Um Forderungen der ökologischen Verträglichkeit von Fahrzeugantrieben Folge zu leisten, setzt die Industrie verstärkt auf den Brennstoffzellenantrieb. Von ihm verstricht man sich gegenwärtig nicht nur das größte Potential zur Verbrauchsreduzierung, sondern auf lange Sicht auch die Unabhängigkeit von den fossilen Kraftstoffen. Im Hinblick auf die Vorbereitung der Brennstoffzellentechnologie auf den Serieneinsatz im Automobil soll im Rahmen dieser Dissertation ein Simulationstool geschaffen werden, anhand dessen sowohl das Gesamtsystemverhalten als auch die jeweiligen Komponentenanforderungen flexibel spezifiziert werden können. Mit Hilfe der dynamischen Simulation werden Brennstoffzellensysteme zur Stromerzeugung für den Fahrzeugantrieb analysiert und optimiert, die on-board konventionelle Kraftstoffe in den benötigten Wasserstoff reformieren können. Nach Vergleich und Auswahl der Systemkomponenten werden mit Hilfe der dynamischen Simulation das Systemverhalten untersucht und Betriebsstrategien entwickelt sowie Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt. Das optimierte Brennstoffzellensystem wird um einen elektromechanischen Antriebsstrang einschließlich Hybridenergiemanagement erweitert und so zu einem Gesamtfahrzeugsystem erweitert. Unterstützt durch zwei bestehende Brennstoffzellen-Fahrzeugprojekte werden mittels der Fahrzeugsimulation Fahrverhalten, Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen untersucht und anhand realer Versuchsfahrten verifiziert. Der Wirkungsgrad von Brennstoffzellenfahrzeuge mit on-board Reformierung liegt oberhalb verbrennungsmotorischer Konzepte und unterhalb der Brennstoffzellenantriebe mit direkter Reinstwasserstoffversorgung. Trotz der aufwendigen on-board Reformierung, die gegenüber dem H2-Brennstoffzellenantrieb bezüglich Masse, Dynamik und Wirkungsgrad Nachteile hat, kann ein Benzinreformer-Fahrzeug auf das bereits vorhandene Tankstellennetz zugreifen und ist damit von einem der wesentlichsten Hemmnisse für die Brennstoffzellentechnologie befreit. Der Brennstoffzellenantrieb erreicht nicht nur insgesamt ein hohes Wirkungsgradniveau, sondern es kann auch über einen weiten Stationärbereich genutzt werden. Aufgrund des hohen Drehmomentangebots der Elektromaschine kann außerdem der gesamte Geschwindigkeitsbereich ohne Schaltvorgänge abgedeckt werden. Der Elektroantrieb ist daher frei von jeglicher Zugkraftunterbrechnung und ist damit auch hier im Realbetrieb an Effizienz und Komfort dem Hubkolbenmotor überlegen. Damit verfügt auch ein Brennstoffzellenantrieb mit on-board Wasserstofferzeugung über eine Vielzahl von Argumenten, die eine Weiterentwicklung dieses Konzeptes als sinnvoll erachten lassen.


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    Titel :

    Dynamische Simulation und Auslegung eines Brennstoffzellen-Fahrzeugantriebs mit Benzinreformer


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2003


    Format / Umfang :

    118 Seiten, Bilder, Tabellen, 57 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch






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