DE10218672A1 - Determining current production required from fuel system to meet required power output, determines demand, voltage and current iteratively to enable control - Google Patents

Determining current production required from fuel system to meet required power output, determines demand, voltage and current iteratively to enable control

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DE10218672A1
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Abstract

Iterative determinations are made of the demanded power, and of the fuel cell (1) system voltage (3) and current outputs required to meet it. The fuel cell system is controlled (2) accordingly. An Independent claim is included for the corresponding equipment.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung des von einem Brennstoffzellensystem für eine angeforderte, elektrische Abgabeleistung zu erzeugenden Stroms. The invention relates to a method and a Arrangement for determining the fuel cell system for a requested, electrical power output to be generated Current.

Brennstoffzellensysteme werden für die elektrische Energieversorgung von Verbrauchern auch in mobilen Einrichtungen eingesetzt. In mobilen Einrichtungen, z. B. Fahrzeugen oder Booten, können die Brennstoffzellen zur Versorgung von Verbrauchern verwendet werden, die bisher auf herkömmliche Weise von einer Lichtmaschine ihre Energie bezogen haben. Es werden aber auch Brennstoffzellensysteme zur Erzeugung der elektrischen Energie für die Antriebsmotoren der mobilen Einrichtungen benutzt. Fuel cell systems are used for the electrical Energy supply of consumers also in mobile devices used. In mobile devices, e.g. B. vehicles or boats, The fuel cells can be used to supply consumers used in a conventional way of a Alternator have drawn their energy. But they will too Fuel cell systems for generating electrical energy used for the drive motors of the mobile devices.

Unter Brennstoffzellensysteme sind Systeme zu verstehen, die wenigstens eine Brennstoffzelle für die Erzeugung elektrischer Energie, Hilfsaggregate für den Betrieb der Brennstoffzelle sowie gegebenenfalls Mittel zur Erzeugung von Wasserstoff aus gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen und eine Steuereinheit aufweisen. Zu den Brennstoffzellensystemen sind im Sinne der vorstehenden Definition auch hybride Systeme zu rechnen, die sowohl die genannten Komponenten als auch eine Speicherbatterie enthalten. Die Speicherbatterie ist mit dem Ausgang der Brennstoffzelle verbunden. Im allgemeinen ist die Speicherbatterie in einem von der Brennstoffzelle gespeisten Netz neben elektrischen Verbrauchern, z. B. Motoren, Heizwiderständen, Lampen usw. angeordnet. Fuel cell systems are to be understood as systems that at least one fuel cell for the production of electrical Energy, auxiliary equipment for the operation of the fuel cell and optionally, means for generating hydrogen gaseous or liquid hydrocarbons and a Have control unit. To the fuel cell systems are also hybrid systems as defined above calculate both the components mentioned above and one Storage battery included. The storage battery is with the Output of the fuel cell connected. In general, the Storage battery in a powered by the fuel cell Network next to electrical consumers, z. Motors, Heating resistors, lamps, etc. arranged.

Häufig sind in mobilen Einrichtungen Verbraucher mit unterschiedlichen Nennspannungen vorhanden. Während Antriebsmotore für die mobilen Einrichtungen überwiegend für höhere Spannungen ausgelegt sind, die in der Größenordnung der von einem Stapel von Brennstoffzellenmodulen erzeugten Spannung liegen, weisen andere Verbraucher wie Lampen, Scheibenwischermotore, Schiebedachantriebsmotore, Fensterantriebsmotore, und dgl. eine niedrigere Spannung auf, die auf die Spannung der Speicherbatterie abgestimmt ist. Das Brennstoffzellensystem weist daher zumindest einen DC/DC-Wandler auf, der zwischen dem Netz mit der höheren Spannung und dem Netz mit der niedrigeren Spannung angeordnet ist, wobei im Netz mit der niedrigeren Spannung im allgemeinen die Speicherbatterie angeordnet ist. Insbesondere während der Bewegung der mobilen Einrichtungen wechseln die Anforderungen an das jeweilige Brennstoffzellensystem zur Abgabe der Ausgangsleistung. Beschleunigungs- und Bremsvorgänge verlangen unterschiedliche Ausgangsleistungen des Brennstoffzellensystems. Frequently, mobile devices involve consumers different rated voltages available. While drive motors for the mobile devices mostly for higher ones Voltages are designed that are of the order of magnitude of one Stacks of fuel cell modules generate voltage, other consumers such as lamps, windscreen wiper motors, Sunroof drive motors, window drive motors, and the like. a lower voltage, which depends on the voltage of the Storage battery is tuned. The fuel cell system Therefore, has at least one DC / DC converter, which between the mains with the higher voltage and the mains with the lower voltage is arranged, being in the network with the lower voltage in general, the storage battery is arranged. Especially during the movement of the mobile Facilities change the requirements of the respective Fuel cell system for output power output. Acceleration and braking require different Output powers of the fuel cell system.

Es ist ein Verfahren zum Steuern einer Brennstoffzelle bekannt, bei dem die Änderung des Stroms der Brennstoffzelle bei einem Wechsel der Last durch eine Zeitverzögerung bestimmt wird(Patent Abstracts of Japan Nr. 03081968 A). It is a method of controlling a fuel cell known in which the change in the flow of the fuel cell at a change of the load determined by a time delay (Patent Abstracts of Japan No. 03081968 A).

Bekannt ist auch ein Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems, das einen Reformer zur Erzeugung eines wasserstoffhaltigen Gases aus einem gasförmigen Kohlenwasserstoff aufweist, wobei das wasserstoffhaltige Gas mit einem Oxidanten in der Brennstoffzelle reagiert, die Strom an eine externe Last abgibt. Durch das Verfahren werden die von einem Stapel aus Brennstoffzellenmodulen erzeugte Spannung und der abgegebene Strom gemessen. Aus einer vorgegebenen Kennlinie für Strom und Spannung der Brennstoffzelle wird für den gemessenen Strom die zugehörige Spannung aus der Kennlinie ermittelt und der Unterschied der ermittelten Spannung mit der gemessenen Spannung bestimmt. Wenn die Differenz der Spannungen größer als ein vorab festgelegter Wert ist, wird eine Meldung erzeugt (EP 1069 636 A2). Also known is a method for operating a Fuel cell system, which is a reformer to produce a hydrogen-containing gas from a gaseous hydrocarbon wherein the hydrogen-containing gas is an oxidant reacts in the fuel cell, the power to an external Giving off load. By the method are those of a stack from fuel cell modules generated voltage and the emitted current measured. From a given characteristic for Current and voltage of the fuel cell is measured for the Current determines the associated voltage from the characteristic and the difference of the determined voltage with the measured one Voltage determined. If the difference of the voltages greater is a predefined value, a message is generated (EP 1069 636 A2).

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur schnellen Bestimmung des von einem Brennstoffzellensystem für eine angeforderte, elektrische Abgabeleistung zu erzeugenden Strom zu entwickeln. The invention is based on the problem, a method and an arrangement for the rapid determination of the one Fuel cell system for a requested, electric To develop output power to be generated power.

Das Problem wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils bei einer angeforderten Änderung der vom Brennstoffzellensystem abzugebenden Leistung in einem Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt aus dem Quotienten des Werts der angeforderten Leistung und dem zum Zeitpunkt der angeforderten Leistung am Brennstoffzellenausgang gemessenen Spannungswert ein Stromwert berechnet und dem Brennstoffzellensystem zur Einstellung der Leistung zugeführt sowie ein für diesen Stromwert maßgebender Spannungswert des Brennstoffzellenausgangs bestimmt wird, daß in einem darauffolgenden Vergleichsschritt der maßgebende Spannungswert mit dem gemessenen Spannungswert verglichen wird, daß bei Übereinstimmung der Spannungswerte innerhalb vorgebbarer Grenzen kein weiterer Schritt zur Einstellung der angeforderten Leistung mehr ausgeführt wird und daß bei Nichtübereinstimmung iterativ abwechselnd Strom-Spannungs-Bestimmungsschritte, in denen jeweils der Wert der angeforderten Leistung durch den im letzten vorhergehenden Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt bestimmten Spannungswert zur Berechnung eines dem Brennstoffzellensystem zuzuführenden Stromwerts dividiert sowie ein für diesen Stromwert maßgebender Spannungswert des Brennstoffzellenausgangs ermittelt wird, und Vergleichsschritte zur Erfassung der Übereinstimmung zwischen den in den letzten beiden vorhergegangenen Strom-Spannungs-Bestimmungsschritten ermittelten Spannungswerten so lange durchgeführt werden, bis Übereinstimmung festgestellt wird. The problem is with a method of the beginning described type solved according to the invention that in each case at a requested change of the fuel cell system power to be delivered in a current-voltage determination step from the quotient of the value of the requested service and at the time of the requested service on Fuel cell output measured voltage value calculates a current value and the fuel cell system for adjusting the power supplied as well as a relevant for this current value Voltage value of the fuel cell output is determined that in in a subsequent comparison step, the authoritative one Voltage value is compared with the measured voltage value, that if the voltage values agree within Predefinable limits no further step to adjust the requested service is more executed and that at Mismatch iteratively alternating Current-voltage determination steps, in which each case the value of the requested power by the one in the last preceding Current-Voltage Determining Step Specifies a voltage value for calculating a Divided fuel cell system to be supplied current value as well as a voltage value of the current value Fuel cell output is determined, and Comparative steps for detecting the correspondence between in the last two previous ones Current-voltage determination steps determined voltage values carried out so long until agreement is found.

Unter Zufuhr des Stromwerts ist hierbei zu verstehen, dass Stellglieder des Brennstoffzellensystems, mit denen die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle eingestellt wird, mit dem entsprechenden Sollwert bzw. den Sollwerten des Stroms beaufschlagt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann bei . einer gewünschten Änderung der vom Brennstoffzellensystem abzugebenden Leistung, der sog. Zielleistung, in wenigen Schritten der Zielstrom, der zusammen mit der bei diesem Strom auftretenden Brennstoffzellenausgangsspannung die Zielleistung erzeugt, bestimmt werden. Der bei der Zielleistung sich einstellende Strom ist hierbei Zielstrom genannt. Durch die schnelle bzw. weniger Zeit benötigende Bestimmung des Zielstroms steht die Zielleistung in kürzerer Zeit zur Verfügung! By supplying the current value, it is to be understood that Actuators of the fuel cell system with which the Output power of the fuel cell is adjusted with the corresponding setpoint or the setpoints of the current be charged. With the inventive method can in. a desired change of the fuel cell system to be delivered, the so-called target performance, in a few Steps the target current, along with the current at this occurring fuel cell output voltage, the target power generated, determined. The one at the target performance itself adjusting current is called the target current. By the fast or less time-consuming determination of the Zielstrom is the target performance in less time available!

Vorzugsweise wird die für einen berechneten Stromwert maßgebende Spannung des Brennstoffzellenausgangs aus der gespeicherten Spannungs-Strom-Kennlinie der Brennstoffzelle bestimmt. Die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle als Funktion des Ausgangsstroms wird beispielsweise im Probebetrieb gemessen und gespeichert. Während des normalen Betriebs wird die zu einem Stromwert gehörende Ausgangsspannung aus der gespeicherten Kennlinie ausgelesen. Preferably, that becomes for a calculated current value decisive voltage of the fuel cell output from the stored voltage-current characteristic of the fuel cell certainly. The output voltage of the fuel cell as Function of the output current is, for example, in Trial operation measured and stored. During the normal Operation becomes the current value Output voltage read from the stored characteristic.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der zu einem berechneten Stromwert maßgebende Spannungswert der Brennstoffzelle jeweils von Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt zu Strom-Spannungsbestimmungsschritt aus der gespeicherten Spannungs-Strom-Kennlinie der Brennstoffzelle und durch Messung der Ausgangsspannung der Brennstoffzelle bestimmt, wobei der aus der Kennlinie entnommene Wert der Ausgangsspannung mit einem Kennlinien-Gewichtungsfaktor multipliziert wird, der der Quotient aus der Differenz des aus der angeforderten Leistung und der Spannung ermittelten Stromsollwerts und dem am Brennstoffzellenausgang gemessenen Stromistwerts und dem Stromsollwert ist, und wobei der Messwert der Ausgangsspannung mit einem weiteren Gewichtsfaktor multipliziert wird, der die Differenz zwischen dem Wert eins und dem Kennlinien-Gewichtsfaktor ist. Das Brennstoffzellensystem reagiert mit einer gewissen Trägheit auf sprungförmige Änderungen der angeforderten Leistung. Aufgrund von Zeitkonstanten des Brennstoffzellensystems stellt sich bei der Beaufschlagung des Brennstoffzellensystems bzw. dessen Stellgliedern mit einem geänderten Strom-Sollwert dieser und die zugehörige Ausgangsspannung erst nach einer Zeitverzögerung ein. Dieses Zeitverhalten des Brennstoffzellensystem wird vorab ermittelt und daraus das zeitliche Verhalten der Gewichtung für den Messwert der Ausgangsspannung bestimmt. In a particularly preferred embodiment, the to a calculated current value relevant voltage value of Fuel cell each of current-voltage determining step to current voltage determination step from the stored Voltage-current characteristic of the fuel cell and through Measurement of the output voltage of the fuel cell determines wherein the value taken from the characteristic of the Output voltage multiplied by a characteristic weighting factor which is the quotient of the difference of the requested power and the voltage determined current setpoint and the current actual value measured at the fuel cell output and the current setpoint, and wherein the measured value is the Output voltage with another weight factor multiplied by the difference between the value one and the characteristic weighting factor. The Fuel cell system reacts with a certain inertia to jump-shaped Changes to the requested service. Owing to Time constants of the fuel cell system arises in the Actuation of the fuel cell system or its Actuators with a modified current setpoint of this and the associated output voltage after a Time delay on. This time behavior of the fuel cell system is determined in advance and from this the temporal behavior of the Weight determined for the measured value of the output voltage.

Insbesondere wird der Kennlinien Gewichtungsfaktor in Abhängigkeit vom Quotienten aus der Differenz des aus der angeforderten Leistung und der Spannung ermittelten Stromsollwerts und dem am Brennstoffzellenausgang gemessenen Stromistwert bestimmt. Mit dieser Maßnahme wird brücksichtigt, dass bei kleinen Stromänderungen der Kennlinien-Gewichtungsfaktor kleiner ist als bei großen Stromänderungen. Der Gewichtungsfaktor kann zweckmäßigerweise bei geringen Änderungen der Stromanforderung bis zu einem bestimmten Wert null sein, ab dieser Stromänderung linear bis zu einer großen Stromäderung ansteigen und danach den Wert eins haben. In particular, the characteristics weighting factor in Dependence on the quotient of the difference of the requested performance and the voltage determined Current setpoint and measured at the fuel cell output Actual current value determined. With this measure will takes into account that with small current changes the Characteristic weighting factor is smaller than with large current changes. The weighting factor may expediently at low Changes to the power requirement up to a certain value be zero, from this current change linearly up to a large one Stromäderung rise and then have the value one.

Bei einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art wird das Problem erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einer Brennstoffzellen-Steuereinheit eines Brennstoffzellensystems, das eine aus Brennstoffzellen-Modulen bestehende Brennstoffzelle mit Hilfsaggregaten, einen Reformer, Stellglieder für die Steuerung der Leistung der Brennstoffzelle und einen mit dem Brennstoffzellen-Ausgang verbunden Spannungssensor enthält, ein Programm gespeichert ist, das aus durch Division eines in die Brennstoffzellen-Steuereinheit eingegebenen Werts einer Leistung und eines mit dem Spannungssensor gemessenen und/oder aus einer Spannungs-Strom-Kennlinie der Brennstoffzelle ermittelten Spannungswerts einen Stromwert bestimmt, der gegebenenfalls nach Korrektur durch einen Stromwert, der bei Vorhandensein einer Speicherbatterie im Brennstoffzellensystem vorzeichenrichtig hinzugefügt wird, den Stellgliedern der Brennstoffzelle zugeführt wird, daß das Programm Anweisungen zur iterativen Bestimmung des für den Stromwert maßgebenden Werts der Ausgangsspannung der Brennstoffzelle und zur Prüfung der gemessenen und/oder aus der Spannungs-Strom-Kennlinie der Brennstoffzelle ermittelten Spannungswerte auf Übereinstimmung innerhalb vorgebbarer Toleranzen aufweist und daß Anweisungen im Programm zur Aufrechterhaltung des zuletzt an die Stellglieder ausgegebenen Stromwerts bei Feststellung der Übereinstimmung vorgesehen sind. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt einen schnelleren Übergang von einer im Augenblick ausgegebenen Leistung der Brennstoffzelle zu einer anderen, von außen angeforderten Leistung, die z. B. für den Betrieb von Motoren mit höherer Leistung benötigt wird. Weiterhin wird der Gefahr von Stack-Unterspannungen vorgebeugt. Die Spannungs- Strom-Kennlinie der Brennstoffzelle wird durch Versuche ermittelt und in der Brennstoffzellen-Steuereinheit gespeichert. In an arrangement of the type described above, the Problem solved according to the invention that in one Fuel cell control unit of a fuel cell system, the a fuel cell consisting of fuel cell modules with auxiliary equipment, a reformer, actuators for the Control of the power of the fuel cell and one with the Fuel cell output connected voltage sensor contains a program is saved that by dividing an in the fuel cell control unit input value of a Power and one measured and / or with the voltage sensor from a voltage-current characteristic of the fuel cell determined voltage value determines a current value, the if necessary after correction by a current value at Presence of a storage battery in the fuel cell system correctness is added to the actuators of the Fuel cell is supplied to the program instructions for iterative determination of the value relevant for the current value the output voltage of the fuel cell and to test the measured and / or from the voltage-current characteristic of the Fuel cell determined voltage values for compliance within specifiable tolerances and that instructions in the program to maintain the last to the Actuators output current value upon detection of Match are provided. The inventive arrangement allows a faster transition from one right now output power of the fuel cell to another, of externally requested performance, the z. B. for the operation of Motors with higher power is needed. Furthermore, the Risk of stack undervoltages prevented. The voltage Current characteristic of the fuel cell is determined by experiments determined and stored in the fuel cell control unit.

Insbesondere enthält die Brennstoffzellen-Steuereinheit eine Anordnung zur abwechselnden Verwendung des am Brennstoffzellen-Ausgang gemessenen Werts der Spannung und des aus der Kennlinie für einen berechneten Stromwert ausgelesenen Spannungswerts für die Bildung eines Divisors für die Berechnung eines jeweils neuen Stromwerts mit dem iterativen Verfahren. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der gemessene Spannungswert und der Kennlinien_Spannungswert je mit einem von der Dynamik des Brennstoffzellensystems abhängigen Faktor gewichtet werden. Diese Faktoren kann durch Versuch ermittelt werden. Es lassen sich damit Kennlinien-Ungenauigkeiten ausgleichen. In particular, the fuel cell control unit includes a Arrangement for alternating use of the am Fuel cell output measured value of the voltage and out of the Characteristic curve read out for a calculated current value Voltage value for forming a divisor for the Calculation of a new current value with the iterative Method. It is useful if the measured Voltage value and the characteristic voltage value each with a factor dependent on the dynamics of the fuel cell system be weighted. These factors can be determined by trial become. It can thus be characteristic inaccuracies compensate.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeich- 3 nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben. The invention is described in more detail below with reference to an embodiment shown in drawings of a 3-drying, which result from further details, features and advantages.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung eines Brennstoffzellensystems mit einem daran angeschlossenen Netz, Fig. 1 is a block diagram showing an arrangement of a fuel cell system with a connected network,

Fig. 2 eine Einzelheit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, FIG. 2 shows a detail of the arrangement shown in FIG. 1, FIG.

Fig. 3 ein Diagramm der Ausgangsspannung einer Brennstoffzelle in Abhängigkeit vom Ausgangsstrom, Fig. 3 is a diagram of the output voltage of a fuel cell in response to the output current,

Fig. 4 ein Diagramm des typischen zeitlichen Verlaufs einer Stromanforderung und der zugehörigen Strombereitstellung in einem Brennstoffzellensystem und Fig. 4 is a diagram of a typical time course of a stream request and the associated power supply in a fuel cell system and

Fig. 5 ein Diagramm eines prozentualen Gewichtungsfaktors in Abhängigkeit vom Quotienten aus der Differenz eines Stromsollwerts und eines Stromistwerts und einem maximalen Stromsollwert. Fig. 5 is a diagram of a percentage weighting factor in dependence on the quotient of the difference between a current command value and a current actual value and a maximum current setpoint.

Ein Brennstoffzellensystem enthält eine Brennstoffzelle 1 mit Hilfsaggregaten, einem Reformer, Stellgliedern für die Einstellung der Leistung der Brennstoffzelle, einer Brennstoffzellen-Steuereinheit 2 für die elektrischen Komponenten des Brennstoffzellensystems und einem Spannungssensor 3, der mit dem Ausgang 4 der Brennstoffzelle 1 verbunden ist. Weiterhin ist ein Stromsensor 3a für die Messung der Ausgangsströme der Brennstoffzelle mit der Brennstoffzellen-Steuereinheit 2 verbunden. Die Hilfsaggregate für die Brennstoffzelle, der Reformer und die Stellglieder zur Einstellung der Leistung sind an sich bekannt und nicht in der Zeichnung dargestellt. An den Ausgang 4 ist ein DC/DC-Wandler 5 mit nachgeschalteter Speicherbatterie 6 angeschlossen. Weiterhin steht eine Antriebseinheit 7, die als Beispiel für elektrische Verbraucher in der Zeichnung dargestellt ist, mit dem Ausgang 4 in Verbindung. A fuel cell system includes a fuel cell 1 with auxiliary equipment, a reformer, actuators for adjusting the performance of the fuel cell, a fuel cell control unit 2 for the electrical components of the fuel cell system and a voltage sensor 3 , which is connected to the output 4 of the fuel cell 1 . Furthermore, a current sensor 3 a for the measurement of the output currents of the fuel cell to the fuel cell control unit 2 is connected. The auxiliary units for the fuel cell, the reformer and the actuators for adjusting the power are known per se and not shown in the drawing. At the output 4 , a DC / DC converter 5 is connected with downstream storage battery 6 . Furthermore, a drive unit 7 , which is shown as an example of electrical consumers in the drawing, with the output 4 in connection.

Die Antriebseinheit 7 enthält einen DC/DC-Wandler 8, dem ein Motor 9 nachgeschaltet ist. Mit Eingängen der Brennstoffzellen-Steuereinheit 2 ist eine Eingabe-Einheit 10 verbunden, bei der es sich um eine übergeordnete Steuereinheit handeln kann, die für die Einstellung der Leistung des Motors 9 maßgebend ist. The drive unit 7 contains a DC / DC converter 8 , to which a motor 9 is connected downstream. With inputs of the fuel cell control unit 2 , an input unit 10 is connected, which may be a higher-level control unit, which is decisive for the adjustment of the power of the motor 9 .

Die Eingabe-Einheit 10 bestimmt aus Eingabeanforderungen, die z. B. von einem Sensor kommen können, die von der Brennstoffzelle 2 an die Antriebseinheit 7 abzugebende Gleichstromleistung nach der Formel:

P = U.I, worin

mit P die Leistung, mit U die Ausgangsspannung und mit I der Ausgangsstrom der Brennstoffzelle 1 bezeichnet sind. Der Wert der Leistung P wird der Brennstoffzellen-Steuereinheit 2 zugeführt, die aus der Leistung P nach der Formel I = P/U den von der Brennstoffzelle 1 bei der sich einstellenden Brennstoffzellen-Ausgangsspannung abgegebenen Strom berechnet. The input unit 10 determines from input requests that are e.g. B. can come from a sensor, the output from the fuel cell 2 to the drive unit 7 DC power according to the formula:

P = UI, in which

where P is the power, U is the output voltage and I is the output current of the fuel cell 1 . The value of the power P is supplied to the fuel cell control unit 2 , which calculates, from the power P according to the formula I = P / U, the current delivered by the fuel cell 1 at the resulting output fuel cell voltage.

Die Brennstoffzelle 1 besteht aus einen Stack von Brennstoffzellen-Modulen. Die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle ist abhängig vom Ausgangsstrom und sinkt mit zunehmendem Ausgangsstrom. Eine typische Kennlinie der Spannung U am Ausgang der Brennstoffzelle 1 als Funktion des Stroms 7 der Brennstoffzelle ist in Fig. 3 dargestellt. Mit 11 ist in Fig. 3 die theoretische und mit 12 die praktische Kennlinie der Brennstoffzelle 1 bezeichnet. Die Stellglieder des Brennstoffzellensystems werden von der Steuereinheit 2 mit dem Stromsollwert beaufschlagt. Es ist daher bei einer Änderung der angeforderten Leistung ein entsprechender neuer Stromsollwert zu bestimmen. Dieser Stromsollwert muß in Übereinstimmung mit der dann von der Brennstoffzelle 1 abgegebenen Spannung die gewünschte Leistung ergeben, die als Zielleistung bezeichnet wird. Der bei der Zielleistung von der Brennstoffzelle 1 abgegebene Strom wird als Zielstrom bezeichnet. The fuel cell 1 consists of a stack of fuel cell modules. The output voltage of the fuel cell depends on the output current and decreases with increasing output current. A typical characteristic of the voltage U at the output of the fuel cell 1 as a function of the current 7 of the fuel cell is shown in FIG . The theoretical reference numeral 11 and the practical characteristic curve of the fuel cell 1 are denoted by 11 in FIG . The actuators of the fuel cell system are acted upon by the control unit 2 with the current setpoint. It is therefore to be determined when changing the requested power a corresponding new current setpoint. This current command value, in accordance with the voltage then output from the fuel cell 1 , must give the desired power, which is referred to as target power. The output at the target power from the fuel cell 1 current is referred to as target current.

Wenn eine bereits von der Brennstoffzelle 1 abgegebener Leistung durch eine entsprechende Anforderung z. B. sprungförmig geändert werden soll, wird von der Brennstoffzellen-Steuereinheit 2 ein Verfahrensschritt ausgeführt, der als Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt bezeichnet wird. Der Strom-Spannungs- Bestimmungsschritt setzt sich aus einem Rechenvorgang, in dem ein Strom berechnet wird, und einer Bestimmung des diesem Strom zugeordneten Werts der Spannung am Ausgang der Brennstoffzelle 1 zusammen. Im Rechenvorgang wird nach folgender Formel:

IZiel = PZiel /U(IZiel,t)

ein erster Wert des Zielstroms aus dem Quotienten der Zielleistung und der zum Zeitpunkt der Änderung bzw. Vorgabe eines neuen Zielleistungswerts am Ausgang der Brennstoffzelle 1 gemessenen Spannung U (IZiel,t) berechnet und den Stellgliedern der Brennstoffzelle zugeführt. Zu diesem Zielstrom wird dann der Wert der Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 1 bestimmt. Diese Spannung wird als maßgebende Spannung bezeichnet. Die maßgebende Spannung wird insbesondere aus der Spannungs-Strom- Kennlinie der Brennstoffzelle bestimmt. Die Kennlinie wird durch Versuche vorab ermittelt und dann gespeichert. Die Bestimmung des Werts der Spannung geschieht durch Auslesen des dem jeweiligen Stromwert zugeordneten Spannungswerts der Kennlinie. Wenn der Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt beendet ist, schließt sich ein Vergleichsschritt an, der von der Brennstoffzellen-Steuereinheit 2 ausgeführt wird. Im ersten Vergleichsschritt nach der Vorgabe eines neuen Leistungswerts wird die am Brennstoffzellenausgang gemessene Spannung mit der aus der Kennlinie ausgelesenen Spannung verglichen, d. h. auf Übereinstimmung oder Abweichung geprüft. Übereinstimmung bedeutet, daß eine Abweichung über eine vorgegebene Toleranz hinaus nicht überschritten werden darf. Die Prüfung kann in der Subtraktion des einen vom anderen Spannungswert bestehen, wobei die Differenz auf größer oder gleich in Bezug auf den Toleranzwert geprüft wird. Wird im ersten Vergleichsschritt bereits Übereinstimmung der Spannungswerte festgestellt, dann bleibt der ermittelte Zielstrom als Sollwert für die Stellglieder erhalten. Wird Nichtübereinstimmung festgestellt, schließt sich wenigstens ein weiterer Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt und ein folgender Vergleichsschritt an. Es wird dann im Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt ein neuer Zielstromwert IZiel (n + 1) als Quotient aus der Zielleistung Pziel und der aus der Kennlinie bestimmten Ausgangsspannung im ersten Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt wie folgt berechnet:

IZiel (n + 1) = PZiel /U (IZiel, n,t).
If an already output from the fuel cell 1 power by a corresponding request z. B. is to change abruptly, is performed by the fuel cell control unit 2, a method step, which is referred to as current-voltage determining step. The current-voltage determining step is composed of a calculation process in which a current is calculated and a determination of the value of the voltage at the output of the fuel cell 1 assigned to this current. In the calculation process, the following formula is used:

I target = P target / U (I target , t)

a first value of the target current is calculated from the quotient of the target power and the voltage U (I target , t) measured at the time of the change or presetting of a new target power value at the output of the fuel cell 1 and supplied to the actuators of the fuel cell. The value of the output voltage of the fuel cell 1 is then determined for this target current. This voltage is called the authoritative voltage. The governing voltage is determined in particular from the voltage-current characteristic of the fuel cell. The characteristic curve is determined in advance by tests and then stored. The value of the voltage is determined by reading out the voltage value of the characteristic curve assigned to the respective current value. When the current voltage determination step is completed, a comparison step executed by the fuel cell control unit 2 follows. In the first comparison step after the specification of a new power value, the voltage measured at the fuel cell output is compared with the voltage read from the characteristic, ie checked for agreement or deviation. Agreement means that a deviation beyond a specified tolerance must not be exceeded. The test may consist in the subtraction of one of the other voltage values, the difference being checked to be greater than or equal to the tolerance value. If the voltage values are already determined in the first comparison step, then the determined target current remains as the set value for the actuators. If mismatch is detected, at least one further current-voltage determining step and a subsequent comparing step follows. Then, in the current-voltage determining step, a new target current value I target (n + 1) as a quotient of the target power Pziel and the output voltage determined from the characteristic in the first current-voltage determining step is calculated as follows:

I target (n + 1) = P target / U (I target, n , t).

Dieser Zielstrom wird als Sollwert den Stellgliedern zugeführt. Danach folgt ein Vergleichsschritt, in dem die Spannung U (IZiel, (n),t) mit der aus der Kennlinie neu ausgelesenen Spannung U (IZiel, (n + 1),t) auf Übereinstimmung geprüft wird. This target current is supplied as setpoint to the actuators. This is followed by a comparison step in which the voltage U (I target, (n) , t) is checked for agreement with the voltage U (I target, (n + 1) , t) newly read from the characteristic curve.

Wird Übereinstimmung festgestellt, dann wird der im Strom- Spannungs-Bestimmungsschritt berechnete und an die Stellglieder ausgegebene Zielstrom bis zu einer erneuten Änderung, d. h. Vergrößerung oder Verkleinerung, der angeforderten Leistung aufrecht erhalten. Ergibt die Prüfung Nichtübereinstimmung, dann schließt sich sofort ein weiterer Strom-Spannungs-Ver- Bestimmungsschritt an. Strom-Spannungs-Bestimmungsschritte und gleichsschritte werden so lange fortgesetzt, bis die Übereinstimmung der Spannungswerte festgestellt wird, d. h. zu der Zielleistung werden der Zielstrom und die bei diesem Zielstrom von der Brennstoffzelle 1 abgegebene Spannung iterativ bestimmt. If coincidence is found, then the target current calculated in the current voltage determination step and output to the actuators is maintained until a renewed change, ie, increase or decrease, in the requested power. If the test results in a mismatch, then another current-voltage determination step immediately follows. Current-voltage determination steps and equal steps are continued until the coincidence of the voltage values is determined, ie the target power and the voltage delivered by the fuel cell 1 at this target power are determined iteratively.

Bei mehreren iterativen Verfahrensschritten ist es günstig, bei den Strom-Spannungs-Bestimmungsschritten als Divisor zur dem Zielstrom-Bestimmung abwechselnd den aus der Spannungs- Strom-Kennlinie der Brennstoffzell ausgelesenen Spannungswert und die am Brennstoffzellenausgang gemessene Spannung zu verwenden und zu gewichten. Letztere entspricht aufgrund der Trägheit des Brennstoffzellensystems, d. h. der Zeitverzögerung zwischen der Beaufschlagung der Stellglieder mit Zielstromwerten und der Angabe des Zielstroms durch die Brennstoffzelle 1 nicht genau der Spannung, die die Brennstoffzelle 1 zum Zeitpunkt der Berechnung des Zielstromwerts abgibt. Der aus der Kennlinie bestimmte Spannungswert und der gemessene Spannungswert werden gewichtet. Die Gewichtung, im folgenden auch Wichtung genannt, wird im folgenden näher erläutert:
Die Wichtung der Spannungswerte ist von Betriebszuständen abhängig, die sich regelungstechnisch beschreiben lassen:

  • 1. Vom zeitlichen Verlauf der Ausgangsgrößen des verzögerungsbehafteten Brennstoffzellensystems, d. h. das Maß der Verzögerung und der jeweilige Quotient zwischen Ausgangs- und Eingangsgröße bei Betrachtung der Brennstoffzelle als Verzögerungsglied, was sich aus dem in Fig. 4 dargestellten zeitlichen Verlauf des Ausgangsstroms der Brennstoffzelle bei einer sprungförmigen Änderung des angeforderten Stroms ergibt.
  • 2. Von der Höhe der Änderung des Stromsollwerts.
In the case of several iterative method steps, it is favorable to alternately use and weight the voltage value read from the voltage-current characteristic of the fuel cell and the voltage measured at the fuel cell output in the current-voltage determination steps as divisor for the target current determination. The latter is due to the inertia of the fuel cell system, ie the time delay between the actuation of the actuators with target current values and the specification of the target current through the fuel cell 1 is not exactly the voltage that the fuel cell 1 outputs at the time of calculating the target current value. The voltage value determined from the characteristic curve and the measured voltage value are weighted. The weighting, hereinafter also referred to as weighting, is explained in more detail below:
The weighting of the voltage values depends on operating states that can be described in terms of control technology:
  • 1. From the time course of the output variables of the delay-affected fuel cell system, ie the degree of deceleration and the respective quotient between output and input variable when looking at the fuel cell as a delay element, resulting from the illustrated in Fig. 4 timing of the output current of the fuel cell at a jump-shaped Change the requested current results.
  • 2. The amount of change in the current setpoint.

Die Dynamik des Brennstoffzellensystems wird mit Hilfe eines Verzögerungsglieds n-ter Ordnung beschrieben. Das in Fig. 4 dargestellte Verzögerungsverhalten wird modelliert. Mit dem Modell stehen der als Eingangsgröße aus der angeforderten Leistung bestimmten Stromanforderung bzw. dem Stromsollwert Isoll der bereitgestellte Ausgangsstrom Iist gegenüber. Die Wichtungen der Kennlinienspannung Ukennl und der gemessenen Spannung Umess der Brennstoffzelle 1 werden wie folgt bestimmt:
Wird mit WUkennl die Wichtung der Kennlinienspannung und mit WUmess die Wichtung der gemessenen Spannung bezeichnet, dann gilt:

WUkennl = | (Isoll - Iist)/Isoll
WUmess = 1 - WUkennl
The dynamics of the fuel cell system is described by means of an nth-order delay element. The delay behavior shown in FIG. 4 is modeled. With the model, the current demand determined from the requested power or the current setpoint I soll is the output current I ist . The weights of the characteristic voltage U kennl and the measured voltage U mess of the fuel cell 1 are determined as follows:
If WU identifies the weighting of the characteristic voltage and WUmess denotes the weighting of the measured voltage, then the following applies:

WU kennl = | (I should - I is ) / I should
WU mess = 1 - WU kennl

Die Betragsstriche in der Gleichung für WUkennl sind fakultativ, wenn sichergestellt ist, dass Isoll - Iist nicht negativ werden kann, beispielsweise beim Abbremsen eines Fahrzeugs, welches mit einem Brennstoffzellensystem angetrieben wird, bzw. wenn sichergestellt ist, dass kein Stromfluss in die Brennstoffzelle bzw. das Brennstoffzellen-Modul hinein erfolgen kann. The absolute values in the equation for WU kennl are optional, if it is ensured that I soll - I can not be negative, for example, when braking a vehicle, which is driven by a fuel cell system, or if it is ensured that no current flow in the Fuel cell or the fuel cell module can be done in it.

Damit ergibt sich die maßgebende Spannung:

Umaß = (WUkennl.Ukennl) + (WUmess.Umess)
This results in the decisive tension:

U = measured (WU .U char char) + (WU measured .U mess)

Wenn, was im allgemeinen der Fall ist, die Genauigkeit der Kennlinie begrenzt ist, ist es günstig, bei kleinen Änderungen der Stromanforderung, d. h. der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Stromistwert, die Kennlinienspannung nicht zu hoch zu gewichten. Die Wichtung der Kennlinienspannung hat nach den oben angegebenen Formeln zu dem in Fig. 4 dargestellten Zeitpunkt t1 groß zu sein. Deshalb ist bei der Wichtung die Größe der Stromänderung zu berücksichtigen. Es wird also nur bei signifikanten Änderungen der Stromanforderung die Kennlinienspannung hoch gewichtet. Der von der Größe der Stromänderung abhängige Wichtungsfaktor wird zweckmäßigerweise nach einer Kennlinie bestimmt. Eine solche Kennlinie ist in Fig. 5 dargestellt. Die Fig. 5 zeigt den prozentualen, zusätzlichen Wichtungsfaktor Wänd in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen der Differenz zwischen dem Stromsollwert Isoll(t1) zum jeweiligen mit t1 bezeichneten Zeitpunkt und dem Stromistwert Iist(t1) zum gleichen Zeitpunkt t1 und dem maximal zulässigen Stromsollwert Imax. Die maximal mögliche Änderung des Sollwerts ergibt sich aus der Charakteristik der Brennstoffzelle und wird vorab festgelegt. If, as is generally the case, the accuracy of the characteristic curve is limited, it is favorable for small changes in the current demand, ie the difference between the current setpoint and the current actual value, not to over-weight the characteristic voltage. The weighting of the characteristic voltage has to be large according to the formulas given above at the time t 1 shown in FIG. 4. For this reason, the size of the current change must be taken into account when weighting. Thus, the characteristic voltage is highly weighted only in the case of significant changes in the power requirement. The weighting factor, which depends on the size of the current change, is expediently determined according to a characteristic curve. Such a characteristic is shown in FIG. 5. FIG. 5 shows the percentage additional weighting factor W änd as a function of the ratio between the difference between the current setpoint I soll (t1) at the respective time designated t1 and the actual current value I ist (t1) at the same time t1 and the maximum permissible value Current setpoint I max . The maximum possible change in the setpoint results from the characteristic of the fuel cell and is determined in advance.

Für die Wichtung der Kenriliniespannung gilt:

Wänd,Ukennl = Wänd.WUkennl

Für die Wichtung der gemessenen Spannung gilt:

Wänd,Umess = 1 - Wänd,Ukennl For the weighting of the kenriline stress, the following applies:

W änd, Ukennl = W änd .WU kennl

For the weighting of the measured voltage:

W änd, Umess = 1 - W änd, Ukennl

Die maßgebende Wichtung für die aus der Kennlinie ermittelte und die gemessene Spannung ist dann:
Uänd,maß = (Wänd,Ukennl.Ukennl) + (Wänd,Umess.Umess), worin mit Üänd,maß die für die Bestimmung der Stromanforderung relevante Spannung unter Berücksichtigung der Änderungsgröße der Stromanforderung, mit Wänd,Ukennl die Wichtung der Kennlinienspannung unter Berücksichtigung der Änderung der Stromanforderung zum Zeitpunkt t1 und mit Wänd,Umess die Wichtung der gemessenen Spannung unter Berücksichtigung der Änderung der Stromanforderung zum Zeitpunkt t1 bezeichnet sind. Die Fig. 5 zeigt eine Kennlinie 20 des Wichtungsfaktors Wänd , die im Abschnitt mit kleinen Stromänderungen null ist, dann linear bis zu großen Stromänderungen auf den Wert 1 ansteigt und bei großen Stromänderungen den Wert 1 beibehält. The decisive weighting for the voltage determined from the characteristic curve and the measured voltage is then:
U änd, measure = (W änd, Ukennl .U kennl ) + (W änd, Umess .U mess ), where with Ü änd, measured the voltage relevant for the determination of the current requirement, taking into account the amount of change of the current request, w w. Ukennl the weighting of the characteristic voltage in consideration of the change of the current demand at the time t1 and with W änd, Umess the weighting of the measured voltage in consideration of the change of the current demand at time t1 are designated. FIG. 5 shows a characteristic curve 20 of the weighting factor W change, which is the section with small current changes to zero, then increases linearly to large changes in current to the value 1 and for large changes in current maintains the value 1.

Durch den Wechsel zwischen der aus der Kennlinie ausgelesenen und der gemessenen Ausgangsspannungen und deren Wichtung nach der vorstehend angegebenen Formel lassen sich Ungenauigkeiten der Kennlinie ausgleichen. By changing between the read from the characteristic curve and the measured output voltages and their weighting The formula given above can be inaccuracies compensate for the characteristic.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bei einer Änderung der von der Brennstoffzelle auf eine externe Anforderung hin abzugebenden Leistung der Zielstrom und die zugehörige Ausgangsspannung in kürzerer Zeit erreicht. In Fig. 4 ist dies in einem Diagramm veranschaulicht, das Stromwerte in Abhängigkeit von ihrem zeitlichen Verlauf zeigt. Zum Zeitpunkt t0 beaufschlagt die Eingabe-Einheit die Brennstoffzellen-Steuereinheit 2 mit einem Leistungssprung, worauf die Steuereinheit in kürzer Zeit t1 die Stromanforderung an die Stellglieder ausgibt. Der Verlauf der Stromanforderung ist in Fig. 4 mit 13 bezeichnet. Zu dieser Stromanforderung 13 ergibt sich ein Verlauf des Ausgangsstroms der Brennstoffzelle 1, der mit 14 bezeichnet ist. With the method according to the invention, the target current and the associated output voltage are achieved in a shorter time when the power to be output by the fuel cell to an external requirement changes. In Fig. 4 this is illustrated in a diagram showing current values as a function of their time course. At time t 0, the input unit energizes the fuel cell control unit 2 with a power jump, whereupon the control unit outputs the current request to the actuators in a shorter time t 1 . The course of the current request is designated in Fig. 4 at 13. For this current demand 13 results in a profile of the output current of the fuel cell 1 , which is designated 14.

Ohne das erfindungsgemäße Verfahren würde die Höhe des für die Abgabe der angeforderten Leistung notwendigen Stroms nicht so schnell erhalten werden. Es würde sich ein mit 15 bezeichneter Verlauf ergeben, wodurch sich der in Fig. 4 mit 16 bezeichnete Verlauf der Strombereitstellung ergeben würde, d. h. die Bereitstellung des angeforderten Stroms dauerte länger. Mit dem Zielstrom werden Stellglieder für die Erzeugung des Gasstroms beaufschlagt. Die Gaserzeugung erfolgt mit dem oben beschriebenen Verfahren schneller und genauer. Without the method according to the invention, the amount of current required to deliver the requested power would not be obtained so quickly. It would result in a designated 15, which would result in the designated in Fig. 4 with 16 course of power supply, ie, the provision of the requested power took longer. With the target current actuators are applied for the generation of the gas stream. Gas generation is faster and more accurate by the method described above.

Die Fig. 1 zeigt ein hybrides Stromerzeugungssystem mit einer Speicherbatterie. Bei der Anforderung des Zielstroms ist der von der Batterie geleistete Strombeitrag zu subtrahieren. Umgekehrt ist bei einer Ladeanforderung der Ladestrom zu addieren. Eine Anordnung zur Bestimmung des Zielstroms ist in Fig. 2 dargestellt. Der Wert der Zielleistung wird als Dividend einem Dividierer 17 zugeführt, dessen Divisoreingang bei den Strom-Spannungsbestimmungsschritten über eine Wichtungs- bzw. Gewichtungseinrichtung 18 abwechselnd von einem Speicher 19 mit der Kennlinie die Werte der Brennstoffzellenausgangspannung oder direkt die Messwerte der Brennstoffzellenausgangspannung zugeführt werden. Die Einrichtung 18 führt die oben beschriebenen Schritte zur Wichtung der Spannungswerte durch und gibt den gewichteten Wert Uänd,maß an den Dividierer weiter. Am Ausgang des Dividierers 17 stehen die Werte des Zielstroms zur Verfügung. Fig. 1 shows a hybrid power generation system with a storage battery. When requesting the target current, the current contribution made by the battery must be subtracted. Conversely, the charge current is to be added for a charging request. An arrangement for determining the target current is shown in FIG . The value of the target power is supplied as a dividend to a divider 17 whose divisor input at the current voltage determination steps via a weighting device 18 alternately from a memory 19 with the characteristic the values of the fuel cell output voltage or directly the measured values of the fuel cell output voltage are supplied. The device 18 performs the above-described steps for weighting the voltage values and outputs the weighted value U to the divider . At the output of the divider 17 , the values of the target current are available.

Die Erfindung läßt sich vorteilhafterweise bei mobilen Einrichtungen wie Automobilen oder Booten, die als Energiequellen Brennstoffzellen haben, einsetzen. The invention can be advantageously used in mobile Facilities such as automobiles or boats that serve as sources of energy Fuel cells have to use.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bestimmung des von einem Brennstoffzellensystem für eine angeforderte, elektrische Abgabeleistung zu erzeugenden Stroms, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils bei einer angeforderten Änderung der vom Brennstoffzellensystem abzugebenden Leistung in einem Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt aus dem Quotienten des Werts der angeforderten Leistung und dem zum Zeitpunkt der angeforderten Leistung am Brennstoffzellenausgang gemessenen Spannungswert ein Stromwert berechnet und dem Brennstoffzellensystem zur Einstellung der Leistung zugeführt wird sowie ein für diesen Stromwert maßgebender Spannungswert des Brennstoffzellen- Ausgangs bestimmt wird, daß in einem darauffolgenden Vergleichsschritt der maßgebende Spannungswert mit dem gemessenen Spannungswert verglichen wird, daß bei Übereinstimmung der Spannungswerte innerhalb vorgebbarer Grenzen kein weiterer Schritt zur Einstellung der angeforderten Leistung mehr ausgeführt wird und daß bei Nichtübereinstimmung iterativ abwechselnd Strom-Spannungs-Bestimmungsschritte, in denen jeweils der Wert der angeforderten Leistung durch den im letzten vorhergehenden Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt bestimmten Spannungswert zur Berechnung eines dem Brennstoffzellensystem zuzuführenden Stromwerts dividiert sowie ein für diesen Stromwert maßgebender Spannungswert des Brennstoffzellenausgangs ermittelt wird, und Vergleichsschritte zur Erfassung der Übereinstimmung zwischen den in den jeweils letzten vorhergegangenen beiden Strom-Spannungs-Bestimmungsschritten ermittelten Spannungswerten so lange durchgeführt werden, bis Übereinstimmung festgestellt wird. Anspruch [en] A method of determining the current to be generated by a fuel cell system for a requested electrical output, characterized in that, in response to a requested change in the power to be delivered by the fuel cell system in a current-voltage determining step, the quotient of the value of the requested power and the a current value is calculated at the time of the requested power at the fuel cell output and supplied to the fuel cell system for setting the power, and a fuel cell output voltage value determined for this current value is determined so that in a subsequent comparison step the relevant voltage value is compared with the measured voltage value, that, if the voltage values agree within predefinable limits, no further step for setting the requested power is carried out any longer and that in the case of disagreement itera alternately current-voltage determining steps in which each of the value of the requested power divided by the determined in the last preceding current-voltage determination step voltage value for calculating a fuel cell system to be supplied current value and a relevant for this current value voltage value of the fuel cell output is determined, and comparison steps for detecting the coincidence between the voltage values determined in the respective last preceding two current-voltage determination steps, until agreement is established. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für einen berechneten Stromwert maßgebende Spannung am Brennstoffzellenausgang aus der gespeicherten Spannungs-Strom- Kennlinie der Brennstoffzelle bestimmt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the for a calculated current value prevailing voltage at Fuel cell output from the stored voltage-current Characteristic of the fuel cell is determined. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu einem berechneten Stromwert maßgebende Spannungswert der Brennstoffzelle jeweils von Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt zu Strom-Spannungs-Bestimmungsschritt aus der Spannungs-Strom-Kennlinie der Brennstoffzelle und durch Messung der Ausgangsspannung der Brennstoffzelle bestimmt wird, dass der aus der Kennlinie erhaltene Wert der Ausgangsspannung mit einem Kennlinien-Gewichtsfaktor multipliziert wird, der das Verhältnis des aus der Differenz des mittels der angeforderten Leistung bestimmten Stromsollwerts und des gemessenen Stromistwerts und dem Stromistwert enthält, und dass der Meßwert der Ausgangsspannung mit einem Faktor multipliziert wird, der die Differenz des Kennlinien- Gewichtsfaktors vom Wert eins ist. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized that the authoritative for a calculated current value Voltage value of the fuel cell each of Current Voltage Determination Step to Current Voltage Determination Step of FIG Voltage-current characteristic of the fuel cell and through Measurement of the output voltage of the fuel cell determined is that the value obtained from the characteristic of the Output voltage multiplied by a characteristic weighting factor which is the ratio of the difference of the means of requested power specific current setpoint and the contains the measured actual current value and the current actual value, and that the measured value of the output voltage with a factor multiplying the difference of the characteristic Weight factor of value one. 4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kennlinien-Gewichtsfaktor in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen dem gemäß der angeforderten Leistung zum jeweiligen Zeitpunkt bestimmten Stromsollwert und dem gemessenen Stromistwert und einem maximal vorgegebenen stromsollwert bestimmt wird. 4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the characteristic weighting factor in Dependence on the relationship between that according to the requested service at that time Current setpoint and the measured current actual value and a maximum predetermined current setpoint is determined. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kennlinien-Gewichtsfaktor und dem Verhältnis eine nichtlineare Beziehung besteht, nach der der Kennlinien- Gewichtsfaktor im Bereich kleiner Änderungen der Stromanforderung von null linear bis zum Wert eins im Bereich großer Änderungen der Stromanforderung ansteigt. 5. The method according to claim 4, characterized in that between the characteristic weight factor and the ratio one non-linear relationship exists after which the characteristic Weight factor in the range of small changes in the Current demand from zero linear to the value one in the range large Changes to the power requirement increases. 6. Anordnung zur Bestimmung des von einem Brennstoffzellensystem für eine angeforderte, elektrische Abgabeleistung zu erzeugenden Stroms, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Brennstoffzellen-Steuereinheit (2) eines Bennstoffzellensystems, das eine aus der Brennstoffzellen-Modulen bestehende Brennstoffzelle (1) mit Hilfsaggregaten, einen Reformer, Stellgliedern für die Steuerung der Leistung der Brennstoffzelle, und einen mit dem Brennstoffzellen-Ausgang verbundenen Spannungssensor (3) enthält, ein Programm gespeichert ist, das aus durch Division eines in die Brennstoffzellen-Steuereinheit (2) eingegebenen Werts einer Leistung und eines mit dem Spannungssensor gemessenen und/oder aus einer Spannungs-Strom-Kennlinie der Brennstoffzelle (1) ermittelten Spannungswerts einen Stromwert bestimmt, der gegebenenfalls nach Korrektur durch einen Stromwert, der bei Vorhandensein einer Speicherbatterie im Brennstoffzellensystem vorzeichenrichtig hinzugeführt wird, den Stellgliedern der Brennstoffzelle zugeführt wird, daß das Programm Anweisungen zur iterativen Bestimmung des für den Stromwert maßgebenden Werts der Ausgangsspannung der Brennstoffzelle und zur Prüfung der gemessenen und/oder aus der Spannungs-Strom-Kennlinie der Brennstoffzelle ermittelten Spannungswerte auf Übereinstimmung der Spannungswerte innerhalb vorgebbarer Toleranzen aufweist und daß Anweisungen im Programm zur Aufrechterhaltung des zuletzt an die Stellglieder ausgegebenen Stromwerts bei Feststellung der Übereinstimmung vorgesehen sind. 6. Arrangement for determining the power to be generated by a fuel cell system for a requested electric power output, characterized in that in a fuel cell control unit ( 2 ) of a fuel cell system comprising a fuel cell modules ( 1 ) with auxiliary units, a A reformer, actuators for controlling the performance of the fuel cell, and containing a voltage sensor connected to the fuel cell output ( 3 ), a program is stored, which consists of dividing a value input into the fuel cell control unit ( 2 ) and a power the voltage measured and / or determined from a voltage-current characteristic of the fuel cell ( 1 ) voltage value determines a current value, optionally after correction by a current value, which is added in the correct sign in the presence of a storage battery in the fuel cell system, the actuators is supplied to the fuel cell, that the program has instructions for the iterative determination of the current value relevant value of the output voltage of the fuel cell and for testing the measured and / or determined from the voltage-current characteristic of the fuel cell voltage values to match the voltage values within predeterminable tolerances, and instructions are provided in the program for maintaining the last value of current output to the actuators upon detection of the match. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, die Brennstoffzellen-Steuereinheit (2) eine Anordnung zur abwechselnden Verwendung des am Brennstoffzellenausgang gemessenen Werts der Spannung und des aus der Kennlinie für einen berechneten Stromwert ausgelesenen Spannungswerts für die Bildung eines Divisors für die Berechnung eines jeweils neuen Stromwerts mit dem iterativen Verfahren enthält. The arrangement according to claim 6, characterized in that the fuel cell control unit ( 2 ) has an arrangement for alternately using the value of the voltage measured at the fuel cell output and the voltage value read from the calculated current value characteristic for forming a divisor for calculating each contains a new current value using the iterative method. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Gewichtungseinrichtung (18) der zum jeweiligen Zeitpunkt aus der Kennlinie entnommene Wert der Ausgangspannung und der gemessene Wert der Spannung je mit einem Kennlinien-Gewichtungsfaktor und mit dessen Differenz von eins multipliziert werden und dass das Ergebnis als Divisor einer Dividiereinrichtung (17) zugeführt wird, deren Divident die angeforderte Leistung ist. 8. Arrangement according to claim 7, characterized in that in a weighting device ( 18 ) of the respective time taken from the characteristic value of the output voltage and the measured value of the voltage are each multiplied by a characteristic weighting factor and the difference of one and that the result is supplied as a divisor to a divider ( 17 ) whose dividend is the requested service. 9. Anordnung nach zumindest einem der Anspruche 6 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer mobilen Einrichtung. 9. Arrangement according to at least one of claims 6 to 8, characterized by use in a mobile Facility.
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