Die Elektrifizierung der Antriebe von Leichtflugzeugen birgt ein erhebliches Potenzial zur Emissionsminderung, da Brennstoffzellen während des Betriebs keine Emissionen erzeugen. Allerdings wird der Einsatz solcher Brennstoffzellen durch ihr hohes Gewicht eingeschränkt, wobei insbesondere die schwere Flüssigkeitskühlung als wesentliches Hindernis gilt. Eine vielversprechende Alternative sind luftgekühlte Brennstoffzellen, die ohne zusätzliche Komponenten wie Pumpen auskommen. Diese bieten jedoch nur bis zu einer Leistung von ca. 5 kW Gewichtsvorteile, da bei höheren Leistungen die Kühlöffnungen vergrößert werden müssen, was eine Erhöhung des Strömungswiderstand des Flugzeugs zur Folge hat. Ein innovatives Antriebskonzept auf Basis eines sechspoligen Elektromotors, der von sechs modularen luftgekühlten Brennstoffzellensystemen angetrieben wird, ermöglicht es, auch höhere Leistungsanforderungen mit Brennstoffzellen zu erfüllen. Im Rahmen des Verbundprojektes BeHyPSy (B4 INNOVATIVE HYDROGEN PROPULSION SYSTEM) des Luftfahrtforschungsprogramms wird dieses Konzept für Ultraleichtflugzeuge untersucht. Das Teilprojekt der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg unterstützt die Auslegung, Entwicklung, Erprobung, Optimierung und Anwendung des Antriebssystems durch modellbasierte Systementwicklung. Der Schwerpunkt liegt auf dem methodischen Zusammenwirken virtueller und realer Entwicklungsumgebungen und der effizienten Anwendung der eingesetzten Tools. Der Beitrag umfasst u.a. den Einsatz des System ComposerTM und der Requirements ToolboxTM von MATLAB® zur Erfassung der Systemarchitektur sowie zur Erstellung und Verwaltung der Anforderungen. Besonderes Augenmerk wird auf die Modellierung des Systems in Simulink®/SimscapeTM sowie die Validierung mit einem speziell an der HAW Hamburg aufgebauten Antriebs-Teststand gelegt. Dabei kommen Methoden der statistischen Versuchsplanung und eine dazu gehörige DoE-Software (Design-of-Experiment) zur Anwendung. Dieses Vorgehen soll auf den Verbunddemonstrator übertragen werden. Damit wird die frühzeitige Bereitstellung validierter Simulationen ermöglicht, auf deren Basis weiterführende Untersuchungen des dynamischen Systemverhaltens durchgeführt werden können und ist damit ein wichtiger Baustein, um Frontloading zu realisieren.


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    Title :

    Modellbasierte Systementwicklung hybridelektrischer Antriebsstränge


    Contributors:
    Rohwer, J. (author) / Albrecht, T. (author) / Traulsen, F. (author) / Kochan, K. (author) / Netzel, T. (author)

    Publication date :

    2024


    Size :

    9 pages



    Type of media :

    Miscellaneous


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    German





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