DE102017208441A1 - Method for operating a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Steuergerätes, welches in einem Fahrzeug angeordnet ist und mit einem im Fahrzeug angeordneten Brennstoffzellensystem und Energiespeicher verbunden ist und über einen elektrischen Antrieb verfügt. Das Steuergerät ermittelt eine erste Dauer (t_abschalt) der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems, weiterhin eine zweite Dauer (t_restweg) einer vom Fahrzeug noch zu fahrenden Restwegstrecke (s_rest), den aktuellen Ladezustand (SOC) des Energiespeichers und eine dritte Dauer (t_vorkond) für die Einstellung eines gewünschten Ladezustandes (SOC_soll) des Energiespeichers. Der Energiespeicher wird auf den gewünschten Ladezustand (SOC_soll) aufgeladen, falls der aktuelle Ladezustand (SOC) nicht ausreicht, um die noch zu fahrende Restwegstrecke (s_rest) zurückzulegen. Weiterhin leitet das Steuergerät die Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems ein. Die Leistungsentnahme zum Betrieb des elektrischen Antriebs erfolgt vollständig aus dem Energiespeicher.The invention relates to a method for operating a control unit, which is arranged in a vehicle and is connected to a fuel cell system arranged in the vehicle and energy storage and has an electric drive. The control unit determines a first duration (t_offset) of the switch-off procedure of the fuel cell system, furthermore a second duration (t_restweg) of a remaining distance to be traveled by the vehicle (s_rest), the current state of charge (SOC) of the energy store and a third duration (t_vorkond) for the adjustment a desired state of charge (SOC_soll) of the energy storage. The energy store is charged to the desired state of charge (SOC_soll) if the current state of charge (SOC) is insufficient to cover the remaining distance to be traveled (s_rest). Furthermore, the controller initiates the shutdown procedure of the fuel cell system. The power to operate the electric drive is completely from the energy storage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Steuergerätes, welches in einem Fahrzeug angeordnet ist und mit einem im Fahrzeug angeordneten Brennstoffzellensystem und Energiespeicher verbunden ist, wobei das Fahrzeug über einen elektrischen Antrieb verfügt.The invention relates to a method for operating a control unit, which is arranged in a vehicle and is connected to a fuel cell system arranged in the vehicle and energy storage, wherein the vehicle has an electric drive.

Stand der TechnikState of the art

Bei Fahrzeugen mit Antriebssystemen mit Brennstoffzellensystemen (auch als FCS bezeichnet, engl.: fuel cell system) wird beim Abstellen des Fahrzeugs eine Abschaltprozedur für das Brennstoffzellensystem durchgeführt. Dabei wird unter anderem auch ein Kathodenpfad mit einem Luftsystem und einem Stack getrocknet, um nachfolgendes Einfrieren von verbleibendem Wasser oder Wasserdampf im Kathodenpfad und in der Sensorik zu vermeiden.In vehicles with drive systems with fuel cell systems (also referred to as FCS, English: fuel cell system) a shutdown procedure for the fuel cell system is performed when parking the vehicle. Among other things, a cathode path is dried with an air system and a stack to avoid subsequent freezing of remaining water or water vapor in the cathode path and in the sensor.

Das Trocknen des Kathodenpfads erfolgt typischerweise durch ein Ausblasen. Dabei muss eine Einrichtung zur Förderung eines Luftvolumenstroms, z. B. ein Luftverdichter, ein Gebläse oder ein Druckluftspeicher kurzfristig hohe Volumenströme liefern, was zu einer unangenehmen, störenden Geräuschemission führt (auch als NVH bezeichnet, engl.: noise vibration harshness). Während der Abschaltprozedur können weitere Aktoren zur Geräuschemission beitragen.The drying of the cathode path is typically carried out by blowing. In this case, a device for promoting an air flow, z. As an air compressor, a fan or a compressed air storage short-term high volume flows, resulting in an unpleasant, disturbing noise emission (also referred to as NVH, Engl .: noise vibration harshness). During the shutdown procedure, additional actuators can contribute to the noise emission.

Geräuschentwicklungen sind insbesondere während des Abstellens (Abschaltprozeduren) und nach dem Abstellen von Fahrzeugen (Nachlaufprozeduren) unangenehm bzw. störend, da sie nicht wie während der Fahrt von weiteren signifikanten Geräuschen (Luftströmung um Chassis, Abrollen der Reifen, andere Verkehrsteilnehmer, etc...) überlagert werden.Noise emissions are particularly unpleasant or disturbing during the shutdown (shutdown procedures) and after the shutdown of vehicles (wake-up procedures), as they do not cause significant noise while driving (air flow around the chassis, rolling tires, other road users, etc ...). ) are superimposed.

Von den meisten Fahrzeugherstellern werden deshalb für die beteiligten Aggregate beim Abstellen bzw. im Nachlauf verschärfte Anforderungen an Geräuschentwicklungen (NVH) gestellt.Therefore, most vehicle manufacturers place stricter requirements for noise development (NVH) on the units involved when parking or in the wake.

Antriebssysteme mit Brennstoffzellensystem werden zukünftig nicht nur mit Antriebssystemen mit Verbrennungsmotor sondern auch mit reinen batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) konkurrieren. Dabei sind beim Vergleich mit BEV die NVH-Eigenschaften eines Brennstoffzellenfahrzeugs ein wichtiges Kriterium.Drive systems with a fuel cell system will in future not only compete with drive systems with internal combustion engines but also with pure battery electric vehicles (BEV). In comparison with BEV, the NVH properties of a fuel cell vehicle are an important criterion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fahrzeuge mit Brennstoffzellensystem kundenfreundlicher zu gestalten, wobei die Komponenten des Fahrzeugs außerdem für den Betrieb optimiert und kostengünstig verfügbar sein sollen, so dass diese Fahrzeuge im Markt insbesondere auch mit batteriebetriebenen Fahrzeugen konkurrieren können.The invention has for its object to make vehicles with fuel cell system customer-friendly, the components of the vehicle should also be optimized for operation and cost-effective availability, so that these vehicles can compete in the market especially with battery-powered vehicles.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Geräuschentwicklungen während des Abstellens und nach dem Abstellen vermieden oder bei Teilanwendung des Verfahrens zumindest deutlich reduziert.The method according to the invention with the characterizing part of claim 1 has the advantage that the noise developments during shutdown and after stopping avoided or at least significantly reduced in partial application of the method.

Erfindungsgemäß ist dazu ein Verfahren zum Betrieb eines Steuergerätes vorgesehen, welches in einem Fahrzeug angeordnet ist und mit einem im Fahrzeug angeordneten Brennstoffzellensystem und Energiespeicher verbunden ist und über einen elektrischen Antrieb verfügt. Das Steuergerät ermittelt eine erste Dauer (t_abschalt) der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems, weiterhin eine zweite Dauer (t_restweg) einer vom Fahrzeug noch zu fahrenden Restwegstrecke (s_rest), den aktuellen Ladezustand (SOC) des Energiespeichers und eine dritte Dauer (t_vorkond) für die Einstellung eines gewünschten Ladezustandes (SOC_soll) des Energiespeichers. Der Energiespeicher wird auf den gewünschten Ladezustand (SOC_soll) aufgeladen, falls der aktuelle Ladezustand (SOC) nicht ausreicht, um die noch zu fahrende Restwegstrecke (s_rest) zurückzulegen. Weiterhin leitet das Steuergerät die Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems ein. Die Leistungsentnahme zum Betrieb des elektrischen Antriebs erfolgt vollständig aus dem Energiespeicher. Die Abschaltprozedur umfasst einen „geräuschintensiven Zeitraum“, d. h. einen Zeitraum mit zu erwartender signifikanter Geräuschemission. Als „signifikante Geräuschemission“ wird beispielsweise ein Schalldruckpegel von mehr als 20 dB oder mehr als 40 dB bezeichnet, insbesondere mehr als 60 dB oder mehr als 80 dB. Der Schalldruckpegel kann beispielsweise in einem definierten Abstand zum Fahrzeug gemessen werden, beispielsweise 1 m vom Fahrzeug, insbesondere etwa 1 m Motor entfernt. Wichtig sind nicht nur die Geräuschemissionen außerhalb des Fahrzeugs sondern auch innerhalb des Fahrzeugs dort, wo die Insassen im Fahrzeug sitzen. Wenn das Fahrzeug steht bzw. ausgeschaltet ist, kann es sehr irritierend und störend sein, wenn das Fahrzeug noch irgendwelche Geräusche abgibt (z. B. Gebläsegeräusche von der Luftverdichtung, Klicken eines Ventils oder das Fiepen/Pfeifen eines Inverters oder DC/DC-Wandlers. Dabei kommt es nicht nur auf den dB-Wert an sondern auch auf die Art des Geräusches, denn auch leisere aber unangenehme bzw. unbekannte Geräusche können störend sein. Ideal ist wenn das Fahrzeug beim Stillstand keine signifikant hörbaren Geräusche macht.According to the invention, a method for operating a control device is provided, which is arranged in a vehicle and is connected to a fuel cell system and energy store arranged in the vehicle and has an electric drive. The control unit determines a first duration (t_offset) of the switch-off procedure of the fuel cell system, furthermore a second duration (t_restweg) of a remaining distance to be traveled by the vehicle (s_rest), the current state of charge (SOC) of the energy store and a third duration (t_vorkond) for the adjustment a desired state of charge (SOC_soll) of the energy storage. The energy store is charged to the desired state of charge (SOC_soll) if the current state of charge (SOC) is insufficient to cover the remaining distance to be traveled (s_rest). Furthermore, the controller initiates the shutdown procedure of the fuel cell system. The power to operate the electric drive is completely from the energy storage. The shutdown procedure includes a "noisy period", i. H. a period of expected significant noise emission. By way of example, a "significant noise emission" refers to a sound pressure level of more than 20 dB or more than 40 dB, in particular more than 60 dB or more than 80 dB. The sound pressure level can be measured, for example, at a defined distance from the vehicle, for example, 1 m away from the vehicle, in particular about 1 m engine. Not only are the noise emissions outside the vehicle important, but also inside the vehicle where the occupants are sitting in the vehicle. When the vehicle is stationary or off, it can be very irritating and annoying if the vehicle makes any noise (eg fan noise from air compression, clicking a valve or the whine of an inverter or DC / DC converter) It depends not only on the dB value but also on the type of noise, because even quieter but unpleasant or unknown noises can be annoying - it is ideal if the vehicle does not make any significant audible noises at standstill.

Vorteilhaft ist somit, dass die geräuschintensiven Anteile der Abschaltprozedur also bereits während der Fahrt durchgeführt werden, wo sie typischerweise von weiteren Geräuschen durch Luftströmung um die Chassis, Abrollen der Reifen, andere Verkehrsteilnehmer, usw. überlagert werden und deshalb nicht als unangenehm empfunden werden. Vorteilhaft werden mit den Maßnahmen der Erfindung die Geräuschentwicklungen während des Abstellens und nach dem Abstellen vermieden oder bei Teilanwendung des Verfahrens zumindest deutlich reduziert. Hierdurch kann die Akzeptanz der Fahrzeuge mit Brennstoffzellensystemen beim Kunden erhöht werden.It is thus advantageous that the noise-intensive components of the switch-off procedure are therefore already during the ride, where they are typically superimposed by further noise due to air flow around the chassis, rolling of the tires, other road users, etc. and are therefore not perceived as unpleasant. Advantageously, with the measures of the invention, the noise developments during shutdown and after stopping avoided or at least significantly reduced in partial application of the method. This can increase the acceptance of vehicles with fuel cell systems at the customer.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass die beteiligten Vorrichtungen keine verschärften Anforderungen bzgl. NVH für das Abstellen und den Nachlauf erfüllen müssen, so dass das Fahrzeug z. B. durch mehr Auswahl bei den beteiligten Bauteilen kostengünstiger realisiert werden kann. Beispielsweise können dabei auch zusätzliche Geräuschisoliervorrichtungen eingespart werden. A particular advantage of the invention is that the devices involved no stricter requirements regarding. NVH must meet for parking and caster, so that the vehicle z. B. can be realized more cost by more choice in the involved components. For example, it is also possible to save additional noise isolation devices.

Die Verlängerung des Zeitraums für die Abschalt- und Nachlaufprozeduren bietet auch die Möglichkeit, weitere Funktionen in Abschalt- oder Nachlaufprozeduren unterzubringen, zum Beispiel zur Regeneration des Stacks oder Plausibilisierungsfunktionen.The extension of the shutdown and wakeup time period also provides the ability to accommodate additional functions in shutdown or wakeup procedures, for example, to regenerate the stack or to perform plausibility checks.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Betriebsstrategie so optimiert werden kann, dass eine Degradation und Alterung der Bauteile vermindert wird.Another advantage is that the operating strategy can be optimized to reduce component degradation and aging.

Ein weiterer möglicher Vorteil ist, dass die Abschaltprozedur hinsichtlich des Energiebedarfs optimiert werden kann, wenn mehr Zeit vorhanden ist.Another possible advantage is that the shutdown procedure can be optimized in terms of energy requirements if more time is available.

Ein weiterer Vorteil ist, dass Wasserlachen beim Abstellen des Fahrzeugs vermieden werden können. Beim Entfeuchten/Ausblasen wird nämlich häufig auch kondensiertes Wasser ausgetragen und auf die Straße abgelassen. Im abgestellten Fall entstehen dadurch Wasserlachen unter bzw. hinter dem Fahrzeug, was nicht nur unschön ist, sondern im Winter auch Frostgefahr und Gefahr durch Glättestellen bedeutet.Another advantage is that water pools can be avoided when parking the vehicle. When dehumidifying / blowing often condensed water is discharged and discharged to the street. In the parked case, this causes water pools under or behind the vehicle, which is not only unpleasant, but in winter also means danger of frost and danger from smoothness.

Auch ein wichtiger Vorteil des Verfahrens ist, dass das kondensierte Wasser auf der Restwegstrecke abgelassen und aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Ablassen verteilt wird.Also, an important advantage of the method is that the condensed water is drained on the remaining route and distributed due to the vehicle speed when discharging.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.The measures mentioned in the dependent claims advantageous refinements of the method specified in the independent claim are possible.

Vorteilhafterweise ist der (alternative) Energiespeicher des Fahrzeugs beispielsweise eine Traktionsbatterie oder kann auch ein weiterer Energiespeicher mit einem Energiewandler sein. Unter dem Begriff „Batterie“ wird in der vorliegenden Offenbarung wie im Sprachgebrauch üblich auch ein Akkumulatorsystem verstanden. Im Folgenden werden die Begriffe „Batterie“ und „elektrischer Energiespeicher“ zur Vereinfachung weitgehend synonym verwendet. Bevorzugt umfasst der alternative Energiespeicher eine Traktionsbatterie oder einen Superkondensator (auch als Supercap oder SC bezeichnet, engl.: supercapacitor). Der alternative Energiespeicher kann dabei auch zur Rückgewinnung von Bremsenergie im Fahrzeug verwendet werden. Advantageously, the (alternative) energy storage of the vehicle, for example, a traction battery or can also be a further energy storage with an energy converter. The term "battery" is understood in the present disclosure as common in the language and a Akkumulatorsystem. In the following, the terms "battery" and "electrical energy storage" are used largely synonymously for the sake of simplicity. Preferably, the alternative energy storage comprises a traction battery or a supercapacitor (also referred to as Supercap or SC, supercapacitor). The alternative energy storage can also be used to recover braking energy in the vehicle.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der gewünschte Ladezustand (SOC_soll) groß genug ist, damit die Restwegstrecke (s_rest) vom Fahrzeug zurückgelegt werden kann. Vorteil ist, dass das Brennstoffzellensystem beim Erreichen des Zieles bereits komplett abgeschaltet ist bzw. der Abschaltprozess die NVHkritischen Abschnitte bereits durchlaufen hat und dadurch die Geräuschbelastung beim Abstellen des Fahrzeugs einem reinen batterieelektrisch betriebenen Fahrzeug entspricht.Furthermore, it is advantageous that the desired state of charge (SOC_soll) is large enough so that the residual travel distance (s_rest) can be covered by the vehicle. The advantage is that the fuel cell system is already completely shut off when reaching the destination or the shutdown process has already passed through the NVH critical sections and thus the noise level when parking the vehicle corresponds to a pure battery electric vehicle.

Vorteilhafterweise wählt das Steuergerät den Zeitpunkt (t_umschalt) für die Einleitung der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems und die vollständige Leistungsentnahme zum Betrieb des elektrischen Antriebs aus dem Energiespeicher so, dass die zweite Dauer (t_restweg) der vom Fahrzeug noch zu fahrenden Restwegstrecke (s_rest) größer oder gleich der ersten Dauer (t_abschalt) der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems ist. Durch dieses Vorgehen kann die Abschaltprozedur während der aktiven Fahrzeit abgeschlossen werden.Advantageously, the controller selects the time (t_umschalt) for the initiation of the shutdown procedure of the fuel cell system and the complete power extraction for operation of the electric drive from the energy storage so that the second duration (t_restweg) of the still to be traveled by the vehicle residual travel distance (s_rest) greater than or equal the first duration (t_off) of the shutdown procedure of the fuel cell system. By doing so, the shutdown procedure can be completed during the active traveling time.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass zum Erreichen des gewünschten Ladezustandes (SOC_soll) des Energiespeichers überschüssige Energie aus dem Brennstoffzellensystem in den Energiespeicher transferiert wird. Zur Einstellung des optimalen Ladezustandes der Batterie für die Restwegstrecke kann der gewünschte Ladezustand durch überschüssige Energie aus dem Brennstoffzellensystem angehoben werden, damit die Restwegstrecke rein aus der Batterie zurückgelegt werden kann und dass der angestrebte Ladezustand (ausreichend für das Abstellen aus der Standard-Betriebsstrategie) näherungsweise erreicht wird.Furthermore, it is advantageous that to achieve the desired state of charge (SOC_soll) of the energy store, excess energy is transferred from the fuel cell system into the energy store. To set the optimal state of charge of the battery for the remaining distance, the desired state of charge can be increased by excess energy from the fuel cell system, so that the remaining distance can be covered purely from the battery and that the desired state of charge (sufficient for stopping the standard operating strategy) approximately is reached.

Die Abschaltprozedur umfasst weiterhin vorteilhafterweise ein Trocknen eines Kathodenpfads des Brennstoffzellensystems.The shutdown procedure further advantageously includes drying a cathode path of the fuel cell system.

Vorteilhafterweise ermittelt das Steuergerät die zweite Dauer (t_restweg) der vom Fahrzeug noch zu fahrenden Restwegstrecke (s_rest) aus Navigationsdaten. Dabei sind aus den Navigationsdaten u.a. Standort, Ziel, Restwegstrecke, etc. bekannt. Während des kompletten Verfahrens sind entsprechende Überwachungsfunktionen (Navigation, Abschätzung Dauer Abschaltung des Brennstoffzellensystems, Abschätzung Restwegstrecke, etc.) aktiv.Advantageously, the control unit determines the second duration (t_restweg) of the residual travel distance (s_rest) still to be traveled by the vehicle from navigation data. Among other things, location, destination, remaining distance, etc. are known from the navigation data. During the entire procedure are corresponding monitoring functions (navigation, estimation duration shutdown of the fuel cell system, estimation of residual distance, etc.) active.

Vorteilhafterweise nimmt das Steuergerät die Einleitung der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems und die vollständige Leistungsentnahme zum Betrieb des elektrischen Antriebs aus dem Energiespeicher nur dann vor, wenn sowohl die im Energiespeicher vorhandene Energie als auch Leistung ausreichen, um die noch zu fahrende Restwegstrecke (s_rest) zurückzulegen. Somit reicht es nicht nur, die nötige Energie vorzuhalten, es muss auch gewährleistet sein, dass die vom Fahrer angeforderte Leistung aus der Batterie abgerufen werden kann.Advantageously, the control unit takes the initiation of the shutdown procedure of the fuel cell system and the complete removal of power to operate the electric drive from the energy storage only when both the energy stored in the energy storage and power sufficient to cover the still to be traveled residual path (s_rest). Thus, not only is it necessary to provide the necessary energy, it must also be ensured that the driver's requested power can be called up from the battery.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which are not to be construed as limiting the invention with reference to the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

Anhand der einzigen Figur wird im Folgenden die Erfindung näher beschrieben.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges mit Steuergerät und Brennstoffzellensystem.
With reference to the single figure, the invention will be described in more detail below.
  • 1 shows a schematic representation of a vehicle according to the invention with control unit and fuel cell system.

Die Figur ist lediglich eine schematische Darstellung der Erfindung bzw. seiner Bestandteile gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in der Figur nicht maßstabsgetreu wiedergegeben.The figure is merely a schematic representation of the invention or its components according to an embodiment of the invention. In particular, distances and size relationships are not reproduced to scale in the figure.

1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Steuergerätes 10. Das Fahrzeug 11 weist eine hybride Energiequelle auf, was die Energie für den Elektroantrieb 14 des Fahrzeugs 11 betrifft. Die Energie für den Elektroantrieb 14 kann sowohl aus dem Brennstoffzellensystem 12 als auch aus dem alternativen Energiespeicher 13 stammen. Der Elektroantrieb 14 umfasst beispielsweise einen elektrischen Antriebsstrang (engl. powertrain) mit einer E-Maschine, einer Leistungselektronik und einem Getriebe, wobei letztere als integrierte Antriebsachse ausgeführt sein können. 1 shows a schematic representation of the inventive method for operating a control device 10 , The vehicle 11 has a hybrid energy source, which is the energy for electric propulsion 14 of the vehicle 11 concerns. The energy for the electric drive 14 can both from the fuel cell system 12 as well as from the alternative energy storage 13 come. The electric drive 14 includes, for example, an electric drive train (English powertrain) with an electric motor, power electronics and a transmission, the latter can be designed as an integrated drive axle.

Das Fahrzeug 11 ist bevorzugt ein Elektrofahrzeug (auch als EV bezeichnet, engl. electric vehicle) mit Brennstoffzellensystem 12. Alternativ dazu kann das Fahrzeug auch ein Hybridfahrzeug oder ein Plug-In-Hybridfahrzeug mit Brennstoffzellensystem 12 sein und zusätzlich einen Verbrennungsmotor aufweisen, etwa einen Diesel- oder Ottokraftstoffmotor.The vehicle 11 is preferably an electric vehicle (also referred to as EV, electric vehicle) with fuel cell system 12 , Alternatively, the vehicle may be a hybrid vehicle or a fuel cell system plug-in hybrid vehicle 12 be and additionally have an internal combustion engine, such as a diesel or gasoline engine.

Zusätzlich zu einem elektrischen Antrieb 14 einer Achse kann noch ein weiterer Antrieb eingebaut sein z.B. ein 2-Achsantrieb für Allrad. Insbesondere kann beispielsweise je ein Elektroantrieb mit E-Maschine, Leistungselektronik und Getriebe an einer Achse vorgesehen sein. Es können beide Elektroantriebe (14, 14') mit dem Brennstoffzellensystem 12 und dem alternativen Energiespeicher 14 gekoppelt sein. Es kann auch weitere Kombinationen geben, sodass z.B. eine E-Maschine 14 aus der Batterie 13 gespeist wird und in die Batterie 13 rekuperiert. Auch sind hier weitere Varianten möglich wie z.B. Radnabenantrieb etc.In addition to an electric drive 14 An axle can be fitted with another drive, eg a 2-axle drive for all-wheel drive. In particular, for example, depending on an electric drive with e-machine, power electronics and transmission can be provided on an axis. Both electric drives ( 14 . 14 ' ) with the fuel cell system 12 and the alternative energy storage 14 be coupled. There may also be other combinations, such as an e-machine 14 from the battery 13 is fed and into the battery 13 recuperated. Also here are other variants possible such as wheel hub drive etc.

Das Brennstoffzellensystem 12 umfasst einen weiteren Energiespeicher 15, z. B. einen H2-Tank, mit einem elektrochemischen Energiewandler. Auch der elektrochemische Energiewandler alleine (ohne H2-Tank) wird manchmal als Brennstoffzellensystem 12 bezeichnet. Das Brennstoffzellensystem 12 umfasst typischerweise galvanische Zellen, welche die chemische Reaktionsenergie eines zugeführten Brennstoffs und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie umwandeln. Das Brennstoffzellensystem 12 kann beispielsweise ein Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellensystem sein, aber auch auf Ethanol, Methanol oder weiteren Kohlenwasserstoffen basieren. Insbesondere kann das Brennstoffzellensystem PEMFC-Membran-Technologie (Proton Exchange Membran) oder Festoxidbrennstoffzellen (SOFC, Englisch: solid oxide fuel cell) umfassen.The fuel cell system 12 includes a further energy storage 15 , z. As an H 2 tank, with an electrochemical energy converter. Even the electrochemical energy converter alone (without H 2 tank) is sometimes used as a fuel cell system 12 designated. The fuel cell system 12 typically includes galvanic cells that convert the chemical reaction energy of a supplied fuel and an oxidant into electrical energy. The fuel cell system 12 may for example be a hydrogen-oxygen fuel cell system, but also based on ethanol, methanol or other hydrocarbons. In particular, the fuel cell system may include PEMFC (proton exchange membrane) technology or solid oxide fuel cell (SOFC) technology.

Vor dem Erreichen eines bestimmten Fahrziels ermittelt das Steuergerät 10 eine erste Dauer t_abschalt der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems (12). Anschließend wird von dem Steuergerät 10 eine zweite Dauer t_restweg einer vom Fahrzeug (11) noch zu fahrenden Restwegstrecke s_rest ermittelt. Des Weiteren wird ein aktueller Ladezustand SOC des Energiespeichers 13 und eine dritte Dauer t_vorkond für die Einstellung eines gewünschten Ladezustandes SOC_soll des Energiespeichers 13 ermittelt. Das Steuergerät 10 lädt den Energiespeicher 13 auf den gewünschten Ladezustand SOC_soll auf, falls der aktuelle Ladezustand SOC nicht ausreicht, um die noch zu fahrende Restwegstrecke s_rest zurückzulegen. Zudem leitet das Steuergerät 11 die Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems 12 ein und die Leistungsentnahme zum Betrieb des elektrischen Antriebs 14 erfolgt vollständig aus dem Energiespeicher 13.Before reaching a specific destination, the controller determines 10 a first duration t_abschalt the shutdown procedure of the fuel cell system ( 12 ). Subsequently, the control unit 10 a second duration t_restweg one from the vehicle ( 11 ) still to be traveled residual distance s_rest determined. Furthermore, a current state of charge SOC of the energy storage 13 and a third duration t_vorkond for setting a desired state of charge SOC_soll of the energy store 13 determined. The control unit 10 loads the energy store 13 to the desired state of charge SOC_soll on, if the current state of charge SOC is not sufficient to cover the still to be traveled remaining distance s_rest. In addition, the controller directs 11 the shutdown procedure of the fuel cell system 12 and the power take-off for operating the electric drive 14 takes place completely from the energy store 13 ,

Mit „bestimmtes Fahrziel“ ist gemeint, dass in den entsprechenden Steuergeräten im Fahrzeug die Navigationsdaten 15 eines Navigationssystems 16, beispielsweise Standort, Ziel, Restwegstrecke bekannt sind. Die Anzahl der Fahrzeuge bzw. auch die Anzahl der Fahrten, bei welchen diese Informationen verfügbar sind, wird durch die vermehrte Vernetzung der Steuergeräte im Fahrzeug und auch durch das Internet der Dinge (auch IoT, engl.: internet of things) mit der Zeit zunehmen. Bei vielen Fahrten werden daher die notwendigen Informationen, um das Verfahren durchzuführen, durchgängig vorhanden sein. Unter „Restwegstrecke“ wird die Strecke definiert, die in der Zeit vor der Zielerreichung gefahren wird.By "specific destination" is meant that in the corresponding control devices in the vehicle, the navigation data 15 a navigation system 16 , For example, location, destination, remaining distance are known. The number of vehicles or the number of trips in which this information is available, is due to the increased networking of the control units in the vehicle and also by the Internet of Things (also IoT, English: internet of things) increase over time. For many journeys, therefore, the information necessary to perform the procedure will be present throughout. Under "Remaining distance" the distance is defined, which is driven in the time before the goal attainment.

Insbesondere kann das Verfahren bei hoch automatisierten bzw. vollautomatisierten Fahrzeugen, z. B. beim autonomen Fahren eingesetzt werden.In particular, the method can be used in highly automated or fully automated vehicles, eg. B. be used in autonomous driving.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere bei derartigen Brennstoffzellensystemen 12 eingesetzt werden, bei welchen die Abschaltprozedur bzw. der geräuschintensive Anteil der Abschaltprozedur ein Trocknen eines Kathodenpfads des Brennstoffzellensystems 12 umfasst. Dabei wird der Kathodenpfad, insbesondere mit dem Stack, durch eine Luftfördereinheit trockengeblasen, um das Einfrieren von verbleibendem Wasser oder Wasserdampf im Kathodenpfad und in der Sensorik zu vermeiden. Da die ungewünschte Geräuschentwicklung durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen beim Abstellen des Fahrzeugs verhindert oder zumindest verringert wird, kann vorteilhaft gegebenenfalls auch die Ausblasprozedur des Kathodenpfads verlängert werden, wodurch der Luftvolumenstrom verkleinert werden kann. Dies kann zu einer Optimierung der Belastung der beteiligten Komponenten genutzt werden. Ebenfalls kann es genutzt werden um den Abschaltprozedur energetisch zu optimieren, z. B. durch Reduktion der Energie zur Luftförderung. Dies könnte auch zu mehr Freiheit bei der Auswahl der verwendeten Systemkomponenten führen, beispielsweise könnten kostengünstigere, weniger leistungsfähige Systemkomponenten eingesetzt werden.The inventive method can in particular in such fuel cell systems 12 be used, in which the shutdown procedure or the noise-intensive portion of the shutdown procedure, a drying of a cathode path of the fuel cell system 12 includes. In this case, the cathode path, in particular with the stack, is blown dry by an air conveying unit in order to avoid the freezing of remaining water or water vapor in the cathode path and in the sensor system. Since the unwanted noise is prevented or at least reduced by the measures according to the invention when parking the vehicle, advantageously also the Ausblasprozedur the cathode path can be extended if necessary, whereby the air flow rate can be reduced. This can be used to optimize the load on the components involved. It can also be used to energetically optimize the shutdown procedure, e.g. B. by reducing the energy to promote air. This could also lead to more freedom in the choice of system components used, for example, cheaper, less powerful system components could be used.

Ist die Zeit für die Abschaltprozedur konstant, so kann diese als konstanter Zeitraum berücksichtigt werden. Ist die Zeit für die Abschaltprozedur variabel, dann erfolgt das Ermitteln der Dauer der Abschaltprozedur oder des geräuschintensiven Anteils der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems bevorzugt laufend. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die entsprechende Dauer auch abhängig von variablen Parametern oder Randbedingungen über eine Funktion aus den Einflussgrößen abgeschätzt werden.If the time for the switch-off procedure is constant, this can be taken into account as a constant period. If the time for the switch-off procedure is variable, determining the duration of the switch-off procedure or of the noise-intensive portion of the switch-off procedure of the fuel cell system is preferably carried out continuously. Alternatively or additionally, the corresponding duration can also be estimated from the influencing variables as a function of variable parameters or boundary conditions via a function.

Die Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems umfasst beispielsweise die folgenden Schritte:

  • - Entfeuchten / Trocknen des Kathodenpfads mittels der Luftfördereinheit,
  • - Stoppen der Luftversorgung, wobei der Sauerstoff danach in verbleibendem Volumen innerhalb weniger Minuten oder Sekunden abreagiert, und
  • - Abschalten der H2-Versorgung (Ventile, Pumpen der H2-Versorgungseinheit), sodass der Anodenpfad dann ebenfalls abgesperrt ist.
The shutdown procedure of the fuel cell system includes, for example, the following steps:
  • Dehumidifying / drying the cathode path by means of the air conveying unit,
  • - Stop the air supply, the oxygen then reacts in remaining volume within a few minutes or seconds, and
  • - Disconnect the H 2 supply (valves, pumps of the H 2 supply unit), so that the anode path is then also shut off.

Mit dem Stopp der Luftversorgung erfolgt typischerweise auch ein Abschließen des Kathodenpfads des Stacks durch Absperrventile nach außen. Abhängig von der Temperatur wird außerdem die Kühlung (Kühlmittelpumpe, Ventile) zu einem geeigneten Zeitpunkt abgeschaltet.With the stop of the air supply is typically also a completion of the cathode path of the stack through shut-off valves to the outside. Depending on the temperature, the cooling (coolant pump, valves) will also be switched off at a suitable time.

Die Abschaltprozedur kann auch weitere Schritte umfassen, insbesondere Schritte zur Regeneration des Stacks. Diese können mit den Maßnahmen der Erfindung auch in den Zeitraum vor dem Abstellen untergebracht werden bei etwas verlängerter Zeitspanne für das batterieelektrische Fahren.The shutdown procedure may also include further steps, in particular steps for the regeneration of the stack. These can be accommodated with the measures of the invention in the period before parking with a slightly longer period for battery electric driving.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass lediglich in dem Zeitraum, währenddessen die erhöhte Geräuschemission auftritt, vom Brennstoffzellenbetrieb auf den alternativen Energiespeicher umgeschaltet wird. Das heißt, dass beim Erreichen des Fahrziels zwar noch nicht zwangsläufig die gesamte Abschaltprozedur beendet ist, aber zumindest die erhöhte Geräuschemission.According to one embodiment it can be provided that only in the period during which the increased noise occurs, is switched from fuel cell operation to the alternative energy storage. This means that when the destination is reached, the entire shutdown procedure is not necessarily completed, but at least the increased noise emission.

Die entsprechenden Überwachungsfunktionen, d. h. die Abschätzung der Dauer der Abschaltprozedur bzw. der geräuschintensiven Anteile der Abschaltprozedur, die Abschätzung der Restwegstrecke, der Dauer der Restwegstrecke, des Energiebedarf für die Restwegstrecke, der Dauer für die Einstellung des Soll-SOCs (SOC, engl.: state of Charge) der Batterie vor der Umschaltung, werden laufend aktiv mit ausreichend Genauigkeit und Zuverlässigkeit durchgeführt. Das Verfahren wird dabei durch Software-Parameter flexibel an das jeweilige System- und Komponentendesign angepasst. Insbesondere die Größe der Batterie bzw. auch der Hybridisierungsgrad wird bei der Einstellung/Applikation des Verfahrens berücksichtigt bzw. automatisch vom Verfahren an die Komponenten (z.B. Batteriegröße) angepasst.The corresponding monitoring functions, d. H. the estimation of the duration of the switch-off procedure or of the noise-intensive portions of the switch-off procedure, the estimate of the residual travel distance, the duration of the remaining travel distance, the energy requirement for the remaining travel distance, the duration for the setting of the desired SOC (SOC) Battery before switching, are performed continuously active with sufficient accuracy and reliability. The process is flexibly adapted to the respective system and component design by software parameters. In particular, the size of the battery or also the degree of hybridization is taken into account in the setting / application of the method or automatically adapted by the method to the components (for example battery size).

Die Überwachung erfolgt bevorzugt in für Fahrzeugsteuergeräte typischen Zeitrastern. Eine hohe Abtastrate ist hierbei nicht notwendigerweise erforderlich, so dass keine signifikanten Auswirkungen auf die Rechenleistung bestehen bzw. so dass keine besonderen Anforderungen an das entsprechende Steuergerät 10 gestellt werden müssen.The monitoring is preferably carried out in typical for vehicle control units time grids. A high sampling rate is not necessarily required, so that there are no significant effects on the computing power or so that no special requirements for the corresponding control unit 10 have to be asked.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fahrtdauer der Restwegstrecke s_rest ein definierter Zeitraum von gleich lang wie die ermittelte Dauer der Abschaltprozedur oder des geräuschintensiven Anteils der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems 12 bis länger als die ermittelte Dauer der Abschaltprozedur oder des geräuschintensiven Anteils der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems, besonders bevorzugt gleich lang wie oder 5 Sekunden länger, 10 Sekunden länger, 20 Sekunden länger, 30 Sekunden länger, 40 Sekunden länger, 50 Sekunden länger oder 1 Minute länger als die ermittelte Dauer der Abschaltprozedur oder des geräuschintensiven Anteils der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems 12. Auf diese Weise wird der Energiebedarf aus dem alternativen Energiespeicher möglichst gering gehalten und gleichzeitig sichergestellt, dass die Geräuschentwicklung während der Fahrt und nicht nach dem Abstellen erfolgt. Weiterhin ist es auch möglich, vorzusehen, dass die geräuschintensiven Anteile schon beim Eintreten in ein Zielwohngebiet abgeschlossen wurden.According to a preferred embodiment, the travel time of the residual distance s_rest is a defined period of the same length as the determined duration of the switch-off procedure or of the noise-intensive portion of the switch-off procedure of FIG fuel cell system 12 until longer than the determined duration of the shutdown procedure or the noise-intensive portion of the shutdown procedure of the fuel cell system, more preferably equal to or 5 seconds longer, 10 seconds longer, 20 seconds longer, 30 seconds longer, 40 seconds longer, 50 seconds longer, or 1 minute longer as the determined duration of the shutdown procedure or the noise intensive portion of the shutdown procedure of the fuel cell system 12 , In this way, the energy demand from the alternative energy storage is kept as low as possible while ensuring that the noise occurs while driving and not after parking. Furthermore, it is also possible to provide that the noisy portions were already completed when entering a target residential area.

Da die Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems 12 typischerweise zeitlich nicht lange andauert, abhängig vom Systemlayout und den Umgebungsbedingungen typischerweise von 10 s bis 120 s, typischerweise im Bereich unter 60 s, ist die Restwegstrecke meist relativ kurz, so dass der Energiebedarf aus dem elektrischen Energiespeicher klein ist. Dadurch kann das Verfahren auch angewendet werden, wenn die Traktionsbatterie 13 oder der SC klein ausgelegt sind. „Klein“ ist hier von vielen Parametern abhängig. Wichtig ist der Energieinhalt der Batterie.Since the shutdown procedure of the fuel cell system 12 typically does not last long, depending on the system layout and the ambient conditions typically from 10 s to 120 s, typically in the range below 60 s, the remaining distance is usually relatively short, so that the energy demand from the electrical energy storage is small. As a result, the method can also be applied when the traction battery 13 or the SC are designed small. "Small" depends on many parameters. Important is the energy content of the battery.

Bei einem typischen Verbrauch der E-Fahrzeuge von 12 kWh / 100 km gerechnet mit Abschaltprozedur-Dauer von 60 s und einer mittleren Geschwindigkeit für den Restweg von 50 km / h ergäbe sich ein Restweg von ca. 850 m und eine Energie von 0.1 kWh. Das kann sich aber wegen Höhenmeter, wenn sich z. B. ein Berg am Ende der Restwegstrecke befindet, deutlich erhöhen. Heutige Brennstoffzellen-PKW haben eine Batterie mit ca. 1 kWh, was für das Verfahren völlig ausreichend ist.With a typical consumption of e-vehicles of 12 kWh / 100 km calculated with switch-off duration of 60 s and a mean speed for the remaining distance of 50 km / h would result in a remaining distance of 850 m and an energy of 0.1 kWh. That can but because of altitude, if z. B. a mountain is located at the end of the remaining route, increase significantly. Today's fuel cell cars have a battery with about 1 kWh, which is completely sufficient for the process.

Ist die Batterie ausreichend groß, z. B. mehr als 1000 Wh, bevorzugt mehr als 5000 Wh, und die Abschaltprozedur zeitlich nicht lange, z. B. weniger als 20 s, bevorzugt weniger als 10 s, dann kann das Verfahren vereinfacht angewendet werden, sodass ohne Abschätzung der Energie für die Restwegstrecke, Vorkonditionierung der Batterie etc. umgeschaltet werden kann. Die Batterie wird typischerweise in einem SOC-Bereich betrieben (min/max-Schwelle), der einen überschaubaren Bereich der Restwegstrecke (z.B. 1000 m) in jedem Fall abdeckt, sowohl bezüglich Antrieb als auch bezüglich Rekuperation, und auch nach dem Abstellen des Fahrzeugs in einem akzeptablen Bereich ist, d.h. dass der SOC der Batterie nicht zu niedrig ist.Is the battery sufficiently large, z. B. more than 1000 Wh, preferably more than 5000 Wh, and the shutdown time not long, z. B. less than 20 s, preferably less than 10 s, then the method can be applied simplified, so that can be switched without estimating the energy for the remaining distance, preconditioning of the battery, etc. The battery is typically operated in an SOC range (min / max threshold), which covers a manageable range of the residual travel distance (eg 1000 m) in each case, both with respect to drive and with respect to recuperation, and also after the vehicle has been switched off an acceptable range, ie that the SOC of the battery is not too low.

Vor dem Umschalten auf den alternativen Energiespeicher 13 kann aber auch eine Überprüfung erfolgen, ob die Energie des alternativen Energiespeichers ausreicht, um die Restwegstrecke abzudecken. Dabei werden insbesondere Navigationsdaten incl. Steigungen/Gefälle benutzt. Zusätzlich können weitere Daten wie z. B. Verkehrssituation, Fahrverhalten des Fahrers, Zustandsdaten des Fahrzeug incl. Komponenten, z. B. Reifen, Alterungszustand der Batterie, Umgebungsbedingungen wie Temperatur, aber auch die Beschaffenheit der Straße, beispielsweise Art des Straßenbelags berücksichtigt werden. Außerdem kann die Energiemenge berücksichtigt werden die zur Ausführung der Abschaltprozedur, z. B. für das Ausblasen benötigt wird.Before switching to the alternative energy storage 13 But it can also be a check whether the energy of the alternative energy storage is sufficient to cover the remaining distance. In particular, navigation data including inclines / gradients are used. In addition, further data such. B. traffic situation, driving behavior of the driver, condition data of the vehicle incl. Components, z. As tires, aging condition of the battery, environmental conditions such as temperature, but also the nature of the road, for example, type of road surface are taken into account. In addition, the amount of energy can be taken into account for the execution of the shutdown procedure, z. B. is required for blowing.

Für den Fall, dass das Ziel bzw. die Route geändert wird, wird das Verfahren bevorzugt angepasst. Zu unterscheiden ist dabei, ob das neue Ziel weiter oder näher entfernt ist als das vorige Ziel, d. h. z. B. ob mehr oder weniger Energie zum Erreichen des Ziels nötig ist.In the event that the destination or the route is changed, the method is preferably adapted. It must be distinguished whether the new target is farther or farther away than the previous target, d. H. z. For example, whether more or less energy is needed to reach the target.

Für den Fall, dass das neue Ziel signifikant weiter weg ist als das alte Ziel bzw. dass signifikant mehr Energie benötigt wird als eingeplant, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abschaltvorgang des Brennstoffzellensystems abgebrochen wird und ein Wiederstart des Brennstoffzellensystems erfolgt, wobei der Antrieb des alternativen Energiespeichers abgeschaltet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird dann von Beginn an durchgeführt.In the event that the new target is significantly farther away than the old target or that significantly more energy is needed than planned, it is preferably provided that the shutdown of the fuel cell system is stopped and a restart of the fuel cell system takes place, the drive of the alternative Energy storage is turned off. The process according to the invention is then carried out from the beginning.

Wenn dagegen das neue Ziel nur einen Straßenzug weiter weg ist, bzw. sich in einem Stadtteil befindet, der tiefer liegt, dann reicht die eingeplante Energie in der Batterie auch aus.If, on the other hand, the new destination is only one block further away, or is in a district that is lower, then the planned energy in the battery is sufficient.

Für den Fall, dass das neue Ziel näher dran ist als das alte Ziel bzw. energetisch betrachtet günstiger gelegen ist, kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren wie beschrieben abläuft. In Einzelfällen kann es dabei dazu kommen, dass der geräuschintensive Anteil der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems nicht abgeschlossen ist, und das neue Ziel bereits erreicht ist. Dennoch werden auch in diesem Fall die Geräuschentwicklungen während des Abstellens und nach dem Abstellen des Fahrzeugs zumindest abgekürzt.In the event that the new goal is closer to it than the old target or energetically considered to be located more favorably, it can be provided that the method according to the invention runs as described. In individual cases, it may happen that the noise-intensive portion of the shutdown procedure of the fuel cell system is not completed, and the new target has already been reached. Nevertheless, even in this case, the noise developments during parking and after parking the vehicle are at least abbreviated.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird vor dem Umschalten der elektrische Energiespeicher auf einen Soll-Ladezustand vorkonditioniert.According to a preferred embodiment, the electrical energy storage is preconditioned to a desired state of charge prior to switching.

Mit „vorkonditionieren“ wird in der vorliegenden Offenbarung bezeichnet, dass ein Prüfen erfolgt, ob der Soll-Ladezustand bereits vorhanden oder überschritten ist, und wenn nicht, dass der elektrische Energiespeicher gegebenenfalls auf- oder entladen wird, um den Soll-Ladezustand für den Zeitpunkt des Umschaltens zu erreichen.By "preconditioning" is meant in the present disclosure that a check is made as to whether the desired state of charge is already present or exceeded and, if not, that the electrical energy store may be charged or discharged, by the desired state of charge for the time of switching.

Bevorzugt deckt der Soll-Ladezustand des elektrischen Energiespeichers dabei zumindest den Energiebedarf für das mit elektrischem Energiespeicher angetriebene Fahren der Restwegstrecke ab. Weiter bevorzugt deckt der Soll-Ladezustand des elektrischen Energiespeichers außerdem zumindest den Energiebedarf für einen Ziel-Ruhe-Ladezustand ab. Der Ziel-Ruhe-Ladezustand ist bevorzugt ein Bereich. Somit kann bei Zielerreichung der übliche angestrebte Ladezustand des elektrischen Energiespeichers erreicht werden, beispielsweise der Ladezustand aus einer Standardbetriebsstrategie.Preferably, the nominal state of charge of the electrical energy store covers at least the energy requirement for driving the residual travel distance driven by an electrical energy store. Further preferably, the desired state of charge of the electrical energy store also covers at least the energy requirement for a target resting state of charge. The target resting state of charge is preferably an area. Thus, when the target is reached, the usual desired state of charge of the electrical energy store can be achieved, for example the state of charge from a standard operating strategy.

Der Soll-Ladezustand des elektrischen Energiespeichers wird also bevorzugt aus dem Energiebedarf für das batteriebetriebene Fahren der Restwegstrecke und einem Ziel-Ruhe-Ladezustand des abgestellten Fahrzeugs ermittelt. Aus dem ermittelten Soll-Ladezustand und dem aktuell vorliegenden Zustand, sowie aus weiteren Daten wie dem Zustand des Brennstoffzellensystems, der Ladeleistung vom Brennstoffzellensystem an die Batterie usw. wird die Dauer abgeschätzt, wie lange das System zur Vorkonditionierung der Batterie benötigt.The nominal state of charge of the electrical energy store is therefore preferably determined from the energy requirement for the battery-powered driving of the remaining travel distance and a target rest state of charge of the parked vehicle. From the determined desired state of charge and the current state, as well as from other data such as the state of the fuel cell system, the charging power from the fuel cell system to the battery, etc., the duration is estimated how long the system requires for preconditioning of the battery.

Erfindungsgemäß wird außerdem ein Fahrzeug vorgeschlagen, das ein Brennstoffzellensystem und einen alternativen Energiespeicher aufweist, wobei die Energie für den Antrieb des Fahrzeugs aus dem Brennstoffzellensystem oder aus dem alternativen Energiespeicher bezogen wird.According to the invention, a vehicle is also proposed which has a fuel cell system and an alternative energy store, wherein the energy for driving the vehicle is obtained from the fuel cell system or from the alternative energy store.

Das Fahrzeug weist außerdem ein Navigationssystem 16 auf oder ist mit diesem verbunden, so dass ein bestimmtes Fahrziel und die Restwegstrecke zu dem Fahrziel bekannt ist.The vehicle also has a navigation system 16 on or is connected to this, so that a specific destination and the remaining distance to the destination is known.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der alternative Energiespeicher eine oder mehrere Traktionsbatterien und/oder Superkondensatoren.According to a preferred embodiment, the alternative energy store comprises one or more traction batteries and / or supercapacitors.

Das Verfahren wird beispielsweise für ein Fahrzeug beschrieben, das als Antriebssysteme ein Brennstoffzellensystem und einen alternativen Energiespeicher aufweist.The method is described for example for a vehicle having a fuel cell system and an alternative energy storage as drive systems.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described here and the aspects highlighted therein are limited. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

Claims (8)

Verfahren zum Betrieb eines Steuergerätes (10), welches in einem Fahrzeug (11) angeordnet ist und mit einem im Fahrzeug (11) angeordneten Brennstoffzellensystem (12) und Energiespeicher (13) verbunden ist, wobei das Fahrzeug über einen elektrischen Antrieb (14) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass - das Steuergerät (10) eine erste Dauer (t_abschalt) der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems (12) ermittelt; - das Steuergerät (11) eine zweite Dauer (t_restweg) einer vom Fahrzeug (11) noch zu fahrenden Restwegstrecke (s_rest) ermittelt; - das Steuergerät (11) einen aktuellen Ladezustand (SOC) des Energiespeichers (13) ermittelt; - das Steuergerät (11) eine dritte Dauer (t_vorkond) für die Einstellung eines gewünschten Ladezustandes (SOC_soll) des Energiespeichers (13) ermittelt; - der Energiespeicher (13) auf den gewünschten Ladezustand (SOC_soll) aufgeladen wird, falls der aktuelle Ladezustand (SOC) nicht ausreicht, um die noch zu fahrende Restwegstrecke (s_rest) zurückzulegen; - das Steuergerät (11) die Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems (12) einleitet und die Leistungsentnahme zum Betrieb des elektrischen Antriebs (14) vollständig aus dem Energiespeicher (13) erfolgt.Method for operating a control unit (10) which is arranged in a vehicle (11) and connected to a fuel cell system (12) and energy store (13) arranged in the vehicle (11), the vehicle having an electric drive (14) characterized in that - the controller (10) determines a first duration (t_off) of the shutdown procedure of the fuel cell system (12); - The control unit (11) determines a second duration (t_restweg) of the vehicle (11) to be traveled remaining distance (s_rest); - The controller (11) determines a current state of charge (SOC) of the energy store (13); - The control unit (11) determines a third duration (t_vorkond) for setting a desired state of charge (SOC_soll) of the energy store (13); - The energy storage (13) is charged to the desired state of charge (SOC_soll), if the current state of charge (SOC) is not sufficient to cover the remaining distance to be traveled (s_rest); - The control unit (11) initiates the shutdown procedure of the fuel cell system (12) and the power to operate the electric drive (14) completely from the energy storage (13). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (13) eine Traktionsbatterie oder ein Superkondensator ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the energy store (13) is a traction battery or a supercapacitor. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ladezustand (SOC_soll) groß genug ist, damit die Restwegstrecke (s_rest) vom Fahrzeug (11) zurückgelegt werden kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired state of charge (SOC_soll) is large enough so that the residual distance (s_rest) can be covered by the vehicle (11). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (11) den Zeitpunkt (t_umschalt) für die Einleitung der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems (12) und die vollständige Leistungsentnahme zum Betrieb des elektrischen Antriebs (14) aus dem Energiespeicher (13) wählt, sodass die zweite Dauer (t_restweg) der vom Fahrzeug (11) noch zu fahrenden Restwegstrecke (s_rest) größer oder gleich der ersten Dauer (t_abschalt) der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems (12) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (11) selects the time (t_umschalt) for the initiation of the shutdown procedure of the fuel cell system (12) and the complete power extraction for operation of the electric drive (14) from the energy store (13) such that the second duration (t_restweg) of the remaining travel distance (s_rest) still to be traveled by the vehicle (11) is greater than or equal to the first duration (t_offset) of the shutdown procedure of the fuel cell system (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erreichen des gewünschten Ladezustandes (SOC_soll) des Energiespeichers (13) überschüssige Energie aus dem Brennstoffzellensystem (12) in den Energiespeicher (13) transferiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that to achieve the desired state of charge (SOC_soll) of the energy store (13) excess energy from the fuel cell system (12) is transferred into the energy store (13). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltprozedur ein Trocknen eines Kathodenpfads des Brennstoffzellensystems (12) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the switch-off procedure comprises drying a cathode path of the fuel cell system (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (11) die zweite Dauer (t_restweg) der vom Fahrzeug (11) noch zu fahrenden Restwegstrecke (s_rest) aus Navigationsdaten (15) ermittelt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Control unit (11) determines the second duration (t_restweg) of the vehicle (11) still to be traveled remaining distance (s_rest) from navigation data (15). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (11) die Einleitung der Abschaltprozedur des Brennstoffzellensystems (12) und die vollständige Leistungsentnahme zum Betrieb des elektrischen Antriebs (14) aus dem Energiespeicher (13) nur dann vornimmt, wenn sowohl die im Energiespeicher (13) vorhandene Energie als auch Leistung ausreichen, um die noch zu fahrende Restwegstrecke (s_rest) zurückzulegen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (11) initiates the switch-off procedure of the fuel cell system (12) and the complete removal of power to operate the electric drive (14) from the energy store (13) only if both in the energy storage (13) existing energy and power sufficient to cover the remaining distance to be traveled (s_rest).
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