ELAAN – Elektrischer Antriebsstrang für Arbeits- und Nutzfahrzeuge

Laufzeit: September 2013 - Juni 2017
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Kooperationspartner: Elring Klinger AG, Fronius International GmbH, Heinzmann GmbH & Co. KG, LADOG Fahrzeugbau- und Vertriebs-GmbH
Projektfokus:
Aufbau des Kommunalfahrzeugs mit Brennstoffzellen-Hybridsystem
© Fronius International GmbH

Aufbau des Kommunalfahrzeugs mit Brennstoffzellen-Hybridsystem.

Simuliertes Belastungsprofil von Brennstoffzellensystem und Batterie in Abhängigkeit der Lastdynamik.
© Fraunhofer ISE

Simuliertes Belastungsprofil von Brennstoffzellensystem und Batterie in Abhängigkeit der Lastdynamik.

Um den innerstädtischen Emissionen zu begegnen, geraten auch die Arbeits- und Nutzfahrzeuge städtischer Betriebe in den Blickpunkt. Die Elektrifizierung von Kommunalfahrzeugen bietet neben der Emissionsreduktion weitere Vorteile: Lärmemissionen werden drastisch gesenkt und somit kann auch in sensiblen Innenstadtgebieten und zu Ruhezeiten gefahren werden. Außerdem kann das Aufladen bzw. die Wasserstoffbetankung zentral erfolgen. Vor diesem Hintergrund haben die Projektpartner unter Koordination des Fraunhofer ISE ein Kommunalfahrzeug mit einem Brennstoffzellen-Hybrid-Antrieb entwickelt.

Ausgangspunkt für die Entwicklung des vollelektrischen Antriebs war die Aufnahme von typischen Fahrprofilen und die Abschätzung der sich daraus ableitenden Leistungsanforderungen. Es wurde entschieden, dass zwei 10 kWel-Brennstoffzellensysteme von Fronius in Thalheim, Österreich, auf Basis eines PEM-Brennstoffzellenstapels von Elring Klinger, Dettingen, zum Einsatz kommen in Verbindung mit zwölf 1 kWh Batteriemodulen von Elring Klinger. Der elektrische Antriebsmotor wurde von Heinzmann, Schönau, entwickelt. Die Fahrzeugintegration verantwortet der Partner LADOG in Zell.

Das Fraunhofer ISE hat eine ausführliche Sensitivitätsanalyse des Brennstoffzellenstapels durchgeführt, um die optimalen Betriebsbedingungen für die Brennstoffzelle zu definieren. Parallel dazu wurde ein detailliertes Modell des Brennstoffzellensystems entwickelt, inklusive eines Stackmodels sowie Modellen zur Beschreibung der wesentlichen Systemkomponenten. Dieses Modell erlaubt die Entwicklung von Betriebsstrategien, die auf das Lastprofil angepasst sind und einen hohen Wirkungsgrad bei maximaler Betriebsstabilität erlauben.

Development of a zero-emission municipal vehicle

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Vortrag von Stefan Keller auf der Hannover Messe 2017