Robuste Auslegung von mobilen Brennstoffzellensystemen

Autor: Mark Hellmann

ISBN: 978-3-944586-73-1

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2014

Herausgeber der Reihe: Jörg Wallaschek

Band-Nr.: IDS 02/2014

Umfang: 148 Seiten, 76 Abbildungen

Schlagworte: Brennstoffzellensystem, Elektromobilität, Fahrzeugklassen, Höchstgeschwindigkeit, Kanal-Flowfields

Kurzfassung: Fahrzeugantriebe mit Brennstoffzellen gelten als vielversprechender Ansatz für emissionsfreie Mobilität. Einer breiten Markteinführung stehen heute unter anderem noch die hohen System~kosten entgegen, die häufig aus einer Überdimensionierung der Systemkomponenten hervor~gehen.
In dieser Arbeit erfolgt eine ganzheitliche und kostenoptimale Auslegung des Brennstoff~zellen~systems auf die typischen Fahrleistungen konventioneller Fahrzeuge. Ausgehend von kritischen Kühlgrenzfällen wird gezeigt, dass die heutige Mobilität in allen Fahrzeugklassen mit der Brenn~stoff~zellen~technologie uneingeschränkt umgesetzt werden kann - auch unter Berücksichtigung der auftretenden Parameterunsicherheiten. Bei der Systemauslegung sind inbesondere die Wechsel~wirkungen zwischen dem Wasserhaushalt der Brennstoff~zellen~membran, der Ver~sorgung der Kathodenkatalysatorschicht mit Sauerstoff und der Betriebstemperatur zu berück~sichtigen. Diesbezüglich wird ein Modellierungsansatz vorgestellt, der auch den Einfluss unter~schiedlicher Kathoden-Flowfields berücksichtigt.