Energieversorgungssystem und Verfahren zur Energieversorgung

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem sowie ein Verfahren zur Energieversorgung.

Bisher werden in elektrischen Systemen Batterien gemeinsam mit Brennstoffzellen im Hinblick auf die Kapazitäten nur in sehr unterschiedlichen Größen als Netzversorgung eingesetzt. Da in solchen Fällen nur eine Komponente hauptsächlich das elektrische Netz versorgt, ist ein Energiemanagement nicht vorgesehen .

Bei Systemen, bei denen das elektrische Netz hauptsächlich von einer Batterie versorgt wird, ist die erheblich kleinere Brennstoffzelle nur zur Unterstützung installiert. Eine negative Beeinflussung der Batterie, z.B. durch Überladen der Batterie durch die Brennstoffzelle, ist technisch fast nicht möglich. Aufgrund der geringen Größe der Brennstoffzelle würde dafür sehr viel Zeit und Gas benötigt. Ein Energiemanagement ist in diesen Systemen nicht installiert. Beispielsweise gibt es auf U-Booten eine große Batterie, die das elektrische Netz versorgt und eine Brennstoffzelle die über einen DC/DC- Wandler an das Energieversorgungssystem angekoppelt ist. Die Kapazität der Brennstoffzelle liegt, verglichen mit der Kapazität der Batterie, im Promillebereich. Die Brennstoffzelle wird entweder zur Batteriepflege oder in Ausnahmefällen zur Mitversorgung eines Teils des Bordnetzes genutzt. Die Hauptladung der Batterie erfolgt üblicherweise über Generatoren, da die Brennstoffzelle die dafür benötigten Ströme nicht liefern kann. Die Steuerung des Brennstoffzellensystems erfolgt typischer Weise über ein Automationssystem.

Umgekehrt ist bei Systemen, bei denen nahezu ausschließlich die Brennstoffzelle das elektrische Netz versorgt, nur eine kleine Batterie installiert, die ausschließlich zum Starten des Systems vorgesehen ist. Nach dem Startvorgang erfolgt das Nachladen der Batterie, parallel zur Versorgung des Systems, durch die Brennstoffzelle. Durch einen einfachen Laderegler wird der Ladevorgang überwacht und beendet, sobald die Batterie voll ist. Da das System im Wesentlichen nur von der Brennstoffzelle versorgt wird, ist ein Energiemanagement auch hier nicht vorgesehen. Derartige Konstellationen finden sich beispielsweise im sogenannten Mobility-Bereich, in dem größere Brennstoffzellen verbaut werden, die das Fahrzeug und den Antrieb versorgen. Die Batterie liefert nur die Energie für den Start des Systems und der Brennstoffzelle. Während die Brennstoffzelle das Fahrzeug und den Antrieb versorgt, wird die Batterie wieder aufgeladen, genauso, wie es bei einem konventionellen Fahrzeug während des Betriebs durch die Lichtmaschine erfolgt. Bei dieser Anwendung gibt es nur eine Brennstoffzelle und eine Batterie. Mehrere gleichartige Versorgungssysteme sind hier nicht vorgesehen.

In Versorgungssystemen mit mehreren Energieerzeugern oder Lieferanten vergleichbarer Kapazität oder mit mehreren gleichartigen Komponenten, sorgt üblicherweise ein Energiemanagement-System dafür, dass sich die Last aus dem elektrischen Netz gleichmäßig auf die im elektrischen Netz verbauten Energielieferanten, wie z.B. Generatoren und / oder Batterien verteilt. Wird die Energie auch durch Generatoren erzeugt, stoppt oder startet dieses Energiemanagement, je nach Last, auch die jeweiligen Generatoren. Jedenfalls käme man ohne ein übergeordnetes Energiemanagement nicht aus. Besonders, wenn Lithium-Akkumulatoren zum Einsatz kommen. Ein Überladen der Batterie, was bei in Bezug auf die Kapazität annähernd gleich großen Komponenten schnell möglich ist, würde die Lebensdauer der Batterie erheblich reduzieren oder diese zerstören. Bei Brennstoffzellen sind ebenfalls bestimmte Grenzen einzuhalten, will man die Lebensdauer der Zelle nicht reduzieren oder die Brennstoffzelle zerstören. So verringert Überlast oder Rückspeisung in die Brennstoffzelle ebenfalls deren Lebensdauer oder zerstört sie. Ein übergeordnetes Energiemanagement muss jedenfalls auf die Art und die Anzahl der jeweiligen im System verbauten Komponenten angepasst werden. Aufgabe der Erfindung ist es , ein Energieversorgungssystem bereitzustellen, das eine im Hinblick auf Flexibilität , Sicherheit und Lebensdauer der Komponenten verbesserte Energieversorgung ermöglicht . Ferner ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Energieversorgung anzugeben .

Die Erfindung löst die auf ein Energieversorgungssystem gerichtete Aufgabe , indem sie vorsieht , dass das Energieversorgungssystem voneinander unabhängige , insbesondere im Hinblick auf eine Steuerung autarke , parallelgeschaltete Energieversorgungsmodule umfasst , die Energieversorgungsmodule j eweils umfassend Verbraucheranschlüsse , eine Batterie , die direkt an die Verbraucheranschlüsse koppelt , eine Brennstof f zelle , die über einen DC/DC-Wandler an die Verbraucheranschlüsse koppelt , ferner ein Energiemanagementsystem, mit dem der Arbeitspunkt der Brennstof f zelle , bzw . der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers in Abhängigkeit von einem Ladezustand der Batterie steuerbar sind .

Insbesondere sind j e Energieversorgungsmodul der Arbeitspunkt der Brennstof f zelle , bzw . der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers ausschließlich in Abhängigkeit von einem Ladezustand der Batterie steuerbar .

Das autarke Energiemanagementsystem eines j eden Energieversorgungsmoduls des Energieversorgungssystems steuert den Arbeitspunkt des j eweiligen DC/DC-Wandlers so , dass , zusammen mit der j eweiligen Batterie , immer genügend Leistung für einen Verbraucher zur Verfügung steht .

Parallel dazu sorgen die Energiemanagementsysteme der Energieversorgungsmodule dafür, dass sich der Ladezustand der j eweiligen Batterie immer nur in festgelegten Grenzen bewegt . Durch dieses Vorgehen wird die maximale Lebensdauer aller Komponenten sichergestellt . Vorteilhafter Weise umfassen die Energieversorgungsmodule weiter j eweils ein Bus-System für die Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem und einem Batteriemanagementsystem eines Energieversorgungsmoduls , für die Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem und einer Steuerung der Brennstof f zelle des Energieversorgungsmoduls und für die Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem und dem DC/DC-Wandler des Versorgungsmoduls . Über dieses Bus-System werden zwischen dem Energiemanagementsystem und den einzelnen Komponenten alle für den Betrieb des Energieversorgungsmoduls notwendigen Daten, Steuerwerte , Warnungen und Fehlermeldungen übertragen .

Das Energieversorgungsmodul ermöglicht somit den Aufbau eines Energieversorgungssystems aus einem oder mehreren gleichartigen, bezüglich einer Steuerung autarken und voneinander unabhängigen Versorgungskomponenten, ohne dass ein übergeordnetes Steuerungssystem notwendig wäre , bei Sicherstellung der maximalen Lebensdauer der Bauteile in den Komponenten .

Die auf ein Verfahren zur Energieversorgung gerichtete Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem eine geforderte Grundlast von einem Energieversorgungssystem, umfassend parallelgeschaltete Energieversorgungsmodule , bereitgestellt werden kann, wobei j e Energieversorgungsmodul Energie sowohl von einer Batterie direkt als auch über einen DC/DC-Wandler von einer Brennstof f zelle , als auch von Batterie und Brennstof f zelle gemeinsam bereitgestellt werden kann, wobei j e Energieversorgungsmodul ein Ladezustand der Batterie ermittelt wird und ein Arbeitspunkt der Brennstof f zelle bzw . ein Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers in Abhängigkeit vom Ladezustand der Batterie gesteuert wird .

Wie bereits zum Energieversorgungssystem ausgeführt , wird der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers so gesteuert , dass , zusammen mit der Batterie , immer genügend Leistung für einen Verbraucher zur Verfügung steht . Dabei bewegt sich gemäß der Erfindung der Ladezustand der Batterie immer in festgelegten Gren- zen . Durch dieses Vorgehen wird die maximale Lebensdauer aller Komponenten sichergestellt .

Vorteilhafter Weise werden transient auftretende Lastspitzen nur von der Batterie abgedeckt , weil die Batterie keine Vorlauf zeit aufweist , bis Energie geliefert werden kann, wie dies bei der Brennstof f zelle der Fall wäre .

Weiterhin ist es vorteilhaft , wenn sich ein Ladezustand der Batterie immer nur in festgelegten Grenzen bewegt . Jede sogenannte Tief entladung schädigt eine Batterie . Typischerweise summieren sich diese Schädigungen . Aber auch am oberen Ende der Ladezustandsskala sollte darauf geachtet werden, dass die Batterie nicht regelmäßig auf 100% geladen wird . Ein Ladezustand von 80 bis 90% als obere Grenze ist hierbei zweckmäßig .

Die beiden Ladeendpunkte für die Batterie , sowohl der untere Ladeendpunkt SoCmin wie auch der obere Ladeendpunkt SoC _max werden so gewählt , dass die maximale Lebensdauer der Batterie bei der maximal nutzbaren Kapazität erreicht wird, wie auch genügend Regelreserve für die Brennstof f zelle vorhanden ist .

Ebenfalls zweckmäßig ist es , wenn der Arbeitspunkt des DC/DC- Wandlers so gesteuert wird, dass zusammen mit der Batterie immer genügend Leistung zur Verfügung steht . Über den Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers können die Gesamtleistung des Energieversorgungsmoduls sowie die Belastung seiner Komponenten auf einfache Weise eingestellt werden .

Es ist vorteilhaft , wenn für das Verfahren notwendige Daten, Steuerwerte , Warnungen und Fehlermeldungen über ein Bus- System übertragen werden . Er ermöglicht einen bidirektionalen Betrieb und erlaubt es , mehrere Komponenten über den gleichen Satz von Leitungen untereinander sicher zu verbinden .

Es wurde bereits ausgeführt , dass zu tiefe Entladungen der Batterie vermieden werden sollen . Es ist daher zweckmäßig, dass , wenn festgestellt wird, dass der Ladezustand der Batte- rie ( SoC ) unter einen vordefinierten Schwellwert SoCmin sinkt , der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers so weit erhöht wird, bis die Batterie in den Ladezustand wechselt .

Ebenso ist es zweckmäßig, wenn die Batterie von Laden in Entladen wechselt , bevor sie ihren oberen Ladeendpunkt SoC _max erreicht hat , dass der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers erhöht wird, bis die Batterie wieder geladen wird oder der maximale Ausgangsstrom der Brennstof f zelle erreicht ist .

Ferner ist es zweckmäßig, wenn beim Laden der Batterie der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers so eingestellt wird, dass ein maximal zulässiger Ladestrom in die Batterie nicht überschritten wird . Ansonsten erwärmt sich die Batterie zu sehr und wird geschädigt .

Es ist vorteilhaft , dass , wenn die Batterie den voreingestellten oberen Ladepunkt SoC _max erreicht hat , der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers so weit abgesenkt wird, bis der Strom, der aus der Batterie entnommen wird, einen voreingestellten prozentualen Anteil eines zulässigen Dauer- Entladestromes der Batterie erreicht und dass eine Last von der Brennstof f zelle und der Batterie gemeinsam gedeckt wird .

In einer vorteilhaften Form der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn sich eine Lastanforderung nicht ändert und die Batterie ihren oberen Ladeendwert SoC _max erreicht , die Brennstof f zelle abgeschaltet und solange im Stand-By-Modus gehalten, bis sich der SoC-Wert der Batterie dem unteren Ladeendwert SoCmi _n nähert und erst dann wird die Brennstof f zelle wieder gestartet .

Wenn sich eine Last verringert , ist es zweckmäßig, wenn der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers abgesenkt wird, bis ein Strom aus der Batterie wieder ca . den eingestellten prozentualen

Anteil eines Dauer-Entladestromes erreicht hat . Der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers und damit auch der Brennstof f zelle wird vorteilhafter Weise erst dann verändert , wenn eine neue anstehende Last länger als eine einstellbare Totzeit ansteht . Dadurch wird eine ständige Änderung oder ein Schwingen des Arbeitspunktes der Brennstof f zelle verhindert . Zusätzlich wird die Geschwindigkeit , mit der der DC/DC- Wandler den Arbeitspunkt und damit auch den Strom aus der Brennstof f zelle ändert , durch die Vorgaben für die maximal zulässigen Stromänderungsraten von der Brennstof f zelle begrenzt . Durch dieses Verfahren wird ein weiterer Schutz der Brennstof f zelle und somit eine Verlängerung der Lebensdauer erreicht .

Auch kann die Ausgangsleistung der Brennstof f zelle nicht beliebig weit reduziert werden, da dadurch die Lebensdauer ebenfalls negativ beeinflusst wird . Die zulässige , dauerhafte Minimallast der Brennstof f zelle P _BZmin wird vom Hersteller vorgegeben .

Zum Schutz der Batterie ist es zweckmäßig, wenn der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers erhöht wird, wenn der maximal zulässige Langzeit-Entladestrom der Batterie erreicht oder überschritten wird, bis der Langzeit-Entlade-Strom wieder unter seinen Maximalwert sinkt . Der Kurz zeit-Entlade-Strom der Batterie beträgt meist ein Mehrfaches des Langzeit-Entlade- Stromes , weshalb kurz zeitige Überschreitungen des Langzeit- Entlade-Stromes oder Stromspitzen keinen negativen Einfluss auf die Lebensdauer der Batterie haben .

Kann ein einziges Energieversorgungsmodul nicht die geforderte Last allein bedienen, ist es vorteilhaft , wenn mehrere Energieversorgungsmodule parallelgeschaltet werden . Das aus mehreren Energieversorgungsmodulen aufgebaute Energieversorgungssystem besteht dann aus autarken, gleichartigen Komponenten, ohne dass ein übergeordnetes Energieversorgungs- System benötigt wird . Arbeiten mehrere dieser Energieversorgungsmodule parallel in einem Netz , verhalten sich alle diese Energieversorgungsmodule gleich, z . B . wie parallelgeschaltete Batterien oder geregelte Netzteile . Alle beteiligten Energieversorgungsmodule versorgen gleichberechtigt das Netz .

Sind die Parameter der einzelnen Energieversorgungsmodule nicht gleich eingestellt , z . B . der SoC _max des einen Systems ist höher eingestellt als bei den anderen Versorgungsmodulen, kann es vorkommen, dass Energie für längere Zeit vom Verbrauchersystem in die Batterie gespeist wird und die Batterie vom Verbrauchersystem mit geladen wird . In diesem Fall wird der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers auf seinen Minimalwert reduziert . Wird innerhalb dieser Zeit wieder mehr Energie aus dem System benötigt , ändert sich der Arbeitspunkt des DC/DC- Wandlers entsprechend dem vorher beschrieben Verfahren . Ändert sich die Lastanforderung aus dem System nicht und die Batterie erreicht ihren oberen Ladeendwert , SoC _max , wird die Brennstof f zelle abgeschaltet . Die Brennstof f zelle verbleibt so lange im Stand-By-Modus , bis sich der SoC-Wert der Batterie dem unteren Ladeendwert SoCmi _n nähert . Erst j etzt wird die Brennstof f zelle wieder gestartet . Da alle Batterien parallelgeschaltet sind, haben alle Batterien auch das gleiche Spannungsniveau und in etwa den gleichen Ladezustand . Entsprechend verhalten sich alle Versorgungssysteme im Netzwerk gleich .

Das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem mit den Energieversorgungsmodulen und dem entsprechenden Verfahren zum Energiemanagement zwischen Batterie und Brennstof f zelle ermöglicht es , ein Verbrauchersystem auf ef fektivste Weise mit Energie zu versorgen und gleichzeitig die maximale Lebensdauer der Komponenten zu gewährleisten . Das Energieversorgungssystem und das entsprechende Verfahren bieten folgende Vorteile :

Das j eweilige Energiemanagement j edes einzelnen Energieversorgungsmoduls stellt sicher, dass keiner der Grenzwerte der einzelnen Bauteile in der Versorgungs-Komponente überschritten wird und dadurch die Bauteile Schaden nehmen könnten . Das Energieversorgungssystem verhält sich zum Verbraucher- System hin wie jedes andere Energieversorgungssystem, nur mit einer erheblich größeren Kapazität, die einzig und allein durch die Anzahl der Energieversorgungsmodule bestimmt wird.

Da alle schnellen Stromänderungen, die im System auftreten können, z.B. beim Ein- oder Ausschalten von Verbrauchern, von der Batterie getragen werden, sind keine Sanftanlaufschaltungen oder Bauteile zur Begrenzung der Einschaltströme im Verbraucher-System notwendig.

Die Grundlast wird von beiden Komponenten geliefert, also sowohl von der Batterie als auch von der Brennstoffzelle. Ein Überdimensionieren der Batterie ist nicht notwendig.

Bei Bedarf sorgt die Brennstoffzelle dafür, dass neben der Netzversorgung auch die Batterie geladen wird. Dabei achtet das Energiemanagementsystem darauf, dass der maximale Ladestrom der Batterie nicht überschritten wird.

Das Energiemanagement verhindert, dass die Brennstoffzelle zu oft und zu schnell ihre Leistung ändern muss, was sich negativ auf die Lebensdauer der Brennstoffzelle auswirkt.

Dadurch, dass alle Versorgungskomponenten gleich sind, kann die Fertigung vereinfacht werden. Es muss immer nur die gleiche Größe eines Energieversorgungsmoduls, mit immer den gleichen Bauteilen gebaut werden, gleich welche Größe das Verbraucher-System tatsächlich hat. D.h., es fallen kaum Konstruktionsaufwände für neue Anlagen an.

Alle Kombinationen aus Batterie und Brennstoffzelle arbeiten autark .

Es können beliebig viele dieser Kombinationen parallel zusammengeschaltet werden, ohne dass es ein übergeordnetes Leitsystem geben muss, das auf die jeweilige Anlage angepasst werden muss. Es wird eine hohe Redundanz erzielt und es wird eine hohe Flexibilität bei geringen Fertigstellungskosten erreicht .

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert . Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich :

Figur 1 ein Energieversorgungsmodul eines Energieversorgungssystems gemäß der Erfindung,

Figur 2 ein Energieversorgungssystem umfassend mehrere Energieversorgungsmodule und

Figur 3 zeitliche Verläufe der Brennstof f zellenleistung und des Batterieladezustandes in Abhängigkeit einer Lastanf orderung .

Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft ein Energieversorgungsmodul 1 eines Energieversorgungssystems 10 gemäß der Erfindung, welches an einen Verbraucher 11 gekoppelt ist . Das Energieversorgungsmodul 1 umfasst Verbraucheranschlüsse 2 , eine Batterie 3 , die direkt an die Verbraucheranschlüsse 2 koppelt , eine Brennstof f zelle 4 , die über einen DC/DC-Wandler 5 an die Verbraucheranschlüsse 2 koppelt , sowie ein Energiemanagementsystem 6 , mit dem der Arbeitspunkt der Brennstof f zelle 4 , bzw . der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers 5 in Abhängigkeit von einem Ladezustand der Batterie 3 steuerbar sind . Die Steuerung erfolgt über ein Bus-System 7 , welches für die Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem 6 und einem Batteriemanagementsystem 8 , für die Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem 6 und einer Steuerung 9 der Brennstof f zelle 4 und für die Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem 6 und dem DC/DC-Wandler 5 sorgt . Alle für das Verfahren notwendigen Daten, wie z . B . aus der Strommessung an den Verbraucheranschlüssen 2 , Steuerwerte , Warnungen und Fehlermeldungen werden über dieses Bus-System 7 übertragen . Figur 2 zeigt ein Energieversorgungssystem 10 nach der Erfindung . Es umfasst bezüglich einer Steuerung voneinander unabhängige , parallelgeschaltete Energieversorgungsmodule 1 .

Figur 3 zeigt im unteren Teil beispielhaft einen zeitlichen Verlauf einer Lastanforderung P _L .

Direkt darüber, in der Mitte der Figur 3 , ist ein Batterieladezustand dargestellt . Für den Ladezustand der Batterie sind die drei wichtigsten Werte eingezeichnet : voller Ladezustand SoCioc für die Lebensdauer der Batterie idealer maximaler Ladezustand SoC _max und empfohlener minimaler Ladezustand SoCmin . Der Ladezustand SoC der Batterie 3 bewegt sich im Wesentlichen immer in den festgelegten Grenzen SoC _max und SoCmin . Ein kurz fristiges Unterschreiten von SoCmin ist dabei unbedenklich .

Uber dem Batterieladezustand ist in der Figur 3 eine zugehörige Brennstof f zellenleistung P _B z dargestellt . Der Verlauf der Brennstof f zellenleistung liegt zwischen einer maximalen Brennstof f zellenleistung P _BZm a _X und einer minimalen Brennstof f zellenleistung PßZmin •

Im Folgenden wird anhand der in der Figur 3 gezeigten Verläufe das Verhalten eines Energieversorgungsmoduls 1 bei verschiedenen Last zuständen bzw . Lastentwicklungen näher erläutert .

Ab Zeitpunkt tg zeigen die Kurvenverläufe ein Beispiel dafür, dass transient auftretende Lastspitzen nur von der Batterie 3 abgedeckt werden . Generell wird der Arbeitspunkt des DC/DC- Wandlers 5 so gesteuert , dass zusammen mit der Batterie 3 immer genügend Leistung zur Verfügung steht .

Zum Zeitpunkt tg wird festgestellt , dass der Ladezustand der Batterie ( SoC ) unter den vordefinierten Schwellwert S oCmin sinkt . Als Folge wird der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers 5 erhöht und die Batterie 3 wechselt in den Ladezustand . Auch zum Zeitpunkt tg sinkt der Ladezustand der Batterie ( SoC ) unter den vordefinierten Schwellwert SoCmin . Allerdings steigt hier die Lastanforderung vergleichsweise schnell , so dass durch die Brennstof f zelle 4 allein nicht ausreichend mehr Leistung bereitgestellt werden kann . Der Batterieladezustand sinkt daher kurz fristig unter die Untergrenze SoCmin, bis zum Zeitpunkt tio die Lastanforderung sinkt und die von der Brennstof f zelle 4 bereitstellbare Leistung ausreichend hoch ist , sowohl den Leistungsbedarf des Verbrauchers 11 zu decken als auch die Batterie 3 wieder auf zuladen .

Zum Zeitpunkt t4 wechselt die Batterie 3 von Laden zum Entladen, und zwar bevor sie ihren oberen Ladeendpunkt SoC _max erreicht hat . I st der maximale Ausgangsstrom der Brennstof f zelle 4 noch nicht erreicht , wird der Arbeitspunkt des DC/DC- Wandlers 5 erhöht , bis die Batterie 3 wieder geladen wird oder der maximale Ausgangsstrom der Brennstof f zelle 4 erreicht ist . Im Beispiel der Figur 3 läuft zum Zeitpunkt t4 die Brennstof f zelle bereits auf dem Maximum, weshalb am Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers nichts mehr geändert wird . Allerdings wird zum Zeitpunkt ts, an dem die Lastanforderung zu sinken beginnt , der Arbeitspunkt beibehalten und die Batterie 3 geladen, bis zum Zeitpunkt te SoC _max erreicht ist .

Generell wird beim Laden der Batterie 3 der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers 5 so eingestellt , dass ein maximal zulässiger Ladestrom in die Batterie 3 nicht überschritten wird . Dies ist beispielsweise zum Zeitpunkt t? erkennbar, wo die Batterie 3 geladen wird, dies aber nicht bei maximaler Leistung der Brennstof f zelle 4 erfolgt .

Wenn die Batterie 3 den voreingestellten oberen Ladepunkt SoC _max beispielsweise zum Zeitpunkt te erreicht hat , wird der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers 5 so weit abgesenkt , bis der Strom, der aus der Batterie 3 entnommen wird, einen voreingestellten prozentualen Anteil eines zulässigen Dauer- Entladestromes der Batterie 3 erreicht und eine Last von der Brennstof f zelle 4 und der Batterie 3 gemeinsam gedeckt wird . Alternativ könnte im Fall , dass sich eine Lastanforderung nicht ändert und die Batterie 3 ihren oberen Ladeendwert SoC- _m x erreicht , die Brennstof f zelle 4 abgeschaltet werden und solange im Stand-By-Modus verbleiben, bis sich der SoC-Wert der Batterie 3 dem unteren Ladeendwert SoCmi _n nähert und erst dann würde die Brennstof f zelle 4 wieder gestartet werden .

Eine Absenkung des Arbeitspunkts des DC/DC-Wandlers 5 ist auch sinnvoll , damit bei einer Verringerung der Last , der Strom aus der Batterie 3 wieder ca . den eingestellten prozentualen Anteil eines Dauer-Entladestromes erreicht .

Aus Figur 3 ist auch erkennbar, dass der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers 5 und damit auch der Brennstof f zelle 4 erst dann verändert wird, wenn eine neue anstehende Last länger als eine einstellbare Totzeit ansteht . Zum Zeitpunkt te beispielsweise beginnt die Last zu steigen, aber nur der Ladezustand der Batterie 3 folgt instantan, eine Änderung der Brennstof f zellenleistung zeigt sich verzögert .

Schließlich ist aus der Figur 3 erkennbar, dass der Arbeitspunkt des DC/DC-Wandlers 5 erhöht wird, wenn der maximal zulässige Langzeit-Entladestrom der Batterie 3 erreicht oder überschritten wird, bis der Langzeit-Entlade-Strom wieder unter seinen Maximalwert sinkt . Dies zeigt sich am Kurvenverlauf im Bereich der Zeitpunkte ti, t2 und ts . Am Punkt t2 nimmt die Steigung der Lastanforderung zu, der Ladezustand der Batterie 3 sinkt schneller und die Leistungskurve der Brennstof f zelle 4 wechselt von einer Seitwärtsbewegung in einen Anstieg .