H2Kit - Brennstoffzellenbasierte Umrüstkits für Lastkraftwagen mit energieintensiven Nebenverbrauchern

Abstract

Das übergeordnete Ziel des Konsortiums zu Beginn der Projektentwicklung war die Entwicklung eines modularen, brennstoffzellenbasierten Antriebsstrangs für Nutzfahrzeuge mit energieintensiven Energieverbrauchern. Daraus wurden wiederum die Teilziele für die RWTH Aachen abgeleitet, die im Folgenden beschrieben werden. Die Teilziele basieren zudem auf dem damaligen Stand der Technik, aus dem sich vier zentrale Herausforderungen ableiten ließen: 1. Elektrifizierte Antriebsstränge werden zur Abdeckung eines größtmöglichenEinsatzspektrums und einer möglichst umfassenden Einsatzzeit ausgelegt. Dadurchwird üblicherweise die Batteriekapazität maximiert, was zu einem erhöhtenFahrzeuggewicht und einer reduzierten Nutzlast führen. 2. Die individuelle Auslegung und Produktion von Antriebssträngen sind aktuell nicht zukonkurrenzfähigen Preisen umsetzbar. 3. Die Nachrüstung von elektrifizierten Antriebssträngen gewinnt vermehrt an Bedeutung.Die Zulassung stellt jedoch neben der individuellen Entwicklung für die Modelle eineder größten Hürden dar. 4. Die Aufzeichnung von realen Fahrdaten kann die praxisnahe Auslegung vonAntriebssträngen unterstützen. Aktuelle Aufzeichnungssysteme zeichnen allerdingslediglich Zeitfenster auf und liefern keine sekundengenauen Daten, was die Auslegungerschwert.

Für die RWTH Aachen ergaben sich im Konsortium dadurch die folgenden Teilziele und Lösungsansätze:

1. Durch den Einsatz eines Brennstoffzellen-Range-Extender-Systems kann das Systemder Batterie verringert und der Energiebedarf reduziert werden. Zusätzlich ist dieBetankungszeit erheblich reduziert. Die Befähigung eines solchen Antriebsstrangsdurch die praxisnahe Auslegung soll ermöglicht werden. Der Antriebsstrang wird soausgelegt, dass die Brennstoffzelle sowohl das Kühlaggregat als auch die Batterie mitelektrischer Energie versorgen kann. 2. Durch die Entwicklung eines modularen Kits kann der Antriebsstrang auf dieindividuellen Einsatzmöglichkeiten hin optimiert werden. Die Modularität sollberücksichtigt werden. 3. Durch die Entwicklung einer Methodik soll die Umrüstung auch für weitereUnternehmen umsetzbar gemacht werden und Eintrittshürden beseitigt werden. DieMethodik soll bereits im frühen Entwicklungsstadium auf Zulassungskriterien hinweisenund für den Anwender eine Hilfestellung darstellen. 4. Durch eine validierte Fahrdatensimulation mit einer Datenbank als Grundlage soll dieAnforderungsaufnahme kosteneffizient durchgeführt werden. Die Fahrdaten sollen imRealbetrieb mittels eigens entwickelter Geräte aufgezeichnet werden.