[发明专利]具有燃料电池装置和电池组的供应装置以及用于供应装置的冰冻启动的方法

说明书

本发明涉及用于至少一个用电器（2、3）的供电的供应装置（1），供应装置具有初级电网（4）和次级电网（6），在初级电网中存在燃料电池装置（5），在次级电网中存在电池组（7），电池组具有运行电压范围，运行电压范围向上受最大电压(U_max)的限制并且向下受最小电压(U_min)的限制，并且电池组具有用于对至少一个用电器（2、3）通电的运行电流强度范围，并且供应装置具有在所述初级电网（4）中设置的冰冻启动元件（15），冰冻启动元件被构造用于，导致燃料电池装置（5）加热。所述燃料电池装置（5）的空转电压最高相应于所述电池组（7）的最大电压。此外本发明涉及一种用于供应装置（1）的冰冻启动的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于至少一个用电器的供电的供应装置，所述供应装置具有初级电网，在该初级电网中存在燃料电池装置。此外，该供应装置包括次级电网，在该次级电网中存在电池组，该电池组具有运行电压范围，该运行电压范围向上受最大电压限制并且向下受最小电压限制。此外，该电池组具有用于对至少一个用电器通电的运行电流强度范围。在初级电网中，设置冰冻启动元件，该冰冻启动元件被构造用于，导致燃料电池装置加热。此外，本发明涉及一种用于供应装置的冰冻启动的方法。

背景技术

如果在机动车中使用供应装置，则该供应装置遭受不同的天气条件。在此，低于水的冰点的低温众所周知地带来在启动供应装置中的燃料电池装置时的巨大的问题。例如，在存在结冰条件的情况下，阳极室和/或阴极室可能被冰阻塞，使得工作介质并没有以所期望的程度在燃料电池装置的阳极和/或阴极处可供使用。但是，在燃料电池装置的入口侧和出口侧，冰冻也可能导致促动器、例如活门、阀门等的错误功能或者引起引导工作介质的线路堵塞。

因此，如果例如在环境温度低于5摄氏度的情况下因此满足冰冻启动的危险的前提条件，那么在燃料电池装置能够转变到正常运行之前，燃料电池装置在冰冻启动模式中运行并且因此使得包括该燃料电池装置的供应装置在冰冻启动模式中运行。冰冻启动元件在此被使用用于，实现燃料电池装置或供应装置的冰冻启动并且因此引起燃料电池装置的加热。

DE 10 2015 206 423 A1同样地致力于冰冻启动的问题，其中设置如下元件，该元件用于将燃料电池装置之内的阴极与阳极短接。通过所述短接，能够在由于形成冰而已经使阳极或阴极的流通通道堵塞的情况下，导致燃料电池装置的各个电池的换极。

在DE 10 2015 109 502 A1中描述了一种用于加热燃料电池堆叠的方法和设备。在此情况下，将燃料电池装置与IGBT（具有绝缘栅的双极晶体管）并联，以便从燃料电池装置提取电流，并且以便由此产生用于燃料电池装置的热量。引导介质的管道在此围绕IGBT来定位，使得在其中的介质被加热。管道围绕燃料电池堆叠延伸，由此利用经加热的介质以加热燃料电池堆叠。

用于实现冰冻启动的已知解决方案设置了如下初级电网，该初级电网始终经由DC/DC转换器（电压转换器或变换器）来与次级电网连接。电压转换器的使用却导致必须为该供应装置所提供的附加结构空间和附加重量。

发明内容

本发明的任务因此是说明一种用于至少一个用电器的供电的供应装置，该供应装置具有尽可能简单的结构并且同时实现可靠的冰冻启动。此外本发明的任务是说明一种用于这种供应装置的燃料电池装置的冰冻启动的方法，该方法以简单的方式使供应装置转变到正常运行。

涉及该供应装置的任务通过按照权利要求1所述的供应装置而得以解决。具有本发明的适宜的扩展方案的有利的构型方案在从属权利要求中说明。在此，燃料电池装置的空转电压尤其是最高相应于电池组的最大电压。

冰冻启动元件在此情况下又用于加热该燃料电池装置，该燃料电池装置可以在没有DC/DC转换器的情况下与电池组的次级电网电连接。因此，可以提供供应装置的紧凑式模块，该紧凑式模块具有经简化的结构。