【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于确定包括多个燃料电池系统的燃料电池装置的启动顺序的方法。本专利技术还涉及一种用于控制燃料电池装置的方法、一种控制单元、一种车辆、一种计算机程序和一种计算机可读介质。本专利技术可适用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和施工装备，以及船用应用和/或工业应用。虽然将关于卡车描述本专利技术，但是本专利技术不限于这种特定车辆，而是也可用于诸如乘用车的其他车辆。
技术介绍
1、燃料电池是一种将化学能转化为电能的电化学电池。燃料电池将燃料(通常是氢气)和氧化剂(通常是氧气)的化学能转化为电能。
2、传统上，若干单元燃料电池一起被布置在燃料电池堆中。一个或
3、多个燃料电池堆可集成在燃料电池系统中，以便提供不同应用所需的电压和功率水平。因此，燃料电池系统可以包括用于向燃料电池堆提供必要的燃料供应(诸如氢气和空气)的元件以及例如用于冷却或加热燃料电池堆的元件。此外，燃料电池系统可以包括附加部件，诸如压缩机、泵、传感器、阀等。
4、因此，燃料电池系统可以用作蓄电池的替代或补充。近年来，燃料电池系统已被考虑用于为诸如纯电动车辆和混合动力电动车辆的电动车辆提供动力。
5、对于某些应用，单个燃料电池系统不足以提供一定的电力量。通常，一个燃料电池系统可以提供100至200kw，这意味着在需要更高功率的应用中，可以在燃料电池装置中提供多个燃料电池系统。
6、在包括多个燃料电池系统的这种燃料电池装置中，对高功率的要求可能不是恒定的。即，当操作燃料电池装置时，可以确定是否应操作多个燃料电池
7、包括一个或多个燃料电池的燃料电池系统容易由于系统的启动和关闭而劣化。众所周知，随着关闭持续时间的延长，劣化会加剧。因此，期望以某种方式控制包括多个燃料电池系统的燃料电池装置，以便将燃料电池系统的劣化考虑在内。
8、鉴于上述内容，正在努力开发考虑到以上问题中的至少一些的改进的燃料电池相关技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于操作燃料电池装置的改进的方法，其鉴于上述问题提供了优点和/或替代方案。
2、因此，本专利技术的目的可以是提供一种用于操作包括多个燃料电池系统的燃料电池装置的改进的或替代的方法，该方法考虑了燃料电池系统的劣化。本专利技术的另一目的是提供一种用于操作燃料电池装置的改进的或替代的控制单元、一种改进的或替代的车辆以及一种改进的或替代的计算机程序和/或计算机可读介质。
3、根据本专利技术的第一方面，所述目的中的至少一个是通过根据权利要求1所述的方法实现的。
4、因此，提供了一种用于确定包括多个燃料电池系统的燃料电池装置的启动顺序的方法。所述方法包括：
5、燃料电池装置中的每个燃料电池系统的以下信息：燃料电池系统是否应该启动，以及如果燃料电池系统应该启动，则涉及燃料电池系统的启动时间。使用以下项作为输入来确定启动顺序：
6、-燃料电池装置在即将到来的时间范围内所需的电力和/或能量需求；
7、-每个燃料电池系统的关闭持续时间，其指示自燃料电池系统上次关闭以来经过的时间，以及
8、-每个燃料电池系统随着关闭持续时间而变化的预定劣化特性。
9、通过提供如本文所公开的方法，实现了一种改进的方法，其中可减少燃料电池装置中的燃料电池系统的劣化。为此，本文公开的方法特别考虑当燃料电池系统在关闭时间段之后再次启动时发生的劣化。
10、通过研究燃料电池装置中的每个燃料电池系统随着关闭持续时间而变化的预定劣化特性，可以确定是否启动每个燃料电池系统，并且如果应该启动燃料电池系统，则可以确定燃料电池系统的启动时间。本文中的“启动时间”是指燃料电池系统应该启动的时间点。
11、例如，所述方法基于以下认识：在燃料电池系统停止之后的初始关闭持续时间段期间，燃料电池系统的永久性劣化随着燃料电池系统的关闭持续时间的增加而增加。然而，在该关闭持续时间段之后，劣化达到恒定水平，并且关闭持续时间的进一步增加不会显著增加燃料电池系统的永久性劣化。
12、因此，可以确定例如启动顺序，以便确保提供燃料电池系统在即将到来的时间范围内所需的电力和/或能量，并且考虑到燃料电池系统随着关闭持续时间而变化的劣化。
13、在另一个示例中，可以确定启动顺序以便不提供所需的电力和/或能量需求，而是防止一个或多个燃料电池系统永久性劣化。
14、燃料电池系统的预定永久性劣化特性可以表示为燃料电池的关闭持续时间的函数，其中关闭持续时间或关闭时间段是从燃料电池关闭的时间点到燃料电池重新启动的稍后时间点的持续时间。
15、因此，一个或多个燃料电池系统的关闭持续时间可以是从与一个或多个燃料电池系统关闭相关联的时间点到与一个或多个燃料电池系统重新启动相关联的稍后时间点的时间段，其中一个或多个燃料电池系统重新启动的时间点与一个或多个燃料电池系统的具体劣化水平相关联。
16、预定永久性劣化特性可以包括燃料电池系统的时间相关劣化时间窗口(tdd)，所述时间相关劣化时间窗口对应于燃料电池系统的关闭持续时间，在关闭持续时间之后，指示永久性劣化的劣化值的增加被视为微不足道的，其中时间相关劣化时间窗口(tdd)是针对燃料电池装置中的燃料电池系统预定的。
17、因此，时间相关劣化时间窗口(tdd)优选地是从与燃料电池系统关闭时相关联的第一时间点到与劣化水平的增加被视为微不足道的时相关联的稍后第二时间点的时间窗口。例如，第二时间点可以是劣化水平达到第一基本恒定劣化水平时的时间点。因此，劣化水平在时间相关劣化时间窗口期间增加，但在时间相关劣化时间窗口过去之后保持在恒定水平。
18、因此，为了确定燃料电池装置的启动顺序，可以考虑燃料电池系统的关闭持续时间是否仍在时间相关劣化时间窗口内，在这种情况下，启动燃料电池系统可以限制增加的永久性劣化，或者如果燃料电池系统的关闭持续时间在时间相关劣化时间窗口之外，在这种情况下，延长的关闭时间不会显著增加永久性劣化。
19、可选地，可以使用关于燃料电池系统的信息来预定时间相关劣化时间窗口，所述信息包括关于以下项的信息中的一者或多者：燃料电池系统设计、燃料电池系统的预期用途和/或燃料电池系统的预期关闭策略。例如，预期关闭策略可以包括针对燃料电池系统的不同关闭和关闭类型的预期策略(正常、紧急、快速)。
20、可以通过使用诸如上文所述的信息来建模和/或估计永久性劣化特性(作为燃料电池系统关闭持续时间的曲线)来确定时间相关劣化时间窗口。永久性劣化特性(作为关闭持续时间的曲线)也可以通过经验测试确定。
21、可选地，燃料电池系统的时间相关劣化时间窗口可以是可变的，并且相对于检测和/或预测的环境条件(诸如但不限于环境温度和/或环境湿度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定包括多个燃料电池系统(10)的燃料电池装置(1)的启动顺序的方法，所述启动顺序包括所述燃料电池装置(1)中的每个燃料电池系统(10)的以下信息：是否应该启动所述燃料电池系统(10)，以及如果应该启动所述燃料电池系统(10)，则涉及所述燃料电池系统(10)的启动时间，使用以下项作为输入来确定所述启动顺序：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定永久性劣化特性包括所述燃料电池系统(10)的时间相关劣化时间窗口(TDD)，所述时间相关劣化时间窗口对应于所述燃料电池系统(10)的所述关闭持续时间，在所述关闭持续时间之后，指示所述永久性劣化的劣化值的增加被视为微不足道的，其中所述时间相关劣化时间窗口(TDD)是针对所述燃料电池装置(1)中的所述燃料电池系统(10)预定的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中使用关于所述燃料电池装置(1)和/或所述燃料电池系统(10)的信息来预定所述时间相关劣化时间窗口(TDD)，所述信息包括以下项中的一者或多者：燃料电池系统设计、所述燃料电池装置(1)中的燃料电池系统(10)的数量、所述燃料电池系统(10)的预期
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中使用关于检测的和/或预测的环境条件的信息来预定所述燃料电池系统的所述时间相关劣化时间窗口，所述环境条件诸如环境温度和/或环境湿度和/或环境压力。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中考虑每个燃料电池系统(10)的使用历史来确定所述启动顺序，和/或使用关于所述燃料电池系统(10)的包括所述燃料电池系统(10)的使用历史在内的信息来预定所述时间相关劣化时间窗口(TDD)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述使用历史包括以下项中的一者或多者：指示自所述燃料电池系统(10)上次启动以来经过的时间的每个燃料电池系统(10)的上次启动时间、所述燃料电池系统(10)的先前启动和停止次数、所述燃料电池系统(10)的操作小时数、和/或所述燃料电池系统(10)当前的永久性劣化。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述使用历史包括所述燃料电池系统(10)的关闭历史，所述关闭历史包括以下项中的一者或多者：所述燃料电池系统(10)先前关闭的类型和/或所述燃料电池系统(10)上次关闭的类型。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述启动顺序被确定为使得应当在所述燃料电池系统(10)的启动时间启动的每个燃料电池系统(10)在所述启动时间之后的所述即将到来的时间范围的剩余时间内继续其操作。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述启动顺序被确定为使得从所述燃料电池装置(1)输送在所述即将到来的时间范围内所述燃料电池装置(1)所需的所述电力/能量需求。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中考虑所述燃料电池系统(10)在不同操作功率水平下的效率的信息来确定所述启动顺序。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中考虑所述燃料电池装置(1)的所述燃料电池系统(10)的预定永久性劣化策略来进一步确定所述启动顺序。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定永久性劣化策略是操作所述燃料电池装置(1)中的所有所述燃料电池系统(10)，旨在实现它们的永久性劣化的低变化，优选地使得所述燃料电池装置(1)中的不同燃料电池系统(10)的最高劣化值和最低劣化值之间的差异保持在预定的差异范围内。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定永久性劣化策略是操作所述燃料电池装置(1)中的至少第一燃料电池系统(10)和第二燃料电池系统(10)，使得所述第一燃料电池系统(10)在所述第二燃料电池系统(10)之前经受劣化，优选地使得允许所述燃料电池装置(1)中的不同燃料电池系统(10)的最高劣化值和最低劣化值之间的差异超过预定的差异值。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述燃料电池装置(1)所需的所述电力/能量需求基于所述即将到来的时间范围内的所述电力/能量需求的估计值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述燃料电池装置(1)所需的所述电力/能量需求基于所述估计值加上预定裕度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中使用对所述时间间隔内所述电力/能量需求的所述估计值的可靠性的估计来确定所述预定裕度，所述估计诸如基于所述燃料电池装置(1)的使用历史的估计。
17.一种用于控制包括多个燃料电池系统(10)的燃料电池装置(1)的方法，所述方法包括依据根据权利要求1至16中任一项所述的方法确...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定包括多个燃料电池系统(10)的燃料电池装置(1)的启动顺序的方法，所述启动顺序包括所述燃料电池装置(1)中的每个燃料电池系统(10)的以下信息：是否应该启动所述燃料电池系统(10)，以及如果应该启动所述燃料电池系统(10)，则涉及所述燃料电池系统(10)的启动时间，使用以下项作为输入来确定所述启动顺序：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定永久性劣化特性包括所述燃料电池系统(10)的时间相关劣化时间窗口(tdd)，所述时间相关劣化时间窗口对应于所述燃料电池系统(10)的所述关闭持续时间，在所述关闭持续时间之后，指示所述永久性劣化的劣化值的增加被视为微不足道的，其中所述时间相关劣化时间窗口(tdd)是针对所述燃料电池装置(1)中的所述燃料电池系统(10)预定的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中使用关于所述燃料电池装置(1)和/或所述燃料电池系统(10)的信息来预定所述时间相关劣化时间窗口(tdd)，所述信息包括以下项中的一者或多者：燃料电池系统设计、所述燃料电池装置(1)中的燃料电池系统(10)的数量、所述燃料电池系统(10)的预期用途和/或所述燃料电池系统(10)的预期关闭策略。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中使用关于检测的和/或预测的环境条件的信息来预定所述燃料电池系统的所述时间相关劣化时间窗口，所述环境条件诸如环境温度和/或环境湿度和/或环境压力。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中考虑每个燃料电池系统(10)的使用历史来确定所述启动顺序，和/或使用关于所述燃料电池系统(10)的包括所述燃料电池系统(10)的使用历史在内的信息来预定所述时间相关劣化时间窗口(tdd)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述使用历史包括以下项中的一者或多者：指示自所述燃料电池系统(10)上次启动以来经过的时间的每个燃料电池系统(10)的上次启动时间、所述燃料电池系统(10)的先前启动和停止次数、所述燃料电池系统(10)的操作小时数、和/或所述燃料电池系统(10)当前的永久性劣化。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述使用历史包括所述燃料电池系统(10)的关闭历史，所述关闭历史包括以下项中的一者或多者：所述燃料电池系统(10)先前关闭的类型和/或所述燃料电池系统(10)上次关闭的类型。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述启动顺序被确定为使得应当在所述燃料电池系统(10)的启动时间启动的每个燃料电池系统(10)在所述启动时间之后的所述即将到来的时间范围的剩余时间内继续其操作。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述启动顺序被确定为使得从所述燃料电池装置(1)输送在所述即将到来的时间范围内所述燃料电池装置(1)所需的所述电力/能量需求。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中考虑所述燃料电池系统(10)在不同操作功率水平下的效率的信息来确定所述启动顺序。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中考虑所述燃料...
【专利技术属性】
技术研发人员：普拉纳夫·阿里亚，约翰·林德伯格，拉斐尔·克卢佩尔斯米杰廷克，本特·阿克塞尔松，埃里克·荣松霍尔姆，托比亚斯·胡斯贝里，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：
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