Ganzheitliche Optimierung von schweren Nutzfahrzeugen mit Brennstoffzellen-Hybridantrieb

Autoren

T. Stoll, H.-J. Berner, FKFS, Stuttgart; A. Kulzer, Institut für Fahrzeugtechnik, Universität Stuttgart

Jahr

2025

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Die EU-weite Defossilisierung des Transportsektors, im Speziellen für schwere Nutzfahrzeuge, fordert eine Reduktion der lokalen CO₂-Emissionen, im Flottenmittel, von 90 % bis zum Jahr 2040 (2030: 45 %, 2035: 65 %). Dies stellt die Hersteller vor große Herausforderungen bei der Optimierung der Antriebstechnik, insbesondere im Bereich des Fernverkehrs bis 40 Tonnen. Batterieelektrische Antriebe erfordern Batteriesysteme mit hohen Kapazitäten und Brennstoffzellensysteme benötigen hohe Kühlleistungen im Nennleistungsbereich. Eine optimale Kombination dieser beiden Antriebssysteme ermöglicht die Verringerung der genannten Nachteile durch die effiziente Nutzung der jeweiligen Antriebssysteme. Um das Potenzial von brennstoffzellenhybriden Antriebssystemen in schweren Nutzfahrzeugen zu bewerten, erfolgt eine Parameterstudie mit anschließender Optimierung. Hierbei werden optimale Konzepte für verschiedene Leistungskombinationen von Brennstoffzellensystem und Batterie simuliert, um Verbrauchskennwerte zu ermitteln und kritische Betriebszustände auszuschließen. Parallel erfolgt eine Ermittlung der Cradle-to-Grave-Treibhausgasemissionen der jeweiligen Varianten, sowie eine Bewertung der voraussichtlichen Gesamtkosten pro Tonnenkilometer. Dies ermöglicht die Darstellung und Optimierung der beiden Zielgrößen mit den Einheiten CO₂-eq. / tkm und € / tkm in Abhängigkeit von Batteriekapazität und verbauter Brennstoffzellennennleistung. Abschließend werden die Ergebnisse im Rahmen einer Technologiebewertung der Triebstrangtopologie für ausgewählte Einsatzzwecke diskutiert. Die Studie zielt auf eine Betrachtung für das Jahr 2030 ab.

ISBN

978-3-9504969-4-9

DOI

https://doi.org/10.62626/ip4y-uids Link kopieren

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