ELEKTRISCHER ANTRIEBSSTRANG FÜR ARBEITS- UND NUTZFAHR- ZEUGE (ELAAN)

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1 ELEKTRISCHER ANTRIEBSSTRANG FÜR ARBEITS- UND NUTZFAHR- ZEUGE (ELAAN) Ulf Groos Abteilungsleiter Brennstoffzellensysteme Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE NIP-Vollversammlung und Statusseminar Brennstoffzelle Berlin, 01. Juni

2 Das Projekt ELAAN Elektrischer Antriebsstrang für Arbeits- und Nutzfahrzeuge Budget: 4,2 Mio. / Förderung: 58 % Laufzeit: 10/ /2016 Projektpartner: Elring Klinger Fraunhofer ISE Heizmann Ladog Fronius: Förderung im Rahmen von SET-Plan 2

3 Das ist ELAAN. Elektrifizierung des Antriebssystems: Entfall des Verbrennungsmotors, Integration eines Batterie-Brennstoffzellensystems Ziel: fahrfähiger Prototyp mit Straßenzulassung 3

4 Das ist ELAAN. ElringKlinger: Batterie & Brennstoffzelle Heinzmann: Elektromotor Fronius: Leistungs- / Regelungselektronik & Systemintegration LADOG: Fahrzeugintegration Fraunhofer ISE: Simulationsbasierte Unterstützung der Systemauslegung Gewachsene Partnerschaften erhöhen die Erfolgschancen des Projekts. Alle Partner investieren traditionell stark in Innovationen. 4

5 Fahrzeugintegration 6 kwh, 8C Batteriepack mittig im Fahrzeug über Kardanwelle 2 x 10 kw (30 kw Peak), 80 V, Brennstoffzellen-System in seitlichem Trog 4 Tanks (350 bar) hinter Fahrerkabine ca. 4,1 kg H 2 Luft-/Ölkühler Einbauplatz wird beibehalten 60 kw, 80 V Elektromotor 5

6 Elektrisches Schaltbild (Fronius) Ladog Schaltschrank Antriebs Motor Kühlkreis Fahrzeug Motor Regler Wechselrichter 230V 80V / 12 V Ladegerät Fahrzeug Steuerung 12V Bordnetz Batterie. Blinker, Bremkraftverstärker, Beleuchtung, Display + Datalog Pumpe + Kühler + Lüfter Vorlauf: <65 C NotAus? 60-90V / 750A CAN (Open) CAN (Service) ELAAN REX System Tank Steuerung BZ System 2 Slave Stack, Steuerung, Sicherheitseinrichtung, Kompressor, Ventile, Befeuchter, BZ System 1 Master Stack, Steuerung, Sicherheitseinrichtung, Kompressor, Ventile, Befeuchter, Akku 1 e, BMS, DU, Isolationsüberwachung Akku 2 e, BMS, DU, Isolationsüberwachung Energie-Management, On/Off, Frostschutz, Lastverteilung auf die beiden BZ System, Kommunikation, Kondesat CAN Intern Enable Kühlkreis Intern Hydrogen Kühlkreis Max. 50 C 6

7 Simulationsgestützte Systemauslegung in Dymola Aktuelle Arbeiten Brennstoffzelle Massenbilanz Kathode Energiebilanz Elektrochemie Geplant: Peripheriekomponenten 7

8 20 kw el Teststand Einzelzell-Monitoring mit elektrochemischer Impedanzspektroskopie von simultan 50 Zellen 8 Foto Joscha Rammelberg

9 Erfolge / Schwierigkeiten / Lerneffekte Sehr enge und intensive Zusammenarbeit Räumliche Nähe von Elring Klinger, Fraunhofer ISE, Heizmann & LADOG Starkes Verwertungsinteresse aller industrieller Partner Hohe Kompetenzen und großer Erfahrungsschatz in der Produktentwicklung im jeweiligen Aufgabenbereich der Projektpartner Öffentlichkeitsarbeit Bisher keine öffentlichen Publikationen; Maßnahmen erfolgen mit Fertigstellung des Demonstrators 9

10 Ausblick Verwertungsplan Aufbau eines Demonstrators mit Straßenverkehrszulassung zum Projektende und Probebetrieb mit Pilotkunden Zukünftige Arbeiten Test der Submodule, Systemintegration, Aufbau des Demonstrators Notwendige Rahmenbedingungen für anstehende Herausforderungen Markthochlauf z.b. für Flurförderfahrzeuge und Wasserstofftanks Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur Blick auf internationale Wettbewerber Abgesehen von einzelnen Feldtests ist keine Produktentwicklung bekannt 10

11 Vielen Dank! Ulf Groos Abteilungsleiter Brennstoffzellensysteme Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Tel Fax