Brennstoffzellen. Hocheffiziente Lösungen für eine umweltgerechte Mobilität.

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1 Brennstoffzellen. Hocheffiziente Lösungen für eine umweltgerechte Mobilität.

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3 Mobilität erfahren Zukunft entwickeln. Die ElringKlinger-Gruppe. Für die Fahrzeuggenerationen von heute und morgen arbeiten Unser Portfolio umfasst Dichtungen, Kunststoff-Leichtbauteile, wir permanent an zukunftsweisenden Produktlösungen und Abschirmsysteme, Batterie- und Brennstoffzellentechnologie, neuen Technologien. Dabei haben wir als kompetenter Entwick Getriebesteuerplatten, Abgasreini gungssysteme, Komponenten lungspartner und Serienlieferant immer das Gesamtsystem Fahr- aus Hochleistungskunststoffen, Werkzeugtechnologie sowie zeug im Blick. Maßgeschneiderte Bauteile von ElringKlinger Entwicklungs-Serviceleistungen. Mit unseren innovativen Pro- für Motor, Getriebe, Abgassystem, Unterboden, Karosserie dukten setzen wir Maßstäbe und tragen zu umweltschonender und Fahrwerk sind bei nahezu allen Automobil- und Motoren- Mobilität bei. Dem Aftermarket in über 140 Ländern bieten herstellern sowie zahlreichen Zulieferunternehmen weltweit wir ein umfangreiches Ersatzteilprogramm. Auch in anderen im Einsatz. Unsere besondere Stärke: Als einer von nur weni- Industriezweigen ist ElringKlinger erfolgreich, beispielsweise gen Automobilzulieferern sind wir in der Lage, technologisch mit Abgasreinigungsanlagen, PTFE-Produkten und Brennstoff- anspruchsvolle Komponenten für alle Antriebsarten ob Verbren- zellen. Zukunft entwickeln dafür engagieren sich über nungsmotor oder Elektromobilität zu entwickeln und zu fertigen. ElringKlinger-Mitarbeiter an 47 Standorten rund um den Globus. I N H A LT 03 Die ElringKlinger-Gruppe 06 Energiewandler der Zukunft 08 Metallische Bipolarplatten und Interkonnektoren 09 Gehäuse, End- und Medienmodule 10 PEMFC-Brennstoffzellenstapel 12 SOFC-Brennstoffzellenstapel 14 Fertigungskompetenz 03

4 ElringKlinger weltweit. Nordamerika K ANADA Leamington USA Plymouth Southfield Buford Austin Fremont Afrika F R I K A M E X I KO BR ASILIEN SÜDAFRIK A Toluca Piracicaba Johannesburg Zylinderkopfdichtungen 04 Südamerika Dichtsysteme KunststoffLeichtbauteile KunststoffModule Unterbodenabschirmteile Motorabschirmteile Getriebesteuerplatten

5 Europa DEUTSCHL AND G R O S S B R I TA N N I E N S PA N I E N Dettingen / Erms Langenzenn Runkel Geretsried-Gelting Thale Lenningen Bissingen/Teck Bietigheim-Bissingen Heidenheim Mönchengladbach Idstein Rottenburg am Neckar Magdeburg Neubrandenburg Redcar Gateshead Reus FR ANKREICH Settimo Torinese Mailand I TA L I E N Nantiat Chamborêt Poissy UNGARN Kecskemét-Kádafalva SCHWEIZ Sevelen Elsau Timisoara NIEDERL ANDE TÜRKEI Enschede Bursa RUMÄNIEN Asien VR CHINA INDIEN Changchun Suzhou Qingdao Ranjangaon INDONESIEN Karawang S Ü D KO R E A THAIL AND Gumi Seoul Bangkok J A PA N Tokio Saitama Abgasreinigungssysteme Komponenten für Lithium-IonenBatterien PEM-Brennstoffzellenstacks SOFCBrennstoffzellen PTFEKomponenten Dienstleistungen für die Motorenentwicklung Werkzeugtechnologie 05

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7 Die Energiewandler der Zukunft. Bereits heute in Serie gefertigt. Die Automobilindustrie steht vor spannenden Zeiten. Kosten- und umweltbewusste Verbraucher legen Wert auf Fahrzeuge mit geringem Kraftstoffverbrauch und weniger Emissionen auch vor dem Hintergrund sich verschärfender Abgasnormen. Auch wenn der klassische Verbrennungsmotor die nächsten 15 bis 20 Jahre auf unseren Straßen vorherrschen und ständig optimiert werden wird, hat sich ElringKlinger frühzeitig positioniert und bereits im Jahr 2004 mit der Fertigung von Festoxid-Brennstoffzellenstapeln (SOFC-Stacks) begonnen. Die Serienfertigung von Komponenten für den automobilen Brennstoffzellenantrieb startete Drei Jahre später erweiterten Polymerelektrolyt-Brennstoffzellenstapel (PEMFC-Stacks) das Fertigungsportfolio. Der entscheidende Vorteil: ElringKlinger kann auf vorhandene Prozesse, Know-how in der Metallund Kunststoffverarbeitung sowie Material- und Werkzeugkompetenz aufbauen. Von der ersten Idee über die Konstruktion und Prototypenerstellung, die Prüfung und Absicherung bis hin zur kostenoptimalen und zertifizierten Serienfertigung wir sind gut aufgestellt und überzeugt, dass beide Brennstoffzellentechnologien in verschiedenen Anwendungen Einzug halten werden. Mit unserer langjährigen Erfahrung als Lieferant für die Automobilindustrie mit automatisierten Serienprozessen in den Bereichen Formgebung für Metalle, Kunststoffspritzguss, automatisiertes Stapeln, Füge- und Beschichtungstechnologie sowie einem hauseigenen Werkzeug- und Formenbau sind wir Partner für die Industrialisierung von Brennstoffzellenprodukten. Egal ob PEMFC oder SOFC ElringKlinger begleitet Kunden von der Erstellung eines Prototyps bis hin zur Serienfertigung. 07

8 Zentrale Bausteine der Brennstoffzellenstacks. METALLIS CHE BIPOLARPLATTEN PEM-Brennstoffzellenstacks werden aus Membran-Elektroden- Metallische Bipolarplatten für PEMFC bieten Vorteile hinsicht- Einheiten (MEAs) den eigentlich aktiven Elementen und lich der Kosten und der für mobile Anwendungen besonders Bipolarplatten jeweils abwechselnd gestapelt. Dazwischen lie- wichtigen Leistungsdichte. Darüber hinaus ermöglichen sie die gen poröse Elemente, die der Gasverteilung und Weiterleitung Kaltstartfähigkeit der Brennstoffzelle. des elektrischen Stroms dienen. Die Bipolarplatte sorgt für die Bereits heute produziert ElringKlinger metallische Bipolarplat- Trennung der Medien sowie deren Verteilung im Zellstapel, die ten durch den Einsatz hochpräziser, großserientauglicher Fol- gleichmäßige Kühlung der Stacks sowie die Weiterleitung des geverbund-werkzeuge in einem vollautomatisierten, verkette- elektrischen Stroms zu benachbarten Zellen. ten Fertigungsprozess. Durch die langjährige Erfahrung in der Entwicklung, Optimierung und Herstellung von Bipolarplatten für die PEMFC sieht sich ElringKlinger bestens für die Zukunft gerüstet. IN TERKON N EKTOREN Interkonnektoren für SOFC aus Metallband übernehmen im Wesentlichen dieselbe Funktion wie die Bipolarplatte für PEMFC. Sie werden jedoch aufgrund der hohen Betriebstemperatur der SOFC aus Spezialstählen hergestellt. 08

9 Gehäuse, End- und Medienmodule wichtige Stackkomponenten. E N DMOD U L E GEHÄUS E Brennstoffzellenstacks müssen dauerhaft mit gleichmäßigem Gehäuse dienen dem Schutz der Brennstoffzellen-Stacks und Anpressdruck über die gesamte Zellfäche verspannt werden. ihrer Komponenten, gegenüber externen Einﬂüssen. Die Vor- Dies geschieht anhand von Endmodulen, die sich aus dem teile der von ElringKlinger verwendeten Materialien liegen je Verspannungssystem und gegebenenfalls aus Medienmodulen nach Einsatzgebiet in zusammensetzen. Seriengerechte Endmodule für PEMFC beste- Multifunktionalität, hen aus Hochleistungskunststoffen, die bei geringem Gewicht hoher Temperaturbeständigkeit, und sehr guter Formtreue allen Anforderungen gerecht werden. geringem Gewicht, Sie müssen ebenso wie die Medienmodule mechanisch stabil, Freiheit im Design und chemisch beständig und möglichst leicht sein. einfacher Montage. ElringKlinger ist in der Lage, hochkomplexe Endmodule, die Bei der Herstellung von PEMFC-Gehäusen kommen Kunststoffe verschiedene Systembaugruppen integrieren, im Spritzguss zu zum Einsatz. Das spart nicht nur Gewicht, sondern reduziert zu- realisieren. dem die Kosten. Da für die SOFC-Hochtemperaturstacks vor allem die Wärmeisolierung entscheidend ist, fokussiert sich ElringKlinger in der Entwicklung von Gehäusen dieser Technologie auf Werkstoffe mit möglichst hoher Isolationsleistung für dünnwandige, leichte Gehäuse bei gleichzeitig hoher mechanischer Beständigkeit. 09

10 PEMFC-Brennstoffzellenstapel. Experten sind sich einig: Gemeinsam mit der Batterietechnologie wird die Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEMFC) den Durchbruch in der Elektromobilität markieren. Die PEM-Brennstoffzellentechnologie ist überall dort vorteilhaft einzusetzen, wo reiner Wasserstoff als Brennstoff verfügbar ist und ein hoher elektrischer Wirkungsgrad gefordert wird. VO RT E I L E hohe Leistungsdichte hervorragend geeignet für mobile Anwendungen hohe Dynamik in der Leistungsbereitstellung mit dezentraler Wasserstoffversorgung bereits heute einsetzbar ElringKlinger verfügt in diesem Bereich über langjähriges Know-how und bietet PEM-Brennstoffzellenstacks (elektr. Leistung: 2-30 kw) zur Integration in Kundensysteme an. Wir haben uns das Ziel gesetzt, Stacks auf Basis metallischer Bipolarplatten für Anwendungen mit langer Betriebsdauer zu optimieren. Weiterhin sind Stacks mit im Endplattenmodul integrierten Peripheriekomponenten und Systemfunktionalitäten optional verfügbar. Unsere PEMFC-Stacks werden im eigenen Testfeld kundenspezifisch und unter systemnahen Bedingungen erprobt und abgenommen. ElringKlinger kann dank eigener Entwicklung und Komponenten- sowie Stackproduktion ﬂexibel auf Kundenanforderungen eingehen. Für zahlreiche Anwendungen können wir den optimalen Brennstoffzellenstack anbieten. Zielanwendungen für die PEM-Brennstoffzellenstacks sind industrielle Anwendungen im mobilen Bereich, bspw. kleine Nutzfahrzeuge und Flurförderzeuge. 10

11 A L L E N A N F OR D E R U NGE N E INE S MOD E RNEN FAHRZEUGS GEWACHS EN Unsere Brennstoffzellenstacks sind durch unabhängige anerkannte Prüfinstitutionen zertifiziert und somit allen Anforderungen moderner Fahrzeuge gewachsen. Hierzu werden beispielsweise Vibrations- und Stoßtests zur Simulation der Belastung im Fahrzeug durchgeführt. ElringKlinger kann auf vorhandenes Prozess- und Qualitätsmanagement, das den hohen Anforderungen an einen Automobilzulieferer entspricht, zurückgreifen. Die Anforderungen an moderne Fahrzeuge steigen. Die mechanische Belastbarkeit unserer Stacks wird in ausführlichen Stoß- und Vibrationstests geprüft. Unser PEM-NG3-Brennstoffzellenstack wurde auf Basis der Norm DIN EN ; VDE 01302: sicherheitstechnisch begutachtet und auf die Einhaltung der grundlegenden Anforderungen geprüft. Da diese vollständig erfüllt werden konnten, wurde unser Stack mit dem TÜV-SÜD-Zertifikat ausgezeichnet. 11

12 SOFC-Brennstoffzellenstapel. Die Festoxidbrennstoffzelle (SOFC) zählt zu den Hochtemperaturbrennstoffzellen und kann daher einfacher mit Brennstoffen wie Erdgas oder Diesel betrieben werden. Die SOFC-Brennstoffzellentechnologie kann damit zur Strom- und Wärmeversorgung beispielsweise in Einfamilienhäusern, in Lkw oder Wohnmobilen zum Einsatz kommen, da hier hohe elektrische Wirkungsgrade bei geringsten Geräuschemissionen gefordert sind. Aufgrund des hohen Temperaturniveaus kann zudem eine einfache Wärmeauskopplung zur weiteren Nutzung beispielsweise zur Warmwasserbereitung stattfinden. ElringKlinger bietet als zentrale Komponente für diese Anwendungen Leichtbau-SOFC-Stacks zur Integration in Kundensysteme an (elektr. Leistung: 0,2-5 kw). KATHODE ANODE SAUERSTOFFREICHE LUFT BRENNGASE (H2, CO) KATHODE ANODE SAUERSTOFFARME LUFT ABGASE (H 2O, CO2) Auch im Bereich der SOFC-Brennstoffzelle greifen wir auf modernste Simulationstools sowie ein breites Wissen im Bereich der Material- und Verfahrensentwicklung zurück. Entwicklungsschwerpunkte liegen auf der Fügetechnologie sowie Schutzschichten und Kontaktelementen. 12

13 Erprobungen führen wir stets in engem Kontakt mit unseren Kunden durch im eigenen Testfeld. Hierdurch können Design, Materialauswahl und Betriebsstrategie optimiert werden. Die anschließende, innerbetrieblich durchgeführte Schadensanalyse liefert Erkenntnisse für die weitere Entwicklung. INC: 6 TIME: 6.000E INCASE5 TEMPERATURE (INTEGRATION POINT) LAYER 1 Neben der Entwicklung von SOFC-Stacks und deren serientauglicher Fertigung, besitzt ElringKlinger auch im Bereich der Peripherie des SOFC-Stacks umfassende Kompetenzen. Diese reichen von den Endmodulen des Stacks über die Medienverteilung und die Verspanneinheit bis hin zur thermischen Abschirmung des gesamten SOFC-Systems. Die von ElringKlinger gefertigten Stacks finden Anwendung in: Bordstromversorgung (beispielsweise in Lkw oder Freizeitanwendungen) Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung Hochtemperatur-Elektrolyseuren 13

14 Prototypenbau und Fertigung. Kompetenz aus Erfahrung. Als leistungsstarker, innovativer Entwicklungspartner und Serienlieferant der Automobilindustrie sind wir auch für die neuen Antriebstechnologien bestens gerüstet. Erstmuster und Kleinserien stellen wir im eigenen, optimal ausgestatteten Prototypenbau her in kurzer Zeit und in höchster Qualität. Wir sind der Überzeugung, dass sich der Brennstoffzellenantrieb auf unseren Straßen durchsetzen wird. Auf dem Weg dorthin begleiten wir Sie und Ihre Entwicklungsprojekte. W W W. E L R I N G K L I N G E R. D E 14

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16 ElringKlinger AG Max-Eyth-Straße 2 D Dettingen/Erms 04/17 Fon Fax info@elringklinger.com Die hier gemachten Angaben sind das Ergebnis technologischer Untersuchungen. Sie können je nach Ausführung des Systems Änderungen unterliegen. Technische Änderungen und Verbesserungen behalten wir uns vor. Die Angaben sind unverbindlich und stellen keine zugesicherten Eigenschaften dar. Etwaige Ersatzansprüche aufgrund dieser Information können nicht anerkannt werden. Keine Gewähr bei Druckfehlern.