Auslegungen im Grenzbereich – Sonderfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb

Autoren

B. Lechner, C. Doppler, D. Schlüter, A. Romero Mancebo, R. Schruth, M. Waltenberger, Virtual Vehicle Research GmbH, Graz; W. Luftensteiner, G. Außermayr, Rosenbauer International AG, Leonding; R. Balbach, AC agility consulting GmbH, Altmünster

Jahr

2025

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Zero-Emission-Vehicle Gesetzgebungen schreiben zukünftig den Einsatz von alternativen Antrieben in allen Fahrzeugklassen vor. In dieser Arbeit wird der Einsatz von brennstoffzellenbetriebenen Spezialfahrzeugen bewertet. Dabei müssen sowohl hohe Leistungs- (900 kW) als auch hohe Energieanforderungen (600 kWh) erfüllt werden, wobei die Einsatzbereitschaft auch unter thermisch schwierigen Randbedingungen sichergestellt werden muss. Der Antrieb erfolgt durch ein Brennstoffzellensystem mit einer Leistung von 300 kW und einer Li-Ionen Batterie mit NMC-Chemie mit einer Kapazität von 100 kWh zur Abdeckung von Leistungsspitzen. Die Kapazität der Tanks wurde mit 28 kg Wasserstoff festgelegt, wozu eine Packaging-Analyse durchgeführt wurde. Um das Thermalmanagement zu verbessern, wurde ein für Brennstoffzellenanwendungen optimierter Radiator entwickelt. Um das Risiko einer Vergiftung der Kathode durch schädliche Gase zu verringern, wurden umfangreiche Tests zur Leistung der Filter bei Langzeitexposition durchgeführt. Schließlich wurde eine Kostenanalyse durchgeführt. 
• Das Thermalmanagement benötigt eine gute und gründliche Auslegung im jeweiligen Anwendungsfall. Eine Kühlung des Fahrzeugs mit kommerziell erhältlichen Komponenten kann sichergestellt werden. 
• Die Vermeidung der Vergiftung der Kathode durch Schadgase ist noch nicht vollständig zufriedenstellend gelöst. 
• Für niedrige Antriebsleistungen und geringe Fahrleistungen ist der Dieselantrieb derzeit die kostengünstigste Variante. Bei höheren Kilometerleistungen ist die Verwendung eines batterieelektrischen Antriebs - eventuell mit Range Extender - vorteilhaft. 
• Für 2035 erscheint ein Hybridantrieb von Brennstoffzelle mit einer mittelgroßen Batterie vielversprechend.

ISBN

978-3-9504969-4-9

DOI

https://doi.org/10.62626/wbjg-6soo Link kopieren

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