Verbundvorhaben: MUSCL-Degradations-optimierter Betrieb von Multi-Brennstoffzellensystemen im Schwerlastverkehr; Teilvorhaben: Brennstoffzellen Modellentwicklung
Zeitraum
2024-01-01 – 2026-12-31
Bewilligte Summe
364.936,72 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN5037B
Leistungsplansystematik
Brennstoffzelle - PEMFC [EA2251]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Lastkraftwagen (LKW) für den Fernverkehr sind ein großer Verursacher von CO2-Emissionen im Straßenverkehr. Durch eine Elektrifizierung können diese klimaschädlichen Abgase vermieden und somit Schwerlastfahrzeuge Teil einer CO2 freien Energiewirtschaft werden. Der Einsatz von Brennstoffzellensystemen birgt dabei gegenüber Batterie-basierten Lösungen deutliche Vorteile hinsichtlich hoher Reichweite und niedriger Betankungszeiten. Bedingt durch die erforderlichen Systemleistungen und gängiger Dimensionierungen ist es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz sinnvoll, mehrere Brennstoffzellensysteme in einem LKW parallel zu betreiben. Während die symmetrische Aufteilung der Leistung auf mehrere Brennstoffzellensysteme bereits zum Stand der Technik gehört, stellt eine individuelle und intelligente Aufteilung der Last ein hohes Potential für eine nachhaltige Leistungssteigerung in Form einer höheren Effizienz und geringerer Degradation in Aussicht. Ziel des skizzierten Vorhabens ist die Entwicklung und experimentelle Erprobung einer modellbasierten Betriebsstrategie für den wirkungsgrad- und degradationsoptimalen Betrieb eines Multibrennstoffzellensystems im LKW-Fernverkehr. Insbesondere sollen daraus Belastungsprofile für einzelne Balance-of-Plant (BoP) - Komponenten sowie den Brennstoffzellen-Stack abgeleitet werden, welche die Definition von Lebensdaueranforderungen und damit eine Qualifikation der Systemarchitektur im LKW-Fernverkehr ermöglichen. Für die Entwicklung einer Betriebsstrategie (Projektpartner IRT), deren Ziel die Minimierung der Degradation ist, ist ein detailliertes Systemmodell (Projektpartner MAHLE), welches die Degradation der Brennstoffzelle beschreibt (Projektpartner ZBT), unerlässlich. Zur Entwicklung und Validierung des Modells werden bei MAHLE im ersten Schritt zwei separate Testsysteme betrieben, welche final durch eine geeignete Leistungselektronik gekoppelt und mithilfe des neuen Reglers betrieben werden.