Titel:

Verfahren zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems für ein Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems für ein Fahrzeug

Stand der Technik

Brennstoffzellenfahrzeuge können als Alternativen zu batterieelektrischen Fahrzeugen insbesondere im Bereich der Nutzfahrzeuge sinnvoll sein, da hiermit höhere Reichweiten möglich sind. Der Verbrauch von Wasserstoff spielt bei einer Gesamtkostenbetrachtung eines entsprechenden Fahrzeugs neben Fragen der Alterung und des Anschaffungspreises eine dominierende Rolle. Hierbei hat auch die Betriebsstrategie, die unter anderem das Zusammenspiel einer Batterie und einer Brennstoffzelle steuert, einen großen Einfluss. Dies gilt für den Verbrauch, die Alterung der Komponenten und letztlich auch für die Leistungsfähigkeit. Ein sogenanntes De-Rating, mit der die Antriebsleistung aufgrund von äußeren Einflüssen und Randbedingungen - wie hohe Umgebungstemperaturen, starke Steigung der Straße - während des Betriebs reduziert wird, sollte bei dem Betrieb des Fahrzeugs so weit wie möglich vermieden werden. Die Kühlung von Fahrzeugen mit einer Brennstoffzelle ist im Gegensatz zu Fahrzeugen mit reinem Batterieantrieb eine Herausforderung, da die Brennstoffzelle im Gegensatz zur Batterie im Hochlastfall nur einen Wirkungsgrad von etwa 50% aufweist, verglichen mit einer Batterie, die mindestens etwa 90% Wirkungsgrad hat. Die Kühlung muss im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor, der etwa gleich viel Wärme an das Kühlsystem abgibt auf einem Niveau von max. 85°C erfolgen, was somit eine größere Kühlfläche als bei einem Diesel betriebenen LKW erfordern würde oder aber, wie oben beschrieben, zu einem De-Rating führt . Ist das Nutzfahrzeug beispielsweise ein LKW mit einem Gewicht von 40t, kann von einer geforderten Antriebsleistung von 100 bis 120 kW für eine Fahrt auf einer Ebene mit etwa 85 km/h ausgegangen werden. Diese ist an Steigungen deutlich größer und könnte auf ein Maximum des Antriebsstranges, etwa 400 kW, ansteigen. Bei größeren Steigungen kann dies dazu führen, dass die genannte Geschwindigkeit nicht mehr gehalten werden kann und schließlich abfällt. Bei hohen Umgebungstemperaturen kann die Kühlleistung des Kühlsystems möglicherweise nicht mehr ausreichen und es könnte das genannte De-Rating eingeleitet werden, was dann die zur Verfügung stehende elektrische Leistung unter 400 kW reduziert und so zu einer weiteren Verringerung der Geschwindigkeit führt. Eine mögliche Abhilfe ergibt sich, indem elektrische Leistung aus einer Batterie zugesteuert wird, sodass nicht die maximale Leistung des Brennstoffzellensystems benötigt wird oder es sogar kleiner dimensioniert werden könnte.

Bei der Wahl einer geeigneten Batterie hat dies Auswirkungen auf verschiedene Batterieparameter, etwa auf die Nenngröße von Batteriezellen und/oder deren Typ. Leistungszellen können eine relativ hohe Leistung bezogen auf ihren Energieinhalt abgeben und aufnehmen, sind jedoch kostenintensiv und weisen eine geringere Energiedichte als andere Zelltypen auf. Energiezellen, wie sie etwa für batterieelektrische Fahrzeuge eingesetzt werden, weisen hingegen eine hohe Energiedichte auf, können jedoch nur eine begrenzte Leistung bezogen auf den speicherbaren Energieinhalt abgeben. Ist eine Batterie relativ leer, so kann sich die Leistungsabgabe insbesondere in den letzten 20% Ladezustand signifikant reduzieren. Ist sie indes relativ vollgeladen, so reduziert sich ihre maximale Leistungsaufnahme stark, was die Rekuperationsfähigkeit einschränken kann.

Von einem Brennstoffzellensystem ist bekannt, dass es bei einer geringen Leistungsabgabe von kleiner ca. 15% bis 20% der Maximalleistung auf Grund des Verbrauchs der Nebenaggregate einen schlechten Wirkungsgrad aufweist und im Bereich 15% - 50% der Maximalleistung einen recht hohen Wirkungsgrad erreicht und wegen zunehmend geringerer Stackspannung bei hohen Leistungsabgaben wieder einen abnehmenden Wirkungsgrad zeigt. Es ist nach Möglichkeit ein Betrieb im effizienzoptimalen Bereich anzustreben. Dies sind Randbedingungen, die für die Auslegung und die Betriebsstrategie eines mit einem Brennstoffzellensystem angetriebenen Fahrzeugs sehr relevant sind. Der Stand der Technik kennt eine Reihe von Power-Split Betriebsstrategien für Brennstoffzellenfahrzeuge, die zur Aufgabe haben, eine Soll-Leistung des Brennstoffzellensystems zu ermitteln, sodass der Verbrauch möglichst niedrig ist, sich der Ladezustand in einem vorgegebenen Intervall bewegt und die Leistungsfähigkeit optimiert wird. Diese Verfahren erlauben eine Veränderung des Ladezustands, zielen jedoch langfristig darauf ab, den Ladezustand in einem bestimmten konstanten Fenster - beispielsweise 40% bis 60% - zu halten.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Regeln eines Brennstoffzellensystems für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem eine Berücksichtigung der Leistungsgrenzen (stationär und dynamisch) einer Batterie, sowie eine Regelung der Ladezustands der Batterie bei gleichzeitig verbrauchsoptimalem Betrieb des Gesamtsystems und gleichzeitiger Aufrechterhaltung der maximalen Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems mit minimalem De-Rating unter möglichst vielen Betriebsbedingungen ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Es wird ein Verfahren zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei das Versorgungssystem ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einem Brennstoffzellenstapel und ein mit dem Brennstoffzellensystem gekoppeltes Batteriesystem mit mindestens einer Batterie umfasst, das Verfahren aufweisend Erfassen einer von dem elektrischen Versorgungssystem angeforderten Soll-Leistung, Ansteuern des Brennstoffzellensystems zum Bereitstellen einer erforderlichen Brennstoffzellenabgabeleistung und Entnehmen einer erforderlichen Batterieabgabeleistung, die zusammen die erfasste Soll-Leistung ergeben, Ermitteln einer momentanen geographischen Höhe des Fahrzeugs und/oder einer geplanten geographischen Höhenänderung für das Fahrzeug, und Auswählen eines Zielladezustands der mindestens einen Batterie, wobei der Zielladezustand der mindestens einen Batterie mit größer werdender geographischer Höhe sinkt und mit einer kleiner werdenden geographischen Höhe wieder steigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, das Brennstoffzellensystem stets in einem optimalen Betriebsbereich zu betreiben, indem durch eine ausreichende Batterieladung ein temporär fehlender elektrischer Leistungsanteil beigesteuert werden kann, der von dem in dem optimalen Betriebsbereich betriebenen Brennstoffzellensystem temporär nicht vollständig gedeckt werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein von der geographischen Höhe abhängiger Zielladezustand vorgegeben, sodass bei Fahrten beispielsweise über hügeliges Gelände der von der mindestens einen Batterie bereitstellbare Energieinhalt deutlich besser ausnutzbar ist. Je höher sich das Fahrzeug befindet, desto niedriger ist der Zielladezustand. In diesem Fall ist es nicht sonderlich wahrscheinlich, dass lange Phasen mit hohem Leistungsbedarf für eine Bergfahrt folgen, und es werden eher höhere Rekuperationsleistungen erwartet. Im umgekehrten Fall wird der Zielladezustand mit geringerer geographischer Tiefe des Fahrzeugs höher gewählt. Dieses Verfahren ist insbesondere bei schweren Fahrzeugen geeignet, da die potentielle Energie gegenüber der Energie, die zur Überwindung von Fahrwiderständen aufgebracht werden muss, besonders groß ist. Das Maß, wie stark der Zielladezustand höhenabhängig gemacht wird, hängt unter anderem von der Größe der mindestens einen Batterie, ihrem Alterungszustand, der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle, der Beladung des Fahrzeugs und den erwarteten geographischen Höhen oder Höhenunterschieden ab, auf denen das Fahrzeug betrieben wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Brennstoffzellenabgabeleistung derart bestimmt, dass ein vorgesehener Mindestwert eines abgabeleistungsabhängigen Brennstoffzellenwirkungsgrads nicht unterschritten wird. Das Brennstoffzellensystem kann folglich in einem guten Wirkungsgradbereich betrieben werden und temporär durch das Batteriesystem unterstützt werden. Der Anteil der von dem Batteriesystem bereitgestellten Leistung wird durch den vorzugebenden Mindestwert des Brennstoffzellenwirkungsgrads und natürlich der elektrischen Leistungsanforderung des Antriebstranges bestimmt. Die elektrische Leistungsanforderung des Antriebsstranges hängt beim Betrieb eines LKW auf einer Langstrecke mit möglichst konstanter Geschwindigkeit insbesondere von der Beladung des Fahrzeugs und dem zu absolvierenden Höhenprofil ab.

In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt die erforderliche Brennstoffzellenabgabeleistung in einem Bereich von 10% bis 60% und bevorzugt von 15% bis 50% einer maximalen Brennstoffzellenabgabeleistung. Hier ist zu erwarten, dass das Brennstoffzellensystem seinen höchsten Wirkungsgrad erzielen kann. Das Brennstoffzellensystem könnte im Wesentlichen aus einem Brennstoffzellenstapel, einem Luftsystem mit Verdichter, einem Wasserstoff- Versorgungssystem sowie einem Kühlsystem bestehen. Neben der gelieferten Leistung des Brennstoffzellenstapels und dessen Wirkungsgrad müssen zur Leistungsbilanz auch die Verdichterleistung, die Kühlsystemleistung, die Leistung zum Betrieb des Wasserstoffsystems, eines Steuergeräts und die Leistung anderer Nebenaggregate berücksichtigt werden. Der Gesamtsystemwirkungsgrad des Brennstoffzellensystems berechnet sich aus dem Brennstoffzellenstapelwirkungsgrad und der Leistung der Nebenaggregate. Bei sehr kleinen Systemleistungen ist der Brennstoffzellenstapel-Wirkungsgrad sehr gut, jedoch könnten die Nebenaggregate die Bilanz verschlechtern, sodass der gesamte Wirkungsgrad bei kleinen Systemleistungen schlecht ist. Bei hohen Systemleistungen sinkt die Spannung des Brennstoffzellenstapels und dessen Wirkungsgrad verschlechtert sich. Insbesondere Aufwendungen zum Verdichten der Luft und der Kühlung verschlechtern den Systemwirkungsgrad weiter. Ein Maximum des Brennstoffzellensystemwirkungsgrades könnte je nach Auslegung bei 20% bis 30% der Maximalleistung des Brennstoffzellensystems liegen. Die genannten Leistungsgrenzen beschränken den Wirkungsgrad auf einen ausreichend hohen Bereich.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner Ermitteln eines momentanen Ladezustands der mindestens einen Batterie, wobei das Brennstoffzellensystem derart angesteuert wird, dass die mindestens eine Batterie durch einen Teil der Brennstoffzellenabgabeleistung auf den Zielladezustand aufgeladen wird. Das Brennstoffzellensystem wird dabei mit einer höheren Leistung betrieben, als zur Aufrechterhaltung eines Fährbetriebs notwendig. Die Leistung könnte so hoch gewählt werden, dass die mindestens eine Batterie auf einen Zielzustand eingestellt wird.

Der Ladezustand der Batterie wird auch durch Rekuperation erhöht. Übersteigt der Ladezustand der Batterie den höhenabhängigen Sollwert, so soll das Brennstoffzellensystem auch mit einer geringeren Leistung betrieben werden, jedoch vorteilhafter Weise nicht mit so einer geringen Leistung, dass der Wirkungsgrad des Gesamtsystems gegenüber dem Bestwert deutlich absinkt. Dies kann in einigen Fällen auch dazu führen, dass das Brennstoffzellensystem beziehungsweise mindestens ein Stack ganz abgeschaltet werden muss.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Brennstoffzellensystem derart angesteuert, dass eine vorbestimmte Leistungsreserve für die Brennstoffzellenabgabeleistung erzeugt wird. Sollte der Zielladezustand der mindestens einen Batterie noch nicht erreicht sein, wird das Brennstoffzellensystem folglich so betrieben, dass ein Aufladen der mindestens einen Batterie erfolgt, jedoch bis zum Erreichen einer grenzwertigen Abgabeleistung mit noch ausreichendem Wirkungsgrad ein gewisser Leistungsabstand eingehalten wird. Dieser Leistungsabstand, der als Leistungsreserve des elektrischen Versorgungssystems bezeichnet wird, kann von der Art und Größe des Fahrzeugs und ebenso der geographischen Höhe und dem aktuellen Ladezustand der Batterie abhängig sein. Die Leistungsreserve wird dadurch erreicht, dass der Zielladezustand der Batterie an das Fahrprofil angepasst wird.

Die Erfindung betrifft analog dazu ferner ein elektrisches Versorgungssystem für ein Fahrzeug, aufweisend ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einem Brennstoffzellenstapel, ein mit dem Brennstoffzellensystem gekoppeltes Batteriesystem mit mindestens einer Batterie, und ein Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, zum Erfassen einer von dem elektrischen Versorgungssystem angeforderten Soll-Leistung, Ansteuern des Brennstoffzellensystems zum Bereitstellen einer erforderlichen Brennstoffzellenabgabeleistung und Entnehmen einer erforderlichen Batterieabgabeleistung, die zusammen die erfasste Soll-Leistung ergeben, Ermitteln einer momentanen geographischen Höhe des Fahrzeugs und/oder einer geplanten geographischen Höhenänderung für das Fahrzeug, und Auswählen eines Zielladezustands der mindestens einen Batterie, wobei der Zielladezustand der mindestens einen Batterie mit größer werdender geographischer Höhe sinkt und mit kleiner werdende geographischen Höhe steigt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, die Brennstoffzellenabgabeleistung derart zu bestimmen, dass ein vorgesehener Mindestwert eines abgabeleistungsabhängigen Brennstoffzellenwirkungsgrads nicht unterschritten wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, das Brennstoffzellensystem derart anzusteuern, dass die erforderliche Brennstoffzellenabgabeleistung in einem Bereich von 10% bis 60% und bevorzugt von 15% bis 50% einer maximalen Brennstoffzellenabgabeleistung liegt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, einen momentanen Ladezustand der mindestens einen Batterie zu erfassen und das Brennstoffzellensystem derart anzusteuern, dass die mindestens eine Batterie durch einen Teil der Brennstoffzellenabgabeleistung auf den Zielladezustand eingeregelt wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, das Brennstoffzellensystem derart anzusteuern, dass eine vorbestimmte Leistungsreserve für die Brennstoffzellenabgabeleistung erzeugt wird oder aber, dass das Brennstoffzellensystem bis zu einer Mindestleistung herabgeregelt wird oder vollständig abgeschaltet wird, wenn der Zielladezustand erreicht oder überschritten ist, beispielsweise im Stau oder im Stadtverkehr bei geringer Leistungsanforderung des Antriebs. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.

Ausführungsbeispiele

Es zeigt:

Figur 1 ein Verfahren,

Figur 2a und 2b Diagramme der Brennstoffzellenabgabeleistung als Funktion der Soll-Leistung für den Antriebsstrang,

Figur 3a und 3b Bilden von statischen und dynamischen Grenzen der Batterieabgabeleistung und der Ladeleistung,

Fig. 4a bis 4c Diagramme der Brennstoffzellenabgabeleistung als Funktion der Soll-Leistung für den Antriebsstrang für drei exemplarische Fälle, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Versorgungssystems.

Fig. 1 zeigt eine schematische, blockbasierte Darstellung eines Verfahrens zum Regeln eines elektrischen Versorgungssystems für ein Fahrzeug, wobei das Versorgungssystem ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einem Brennstoffzellenstapel und ein mit dem Brennstoffzellensystem gekoppeltes Batteriesystem mit mindestens einer Batterie umfasst. Das Verfahren weist exemplarisch Erfassen 2 einer von dem elektrischen Versorgungssystem angeforderten Soll-Leistung, Ansteuern 4 des Brennstoffzellensystems zum Bereitstellen einer erforderlichen Brennstoffzellenabgabeleistung und Entnehmen 6 einer erforderlichen Batterieabgabeleistung, die zusammen die erfasste Soll- Leistung ergeben, auf. Weiterhin wird eine momentane geographische Höhe des Fahrzeugs und/oder einer geplanten geographischen Höhenänderung für das Fahrzeug erfasst 8 und ein Zielladezustand der mindestens einen Batterie gewählt 10. Dieser sinkt mit größer werdender geographischer Höhe und steigt mit einer größer werdenden, geographischen Höhenänderung. Das Verfahren umfasst exemplarisch ferner Ermitteln 12 eines momentanen Ladezustands der mindestens einen Batterie, wobei das Ansteuern 4 des Brennstoffzellensystems derart durchgeführt wird, dass die mindestens eine Batterie durch einen Teil der Brennstoffzellenabgabeleistung auf den Zielladezustand aufgeladen wird.

Fig. 2a und 2b zeigen jeweils eine Brennstoffzellenabgabeleistung Pfcs in Abhängigkeit einer Sollleistung P _s des Antriebsstrangs. Die jeweils optimale Brennstoffzellenabgabeleistung Pfcs wird hier mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. In Fig. 2a ist der erfasste Ladezustand der mindestens einen Batterie zu niedrig, sodass die Brennstoffzellenabgabeleistung zum Bereitstellen einer ausreichenden Ladeleistung erhöht wird. Dies ist mit einer gestrichelten Linie gezeigt. In Fig. 2b ist indes eine hohe Kühlmitteltemperatur erfasst, sodass die optimale Brennstoffzellenabgabeleistung bereichsweise reduziert wird. Dies ist ebenso mit einer gestrichelten Linie dargestellt.

Aus der Kenntnis der Sollleistung Ps und der Wirkungsgrade des Brennstoffzellensystems und des Batteriesystems kann eine Soll-Leistungskurve sowohl für das Brennstoffzellensystem als auch das Batteriesystem generiert werden, wobei hier Systemgrößen mit einbezogen werden, die unter anderem den aktuellen Ladezustand der Batterie und beispielsweise eine Kühlflüssigkeitstemperatur des Brennstoffzellensystems umfassen. Durch die Abhängigkeit von einem momentanen Ladezustand kann eine Regelung des Brennstoffzellensystems zum Erreichen eines gewünschten Zielladezustand unterstützt werden, mit lediglich geringer Abweichung des Brennstoffzellenwirkungsgrads vom Optimum. Bei hohen Kühlmitteltemperaturen droht im Stand der Technik eine Überhitzung bzw. ein De-Rating. Durch Verringerung der Brennstoffzellenabgabeleistung in einem mittleren Bereich durch Unterstützung durch das Batteriesystem kann die Kühlmitteltemperatur etwas niedriger gehalten werden und so eine Reserve für sehr hohe Leistungsbedarfe erzeugt werden. Eine Differenz aus der Sollleistung Ps und der optimalen Brennstoffzellenabgabeleistung entspricht der geforderten Batterieabgabeleistung, sie kann positiv sein und führt zum Entladen der mindestens einen Batterie, oder negativ, und führt zum Laden der mindestens einen Batterie. Die bereitstellbare Batterieabgabeleistung wird durch statische und dynamische Grenzen der Batterie begrenzt. Fig. 3a und 3b zeigen die Bildung dieser Grenzen. Um den Zielladezustand nach unten hin zu begrenzen, geht die maximale Batterieabgabeleistung bei niedrigen Ladezuständen schnell zurück. Der Zielladezustand bzw. die Batterieabgabeleistung kann jedoch auch in Abhängigkeit der geographischen Höhe verschoben werden, wie vorangehend dargelegt. Die Höhenabhängigkeit sichert dem Versorgungssystem für Bergauf- und Bergabfahrten eine ausreichende Leistungsreserve der mindestens einen Batterie in Entlade- und Laderichtung.

Fig. 3a zeigt schematisch und blockbasiert die Auswahl des geringeren Werts aus einer maximal möglichen Batterieabgabeleistung Pbiim und einem von einer Höhe h und einem momentanen Ladezustand SOC abhängigen Ladeleistung Pb zum Unterstützen des Brennstoffzellensystems und zum Erreichen des Zielladezustands als maximale Batterieabgabeleistung Pbmax.

Fig. 3b zeigt schematisch und blockbasiert die Auswahl des geringeren Werts aus einer maximal möglichen Batterieladeleistung Pbciim und einer Ladeleistung Pbc zum Erreichen des Zielladezustands als maximale Batterieladeleistung Pbcmax.

Die Sollleistung P _s des Antriebsstrangs wird auf die maximale Batterieladeleistung Pbcmax.addiert, um eine unbegrenzte Sollleistung für das Brennstoffzellensystem zu erhalten. Diese kann anschließend begrenzt werden, um das Brennstoffzellensystem vor Überhitzung zu schützen, oder aber auch um eine minimale Brennstoffzellenleistung nicht zu unterschreiten, bis ein Start- Stopp-Mechanismus das Brennstoffzellensystem abschaltet.

Fig. 4a bis 4c zeigen in Ergänzung zu den vorangehenden Ausführungen insbesondere in Fig. 2a und 2b drei typische Fälle.

In Fig. 4a ist der Ladezustand SOC im mittleren Bereich und die mindestens eine Batterie kann das Brennstoffzellensystem in beide Richtungen maximal unterstützen. Eine obere Kennlinie für die Soll-Leistung des Brennstoffzellensystems, die eine maximal mögliche Ladeleistung der Batterie symbolisiert 14 und eine untere Kennlinine, für die Soll-Leistung des Brennstoffzellensystems, die eine maximal mögliche Batterieabgabeleistung 16 symbolisiert, sind über die Sollleistung Ps aufgetragen. Die Schwelle Psmax stellt dabei eine maximale Systemleistung dar, die Schwelle Psmin eine maximale Rekuperationsleistung bei abgeschaltetem Brennstoffzellensystem. Eine optimale Brennstoffzellenabgabeleistung Pfcso ist als durchgezogene Linie eingezeichnet. Die Kennlinie 14 und die Kennlinie 16 begrenzen auf eine verfügbare maximale Ladeleistung 18 und auf eine verfügbare maximale Batterieabgabeleistung 20. Ein Punkt maximaler Effizienz 22 ist in einem Punkt gezeigt, in dem weder ein Laden der mindestens einen Batterie, noch eine Leistungsabgabe durch die mindestens eine Batterie erfolgt. Im Idealfall wird davon ausgegangen, dass dieser Punkt bei Konstantfahrt auf der Ebene mit 85 km/h erreicht wird. Die mindestens eine Batterie wird in diesem Fall weder geladen, noch entladen und kann das Brennstoffzellensystem in beide Richtungen sehr gut unterstützen, beispielsweise beim Beschleunigen oder Verzögern.

In Fig. 4b ist der momentane Ladezustand recht gering, sodass die mindestens eine Batterie nur eine begrenzte Unterstützung leisten kann und die mögliche maximale Batterie und damit auch Systemleistung vergleichsweise gering ist.

In Fig. 4c ist indes der momentane Ladezustand recht hoch, sodass eine hohe Systemleistung möglich ist, aber die Rekuperationsleistung deutlich begrenzter ist.

Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines elektrischen Versorgungssystems 24 mit einem Brennstoffzellensystem 26 mit mehreren Brennstoffzellenstapeln 28, ein mit dem Brennstoffzellensystem 26 gekoppeltes Batteriesystem 30 mit Batterien 32 und einem damit verbundenen Steuergerät 34, das dazu ausgebildet ist, das vorangehend geschilderte Verfahren auszuführen. Es versteht sich, dass das Brennstoffzellensystem 26 ebenso ein hier nicht dargestelltes Kühlsystem aufweist. Das Batteriesystem 30 kann hiermit thermisch verbunden sein oder ein separates Kühlsystem aufweisen.

Im Übrigen sei darauf hingewiesen, dass der höhenabhängige Zielladezustand aus dem erwarteten Höhenprofil und der Beladung des Fahrzeugs (Leistungsverlauf) bestimmt werden kann. Eine SOC-abhängige maximale Aufnahmeleistung der Batterie und eine maximale Abgabeleistung der Batterie kann berechnet werden und die Systemleistung kann auf die Summe aus begrenzter Brennstoffzellenleistung und begrenzter Batterieleistung begrenzt werden. Es kann ferner mindestens ein Stack des Brennstoffzellensystems abgeschaltet werden, wenn die Soll-Leistung für das Brennstoffzellensystem so klein ist, dass ein mindestens vorgegebener Wirkungsgrad unterschritten werden würde. Die Batterie kann auf den Ziel SOC geregelt werden, indem die Lade- bzw. Entladeleistungen auf einen SOC und höhenabhängigen Wert begrenzt werden (Fig 3).