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04.03.2020

Brennstoffzellen-Konzeptfahrzeug als Ergebnis intensiver Forschungsarbeit

Antriebssysteme

Ein Konsortium unter der Leitung von AVL hat im Rahmen des Projekts Keytech4EV einen Hybrid-Brennstoffzellen-Batterieantrieb für ein Demonstrationsfahrzeug entwickelt mit besonderem Augenmerk auf Energieeffizienz und Kosteneinsparung. Gefördert vom Klima- und Energiefonds wurde dieses Leuchtturm-Projekt nach dreijähriger intensiver Forschungstätigkeit nun mit Erfolg abgeschlossen.

Unter der Führung von AVL wurde zusammen mit Partnern ein hocheffizientes und kostengünstiges Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antriebssystem entwickelt und in ein Fahrzeug integriert © AVL

Unter der Führung von AVL wurde zusammen mit Partnern ein hocheffizientes und kostengünstiges Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antriebssystem entwickelt und in ein Fahrzeug integriert © AVL

Das Projekt Keytech4EV (steht sinngemäß für Schlüsseltechnologie für elektrische Fahrzeuge) verfolgt das übergeordnete Ziel eines hocheffizienten, kostenoptimierten und CO2-neutralen Antriebskonzepts auf Basis von Wasserstoff-Brennstoffzellen- und Batterietechnologie. Den aktuellen Stand der Technik stellen Fahrzeuge einerseits mit großen Brennstoffzellensystemen und sehr kleinen Puffer-Batterien bzw. andererseits mit reinen Batterie-elektrischen Systemen dar. Der innovative Ansatz des Keytech4EV-Projekts ist die Kombination beider Technologien in einem hybridisierten Gesamtsystem unter Ausnutzung aller möglichen Synergien.

Vorstudien haben gezeigt, dass mit einem solchen Brennstoffzellen-Batterie-Hybrid die Antriebssystemkosten im Vergleich zu reinen Brennstoffzellensystemen wie auch reinen Batterielösungen deutlich gesenkt und gleichzeitig alle Anforderungen (Effizienz, Fahrverhalten usw.) besser erfüllt werden können. Darüber hinaus bietet der Brennstoffzellen-Batterie-Hybrid den Vorteil großer Reichweite und kurzer Tankzeiten – d.h. die Nachteile von reinen Batterie-Elektrofahrzeugen wie Reichweiten-Limitierung und lange Batterie-Ladezeiten werden vermieden.

Das Projekt Keytech4EV war ein horizontal und vertikal stark integriertes Vorhaben unter der Leitung eines industriellen Antriebssystementwicklers (AVL) in Zusammenarbeit mit Komponenten- und Subsystemherstellern (Hörbiger, Magna, ElringKlinger), Forschungseinrichtungen (TU Graz, TU Wien, HyCentA) und dem Kleinunternehmen IESTA. Das Projekt wurde mit einer gemeinsamen Konzeptausarbeitung gestartet und führte dann in parallelen Forschungsarbeiten zur Entwicklung von zentralen Kerntechnologien für dieses Antriebssystem.

Dabei entwickelte die Firma Hoerbiger das Wasserstoffeinspritzventil und erarbeitete gemeinsam mit HyCentA die passive Wasserstoffrezirkulation. Die Firma Magna entwickelte einen Wasserstofftank für den Mitteltunnel und lieferte das Wasserstofftanksystem für das Fahrzeug. Das HyCentA übernahm dabei die Berechnung und Simulation von Betankungsvorgängen. Die Firma ElringKlinger entwickelte deren Brennstoffzellenplattform weiter, um 70 kW Brennstoffzellenleistung zu erzielen. Dabei unterstützte die TU Graz die Lebensdaueruntersuchungen. AVL entwickelte das gesamte Brennstoffzellensystem inklusive dessen Regelung und gemeinsam mit IESTA das Brennstoffzellen-Kühlsystem. Die TU Wien übernahm die Modellentwicklung für die Zustandsüberwachung der Brennstoffzelle während des Betriebs. Letztlich wurden alle Kerntechnologien auf System- und Fahrzeugebene von AVL integriert und validiert.

Das finale Projektziel war die Entwicklung eines hybridisierten Brennstoffzellen-Batterie Demonstrationsfahrzeugs. Mit dem vollwertigen Mittelklasse-Fahrzeug sollen folgende Ziele demonstriert werden:

  • Energieeffizienz entsprechend dem Kraftstoffverbrauch von 2,5 l/100 km
  • Benzin eines C/D-Mittelklassefahrzeugs
  • Reduktion der Antriebsstrangkosten
  • Keine CO2-Emissionen
  • Reichweite >500km
  • Fahrbarkeit wie vergleichbare Serienfahrzeuge

Eine weitere zentrale Motivation für dieses Projekt war der Beitrag zur Schaffung einer nationalen/europäischen Wertschöpfungskette für die Brennstoffzellentechnologie. Die Innovation und die marktorientierten Ziele dieses Projekts werden durch die Beteiligung von fünf großen globalen Pkw-Herstellern als assoziierte Projektpartner unterstrichen.

weitere Informationen

Unternehmensinformation

AVL List Ges.mbH

Hans-List-Platz 1
AT 8020 GRAZ
Tel.: +43 316 787-0
Fax: +43 316 787-400

Internet:www.avl.com
E-Mail: info <AT> avl.com



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