用于运行燃料单池系统的方法以及燃料单池系统与流程

1.本发明涉及一种用于运行燃料单池系统的方法以及一种燃料单池系统。


背景技术：

2.已经提出了一种用于运行燃料单池系统的方法，该燃料单池系统具有至少一个燃料单池和至少一个风扇单元，该风扇单元至少设置用于为燃料单池输送气体。


技术实现要素：

3.本发明涉及一种用于运行燃料单池系统的方法，该燃料单池系统具有至少一个燃料单池、尤其固体氧化物燃料单池以及至少一个风扇单元，该风扇单元至少设置用于为燃料单池输送气体、尤其空气。
4.提出了，在至少一个燃料单池的运行期间，在至少一个调节步骤中至少根据燃料单池前方的气体的输入端温度和/或至少根据燃料单池后方的气体的废气温度来预控制对风扇单元的调节、尤其风扇单元的转速和/或风扇驱动频率。通过按照本发明的方法能够有利地实现对到燃料单池的气体供应的简单、高效和/或精确的调节。特别地，能够通过该方法实现在运行温度中的特别高效的、尤其稳定的运行。有利地，能够成本低廉地制成和/或运行燃料单池系统。有利地，能够降低构件复杂性。特别有利地，能够改进燃料单池系统的效率。优选燃料单池系统的燃料单池构造为固体氧化物燃料单池、尤其构造为高温燃料单池，其中，固体氧化物燃料单池也被称为solid oxid fuel cell，缩写为sofc。优选风扇单元构造为通风设备或者说风扇、尤其构造为呈轴流式压缩机或径流式压缩机的结构形式或者呈类似的结构形式的压缩机。优选风扇单元设置用于产生压力，该压力引起气体的气体运动、尤其引起体积流。“设置”应该尤其理解为专门地程序化、设计和/或装备。“物体设置用于特定的功能”应该尤其理解为，该物体在至少一种使用状态和/或运行状态满足和/或实施这种特定的功能。
5.特别地，燃料单池系统具有控制-和/或调节单元，该控制-和/或调节单元设置用于调节风扇单元。优选控制-和/或调节单元设置用于，在调节步骤中尤其通过根据燃料单池前方的气体的输入端温度和/或燃料单池后方的废气温度进行的预控制来调节风扇驱动频率。例如，当燃料单池后方的(相对的)废气温度增加时，则提高风扇驱动频率和/或转速。例如，当(相对的)废气温度下降时，则降低风扇驱动频率和/或转速。在此能够设想到，关于燃料单池前方的气体的输入端温度来设置燃料单池后方的废气温度。优选对风扇驱动频率和/或转速的调节进行的预控制针对的是在燃料单池后方的气体的废气温度与燃料单池前方的气体的输入端温度之间的温差。调节的一个目标能够是，在氧气分子方面设定供应给燃料单池的质量流。调节的一个目标能够是，设定、尤其恒定地保持燃料单池的运行温度，其方式优选为：将供应给燃料单池的并且通过风扇单元所产生的气流设定用于冷却燃料单池。该调节的一个目标优选是，提供、尤其调节用于冷却燃料单池的气流，其中，在预控制的情况下实现对用于冷却气流的气体体积流的调节，该预控制为了调节风扇驱动频率而至少
考虑到供应给燃料单池的气体体积流的输入端温度以及废气流的温度。“控制-和/或调节单元”应该尤其理解为具有至少一个控制电子器件的单元。“控制电子器件”应该尤其理解为具有处理器并且具有电子存储器以及具有存储在存储器单元中的运行程序的单元。控制-和/或调节单元能够包括级联的调节器，其中，上级的调节回路能够设置用于，调节燃料单池的运行温度，其方式为：该上级的调节回路为下级的调节器预先给定针对所需的冷却气体体积流的值。下级的调节器则能够借助于风扇单元的转速和/或风扇驱动频率的变化来调节冷却气体体积流的大小。通过下级的调节器优选预控制对风扇单元的转速和/或风扇驱动频率进行的调节。“预控制”应该尤其理解为调节器设计的一种要素，该要素将以下值应用于调整参量(这里是转速和/或风扇驱动频率)，该值不依赖于调节对象的状态以及由此产生的、尤其通过燃料单池前方的体积流测量仪得到的测量情况。有利地，所述预控制能够改善引导特性，而不损害调节的稳定性。
6.特别地，通过燃料单池的风扇单元所供应的气体设置用于参与燃料单池的能量生产过程。优选地，存在于通过风扇单元所供应的气体中的氧气的至少一部分设置用于，与燃料单池的燃料气体、例如氢气发生化学反应，以用于产生能量。然而也能够设想到，气体体积流至少部分地用于冷却燃料单池。例如能够将气体体积流的大约90％设置用于冷却燃料单池，而将气体体积流的大约10％设置用于参与燃料单池的能量产生反应。“气体”应该优选理解为周围空气和/或废气。特别地，为燃料单池供应气体、即周围空气并且将气体、即废气导出。在此，废气能够形成为由周围空气和另外的、尤其在能量生产过程中产生的燃烧产物以及未燃烧的气体、尤其没有参与能量生产过程的气体(如燃料气体)构成的混合物。替代地也能够设想到，所供应的气体与周围空气不同，例如提供作为预先给定的气体混合物(例如来自气瓶)。气体供应部能够通过供气管路、例如通道、井筒、管道来形成或者通过以类似的方式形成的闭合的气体输入管路来形成，该气体输入管路将风扇单元与燃料单池连接起来。措辞“在运行期间”应该优选理解为在燃料单池的能量产生运行期间，其中燃料单池处于运行温度。优选燃料单池的运行温度为500℃以上的温度，尤其处于500℃与1100℃之间的范围中。“燃料单池前方的气体的输入端温度”应该尤其理解为在进入到燃料单池中之前的气体的温度。输入端温度通常近似对应于周围温度。然而也能够设想到，输入端温度与周围温度不同，例如比周围温度明显更高。“燃料单池后方的气体的废气温度”应该理解为在离开燃料单池之后、尤其在参与燃料单池的能量产生功能之后的(所消耗的并且经加热的)气体的温度。
7.此外提出了，在校准步骤中产生用于风扇单元的至少一个校准曲线。根据校准曲线能够有利地调节风扇单元。特别有利地，能够通过使用校准曲线来实现燃料单池的随后的运行，而不需要测量气体体积流。校准曲线尤其反映了燃料单池系统的至少两个参数、尤其调节参数的关系、尤其相关性。优选产生校准曲线，其方式为：在校准步骤中改变所述调节的输入参量、例如风扇单元的风扇驱动参数，并且测量产生的输出参量、例如通过燃料单池系统的气体流动的气体流动参数。能够设想到，对用于使用在燃料单池系统的之后的正常运行中的所产生的校准曲线进行倒置，尤其产生校准曲线的反函数。有利地，能够将在校准步骤中获得的经倒置的校准曲线用于在燃料单池系统的正常运行的调节步骤中调节风扇单元。优选校准曲线和/或经倒置的校准曲线的测量点通过数学函数来描述并且或者通过数学近似函数、例如插值或者拟合来反映。特别地，将经倒置的校准曲线作为调节曲线存
储在控制-和/或调节单元的存储器中。
8.此外提出了，在燃料单池解除激活的情况下、尤其在燃料单池系统的运行地点处执行校准步骤。在燃料单池解除激活的情况下对校准步骤的执行确保了有利地简单的和/或节约时间的并且因此也节约成本的执行。有利地，能够通过所提出的方法来补偿和/或考虑到在调节气体供应时特定于装备的特殊性、如例如燃料单池的制造公差、不同的排气系统等。特别有利地，能够通过在燃料单池系统的运行地点处执行校准步骤来实现改善燃料单池系统的效率。“燃料单池解除激活”应该尤其理解为，燃料单池没有运行、尤其没有发生化学反应和/或没有产生电流。特别地，燃料单池在解除激活的状态中是冷的、尤其未加热。燃料单池系统的运行地点尤其是进行燃料单池系统的最终装配的所在的地点和/或发生燃料单池系统的正常的运行所在的地点。替代地，在移动式的燃料单池系统中，“燃料单池系统的运行地点”也能够理解为燃料单池系统在移动式的设备中、例如在车辆中的装入状况。优选地，例如在装配时或者在装配期间和/或在(首次-)启动燃料单池系统之前结合装配情况来产生校准曲线。能够设想到，在每次保养时和/或在每次维修时和/或在燃料单池系统处的每次变化和/或干预时重新产生校准曲线。特别地，校准步骤将调节参量与由于燃料单池系统的废气系统的、尤其烟囱的特性所致的个性化的特性、尤其制造公差和/或压力降相协调。
9.此外提出了，在校准步骤中所产生的校准曲线描述了供应给燃料单池的气体体积流或者离开燃料单池的气体体积流与风扇单元的驱动参数、尤其转速和/或风扇驱动频率之间的一种、尤其线性的相关性。根据校准曲线能够有利地调节供应给燃料单池的或者从燃料单池导走的气体体积流。能够设想到，通过校准曲线来建立另外的测量参量、尤其压力、温度、密度和/或另外的测量参量的相对于彼此的相关性。
10.此外提出了，在校准步骤中通过风扇单元后方进行的直接的气体体积流测量或者进行的压力测量从风扇单元的风扇特性曲线族中求取出气体体积流。有利地，能够实现对气体体积流的简单的、尤其不容易出错的并且尤其在压力测量的情况下也特别有利地成本低廉的求取。能够设想到，在校准步骤中通过用于测量气体体积流的直接的测量方法、例如叶轮式风速计和/或热膜空气量测量计来实现直接的气体体积流测量。措辞“风扇特性曲线族”应该理解为至少二维的图表，该图表反映了测量参量(尤其压力、质量流和体积流)以及风扇单元的效率和转速的关系。优选能够通过风扇之后的气体体积流的压力测量、尤其从风扇单元的风扇特性曲线族中求取出气体体积流。
11.此外提出了，在调节步骤中至少根据在校准步骤中所求取的校准曲线、尤其根据从校准曲线中所求取的经倒置的校准曲线来调节风扇单元、尤其风扇单元的转速和/或风扇驱动频率。有利地，能够通过根据校准曲线对风扇单元的调节来提供优化效率的气体体积流。优选风扇单元在调节步骤中借助于在校准步骤中所产生的校准曲线而分配有当前的风扇驱动频率和/或当前的转速，其中，校准曲线建立了尤其在气体体积流与风扇驱动频率之间的相关性。特别地，为了在调节步骤中调节风扇单元而考虑从在校准步骤中所求取的校准曲线中所产生的调节曲线，该调节曲线例如通过倒置校准曲线形成。优选通过控制-和/或调节单元根据上级的调节回路例程来计算和/或确定必要的气体体积流。优选能够例如通过对燃料单池的运行温度的调节来执行对控制-和/或调节单元的气体体积流的计算和/或求取并且将其作为目标值输出，该目标值设置用于，尤其通过校准曲线和/或经倒置
的校准曲线来求取和/或读出和/或计算风扇驱动频率。
12.此外提出了，从校准曲线中、尤其从经倒置的校准曲线中读取出在调节步骤中为了调节风扇单元、尤其风扇单元的转速和/或风扇驱动频率所考虑的调节参数，并且为了预控制、尤其为了求取针对风扇单元的转速和/或风扇驱动频率的、被使用用于预控制的值而通过倍乘因数来对该调节参数进行适配，该倍乘因数至少由废气温度和输入端温度形成。特别有利地，能够通过根据用倍乘因数所适配的校准曲线对风扇单元的调节进行预控制来改善燃料单池系统的效率。优选地，为了预控制对风扇驱动频率的调节，将倍乘因数乘以调节参数。优选倍乘因数至少由废气温度和输入端温度形成，其中，“形成”应该理解为，至少废气温度和输入端温度在数学公式中至少包括一次。
13.此外提出了，倍乘因数由以开尔文表示的废气温度(分子)和以开尔文表示的输入端温度(分母)构成的商值的平方根来形成。有利地，通过用倍乘因数来适配调节参数能够实现通过对调节的预控制而得到优化的运行，尤其不需要体积流测量。特别有利地，能够进一步改善燃料单池系统的效率。能够设想到，能够通过其他的与温度相关的测量参量、尤其密度和/或流动速度来表示用于优化对于在运行温度下的运行而言的驱动频率的倍乘因数。优选倍乘因数能够根据以下公式来描述和/或形成：
[0014][0015]
特别地，用t
outgas
来表示燃料单池后方的以开尔文表示的废气温度，并且用t
airblwr
来表示以开尔文表示的输入端温度。
[0016]
此外提出了，至少在燃料单池系统的正常运行中，至少不依赖于对由风扇单元所产生的并且尤其供应给燃料单池的气体体积流进行的测量来预控制风扇单元、尤其转速和/或风扇驱动频率。有利地，能够实现简单且成本低廉的预控制。措辞“不依赖于”应该理解为，对于预控制来说不需要的是，在正常运行中测量由风扇单元所产生的并且供应给燃料单池或者由燃料单池所排出的气体体积流。措辞“正常运行”应该尤其理解为燃料单池系统的在校准步骤之外的运行。优选“正常运行”应该理解为燃料单池系统的热运行。此外替代地甚至能够设想到，不依赖于对由风扇单元所产生的并且尤其供应给燃料单池的气体体积流的测量来执行对风扇驱动频率和/或转速的调节，并且仅将所供应的气体体积流和所排出的气体体积流的温度情况考虑用于所述调节。
[0017]
此外提出了一种能够通过该方法运行的燃料单池系统，该燃料单池系统具有至少一个燃料单池、尤其固体氧化物燃料单池以及至少一个风扇单元，该风扇单元至少设置用于，至少为燃料单池输送气体，该燃料单池系统具有用于确定燃料单池前方的气体的输入端温度的至少一个输入端温度传感器和/或用于确定燃料单池后方的气体的废气温度的至少一个废气温度传感器。有利地能够改善燃料单池系统的效率。有利地，能够在考虑到特定于装备的特殊性、如例如燃料单池的制造公差、不同的排气系统等的情况下实现能可靠且受控地运行的燃料单池系统。能够设想到，通过间接的测量方法来求取温度，其中，计算和/或估计和/或模拟和/或从曲线图中读出或者以类似的方法求取燃料单池前方的气体的输入端温度以及燃料单池后方的气体的废气温度。能够设想到，燃料单池系统除了输入端温度传感器和废气温度传感器之外还具有另外的温度传感器。
[0018]
用于运行燃料单池系统的按照本发明的方法以及燃料单池系统在此不应该受限于上面所描述使用方案和实施方式。特别地，按照本发明的方法和/或燃料单池系统为了满足这里所描述的功能方式而能够具有与这里所提及的数目不同数目的各个元件、构件和单元以及方法步骤。此外，就本公开内容中规定的值范围而言，处于所提及的边界值之内的值也应该被视为得到公开并且能任意使用。
[0019]
另外的优点从以下附图说明中得到。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包括大量的组合式特征。本领域的技术人员也将以适宜的方式单独地考虑这些特征并且将它们结合成有意义的另外的组合。
附图说明
[0020]
其中：
[0021]
图1示出了燃料单池系统的呈框图形式的示意图，
[0022]
图2示出了用于运行燃料单池系统的方法的示意性的流程图，
[0023]
图3示出了在该方法的校准步骤中所产生的示例性的校准曲线，并且
[0024]
图4示出了在该方法的调节步骤中所使用的示例性的经倒置的校准曲线。
具体实施方式
[0025]
图1示出了燃料单池系统10的示意性的框图。燃料单池系统10具有燃料单池12。燃料单池系统10替代地也能够具有超过一个燃料单池12、例如燃料单池堆等。燃料单池12构造为固体氧化物燃料单池。燃料单池12构造为高温燃料单池。燃料单池系统10具有排气单元16。排气单元16设置用于为燃料单池12输送气体。排气单元16设置用于，为燃料单池12输送氧气以用于能量产生化学反应。排气单元16设置用于，为燃料单池12输送气体，该气体应该冷却燃料单池12。排气单元16设置用于，将气体从燃料单池12导出。能够例如通过排气通道等的系统来形成排气单元16。燃料单池系统10具有风扇单元14。排气单元16包括该风扇单元14。风扇单元14设置用于，在排气单元16中产生气体体积流20。排气单元16在燃料单池12下游具有废气出口38。烟囱18能够与废气出口38连接。排气单元16具有气体入口44。通过气体入口44将周围空气供应给风扇单元14。排气单元16具有空气过滤器46。空气过滤器46连接在风扇单元14之前。烟囱18能够与燃料单池系统10分开地构造或者构造为燃料单池系统10的一部分。烟囱18能够具有不同的、影响气流特性的结构形式。
[0026]
燃料单池系统10具有输入端温度传感器34。输入端温度传感器34在排气单元16中布置在燃料单池12前方，例如布置在排气单元16的将风扇单元14和燃料单池12连接起来的排气通道(未被示出)中。输入端温度传感器34设置用于，测量燃料单池12前方的气体体积流20的温度。燃料单池系统10具有废气温度传感器36。废气温度传感器36布置在燃料单池12下游。废气温度传感器36在排气单元16中布置在燃料单池12后方，例如布置在排气单元16的构成了废气排出单元并且将燃料单池12和废气出口38连接起来的排气通道(未被示出)中。废气温度传感器36设置用于，测量燃料单池12后方的气体体积流20
′
的温度。废气温度传感器36设置用于，在燃料单池系统10的运行中测量气流20
′
的废气温度。废气温度传感器36设置用于，在校准燃料单池系统10时测量离开被解除激活的燃料单池的气流20
′
的空气温度。在燃料单池系统10的下述状态中测量废气温度，在该状态中烟囱18与废气出口38
连接。燃料单池系统10具有气体体积流测量器22。该气体体积流测量器22设置用于执行校准步骤26。气体体积流测量器22设置用于执行调节步骤28。排气单元16具有用于气体体积流测量器22的一个或多个连接点。气体体积流测量器22能够在排气单元16中装配在燃料单池12前方并且设置用于，在执行校准步骤26时和/或在执行调节步骤28时提供针对燃料单池12前方的气体体积流20的测量值。替代地，气体体积流测量器22也能够在排气单元16中装配在燃料单池12后方并且提供针对燃料单池12后方的气体体积流20
′
的测量值。替代地，第一气体体积流测量器22能够装配在燃料单池12前方并且另一种气体体积流测量器(未被示出)能够装配在燃料单池12后方，其中，提供了针对燃料单池12前方的所供应的气体体积流20的测量值以及针对燃料单池12后方的所离开的气体体积流20
′
的测量值。气体体积流测量器22能够形成燃料单池系统10的固定部分。然而，气体体积流测量器22替代地也能够与燃料单池系统10分开地构造。在正常运行中，气体体积流测量器22测量燃料单池12前方的气体体积流20。然而，作为图1中所示出的实施方案的替代方案也能够设想到，在正常运行中不需要气体体积流测量器22。
[0027]
燃料单池系统10具有控制-和/或调节单元42。控制-和/或调节单元42设置用于，调节风扇单元14的风扇驱动频率。控制-和/或调节单元42设置用于，对风扇单元14的风扇驱动频率的调节进行预控制。作为替代方案或附加方案，控制-和/或调节单元42能够设置用于调节和/或用于预控制对燃料单池系统10的另外的运行参数的调节。燃料单池系统10具有变频器40。变频器40设置用于，根据通过控制-和/或调节单元42预先给定的风扇驱动频率来提供风扇单元14处的驱动转速。控制-和/或调节单元42设置用于，接收输入端温度传感器34的温度测量信号。控制-和/或调节单元42设置用于，接收废气温度传感器36的温度测量信号。控制-和/或调节单元42设置用于，在校准步骤26期间接收气体体积流测量器22的气体体积流测量信号。控制-和/或调节单元42设置用于，在正常运行中接收气体体积流测量器22的气体体积流测量信号。
[0028]
图2示出了用于运行燃料单池系统10的方法50的示意性的流程图。该方法50具有至少一个校准步骤26和调节步骤28。校准步骤26包括该方法50的另外的子步骤。在燃料单池12解除激活的情况下在燃料单池系统10的运行地点处执行校准步骤26。调节步骤28包括该方法50的另外的子步骤。在燃料单池系统10正常运行的情况下以热的燃料单池12来执行调节步骤28。在燃料单池系统10的正常运行中，根据对由风扇单元14所产生的气体体积流20、20
′
的测量来调节风扇单元14。在至少一个方法步骤84中准备燃料单池系统10。在此，燃料单池系统10在运行地点处进行装配和/或安装。在准备时或者在该准备之后执行校准步骤26。通常在所述准备之后在首次启动之前执行校准步骤26。
[0029]
在校准步骤26的至少一个子步骤66中将气体体积流测量器22安装在燃料单池12上游。作为替代方案或附加方案，也能够将气体体积流测量器22在下游装配在燃料单池12的输出端处。通过气体体积流测量器22来测量供应给燃料单池12的气体体积流20。替代地，能够通过气体体积流测量器22来测量离开燃料单池12的气体体积流20
′
。在此，以直接的测量方法来测量气体体积流20、20
′
。例如以热膜空气量测量计来测量气体体积流20、20
′
。也能够通过间接的测量方法来求取气体体积流20、20
′
。作为替代方案或附加方案，能够通过利用风扇单元14后方的压力测量器具24进行的压力测量并且随后通过对风扇特性曲线族的分析来求取气体体积流20、20
′
。
[0030]
在校准步骤26的至少一个另外的子步骤68中，用风扇单元14产生不同的气流20、20
′
。为此，由控制-和/或调节单元42彼此相继地预先给定风扇驱动频率。变频器40将风扇驱动频率转换成风扇驱动转速。根据风扇驱动转速来设定相应的气体体积流20、20
′
。
[0031]
在校准步骤26的至少一个另外的子步骤70中，针对每个风扇驱动频率测量所设定的气体体积流20、20
′
。在燃料单池12解除激活的情况下，在燃料单池系统10的运行地点处执行对气体体积流20、20
′
的测量。由此每个风扇驱动频率都分配有气体体积流20、20
′
。
[0032]
在校准步骤26的至少一个另外的子步骤72中，由气体体积流测量器22来测量相应的在不同的风扇驱动频率的情况下所产生的气体体积流20、20
′
。
[0033]
在校准步骤26的至少一个另外的子步骤74中，产生用于风扇单元14的校准曲线30。在子步骤74中所产生的校准曲线30描述了供应给燃料单池12的气体体积流20或者离开燃料单池12的气体体积流20
′
与风扇单元14的驱动参数之间的相关性。风扇单元14的驱动参数构造为风扇驱动频率。在子步骤74中，由针对气体体积流20、20
′
的所求取的测量值并且由相应地在此所设定的风扇驱动频率来建立校准曲线30。校准曲线30的建立例如能够自动化由控制-和/或调节单元42来执行。在校准曲线30的横坐标54上绘制了风扇驱动频率。在校准曲线30的纵坐标52上绘制了在对应的风扇驱动频率的情况下的所测量气体体积流20、20
′
(参见图3)。校准曲线30建立了风扇驱动频率与气体体积流20、20
′
之间的联系。
[0034]
在校准步骤26的至少一个另外的子步骤76中，倒置校准曲线30，这意味着交换横坐标54和纵坐标52。也能够通过建立反函数来倒置校准曲线30。在经倒置的校准曲线60中，在横坐标64上绘制了气体体积流20、20
′
。在经倒置的校准曲线60中，在纵坐标62上绘制了风扇驱动频率(参见图4)。经倒置的校准曲线60构成调节曲线。由经倒置的校准曲线60能够求取风扇驱动频率，该风扇驱动频率对于在校准条件下产生预先给定的气体体积流20、20
′
来说是必要的。该必要的气体体积流20、20
′
由控制-和/或调节单元42预先给定。
[0035]
在至少一个另外的方法步骤78中，通过气体体积流测量器22为控制-和/或调节单元42提供测量值，该测量值用于对闭合的调节回路中的气体体积流进行调节。在方法步骤78中(在结束校准之后)激活气体体积流测量器22，以用于纯粹地调节在正常运行中至少提供用于冷却燃料单池12的气体体积流。
[0036]
在调节步骤28中，根据校准步骤26中所求取的校准曲线30来调节风扇单元14、也就是说在本实施例中来调节风扇单元14的风扇驱动频率。在调节步骤28中，根据经倒置的校准曲线60来预控制风扇单元14。对风扇驱动频率的调节进行的调节和预控制通过控制-和/或调节单元42来实现。调节步骤28用于在燃料单池12的负载/能量输出发生变化的情况下对燃料单池12的运行温度进行设定(使其保持恒定)。在燃料单池12的负载/能量输出增大的情况下，将供应给燃料单池12的气体体积流20调大，以便实现对燃料单池12的经强化的冷却。在燃料单池12的负载/能量输出减小的情况下，将供应给燃料单池12的气体体积流20调小，以便实现对燃料单池12的经减小的冷却。
[0037]
在调节步骤28的至少一个子步骤80中，从校准曲线30中求取出考虑用于调节风扇单元14的调节参数。为此，从经倒置的校准曲线60中读取出与有待设定的所期望的气体体积流20、20
′
相适配的风扇驱动频率。由控制-和/或调节单元42来预先给定用于从经倒置的校准曲线60中读取出风扇驱动频率的气体体积流20、20
′
。控制-和/或调节单元42根据上级的调节回路例程来计算必要的气体体积流20、20
′
并且将该值作为目标值输出。该目标值设
置用于，从经倒置的校准曲线60中求取风扇驱动频率。
[0038]
在调节步骤28的至少一个另外的子步骤82中，以倍乘因数来适配在子步骤80中从调节曲线中所读取出的调节参数、也就是说尤其通过经倒置的校准曲线60所求取的风扇驱动频率。倍乘因数用于产生针对风扇驱动频率的值，该值使用用于对风扇单元14的调节进行预控制。由燃料单池12后方的气体的废气温度以及燃料单池12前方的输入端温度来形成倍乘因数。由以开尔文表示的废气温度(分子)和以开尔文表示的输入端温度(分母)构成的商值的平方根来形成倍乘因数。在数学上表述的话，通过在下文中所反映的调节方程来调节风扇驱动频率。
[0039][0040]
其中，f
airblowrhotsp
是为了实现所期望的气流20、20
′
而有待设定的风扇驱动频率(以赫兹表示)，其中，f
airblwrsp
是在校准步骤26中所求取的、用于在冷的燃料单池12的情况下设定所期望的气流20、20
′
的风扇驱动频率(以赫兹表示)，其中，t
outgas
是由废气温度传感器36测量的以开尔文表示的废气温度，并且其中，t
airblwr
是由输入端温度传感器34所测量的以开尔文表示的输入端温度。在示例性地所测量的300℃的废气温度以及示例性的25℃的输入端温度的情况下，因此必须设定的风扇驱动频率f
airblowrhotsp
。
[0041]
在至少一个另外的方法步骤86中，风扇以风扇驱动频率f
airblowrhotsp
运行。

技术特征：
1.用于运行燃料单池系统(10)的方法，该燃料单池系统具有至少一个燃料单池(12)、尤其固体氧化物燃料单池以及至少一个风扇单元(14)，该风扇单元至少设置用于，为所述燃料单池(12)输送气体、尤其空气，其特征在于，在所述至少一个燃料单池(12)的运行期间，在至少一个调节步骤(28)中至少根据所述燃料单池(12)前方的气体的输入端温度和/或至少根据所述燃料单池(12)后方的气体的废气温度来预控制对所述风扇单元(14)的调节、尤其所述风扇单元(14)的转速和/或风扇驱动频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在至少一个校准步骤(26)中，产生用于所述风扇单元(14)的至少一个校准曲线(30)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在燃料单池(12)解除激活时，尤其在所述燃料单池系统(10)的运行地点处执行所述校准步骤(26)。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述校准步骤(26)中所产生的校准曲线(30)描述了供应给所述燃料单池(12)的气体体积流(20)或者离开所述燃料单池(12)的气体体积流(20
′
)与所述风扇单元(14)的驱动参数、尤其所述转速和/或所述风扇驱动频率之间的相关性。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述校准步骤(26)中，通过风扇单元(14)后方进行的直接的气体体积流测量或者进行的压力测量来从所述风扇单元(14)的风扇特性曲线族中求取出所述气体体积流(20)。6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述调节步骤(28)中，至少根据在所述校准步骤(26)中所求取的校准曲线(30)、尤其根据从所述校准曲线(30)中所求取的经倒置的校准曲线(60)来调节所述风扇单元(14)、尤其所述风扇单元(14)的转速和/或风扇驱动频率。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从所述校准曲线(30)、尤其从所述经倒置的校准曲线(60)中读取出在所述调节步骤(28)中为了调节所述风扇单元(14)、尤其所述风扇单元(14)的转速和/或风扇驱动频率所考虑的调节参数，并且为了所述预控制而通过倍乘因数对该调节参数进行适配，该倍乘因数至少由所述废气温度和所述输入端温度形成。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，由以开尔文表示的废气温度(分子)和以开尔文表示的输入端温度(分母)构成的商值的平方根来形成所述倍乘因数。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少在所述燃料单池系统(10)的正常运行中至少在不依赖于对由所述风扇单元(14)所产生的气体体积流(20、20
′
)的测量的情况下预控制所述风扇单元(14)。10.燃料单池系统(10)，该燃料单池系统能够借助于根据前述权利要求中任一项所述的方法来运行，该燃料单池系统具有至少一个燃料单池(12)、尤其固体氧化物燃料单池以及至少一个风扇单元(14)，该风扇单元至少设置用于，至少为燃料单池(12)输送气体，其特征在于用于确定所述燃料单池(12)前方的气体的输入端温度的至少一个输入端温度传感器(34)和/或用于确定所述燃料单池(12)后方的气体的废气温度的至少一个废气温度传感器(36)。

技术总结
本发明涉及一种用于运行燃料单池系统(10)的方法，该燃料单池系统具有至少一个燃料单池(12)、尤其固体氧化物燃料单池以及至少一个风扇单元(14)，该风扇单元至少设置用于，为燃料单池(12)输送气体、尤其空气。提出了，在至少一个燃料单池(12)的运行期间，在至少一个调节步骤(28)中至少根据燃料单池(12)前方的气体的输入端温度和/或至少根据燃料单池(12)后方的气体的废气温度来预控制对风扇单元(14)的调节、尤其风扇单元(14)的转速和/或风扇驱动频率。动频率。动频率。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：罗伯特
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/10/19