H2EASY - H2-Integration in elektrische Antriebssysteme; Teilvorhaben: Multiphasen-Magnetika

Abstract

Die Brennstoffzelle (BZ) ist bei Einsatz von regenerativen Energiequellen eine hervorragende Alternative zur etablierten Batterie, hat aber wegen der relativ langsamen Änderungsrate ihrer elektrochemischen Reaktion Probleme mit schnellen Lastwechseln, wie sie bei Fahrzeugantrieben auftreten. Die gleiche Problematik tritt ebenfalls - in anderen Größenordnungen - im aviatischen und maritimen Bereich auf. Im hier vorgeschlagenen Projekt soll die Energiewandlungskette zwischen der BZ und dem Kfz-Antrieb optimiert werden. Die vorgeschlagene Optimierung basiert auf der Tatsache, dass BZ am effizientesten arbeiten können, wenn sie im Teillastbereich und in einem konstanten Arbeitspunkt betrieben werden. Der Antrieb eines KFZ weist jedoch stark und schnell schwankende Leistungsanforderungen auf, die die BZ nicht ohne weiteres bedienen kann. Eine Entkopplung der BZ-Leistungsabgabe mittels einer geeigneten Pufferbatterie und dazugehöriger Leistungselektronik ist also sinnvoll. Diese Komponenten sollen im Projekt H2EASY untersucht werden. Durch die Möglichkeiten der Aufteilung von Gleich- und Wechselanteil des magnetischen Flusses ist eine Gewichtsreduktion von bis zu 50 % gegenüber bekannten 8-phasigen Energiewandlern ohne magnetische Kopplung bei gleichem Ripplestrom das Ziel. Die mögliche Reduktion der Verluste in den magnetischen Bauelementen ist dabei im Bereich von 20 % bis 25 % anzugeben.