NIP II - FuE - Verbund: HyMon: Sensorbasierte Strukturüberwachung von automobilen Wasserstoff-Faserverbund-Druckbehältern; Teilvorhaben: Sensorbasierte Verbesserung der Behältermodellierung und Werkstoffbeschreibung

Abstract

Durch die Speicherfähigkeit und vielseitige Anwendbarkeit spielt Wasserstoff eine zentrale Rolle, um zukünftige steigende Mobilitätsansprüche zu befriedigen und die einhergehenden Risiken des Klimawandels zu minimieren. H2-Brennstoffzellen bieten sich hierbei als wirkungsvolle Technologie für elektrifizierte Fahrzeuge an, deren breite Markeinführung aber bislang mit vielen technischen und systemischen Risiken sowie hohen wirtschaftlichen Herausforderungen verbunden ist. Drucktanks zur Speicherung des gasförmigen Treibstoffs stellen ein Kernelement von H2-Antriebssystemen für Kraftfahrzeuge dar. Durch hohe Betriebsdrücke führt jeder Tankzyklus zu Zugspannungen im Material. Aufgrund des hohen Gefährdungspotentials des unter Druck stehen-den Gases werden die Behälter mit hohen Sicherheitsfaktoren ausgelegt und im Betrieb regelmäßig überprüft. Die Prüfung des Tanks erfolgt derzeit in der Regel nur durch eine oberflächliche Sichtprüfung. Aus Sicht der Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit ist diese Validierung des Zustandes unzureichend aufgrund ihres subjektiven Charakters. Durch die On-Board-Strukturüberwachung von Druckbehältern mittels geeigneter Sensoren und Auswerteelektronik soll die Bewertung auf Basis von Structural-Health-Monitoring-(SHM)-Daten objektiviert und zu-künftig eine dauerhafte bzw. regelmäßige Überwachung von mobilen H2-Speichern z.B. in Brenn-stoffzellenfahrzeugen oder Transportcontainern ermöglicht werden. Neben der Nutzung der SHM-Daten im Reparatur- und Servicefall, eröffnet sich zukünftig die Möglichkeit, im Rahmen von Rettungseinsätzen bei Fahrzeugunfällen oder Missbrauchsfällen, zielgerichtete Maßnahmen für eine sichere Fahrzeugbergung einleiten zu können.