用于运行燃料电池系统的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于运行燃料电池系统(22)和燃料电池系统(22)的至少一个子系统(30)的一种方法以及一种系统。这些布置在车辆(10)中，其中，用于车辆(10)的驱动系(12)的能量不仅可以由燃料电池系统(22)而且也可以由备用的能量存储器(26)得到。该方法包括如下方法步骤：首先，在第一车辆状态(86)或在第二车辆状态(88)中，在限定的时间区间中根据车辆状态特定的学习功能(90，112)求取车辆(10)的停放阶段和/或停止阶段的数量和持续时间。接下来，根据车辆(10)的停放阶段和/或停止阶段的所求取的数量和持续时间来调节燃料电池系统(22)的运行参数和燃料电池系统(22)的至少一个子系统(30)的运行参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行燃料电池系统的方法和系统
本专利技术涉及用于运行布置在车辆中的燃料电池系统的一种方法和一种系统，其中，用于车辆的驱动系(Abtriebsstrang)的能量不仅可以由燃料电池系统得到而且可以由备用(alternativ)的能量存储器得到。
技术介绍
在具有包括燃料电池系统(也称为FCS，英语：fuelcellSystem)的驱动系统的车辆的情况下，在车辆停放(Abstellen)时实施对于燃料电池系统的关断过程。
技术实现思路
在根据本专利技术的用于运行布置在车辆中的燃料电池系统的方法的情况下，其中，用于车辆的驱动系的能量不仅可以由燃料电池系统得到而且可以由备用的能量存储器得到，在此设置如下：在第一车辆状态中或在第二车辆状态中，根据状态特定的学习功能在限定的时间区间中执行求取车辆的起动阶段和/或停止阶段(Stopp-Phase)的间距的数量和持续时间。接下来，根据车辆的停放阶段和/或停止阶段的先前求取的数量和持续时间来调节燃料电池系统的运行参数和燃料电池系统的至少一个子系统的运行参数，且最后对备用的能量存储器的充电状态(SOC)可选择地进行匹配。通过根据本专利技术提出的解决方案存在考虑车辆的运行方式的可能性，这不仅涉及经过的行驶目标而且涉及未来的行驶目标。为此实现如下学习功能：该学习功能使燃料电池系统的关断和子系统——空气输送装置的关断延迟，即能够实现这些系统的惯性运行(Nachlauf)。子系统——空气输送装置的惯性运行的附加的延迟能够通过在没有负载的情况下(即在完全打开压强控制活门(Drucksteuerklappe)的情况下几乎无压强地)另外地激活该系统来实现，其中，最小的空气质量流通过完全打开旁路活门来实现，并且最小空气质量流未被引导通过燃料电池堆叠本身而是在该燃料电池堆叠旁被引导通过。可选地，可以通过导航系统考虑当前行驶路线的特别的特征，还可以考虑周围环境温度以及其他的运行参数。车辆具有混合能量源，这涉及用于车辆的电驱动装置的能量。用于电驱动装置的能量可以不仅来自于燃料电池系统而且来自于备用的能量存储器。电驱动装置包括例如电驱动系(英语：powertrain)，该电驱动系具有电机、功率电子部件和传动装置。车辆优选是具有燃料电池系统的电动车辆(也称为EV，英语：electricvehicle)。对此替代地，车辆也可以是具有燃料电池系统的混合动力车辆或插接式混合动力车辆(Plug-In-Hybridfahrzeug)。除了轴的驱动装置外，还可以安装有另一驱动装置，例如用于所有车轮的2轴驱动装置。尤其可以在轴上例如设有具有电机、功率电子装置和传动装置的各一个电驱动装置。两个电驱动装置可以与燃料电池系统和备用的能量存储器耦合。也可以给出另外的组合，从而例如电机由电池供电并且回收(rekuperieren)到电池中。在此也能够实现另外的变型方案，例如轮毂驱动装置。车辆的备用的能量存储器例如可以是牵引用电池或也可以是具有能量转换器的另一能量存储器。概念“电池”在本公开内容中如在语言应用中常见的那样也理解为蓄电池系统。在下文中，为了简化尽可能同义地使用概念“电池”和“电能量存储器”。优选地，备用的能量存储器包括牵引用电池或超级电容器(也称为Supercap或SC，英语：supercapacitor)。在此，备用的能量存储器也可以用于车辆中制动能量的回收(Rückgewinnung)。燃料电池系统包括能量存储器，例如具有电化学能量转换器的H2罐。电化学能量转换器单独地(在没有H2罐的情况下)也可以称为燃料电池系统。燃料电池系统典型地包括原电池(galvanischeZelle)，其将供给的燃料和氧化剂的化学反应能转换成电能。燃料电池系统例如可以是氢-氧燃料电池系统，但是也可以基于乙醇、甲醇或另外的碳氢化合物。燃料电池系统尤其可以包括PEMFC膜技术(质子交换膜)或固体氧化物燃料电池(SOFC，英语：solidoxidefuelcell)。根据本专利技术的方法例如可以用在燃料电池系统的情况下，其中关断过程包括燃料电池系统的阴极路径的干燥。在此，将阴极路径——尤其连同堆叠——通过空气输送单元进行吹干，以避免在阴极路径中和在传感装置中的剩余的水或水蒸气冻结。燃料电池系统的关断过程包括例如以下步骤，其中，关断以下列举的子系统，其中，类型和方式以及时间顺序与燃料电池系统的相应的拓扑有关：-空气系统：在借助空气输送单元将阴极路径可选择地除湿/干燥后：停止空气供给，其中，氧气随后在剩余的体积中在几分钟和几秒钟内反应完；-关断H2供给装置(例如阀)、H2供给单元的泵，从而然后同样截断阳极路径；-根据温度来关断冷却系统，其中，这可以耦合到空气和H2控制装置，但是不一定需要；-关断电系统。该方法尤其可以在高度自动化或全自动化的车辆的情况下、例如在自主行驶的情况下使用。连续地主动地以足够的精度和可靠性来实施相应的监测功能。在此，该方法通过软件参数灵活地匹配于相应的系统和部件设计。在调节/应用该方法的情况下，尤其电池的大小或混合程度得到考虑或者自动地由该方法匹配于部件(例如电池大小)。优选地，以对于车辆控制设备典型的时间网格(Zeitrastern)进行监测。在此，不一定需要高扫描率，从而对运算功率不存在显著的影响或者从而不需要对相应的控制设备提出特别的要求。此外，根据本专利技术提出一种用于运行布置在车辆中且与备用的能量存储器连接的燃料电池系统的系统，其中，用于车辆的驱动系的能量可以同时由燃料电池系统和备用的能量存储器得到或者由所述源中的一个得到。该系统构造或设置用于实施先前描述的方法中的一种，从而关于方法已经描述的特征相应地对于系统应视为公开，反之亦然。优选地，该系统与导航系统连接，通过该导航系统已知确定的行驶目标和至该行驶目标的剩余路段。模块可以实施为计算机实现的设备且优选地包括软件部件。所需的计算机代码可以存在在任意的数据载体上且极大地有助于该方法的实现。根据本专利技术也提出一种计算机程序，当在可编程的计算机装置上实施该计算机程序时，根据该计算机程序执行在此所描述的方法中的一种。计算机程序包括如下命令：该命令实现使先前描述的系统或子系统中的一个实施先前描述的所述方法中的一种的相应的步骤。计算机程序可以涉及例如如下模块：该模块用于实现车辆的燃料电池系统和/或电池管理系统的控制系统。本专利技术也包括计算机可读的介质，在其上存储有计算机程序。计算机程序可以例如存储在永久或可再写入的存储介质、CD-ROM、DVD、蓝光盘或USB棒上。对此附加或替代地，可以在计算机装置上——例如在服务器或云计算系统上——提供计算机程序，用以例如通过数据网络(例如互联网)或通信连接(例如电话线或无线连接)进行下载。此外，根据本专利技术提出一种车辆，其具有燃料电池系统和备用的能量存储器，其中，用于车辆的驱动装置的能量同时由燃料电池系统和由备用的能量存储器得到或者仅由上述两个源中的一个得到。此外，车辆可选地具有导航系统或者与该导航系统连接，从而已知确定的行驶目标和至该行驶目标的剩余路径路线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行燃料电池系统(22)和所述燃料电池系统(22)的至少一个子系统(30)的方法，所述燃料电池系统和所述燃料电池系统的至少一个子系统布置在车辆(10)中，其中，用于所述车辆(10)的驱动系(12)的能量不仅能够由所述燃料电池系统(22)得到而且能够由备用的能量存储器(26)得到，所述方法具有如下方法步骤：/na)在第一车辆状态(86)中或在第二车辆状态(88)中，借助车辆状态特定的学习功能(90，112)在限定的时间区间中求取所述车辆(10)的停放阶段和/或停止阶段的数量和持续时间；/nb)根据所述车辆(10)的停放阶段和/或停止阶段的所求取的数量和持续时间来调节所述燃料电池系统(22)的运行参数和所述燃料电池系统(22)的至少一个子系统(30)的运行参数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170504 DE 102017207477.91.一种用于运行燃料电池系统(22)和所述燃料电池系统(22)的至少一个子系统(30)的方法，所述燃料电池系统和所述燃料电池系统的至少一个子系统布置在车辆(10)中，其中，用于所述车辆(10)的驱动系(12)的能量不仅能够由所述燃料电池系统(22)得到而且能够由备用的能量存储器(26)得到，所述方法具有如下方法步骤：
a)在第一车辆状态(86)中或在第二车辆状态(88)中，借助车辆状态特定的学习功能(90，112)在限定的时间区间中求取所述车辆(10)的停放阶段和/或停止阶段的数量和持续时间；
b)根据所述车辆(10)的停放阶段和/或停止阶段的所求取的数量和持续时间来调节所述燃料电池系统(22)的运行参数和所述燃料电池系统(22)的至少一个子系统(30)的运行参数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除了方法步骤a)和b)外，还对所述备用的能量存储器(26)的充电状态范围(SOC)进行匹配(96)。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述备用的能量存储器(26)的充电状态范围的匹配包括最小-最大边界的匹配和/或所述充电状态的控制/调节的匹配。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在分配给所述第一车辆状态(86)的第一学习功能(90)中，关于所述车辆(10)在各个行驶之间的停放阶段和/或停止阶段来实施所述车辆(10)的运行方式，直至再起动，为此以小时和/或日和/或更长的时间段来实施在控制设备(80)上的内部计时、联网的数据交换(92)、在本地EEPROM上的数据存储以及运行方式的分析处理。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在分配给所述第二车辆状态(88)的第二学习功能(112)中，在至少一个行驶周期期间在所述车辆(10)未停放的情况下关于所出现的起动-停止阶段来求取所述车辆(10)的运行方式。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一学习功能(90)和/或所述第二学习功能(112)考虑所述车辆(10)的当前行驶路线。


7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一学习功能(90)和/或所述第二学习功能(112)考虑所述周围环境温度和另外的运行参数，例如车载网络中的当前负载、周围环境空气的湿度、电池的老化、燃料电池堆叠(50)的老化、车辆空调装置的状态。


8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于如下情况对所述燃料电池系统(22)的第一运行状态或第二运行状态进行调节：所述停放阶段的所求取的数量在限定的时间区间中超过第一阈值且所述停放阶段的平均持续时间低于第二阈值。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述燃料电池系统(22)的第一运行状态包括所述燃料电池系统(22)的延迟的关断，在所述第一运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·布劳恩，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE