- aus dem Verbundvorhaben MuVaTherm – Energiemanagement für brennstoffzellenelektrische Fahrzeuge mit multivalenten Thermomanagementventilen
Brennstoffzellenelektrische Fahrzeuge (FCEV: full cell electric vehicles) haben das Potential in absehbarer Zeit die Langstreckenmobilität zu revolutionieren, sowohl im Bereich Pkw als auch bei Bussen, Nutzfahrzeugen und im Bahnverkehr. In den letzten Jahrzehnten konnten die bisherigen technischen Hürden, wie Lebensdauer oder Froststartverhalten mit praxistauglichen Lösungen überwunden werden. Ein aktueller Gegenstand weiterer Forschung bei den FCEV ist das Thermomanagement des Fahrzeugs. Einerseits gilt es weiterhin die in Hochlastsituationen oft limitierte Wärmeabfuhr von FCEV zu verbessern, andererseits bietet das Thermomanagement hohe Potentiale zur Effizienzsteigerung des Gesamtfahrzeugs.
Zu den Hauptzielen des Verbundvorhabens zählen
- den Anteil der anfallenden Wärme, die im Fahrzeug sinnvoll genutzt wird zu maximieren und
- die hydraulisch-thermischen Eigenschaften (thermische Massen, Druckabfälle) des Thermomanagementsystems zu verbessern,
um die Gesamteffizienz des Systems zu steigern und den effektiven Kühlbedarf zu senken.
Erreicht wird dieses Ziel durch einen innovativen Ansatz zur Vernetzung der einzelnen im Brennstoffzellenfahrzeug vorhandenen Teilsystem-Kühlkreisläufe (z.B. Brennstoffzellensystem, Hybridbatterie, Traktionsmaschinen) über stufenlos regelbare Vielwege-Kühlmittelventile („multivalente Thermomanagementventile“ – mTMV).
Das ICM Chemnitz ist in diesem Verbundvorhaben an der Erforschung eines neuen Verfahrens zur experimentellen Analyse des dynamischen Verhaltens komplexer Thermomanagementsysteme beteiligt. Das Institut steht für interessierte Unternehmen beim Umgang mit Behörden und Zulassung von alternativen Antriebssystemlösungen zur Seite und unterstützt bei der Auswahl, der Bewertung oder der Durchführung von Testverfahren. Neben der simulativen Durchführung von Tests können anhand einer entwickelten Open-Source Experimentalplattform auch Untersuchungen unter realen Bedingungen durchgeführt werden, um somit den Entwicklungsprozess bis hin zur Marktreife von Gesamtsystemen und deren Komponenten zu unterstützen. Als Referenz für praktische Untersuchungen dient eine im Vorprojekt HZwo:InTherm erarbeitete Experimentalplattform für die Untersuchung von Brennstoffzellenfahrzeugsystemen unter realitätsnahen Bedingungen.
