Die steigende Zahl der Funktionen und der Anforderungen an Komfort im Fahrzeug führen zu einem drastisch ansteigenden elektrischen Leistungsbedarf, dem konventionelle Energiesysteme schon jetzt nur noch bedingt nachkommen können. Die Brennstoffzelle bietet die Möglichkeit der direkten Umwandlung der im Kraftstoff gebundenen chemischen Energie in elektrische Energie. Die Brennstoffzellen-Batterie für das Bordnetz, auch als Auxiliary Power Unit (APU) bezeichnet, hat zwei wesentliche Vorteile gegenüber der Stromerzeugung mit dem Generator: 1. Möglichkeit der unabhängigen Betreibung eröffnet neue Möglichkeiten für Zusatzfunktionen auch bei Stillstand des Motors, 2. höherer Wirkungsgrad bei der Bereitstellung des Stroms trägt zu einer Reduktion von Kraftstoffverbrauch und Emissionen bei. Der modulare Aufbau einer Brennstoffzellen-Batterie lässt außerdem zu, sie für jede gewünschte Bordnetzspannung und elektrische Leistung auszulegen. Da die PEM-Brennstoffzelle nur mit Wasserstoff höchster Reinheit betrieben werden kann, hat sich BMW für einen Einsatz der SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) Technologie für benzinbetriebene APUs entschieden. Im Feburar 2001 hat BMW das weltweit erste Fahrzeug vorgestellt, dessen Bordnetz von einer benzinbetriebenen SOFC-APU versorgt wird. Sie besteht im wesentlichen aus folgenden Komponenten: 4 SOFC-Stacks a 15 Zellen mit Gasverteilereinheit zur Stromerzeugung, Reformer zur Umwandlung von Benzin in wasserstoffreiches Gas, Wärmetauschereinheit zur Vorkonditionierug der Reaktionsluft und Reinigung des Abgases, Luftversorgungsanlage mit Gebläse und Regelventilen, thermisch isoliertes Gehäuse für das gesamte SOFC-Systeme, elektronische Regelungs- und Steuerungseinheit. Um die SOFC-APU in absehbarer Zeit dem Kunden in einem Serienfahrzeug anbieten zu können, sind noch erhebliche Entwicklungsschritte notwendig.
Brennstoffzellen-Systeme für die motorunabhängige Stromversorgung von Fahrzeug-Bordnetzen
Fuel cell systems for the independent electric power supply of passenger cars
2001
16 Seiten, 9 Bilder, 8 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Brennstoffzellen-Systeme fuer die motorunabhaengige Stromversorgung von Fahrzeug-Bordnetzen
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