[go: up one dir, main page]

WO2024083629A1 - Method for controlling an electrical power supply system for a vehicle - Google Patents

Method for controlling an electrical power supply system for a vehicle Download PDF

Info

Publication number
WO2024083629A1
WO2024083629A1 PCT/EP2023/078350 EP2023078350W WO2024083629A1 WO 2024083629 A1 WO2024083629 A1 WO 2024083629A1 EP 2023078350 W EP2023078350 W EP 2023078350W WO 2024083629 A1 WO2024083629 A1 WO 2024083629A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel cell
battery
power
output power
charge
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/078350
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Georg Mallebrein
Markus BRENK
Martin Schulte Moenting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2024083629A1 publication Critical patent/WO2024083629A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/75—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using propulsion power supplied by both fuel cells and batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • 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
    • 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
    • H01M8/04947—Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/62—Vehicle position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an electrical supply system for a vehicle
  • Fuel cell vehicles can be useful as alternatives to battery-electric vehicles, particularly in the commercial vehicle sector, as they enable longer ranges.
  • hydrogen consumption plays a dominant role alongside questions of aging and purchase price.
  • the operating strategy which controls the interaction of a battery and a fuel cell, also has a major influence here. This applies to consumption, the aging of components and ultimately also to performance. So-called de-rating, with which the drive power is reduced during operation due to external influences and boundary conditions - such as high ambient temperatures, steep inclines of the road - should be avoided as far as possible when operating the vehicle.
  • Cooling vehicles with a fuel cell is a challenge in contrast to vehicles with pure battery drive, since the fuel cell, in contrast to the battery, only has an efficiency of around 50% under high load, compared to a battery that has at least around 90% efficiency.
  • cooling must be carried out at a level of max. 85°C, which would therefore require a larger cooling surface than in a diesel-powered truck or, as described above, would lead to a de-rating.
  • the commercial vehicle is, for example, a truck weighing 40 tonnes, a required drive power of 100 to 120 kW can be assumed for driving on level ground at around 85 km/h.
  • Power cells can deliver and absorb a relatively high power in relation to their energy content, but are expensive and have a lower energy density than other cell types.
  • Energy cells such as those used in battery-electric vehicles, on the other hand, have a high energy density but can only deliver a limited power in relation to the storable energy content. If a battery is relatively empty, the power output can be significantly reduced, particularly in the last 20% of its charge. If it is relatively fully charged, however, its maximum power consumption is greatly reduced, which can limit the recuperation capability.
  • a fuel cell system has a poor efficiency at a low power output of less than approximately 15% to 20% of the maximum power due to the consumption of the auxiliary units, and reaches a fairly high efficiency in the range of 15% - 50% of the maximum power, and then shows a decreasing efficiency again at high power outputs due to increasingly lower stack voltage. If possible, operation in the efficiency-optimal range should be aimed for.
  • the state of the art knows a number of power-split operating strategies for fuel cell vehicles, the task of which is to determine a target output of the fuel cell system so that consumption is as low as possible, the state of charge moves within a specified interval and performance is optimized. These methods allow the state of charge to be changed, but in the long term aim to keep the state of charge in a certain constant window - for example 40% to 60%.
  • a method for controlling an electrical supply system for a vehicle comprising detecting a target power requested by the electrical supply system, controlling the fuel cell system to provide a required fuel cell output power and extracting a required battery output power, which together result in the detected target power, Determining a current geographical altitude of the vehicle and/or a planned geographical altitude change for the vehicle, and selecting a target state of charge of the at least one battery, wherein the target state of charge of the at least one battery decreases with increasing geographical altitude and increases again with decreasing geographical altitude.
  • the method according to the invention makes it possible to always operate the fuel cell system in an optimal operating range, in that a sufficient battery charge can contribute a temporarily missing electrical power share that cannot be completely covered by the fuel cell system operated in the optimal operating range.
  • a target charge level dependent on the geographical altitude is specified, so that when driving over hilly terrain, for example, the energy content provided by the at least one battery can be used much better.
  • the target charge level is selected to be higher the lower the geographical depth of the vehicle.
  • This method is particularly suitable for heavy vehicles, since the potential energy is particularly high compared to the energy that must be applied to overcome driving resistance.
  • the extent to which the target state of charge is made altitude-dependent depends, among other things, on the size of the at least one battery, its state of aging, the performance of the fuel cell, the load of the vehicle and the expected geographical altitudes or altitude differences at which the vehicle is operated.
  • the fuel cell output power is determined in such a way that a specified minimum value of an output power-dependent fuel cell efficiency is not undercut.
  • the fuel cell system can therefore be operated in a good efficiency range and temporarily powered by the battery system
  • the proportion of power provided by the battery system is determined by the specified minimum value of the fuel cell efficiency and, of course, the electrical power requirement of the drive train.
  • the electrical power requirement of the drive train depends in particular on the load of the vehicle and the altitude profile to be covered.
  • the required fuel cell output power is in a range from 10% to 60% and preferably from 15% to 50% of a maximum fuel cell output power.
  • the fuel cell system could essentially consist of a fuel cell stack, an air system with compressor, a hydrogen supply system and a cooling system.
  • the compressor power, the cooling system power, the power for operating the hydrogen system, a control unit and the power of other auxiliary units must also be taken into account for the power balance.
  • the overall system efficiency of the fuel cell system is calculated from the fuel cell stack efficiency and the power of the auxiliary units.
  • the fuel cell stack efficiency is very good, but the auxiliary units could worsen the balance, so that the overall efficiency is poor at low system powers.
  • the voltage of the fuel cell stack drops and its efficiency deteriorates.
  • the costs of compressing the air and cooling further reduce the system efficiency.
  • the maximum efficiency of the fuel cell system could be between 20% and 30% of the maximum output of the fuel cell system. The performance limits mentioned limit the efficiency to a sufficiently high range.
  • the method further comprises determining a current state of charge of the at least one battery, wherein the The fuel cell system is controlled in such a way that the at least one battery is charged to the target charge level using a portion of the fuel cell output power.
  • the fuel cell system is operated at a higher power than is necessary to maintain ferry operation. The power could be selected to be so high that the at least one battery is set to a target state.
  • the battery's charge level is also increased by recuperation. If the battery's charge level exceeds the altitude-dependent target value, the fuel cell system should also be operated at a lower power level, but preferably not at such a low power level that the efficiency of the overall system drops significantly compared to the optimum value. In some cases, this can also mean that the fuel cell system or at least one stack has to be switched off completely.
  • the fuel cell system is controlled in such a way that a predetermined power reserve is generated for the fuel cell output power. If the target charge level of the at least one battery has not yet been reached, the fuel cell system is consequently operated in such a way that the at least one battery is charged, but a certain power gap is maintained until a limit output power with sufficient efficiency is reached.
  • This power gap which is referred to as the power reserve of the electrical supply system, can depend on the type and size of the vehicle as well as the geographical altitude and the current charge level of the battery.
  • the power reserve is achieved by adapting the target charge level of the battery to the driving profile.
  • the invention further relates to an electrical supply system for a vehicle, comprising a fuel cell system with at least one fuel cell stack, a battery system coupled to the fuel cell system with at least one battery, and a control device, wherein the control device is designed to detect a target power requested by the electrical supply system, control the fuel cell system to provide a required Fuel cell output power and extracting a required battery output power, which together result in the detected target power, determining a current geographical altitude of the vehicle and/or a planned geographical altitude change for the vehicle, and selecting a target state of charge of the at least one battery, wherein the target state of charge of the at least one battery decreases with increasing geographical altitude and increases with decreasing geographical altitude.
  • control unit is designed to determine the fuel cell output power in such a way that a predetermined minimum value of an output power-dependent fuel cell efficiency is not undercut.
  • control unit is designed to control the fuel cell system such that the required fuel cell output power is in a range from 10% to 60% and preferably from 15% to 50% of a maximum fuel cell output power.
  • control unit is designed to detect a current charge state of the at least one battery and to control the fuel cell system in such a way that the at least one battery is regulated to the target charge state by a portion of the fuel cell output power.
  • control unit is designed to control the fuel cell system in such a way that a predetermined power reserve is generated for the fuel cell output power or that the fuel cell system is regulated down to a minimum power or is switched off completely when the target charge state is reached or exceeded, for example in a traffic jam or in city traffic when the power requirement of the drive is low.
  • Figure 1 shows a method
  • Figures 2a and 2b are diagrams of the fuel cell output power as a function of the target power for the drive train
  • Fig. 4a to 4c Diagrams of the fuel cell output power as a function of the target power for the drive train for three exemplary cases
  • Fig. 5 is a schematic representation of a supply system.
  • Fig. 1 shows a schematic, block-based representation of a method for controlling an electrical supply system for a vehicle, wherein the supply system comprises a fuel cell system with at least one fuel cell stack and a battery system coupled to the fuel cell system with at least one battery.
  • the method comprises, by way of example, detecting 2 a target power requested by the electrical supply system, controlling 4 the fuel cell system to provide a required fuel cell output power and removing 6 a required battery output power, which together result in the detected target power.
  • a current geographical altitude of the vehicle and/or a planned geographical altitude change for the vehicle is detected 8 and a target charge state of the at least one battery is selected 10. This decreases with increasing geographical altitude and increases with increasing geographical altitude change.
  • the method further comprises, by way of example, determining 12 a current state of charge of the at least one battery, wherein the control 4 of the fuel cell system is carried out such that the at least one battery is charged to the target state of charge by a portion of the fuel cell output power.
  • Fig. 2a and 2b each show a fuel cell output power Pfcs as a function of a target power P s of the drive train.
  • the respective optimal fuel cell output power Pfcs is shown here with a solid line.
  • the recorded state of charge of the at least one battery is too low, so that the fuel cell output power is increased to provide sufficient charging power. This is shown with a dashed line.
  • a high coolant temperature is recorded, so that the optimal fuel cell output power is reduced in some areas. This is also shown with a dashed line.
  • a target power curve can be generated for both the fuel cell system and the battery system, whereby system variables are included which include, among other things, the current charge level of the battery and, for example, a coolant temperature of the fuel cell system.
  • system variables include, among other things, the current charge level of the battery and, for example, a coolant temperature of the fuel cell system.
  • the dependence on a current charge level can support control of the fuel cell system to achieve a desired target charge level, with only a small deviation of the fuel cell efficiency from the optimum.
  • the state of the art threatens overheating or de-rating.
  • the coolant temperature can be kept somewhat lower and thus a reserve for very high power requirements can be created.
  • a difference between the target power Ps and the optimal fuel cell output corresponds to the required battery output; it can be positive and leads to the discharging of at least one battery, or negative and leads to the charging of at least one battery.
  • the available battery output power is limited by the static and dynamic limits of the battery. Fig. 3a and 3b show the formation of these limits.
  • the target state of charge or the battery output power can also be shifted depending on the geographical altitude, as explained above. The altitude dependency ensures that the supply system has sufficient power reserves for at least one battery in the discharge and charge direction for uphill and downhill driving.
  • Fig. 3a shows schematically and block-based the selection of the lower value of a maximum possible battery output power Pbiim and a charging power Pb dependent on a height h and a current state of charge SOC to support the fuel cell system and to reach the target state of charge as the maximum battery output power Pbmax.
  • Fig. 3b shows schematically and block-based the selection of the lower value of a maximum possible battery charging power Pbciim and a charging power Pbc to achieve the target state of charge as the maximum battery charging power Pbcmax.
  • the target power P s of the drive train is added to the maximum battery charging power Pbcmax to obtain an unlimited target power for the fuel cell system. This can then be limited to protect the fuel cell system from overheating or to ensure that the fuel cell power does not fall below a minimum until a start-stop mechanism switches off the fuel cell system.
  • Fig. 4a to 4c show three typical cases, particularly in Fig. 2a and 2b.
  • the state of charge SOC is in the middle range and the at least one battery can provide maximum support to the fuel cell system in both directions.
  • An upper characteristic curve for the target power of the fuel cell system which symbolizes a maximum possible charging power of the battery 14 and a lower characteristic curve for the target power of the Fuel cell system, which symbolizes a maximum possible battery output power 16, are plotted against the target power Ps.
  • the threshold Psmax represents a maximum system power
  • the threshold Psmin a maximum recuperation power when the fuel cell system is switched off.
  • An optimal fuel cell output power Pfcso is shown as a solid line.
  • the characteristic curve 14 and the characteristic curve 16 limit to an available maximum charging power 18 and to an available maximum battery output power 20.
  • a point of maximum efficiency 22 is shown at a point at which neither the at least one battery is being charged nor power is being output by the at least one battery. Ideally, it is assumed that this point is reached when driving at a constant speed on the level at 85 km/h. In this case, the at least one battery is neither charged nor discharged and can support the fuel cell system very well in both directions, for example when accelerating or decelerating.
  • Fig. 5 shows an exemplary representation of an electrical supply system 24 with a fuel cell system 26 with several fuel cell stacks 28, a battery system 30 coupled to the fuel cell system 26 with batteries 32 and a control unit 34 connected thereto, which is designed to carry out the method described above. It is understood that the fuel cell system 26 also has a cooling system (not shown here). The battery system 30 can be thermally connected thereto or have a separate cooling system.
  • the altitude-dependent target charge level is determined from the expected altitude profile and the load of the vehicle (power curve) can be determined.
  • a SOC-dependent maximum input power of the battery and a maximum output power of the battery can be calculated and the system power can be limited to the sum of the limited fuel cell power and the limited battery power.
  • at least one stack of the fuel cell system can be switched off if the target power for the fuel cell system is so small that an at least predetermined efficiency would be undercut.
  • the battery can be regulated to the target SOC by limiting the charging and discharging power to a SOC and altitude-dependent value (Fig. 3).

Landscapes

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

Abstract

A method for controlling an electrical power supply system for a vehicle is proposed, wherein the power supply system comprises a fuel cell system having at least one fuel cell stack and comprises a battery system, coupled to the fuel cell system, having at least one battery, the method involving sensing a setpoint output demanded by the electrical power supply system, actuating the fuel cell system to provide a required fuel cell power output and drawing a required battery power output which together result in the sensed setpoint output, determining an instantaneous geographic altitude of the vehicle and/or a planned change in geographic altitude for the vehicle, and selecting a target state of charge of the at least one battery, wherein the target state of charge of the at least one battery drops as the geographic altitude increases and rises as the geographic altitude decreases.

Description

Beschreibung Description

Titel: Title:

Verfahren zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems für ein Fahrzeug Method for controlling an electrical supply system for a vehicle

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems für ein Fahrzeug The present invention relates to a method for controlling an electrical supply system for a vehicle

Stand der Technik State of the art

Brennstoffzellenfahrzeuge können als Alternativen zu batterieelektrischen Fahrzeugen insbesondere im Bereich der Nutzfahrzeuge sinnvoll sein, da hiermit höhere Reichweiten möglich sind. Der Verbrauch von Wasserstoff spielt bei einer Gesamtkostenbetrachtung eines entsprechenden Fahrzeugs neben Fragen der Alterung und des Anschaffungspreises eine dominierende Rolle. Hierbei hat auch die Betriebsstrategie, die unter anderem das Zusammenspiel einer Batterie und einer Brennstoffzelle steuert, einen großen Einfluss. Dies gilt für den Verbrauch, die Alterung der Komponenten und letztlich auch für die Leistungsfähigkeit. Ein sogenanntes De-Rating, mit der die Antriebsleistung aufgrund von äußeren Einflüssen und Randbedingungen - wie hohe Umgebungstemperaturen, starke Steigung der Straße - während des Betriebs reduziert wird, sollte bei dem Betrieb des Fahrzeugs so weit wie möglich vermieden werden. Die Kühlung von Fahrzeugen mit einer Brennstoffzelle ist im Gegensatz zu Fahrzeugen mit reinem Batterieantrieb eine Herausforderung, da die Brennstoffzelle im Gegensatz zur Batterie im Hochlastfall nur einen Wirkungsgrad von etwa 50% aufweist, verglichen mit einer Batterie, die mindestens etwa 90% Wirkungsgrad hat. Die Kühlung muss im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor, der etwa gleich viel Wärme an das Kühlsystem abgibt auf einem Niveau von max. 85°C erfolgen, was somit eine größere Kühlfläche als bei einem Diesel betriebenen LKW erfordern würde oder aber, wie oben beschrieben, zu einem De-Rating führt . Ist das Nutzfahrzeug beispielsweise ein LKW mit einem Gewicht von 40t, kann von einer geforderten Antriebsleistung von 100 bis 120 kW für eine Fahrt auf einer Ebene mit etwa 85 km/h ausgegangen werden. Diese ist an Steigungen deutlich größer und könnte auf ein Maximum des Antriebsstranges, etwa 400 kW, ansteigen. Bei größeren Steigungen kann dies dazu führen, dass die genannte Geschwindigkeit nicht mehr gehalten werden kann und schließlich abfällt. Bei hohen Umgebungstemperaturen kann die Kühlleistung des Kühlsystems möglicherweise nicht mehr ausreichen und es könnte das genannte De-Rating eingeleitet werden, was dann die zur Verfügung stehende elektrische Leistung unter 400 kW reduziert und so zu einer weiteren Verringerung der Geschwindigkeit führt. Eine mögliche Abhilfe ergibt sich, indem elektrische Leistung aus einer Batterie zugesteuert wird, sodass nicht die maximale Leistung des Brennstoffzellensystems benötigt wird oder es sogar kleiner dimensioniert werden könnte. Fuel cell vehicles can be useful as alternatives to battery-electric vehicles, particularly in the commercial vehicle sector, as they enable longer ranges. When considering the total costs of a corresponding vehicle, hydrogen consumption plays a dominant role alongside questions of aging and purchase price. The operating strategy, which controls the interaction of a battery and a fuel cell, also has a major influence here. This applies to consumption, the aging of components and ultimately also to performance. So-called de-rating, with which the drive power is reduced during operation due to external influences and boundary conditions - such as high ambient temperatures, steep inclines of the road - should be avoided as far as possible when operating the vehicle. Cooling vehicles with a fuel cell is a challenge in contrast to vehicles with pure battery drive, since the fuel cell, in contrast to the battery, only has an efficiency of around 50% under high load, compared to a battery that has at least around 90% efficiency. Compared to a combustion engine, which releases about the same amount of heat to the cooling system, cooling must be carried out at a level of max. 85°C, which would therefore require a larger cooling surface than in a diesel-powered truck or, as described above, would lead to a de-rating. If the commercial vehicle is, for example, a truck weighing 40 tonnes, a required drive power of 100 to 120 kW can be assumed for driving on level ground at around 85 km/h. This is significantly greater on inclines and could rise to a maximum of the drive train, around 400 kW. On steeper inclines, this can mean that the speed mentioned can no longer be maintained and eventually drops. At high ambient temperatures, the cooling capacity of the cooling system may no longer be sufficient and the aforementioned de-rating could be initiated, which then reduces the available electrical power to below 400 kW and thus leads to a further reduction in speed. One possible remedy is to supply electrical power from a battery so that the maximum power of the fuel cell system is not required or it could even be dimensioned smaller.

Bei der Wahl einer geeigneten Batterie hat dies Auswirkungen auf verschiedene Batterieparameter, etwa auf die Nenngröße von Batteriezellen und/oder deren Typ. Leistungszellen können eine relativ hohe Leistung bezogen auf ihren Energieinhalt abgeben und aufnehmen, sind jedoch kostenintensiv und weisen eine geringere Energiedichte als andere Zelltypen auf. Energiezellen, wie sie etwa für batterieelektrische Fahrzeuge eingesetzt werden, weisen hingegen eine hohe Energiedichte auf, können jedoch nur eine begrenzte Leistung bezogen auf den speicherbaren Energieinhalt abgeben. Ist eine Batterie relativ leer, so kann sich die Leistungsabgabe insbesondere in den letzten 20% Ladezustand signifikant reduzieren. Ist sie indes relativ vollgeladen, so reduziert sich ihre maximale Leistungsaufnahme stark, was die Rekuperationsfähigkeit einschränken kann. When choosing a suitable battery, this has an impact on various battery parameters, such as the nominal size of battery cells and/or their type. Power cells can deliver and absorb a relatively high power in relation to their energy content, but are expensive and have a lower energy density than other cell types. Energy cells, such as those used in battery-electric vehicles, on the other hand, have a high energy density but can only deliver a limited power in relation to the storable energy content. If a battery is relatively empty, the power output can be significantly reduced, particularly in the last 20% of its charge. If it is relatively fully charged, however, its maximum power consumption is greatly reduced, which can limit the recuperation capability.

Von einem Brennstoffzellensystem ist bekannt, dass es bei einer geringen Leistungsabgabe von kleiner ca. 15% bis 20% der Maximalleistung auf Grund des Verbrauchs der Nebenaggregate einen schlechten Wirkungsgrad aufweist und im Bereich 15% - 50% der Maximalleistung einen recht hohen Wirkungsgrad erreicht und wegen zunehmend geringerer Stackspannung bei hohen Leistungsabgaben wieder einen abnehmenden Wirkungsgrad zeigt. Es ist nach Möglichkeit ein Betrieb im effizienzoptimalen Bereich anzustreben. Dies sind Randbedingungen, die für die Auslegung und die Betriebsstrategie eines mit einem Brennstoffzellensystem angetriebenen Fahrzeugs sehr relevant sind. Der Stand der Technik kennt eine Reihe von Power-Split Betriebsstrategien für Brennstoffzellenfahrzeuge, die zur Aufgabe haben, eine Soll-Leistung des Brennstoffzellensystems zu ermitteln, sodass der Verbrauch möglichst niedrig ist, sich der Ladezustand in einem vorgegebenen Intervall bewegt und die Leistungsfähigkeit optimiert wird. Diese Verfahren erlauben eine Veränderung des Ladezustands, zielen jedoch langfristig darauf ab, den Ladezustand in einem bestimmten konstanten Fenster - beispielsweise 40% bis 60% - zu halten. It is known that a fuel cell system has a poor efficiency at a low power output of less than approximately 15% to 20% of the maximum power due to the consumption of the auxiliary units, and reaches a fairly high efficiency in the range of 15% - 50% of the maximum power, and then shows a decreasing efficiency again at high power outputs due to increasingly lower stack voltage. If possible, operation in the efficiency-optimal range should be aimed for. These are boundary conditions that are very relevant for the design and operating strategy of a vehicle powered by a fuel cell system. The state of the art knows a number of power-split operating strategies for fuel cell vehicles, the task of which is to determine a target output of the fuel cell system so that consumption is as low as possible, the state of charge moves within a specified interval and performance is optimized. These methods allow the state of charge to be changed, but in the long term aim to keep the state of charge in a certain constant window - for example 40% to 60%.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Regeln eines Brennstoffzellensystems für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem eine Berücksichtigung der Leistungsgrenzen (stationär und dynamisch) einer Batterie, sowie eine Regelung der Ladezustands der Batterie bei gleichzeitig verbrauchsoptimalem Betrieb des Gesamtsystems und gleichzeitiger Aufrechterhaltung der maximalen Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems mit minimalem De-Rating unter möglichst vielen Betriebsbedingungen ermöglicht wird. It is an object of the invention to provide an improved method for controlling a fuel cell system for a vehicle, which allows consideration of the performance limits (stationary and dynamic) of a battery, as well as control of the state of charge of the battery while simultaneously operating the overall system in a consumption-optimized manner and simultaneously maintaining the maximum performance of the overall system with minimal de-rating under as many operating conditions as possible.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen. The object is achieved by a method having the features of independent claim 1. Advantageous embodiments and further developments can be found in the subclaims and the following description.

Es wird ein Verfahren zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei das Versorgungssystem ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einem Brennstoffzellenstapel und ein mit dem Brennstoffzellensystem gekoppeltes Batteriesystem mit mindestens einer Batterie umfasst, das Verfahren aufweisend Erfassen einer von dem elektrischen Versorgungssystem angeforderten Soll-Leistung, Ansteuern des Brennstoffzellensystems zum Bereitstellen einer erforderlichen Brennstoffzellenabgabeleistung und Entnehmen einer erforderlichen Batterieabgabeleistung, die zusammen die erfasste Soll-Leistung ergeben, Ermitteln einer momentanen geographischen Höhe des Fahrzeugs und/oder einer geplanten geographischen Höhenänderung für das Fahrzeug, und Auswählen eines Zielladezustands der mindestens einen Batterie, wobei der Zielladezustand der mindestens einen Batterie mit größer werdender geographischer Höhe sinkt und mit einer kleiner werdenden geographischen Höhe wieder steigt. A method for controlling an electrical supply system for a vehicle is proposed, wherein the supply system comprises a fuel cell system with at least one fuel cell stack and a battery system coupled to the fuel cell system with at least one battery, the method comprising detecting a target power requested by the electrical supply system, controlling the fuel cell system to provide a required fuel cell output power and extracting a required battery output power, which together result in the detected target power, Determining a current geographical altitude of the vehicle and/or a planned geographical altitude change for the vehicle, and selecting a target state of charge of the at least one battery, wherein the target state of charge of the at least one battery decreases with increasing geographical altitude and increases again with decreasing geographical altitude.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, das Brennstoffzellensystem stets in einem optimalen Betriebsbereich zu betreiben, indem durch eine ausreichende Batterieladung ein temporär fehlender elektrischer Leistungsanteil beigesteuert werden kann, der von dem in dem optimalen Betriebsbereich betriebenen Brennstoffzellensystem temporär nicht vollständig gedeckt werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein von der geographischen Höhe abhängiger Zielladezustand vorgegeben, sodass bei Fahrten beispielsweise über hügeliges Gelände der von der mindestens einen Batterie bereitstellbare Energieinhalt deutlich besser ausnutzbar ist. Je höher sich das Fahrzeug befindet, desto niedriger ist der Zielladezustand. In diesem Fall ist es nicht sonderlich wahrscheinlich, dass lange Phasen mit hohem Leistungsbedarf für eine Bergfahrt folgen, und es werden eher höhere Rekuperationsleistungen erwartet. Im umgekehrten Fall wird der Zielladezustand mit geringerer geographischer Tiefe des Fahrzeugs höher gewählt. Dieses Verfahren ist insbesondere bei schweren Fahrzeugen geeignet, da die potentielle Energie gegenüber der Energie, die zur Überwindung von Fahrwiderständen aufgebracht werden muss, besonders groß ist. Das Maß, wie stark der Zielladezustand höhenabhängig gemacht wird, hängt unter anderem von der Größe der mindestens einen Batterie, ihrem Alterungszustand, der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle, der Beladung des Fahrzeugs und den erwarteten geographischen Höhen oder Höhenunterschieden ab, auf denen das Fahrzeug betrieben wird. The method according to the invention makes it possible to always operate the fuel cell system in an optimal operating range, in that a sufficient battery charge can contribute a temporarily missing electrical power share that cannot be completely covered by the fuel cell system operated in the optimal operating range. In the method according to the invention, a target charge level dependent on the geographical altitude is specified, so that when driving over hilly terrain, for example, the energy content provided by the at least one battery can be used much better. The higher the vehicle is, the lower the target charge level. In this case, it is not particularly likely that long phases with high power requirements for a mountain journey will follow, and higher recuperation performance is expected. In the opposite case, the target charge level is selected to be higher the lower the geographical depth of the vehicle. This method is particularly suitable for heavy vehicles, since the potential energy is particularly high compared to the energy that must be applied to overcome driving resistance. The extent to which the target state of charge is made altitude-dependent depends, among other things, on the size of the at least one battery, its state of aging, the performance of the fuel cell, the load of the vehicle and the expected geographical altitudes or altitude differences at which the vehicle is operated.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Brennstoffzellenabgabeleistung derart bestimmt, dass ein vorgesehener Mindestwert eines abgabeleistungsabhängigen Brennstoffzellenwirkungsgrads nicht unterschritten wird. Das Brennstoffzellensystem kann folglich in einem guten Wirkungsgradbereich betrieben werden und temporär durch das Batteriesystem unterstützt werden. Der Anteil der von dem Batteriesystem bereitgestellten Leistung wird durch den vorzugebenden Mindestwert des Brennstoffzellenwirkungsgrads und natürlich der elektrischen Leistungsanforderung des Antriebstranges bestimmt. Die elektrische Leistungsanforderung des Antriebsstranges hängt beim Betrieb eines LKW auf einer Langstrecke mit möglichst konstanter Geschwindigkeit insbesondere von der Beladung des Fahrzeugs und dem zu absolvierenden Höhenprofil ab. In an advantageous embodiment, the fuel cell output power is determined in such a way that a specified minimum value of an output power-dependent fuel cell efficiency is not undercut. The fuel cell system can therefore be operated in a good efficiency range and temporarily powered by the battery system The proportion of power provided by the battery system is determined by the specified minimum value of the fuel cell efficiency and, of course, the electrical power requirement of the drive train. When operating a truck on a long-distance journey at as constant a speed as possible, the electrical power requirement of the drive train depends in particular on the load of the vehicle and the altitude profile to be covered.

In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt die erforderliche Brennstoffzellenabgabeleistung in einem Bereich von 10% bis 60% und bevorzugt von 15% bis 50% einer maximalen Brennstoffzellenabgabeleistung. Hier ist zu erwarten, dass das Brennstoffzellensystem seinen höchsten Wirkungsgrad erzielen kann. Das Brennstoffzellensystem könnte im Wesentlichen aus einem Brennstoffzellenstapel, einem Luftsystem mit Verdichter, einem Wasserstoff- Versorgungssystem sowie einem Kühlsystem bestehen. Neben der gelieferten Leistung des Brennstoffzellenstapels und dessen Wirkungsgrad müssen zur Leistungsbilanz auch die Verdichterleistung, die Kühlsystemleistung, die Leistung zum Betrieb des Wasserstoffsystems, eines Steuergeräts und die Leistung anderer Nebenaggregate berücksichtigt werden. Der Gesamtsystemwirkungsgrad des Brennstoffzellensystems berechnet sich aus dem Brennstoffzellenstapelwirkungsgrad und der Leistung der Nebenaggregate. Bei sehr kleinen Systemleistungen ist der Brennstoffzellenstapel-Wirkungsgrad sehr gut, jedoch könnten die Nebenaggregate die Bilanz verschlechtern, sodass der gesamte Wirkungsgrad bei kleinen Systemleistungen schlecht ist. Bei hohen Systemleistungen sinkt die Spannung des Brennstoffzellenstapels und dessen Wirkungsgrad verschlechtert sich. Insbesondere Aufwendungen zum Verdichten der Luft und der Kühlung verschlechtern den Systemwirkungsgrad weiter. Ein Maximum des Brennstoffzellensystemwirkungsgrades könnte je nach Auslegung bei 20% bis 30% der Maximalleistung des Brennstoffzellensystems liegen. Die genannten Leistungsgrenzen beschränken den Wirkungsgrad auf einen ausreichend hohen Bereich. In an advantageous embodiment, the required fuel cell output power is in a range from 10% to 60% and preferably from 15% to 50% of a maximum fuel cell output power. Here it is expected that the fuel cell system can achieve its highest efficiency. The fuel cell system could essentially consist of a fuel cell stack, an air system with compressor, a hydrogen supply system and a cooling system. In addition to the power supplied by the fuel cell stack and its efficiency, the compressor power, the cooling system power, the power for operating the hydrogen system, a control unit and the power of other auxiliary units must also be taken into account for the power balance. The overall system efficiency of the fuel cell system is calculated from the fuel cell stack efficiency and the power of the auxiliary units. At very low system powers, the fuel cell stack efficiency is very good, but the auxiliary units could worsen the balance, so that the overall efficiency is poor at low system powers. At high system powers, the voltage of the fuel cell stack drops and its efficiency deteriorates. In particular, the costs of compressing the air and cooling further reduce the system efficiency. Depending on the design, the maximum efficiency of the fuel cell system could be between 20% and 30% of the maximum output of the fuel cell system. The performance limits mentioned limit the efficiency to a sufficiently high range.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner Ermitteln eines momentanen Ladezustands der mindestens einen Batterie, wobei das Brennstoffzellensystem derart angesteuert wird, dass die mindestens eine Batterie durch einen Teil der Brennstoffzellenabgabeleistung auf den Zielladezustand aufgeladen wird. Das Brennstoffzellensystem wird dabei mit einer höheren Leistung betrieben, als zur Aufrechterhaltung eines Fährbetriebs notwendig. Die Leistung könnte so hoch gewählt werden, dass die mindestens eine Batterie auf einen Zielzustand eingestellt wird. In an advantageous embodiment, the method further comprises determining a current state of charge of the at least one battery, wherein the The fuel cell system is controlled in such a way that the at least one battery is charged to the target charge level using a portion of the fuel cell output power. The fuel cell system is operated at a higher power than is necessary to maintain ferry operation. The power could be selected to be so high that the at least one battery is set to a target state.

Der Ladezustand der Batterie wird auch durch Rekuperation erhöht. Übersteigt der Ladezustand der Batterie den höhenabhängigen Sollwert, so soll das Brennstoffzellensystem auch mit einer geringeren Leistung betrieben werden, jedoch vorteilhafter Weise nicht mit so einer geringen Leistung, dass der Wirkungsgrad des Gesamtsystems gegenüber dem Bestwert deutlich absinkt. Dies kann in einigen Fällen auch dazu führen, dass das Brennstoffzellensystem beziehungsweise mindestens ein Stack ganz abgeschaltet werden muss. The battery's charge level is also increased by recuperation. If the battery's charge level exceeds the altitude-dependent target value, the fuel cell system should also be operated at a lower power level, but preferably not at such a low power level that the efficiency of the overall system drops significantly compared to the optimum value. In some cases, this can also mean that the fuel cell system or at least one stack has to be switched off completely.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Brennstoffzellensystem derart angesteuert, dass eine vorbestimmte Leistungsreserve für die Brennstoffzellenabgabeleistung erzeugt wird. Sollte der Zielladezustand der mindestens einen Batterie noch nicht erreicht sein, wird das Brennstoffzellensystem folglich so betrieben, dass ein Aufladen der mindestens einen Batterie erfolgt, jedoch bis zum Erreichen einer grenzwertigen Abgabeleistung mit noch ausreichendem Wirkungsgrad ein gewisser Leistungsabstand eingehalten wird. Dieser Leistungsabstand, der als Leistungsreserve des elektrischen Versorgungssystems bezeichnet wird, kann von der Art und Größe des Fahrzeugs und ebenso der geographischen Höhe und dem aktuellen Ladezustand der Batterie abhängig sein. Die Leistungsreserve wird dadurch erreicht, dass der Zielladezustand der Batterie an das Fahrprofil angepasst wird. In an advantageous embodiment, the fuel cell system is controlled in such a way that a predetermined power reserve is generated for the fuel cell output power. If the target charge level of the at least one battery has not yet been reached, the fuel cell system is consequently operated in such a way that the at least one battery is charged, but a certain power gap is maintained until a limit output power with sufficient efficiency is reached. This power gap, which is referred to as the power reserve of the electrical supply system, can depend on the type and size of the vehicle as well as the geographical altitude and the current charge level of the battery. The power reserve is achieved by adapting the target charge level of the battery to the driving profile.

Die Erfindung betrifft analog dazu ferner ein elektrisches Versorgungssystem für ein Fahrzeug, aufweisend ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einem Brennstoffzellenstapel, ein mit dem Brennstoffzellensystem gekoppeltes Batteriesystem mit mindestens einer Batterie, und ein Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, zum Erfassen einer von dem elektrischen Versorgungssystem angeforderten Soll-Leistung, Ansteuern des Brennstoffzellensystems zum Bereitstellen einer erforderlichen Brennstoffzellenabgabeleistung und Entnehmen einer erforderlichen Batterieabgabeleistung, die zusammen die erfasste Soll-Leistung ergeben, Ermitteln einer momentanen geographischen Höhe des Fahrzeugs und/oder einer geplanten geographischen Höhenänderung für das Fahrzeug, und Auswählen eines Zielladezustands der mindestens einen Batterie, wobei der Zielladezustand der mindestens einen Batterie mit größer werdender geographischer Höhe sinkt und mit kleiner werdende geographischen Höhe steigt. Analogously, the invention further relates to an electrical supply system for a vehicle, comprising a fuel cell system with at least one fuel cell stack, a battery system coupled to the fuel cell system with at least one battery, and a control device, wherein the control device is designed to detect a target power requested by the electrical supply system, control the fuel cell system to provide a required Fuel cell output power and extracting a required battery output power, which together result in the detected target power, determining a current geographical altitude of the vehicle and/or a planned geographical altitude change for the vehicle, and selecting a target state of charge of the at least one battery, wherein the target state of charge of the at least one battery decreases with increasing geographical altitude and increases with decreasing geographical altitude.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, die Brennstoffzellenabgabeleistung derart zu bestimmen, dass ein vorgesehener Mindestwert eines abgabeleistungsabhängigen Brennstoffzellenwirkungsgrads nicht unterschritten wird. In an advantageous embodiment, the control unit is designed to determine the fuel cell output power in such a way that a predetermined minimum value of an output power-dependent fuel cell efficiency is not undercut.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, das Brennstoffzellensystem derart anzusteuern, dass die erforderliche Brennstoffzellenabgabeleistung in einem Bereich von 10% bis 60% und bevorzugt von 15% bis 50% einer maximalen Brennstoffzellenabgabeleistung liegt. In an advantageous embodiment, the control unit is designed to control the fuel cell system such that the required fuel cell output power is in a range from 10% to 60% and preferably from 15% to 50% of a maximum fuel cell output power.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, einen momentanen Ladezustand der mindestens einen Batterie zu erfassen und das Brennstoffzellensystem derart anzusteuern, dass die mindestens eine Batterie durch einen Teil der Brennstoffzellenabgabeleistung auf den Zielladezustand eingeregelt wird. In an advantageous embodiment, the control unit is designed to detect a current charge state of the at least one battery and to control the fuel cell system in such a way that the at least one battery is regulated to the target charge state by a portion of the fuel cell output power.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, das Brennstoffzellensystem derart anzusteuern, dass eine vorbestimmte Leistungsreserve für die Brennstoffzellenabgabeleistung erzeugt wird oder aber, dass das Brennstoffzellensystem bis zu einer Mindestleistung herabgeregelt wird oder vollständig abgeschaltet wird, wenn der Zielladezustand erreicht oder überschritten ist, beispielsweise im Stau oder im Stadtverkehr bei geringer Leistungsanforderung des Antriebs. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt. In an advantageous embodiment, the control unit is designed to control the fuel cell system in such a way that a predetermined power reserve is generated for the fuel cell output power or that the fuel cell system is regulated down to a minimum power or is switched off completely when the target charge state is reached or exceeded, for example in a traffic jam or in city traffic when the power requirement of the drive is low. Further measures improving the invention are presented in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to figures.

Ausführungsbeispiele Examples of implementation

Es zeigt: It shows:

Figur 1 ein Verfahren, Figure 1 shows a method

Figur 2a und 2b Diagramme der Brennstoffzellenabgabeleistung als Funktion der Soll-Leistung für den Antriebsstrang, Figures 2a and 2b are diagrams of the fuel cell output power as a function of the target power for the drive train,

Figur 3a und 3b Bilden von statischen und dynamischen Grenzen der Batterieabgabeleistung und der Ladeleistung, Figure 3a and 3b Formation of static and dynamic limits of battery output power and charging power,

Fig. 4a bis 4c Diagramme der Brennstoffzellenabgabeleistung als Funktion der Soll-Leistung für den Antriebsstrang für drei exemplarische Fälle, und Fig. 4a to 4c Diagrams of the fuel cell output power as a function of the target power for the drive train for three exemplary cases, and

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Versorgungssystems. Fig. 5 is a schematic representation of a supply system.

Fig. 1 zeigt eine schematische, blockbasierte Darstellung eines Verfahrens zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems für ein Fahrzeug, wobei das Versorgungssystem ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einem Brennstoffzellenstapel und ein mit dem Brennstoffzellensystem gekoppeltes Batteriesystem mit mindestens einer Batterie umfasst. Das Verfahren weist exemplarisch Erfassen 2 einer von dem elektrischen Versorgungssystem angeforderten Soll-Leistung, Ansteuern 4 des Brennstoffzellensystems zum Bereitstellen einer erforderlichen Brennstoffzellenabgabeleistung und Entnehmen 6 einer erforderlichen Batterieabgabeleistung, die zusammen die erfasste Soll- Leistung ergeben, auf. Weiterhin wird eine momentane geographische Höhe des Fahrzeugs und/oder einer geplanten geographischen Höhenänderung für das Fahrzeug erfasst 8 und ein Zielladezustand der mindestens einen Batterie gewählt 10. Dieser sinkt mit größer werdender geographischer Höhe und steigt mit einer größer werdenden, geographischen Höhenänderung. Das Verfahren umfasst exemplarisch ferner Ermitteln 12 eines momentanen Ladezustands der mindestens einen Batterie, wobei das Ansteuern 4 des Brennstoffzellensystems derart durchgeführt wird, dass die mindestens eine Batterie durch einen Teil der Brennstoffzellenabgabeleistung auf den Zielladezustand aufgeladen wird. Fig. 1 shows a schematic, block-based representation of a method for controlling an electrical supply system for a vehicle, wherein the supply system comprises a fuel cell system with at least one fuel cell stack and a battery system coupled to the fuel cell system with at least one battery. The method comprises, by way of example, detecting 2 a target power requested by the electrical supply system, controlling 4 the fuel cell system to provide a required fuel cell output power and removing 6 a required battery output power, which together result in the detected target power. Furthermore, a current geographical altitude of the vehicle and/or a planned geographical altitude change for the vehicle is detected 8 and a target charge state of the at least one battery is selected 10. This decreases with increasing geographical altitude and increases with increasing geographical altitude change. The method further comprises, by way of example, determining 12 a current state of charge of the at least one battery, wherein the control 4 of the fuel cell system is carried out such that the at least one battery is charged to the target state of charge by a portion of the fuel cell output power.

Fig. 2a und 2b zeigen jeweils eine Brennstoffzellenabgabeleistung Pfcs in Abhängigkeit einer Sollleistung Psdes Antriebsstrangs. Die jeweils optimale Brennstoffzellenabgabeleistung Pfcs wird hier mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. In Fig. 2a ist der erfasste Ladezustand der mindestens einen Batterie zu niedrig, sodass die Brennstoffzellenabgabeleistung zum Bereitstellen einer ausreichenden Ladeleistung erhöht wird. Dies ist mit einer gestrichelten Linie gezeigt. In Fig. 2b ist indes eine hohe Kühlmitteltemperatur erfasst, sodass die optimale Brennstoffzellenabgabeleistung bereichsweise reduziert wird. Dies ist ebenso mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Fig. 2a and 2b each show a fuel cell output power Pfcs as a function of a target power P s of the drive train. The respective optimal fuel cell output power Pfcs is shown here with a solid line. In Fig. 2a, the recorded state of charge of the at least one battery is too low, so that the fuel cell output power is increased to provide sufficient charging power. This is shown with a dashed line. In Fig. 2b, however, a high coolant temperature is recorded, so that the optimal fuel cell output power is reduced in some areas. This is also shown with a dashed line.

Aus der Kenntnis der Sollleistung Ps und der Wirkungsgrade des Brennstoffzellensystems und des Batteriesystems kann eine Soll-Leistungskurve sowohl für das Brennstoffzellensystem als auch das Batteriesystem generiert werden, wobei hier Systemgrößen mit einbezogen werden, die unter anderem den aktuellen Ladezustand der Batterie und beispielsweise eine Kühlflüssigkeitstemperatur des Brennstoffzellensystems umfassen. Durch die Abhängigkeit von einem momentanen Ladezustand kann eine Regelung des Brennstoffzellensystems zum Erreichen eines gewünschten Zielladezustand unterstützt werden, mit lediglich geringer Abweichung des Brennstoffzellenwirkungsgrads vom Optimum. Bei hohen Kühlmitteltemperaturen droht im Stand der Technik eine Überhitzung bzw. ein De-Rating. Durch Verringerung der Brennstoffzellenabgabeleistung in einem mittleren Bereich durch Unterstützung durch das Batteriesystem kann die Kühlmitteltemperatur etwas niedriger gehalten werden und so eine Reserve für sehr hohe Leistungsbedarfe erzeugt werden. Eine Differenz aus der Sollleistung Ps und der optimalen Brennstoffzellenabgabeleistung entspricht der geforderten Batterieabgabeleistung, sie kann positiv sein und führt zum Entladen der mindestens einen Batterie, oder negativ, und führt zum Laden der mindestens einen Batterie. Die bereitstellbare Batterieabgabeleistung wird durch statische und dynamische Grenzen der Batterie begrenzt. Fig. 3a und 3b zeigen die Bildung dieser Grenzen. Um den Zielladezustand nach unten hin zu begrenzen, geht die maximale Batterieabgabeleistung bei niedrigen Ladezuständen schnell zurück. Der Zielladezustand bzw. die Batterieabgabeleistung kann jedoch auch in Abhängigkeit der geographischen Höhe verschoben werden, wie vorangehend dargelegt. Die Höhenabhängigkeit sichert dem Versorgungssystem für Bergauf- und Bergabfahrten eine ausreichende Leistungsreserve der mindestens einen Batterie in Entlade- und Laderichtung. From the knowledge of the target power Ps and the efficiency of the fuel cell system and the battery system, a target power curve can be generated for both the fuel cell system and the battery system, whereby system variables are included which include, among other things, the current charge level of the battery and, for example, a coolant temperature of the fuel cell system. The dependence on a current charge level can support control of the fuel cell system to achieve a desired target charge level, with only a small deviation of the fuel cell efficiency from the optimum. At high coolant temperatures, the state of the art threatens overheating or de-rating. By reducing the fuel cell output in a medium range with support from the battery system, the coolant temperature can be kept somewhat lower and thus a reserve for very high power requirements can be created. A difference between the target power Ps and the optimal fuel cell output corresponds to the required battery output; it can be positive and leads to the discharging of at least one battery, or negative and leads to the charging of at least one battery. The available battery output power is limited by the static and dynamic limits of the battery. Fig. 3a and 3b show the formation of these limits. In order to limit the target state of charge downwards, the maximum battery output power drops rapidly at low states of charge. However, the target state of charge or the battery output power can also be shifted depending on the geographical altitude, as explained above. The altitude dependency ensures that the supply system has sufficient power reserves for at least one battery in the discharge and charge direction for uphill and downhill driving.

Fig. 3a zeigt schematisch und blockbasiert die Auswahl des geringeren Werts aus einer maximal möglichen Batterieabgabeleistung Pbiim und einem von einer Höhe h und einem momentanen Ladezustand SOC abhängigen Ladeleistung Pb zum Unterstützen des Brennstoffzellensystems und zum Erreichen des Zielladezustands als maximale Batterieabgabeleistung Pbmax. Fig. 3a shows schematically and block-based the selection of the lower value of a maximum possible battery output power Pbiim and a charging power Pb dependent on a height h and a current state of charge SOC to support the fuel cell system and to reach the target state of charge as the maximum battery output power Pbmax.

Fig. 3b zeigt schematisch und blockbasiert die Auswahl des geringeren Werts aus einer maximal möglichen Batterieladeleistung Pbciim und einer Ladeleistung Pbc zum Erreichen des Zielladezustands als maximale Batterieladeleistung Pbcmax. Fig. 3b shows schematically and block-based the selection of the lower value of a maximum possible battery charging power Pbciim and a charging power Pbc to achieve the target state of charge as the maximum battery charging power Pbcmax.

Die Sollleistung Psdes Antriebsstrangs wird auf die maximale Batterieladeleistung Pbcmax.addiert, um eine unbegrenzte Sollleistung für das Brennstoffzellensystem zu erhalten. Diese kann anschließend begrenzt werden, um das Brennstoffzellensystem vor Überhitzung zu schützen, oder aber auch um eine minimale Brennstoffzellenleistung nicht zu unterschreiten, bis ein Start- Stopp-Mechanismus das Brennstoffzellensystem abschaltet. The target power P s of the drive train is added to the maximum battery charging power Pbcmax to obtain an unlimited target power for the fuel cell system. This can then be limited to protect the fuel cell system from overheating or to ensure that the fuel cell power does not fall below a minimum until a start-stop mechanism switches off the fuel cell system.

Fig. 4a bis 4c zeigen in Ergänzung zu den vorangehenden Ausführungen insbesondere in Fig. 2a und 2b drei typische Fälle. In addition to the preceding explanations, Fig. 4a to 4c show three typical cases, particularly in Fig. 2a and 2b.

In Fig. 4a ist der Ladezustand SOC im mittleren Bereich und die mindestens eine Batterie kann das Brennstoffzellensystem in beide Richtungen maximal unterstützen. Eine obere Kennlinie für die Soll-Leistung des Brennstoffzellensystems, die eine maximal mögliche Ladeleistung der Batterie symbolisiert 14 und eine untere Kennlinine, für die Soll-Leistung des Brennstoffzellensystems, die eine maximal mögliche Batterieabgabeleistung 16 symbolisiert, sind über die Sollleistung Ps aufgetragen. Die Schwelle Psmax stellt dabei eine maximale Systemleistung dar, die Schwelle Psmin eine maximale Rekuperationsleistung bei abgeschaltetem Brennstoffzellensystem. Eine optimale Brennstoffzellenabgabeleistung Pfcso ist als durchgezogene Linie eingezeichnet. Die Kennlinie 14 und die Kennlinie 16 begrenzen auf eine verfügbare maximale Ladeleistung 18 und auf eine verfügbare maximale Batterieabgabeleistung 20. Ein Punkt maximaler Effizienz 22 ist in einem Punkt gezeigt, in dem weder ein Laden der mindestens einen Batterie, noch eine Leistungsabgabe durch die mindestens eine Batterie erfolgt. Im Idealfall wird davon ausgegangen, dass dieser Punkt bei Konstantfahrt auf der Ebene mit 85 km/h erreicht wird. Die mindestens eine Batterie wird in diesem Fall weder geladen, noch entladen und kann das Brennstoffzellensystem in beide Richtungen sehr gut unterstützen, beispielsweise beim Beschleunigen oder Verzögern. In Fig. 4a, the state of charge SOC is in the middle range and the at least one battery can provide maximum support to the fuel cell system in both directions. An upper characteristic curve for the target power of the fuel cell system, which symbolizes a maximum possible charging power of the battery 14 and a lower characteristic curve for the target power of the Fuel cell system, which symbolizes a maximum possible battery output power 16, are plotted against the target power Ps. The threshold Psmax represents a maximum system power, the threshold Psmin a maximum recuperation power when the fuel cell system is switched off. An optimal fuel cell output power Pfcso is shown as a solid line. The characteristic curve 14 and the characteristic curve 16 limit to an available maximum charging power 18 and to an available maximum battery output power 20. A point of maximum efficiency 22 is shown at a point at which neither the at least one battery is being charged nor power is being output by the at least one battery. Ideally, it is assumed that this point is reached when driving at a constant speed on the level at 85 km/h. In this case, the at least one battery is neither charged nor discharged and can support the fuel cell system very well in both directions, for example when accelerating or decelerating.

In Fig. 4b ist der momentane Ladezustand recht gering, sodass die mindestens eine Batterie nur eine begrenzte Unterstützung leisten kann und die mögliche maximale Batterie und damit auch Systemleistung vergleichsweise gering ist. In Fig. 4b, the current state of charge is quite low, so that the at least one battery can only provide limited support and the possible maximum battery and thus also system performance is comparatively low.

In Fig. 4c ist indes der momentane Ladezustand recht hoch, sodass eine hohe Systemleistung möglich ist, aber die Rekuperationsleistung deutlich begrenzter ist. In Fig. 4c, however, the current state of charge is quite high, so that a high system performance is possible, but the recuperation performance is significantly more limited.

Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines elektrischen Versorgungssystems 24 mit einem Brennstoffzellensystem 26 mit mehreren Brennstoffzellenstapeln 28, ein mit dem Brennstoffzellensystem 26 gekoppeltes Batteriesystem 30 mit Batterien 32 und einem damit verbundenen Steuergerät 34, das dazu ausgebildet ist, das vorangehend geschilderte Verfahren auszuführen. Es versteht sich, dass das Brennstoffzellensystem 26 ebenso ein hier nicht dargestelltes Kühlsystem aufweist. Das Batteriesystem 30 kann hiermit thermisch verbunden sein oder ein separates Kühlsystem aufweisen. Fig. 5 shows an exemplary representation of an electrical supply system 24 with a fuel cell system 26 with several fuel cell stacks 28, a battery system 30 coupled to the fuel cell system 26 with batteries 32 and a control unit 34 connected thereto, which is designed to carry out the method described above. It is understood that the fuel cell system 26 also has a cooling system (not shown here). The battery system 30 can be thermally connected thereto or have a separate cooling system.

Im Übrigen sei darauf hingewiesen, dass der höhenabhängige Zielladezustand aus dem erwarteten Höhenprofil und der Beladung des Fahrzeugs (Leistungsverlauf) bestimmt werden kann. Eine SOC-abhängige maximale Aufnahmeleistung der Batterie und eine maximale Abgabeleistung der Batterie kann berechnet werden und die Systemleistung kann auf die Summe aus begrenzter Brennstoffzellenleistung und begrenzter Batterieleistung begrenzt werden. Es kann ferner mindestens ein Stack des Brennstoffzellensystems abgeschaltet werden, wenn die Soll-Leistung für das Brennstoffzellensystem so klein ist, dass ein mindestens vorgegebener Wirkungsgrad unterschritten werden würde. Die Batterie kann auf den Ziel SOC geregelt werden, indem die Lade- bzw. Entladeleistungen auf einen SOC und höhenabhängigen Wert begrenzt werden (Fig 3). Furthermore, it should be noted that the altitude-dependent target charge level is determined from the expected altitude profile and the load of the vehicle (power curve) can be determined. A SOC-dependent maximum input power of the battery and a maximum output power of the battery can be calculated and the system power can be limited to the sum of the limited fuel cell power and the limited battery power. Furthermore, at least one stack of the fuel cell system can be switched off if the target power for the fuel cell system is so small that an at least predetermined efficiency would be undercut. The battery can be regulated to the target SOC by limiting the charging and discharging power to a SOC and altitude-dependent value (Fig. 3).

Claims

Ansprüche Expectations 1. Verfahren zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems (24) für ein Fahrzeug, wobei das Versorgungssystem (24) ein Brennstoffzellensystem (26) mit mindestens einem Brennstoffzellenstapel (28) und ein mit dem Brennstoffzellensystem (26) gekoppeltes Batteriesystem (30) mit mindestens einer Batterie (32) umfasst, aufweisend: 1. A method for controlling an electrical supply system (24) for a vehicle, wherein the supply system (24) comprises a fuel cell system (26) with at least one fuel cell stack (28) and a battery system (30) coupled to the fuel cell system (26) with at least one battery (32), comprising: Erfassen (2) einer von dem elektrischen Versorgungssystem (24) angeforderten Soll-Leistung, Detecting (2) a target power requested by the electrical supply system (24), Ansteuern (4) des Brennstoffzellensystems (26) zum Bereitstellen einer erforderlichen Brennstoffzellenabgabeleistung und Entnehmen (6) einer erforderlichen Batterieabgabeleistung, die zusammen die erfasste Soll- Leistung ergeben, Controlling (4) the fuel cell system (26) to provide a required fuel cell output power and extracting (6) a required battery output power, which together result in the detected target power, Ermitteln (8) einer momentanen geographischen Höhe des Fahrzeugs und/oder einer geplanten geographischen Höhenänderung für das Fahrzeug, und Determining (8) a current geographical altitude of the vehicle and/or a planned geographical altitude change for the vehicle, and Auswählen (10) eines Zielladezustands der mindestens einen Batterie (32), wobei der Zielladezustand der mindestens einen Batterie (32) mit größer werdender geographischer Höhe sinkt und mit abnehmender geographischer Höhe steigt. Selecting (10) a target state of charge of the at least one battery (32), wherein the target state of charge of the at least one battery (32) decreases with increasing geographical altitude and increases with decreasing geographical altitude. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffzellenabgabeleistung derart bestimmt wird, dass ein vorgesehener Mindestwert eines abgabeleistungsabhängigen Brennstoffzellenwirkungsgrads nicht unterschritten wird. 2. The method according to claim 1, wherein the fuel cell output power is determined such that a predetermined minimum value of an output power-dependent fuel cell efficiency is not undercut. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erforderliche Brennstoffzellenabgabeleistung in einem Bereich von 10% bis 60% und bevorzugt von 15% bis 50% einer maximalen Brennstoffzellenabgabeleistung liegt. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Ermitteln (12) eines momentanen Ladezustands der mindestens einen Batterie (32), wobei das Brennstoffzellensystem (26) derart angesteuert wird, dass die mindestens eine Batterie (32) durch einen Teil der Brennstoffzellenabgabeleistung auf den Zielladezustand eingeregelt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the required fuel cell output power is in a range from 10% to 60% and preferably from 15% to 50% of a maximum fuel cell output power. 4. Method according to one of the preceding claims, further comprising determining (12) a current state of charge of the at least one battery (32), wherein the fuel cell system (26) is controlled such that the at least one battery (32) is regulated to the target state of charge by a portion of the fuel cell output power. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Brennstoffzellensystem (26) derart angesteuert wird, dass durch den geeignet eingestellten Ladezustand der Batterie eine vorbestimmte Leistungsreserve für das elektrische Versorgungssystem erzeugt wird. 5. Method according to one of the preceding claims, wherein the fuel cell system (26) is controlled such that a predetermined power reserve for the electrical supply system is generated by the suitably set charge state of the battery. 6. Elektrisches Versorgungssystem (24) für ein Fahrzeug, aufweisend ein Brennstoffzellensystem (26) mit mindestens einem Brennstoffzellenstapel6. Electrical supply system (24) for a vehicle, comprising a fuel cell system (26) with at least one fuel cell stack (28), ein mit dem Brennstoffzellensystem (26) gekoppeltes Batteriesystem (30) mit mindestens einer Batterie (32), und ein Steuergerät (34), wobei das Steuergerät (34) dazu ausgebildet ist, zum: (28), a battery system (30) coupled to the fuel cell system (26) with at least one battery (32), and a control unit (34), wherein the control unit (34) is designed to: Erfassen (2) einer von dem elektrischen Versorgungssystem (24) angeforderten Soll-Leistung, Detecting (2) a target power requested by the electrical supply system (24), Ansteuern (4) des Brennstoffzellensystems (26) zum Bereitstellen einer erforderlichen Brennstoffzellenabgabeleistung und Entnehmen (6) einer erforderlichen Batterieabgabeleistung, die zusammen die erfasste Soll- Leistung ergeben, Controlling (4) the fuel cell system (26) to provide a required fuel cell output power and extracting (6) a required battery output power, which together result in the detected target power, Ermitteln (8) einer momentanen geographischen Höhe des Fahrzeugs und/oder einer geplanten geographischen Höhenänderung für das Fahrzeug, und Determining (8) a current geographical altitude of the vehicle and/or a planned geographical altitude change for the vehicle, and Auswählen (10) eines Zielladezustands der mindestens einen Batterie (32), wobei der Zielladezustand der mindestens einen Batterie (32) mit größer werdender geographischer Höhe sinkt und mit abnehmender geographischer Höhe steigt. 7. Elektrisches Versorgungssystem (24) nach Anspruch 6, wobei das Steuergerät (34) dazu ausgebildet ist, dieSelecting (10) a target state of charge of the at least one battery (32), wherein the target state of charge of the at least one battery (32) decreases with increasing geographical altitude and increases with decreasing geographical altitude. 7. Electrical supply system (24) according to claim 6, wherein the control device (34) is designed to Brennstoffzellenabgabeleistung derart zu bestimmen, dass ein vorgesehener Mindestwert eines abgabeleistungsabhängigen Brennstoffzellenwirkungsgrads nicht unterschritten wird. Fuel cell output power is to be determined in such a way that a specified minimum value of an output power-dependent fuel cell efficiency is not undercut. 8. Elektrisches Versorgungssystem (24) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Steuergerät (34) dazu ausgebildet ist, das Brennstoffzellensystem8. Electrical supply system (24) according to claim 6 or 7, wherein the control unit (34) is designed to control the fuel cell system (26) derart anzusteuern, dass die erforderliche Brennstoffzellenabgabeleistung in einem Bereich von 10% bis 60% und bevorzugt von 15% bis 50% einer maximalen Brennstoffzellenabgabeleistung liegt. (26) such that the required fuel cell output power is in a range from 10% to 60% and preferably from 15% to 50% of a maximum fuel cell output power. 9. Elektrisches Versorgungssystem (24) nach einem der Ansprüche 6 bis9. Electrical supply system (24) according to one of claims 6 to 8, wobei das Steuergerät (34) ferner dazu ausgebildet ist, einen momentanen Ladezustand der mindestens einen Batterie (32) zu erfassen und das Brennstoffzellensystem (26) derart anzusteuern, dass die mindestens eine Batterie (32) durch einen Teil der Brennstoffzellenabgabeleistung auf den Zielladezustand aufgeladen wird. 8, wherein the control unit (34) is further designed to detect a current state of charge of the at least one battery (32) and to control the fuel cell system (26) such that the at least one battery (32) is charged to the target state of charge by a portion of the fuel cell output power. 10. Elektrisches Versorgungssystem (24) nach einem der Ansprüche 6 bis10. Electrical supply system (24) according to one of claims 6 to 9, wobei das Steuergerät (34) dazu ausgebildet ist, das Brennstoffzellensystem (26) derart anzusteuern, dass eine vorbestimmte Leistungsreserve für die Brennstoffzellenabgabeleistung erzeugt wird. 9, wherein the control unit (34) is designed to control the fuel cell system (26) such that a predetermined power reserve is generated for the fuel cell output power.
PCT/EP2023/078350 2022-10-21 2023-10-12 Method for controlling an electrical power supply system for a vehicle Ceased WO2024083629A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022211193.1 2022-10-21
DE102022211193.1A DE102022211193A1 (en) 2022-10-21 2022-10-21 Method for controlling an electrical supply system for a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024083629A1 true WO2024083629A1 (en) 2024-04-25

Family

ID=88413258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/078350 Ceased WO2024083629A1 (en) 2022-10-21 2023-10-12 Method for controlling an electrical power supply system for a vehicle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022211193A1 (en)
WO (1) WO2024083629A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8600599B2 (en) * 2011-05-18 2013-12-03 Honda Motor Co., Ltd Fuel cell vehicle
US20210170909A1 (en) * 2019-12-10 2021-06-10 Hyundai Motor Company Apparatus for controlling fuel cell of environment-friendly vehicle, system including the same, and method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6230496B1 (en) * 2000-06-20 2001-05-15 Lockheed Martin Control Systems Energy management system for hybrid electric vehicles
DE102020126577A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for operating a fuel cell of a vehicle
KR20230020070A (en) * 2021-08-02 2023-02-10 현대자동차주식회사 Device for improving fuel efficiency of fuel cell vihicle in uphill and downhill driving and thereof method
US11996537B2 (en) * 2021-10-04 2024-05-28 Caterpillar Inc. Prognostic limitation to fuel cell power output for improved efficiency in mobile machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8600599B2 (en) * 2011-05-18 2013-12-03 Honda Motor Co., Ltd Fuel cell vehicle
US20210170909A1 (en) * 2019-12-10 2021-06-10 Hyundai Motor Company Apparatus for controlling fuel cell of environment-friendly vehicle, system including the same, and method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Electrical Energy Management Using Vehicle Altitude Information", RESEARCH DISCLOSURE, KENNETH MASON PUBLICATIONS, HAMPSHIRE, UK, GB, vol. 580, no. 4, 1 August 2012 (2012-08-01), pages 592, XP007141469, ISSN: 0374-4353 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022211193A1 (en) 2024-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10144017B4 (en) System for balancing a battery module via a variable DC / DC voltage converter in a hybrid electric powertrain
DE4116899C2 (en) Electric vehicle
DE69821588T2 (en) Method for operating an electric vehicle with a battery recharge current that depends on the battery charge state
DE10260013B4 (en) Operating method for a power supply device with fuel cell and capacitor
DE102007007126B4 (en) Control system for a hybrid-electric vehicle
EP1325542B1 (en) Method for regulating the generator voltage in a motor vehicle
DE102011116127B4 (en) Method for operating a fuel cell device of a fuel cell hybrid vehicle
DE10200120A1 (en) High-performance fuel cell and battery for a hybrid drive system
DE102018112480A1 (en) Fuel cell system and method for controlling a fuel cell system
DE10149905A1 (en) Control system for a hybrid electric vehicle to anticipate the need to change operating modes
WO2008034661A1 (en) Method for operating a hybrid drive of a vehicle
DE10346720A1 (en) Vehicle control device
DE112009000223T5 (en) The fuel cell system
EP2542457A1 (en) Motor vehicle drive device
EP2043897B1 (en) Method for regulating the charging state of an energy accumulator for a vehicle comprising a hybrid drive
EP1673251A1 (en) Method for regulation of the state of charge of an energy store on a vehicle with hybrid drive
WO2011088876A1 (en) Method for determining a target transmission gear for a hybrid vehicle
WO2013174564A1 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine
DE102015207616B4 (en) Operating strategy for a vehicle with electric two-axle hybrid drive
WO2007113288A1 (en) Accelerator pedal starting point in hybrid vehicles
DE102004007981B4 (en) Electric vehicle and function definition procedure therefor
DE102014215160A1 (en) Intelligent power distribution between fuel cell and hybrid battery
WO2024083629A1 (en) Method for controlling an electrical power supply system for a vehicle
DE102015010242A1 (en) Method for operating a fuel cell vehicle and fuel cell vehicle
DE102016004360B3 (en) Method for controlling an energy storage device of a mild hybrid motor vehicle and state of charge control device and motor vehicle with such a state of charge control device

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: 23789942

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23789942

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1