Brennstoffzellensystem (100; 100a), aufweisend:eine Brennstoffzelle (10);eine Sekundärbatterie (220), die mit der Brennstoffzelle (10) verbunden ist;ein Oxidationsgaszuführer (32), der konfiguriert ist, um der Brennstoffzelle (10) ein Oxidationsgas zuzuführen, das durch die Brennstoffzelle (10) für eine Leistungserzeugung verwendet werden soll, und der durch die von der Sekundärbatterie (220) zugeführte elektrische Leistung betrieben wird;einen Gaszufuhrströmungsregler (61a), der konfiguriert ist, um eine Gaszufuhrströmungsrate zu regulieren, wobei die Gaszufuhrströmungsrate einer Menge des durch den Oxidationsgaszuführer (32) zugeführten Oxidationsgases entspricht;einen Oxidationsgaszuführweg (54), der angeordnet ist, um den Oxidationsgaszuführer (32) mit der Brennstoffzelle (10) zu verbinden;einen Kathodenabgas-Abgasweg (55), der angeordnet ist, um das Kathodenabgas aus der Brennstoffzelle (10) abzuführen;ein Umgehungsströmungsweg (56), der angeordnet ist, um den Oxidationsgaszuführweg (54) mit dem Kathodenabgas-Abgasweg (55) zu verbinden;einen Strömungsregler (44, 45), der konfiguriert ist, um ein Strömungsverhältnis von einer von einer Brennstoffzelle benötigten Gasströmungsrate zu einer Umgehungsströmungsrate in einer Gesamtströmung des von dem Oxidationsgaszuführer (32) zugeführten Oxidationsgases zu steuern, wobei die Strömungsrate einer von einer Brennstoffzelle benötigten Gasströmungsrate eine Strömungsrate des Oxidationsgases ist, das durch den Oxidationsgaszuführweg (54) zu der Brennstoffzelle (10) strömt, und wobei die Umgehungsströmungsrate eine Strömungsrate des Oxidationsgases ist, das durch den Oxidationsgaszuführweg (54) zu dem Umgehungsströmungsweg (56) strömt;eine Erhalteeinrichtung (221) für eine verfügbare Leistungsabgabe, die konfiguriert ist, um eine verfügbare Menge einer Leistungsabgabe von der Sekundärbatterie (220) zu erhalten; undeinen Betriebs-Controller (61a), der konfiguriert ist, um einen Soll-Stromwert (Iref) und einen Soll-Spannungswert (Vref) der Brennstoffzelle (10) basierend auf einer benötigten Leistungsabgabemenge und einer benötigten Wärmemenge für die Brennstoffzelle (10) einzustellen, und den Strömungsregler (44, 45) so zu steuern, um die von einer Brennstoffzelle benötigte Gasströmungsrate und die Umgehungsströmungsrate zu regulieren, so dass ein Niedereffizienzbetrieb der Brennstoffzelle (10) erreicht wird, wobei die Brennstoffzelle (10) bei einem Betriebspunkt einer niedrigeren Leistungserzeugungseffizienz als einer Leistungserzeugungseffizienz auf einem Strom-Spannungs-Kennlinienverlauf der Brennstoffzelle (10) bei einem Normalbetrieb betrieben wird,wobei der Gaszufuhrströmungsregler (61a) die Gaszufuhrströmungsrate reguliert, um zu bewirken, dass der Oxidationsgaszuführer (32) eine überschüssige Gasströmungsrate zuführt, die so eingestellt ist, dass sie größer als eine von der Brennstoffzelle (10) benötigte Soll-Gasströmungsrate ist, wobei die von der Brennstoffzelle (10) benötigte Soll-Gasströmungsrate die von der Brennstoffzelle (10) benötigte Gasströmungsrate ist, die der Brennstoffzelle (10) zugeführt werden soll, damit der Soll-Stromwert (Iref) erreicht wird, wenn die verfügbare Leistungsabgabemenge von der Sekundärbatterie (220) kleiner als eine minimale Menge einer elektrischen Leistung ist, die der Oxidationsgaszuführer (32) benötigt, um die Gaszufuhrströmungsrate von 0 auf eine voreingestellte Gasströmungsrate innerhalb einer voreingestellte Zeitspanne zu erhöhen, undder Betriebs-Controller (61a) den Strömungsregler (44, 45) so steuert, dass die Umgehungsströmungsrate gleich einer Differenz-Gasströmungsrate zwischen der überschüssigen Gasströmungsrate und der von einer Brennstoffzelle (10) benötigten Soll-Gasströmungsrate ist,wobei der Gaszufuhrströmungsregler (61a) die Gaszufuhrströmungsrate derart reguliert, dass die überschüssige Gasströmungsrate bei einer Verringerung der verfügbaren Leistungsabgabemenge von der Sekundärbatterie (220) ansteigt.

    A fuel cell system includes a fuel cell, a secondary battery, an oxidizing gas supplier, a gas supply flow regulator, an oxidizing gas supply path, a cathode off-gas exhaust path, a bypass flow path, a flow regulator, an available power output acquirer, and an operation controller, wherein the gas supply flow regulator regulates the gas supply flow rate to cause the oxidizing gas supplier to supply an excess gas flow rate, which is set to be greater than a target fuel gas-requiring gas flow rate, wherein the target fuel gas-requiring gas flow rate is the fuel cell-requiring gas flow rate to be supplied to the fuel cell in order to achieve the target current value, when the available power output is less than a minimum amount of electric power required for the oxidizing gas supplier to increase the gas supply flow rate from 0 to a preset gas flow rate within a preset time period, and the operation controller controls the flow regulator to make the bypass flow rate equal to a difference gas flow rate between the excess gas flow rate and the target fuel cell-requiring gas flow rate.


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    Title :

    Brennstoffzellensystem


    Contributors:

    Publication date :

    2022-01-20


    Type of media :

    Patent


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    German


    Classification :

    IPC:    B60L PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES , Antrieb von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen / H01M Verfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie , PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY



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