Herausforderungen in der Entwicklung von Brennstoffzellensystemen und Stacks

Autoren

Dipl.-Ing. J. Rechberger, Dipl.-Ing. M. Brendel, Dipl.-Wirt.Ing. F. Berg, J. Rubio PEng,
AVL List GmbH, Graz

Jahr

2019

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 811

Zusammenfassung

Die Automobilindustrie ist aktuell mit fundamentalen Änderungen konfrontiert. Einerseits ändert sich das Konsumentenverhalten und andererseits zwingen Emissions- und CO₂-Gesetzgebungen die Industrie emissionsfreie Antriebssysteme in großer Stückzahl auf den Markt zu bringen. Neben Batterie elektrischen Fahrzeuge, treten Brennstoffzellenfahrzeuge immer stärker in den Fokus der Entwicklung. Diese Fahrzeuge sind gekennzeichnet durch eine hohe Effizienz bei emissionsfreien Betrieb und haben insbesondere Vorteile bei Betankungszeit und langen Reichweiten.
Aufgrund der höheren Energiedichte eines Brennstoffzellenantriebssystems (im Vergleich zu einem Batterie-elektrischen Antrieb) steigt vor allem das Interesse der Nutzfahrzeugindustrie, diese Systeme zur Anwendung zu bringen. Aktuell werden Brennstoffzellen vor allem für einen emissionsfreien Überlandverkehr als einzige Lösung gesehen. Der Nutzfahrzeugmarkt repräsentiert daher eine besondere Chance für den großflächigen Einsatz von Brennstoffzellensystemen, allerdings bringen die spezifischen Anforderungen für Lebensdauer und Zuverlässigkeit große Herausforderungen mit sich.
Die massiv beschleunigte Entwicklung von Brennstoffzellen bedingt systematische Entwicklungsprozesse, Methoden und Werkzeuge. AVL hat dafür einen Brennstoffzellen Serienentwicklungsprozess etabliert und beträchtliche Ressourcen in die Entwicklung von Simulations- und Testlösungen investiert. In den folgenden Kapiteln werden die Herausforderungen in der Entwicklung von Brennstoffzellenantriebssystemen und PEM Stacks herausgearbeitet.