【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、燃料电池系统借助氧气将氢气转换成电能，同时产生废热和水。为此，燃料电池系统包括由多个燃料电池组成的至少一个燃料电池堆叠，该燃料电池具有阳极、阴极和布置在阳极与阴极之间的聚合物电解质膜，给阳极供给氢气，给阴极供给空气。
2、视所要求的或所输出的功率而定地，燃料电池系统的燃料电池具有不同强度的负载，并且相应地不同强度地老化。
技术实现思路
1、在所提出的专利技术的框架中，提出具有相应独立权利要求的特征的一种燃料电池系统和一种运行方法。由相应从属权利要求、说明书和附图得出本专利技术的其他特征和细节。在此，在根据本专利技术的燃料电池系统的背景下描述的特征和细节当然也在根据本专利技术的运行方法的背景下适用，相应地反之亦然，从而在对各个专利技术方面的公开内容方面始终相互援引或可以相互援引。
2、所提出的专利技术用于实现燃料电池系统的稳健运行。尤其是，所提出的专利技术用于使燃料电池系统的多个燃料电池堆叠的老化过程均匀化并且由此引起地使燃料电池系统的寿命最大化。
3、因此，提出一种用于提供电能的燃料电池系统。该燃料电池系统包括多个燃料电池堆叠和控制器，所述多个燃料电池堆叠具有第一燃料电池堆叠和至少一个另外的燃料电池堆叠，所述控制器用于控制多个燃料电池堆叠。所述控制器配置为用于，响应于功率要求从多个燃料电池堆叠中选择如下燃料电池堆叠用于提供电能：所述燃料电池堆叠的使用寿命指标在多个燃料电池堆叠中的相应的燃料电池堆叠的相应的使用寿命指标中是最低的。所
4、在所提出的专利技术的上下文中，燃料电池堆叠的最小功率应理解为如下功率范围：在该功率范围中，燃料电池堆叠以非常高的电压或过电压(例如对于每个燃料电池大于850毫伏)运行。
5、在所提出的专利技术的上下文中，燃料电池堆叠的满功率应理解为如下功率范围：在该功率范围中，燃料电池堆叠以相对于预给定的运行范围或正常范围降低的电压(例如600毫伏至650毫伏)运行。
6、在所提出的专利技术的上下文中，使用寿命指标应理解为如下值：该值对燃料电池堆叠的状态进行量化，例如运转功率、运行持续时间、维护间隔或自上次维护以来已过去的时间、能够由该燃料电池堆叠产生的最大功率和/或磨损状态。
7、在所提出的专利技术的上下文中，功率要求应理解为待提供的功率的值，该值是由用电器、例如马达控制器为所提出的燃料电池系统预给定的。尤其是，可以通过车辆的加速踏板的运动的函数来求取功率要求。
8、通过在最小功率和满功率的情况下的高电压，可以在燃料电池堆叠的相应的燃料电池上出现增加的老化现象。为了使这种类型的老化现象最小化，所提出的燃料电池系统基于多个燃料电池堆叠，所述燃料电池堆叠一起由控制器来控制。在此，这样控制不同的燃料电池堆叠，使得这些燃料电池堆叠尽可能长地或尽可能频繁地在预给定的运行范围中运行并且相应地尽可能少地或尽可能短地在其他运行状态中、尤其是在具有最小功率或者满功率的其他运行状态中运行。
9、为了实现所提出的燃料电池系统的相应的燃料电池堆叠在预给定的运行状态中的运行时间的最大化，并且在此在相应的燃料电池堆叠中实现均匀的老化、尤其是均匀的运行时间，所提出的燃料电池系统的控制器配置为用于，从多个燃料电池堆叠中始终选择如下燃料电池堆叠用于提供所要求的功率：该燃料电池堆叠的使用寿命指标在多个燃料电池堆叠中的相应的燃料电池堆叠的相应的使用寿命指标中是最低的。这意味着，具有较强负载的燃料电池堆叠被激活的频率小于具有较少负载的燃料电池堆叠被激活的频率。相应地，与使用寿命指标指示短的或较短的使用寿命的燃料电池堆叠相比，更频繁地或优选激活使用寿命指标指示长的剩余运转时间的燃料电池堆叠。
10、所提出的燃料电池系统实现任意的扩大规模(skalierung)，即任意数量的燃料电池堆叠的相互连接，使得尤其可以通过多个小的或相对弱的燃料电池堆叠提供高功率。
11、可以设置，预给定的运行范围相应于在900毫伏与600毫伏之间的、尤其是在850毫伏与650毫伏之间的电池电压。
12、由于在850毫伏或更高的范围中的或在600毫伏或更低的范围中的电池电压的情况下出现燃料电池的特别大的负载和相应强的老化，在900毫伏与600毫伏之间的、尤其是在850毫伏与650毫伏之间的范围特别有利地适合用作预给定的运行范围，用于使老化现象最小化或用于使所提出的燃料电池系统的寿命最大化。
13、另外可以设置，如果借助所选择的燃料电池堆叠的预给定的运行范围不能够满足功率要求，则控制器配置为用于，除了所选择的燃料电池堆叠之外将多个燃料电池堆叠中的如下燃料电池堆叠切换到预给定的运行范围中：所述燃料电池堆叠的使用寿命指标在多个燃料电池堆叠中的相应的另外的燃料电池堆叠的相应的使用寿命指标中是最低的。
14、通过在在预给定的运行范围之外的运行范围中运行第一燃料电池堆叠之前以激活的另外的燃料电池堆叠扩展激活的第一燃料电池堆叠，可以不仅防止第一燃料电池堆叠的增加的负载或增加的老化，还可以防止另外的燃料电池堆叠的增加的负载或增加的老化，因为两个燃料电池堆叠既没有以满功率运行，也没有以最小功率运行。
15、另外可以设置，如果这样降低功率要求，使得借助小于当前在预给定的运行范围中运行的数量的燃料电池堆叠能够满足功率要求，则控制器配置为用于，停用如下燃料电池堆叠：所述燃料电池堆叠的使用寿命指标在激活的燃料电池堆叠中是最高的。
16、通过优先停用具有相应最高的使用寿命指标的燃料电池堆叠，使该燃料电池堆叠的运转时间或负载最小化并且使具有较低的使用寿命指标的燃料电池堆叠的运转时间或负载最大化，使得出现所提出的燃料电池系统的不同燃料电池堆叠的均匀老化。
17、另外可以设置，如果借助在预给定的运行范围中运行多个燃料电池堆叠中的全部燃料电池堆叠不能够满足功率要求，则控制器配置为用于，将如下燃料电池堆叠切换到提高的功率范围中：所述燃料电池堆叠的使用寿命指标是最低的。
18、为了在所提出的燃料电池系统的特别高的负载的情况下保护已经表现出使用寿命指标的高的值的那些燃料电池堆叠，并且为了由此引起地使燃料电池系统的寿命最大化，已证明为有利的是，优先地给如下燃料电池堆叠加载增加的负载或在位于预给定的运行范围之外的运行范围中运行如下燃料电池堆叠：所述燃料电池堆叠的使用寿命指标是最低的。
19、另外可以设置，如果借助在预给定的运行范围中运行多个燃料电池堆叠中的全部燃料电池堆叠不能够满足功率要求，则所述控制器配置为用于，将相应激活的燃料电池堆叠的至少一部分在预给定的持续时间内切换到过载运行范围中，在该过载运行范围中产生的功率比在预给定的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于提供电能的燃料电池系统(100)，
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆叠(100)，
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠(100)，
4.根据上述权利要求中任一项所述的燃料电池堆叠(100)，
5.根据上述权利要求中任一项所述的燃料电池堆叠(100)，
6.根据上述权利要求中任一项所述的燃料电池堆叠(100)，
7.根据权利要求6所述的燃料电池堆叠(100)，
8.一种用于运行具有多个燃料电池堆叠(103，105，107)的燃料电池系统(100)的运行方法(500)，
9.根据权利要求8所述的运行方法(500)，
10.一种具有根据权利要求1至7中任一项所述的燃料电池系统(100)的输送器件(101)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于提供电能的燃料电池系统(100)，
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆叠(100)，
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠(100)，
4.根据上述权利要求中任一项所述的燃料电池堆叠(100)，
5.根据上述权利要求中任一项所述的燃料电池堆叠(100)，
6.根据上述权利要求中任一项所述的燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·克默尔，K·韦贝尔，J·格罗斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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