Publication:
Simulationskonzept für ein Brennstoffzellenfahrzeug

dc.contributor.authorMoeser, Clemens
dc.contributor.authorPothuraju, Gangadhar
dc.contributor.authorHegen, Oliver
dc.contributor.authorKötter, Andreas
dc.contributor.editorSchulz, Detlef
dc.date.issued2023-12
dc.descriptionVersion 2: aktualisierte Fassung vom 14.02.2024 (geringfügige Änderungen) Version 1: Originalfassung vom 08.12.2023
dc.description.abstractDie PEM-Brennstoffzelle bietet für den Fahrzeug-Antrieb eine Alternative zum derzeitigen batterieelektrischen Antrieb. Durch den Einbau eines Brennstoffzellen-Stacks als zusätzliche Energiequelle kann die Größe der Batterie im Fahrzeug reduziert werden. Die Batterie dient in diesem Fall nur als Zwischenspeicher, unterstützend bei hohen dynamischen Lasten sowie für den Start des Brennstoffzellen-Stacks. Dies vermindert den Bedarf an kritischen Rohstoffen und die Lebensdauerproblematik. Die Energie für die Fortbewegung kommt aus dem Wasserstoff und damit aus der Brennstoffzelle. Durch das schnelle Betanken mit Wasserstoff eignet sich dieser Hybridantrieb auch für längere Strecken. In dem öffentlich geförderten Projekt HZwo-DigiTwin wird dieses Antriebskonzept bestehend aus Brennstoffzellen-Stack und Batterie nachhaltig weiterentwickelt. Dafür steht die Brennstoffzellentestplattform HZwo-OSCar zur Verfügung. Parallel dazu werden mehrere Simulationsmodelle auf verschiedenen Ebenen entwickelt. Ziel ist neben Aufbau und Validierung der Digitalen Zwillinge die Darstellung von ersten Ergebnissen wie zum Beispiel Leistungskurve und H2-Verbrauch. Durch den Einsatz Digitaler Zwillinge wird das Verhalten eines realen Systems in der digitalen Welt modelliert und dadurch der Zeit- und Kostenaufwand für den Technologieentwicklungsprozess reduziert. Die Simulationsmodelle umfassen (i) die PEM-Brennstoffzelle, (ii) die Balance of plant (BOP) für den Brennstoffzellen-Stack, sowie (iii) den Antrieb des Demonstrators. Eine einzelne Brennstoffzelle wird in einem 3D-CFD-Modell simuliert. Dieses ist in Aufwand und Größe limitiert, weshalb ein reduziertes 1D-Modell erstellt und mit dem 3D-CFD-Modell optimiert wird. Auf dessen Basis wird anschließend zusammen mit den BOP-Aggregaten und dem Antrieb ein Gesamtmodell des Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugs (FCEV) aufgebaut. Die entwickelten Simulationsmodelle bilden das Betriebsverhalten der Testplattform HZwo-OSCar ab und dienen als Grundlage für u.a. Lebensdaueruntersuchungen, klimatische Einflussfaktoren und Betriebsstrategien.
dc.description.versionNA
dc.identifier.doi10.24405/15215
dc.identifier.isbn978-3-86818-324-5
dc.identifier.isbn978-3-86818-325-2
dc.identifier.issn2698-8801
dc.identifier.urihttps://openhsu.ub.hsu-hh.de/handle/10.24405/15215
dc.language.isode
dc.publisherHelmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg, Fakultät für Elektrotechnik, Professur für Elektrische Energiesysteme
dc.relation.journalHamburger Beiträge zum technischen Klimaschutz
dc.relation.orgunitElektrische Energiesysteme
dc.rights.accessRightsopen access
dc.subjectEngineering
dc.subjectWasserstoff
dc.subjectBrennstoffzelle
dc.subjectDigitaler Zwilling
dc.subjectSimulation
dc.subject.ddc620 Ingenieurwissenschaftende_DE
dc.titleSimulationskonzept für ein Brennstoffzellenfahrzeug
dc.typeBook part
dcterms.bibliographicCitation.booktitleEnergie im Wandel: Forschungsperspektiven für Wasserstoff, Elektromobilität und Netzinnovationen
dcterms.bibliographicCitation.originalpublisherplaceHamburg
dcterms.isPartOfhttps://doi.org/10.24405/15205
dspace.entity.typePublication
hsu.uniBibliography
oaire.citation.endPage63
oaire.citation.startPage59
oaire.citation.volume5
Files
Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
Loading...
Thumbnail Image
Name:
openHSU_15215_v2.pdf
Size:
1.08 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
aktualisierte Version 2
Loading...
Thumbnail Image
Name:
openHSU_15215_v1.pdf
Size:
1.36 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Version 1
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
145 B
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: