AT527712A1 - Control procedure for controlling a short-term load reduction of a fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer kurz- fristigen Lastreduktion eines Brennstoffzellensystems (100) mit wenigstens einem Brennstoffzellenstapel (110), wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind: ‐ Erfassen einer kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung (LA) für das Brennstoffzellensystem (100), ‐ Zumindest teilweises Öffnen eines Kathodenbypassventils (142) in einem Kathodenbypassabschnitt (140) zwischen einem Kathodenzuführabschnitt (132) und einem Kathodenabführabschnitt (134) des Brennstoffzellensystems (100) zum Erzeugen eines Kathodenbypass-Massenstroms (KBM) an Kathodenzu- führgas (KZG) an dem wenigstens einen Brennstoffzellenstapel (100) vorbei.The present invention relates to a control method for controlling a short-term load reduction of a fuel cell system (100) with at least one fuel cell stack (110), wherein the following steps are provided: - detecting a short-term, reduced load requirement (LA) for the fuel cell system (100), - at least partially opening a cathode bypass valve (142) in a cathode bypass section (140) between a cathode feed section (132) and a cathode discharge section (134) of the fuel cell system (100) to generate a cathode bypass mass flow (KBM) of cathode feed gas (KZG) past the at least one fuel cell stack (100).
Description
Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer kurzfristigen Lastreduktion eines Brennstoffzellensystems Control procedure for controlling a short-term load reduction of a fuel cell system
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontrollverfahren für eine Kontrolle einer kurzfristigen Lastreduktion eines Brennstoffzellensystems, ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines solchen Kontrollverfahrens, eine Kontrollvorrichtung zur Durchführung eines solchen Kontrollverfahrens sowie ein Brennstoffzellensystem mit einer solchen Kontrollvorrichtung. The present invention relates to a control method for controlling a short-term load reduction of a fuel cell system, a computer program product for carrying out such a control method, a control device for carrying out such a control method and a fuel cell system with such a control device.
Es ist bekannt, dass Brennstoffzellensysteme im mobilen Einsatz verwendet werden, um elektrischen Strom zum Beispiel für den Antrieb von Fahrzeugen zur Verfügung zu stellen. Insbesondere bei solchen mobilen Einsatzsituationen kann es zu kurzfristigen Lastreduktionen kommen, da der jeweilige Verbraucher sehr dynamisch die jeweils benötigte Last an die Umgebung anpasst. Ist ein Brennstoffzellensystem beispielsweise für die Versorgung eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs eingesetzt, So kann und muss dieses Kraftfahrzeug auf die Umgebungssituation reagieren. Entsteht beispielsweise Schlupf an den Rädern, welcher zum Durchdrehen der Räder führt, ist ein schnelles Reduzieren der Antriebsleistung benötigt. Auch Bergabfahrten, spontane Bremsmanöver oder Ähnliches führen zu einer kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung des Verbrauchers in Form des Elektroantriebs des Fahrzeugs. Neben Kraftfahrzeugen sind hier grundsätzlich auch Schiffe, Züge, Flugzeuge oder Ähnliches zu nennen. It is well known that fuel cell systems are used in mobile applications to provide electrical power, for example to power vehicles. In such mobile applications, short-term load reductions can occur, as the respective consumer adapts the required load very dynamically to the environment. If a fuel cell system is used, for example, to supply the electric motor of a motor vehicle, this vehicle can and must react to the environmental situation. If, for example, wheel slip occurs, which leads to the wheels spinning, the drive power must be reduced quickly. Driving downhill, sudden braking maneuvers, or similar events also lead to a short-term, reduced load requirement from the consumer in the form of the vehicle's electric drive. In addition to motor vehicles, ships, trains, airplanes, and similar vehicles should also be mentioned here.
Nachteilhaft bei den bekannten Brennstoffzellensystemen ist es, dass die Dynamik in der Reaktion auf kurzfristige Lastreduktionen durch diverse konstruktive Parameter begrenzt ist. Wird die Lastanforderung kurzfristig, also stufenweise oder sogar sprunghaft reduziert, so kann das Brennstoffzellensystem dieser dynamischen Änderung der Lastanforderung nur bedingt folgen. Ein Brennstoffzellensystem ist im Vergleich zu den Kontrollanforderungen eines Fahrzeugs ein deutlich trägeres System. So wird bei einer kurzfristigen, reduzierten Lastreduktion bei bekannten Brennstoffzellensystemen in zwei Schritten reagiert. Zum einen wird das Brennstoffzellensystem heruntergeregelt, um entsprechend der reduzierten Lastanforderung weniger elektrische Energie zu Erzeugen. Durch die Trägheit des Systems der Brennstoffzelle, kann dieses Herunterregeln der produzierten elektrischen Leistung jedoch nur relativ langsam entlang einer Reduktionsrampe erfolgen. Um trotzdem eine schnelle Lastreduktion zu ermöglichen und insbesondere Stromspitzen zu vermeiden, wird A disadvantage of existing fuel cell systems is that their dynamic response to short-term load reductions is limited by various design parameters. If the load requirement is reduced briefly, i.e., gradually or even abruptly, the fuel cell system can only partially follow this dynamic change in the load requirement. A fuel cell system is a significantly slower system compared to the control requirements of a vehicle. Thus, in the case of a short-term, reduced load reduction, existing fuel cell systems react in two steps. First, the fuel cell system is regulated down in order to generate less electrical energy in line with the reduced load requirement. However, due to the inertia of the fuel cell system, this reduction in the produced electrical power can only occur relatively slowly along a reduction ramp. To nevertheless enable a rapid load reduction and, in particular, to avoid power peaks,
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Dynamik für kurzfristige Lastreduktionen bei Brennstoffzellensystemen zu verbessern. The object of the present invention is to at least partially remedy the disadvantages described above. In particular, the object of the present invention is to improve the dynamics for short-term load reductions in fuel cell systems in a cost-effective and simple manner.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Kontrollverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 12, eine Kontrollvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßem Kontrollverfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, der erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung sowie dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. The above object is achieved by a control method having the features of claim 1, a computer program product having the features of claim 12, a control device having the features of claim 13, and a fuel cell system having the features of claim 14. Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description, and the drawings. Features and details described in connection with the control method according to the invention naturally also apply in connection with the computer program product according to the invention, the control device according to the invention, and the fuel cell system according to the invention, and vice versa, so that reciprocal reference is or can always be made to the individual aspects of the invention with regard to the disclosure.
Erfindungsgemäß dient ein Kontrollverfahren der Kontrolle einer kurzfristigen Lastreduktion eines Brennstoffzellensystems mit wenigstens einem Brennstoffzellenstapel. Ein solches Kontrollverfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus: According to the invention, a control method is used to control a short-term load reduction of a fuel cell system with at least one fuel cell stack. Such a control method is characterized by the following steps:
- Erfassen einer kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung für das Brennstoffzellensystem, - Detection of a short-term, reduced load requirement for the fuel cell system,
- zumindest teilweises Öffnen eines Kathodenbypassventils in einem Kathodenbypassabschnitt zwischen einem Kathodenzuführabschnitt und einem - at least partially opening a cathode bypass valve in a cathode bypass section between a cathode feed section and a
Bei einer kurzfristigen Reduktion der Lastanforderung muss das Brennstoffzellensystem in verschiedener Weise reagieren. Um eine Reduktion der elektrischen Leistung zu gewährleisten, muss zum einen die Brennstoffzufuhr, üblicherweise wasserstoffhaltiges Gas, gedrosselt werden. Dies kann sehr einfach und kostengünstig geschehen, da das Brenngas üblicherweise in einem Hochdrucktank vorliegt und ein entsprechendes Drosselventil hochdynamisch geöffnet und geschlossen werden kann. Auf der Luftseite des Brennstoffzellenstapels, welche durch den Kathodenabschnitt zur Verfügung gestellt ist, kann eine entsprechende Drosselung weniger dynamisch erfolgen, da üblicherweise die Luft aus der Umgebung über eine Kompressorvorrichtung angesaugt wird. Im Vergleich zu hochdynamisch kontrollierbaren Drosselventilen kann eine Kompressorvorrichtung deutlich weniger dynamisch kontrolliert werden. Die Drehzahl und der damit erzeugte Massenstrom an Kathodenzuführgas ist entsprechend träger kontrollierbar und nicht auf kurzfristig reduzierte Lastanforderungen schnell und dynamisch anpassbar. If the load requirement is reduced for a short time, the fuel cell system must react in various ways. To ensure a reduction in electrical power, the fuel supply, usually hydrogen-containing gas, must be throttled. This can be done very easily and cost-effectively because the fuel gas is usually stored in a high-pressure tank and a corresponding throttle valve can be opened and closed highly dynamically. On the air side of the fuel cell stack, which is provided by the cathode section, the corresponding throttling can be less dynamic, since the air is usually drawn in from the environment via a compressor device. Compared to throttle valves that can be controlled highly dynamically, a compressor device can be controlled significantly less dynamically. The speed and the resulting mass flow of cathode feed gas are correspondingly slower to control and cannot be quickly and dynamically adapted to short-term reduced load requirements.
In erfindungsgemäßer Weise wird nun bei einer kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung nicht mehr oder zumindest nicht ausschließlich durch eine Reduktion der Kompressordrehzahl reagiert. Vielmehr wird ein Kathodenbypassventil zumindest teilweise geöffnet, sodass ein Kathodenbypassabschnitt geöffnet oder weiter geöffnet wird, und entsprechend ein Kathodenbypassstrom erzeugt und/oder erhöht wird. Dadurch, dass die Kompressorvorrichtung insbesondere mit gleichbleibender Kompressordrehzahl weiterbetrieben wird, kann durch das Abzweigen des Kathodenbypass-Massenstroms nun der verbleibende Reststrom als Stapel-Massenstrom zum Brennstoffzellenstapel hin um die Menge des Kathodenbypass-Massenstroms reduziert werden. Je größer der Kathodenbypass-Massenstrom, welcher vom erzeugten Massenstrom der Kompressorvorrichtung abgezweigt wird, umso geringer fällt entsprechend der Stapel-Massenstrom aus. According to the invention, a short-term, reduced load requirement is no longer responded to, or at least not exclusively, by reducing the compressor speed. Instead, a cathode bypass valve is at least partially opened, so that a cathode bypass section is opened or opened further, and a cathode bypass flow is generated and/or increased accordingly. Because the compressor device continues to operate, in particular at a constant compressor speed, the remaining residual flow can now be reduced as a stack mass flow to the fuel cell stack by the amount of the cathode bypass mass flow by diverting the cathode bypass mass flow. The larger the cathode bypass mass flow that is diverted from the generated mass flow of the compressor device, the lower the stack mass flow will be.
Dadurch, dass nun alleine oder zumindest teilweise durch ein hochdynamisch schaltbares Bypassventil über die direkte Kontrolle des KathodenbypassMassenstroms in indirekter Weise auch eine Kontrolle des Stapel-Massenstroms möglich wird, kann ein hochdynamisches Reagieren auch auf der Kathodenseite des Because now, solely or at least partially through a highly dynamically switchable bypass valve via the direct control of the cathode bypass mass flow, a control of the stack mass flow is also possible in an indirect way, a highly dynamic reaction can also be achieved on the cathode side of the
Wie aus der voranstehenden Erläuterung ersichtlich wird, kann bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren eine hochdynamische Reaktionsmöglichkeit durch Veränderung von Ventilstellungen sowohl auf Kathodenseite als auch auf Anodenseite zur Verfügung gestellt werden. Dies führt dazu, dass trotz des relativ kontinuierlichen und wenig dynamischen Betriebs der Kompressorvorrichtung die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzellensystems entsprechend der dynamischen Ventiländerung ebenfalls dynamisch angepasst, insbesondere reduziert werden kann. Durch diese dynamische und damit schnelle Reduktion der elektrischen Leistungsabgabe kann auch das ansonsten träge Brennstoffzellensystem auf die kurzfristige, reduzierte Lastanforderung dynamisch reagieren. Dies führt dazu, dass zum einen eine Reaktion des Brennstoffzellensystems stärker und schneller ausfallen kann als bei bekannten Lösungen. Zum anderen ist die verbleibende überschüssige elektrische Leistung des Brennstoffzellensystems im Vergleich zu den bekannten Lösungen geringer, sodass dieser verringerte Überschuss auch nur mit verringertem Aufwand in einer Batterievorrichtung gespeichert werden muss. Hinsichtlich der Kontrollfähigkeit führt dies dazu, dass auch bei relativ vollgeladenen Batterievorrichtungen, also einer geringen verbleibenden Restspeicherkapazität, trotzdem dynamisch auf eine reduzierte Lastanforderung reagiert werden kann. Auch kann in konstruktiver Weise durch die nun zur Verfügung gestellte Kontrolldynamik des Brennstoffzellensystems auf hohe Einspeichermöglichkeiten in die Batterievorrichtung verzichtet werden. Dies führt zu einer kleineren, leichteren und kostengünstigeren Ausbildung der Batterievorrichtung sowie des gesamten Brennstoffzellensystems. As can be seen from the above explanation, a control method according to the invention can provide a highly dynamic response option by changing valve positions on both the cathode and anode sides. This means that, despite the relatively continuous and less dynamic operation of the compressor device, the electrical power output of the fuel cell system can also be dynamically adjusted, in particular reduced, in accordance with the dynamic valve change. This dynamic and thus rapid reduction in electrical power output allows even the otherwise sluggish fuel cell system to respond dynamically to the short-term, reduced load demand. This leads, on the one hand, to a stronger and faster response of the fuel cell system than with known solutions. On the other hand, the remaining excess electrical power of the fuel cell system is lower compared to known solutions, so that this reduced surplus also only needs to be stored in a battery device with less effort. In terms of control capability, this means that even with relatively fully charged battery devices, i.e., a low remaining storage capacity, a dynamic response to a reduced load demand is still possible. Furthermore, the control dynamics now available for the fuel cell system eliminate the need for high storage capacities in the battery device. This leads to a smaller, lighter, and more cost-effective design of the battery device and the entire fuel cell system.
Dabei ist noch darauf hinzuweisen, dass unter einer kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung insbesondere ein stufenweises, schrittweises oder sogar sprunghaftes Reduzieren der Lastanforderung zu verstehen ist. Wie später noch erläutert wird, ist It should be noted that a short-term, reduced load requirement is understood to mean a gradual, step-by-step, or even sudden reduction in the load requirement. As will be explained later,
dieses sprunghafte Reduzieren der Lastanforderung insbesondere von einem ram-This sudden reduction in load requirements, especially from a ram-
penhaften langsamen Reduzieren einer Lastanforderung zu unterscheiden. to distinguish between a slow and intermittent reduction of a load requirement.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren eine Kompressordrehzahl einer Kompressorvorrichtung im Kathodenzuführabschnitt konstant oder im Wesentlichen konstant gehalten wird. Wie bereits erläutert worden ist, kann bei einer kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung alleine durch das zumindest teilweise Öffnen des Kathodenbypassventils die gewünschte Dynamik als Reaktion auf diese Lastanforderung erzeugt werden. Eine Anpassung der Kompressordrehzahl ist für diese dynamische Reaktion nicht notwendig. Insbesondere dann, wenn berücksichtigt wird, dass kurzfristige, reduzierte Lastanforderungen häufig sehr temporär sind, also nur über einen kurzen Zeitraum, beispielsweise das Durchdrehen der Räder, vorliegen, kann die Kompressordrehzahl für diesen Zeitabschnitt konstant oder im Wesentlichen konstant gehalten werden. Es wird also auf ein Nachregeln oder Nachjustieren der Kompressordrehzahl verzichtet. Sobald die kurzfristige und temporäre Reduktion der Lastanforderung wieder vorbei ist, die Lastanforderung also wieder auf den normalen Wert ansteigt, muss nicht die Kompressordrehzahl wieder erhöht werden, sondern kann durch einfaches Rückführen in eine veränderte Schließposition des Kathodenbypassventils, wieder die gewünschte Menge an Stapel-Massenstrom schnell und dynamisch zur Verfügung gestellt werden. Nicht nur die Reaktion auf die kurzfristige Reduktion der Lastanforderung, sondern auch die Reaktion auf den Wegfall dieser kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung ist also erfindungsgemäß hochdynamisch nun möglich. It can be advantageous if, in a control method according to the invention, a compressor speed of a compressor device in the cathode supply section is kept constant or essentially constant. As already explained, in the case of a short-term, reduced load demand, the desired dynamic response to this load demand can be generated simply by at least partially opening the cathode bypass valve. Adjusting the compressor speed is not necessary for this dynamic response. Particularly when it is taken into account that short-term, reduced load demands are often very temporary, i.e., only present over a short period of time, for example, wheel spin, the compressor speed can be kept constant or essentially constant for this period. Thus, there is no need to readjust or adjust the compressor speed. As soon as the short-term and temporary reduction in load demand is over, i.e., the load demand rises back to the normal value, the compressor speed does not have to be increased again; instead, the desired amount of stack mass flow can be made available quickly and dynamically by simply returning the cathode bypass valve to a changed closed position. Not only the reaction to the short-term reduction of the load requirement, but also the reaction to the elimination of this short-term, reduced load requirement is now possible in a highly dynamic manner according to the invention.
Weitere Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren eine Kompressordrehzahl einer Kompressorvorrichtung im Kathodenzuführabschnitt sofort und/oder nach einer Wartezeit reduziert wird. Ein Reduzieren der Kompressordrehzahl führt dazu, dass ein Nachführen der Kompressordrehzahl auch für die Reduktion der Leistungsanforderung erfolgt. Insbesondere geschieht dies erst nach einer Wartezeit, um zu unterscheiden, ob es sich um eine temporäre, kurzfristige Lastanforderungsreduktion handelt, beispielsweise ein kurzfristiges, temporäres Durchdrehen von Antriebsrädern oder ein Andauern der Reduktion, wie beispielsweise bei dem Herabfahren einer Steigung. Es ist also möglich, die Kompressordrehzahl nachzujustieren, ohne die Dynamik in der Reaktion auf die Lastanforde-Further advantages can be achieved if, in a control method according to the invention, a compressor speed of a compressor device in the cathode feed section is reduced immediately and/or after a waiting period. Reducing the compressor speed results in the compressor speed also being adjusted to reduce the power demand. In particular, this only occurs after a waiting period in order to distinguish whether it is a temporary, short-term load demand reduction, for example, a short-term, temporary spinning of drive wheels, or a continuous reduction, such as when driving down an incline. It is therefore possible to readjust the compressor speed without affecting the dynamics in the response to the load demand.
rung zu beeinflussen. to influence the situation.
Weitere Vorteile können ebenfalls erzielt werden, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren auf einer Kathodenseite des wenigstens einen Brennstoffzellenstapels als Reaktion auf die erfasste kurzfristige, reduzierte Lastanforderung zusätzlich wenigstens ein Gegendruckventil teilweise geschlossen wird. In dem Moment, wenn eine größere Menge an Kathodenbypass-Massenstrom abgezweigt wird, kann es sein, dass sich die Drucksituation im Brennstoffzellenstapel ändert. Insbesondere gilt dies dann, wenn auch auf der Anodenseite eine Drosselung des Anodenzuführgases erfolgt. So kann zum Beispiel durch das Schließen des Gegendruckventils auf der Kathodenseite der Druck auf der Kathodenseite erhöht werden. Wird im Gegensatz dazu auf der Anodenseite ein reduzierter Druck erwartet, kann durch ein gegensätzliches Öffnen des Gegendruckventils auch ein Entlasten der Kathodenseite stattfinden, sodass insbesondere durch das Kontrollieren des Gegendruckventils ein Druckausgleich auf der Kathodenseite und der Anodenseite des Brennstoffzellenstapels gewährleistet werden kann. Further advantages can also be achieved if, in a control method according to the invention, at least one backpressure valve is additionally partially closed on a cathode side of the at least one fuel cell stack in response to the detected short-term, reduced load requirement. The moment a larger amount of cathode bypass mass flow is diverted, the pressure situation in the fuel cell stack may change. This is particularly true if the anode supply gas is also throttled on the anode side. For example, closing the backpressure valve on the cathode side can increase the pressure on the cathode side. If, in contrast, a reduced pressure is expected on the anode side, opening the backpressure valve in the opposite direction can also relieve the pressure on the cathode side, so that pressure equalization on the cathode side and the anode side of the fuel cell stack can be ensured, in particular by controlling the backpressure valve.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn gemäß dem voranstehenden Absatz das wenigstens eine Gegendruckventil stromabwärts des Brennstoffzellenstapels teilweise geschlossen wird. Gleiches gilt auch für ein entsprechendes teilweises Öffnen eines solchen Gegendruckventils. Durch die Anordnung und Kontrolle des Gegendruckventils A further advantage is achieved if, according to the preceding paragraph, at least one backpressure valve downstream of the fuel cell stack is partially closed. The same applies to a corresponding partial opening of such a backpressure valve. By arranging and controlling the backpressure valve
Es kann weitere Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren der Druck im Kathodenabschnitt konstant oder im Wesentlichen konstant gehalten wird. Darunter ist zu verstehen, dass unabhängig von der tatsächlichen Kontrollsituation, also auch bei der erfassten kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung, ein konstanter Druck im Kathodenabschnitt erzielt und behalten werden soll. Dafür ist insbesondere eine quantitative Kontrolle des Kathodenbypassventils und/oder eines bereits erläuterten Gegendruckventils von Vorteil. Further advantages can be achieved if, in a control method according to the invention, the pressure in the cathode section is kept constant or essentially constant. This means that a constant pressure in the cathode section should be achieved and maintained regardless of the actual control situation, i.e., even during a detected short-term, reduced load demand. Quantitative control of the cathode bypass valve and/or a backpressure valve, as previously described, is particularly advantageous for this purpose.
Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren eine reduzierte Lastanforderung als kurzfristig erfasst wird, wenn die angeforderte Reduktionsgeschwindigkeit der reduzierten Lastanforderung einen Grenzwert überschreitet. Dies erlaubt es, eine normale, reduzierte Lastanforderung von einer kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung zu unterscheiden. Insbesondere wird dabei die Reduktionsgeschwindigkeit beachtet, also zum Beispiel geprüft, mit welcher negativen Steigung die Lastanforderung reduziert wird. Bei flachen Steigungen, also langsamer Reduktion der Lastanforderung, kann es sein, dass eine normale, rampenhafte Kontrolle der Kompressordrehzahl für den Ausgleich der reduzierten Lastanforderung ausreichend ist. Nur bei besonders schneller und damit kurzfristiger, reduzierter Lastanforderung ist der Abfall ausreichend steil, um diesen Grenzwert, welcher auch als Steigungsgrenzwert bezeichnet werden kann, zu überschreiten und entsprechend das zumindest teilweise Öffnen des Kathodenbypassventils auszulösen. It is further advantageous if, in a control method according to the invention, a reduced load request is detected as short-term if the requested reduction rate of the reduced load request exceeds a limit value. This makes it possible to distinguish between a normal, reduced load request and a short-term, reduced load request. In particular, the reduction rate is taken into account, for example, the negative gradient with which the load request is reduced is checked. In the case of flat gradients, i.e. a slow reduction in the load request, it may be that a normal, ramp-like control of the compressor speed is sufficient to compensate for the reduced load request. Only in the case of a particularly rapid and therefore short-term, reduced load request is the drop sufficiently steep to exceed this limit value, which can also be referred to as the gradient limit value, and accordingly trigger the at least partial opening of the cathode bypass valve.
Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren eine reduzierte Lastanforderung als kurzfristig erfasst wird, wenn die angeforderte reduzierte absolute Lastanforderung einen absoluten Grenzwert unterschreitet. Hier geht es weniger um die Geschwindigkeit der angeforderten Reduktion der Lastanforderung, sondern die Schritttiefe, also wie weit die Lastanforderung absinkt. Insbesondere korreliert dies mit verschiedenen stabilen und instabilen Betriebsweisen des Brennstoffzellensystems, um sicherzustellen, dass dieses nicht unter einer Mindeststabilitätsgrenze betrieben wird. Selbstverständlich ist ein solcher absoluter Grenz-It is also advantageous if, in a control method according to the invention, a reduced load requirement is recorded as short-term if the requested reduced absolute load requirement falls below an absolute limit. Here, the speed of the requested reduction in the load requirement is less important than the step depth, i.e., how far the load requirement drops. In particular, this correlates with various stable and unstable operating modes of the fuel cell system to ensure that it is not operated below a minimum stability limit. Of course, such an absolute limit
wert auch mit einem relativen Steigungsgrenzwert gemäß dem voranstehenden Ab-value also with a relative gradient limit according to the preceding
satz kombinierbar. set can be combined.
Darüber hinaus ist es weiter von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren zusätzlich eine Aufnahmekapazität einer an das Brennstoffzellensystem angeschlossenen Batterievorrichtung berücksichtigt wird. Als Aufnahmekapazität kann dabei die Einspeicherkapazität, wie auch die verbleibende Aufnahmekapazität, also ein State of Charge (SoC), verstanden werden. Insbesondere kann hier durch die Aufnahmekapazität die primäre Aufnahme der überschüssigen elektrischen Leistung zur Verfügung gestellt werden und durch das erfindungsgemäße Kontrollverfahren nur der Teil dynamisch abgepuffert werden, welcher die Aufnahmekapazität der angeschlossenen Batterievorrichtung zum jeweiligen Zeitpunkt übersteigt. Furthermore, it is further advantageous if, in a control method according to the invention, the absorption capacity of a battery device connected to the fuel cell system is additionally taken into account. Absorption capacity can be understood as the storage capacity as well as the remaining absorption capacity, i.e., a state of charge (SoC). In particular, the absorption capacity can provide the primary absorption of the excess electrical power, and the control method according to the invention can dynamically buffer only the portion that exceeds the absorption capacity of the connected battery device at the respective time.
Darüber hinaus bringt es ebenfalls Vorteile mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kontrollverfahren gemäß dem voranstehenden Absatz das Kathodenbypassventil zumindest teilweise in Abhängigkeit des elektrischen Ladestandes und/oder der elektrischen Einspeicherkapazität geschlossen wird. Damit handelt es sich um eine vorzugsweise maximale Nutzung der Batterievorrichtung, um den Verlust von elektrischer Leistung weitestgehend auszuschließen. Furthermore, it is also advantageous if, in a control method according to the invention according to the preceding paragraph, the cathode bypass valve is at least partially closed depending on the electrical charge level and/or the electrical storage capacity. This preferably results in maximum utilization of the battery device in order to largely exclude the loss of electrical power.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt, aufweisend Befehle, welche bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen die Schritte eines erfindungsgemäßen Kontrollverfahrens durchzuführen. Damit bringt auch ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Kontrollverfahren erläutert worden sind. The present invention also provides a computer program product comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to perform the steps of a control method according to the invention. Thus, a computer program product according to the invention also provides the same advantages as those explained in detail with reference to a control method according to the invention.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kontrollvorrichtung für eine Kontrolle einer kurzfristigen Lastreduktion eines Brennstoffzellensystems mit wenigstens einem Brennstoffzellenstapel. Eine solche Kontrollvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Erfassungsmodul für ein Erfassen einer kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung für das Brennstoffzellensystem vorgesehen ist. Mit Hilfe eines Öffnungsmoduls erfolgt ein zumindest teilweises Öffnen eines Kathodenbypassventils in einem Kathodenbypassabschnitt zwischen einem Kathodenzuführabschnitt und einem Kathodenabführabschnitt des Brennstoffzellensystems zum Erzeugen eines Kathodenbypass-Massenstroms an Kathodenzuführgas an dem wenigstens einen Brennstoffzellenstapel vorbei. Das Erfassungsmodul und/oder das Öffnungsmodul The present invention also relates to a control device for controlling a short-term load reduction of a fuel cell system having at least one fuel cell stack. Such a control device is characterized in that a detection module is provided for detecting a short-term, reduced load requirement for the fuel cell system. With the aid of an opening module, a cathode bypass valve is at least partially opened in a cathode bypass section between a cathode feed section and a cathode discharge section of the fuel cell system to generate a cathode bypass mass flow of cathode feed gas past the at least one fuel cell stack. The detection module and/or the opening module
sind dabei insbesondere für eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Kontrollver-are particularly suitable for the execution of a control device according to the invention.
fahrens ausgebildet. Damit bringt auch eine erfindungsgemäße Kontrollvorrichtung Thus, a control device according to the invention also
die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemä-the same advantages as those described in detail with reference to an inventive
Res Kontrollverfahren erläutert worden sind. Res control procedures have been explained.
Darüber hinaus ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Brennstoffzellensystem zur Erzeugung elektrischen Stroms. Ein solches Brennstoffzellensystem weist wenigstens einen Brennstoffzellenstapel mit einem Anodenabschnitt und einem Kathodenabschnitt. Der Anodenabschnitt ist mit einem Anodenzuführabschnitt für eine Zufuhr von Anodenzuführgas und mit einem Anodenabführabschnitt für eine Abfuhr von Anodenabgas ausgestattet. Der Kathodenabschnitt ist mit einem Kathodenzuführabschnitt für eine Zufuhr von Kathodenzuführgas und mit einem Kathodenabführabschnitt für eine Abfuhr von Kathodenabgas ausgestattet. Darüber hinaus sind der Kathodenzuführabschnitt und der Kathodenabführabschnitt über einen Kathodenbypassabschnitt miteinander fluidkommunizierend verbunden. In diesem Kathodenbypassabschnitt befindet sich ein Kathodenbypassventil. Ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem zeichnet sich dadurch aus, dass für die Kontrolle des wenigstens einen Kathodenbypassventils eine erfindungsgemäße Kontrollvorrichtung vorgesehen ist. Damit bringt auch ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Kontrollverfahren erläutert worden sind. Furthermore, the present invention relates to a fuel cell system for generating electrical power. Such a fuel cell system has at least one fuel cell stack with an anode section and a cathode section. The anode section is equipped with an anode feed section for supplying anode feed gas and with an anode discharge section for discharging anode exhaust gas. The cathode section is equipped with a cathode feed section for supplying cathode feed gas and with a cathode discharge section for discharging cathode exhaust gas. Furthermore, the cathode feed section and the cathode discharge section are fluidly connected to one another via a cathode bypass section. A cathode bypass valve is located in this cathode bypass section. A fuel cell system according to the invention is characterized in that a control device according to the invention is provided for controlling the at least one cathode bypass valve. Thus, a fuel cell system according to the invention also brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a control method according to the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen schema-Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. They show schematically
tisch: table:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems, Fig. 1 shows an embodiment of a fuel cell system according to the invention,
Fig 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung, Fig. 2 shows an embodiment of a control device according to the invention,
Fig. 3 ein möglicher Verlauf einer Lastanforderung, Fig. 3 a possible course of a load request,
Fig. 4 ein weiterer möglicher Verlauf der Lastanforderung, Fig. 4 another possible course of the load requirement,
Fig. 5 ein weiterer möglicher Verlauf der Lastanforderung, Fig. 5 another possible course of the load requirement,
10 Fig. 6 ein weiterer möglicher Verlauf der Lastanforderung, Fig. 7 ein weiterer möglicher Verlauf der Lastanforderung, Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems, Fig. 9 eine Ausbildung eines Grenzwertes und Fig. 10 eine weitere Ausbildung eines Grenzwertes. 10 Fig. 6 shows a further possible course of the load requirement, Fig. 7 shows a further possible course of the load requirement, Fig. 8 shows a further embodiment of a fuel cell system according to the invention, Fig. 9 shows a formation of a limit value and Fig. 10 shows a further formation of a limit value.
Figur 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem 100. Dieses ist hier mit einem einzelnen Brennstoffzellenstapel 110 ausgestattet, welcher einen Kathodenabschnitt 130 und einen Anodenabschnitt 120 aufweist. Grundsätzlich können selbstverständlich auch zwei, drei, vier oder mehr Brennstoffzellenstapel 110 vorgesehen sein. Im Energieerzeugungsbetrieb wird Anodenzuführgas AZG, zum Beispiel als wasserstoffhaltiges Gas, über den Anodenzuführabschnitt 122 zugeführt und in dem Brennstoffzellenstapel 110 unter der Erzeugung elektrischer Energie chemisch umgesetzt. Das entstehende Anodenabgas AAG wird aus dem Anodenabschnitt 120 über den Anodenabführabschnitt 124 abgeführt. Restwärmenutzungen und Wasserabführungen sind hier nicht näher dargestellt. Figure 1 schematically shows a fuel cell system 100 according to the invention. This system is equipped with a single fuel cell stack 110, which has a cathode section 130 and an anode section 120. Of course, two, three, four, or more fuel cell stacks 110 can also be provided. During power generation, anode feed gas AZG, for example, as a hydrogen-containing gas, is supplied via the anode feed section 122 and chemically converted in the fuel cell stack 110 to generate electrical energy. The resulting anode exhaust gas AAG is discharged from the anode section 120 via the anode discharge section 124. Residual heat utilization and water discharge are not shown in detail here.
Auf der Seite des Kathodenabschnitts 130 wird insbesondere Luft als Kathodenzuführgas KZG dem Kathodenabschnitt 130 für diese chemische Umsetzung mit dem Anodenzuführgas AZG zugeführt. Das entstehende Kathodenabgas KAG wird entsprechend über einen Kathodenabführabschnitt 134 abgeführt. Während das Anodenzuführgas AZG zum Beispiel aus einem unter Druck stehenden Gastank über ein entsprechendes, nicht dargestelltes Drosselventil zugeführt wird, kann das Kathodenzuführgas KZG in Form von Luft aus der Umgebung über die Kompressorvorrichtung 136 angesaugt werden. On the side of the cathode section 130, air, in particular, is supplied to the cathode section 130 as cathode supply gas KZG for this chemical reaction with the anode supply gas AZG. The resulting cathode exhaust gas KAG is accordingly discharged via a cathode discharge section 134. While the anode supply gas AZG is supplied, for example, from a pressurized gas tank via a corresponding throttle valve (not shown), the cathode supply gas KZG can be drawn in in the form of air from the environment via the compressor device 136.
Erfindungsgemäß ist nun ein Kathodenbypassabschnitt 140 vorgesehen, welcher es erlaubt, einen Kathodenbypass-Massenstrom KBM direkt von dem Kathodenzuführabschnitt 132 über den Kathodenbypassabschnitt 140 in den Kathodenabführabschnitt 134 und damit am Kathodenabschnitt 130 des Brennstoffzellenstapels 110 vorbeizuführen. Die Menge und die grundsätzliche Kontrolle des KathodenbypassMassenstroms KBM erfolgt dabei über die Öffnungsstellung und/oder die Schließstellung des Kathodenbypassventils 142. Dieses Kathodenbypassventil 142 kann mit Hil-According to the invention, a cathode bypass section 140 is provided, which allows a cathode bypass mass flow KBM to be guided directly from the cathode feed section 132 via the cathode bypass section 140 into the cathode discharge section 134 and thus past the cathode section 130 of the fuel cell stack 110. The amount and the basic control of the cathode bypass mass flow KBM is carried out via the open position and/or the closed position of the cathode bypass valve 142. This cathode bypass valve 142 can be
fe einer Kontrollvorrichtung 10, wie sie zum Beispiel die Figur 2 näher darstellt, kon-fe of a control device 10, as shown in more detail in Figure 2, for example, con-
trolliert werden. Diese Kontrollvorrichtung 10 ist insbesondere mit einem Verbraucher This control device 10 is particularly connected to a consumer
300 informationsübertragend gekoppelt, um entsprechend eine Lastanforderung LA 300 are coupled to transmit information in order to generate a load requirement LA
von dort zu erhalten. to get from there.
In der Figur 2 ist eine Kontrollvorrichtung 10 dargestellt. Diese weist ein Erfassungsmodul 20 auf, welches in der Lage ist, eine Lastanforderung LA vom Verbraucher 300 zu erfassen. Diese erfasste Lastanforderung LA wird an das Öffnungsmodul 30 weitergegeben und dort dazu verwendet ein zumindest teilweises Öffnen des Kathodenbypassventils 142 durchzuführen. Damit wird der Kathodenbypass-Massenstrom KBM vergrößert und entsprechend der verbleibende Stapel-Massenstrom SBM reduziert. Figure 2 shows a control device 10. It has a detection module 20 capable of detecting a load demand LA from consumer 300. This detected load demand LA is forwarded to the opening module 30, where it is used to at least partially open the cathode bypass valve 142. This increases the cathode bypass mass flow KBM and correspondingly reduces the remaining stack mass flow SBM.
In der Figur 3 ist schematisch ein möglicher Verlauf dieser Situation dargestellt. Ausgehend über die Zeitachse von links verläuft die Lastanforderung LA in einem definierten Bereich. Zum Zeitpunkt T1 fällt die Lastanforderung deutlich ab, zum Beispiel ausgelöst durch das Durchdrehen von Antriebsrädern. Dieser starke Leistungsabfall der Lastanforderung LA kann so dynamisch vom Brennstoffzellensystem 100 direkt nicht nachgebildet werden. Insbesondere kann die Kompressorvorrichtung 136 nicht in gleicher Dynamik dieser reduzierten Lastanforderung LA folgen. Daher wird in erfindungsgemäßer Weise das Kathodenbypassventil 142 nun geöffnet, entweder in qualitativer und/oder quantitativer Weise, sodass in der Figur 3 ein deutlicher und vor allem dynamischer Anstieg des Kathodenbypass-Massenstroms KBM zu erkennen ist. Parallel wird selbstverständlich auch auf der Seite des Anodenabschnitts 120, zum Beispiel durch das teilweise entsprechende Schließen eines nicht näher erläuterten Drosselventils, auch die Zufuhr an Anodenzuführgas AZG reduziert. Figure 3 schematically illustrates a possible progression of this situation. Starting from the left along the time axis, the load demand LA runs within a defined range. At time T1, the load demand drops significantly, for example, triggered by the spinning of drive wheels. This sharp drop in power in the load demand LA cannot be dynamically replicated directly by the fuel cell system 100. In particular, the compressor device 136 cannot follow this reduced load demand LA with the same dynamics. Therefore, in accordance with the invention, the cathode bypass valve 142 is now opened, either qualitatively and/or quantitatively, so that a significant and, above all, dynamic increase in the cathode bypass mass flow KBM can be seen in Figure 3. At the same time, the supply of anode feed gas AZG is also reduced on the anode section 120 side, for example, by partially closing a throttle valve (not explained in more detail).
Die Figur 4 zeigt, dass dieser Anstieg an Kathodenbypass-Massenstrom KBM die Beibehaltung der Kompressordrehzahl KD erlaubt. So bleibt die Kompressordrehzahl KD auch nach dem Zeitpunkt T1 konstant oder im Wesentlichen konstant wie dies die Figur 4 zeigt. Figure 4 shows that this increase in cathode bypass mass flow KBM allows the compressor speed KD to be maintained. Thus, the compressor speed KD remains constant or essentially constant even after time T1, as shown in Figure 4.
Die Figur 5 zeigt eine weitergehende Kontrollmöglichkeit. So bleibt die Kompressordrehzahl KD im Wesentlichen konstant während sich die Lastanforderung LA im normalen Bereich befindet. Zum Erreichen des Zeitpunktes T1 wird nun ähnlich zur Figur 3 und 4 wieder durch Öffnen des Kathodenbypassventils 142 der gewünschte Kathodenbypass-Massenstrom KBM erzeugt und erhöht. Durch das Reduzieren der Figure 5 shows a more extensive control option. The compressor speed KD remains essentially constant while the load demand LA remains within the normal range. At time T1, similar to Figures 3 and 4, the desired cathode bypass mass flow KBM is generated and increased by opening the cathode bypass valve 142. By reducing the
Kompressordrehzahl KD, ebenfalls ab dem Zeitpunkt T1, kann nun jedoch schrittwei-Compressor speed KD, also from time T1, can now be adjusted step by step.
se oder kontinuierlich über den weiteren Zeitverlauf das Kathodenbypassventil 142 se or continuously over the further course of time the cathode bypass valve 142
wieder geschlossen werden, sodass dementsprechend in der Figur 5 über die Zeit be closed again, so that accordingly in Figure 5 over time
der Kathodenbypass-Massenstrom KBM wieder sinkt. the cathode bypass mass flow KBM decreases again.
Die Figur 6 bildet die Variante der Figur 5 nochmals weiter. So wird hier ab dem Zeitpunkt T1 über eine Wartezeit WT abgewartet, ob es sich hier um eine temporäre oder eine andauernde Reduktion der Lastanforderung LA handelt. Da hier die Lastanforderung LA länger bleibt, wird nach der Wartezeit WT zum Zeitpunkt T2 nun ein Reduzieren der Kompressordrehzahl KD ähnlich der Figur 5 durchgeführt, sodass auch hier wieder der Kathodenbypass-Massenstrom KBM heruntergeregelt werden kann durch ein entsprechendes Schließen des Kathodenbypassventils 142. Figure 6 further develops the variant of Figure 5. Starting at time T1, a waiting period WT is used to determine whether the reduction in load demand LA is temporary or permanent. Since the load demand LA remains longer here, after the waiting period WT, at time T2, the compressor speed KD is reduced similarly to Figure 5, so that the cathode bypass mass flow KBM can be reduced again by closing the cathode bypass valve 142 accordingly.
Die Figur 7 zeigt eine Variante der temporären Ausbildung der kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung LA. Hier wird ähnlich den Figuren 3 bis 6 wieder die Reduktion der Lastanforderung LA kurzfristig zum Zeitpunkt T1 erfasst und durch Öffnen des Kathodenbypassventils 142 der Kathodenbypass-Massenstrom KBM erzeugt. Zum Zeitpunkt T2 erfolgt ein Erfassen der wieder erhöhten Lastanforderung LA, sodass diese temporäre Reduktion damit als beendet angesehen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt T2 wird das Kathodenbypassventil 142 wieder zumindest teilweise geschlossen, sodass entsprechend auch der Kathodenbypass-Massenstrom KBM wieder auf den vorherigen Wert sinkt. Bei dieser Betriebsweise, wird, nicht dargestellt, insbesondere die Kompressordrehzahl KD konstant oder im Wesentlichen konstant gehalten. Figure 7 shows a variant of the temporary formation of the short-term, reduced load requirement LA. Here, similar to Figures 3 to 6, the reduction in the load requirement LA is again briefly detected at time T1, and the cathode bypass mass flow KBM is generated by opening the cathode bypass valve 142. At time T2, the increased load requirement LA is detected again, so that this temporary reduction can thus be considered to have ended. At this time T2, the cathode bypass valve 142 is at least partially closed again, so that the cathode bypass mass flow KBM also drops back to its previous value. In this operating mode, in particular the compressor speed KD is kept constant or essentially constant (not shown).
In der Figur 8 wird weitergehend das Brennstoffzellensystem 100 um eine Batterievorrichtung 200 ergänzt. Diese Batterievorrichtung 200 kann als elektrischer Pufferspeicher dienen, um bei Schwankungen in der Lastanforderung LA ein Ein- und Ausspeichern zu gewährleisten. Insbesondere kann in der Kontrollvorrichtung 10 nun der Ladezustand, wie auch die maximale Einspeicherkapazität, über eine Zeitspanne berücksichtig werden, um entsprechend die Batterievorrichtung 200 in die Reaktion auf eine kurzfristige, reduzierte Lastanforderung LA einzubeziehen. In Figure 8, the fuel cell system 100 is further supplemented by a battery device 200. This battery device 200 can serve as an electrical buffer storage device to ensure charging and discharging in the event of fluctuations in the load demand LA. In particular, the control device 10 can now take into account the state of charge, as well as the maximum storage capacity, over a period of time in order to accordingly include the battery device 200 in the response to a short-term, reduced load demand LA.
In der Figur 9 ist eine Möglichkeit dargestellt, wie eine kurzfristige, reduzierte Lastanforderung LA von einer nicht kurzfristigen, reduzierten Lastanforderung LA unterschieden werden kann. Hier ist als Grenzwert GW ein Steigungsgrenzwert angegeben, welcher die Steilheit der Reduktion der Lastanforderung LA als Parameter setzt. Figure 9 illustrates one way to distinguish a short-term, reduced load demand LA from a non-short-term, reduced load demand LA. Here, the limit value GW is a gradient limit value, which sets the steepness of the reduction in the load demand LA as a parameter.
Hier ist die Lastanforderung LA mit einem steilen Abfall versehen, sodass der Here the load requirement LA is provided with a steep drop, so that the
Grenzwert GW überschritten und entsprechend diese reduzierte Lastanforderung LA Limit value GW exceeded and accordingly this reduced load requirement LA
als kurzfristig definiert wird. is defined as short-term.
In der Figur 10 ist eine Alternative dazu dargestellt. Hier ist der Grenzwert GW als absoluter Grenzwert GW ausgebildet, welcher zum Zeitpunkt T1 in der Figur 10 unterschritte wird und damit die kurzfristige, reduzierte Lastanforderung definiert. An alternative is shown in Figure 10. Here, the limit value GW is defined as an absolute limit value GW, which is exceeded at time T1 in Figure 10 and thus defines the short-term, reduced load requirement.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. The above explanation of the embodiments describes the present invention exclusively by way of examples.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
10 Kontrollvorrichtung 20 Erfassungsmodul 30 Öffnungsmodul 10 Control device 20 Detection module 30 Opening module
100 Brennstoffzellensystem 110 Brennstoffzellenstapel 120 Anodenabschnitt 100 fuel cell system 110 fuel cell stack 120 anode section
122 Anodenzuführabschnitt 124 Anodenabführabschnitt 130 Kathodenabschnitt 122 Anode feed section 124 Anode discharge section 130 Cathode section
132 Kathodenzuführabschnitt 134 Kathodenabführabschnitt 136 Kompressorvorrichtung 140 Kathodenbypassabschnitt 142 Kathodenbypassventil 150 Gegendruckventil 132 Cathode supply section 134 Cathode discharge section 136 Compressor device 140 Cathode bypass section 142 Cathode bypass valve 150 Backpressure valve
200 Batterievorrichtung 200 battery device
300 Verbraucher 300 consumers
AZG Anodenzuführgas AZG anode feed gas
AAG Anodenabgas AAG anode exhaust gas
KZG Kathodenzuführgas KZG cathode feed gas
KAG Kathodenabgas KAG cathode exhaust
KBM Kathodenbypass-Massenstrom SBM Stapel-Massenstrom KBM cathode bypass mass flow SBM stack mass flow
LA Lastanforderung LA load requirement
KD Kompressordrehzahl GW Grenzwert KD compressor speed GW limit
WT Wartezeit WT waiting time
T1 Zeitpunkt 1 T1 Time 1
T2 Zeitpunkt 2 T2 Time 2
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| REJ | Rejection |
Effective date: 20251015 |