Fahrzeug (13), umfassend:einen Brennstoffzellenstapel (12) zum Versorgen des Fahrzeugs (13);einen mit dem Brennstoffzellenstapel (12) gekoppelten Stromumrichter (514), wobei der Stromumrichter (514) ferner eine Schaltvorrichtung (524) und ein resistives Heizelement (500) umfasst;ein thermisches System, ausgelegt zum Übertragen von Wärme von dem Stromumrichter (514) zu dem Brennstoffzellenstapel (12); undeine Steuerung (32), die dafür programmiert ist, als Reaktion auf eine Brennstoffzellenstapeltemperatur, die kleiner als eine Schwelle ist, die Brennstoffzelle (512) so zu betreiben, dass ein Strom erzeugt wird, der einer Brennstoffzellenspannung entspricht, die kleiner als eine normale Fahrzeugbetriebsspannung ist, und den Stromumrichter (514) so zu betreiben, dass (i) eine Stromumrichter-Ausgangsspannung auf der normalen Fahrzeugbetriebsspannung erzeugt wird und (ii) der Strom der Brennstoffzelle (512) entnommen wird, um in der Brennstoffzelle (512) erzeugte Wärme zu vergrößern und Wärme in dem Stromumrichter (514) zu erzeugen, um eine Zeit zum Erwärmen der Brennstoffzelle (512) bis zur Schwelle zu minimieren, wobei die Steuerung (32) ferner selektiv dafür programmiert ist, das resistive Heizelement (500) zu umgehen und eine Brennstoffzellenspannung auf eine Betriebsspannung eines Antriebsmotors (34) zu erhöhen, um es dem Fahrzeug (13) zu ermöglichen, wegzufahren, während der Brennstoffzellenstapel (12) erwärmt wird, wobeidas Fahrzeug (13) weiterhin einen thermischen Kanal (502) umfasst, der mit dem resistiven Heizelement (500) koppelbar ist und sich um den Brennstoffzellenstapel (12) erstreckt, und wobei der Stromumrichter (514) auch einen sekundären Stromumrichter (540) versorgt, wobeidas resistive Heizelement (500) zwischen eine Induktivität (520) und den Ausgängen des Stromumrichters (514) und parallel zu einem Schalter (518) geschaltet ist, durch den das resistive Heizelement (500) selektiv aktiviert werden kann, indem Strom bei offenem Schalter (518) von der Induktivität (520) durch das resistive Heizelement (500) fließt und Wärme erzeugt, die thermisch zu der Brennstoffzelle (512) kanalisiert werden kann, und bei geschlossenem Schalter (518) das resistive Heizelement (500) kurzgeschlossen ist, kein Strom durch das resistive Heizelement (500) fließt und keine Wärme von dem resistiven Heizelement (500) erzeugt wird.

    An apparatus for heating a fuel cell stack in a cold start mode is provided. The apparatus comprises a fuel cell stack, a power converter, and a controller. The power converter may include a power switch and resistive heating element that is thermally coupled to the fuel cell stack. The controller is configured to activate the power converter, if a temperature is below a predetermined temperature value, to draw current from the fuel cell stack to cause the fuel cell stack to generate heat. Heat from the power converter is also applied to the fuel cell stack.


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    Title :

    Vorrichtung und Verfahren zum Erwärmen eines Brennstoffzellenstapels


    Contributors:

    Publication date :

    2024-04-25


    Type of media :

    Patent


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    German


    Classification :

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