Alterung von Brennstoffzellensystemen für LKW – Strategien zur Reduktion und effiziente Validierung während der Entwicklung

Autoren

M. Thewes, D. van der Put, FEV Group GmbH, Aachen; M. Walters, D. Lückmann, A. Schloßhauer, Y. Liu, A. Balazs, A. Müller, R. Beykirch, D. Thien, S. Tews, FEV Europe GmbH, Aachen; J. Kexel, F. Herkenrath, S. Pischinger, RWTH Aachen University:

Jahr

2024

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von Brennstoffzellensystemen ist wichtig für den erfolgreichen Einsatz in schweren Nutzfahrzeugen, die 25.000 Stunden halten müssen.

Effiziente und effektive Entwicklungsmethoden für eine derart hohe Haltbarkeit sind daher für Hersteller von Schwerlastfahrzeugen und Brennstoffzellensystemen und -stapeln von großem Interesse. Herkömmliche beschleunigte Stresstests können die realen Alterungseffekte von Brennstoffzellen oft nicht genau widerspiegeln, da sie sich auf isolierte Stressoren wie Start-Stopp-Zyklen oder Lasttransienten konzentrieren. FEV hat eine Methodik entwickelt, um einen beschleunigten Dauerhaltbarkeitstest auf Basis eines Brennstoffzellendegradationsmodells abzuleiten. Dieses Brennstoffzellendegradationsmodell wurde in eine Simulationsumgebung implementiert, um die Maximierung der Haltbarkeit mit Hilfe der Betriebsstrategie sowie der Anpassung und Dimensionierung der Komponenten des Antriebssystems zu ermöglichen.

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Demonstration der Ergebnisse eines solchen Ansatzes anhand eines 40-t-Brennstoffzellen-Fernverkehrs-Lkw, um die maßgeschneiderte Methodik zu demonstrieren. Die Ergebnisse bestätigen den aktuellen Branchentrend hin zu größeren Brennstoffzellensystemen und identifizieren ein 300+ kW-Brennstoffzellensystem und eine 120-kWh-Batterie als ideale Kombination, um alle Fahrzeuganforderungen auch nach 25.000 h zu erfüllen und gleichzeitig die niedrigsten Delta-Gesamtbetriebskosten zu erzielen.

ISBN

978-3-9504969-3-2

DOI

https://doi.org/10.62626/91ta-rpwn Link kopieren