H2 ICE Democar - Leichtes Nutzfahrzeug mit Wasserstoffmotor und Hybrid-Antriebsstrang - Schlussbericht Arbeitsumfänge FKFS

Abstract

Die Projektpartner Ford, Bosch, MAHLE, Umicore, Institut für Fahrzeugtechnik (IFS, Universität Stuttgart), Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS), Lehrstuhl für Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme (tme, RWTH Aachen), DHL, PUREM by Eberspächer und Shell haben im Rahmen des „H2 ICE Democar“ Projekts zwei voll funktionsfähige Fahrzeugdemonstratoren auf Basis leichter Nutzfahrzeuge entwickelt. Für die Demonstrationsfahrzeuge mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor basiertem Hybridantriebsstrang wurden am FKFS experimentelle Untersuchungen am Motorprüfstand durchgeführt, um wasserstoffspezifische Komponenten einzubinden und das Gesamtsystem auf minimalen+# Kraftstoffverbrauch sowie minimale Schadstoffemissionen zu optimieren. Dies umfasste Arbeiten zur Anpassung des Benzin-Serienmotor für den mageren Betrieb mit Wasserstoff die Integration und Applikation eines H2-spezifischen Abgasnachbehandlungssystems. Neben den am Motorenprüfstanden gewonnenen Testergebnissen wurden Startegien zur Erkennung und Vermeidung von Verbrennungsanomalien entwickelt und simulative Untersuchungen zu alternativen Antriebstrangtopolgien durchgeführt Die Projektergebnisse unterstreichen das hohe Potenzial der gewählten technischen Lösung, die zu einer CO2-neutralen Mobilität mit „zero-impact“-Emissionen beitragen kann. The project partners Ford, Bosch, MAHLE, Umicore, Institute for Automotive Engineering (IFS, University of Stuttgart), Research Institute for Automotive Engineering and Vehicle Engines Stuttgart (FKFS), Chair of Thermodynamics of Mobile Energy Conversion Systems (tme, RWTH Aachen University), DHL, PUREM by Eberspächer, and Shell have developed two fully functional vehicle demonstrators based on light commercial vehicles as part of the “H2 I E Democar” project. For the demonstration vehicles with hydrogen combustion engine-based hybrid powertrains, experimental investigations were carried out at the FKFS on the engine test bench in order to integrate hydrogen-specific components and optimize the overall system for minimum fuel consumption and minimum pollutant emissions. This included work on adapting the gasoline series engine for lean operation with hydrogen and the integration and application of an H2-specific exhaust aftertreatment system. In addition to the test results obtained on the engine test benches, strategies for detecting and avoiding combustion anomalies were developed and simulative investigations into alternative powertrain topologies were carried out. The project results underscore the high potential of the chosen technical solution, which can contribute to CO2-neutral mobility with zero-impact emissions.