Einsatz von Brennstoffzellensystemen unter anspruchsvollen thermischen Umweltbedingungen

Autoren

C. Doppler, B. Lechner, A. Romero Mancebo, D. Schlueter,R. Schruth, VIRTUAL VEHICLE Research GmbH, Graz; C. Ahamer, B. Schobesberger, E. Wahlmüller, M. Zarhuber, PlasticOmnium New Energies, Wels:

Jahr

2024

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Bei der Dekarbonisierung individueller Mobilitätssysteme werden mit Brennstoffzellen angetriebene Fahrzeuge eine wichtige Rolle spielen, da sie neben der Emissionsfreiheit und einem verminderten Lärmniveau noch den weiteren Vorteil haben, Energiespeicher mit großen Reichweitenpotentialen / für Daueranwendungen zu bieten. Damit wird die Brennstoffzelle insbesondere für den Betrieb von schweren Nutzfahrzeugen, landwirtschaftlichen Maschinen sowie Baustellen-, Minen- und Feuerwehrfahrzeugen attraktiv. Bei diesen Anwendungen ist jedoch neben langen Betriebszeiten auch mit hohen Umgebungstemperaturen, hohen Schadgas- und Staubkonzentrationen, sowie Vibrationen und Schräglagen zu rechnen. Dieser Spezialanwendungsbereich ist gleichzeitig sehr kostensensitiv und die Brennstoffzelle muss sich gegen Alternativtechnologien durchsetzen.

Es werden anhand einer Brennerüberfahrt eines schweren Nutzfahrzeugs als Anwendungsfall Methoden zur Optimierung des Thermalmanagements diskutiert. Untersucht werden eine Vergrößerung der Kühlerfläche, Integration einer Wärmesenke in den Kühlkreis, Erhöhung der Maximaltemperatur der Brennstoffzelle und die Verwendung eines Batterie-Brennstoffzellensystems als hybride Antriebslösung. Das Brennstoffzellensystem liefert die Grundlast und Leistungsspitzen werden durch die Batterie abgefangen. Es wird eine Konfiguration gezeigt, mit der eine Brennerüberfahrt auch bei sommerlichen Umgebungstemperaturen innerhalb der Spezifikationen durchgeführt werden kann. Es wird ein Ausblick das weitere Verbesserungspotenzial bei Brennstoffzellenantriebs gegeben.

ISBN

978-3-9504969-3-2

DOI

https://doi.org/10.62626/18ba-r4n5