In zukünftigen Kfz-Bordnetzen kommt es mit einer zunehmenden 'Elektrifizierung' zu einem erheblichen Anstieg des elektrischen Leistungsbedarfs. Um die Elektroenergiebereitstellung von der konventionellen motordrehzahlabhängigen 'Lichtmaschine' zu entkoppeln, kann eine zusätzliche Versorgungseinheit auf Basis eines PEM-Brennstoffzellensystems zum Einsatz kommen. Weiterhin können eingesetzte Doppelschichtkondensatoren dynamische Lastspitzen kompensieren und somit zu einer besseren Betriebsführung, die sich positiv auf die Lebensdauer des Brennstoffzellensystems und der herkömmlichen Batterie auswirken können, beitragen. Die daraus resultierende komplexe Bordnetzarchitektur benötigt eine entsprechende Komponentenauslegung und bedingt die Einführung eines Energiemanagementsystems. In dieser Arbeit wird ein Ansatz zur optimalen Dimensionierung eines solchen Brennstoffzellensystems als Auxiliary Power Unit im Fahrzeug vorgestellt. Ausgehend von einer Bordnetzsimulation, in der sich verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten bezüglich der Auswahl der Versorgungs- und Speichereinheiten vornehmen lassen sowie der Erstellung von Lastprofilen auf Basis von Literaturwerten und Messungen, liegt das Hauptaugenmerk auf der Modellierung und Parametrierung des Brennstoffzellensystems. Die durchgeführten Simulationen zeigen, dass sich mithilfe eines Brennstoffzellensystems und dem Einsatz von Doppelschichtkondensatoren eine zuverlässige Versorgung des Bordnetzes möglich ist. Die Dimensionierung einer geeigneten BZ-APU für ein Kfz-Bordnetz kann daher in iterativen Schritten über die Bordnetzsimulation und das skalierte Brennstoffzellensystemmodell erfolgen.
Einsatz von Brennstoffzellensystemen zur Bordnetzversorgung von Fahrzeugen
2011
15 Seiten, 22 Bilder, 1 Tabelle
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
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