fließen, wo es sich dann abkühlt, bevor es anschließend wieder in die Brennstoffzellenanordnung strömt.
Der Kühler (auch Radiator) kann ein Fahrzeugkühler, insbesondere ein Flüssigkeitskühler sein, der vorzugsweise dazu angeordnet ist, von Fahrtwind angeströmt und/oder durchströmt zu werden. Er ist vorzugsweise als Wärmetauscher ausgebildet. Beispielsweise kann der mindestens eine Kühler stirnseitig an der Fahrzeugfront, insbesondere am Frontende des Fahrzeuges, oder als Radkastenkühler an einem Radkasten vorgesehen sein. Wenn der Kühlkreislauf mehrere Kühler enthält, können diese Kühler an verschiedenen der vorgenannten Stellen am Fahrzeug (insbesonde- re Frontende I am Radkasten) angeordnet sein. Der durch den jeweiligen Kühler hindurch verlaufende erste Kühlmittelpfadabschnitt kann dabei (mindestens) einen Einlass des jeweiligen Kühlers mit (mindestens) einem Auslass des jeweiligen Kühlers fluidleitend verbinden.
Das Kühlmittel kann ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gas, sein. Das Kühlmittel kann ferner in den Kühlkreislauf einfüllbar oder Teil des Kühlkreislaufs sein. Auch wenn hier von Kühlmittel die Rede ist, ist dieses Kühlmittel nicht nur auf das Kühlen beschränkt. Vielmehr kann das Kühlmittel auch zum Erwärmen oder allgemein zum Temperieren der Brennstoffzellenanordnung eingesetzt werden. Bevorzugt ist das Kühlmittel Wasser oder eine wässrige Lösung, beispielsweise mit Frostschutzzusatz. Der Kühlkreislauf kann auch zur Wärmegleichverteilung (d.h. zur Verringerung, Limitierung oder Vermeidung von Temperaturgradienten) innerhalb der Brennstoffzellen bzw. innerhalb des Brennstoffzellenstapels genutzt werden.
Die Datenermittlungseinrichtung kann dazu vorgesehen sein, Betriebsparameter aus dem Brennstoffzellensystem, insbesondere aus dem Kühlkreislauf, aus dem Kühler, aus dem Kühlmittel, und/oder aus der Brennstoffzellenanordnung zu ermitteln, vorzugsweise selbst mittels geeigneter Sensoren (Geber) zu erfassen. Die Betriebsparameter können hierbei insbesondere physikalische Größen wie eine Temperatur, ein Druck oder ein Massenstrom oder daraus abgeleitete Größen (wie eine Druckdifferenz) sein. Zu den mittels der Datenermittlungseinrichtung zu ermittelnden oder zu erfassenden Betriebsparametern können eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder eine Geschwindigkeit des in den Kühler einströmenden Fluids (insbesondere Luft) gehören. Die ersten Daten können diesen Betriebsparametern zugehörige Werte enthalten.
Vorzugsweise ist die Datenermittlungseinrichtung somit dazu konfiguriert (eingerich- tet/ausgelegt), einen Wert mindestens eines der folgenden Betriebsparameter zu ermitteln, insbesondere mittels eines jeweils entsprechenden Sensors zu erfassen:
- eine Temperatur des Kühlmittels am mindestens einen Einlass des Kühlers;
- eine Temperatur des Kühlmittels am mindestens einen Auslass des Kühlers; - eine Umgebungstemperatur des Fahrzeuges, insbesondere eine Temperatur der in den Kühler einströmenden Luft (bezogen auf die Luftströmung) stromaufwärts des Kühlers;
- eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges;
- ein Kühlmitteldruck an einem Einlass der Brennstoffzellenanordnung;
- ein Kühlmitteldruck an einem Auslass der Brennstoffzellenanordnung;
- ein Differenzdruck über ein vorbestimmtes Bauteil des Brennstoffzellensystems, insbesondere über eine Druckblende;
- ein Massenstrom von durch die Brennstoffzellenanordnung strömendem Kühlmittel; und/oder
- ein Massenstrom von durch den Kühler strömendem Kühlmittel.
Jeder diese Werte kann ein momentaner (aktueller) Wert, sogenannter Ist-Wert sein. D.h., jede dieser Temperaturen kann eine Ist-Temperatur beziehungsweise eine Ist- Umgebungstemperatur sein. Die Geschwindigkeit kann eine Ist-Geschwindigkeit sein. Jeder Kühlmitteldruck kann ein Ist-Kühlmitteldruck sein. Jeder Massenstrom kann ein Ist-Massenstrom sein.
Die erste Kühlleistung und die zweite Kühlleistung können zeitlich variieren. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung können daher für die erste/zweite Kühlleistung repräsentative (erste/zweite) Daten die erste bzw. zweite Kühlleistung selbst oder solche Daten sein, aus denen die jeweilige Kühlleistung, gegebenenfalls unter weiterer Berücksichtigung zeitlich konstanter Parameter, vorzugsweise eindeutig, bestimmt werden kann. Die Steuereinrichtung kann entsprechend dazu eingerichtet sein, die erste Kühlleistung basierend auf diesen ersten Daten zu bestimmen. Die ersten Daten können dann die erste Kühlleistung enthalten. Entsprechend kann die Steuereinrichtung die zweiten Daten, insbesondere die zweite Kühlleistung, basierend auf den ersten Daten oder direkt auf der ersten Kühlleistung bestimmen.
Wenn die ersten Daten die Ist-Temperatur des Kühlmittels am Einlass des Kühlers sowie die Ist-Temperatur des Kühlmittels am Auslass des Kühlers enthalten, kann die Steuereinrichtung die erste und/oder zweite Kühlleistung vorzugsweise auf Basis einer ersten Temperaturdifferenz zwischen der Ist-Temperatur des Kühlmittels am Einlass des Kühlers und der Ist-Temperatur des Kühlmittels am Auslass des Kühlers ermitteln. Insbesondere kann die erste Kühlleistung derart ermittelt werden, dass sie direkt proportional zu der ersten Temperaturdifferenz, zum Ist-Massenstrom des Kühlmittels durch den Kühler oder die Brennstoffzellenanordnung und/oder zu einer spezifischen Wärmekapazität des Kühlmittels ist. Die erste Kühlleistung kann dabei gemäß der folgenden Formel berechnet werden:
Qi = mcp(T1 - T2)
Hierbei bezeichnen Qi die erste Kühlleistung, m den Ist-Massenstrom des Kühlmittels durch den Kühler, cP die spezifische Wärmekapazität des Kühlmittels, Ti die Ist- Temperatur am Einlass des Kühlers und T2 die Ist-Temperatur am Auslass des Kühlers.
Der (Ist-) Massenstrom kann mittels eines Massenstromsensors erfasst oder als Funktion einer Druckdifferenz zwischen einem Kühlmitteldruck am Einlass der Brennstoffzellenanordnung und einem Kühlmitteldruck am Auslass der Brennstoffzellenanordnung berechnet sein. In letzterem Fall kann die Datenermittlungseinrichtung eine Druckerfassungseinrichtung aufweisen, die dazu angeordnet ist, den Kühlmitteldruck am Einlass der Brennstoffzellenanordnung sowie den Kühlmitteldruck am Auslass der Brennstoffzellenanordnung zu erfassen und der Steuereinrichtung bereitzustellen. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die zweite Kühlleistung basierend auf der Druckdifferenz zu ermitteln. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den (Ist-) Massenstrom basierend auf der Druckdifferenz zu bestimmen. Zu diesem Zweck kann in der Steuereinrichtung beispielsweise ein erster Datensatz in Form einer vorbestimmten ersten Funktion oder einer ersten Umsetzungstabelle (sogenannte erste Lookup-Table) gespeichert sein. Dieser erste Datensatz kann dazu geeignet sein, die Druckdifferenz (ein-) eindeutig dem Massenstrom zuzuordnen. Anstatt der Druckdifferenz kann auch ein Arbeitspunkt eines Fördermittels für das Kühlmittel (Kühlmittelpumpe) verwendet werden. Darüber hinaus ist es denkbar, den Ist-Massenstrom des Kühlmittels auf Basis einer Drehzahl der Kühlmittelpumpe, einer elektrischen Leistungsaufnahme der Kühlmittelpumpe und/oder einer Stellung des Dreiwegeventils zu bestimmen (ermitteln). Wenn die ersten Daten die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges, insbesondere die (Ist-) Temperatur der in den Kühler einströmenden Luft stromaufwärts des Kühlers, sowie eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges enthalten, kann die Steuereinrichtung die erste Kühlleistung mittels eines in der Steuereinrichtung, beispielsweise ebenfalls in Form einer vorbestimmten Funktion oder einer Umsetzungstabelle (sogenannte Lookup Table), gespeicherten, zweiten Datensatzes bestimmen. Die erste Kühlleistung kann dabei mit steigender Geschwindigkeit (beispielsweise direkt proportional) steigen. Mit steigender Umgebungstemperatur bzw. Temperatur der in den Kühler einströmenden Luft kann die erste Kühlleistung fallen. Insbesondere kann die erste Kühlleistung indirekt proportional zur genannten Temperatur sein. Die Geschwindigkeit des Fahrzeuges kann dabei mittels der Datenermittlungseinrichtung, insbesondere von einer Geschwindigkeitsmesseinrichtung des Fahrzeuges, empfangen oder mittels eines Geschwindigkeitssensors bestimmt werden.
Es wurde gesagt, dass die Steuereinrichtung die zweiten Daten, insbesondere die zweite Kühlleistung, basierend auf den ersten Daten oder direkt auf der ersten Kühlleistung bestimmen kann. Entsprechend gilt im Folgenden für die zweite Kühlleistung gesagtes analog für die zweiten Daten.
Die zweiten Daten sind dazu vorgesehen, um abzuschätzen, wie viel Wärme mittels des Kühlkreislaufs bei der vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur (d. h., der höchsten, für den Dauerbetrieb der Brennstoffzellenanordnung geeigneten) an die Umgebung abgegeben werden kann. Das Ermitteln der zweiten Kühlleistung kann beinhalten, die zweite Kühlleistung abzuschätzen. Die zweite Kühlleistung kann dabei größer als die erste Kühlleistung sein. Bestimmungsgemäß kann die zweite Kühlleistung bei konstanten Rahmenbedingungen (Umgebungstemperatur, Geschwindigkeit des Fahrzeuges und Betrieb der Brennstoffzellenanordnung bei der maximal zulässigen elektrischen Leistung) der von der zeitabhängigen ersten Kühlleistung erreichbare Grenzwert (Limes Zeit gegen unendlich) sein.
Die Steuereinrichtung kann die zweite Kühlleistung basierend auf einer zweiten Temperaturdifferenz zwischen der maximal zulässigen Temperatur des Kühlmittels und der Umgebungstemperatur des Fahrzeuges ermitteln. Das Ermitteln kann mittels eines in Form einer weiteren vorbestimmten Funktion oder einer weiteren Umsetzungstabelle (Lookup Table) gespeicherten, dritten Datensatzes erfolgen. Die zweite Kühlleistung kann dabei im dritten Datensatz als direkt proportional zur zweiten Temperaturdifferenz und/oder zum Kehrwert einer dritten Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur am Einlass des Kühlers und der Umgebungstemperatur dargestellt sein. Die zweite Kühlleistung Q2 kann mittels der Steuereinrichtung insbesondere gemäß der folgenden Formel ermittelt, insbesondere abgeschätzt, werden:
Figure imgf000013_0001
Dabei bezeichnen Qi die erste Kühlleistung, Tmax die maximal zulässige Temperatur des Kühlmittels, Tu die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges und Ti die Ist- Temperatur des Kühlmittels am Einlass des Kühlers. Dieser Zusammenhang zwischen erster Kühlleistung und zweiter Kühlleistung lässt sich ausgehend von der folgenden Gleichung herleiten / abschätzen:
Q2 / (Tmax ~ Tu) = Qi / (Ti ~ Ty
Das Steuern der zu erzeugenden elektrischen Leistung kann beinhalten, diese Leistung zu regeln. Die Steuereinrichtung kann also dazu eingerichtet sein, eine Leistungsregelung der Brennstoffzellenanordnung unter Berücksichtigung der auf Basis der zweiten Daten festgelegten maximal zulässigen elektrischen Leistung durchzuführen. Die maximal zulässige elektrische Leistung kann direkt proportional zu der zweiten Kühlleistung sein. Dieser Funktionszusammenhang kann in der Steuereinrichtung gespeichert sein und von der Steuereinrichtung für die Berechnung der maximal zulässigen elektrischen Leistung verwendet werden.
Vorteilhafterweise kann die Steuereinrichtung dazu ausgelegt sein, ein Überschreiten der maximal zulässigen elektrischen Leistung zeitweise, insbesondere kurzzeitig, zuzulassen. Dieses Überschreiten kann unter Berücksichtigung der gesamten Wärmekapazität der Brennstoffzellenanordnung und/oder des Kühlmittels ermöglicht werden. Die Erfinder haben erkannt, dass eine kurzzeitige Überschreitung der maxi- mal zulässigen elektrischen Leistung nicht notwendigerweise zu einer Überschreitung der vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur des Kühlmittels führt. Die Steuereinrichtung kann entsprechend dazu ausgelegt sein, die von der Brennstoffzellenanordnung zu erzeugende elektrische Leistung derart zu steuern, dass sie während einer Zeitdauer größer als die genannte maximal zulässige elektrische Leistung (im Folgenden auch „erste maximal zulässige elektrische Leistung“) und höchstens so groß wie eine weitere maximal zulässige elektrische Leistung (auch „zweite maximal zulässige elektrische Leistung“) ist. Die erste maximal zulässige elektrische Leistung kann eine stationäre Leistung und/oder die zweite maximal zulässige Leistung kann eine (dynamische) Peak- oder Maximai-Leistung sein.
Die Kombination von maximal zulässiger elektrischer Leistung und Zeitdauer kann dabei von der Steuereinrichtung so festgelegt werden, dass das Produkt dieser beiden Werte dividiert durch eine vierte Temperaturdifferenz zwischen der vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur und der Ist-Temperatur des Kühlmittels am Einlass des Kühlers (insbesondere vor dem Zulassen der Überschreitung der ersten maximal zulässigen elektrischen Leistung) der Wärmekapazität (Verhältnis der der Brennstoffzellenanordnung zugeführten Wärme zu der damit bewirkten Temperaturerhöhung) entspricht. Die Steuereinrichtung kann also dazu eingerichtet sein, die vierte Temperaturdifferenz zu ermitteln und mit der genannten Wärmekapazität der Brennstoffzellenanordnung und/oder des Kühlmittels (beispielsweise in der Steuereinrichtung gespeichert) zu multiplizieren, um die gesamte von diesen Komponenten aufnehmbare Wärme zu bestimmen. Sodann kann die Steuereinrichtung die zweite maximal zulässige elektrische Leistung sowie die Zeitdauer auf Basis dieser Wärme wie oben angegeben festlegen.
Die Zeitdauer kann vorbestimmt, beispielsweise in der Steuereinrichtung gespeichert sein. Alternativ kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Zeitdauer festzulegen. Beispielsweise beträgt die Zeitdauer höchstens 30 Sekunden, höchstens 15 Sekunden oder höchstens 10 Sekunden. Die Zeitdauer kann mittels der Steuereinrichtung auf Basis der (vorbestimmten) Wärmekapazität des gesamten Kühlkreises und/oder des Ist-Massenstroms des Kühlmittels festgelegt werden. Auf diese Weise kann die für einen Beschleunigungsvorgang des Fahrzeuges (etwa bei einem Über- holvorgang) erforderliche elektrische Energie mit vergleichsweise geringer Verzögerung erzeugt werden. Während die zweite maximal zulässige elektrische Leistung nur kurzzeitig freigegeben werden kann, ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, einen Dauerbetrieb der Brennstoffzellenanordnung mit der ersten maximal zulässigen elektrischen Leistung zuzulassen.
Das hier vorgeschlagene Fahrzeug enthält ein vorstehend im Detail beschriebenes Brennstoffzellensystem. Darüber hinaus kann das Fahrzeug eine Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung aufweisen, die beispielsweise einen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssensor enthält. Die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung kann mit der Datenermittlungseinrichtung kommunikativ verbunden sein und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges an die Datenermittlungseinrichtung übermitteln. Alternativ kann ein Navigationssystem des Fahrzeuges anstatt der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung die Geschwindigkeit des Fahrzeuges an die Datenermittlungseinrichtung übermitteln. Für die Geschwindigkeit gesagtes gilt entsprechend für die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges.
Das hier vorgeschlagene Verfahren ist zum Steuern (zumindest) der Brennstoffzellenanordnung des Brennstoffzellensystems vorgesehen und umfasst folgende Schritte: Empfangen der für die erste Kühlleistung des Kühlers repräsentativen ersten Daten; Ermitteln der für die zweite Kühlleistung des Kühlers bei der vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur des Kühlmittels repräsentativen zweiten Daten auf Basis der ersten Daten; Festlegen der maximal zulässigen elektrischen Leistung der Brennstoffzellenanordnung auf Basis der zweiten Daten; und Steuern der von der Brennstoffzellenanordnung zu erzeugenden elektrischen Leistung derart, dass sie zumindest zeitweise höchstens so groß ist wie die maximal zulässige elektrische Leistung.
Darüber hinaus kann das Verfahren beliebige der, insbesondere alle, vorstehend erläuterten Merkmale, insbesondere Funktionen, des Brennstoffzellensystems, insbesondere der Steuereinrichtung, als Verfahrensschritte aufweisen. Das Computerprogramm enthält Befehle, die bei Ausführung des vorstehend erläuterten Verfahrens durch eine Steuereinrichtung bewirken, dass die Steuereinrichtung das Verfahren ausführt. Die Befehle können insbesondere vorgesehen sein, um die Steuereinrichtung das Brennstoffzellensystem, insbesondere die Brennstoffzellenanordnung, gemäß dem Verfahren steuern zu lassen. Dabei kann eine Leistungsregelung der Brennstoffzellenanordnung bis zur (ersten oder zweiten) maximal zulässigen elektrischen Leistung erfolgen. Um die ersten Daten zu erhalten oder empfangen kann die Steuereinrichtung mit der Datenermittlungseinrichtung verbunden oder die Datenermittlungseinrichtung Teil der Steuereinrichtung sein.
Auf einem hier offenbarten computerlesbaren Medium, beispielsweise einem Datenträger (z.B. einer Festplatte oder einem USB-Stick), ist das Computerprogrammprodukt gespeichert.
Mit anderen Worten betrifft die hier offenbarte Technologie ein Verfahren zur Leistungslimitierung der Brennstoffzellenanordnung über die Fahrzeugkühlerperformance. Es wird zu jedem Betriebszeitpunkt des Brennstoffzellensystem eine Bestimmung der aktuellen Kühlleistung („Radiator-Performance“) durchgeführt, die zu einer Abschätzung der maximal zulässigen / freigegebenen Brennstoffzellenleistung verwendet wird. Dabei wird der Kühlmittelvolumenstrom aus einer Druckverlustmessung über der Brennstoffzellenanordnung (Stapel) oder dem Arbeitspunkt der Kühlmittelpumpe bestimmt. Mit den Temperaturen vor und nach dem Kühler (Radiator) wird über eine einfache Wärmebilanz die aktuelle Wärmeabgabe des Kühlers bestimmt. Der Zusammenhang zwischen Systemabwärme und elektrischer Systemleistung ist bekannt und kann zur Leistungsbegrenzung verwendet werden. Aufgrund dessen, dass es sich um einen transienten Vorgang handelt kann in der Wärmebilanz noch die Wärmekapazität des Kühlkreises und des Stapels selbst berücksichtigt werden.
Dies ermöglicht, das Brennstoffzellensystems stabiler und zuverlässiger zu betreiben. Ein Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen ist möglich. Es kommt seltener zu einem durch stark unterschiedliche Trägheiten von Kühlmitteltemperatur und elektrischer Brennstoffzellenleistung bedingten Nachlaufeffekt, bei dem ein Last- sprung erst mit einigen Sekunden später zu einem Temperaturanstieg führt. Ein Lastprofil kann vermieden werden, bei dem von Niedriglast auf Volllast und zurück auf Niedriglast gesprungen werden kann und die Kühlmitteltemperatur erst nach dem Rücknahme auf die Niedriglast die Maximalwerte erreicht, die je nach Radiator- Performance oberhalb der maximal zulässigen Grenze liegen kann. Die Kühlmitteltemperatur im Kühlkreis des Brennstoffzellensystems kann leichter unterhalb einer definierten Temperaturschwelle für Sicherheit und Bauteilschutz gehalten werden.
Das Steuerungsverfahren kann wie folgt zusammengefasst werden (Q bezeichnet hierbei den Wärmestrom):
1. Die erste Kühlleistung kann bestimmt werden (Bestimmung Radiator-Performance bei der aktuellen Kühlmitteltemperatur Ti am Kühlereinlass) wie folgt:
Qrad = m_fl x cp x (Ti - T2) m_fl = f {dp Kühlmittel} (Kennfeld)
2. Die zweite Kühlleistung bei maximaler Kühlmitteltemperatur am Einlass des Kühlers (Ti , max = 90°C) kann bestimmt werden:
Q/ITDact = Qrad / (Ti - Tu) => Qrad, 90 = Q/ITDact x (90-Tamb)
3. Die maximale Brennstoffzellenstapel-Dauer-Nettoleistung Pnet, max, dauer kann wie folgt bestimmt werden:
Pnet , max, dauer — f{Qrad,90} (Kennfeld)
4. Die maximale Brennstoffzellenstapel-10-Sekunden-Nettoleistung Pnet, max, 10s kann wie folgt bestimmt werden (CP_Brennstoffzellenstapel ist die Wärmekapazität der Brennstoffzellenanordnung bzw. des Brennstoffzellenstapels):
Pnet , max, 10s = f{Qrad,90 + CP_Brennstoffzellenstapel}
Es können folgende Voraussetzungen gelten:
1. Ti > 75°C 2. Wenn ein Bypass vorgesehen ist: Massenstromteil durch den Kühler größer als 95%.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen schematisch, nicht maßstabsgetreu:
Figur 1 eine erste Variante eines Brennstoffzellensystems;
Figur 2 eine zweite Variante eines Brennstoffzellensystems;
Figur 3 eine dritte Variante eines Brennstoffzellensystems;
Figur 4 ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit dem Brennstoffzellensystem aus Figur 3;
Figur 5 ein Verfahren zum Steuern einer Brennstoffzellenanordnung des Brennstoffzellensystems aus Figur 1 ; und
Figur 6 ein Computerprogrammprodukt mit Befehlen zum Ausführen des Verfahrens aus Figur 5.
Die Figur 1 zeigt ein Brennstoffzellensystem, welches zur Verwendung in einem in Figur 4 gezeigten Fahrzeug 100, insbesondere Kraftfahrzeug, vorgesehen ist. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen handeln.
Das Brennstoffzellensystem 10 umfasst einen Kühlkreislauf 20, eine Datenermittlungseinrichtung 30 und eine Steuereinrichtung 40. Die Datenermittlungseinrichtung 30 ist in Figur 1 separat von der Steuereinrichtung 40 dargestellt. Dies dient jedoch lediglich der Übersichtlichkeit. Die Datenermittlungseinrichtung 30 kann zumindest teilweise in der Steuereinrichtung 40 integriert sein. Der Kühlkreislauf 20 ist zur Zirkulation eines Kühlmittels in einer Zirkulationsrichtung R vorgesehen. Der Kühlkreislauf 20, insbesondere ein Kühlmittelpfad des Kühlkreislaufs 22, verläuft von einem Kühler 24 über einen Auslass 28 des Kühlers 24, weiter über eine Vorlaufleitung 54, ein in der Vorlaufleitung 54 vorgesehenes Fördermittel 55 in Form einer Kühlmittelpumpe zu einem Einlass 34 einer Brennstoffzellenanordnung 22. Die Brennstoffzellenanordnung 22 ist hier ein Brennstoffzellenstapel; der Kühlmittelpfad verläuft durch die Brennstoffzellenanordnung 22 hindurch. Ein Auslass 36 der Brennstoffzellenanordnung ist über eine Rücklaufleitung 52 mit einem Einlass 26 des Kühlers 24 verbunden. Der Kühler 24 ist zur Montage an einem während der Fahrt von Fahrtwind angeströmten Frontende des Fahrzeuges 100 vorgesehen. Alternativ kann der Kühler 24 als Radkastenkühler ausgebildet sein.
Die Datenermittlungseinrichtung 30 enthält mehrere Sensoren zum Erfassen diverser kühlungsspezifischer physikalischer Größen, wobei diesen Größen entsprechende erste Daten für eine erste Kühlleistung des Kühlers 24 repräsentativ sind. D.h., aus den mittels der Datenermittlungseinrichtung 30 ermittelten ersten Daten lässt sich eindeutig die erste Kühlleistung berechnen. In einer alternativen Variante kann die Datenermittlungseinrichtung 30 zumindest einen Teil der ersten Daten (nichtsensorisch) ermitteln, beispielsweise aus dem Fahrzeug 100 oder aus einem Speicher der Steuereinrichtung 40 auslesen.
In der Variante aus Figur 1 enthält die Datenermittlungseinrichtung 30 einen ersten Temperatursensor 33 sowie einen zweiten Temperatursensor 37. Der erste Temperatursensor 33 ist dazu eingerichtet, eine Ist-Temperatur des Kühlmittels am Einlass 26 des Kühlers 24 zu erfassen (d.h., zu messen). Der zweite Temperatursensor 37 ist dazu eingerichtet, eine Ist-Temperatur des Kühlmittels am Auslass 28 des Kühlers 24 zu erfassen. Die Ist-Temperatur des Kühlmittels am Einlass 26 sowie die Ist- Temperatur des Kühlmittels am Auslass 28 bilden einen Teil der ersten Daten. Darüber hinaus enthält die Datenermittlungseinrichtung 30 einen Massenstromsensor 35, der dazu ausgelegt ist, einen Ist-Massenstrom von durch die Rücklaufleitung strömendem Kühlmittel zu erfassen. Dieser Ist-Massenstrom bildet einen weiteren Teil der ersten Daten. Er ist in der vorliegenden Variante wegen Massenerhaltung zumindest in einem Abschnitt der Vorlaufleitung 54, zumindest einem Abschnitt des Kühlers 24 und/oder zumindest einem Abschnitt der Brennstoffzellenanordnung 22 so groß wie er an der Rücklaufleitung 52 erfasst wird. Eine spezifische Wärmekapazität des Kühlmittels, die ebenfalls zu den ersten Daten gehört, kann in dem Speicher hinterlegt sein.
Die Steuereinrichtung 40 erhält (hier: empfängt von außerhalb der Steuereinrichtung 40) die ersten Daten und verarbeitet sie. Dabei wird die erste Kühlleistung berechnet. Die erste Kühlleistung ist die aktuell vom Kühler bereitgestellte (Ist-) Kühlleistung (abgegebener Wärmestrom (Einheit J/s)); sie kann insbesondere aus dem Ist- Massenstrom, der spezifischen Wärmekapazität des Kühlmittels und einer ersten Temperaturdifferenz zwischen der Ist-Temperatur des Kühlmittels am Einlass 26 abzüglich der Ist-Temperatur des Kühlmittels am Auslass 28 bestimmt werden. Alternativ kann die erste Kühlleistung aus einer Umgebungstemperatur des Fahrzeuges 100 und einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 100 berechnet werden. Zu diesem Zweck ist in der Steuereinrichtung eine vorbestimmte Funktion hinterlegt, welche der Umgebungstemperatur und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit die erste Kühlleistung zuordnet.
Mittels der Steuereinrichtung werden sodann zweite Daten ermittelt, die für eine zweite Kühlleistung des Kühlers 24 bei einer vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur des Kühlmittels repräsentativ sind. Diese zweiten Daten können auf Basis (unter Berücksichtigung) der ersten Daten ermittelt werden. Sie können die zweite Kühlleistung sein oder umfassen. Die vorbestimmte, maximal zulässige Temperatur kann zwischen 85 °C und 100 °C betragen. In dieser Variante liegt diese Temperatur bei 90 °C.
Die Steuereinrichtung 40 ist ferner dazu eingerichtet, die zweite Kühlleistung gemäß der folgenden Formel zu berechnen:
Q2 = Qi Tmax — TU/T- — Tu,
Darin bezeichnen Qi die erste Kühlleistung, Tmax die maximal zulässige Temperatur des Kühlmittels, Tu die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges 100 und Ti die Ist- Temperatur des Kühlmittels am Einlass 26 des Kühlers 24. Unter Berücksichtigung dieser zweiten Kühlleistung bei der Festlegung der maximal zulässigen elektrischen Leistung lässt sich die Temperatur des Kühlmittels im Kühlkreislauf zuverlässig und einfach regeln. Aus diesem Grund ist die Steuereinrichtung 40 dazu ausgelegt, die maximal zulässige elektrische Leistung der Brennstoffzellenanordnung 22 auf Basis der zweiten Daten, insbesondere der zweiten Kühlleistung, festzulegen und die von der Brennstoffzellenanordnung 22 zu erzeugende elektrische Leistung derart zu steuern, dass sie zumindest zeitweise höchstens so groß ist wie die maximal zulässige elektrische Leistung.
Die maximal zulässige elektrische Leistung ist für ein einen Dauerbetrieb der Brennstoffzellenanordnung 22 mit der maximal zulässigen elektrischen Leistung vorgesehen, d.h., wenn die Brennstoffzellenanordnung mit der maximal zulässigen elektrischen Leistung betrieben wird, ist relativ leicht vermeidbar, dass die Brennstoffzellenanordnung 22 überhitzt. Hierbei wird die maximal zulässige elektrische Leistung bei der Regelung (insbesondere Leistungsregelung) des Betriebs der Brennstoffzellenanordnung 22 mittels der Steuereinrichtung 40 berücksichtigt (siehe Abschnitt 42 der Steuereinrichtung 40).
Ein weiteres Brennstoffzellensystem aus Figur 2 unterscheidet sich dadurch von dem Brennstoffzellensystem aus Figur 1 , dass der Kühlkreislauf 20 zusätzlich einen Bypass 50 enthält, der in der Zirkulationsrichtung R des Kühlmittels von der von der Brennstoffzellenanordnung 22 zum Kühler 24 verlaufenden Rücklaufleitung 52 abzweigt und an einer Mündungsstelle in eine zur Brennstoffzellenanordnung 22 führende Vorlaufleitung 54 mündet. Ein Dreiwegeventil (insbesondere ein 3/2- Wegeventil) in der Vor- oder Rücklaufleitung 54, 52 ist mittels der Steuereinrichtung 40 einstellbar und dazu vorgesehen, um zumindest einen Teil des durch den Auslass 36 der Brennstoffzellenanordnung 22 ausströmenden Kühlmittels durch den Bypass 50 strömen und somit den Kühler 24 umgehen zu lassen. Dementsprechend geht in diesem Fall lediglich ein Ist-Massenstromteil des durch den Kühler 24 strömenden Kühlmittels anstatt des gesamten Ist-Massenstroms des durch den Auslass 36 ausströmendem Kühlmittels in die Berechnung der ersten Kühlleistung ein. Zur Bestimmung des Ist-Massenstromteils kann der Massenstromsensor 35 stromab einer Abzweigstelle 51 des Bypasses 50 in der Rücklaufleitung 52 vorgesehen sein. Im Übrigen weist das Brennstoffzellensystem 10 aus Figur 2 alle Merkmale des Brennstoffzellensystems aus Figur 1 auf.
Ein weiteres Brennstoffzellensystem aus Figur 3 unterscheidet sich dadurch von dem Brennstoffzellensystem aus Figur 1 oder 2, dass die Steuereinrichtung 40 dazu eingerichtet ist, den Ist-Massenstrom sowie die zweite Kühlleistung basierend auf einer Druckdifferenz zwischen einem Kühlmitteldruck am Einlass 34 der Brennstoffzellenanordnung 22 und einem Kühlmitteldruck am Auslass 36 der Brennstoffzellenanordnung 22 zu ermitteln. Alternativ kann der Ist-Massenstrom basierend auf einem Betriebsparameter, insbesondere einer elektrischen Leistung oder eines Stroms, des zum zirkulieren Lassen des Kühlmittels vorgesehenen Fördermittels 55 ermittelt werden. Zur Erfassung (insbesondere Messung) dieser Kühlmitteldrücke enthält die Datenermittlungseinrichtung 30 eine Druckerfassungseinrichtung 32. Dies ermöglicht, auf den Massenstromsensor 35 zu verzichten, um Kosten einzusparen. Bei den Varianten aus den Figuren 1 und 2 ist hingegen die Druckerfassungseinrichtung 32 optional. Im Übrigen weist das Brennstoffzellensystem 10 aus Figur 3 alle Merkmale des Brennstoffzellensystems aus Figur 1 bzw. 2 auf.
In jeder der Varianten aus den Figuren 1 bis 3 kann die Steuereinrichtung 40 außerdem dazu ausgelegt sein, die von der Brennstoffzellenanordnung 22 zu erzeugende elektrische Leistung derart zu steuern, dass sie während einer bestimmten Zeitdauer größer als die maximal zulässige elektrische Leistung und höchstens so groß wie eine weitere maximal zulässige elektrische Leistung ist. Die Zeitdauer ist mit 5 bis 30 Sekunden, vorzugsweise ca. 10 Sekunden, vergleichsweise kurz. Bei dieser Art der Steuerung kann die Wärmekapazität der Brennstoffzellenanordnung besser ausgenutzt werden. Die Zeitdauer kann vordefiniert und in der Steuereinrichtung 40 hinterlegt oder aber dynamisch, beispielsweise auf Basis der ersten Kühlleistung, von der Steuereinrichtung 40 festlegbar sein.
Die Figur 4 zeigt das Fahrzeug 100 mit dem Brennstoffzellensystem 10. Der Kühler 24 ist hierbei stirnseitig an der vordersten Front (am Frontende) des Fahrzeuges 100 vorgesehen, um vom Fahrtwind (insbesondere direkt) angeströmt zu werden und eine effiziente Kühlung bereitzustellen.
Ein in Figur 5 stark schematisiert dargestelltes Verfahren 200 ist zum Steuern der Brennstoffzellenanordnung 22 wie oben beschrieben vorgesehen. In einem ersten Verfahrensschritt 202 erhält oder empfängt die Steuereinrichtung 40 die für die erste Kühlleistung des Kühlers 24 repräsentativen ersten Daten. Anschließend ermittelt sie im Schritt 204 die für die zweite Kühlleistung des Kühlers 24 bei der vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur des Kühlmittels repräsentativen zweiten Daten auf Basis der ersten Daten. Sodann wird in einem Schritt des Festlegens 206 die maximal zulässige elektrische Leistung der Brennstoffzellenanordnung 22 auf Basis der zweiten Daten festgelegt. Im Schritt 208 wird die von der Brennstoffzellenanordnung 22 zu erzeugende elektrische Leistung derart gesteuert, dass sie zumindest zeitweise höchstens so groß ist wie die maximal zulässige elektrische Leistung. Ein Computerprogramm 300 ist in Figur 6 gezeigt. Dieses Computerprogramm enthält Befehle, um bei Ausführung des Verfahrens 200 durch die Steuereinrichtung 40 zu bewirken, dass die Steuereinrichtung 40 das Verfahren 200 ausführt.
Aus Gründen der Leserlichkeit ist in dieser Offenbarung vereinfachend der Ausdruck „mindestens ein(e)“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal der hier offenbarten Technologie in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. der/ein Kühler, eine/die Brennstoffzellenanordnung, eine/die Datenermittlungseinrichtung, etc.) so soll gleichzeitig auch deren Mehrzahl mit offenbart sein (z.B. der mindestens eine Kühler, die mindestens eine Brennstoffzellenanordnung, die mindestens eine Datenermittlungseinrichtung, etc.). Zumindest abschnittsweise bedeutet hier abschnittsweise oder vollständig. Der Begriff „im Wesentlichen“ umfasst im Kontext der hier offenbarten Technologie jeweils die genaue Eigenschaft bzw. den genauen Wert sowie jeweils für die Funktion der Eigenschaft/des Wertes unerhebliche Abweichungen, beispielsweise aufgrund von Herstellungstoleranzen.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Claims

Patentansprüche Brennstoffzellensystem (10) für ein Fahrzeug (100), umfassend
- einen Kühlkreislauf (20) mit einer Brennstoffzellenanordnung (22) sowie mindestens einem mit der Brennstoffzellenanordnung (22) fluidleitend verbundenen Kühler (24),
- eine Datenermittlungseinrichtung (30), die dazu ausgelegt ist, für eine erste Kühlleistung des Kühlers (24) repräsentative erste Daten zu ermitteln, und
- eine Steuereinrichtung (40), wobei die erste Kühlleistung eine Ist-Kühlleistung ist, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgelegt ist, die ersten Daten zu erhalten, zweite Daten auf Basis der ersten Daten zu ermitteln, eine maximal zulässige elektrische Leistung der Brennstoffzellenanordnung (22) auf Basis der zweiten Daten festzulegen, und eine von der Brennstoffzellenanordnung (22) zu erzeugende elektrische Leistung derart zu steuern, dass sie zumindest zeitweise höchstens so groß ist wie die maximal zulässige elektrische Leistung, und wobei die zweiten Daten für eine zweite Kühlleistung des Kühlers (24) bei einer vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur eines zum Zirkulieren im Kühlkreislauf (20) vorgesehenen Kühlmittels repräsentativ sind. Brennstoffzellensystem (10), nach Anspruch 1 , wobei die Steuereinrichtung (40) dazu eingerichtet ist, die erste Kühlleistung basierend auf den ersten Daten zu bestimmen, wobei die zweiten Daten die erste Kühlleistung enthalten. Brennstoffzellensystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Daten eine Ist-Temperatur des Kühlmittels an einem Einlass
(26) des Kühlers (24) sowie eine Ist-Temperatur des Kühlmittels an einem Auslass (28) des Kühlers (24) enthalten, und wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgelegt ist, die erste und/oder zweite Kühlleistung auf Basis einer Temperaturdifferenz zwischen der Ist-Temperatur des Kühlmittels am Einlass (26) des Kühlers (24) und der Ist-Temperatur des Kühlmittels am Auslass (28) des Kühlers (24) zu ermitteln. Brennstoffzellensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Daten eine Umgebungstemperatur des Fahrzeuges (100) und eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges (100) enthalten. Brennstoffzellensystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu eingerichtet ist, die zweiten Daten basierend auf einer Temperaturdifferenz zwischen der maximal zulässigen Temperatur des Kühlmittels und einer Umgebungstemperatur des Fahrzeuges (100) zu ermitteln. Brennstoffzellensystem (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgelegt ist, die zweite Kühlleistung gemäß der folgenden Formel zu ermitteln:
Figure imgf000026_0001
wobei Qi die erste Kühlleistung, Tmax die maximal zulässige Temperatur des Kühlmittels, Tu die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges (100) und Ti die Ist-Temperatur des Kühlmittels am Einlass (26) des Kühlers (24) sind. Brennstoffzellensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenermittlungseinrichtung (30) eine Druckerfassungseinrichtung (32) aufweist, die dazu angeordnet ist, einen Kühlmitteldruck an einem Einlass (34) der Brennstoffzellenanordnung (22) sowie einen Kühlmitteldruck an einem Auslass (36) der Brennstoffzellenanordnung (22) zu erfassen und der Steuereinrichtung (40) bereitzustellen, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu eingerichtet ist, die zweite Kühlleistung basierend auf einer Druckdifferenz zwischen dem Kühlmitteldruck am Einlass (34) der Brennstoffzellenanordnung (22) und dem Kühlmitteldruck am Auslass (36) der Brennstoffzellenanordnung (22) zu ermitteln. 8. Brennstoffzellensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Daten einen Ist-Massenstrom von durch die Brennstoffzellenanordnung (22) und/oder durch den Kühler (24) strömendem Kühlmittel enthalten.
9. Brennstoffzellensystem (10) nach Anspruch 8 in Kombination mit Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgelegt ist, den Ist-Massenstrom basierend auf der Druckdifferenz oder basierend auf einem Betriebsparameter eines zum zirkulieren Lassen des Kühlmittels vorgesehenen Fördermittels zu bestimmen.
10. Brennstoffzellensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgelegt ist, die von der Brennstoffzellenanordnung (22) zu erzeugende elektrische Leistung derart zu steuern, dass sie während einer Zeitdauer größer als die maximal zulässige elektrische Leistung und höchstens so groß wie eine weitere maximal zulässige elektrische Leistung ist.
11 . Brennstoffzellensystem (10) nach Anspruch 10, wobei die Zeitdauer vorbestimmt ist, oder wobei die Steuereinrichtung (40) dazu eingerichtet ist, die Zeitdauer festzulegen.
12. Brennstoffzellensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Bypass (50), der in Zirkulationsrichtung (R) des Kühlmittels von einer von der Brennstoffzellenanordnung (22) zum Kühler (24) verlaufenden Rücklaufleitung (52) abzweigt und an einer Mündungsstelle in eine zur Brennstoffzellenanordnung (22) führende Vorlaufleitung (54) mündet.
13. Brennstoffzellensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (40) dazu ausgelegt ist, einen Dauerbetrieb der Brennstoffzelle mit der maximal zulässigen elektrischen Leistung zuzulassen. 14. Fahrzeug (100) mit einem Brennstoffzellensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Verfahren (200) zum Steuern einer Brennstoffzellenanordnung (22) eines Brennstoffzellensystems (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend die Schritte:
- Erhalten (202) der für die erste Kühlleistung des Kühlers (24) repräsentativen ersten Daten;
- Ermitteln (204) der für die zweite Kühlleistung des Kühlers (24) bei der vorbestimmten, maximal zulässigen Temperatur des Kühlmittels repräsentativen zweiten Daten auf Basis der ersten Daten;
- Festlegen (206) der maximal zulässigen elektrischen Leistung der Brennstoffzellenanordnung (22) auf Basis der zweiten Daten; und
- Steuern (208) der von der Brennstoffzellenanordnung (22) zu erzeugenden elektrischen Leistung derart, dass sie zumindest zeitweise höchstens so groß ist wie die maximal zulässige elektrische Leistung.
16. Computerprogramm (300), welches Befehle enthält, die bei Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 14 durch eine Steuereinrichtung (40) bewirken, dass die Steuereinrichtung (40) das Verfahren (200) nach Anspruch 14 ausführt.
PCT/EP2023/055875 2022-03-08 2023-03-08 Brennstoffzellensystem, fahrzeug, verfahren zum steuern einer brennstoffzellenanordnung und computerprogrammprodukt WO2023170138A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022105406.3 2022-03-08
DE102022105406.3A DE102022105406A1 (de) 2022-03-08 2022-03-08 Brennstoffzellensystem, Fahrzeug, Verfahren zum Steuern einer Brennstoffzellenanordnung und Computerprogrammprodukt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023170138A1 true WO2023170138A1 (de) 2023-09-14

Family

ID=85571279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/055875 WO2023170138A1 (de) 2022-03-08 2023-03-08 Brennstoffzellensystem, fahrzeug, verfahren zum steuern einer brennstoffzellenanordnung und computerprogrammprodukt

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022105406A1 (de)
WO (1) WO2023170138A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060251938A1 (en) * 2003-07-22 2006-11-09 Nissan Motor Co.,Ltd Fuel cell system
US20170036514A1 (en) * 2014-04-24 2017-02-09 Denso Corporation Air-conditioner for vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013221876A1 (de) 2013-10-28 2015-04-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug, Verfahren zur Regelung eines Füllstandes eines Wassertanks in einem ein Brennstoffzellensystem umfassenden Kraftfahrzeug und Verwendung von Signalen und/oder Daten eines Kraftfahrzustandes und/oder einer Kraftfahrzeugumgebung
KR101655592B1 (ko) 2014-12-04 2016-09-08 현대자동차주식회사 차량의 냉각 제어 방법
DE102018214377A1 (de) 2018-08-24 2020-02-27 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzelle, Brennstoffzellenvorrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzellenvorrichtung
DE102018214378A1 (de) 2018-08-24 2020-02-27 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenvorrichtung, Brennstoffzellenvorrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzellenvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060251938A1 (en) * 2003-07-22 2006-11-09 Nissan Motor Co.,Ltd Fuel cell system
US20170036514A1 (en) * 2014-04-24 2017-02-09 Denso Corporation Air-conditioner for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022105406A1 (de) 2023-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2960587B1 (de) Verfahren zum Begrenzen des Versorgungsstromes in einem Wärmeübertragungssystem
EP2870414B1 (de) Verfahren zum betrieb eines wärmetauschers sowie hvac-anlage zur durchführung des verfahrens
DE112008003019B4 (de) Brennstoffzellensystem
EP1134422B1 (de) Verfahren zur Regulierung des Pumpens eines Turbokompressors
EP1923568B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage im leistungslimitiertenen Betrieb
DE10262331B4 (de) Brennstoff-zirkulierendes Brennstoffzellensystem
EP2469094B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Doppelpumpen- oder Multipumpenaggregates
DE102015118809A1 (de) Brennstoffzellensystem, Brennstoffzellenfahrzeug und Steuerverfahren für ein Brennstoffzellensystem
DE102013221411A1 (de) Reaktive verdichterdruckstoss-minderungsstrategie für ein brennstoffzellenleistungsversorgungssystem
DE102008031969B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems sowie entsprechend angepasstes Brennstoffzellensystem
DE102015117333B4 (de) Brennstoffzellensystem
EP2598755B1 (de) Verfahren zum betrieb eines verdichters
DE102013014413A1 (de) Verfahren zur Druckregelung
EP2936003A1 (de) Verfahren und vorrichtungen zum abgleichen einer gruppe von verbrauchern in einem fluidtransportsystem
DE102013001413B4 (de) Temperaturregelung für eine Brennstoffzelle
DE102015119429A1 (de) Brennstoffzellensystem und Steuerverfahren für ein Brennstoffzellensystem
DE102015119017A1 (de) Brennstoffzellensystem
DE102016221493A1 (de) Verfahren und system zum steuern eines an eine fahrzeugbrennstoffzelle zugeführten luftstromes
EP3555461B1 (de) Verfahren zum betrieb einer windenergieanlage sowie einrichtung zum steuern und/oder regeln einer windenergieanlage und entsprechende windenergieanlage mit einem rotor und einem über den rotor angetriebenen generator zur erzeugung einer elektrischen leistung
EP2828507B1 (de) Verfahren zur bestimmung wenigstens einer feuerungstemperatur für die regelung einer gasturbine
WO2023170138A1 (de) Brennstoffzellensystem, fahrzeug, verfahren zum steuern einer brennstoffzellenanordnung und computerprogrammprodukt
EP2886811A1 (de) Verfahren zur Regelung eines Kondensators ini einer thermischen Kreisprozessvorrichtung
DE102015004677B4 (de) Verfahren zur Leistungsregelung eines Brennstoffzellensystems
DE112017002488T5 (de) Abwärmerückgewinnungssystem mit parallelen verdampfern und verfahren für dessen betrieb
WO2010020332A1 (de) Verfahren zum betrieb eines brennstoffzellensystems mit einer brennstoffzelle und einem elektrisch antreibbaren turbolader

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23710695

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1