[发明专利]机动车辆的燃料电池系统及其运行方法和计算机程序产品

说明书

本发明涉及一种用于运行燃料电池系统(1)的方法，其中燃料电池系统(1)至少配备有产生主电功率(2)的燃料电池(3)、提供次电功率(4)的至少一个可充电牵引电池(5)、至少一个牵引驱动器(6)和功率管理装置(7)，至少一个燃料电池(3)、至少一个牵引电池(5)和至少一个牵引驱动器(6)与该功率管理装置电耦合。对本发明重要的是，对至少一个燃料电池(3)进行特征线控制。此外，本发明涉及一种计算机程序产品，包括当程序由计算机或机动车辆的车辆计算机执行时使其执行根据本发明的方法的指令。此外，本发明涉及一种用于执行根据本发明方法的集成在机动车辆(23)中的燃料电池系统(1)。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的运行燃料电池系统的方法。此外，本发明涉及一种计算机程序产品以及一种集成在机动车辆中的燃料电池系统。

背景技术

从DE 10 2017 007 633 A1中可知一种通用方法：根据该方法，为了运行机动车辆的燃料电池，提供：主要通过由机动车辆的燃料电池提供的主功率(primary power)来满足机动车辆的牵引驱动器的驱动功率的规定需求。然而，由于燃料电池的化学反应，提供主功率相对缓慢并且滞后于驱动功率的实际需求，使得所提供的主功率与驱动功率的规定需求之间的功率差(在实际中也称为功率跃变(power jump))必须由附加功率来覆盖。该附加功率也被称为次功率，由机动车辆的可充电牵引电池提供。为了防止负载峰值引起的燃料电池的不利运行范围，DE 10 2017 007 633 A1提出通过可变阻尼来补充主功率的提供对所需驱动功率的依赖。通过这种方式，所需驱动功率的剧烈突然变化只会以阻尼方式影响主功率的提供或燃料电池的运行。这种实际上很巧妙的解决方案的缺点是，在机动车辆的特定运行状况下，例如在启动状况下或在紧急制动状况下，会导致燃料电池的响应时间的延迟，这是不期望的，尤其是在这些特殊运行状况下。

发明内容

本发明的目的在于为用于运行燃料电池系统的方法提出与现有技术相比有所改进的或至少不同的实施例。

在本发明中，该目的尤其通过独立权利要求的主题解决。有利的实施例是从属权利要求和说明书的主题。

本发明的基本构思是使至少一个燃料电池在规定的、高能效的运行范围内运行。

为此，本发明提出了一种用于运行燃料电池系统的方法，其中，燃料电池系统至少提供有产生主电功率的燃料电池、提供次电功率的至少一个可充电牵引电池、至少一个牵引驱动器和功率管理装置，至少一个燃料电池、至少一个牵引电池和至少一个牵引驱动器电与该功率管理装置耦合。重要的是，对至少一个燃料电池进行特征线控制(profile-controlled)。

这具有以下效果：至少一个燃料电池以特征线控制的方式产生并提供主电功率。在此过程中，特征线控制实际上取决于电池的充电状态。此外，特征线控制实际上可以根据牵引电池的充电状态进行改变或适配。此外，特征线控制实际上可以根据牵引电池的充电状态进行改变或移动，使得燃料电池：要么提供相对较高的主功率量，从而实现至少一个牵引电池的相对于至少一个牵引电池的平均充电状态提升的充电状态；要么提供相对较低的主功率量，从而实现至少一个牵引电池的相对于至少一个牵引电池的平均充电状态降低的充电状态。这具有以下优点：在很大程度上避免了燃料电池的不期望运行范围(例如负载峰值)。这具有以下积极效果：至少一个燃料电池消耗相对较少的耗材。此外，它产生无负载峰值的、恒定的热损失流(lost heat flow)，该热损失流在冷却方面可以相对容易地控制并且例如可以通过用于冷却至少一个燃料电池的燃料电池系统的冷却系统来消散。