Antriebssysteme für Brennstoffzellen und Batterien – eine Abwägung

Autoren

W. H. Pettit BS, D. A. Masten PhD, C. E. Freese V. MS, M. Bork MS, M. M. Mann MS,
General Motors Company, Pontiac, USA

Jahr

2019

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 811

Zusammenfassung

General Motors Vision ist seiner Vision Zero Crashes, Zero Emissions und Zero Congestion verpflichtet. Ein wichtiger Bestandteil dieser Strategie ist die Entwicklung eines Portfolios von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen beginnend mit dem Chevrolet Bolt EV. Batterie-Elektrofahrzeuge bieten unübertroffene Effizienz und Leistung. Einige Anwendungen erfordern jedoch grössere Reichweiten und kürzere Tankzeiten. Daher benoetigt ein vollständiges elektrifiziertes Portfolio auch die Brennstoffzellentechnologie. GM entwickelt Brennstoffzellenfahrzeuge seit seinem ersten Prototyp im Jahre 1966. Erneuerbare Energieträger unterstützen eine wachsende elektrifizierte Fahrzeugflotte, stellen jedoch neue Herausforderungen für den Ausgleich von Netzenergieversorgung und -nachfrage. Die Speicherung von Wasserstoff ist ein notwendiger Weg, um die Netzenergie zu puffern, während FCEVs und eine ausgereifte Wasserstoffinfrastruktur unterstützt werden. Da die Emissionsnormen immer strenger werden und erneuerbare Energien das moderne Stromnetz dominieren, wird erwartet, dass sich die Einführung von elektrifizierten autonomen Fahrzeugen beschleunigt. Dies wird über die heutigen traditionellen Automobilanwendungen hinausgehen und größere, kommerziell orientierte Fahrzeuge umfassen, bei denen die Gesamtbetriebskosten eine übergeordnete Priorität haben. Um diese Kunden bedienen zu können, ist ein spezielles Gleichgewicht zwischen Brennstoffzelle und Batteriekapazität erforderlich, das auf die jeweilige Anwendung abgestimmt ist. Diese beiden Antriebssystemelemente ergänzen sich und können so konfiguriert werden, dass der Kundennutzen maximiert wird. Die nahtlose Kombination dieser Technologien bietet ein außergewöhnliches Kundenerlebnis in Bezug auf Leistung, gewünschte Reichweite, akzeptable Betankungs- / Ladezeit, optimierte Effizienz und verschiedene Ebenen der autonomen / interaktiven Fähigkeit. In diesem Dokument werden einige wichtige Überlegungen zum Ausgleichen von Batterie- und Brennstoffzellenelementen fortschrittlicher Antriebssysteme für eine Reihe von Kundenanwendungen, einschließlich großer Nutzfahrzeuge, angesprochen. Die Auswirkungen auf die Betriebskosten und die Infrastrukturreife werden kurz diskutiert.