Die stark zunehmende Anzahl von elektrischen Funktionen in Fahrzeugen erfordern immer neue Strategien, um den steigenden Strombedarf zu befriedigen. Die Brennstoffzelle bietet die Möglichkeit der direkten Umwandlung der im Kraftstoff gebundenen chemischen Energie in elektrische Energie durch die technische Umkehrung der Elektrolyse. Dabei ist dieser elektrochemische Energiewandler im Gegensatz zu einer Batterie in der Kapazität unbeschränkt, solange Energie aus einem Kraftstofftank bezogen werden kann. Der modulare Aufbau einer Brennstoffzellen-Batterie ermöglicht es, sie optimal an die spezifischen Anforderungen zukünftiger Bordnetze bzgl. Spannung und Leistung anzupassen. Die wesentlichen Vorteile von Brennstoffzellen für das Bordnetz liegen im Vergleich mit dem Generator aber vor allem darin, dass der Strom mit einem höheren Wirkungsgrad bereitgestellt wird und die Brennstoffzelle motorunabhängig betrieben werden kann. Dies eröffnet völlig neue Möglichkeiten für Zusatzfunktionen wie z.B. eine Standklimatisierung. Bedingung für einen breiten Markteinsatz einer Brennstoffzelle als APU (Auxiliary Power Unit) ist die Verwendung von herkömmlichem Motorkraftstoff. Bei der keramischen SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) reicht durch die geringe Empfindlichkeit der Zelle gegenüber Verunreinigungen ein einfacher PO(x)-Reformer (Partielle Oxidation) zur Aufbereitung des Motorenkraftstoffs aus. BMW stellte im Februar 2001 das weltweit erste Fahrzeug vor, dessen Bordnetz von einer benzinbetriebenen SOFC-APU versorgt wird, die in Zusammenarbeit mit dem Zulieferunternehmen Delphi entwickelt und in einen BMW 750iL integriert wurde. Als ein Beispiel der damit möglichen neuen Kundenfunktionen wird die Standklimaanlage beschrieben. Weitere Einsatzpotenziale für zukünftige 42V-Bordnetze werden kurz erläutert.
Potenziale der Brennstoffzellen-APU für zukünftige Energiebordnetze
Potentials of fuel cell APU for future power nets
Innovative Power Train Systems, Innovative Fahrzeugantriebe, 3, Innovative Power Train Systems, 2002 ; 375-391
VDI-Berichte ; 1704
2002
17 Seiten, 10 Bilder, 10 Quellen
Conference paper
German
Potentiale der Brennstoffzellen APU fuer zukuenftige Energiebordnetze
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