LuFo 6.2 SKAiB - Skalierbares Brennstoffzellensystem

Abstract

Im Vorhaben Lufo 6.2 SKAiB wird eine Erhöhung der Brennstoffzellensystemleistung auf 1200kW(el) mit einer Effizienz >50% (bei Lower Heating Value von 33,3kWh/kg) für die Integration und den Nachweis in einem anwendungsorientierten Gesamtsystem angestrebt. Die angestrebten Ergebnisse dienen als Nachweise, die für einen Hauptantrieb erforderliche Gesamtleistung erreichen und die Leistungsdichte des Systems signifikant verbessern können. Auch soll die Reife des Systems und der Komponenten in Bereiche vordringen, die einen Einsatz in einem anwendungsnahen Systemaufbau zulassen und per Funktionstest nachgewiesen wurde. Die Gesamtleistung von 1,2 MW soll über eine Mehrfachverschaltung von Brennstoffzellen-Systemen erreicht werden, wobei die fluiddynamische und energetische Verschaltung und entsprechende Systemsteuerung als Bausteine realisiert und erprobt werden sollen. Auch werden Kernkomponenten des Systems (BoP Komponenten) für die Anwendung in der Luftfahrt spezifisch angepasst und auf große Systemleistungen hin ausgerichtet und optimiert. Dies ist notwendig, da es in diesem Anwendungsfeld noch keine ausreichenden Erkenntnisse, Standards und Nachweise gibt. In diesen Anwendungsfeldern und Leistungsklassen sind die geplanten Vorgehensweisen zur durchgehenden, modellbasierten Nachweisführung hinsichtlich Systemsicherheit und Zuverlässigkeit sowie Redundanz und Zertifizierbarkeit von zentraler Bedeutung und neuartig für die Luftfahrt. Übersicht der Technologischen Ziele des Vorhabens ● Steuer- und Regelungslösungen, sowie zugehörigen Komponenten für eine Brennstoffzellensystemleistung von 1200kW(el) mit Effizienz >50% (bei Lower Heating Value von 33,3kWh/kg) entwickelt und getestet ● Brennstoffzellen- und Anodenpfad-Komponenten und Systemsteuerung von Teilsystemen für Tests in anwendungsähnlicher Umgebung verifiziert ● Komponenten und Systemmodelle erstellt und Simulation verifiziert ● Alternative Kühllösungen definiert und bewertet ● Fehlertolerante EMV Systemarchitektur für elektrischen Antriebsstrang definiert und bewertet ● Integrative Plattform für Systemsimulation und Nachweisführung verfügbar und evaluierte Gesamtsystemfunktionalität für definierte Leistungsklasse auf Ground Test Level verifiziert ● Flugtauglichkeit von Komponenten und Systemsteuerung erreicht ● Nachweisführung für >80% des definierten Systemverhaltens im Groundtest als Simulation verfügbar