H2EA­SY

H2-In­te­gra­ti­on in elek­tri­sche An­triebs­sys­te­me

Projektpartner im Förderprojekt:

Flüssigkeitsgekühlte Hochleistungsbatteriespeicher

Brennstoffzellensysteme als Energielieferanten für KFZ-Antriebe weisen einen Verbesserungsbedarf hinsichtlich ihrer Systemkosten, des Systemgewichts und des -volumens auf, um am Markt attraktiv werden zu können. Insbesondere die Volumen- und Gewichtsreduktion der Energiewandlungskette vom Tank zum Antrieb stellt eine Herausforderung dar, da diese Eigenschaften von der Systemleistung abhängen. Dafür sind innovative Ansätze erforderlich, die in diesem Forschungsprojekt behandelt werden sollen.

Eine dedizierte Abstimmung der Systemkomponenten unter Einsatz neuer Technologien (wie z.B. GaN-Halbleiter, optimierte leistungselektronische Schaltungstopologien, neuartige Kühlverfahren, etc.) ermöglicht eine starke Verkleinerung, die in ein Baukastensystem münden kann. Diese Technologien (v.a. WBG (Wide Band Gap) Halbleiter) wurden bisher lediglich im Labormaßstab untersucht, teilweise kommerzialisiert und konnten dort äußerst vielversprechende Ergebnisse liefern.

Das vorgeschlagene Förderprojekt soll es ermöglichen, diese Technologien auf KFZ- Anwendungen zu übertragen. Bei erfolgreichem Abschluss leistet dies einen nennenswerten Beitrag zur Volumen-, Gewichts- und Kostenreduktion kritischer Fahrzeugkomponenten und damit zu Marktreife nicht-fossil angetriebener Fahrzeuge.

E-Stream's Rolle und Beitrag:

Entwicklung eines Pufferbatteriesystems für Brennstoffzellenfahrzeuge.

Motivation

Die Brennstoffzelle (BZ) ist bei Einsatz von regenerativen Energiequellen eine hervorragende Alternative zur etablierten Batterie, hat aber wegen der relativ langsamen Änderungsrate ihrer elektrochemischen Reaktion Probleme mit schnellen Lastwechseln, wie sie bei Fahrzeugantrieben auftreten. Die gleiche Problematik tritt ebenfalls – in anderen Größenordnungen – im aviatischen und maritimen Bereich auf. Im hier vorgeschlagenen Projekt soll die Energiewandlungskette zwischen der BZ und dem KFZ-Antrieb optimiert werden. Die vorgeschlagene Optimierung basiert auf der Tatsache, dass BZ am effizientesten arbeiten können, wenn sie im Teillastbereich und in einem konstanten Arbeitspunkt betrieben werden. Der Antrieb eines KFZ weist jedoch stark und schnell schwankende Leistungsanforderungen auf, die die BZ nicht ohne weiteres bedienen kann. Eine Entkopplung der BZ-Leistungsabgabe mittels einer geeigneten Pufferbatterie und dazugehöriger Leistungselektronik ist also sinnvoll). Diese Komponenten sollen im Projekt H2-EASY untersucht werden.

Ziele

Projektpartner

Gefördert durch:
BMVI – Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure, PJT – Projekttäger Jülich.

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