Im Vorhaben InProPlate werden Fertigungstechniken für Kernkomponenten von Brennstoffzellen entwickelt. Als Beitrag zur Marktaktivierung der Brennstoffzelle werden die Herstellprozesse der Bipolarplatte und des Stacks substantiell weiter entwickelt. Das Ziel ist ein etablierter Prozess, mit dem mittlere Stückzahlen von Bipolarplatten und Stacks reproduzierbar und kostengünstig hergestellt werden können. In InProPlate arbeiten zwei deutsche KMU Unternehmen und ein institutioneller Forschungspartner eng vernetzt zusammen, der das Projekt vor allem mit Analytik und Methodenentwicklung zur Materialcharakterisierung und Qualitätskontrolle unterstützt. Mit Eisenhuth als Bipolarplatten. Hersteller und Siqens als Stack/System-Hersteller sowie DLR-VE als Analytik Partner ist ein erheblicher Teil der Wertschöpfungskette abgedeckt.
Im Vorhaben InProPlate werden Fertigungstechniken für Kernkomponenten von Brennstoffzellen entwickelt. Als Beitrag zur Marktaktivierung der Brennstoffzelle werden die Herstellprozesse der Bipolarplatte und des Stacks substantiell weiter entwickelt. Das Ziel ist ein etablierter Prozess, mit dem mittlere Stückzahlen von Bipolarplatten und Stacks reproduzierbar und kostengünstig hergestellt werden können. In InProPlate arbeiten zwei deutsche KMU Unternehmen und ein institutioneller Forschungspartner eng vernetzt zusammen, der das Projekt vor allem mit Analytik und Methodenentwicklung zur Materialcharakterisierung und Qualitätskontrolle unterstützt. Mit Eisenhuth als Bipolarplatten-Hersteller und Siqens als Stack/System-Hersteller sowie DLR-VE als Analytik Partner ist ein erheblicher Teil der Wertschöpfungskette abgedeckt.
Im Vorhaben InProPlate werden Fertigungstechniken für Kernkomponenten von Brennstoffzellen entwickelt. Als Beitrag zur Marktaktivierung der Brennstoffzelle werden die Herstellprozesse der Bipolarplatte und des Stacks substantiell weiter entwickelt. Das Ziel ist ein etablierter Prozess, mit dem mittlere Stückzahlen von Bipolarplatten und Stacks reproduzierbar und kostengünstig hergestellt werden können. In InProPlate arbeiten zwei deutsche KMU Unternehmen und ein institutioneller Forschungspartner eng vernetzt zusammen, der das Projekt vor allem mit Analytik und Methodenentwicklung zur Materialcharakterisierung und Qualitätskontrolle unterstützt. Mit Eisenhuth als Bipolarplatten. Hersteller und Siqens als Stack/System-Hersteller sowie DLR-VE als Analytik Partner ist ein erheblicher Teil der Wertschöpfungskette abgedeckt. Ziel des Gesamtvorhabens InProPlate ist die Entwicklung von kosteneffizienten und zuverlässigen Verfahren für die Herstellung der Bipolarplatte und für das Stack Assembling. Das DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme e. V. (DLR-VE) begleitet das Projekt InProPlate wissenschaftlich, um die zentralen Fragestellungen zur prozessoptimierten Fertigung von Bipolarplatten für mobile Systeme auf Basis der HT-PEM zu beantworten. Diese betreffen: - Charakterisierung der Material-/Struktur-Eigenschaftsbeziehungen bei Bipolarplatten; - Post- und Ante Mortem Charakterisierung von Bipolarplatten zur Optimierung der Herstellungsprozess-Parameter; - Messmethoden und -verfahren zur Qualitätssicherung und Lebensdauer von BPP; - Evaluierung von HT-PEM Stacks hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Lebensdauer; - Workshop zum Thema HT-PEM mit der Industrie und Wissenschaft.
Ziele des Vorbundprojektes ist die Entwicklung und Adaption eines neuartigen Hochdrehzahl-Turboexpander-Generators mit zugehöriger Steuerungselektronik in einem Hybridfahrzeug mit Ottomotoren-Range-Extender sowie dessen Aufbau und der Nachweis der Funktionalität des Systems in einem Opel Ampera. Im Teilvorhaben sollen technische Lösungen für Komponenten einer vergleichsweise langsam drehenden Abgasturbine mit hohem Wirkungsgrad sowie die Lagerung der E-Maschinen mit hoher Leistungsdichte erarbeitet und deren Grenzen und Möglichkeiten identifiziert werden. Bei der Turbinenentwicklung ist ein Kompromiss zwischen teilweise konkurrierenden mechanischen und aerodynamischen Designzielen zu finden. Schon allein die aerodynamische Entwicklung für sich stellt einen Kompromiss zwischen den Anforderungen in verschiedenen Betriebspunkten der Turbine dar. Bei der Lagerung sollen strömungsmechanische und hydrodynamische Fragestellungen im Zusammenhang mit innovativen Gleitlagern und geeigneten Schmiermitteln betrachtet werden. Für die aerodynamische und thermodynamische Auslegung der Abgasturbine werden die vorhandene Auslegesoftware erweitert und neue Methoden entwickelt. Mit diesen Werkzeugen werden die Laufradgeometrie sowie das Gehäuse entworfen die Performance der Turbine simulativ bewertet. Bei der Lagerentwicklung werden gewöhnliche Keramiklager und neuen porösen Keramikwerkstoffen verglichen. Dazu sind die Lager entsprechend geometrisch auszulegen, die Schmiermittelzufuhr zu untersuchen und deren Traglasten experimentell zu ermitteln. Abschließend wird eine Turbinen- und Lagermesstechnik aufgebaut und die Prototypen vermessen. In Verbindung mit den Ergebnissen aus den Fahrversuchen werden ggf. erforderliche Modifikationen abgeleitet.
Während im Bereich leichter Nutzfahrzeuge bis 7,5 Tonnen für den Verteilerverkehr bereits elektrisch angetriebene Lösungen entwickelt und angeboten werden, existieren zum heutigen Zeitpunkt noch keine elektromobilen und gleichzeitig wirtschaftlichen Lösungen für Lkw der EG-Fahrzeugklasse N3 bis max. 26 Tonnen Gesamtgewicht. Eine Analyse bestehender Nutzfahrzeugkonzepte hat gezeigt, dass die Antriebsstränge der Nutzfahrzeuge derzeit auf Grund mangelnder Konfigurierbarkeit für den individuellen Einsatzzweck in der Regel über- oder unterdimensioniert sind. Zudem müssten die Produktionen möglichst effizient gestaltet sein, um auch bei geringen Stückzahlen wettbewerbsfähige 'Total Cost of Ownership' (TCO) zu ermöglichen. Ziel des Projektes 'LiVe' ist es, einen modularen, individuell an die Kundenanforderungen adaptierbaren Antriebsstrang für elektrifizierte Lkw zu entwickeln, welche im regionalen Verteilerverkehr eingesetzt sowie für diesen Einsatzbereich optimiert werden sollen. Somit soll eine wirtschaftlich umsetzbare Alternative geschaffen werden, um eine anwendungsbereichbedingte Über- oder Unterdimensionierung des Antriebsstranges zu vermeiden. Die Grundlage für die wirtschaftliche Serienfertigung solcher modularer Antriebsstränge bildet ein neuer Ansatz im Industrialisierungsprozess, welcher sich durch geringe Investitionskosten auszeichnen und ebenfalls im Vorhaben entwickelt werden soll. Hierfür soll im Projekt zusätzlich eine produktionsoptimale Montagereihenfolge sowie kostengünstige Produktionswerkzeuge auch anhand des Additive Tooling-Verfahrens untersucht und entwickelt werden. Das im Vorhaben zu entwickelnde Konzept soll dabei insbesondere eine Modulbauweise beinhalten, die es ermöglicht, verschiedene Antriebsstrangtopologien innerhalb eines Baukastens zu realisieren. Dabei handelt es sich um die Varianten eines rein elektrischen Antriebsstranges, eines seriellen Hybridantriebstranges mit Brennstoffzelle als Range-Extender sowie um die Variante eines rein elektrischen Antriebsstranges mit Oberleitungsanbindung. Hierfür sollen im Projekt ein Primo- sowie drei Prototypen entwickelt und hergestellt werden, anhand derer die Kundenakzeptanz im Verteilerverkehr für den Gütertransport untersucht werden soll.
Motivation: Die Elektrifizierung von Hybridfahrzeugen bietet die Möglichkeit elektrische Energie einfach zu speichern und zu verwerten. Dadurch können Technologien zur Gesamtwirkungsgradsteigerung zum Einsatz kommen, die bisher unrentabel waren. Die Elektrifizierung bedingt jedoch auch eine Verknappung der Abwärme der Komponenten im Antriebstrang. Somit sind Systeme zur Speicherung von Wärme und zur wirkungsgradoptimalen Bereitstellung von Kühlleistung ein wichtiger Beitrag zur Kundenakzeptanz der Elektromobilität. Ziele: Ziel ist die Erschließung von Effizienzsteigerungspotentialen im kundenrelevanten Realbetrieb eines Range-Extender-Antriebssystems mit Hilfe systemischer Integration von - Thermischer Wandlung in funktionsintegrierten Hitzeschutzbauteilen, - thermischer Speicherung im Temperaturbereich größer als 300 C und - bauraumoptimierter 'heat to cool'-Technologie. Lösungsweg: Der Gesamtwirkungsgrad eines seriellen Range Extender Hybridfahrzeugs wird damit gesteigert, dass die Abwärme des Range Extender Verbrennungsmotors variabel gewandelt oder gespeichert wird. Für die Nutzung kommen je nach Betriebspunkt die o.g. Technologien zum Einsatz. In der Projektdurchführung werden Simulation-, Konstruktion- und Versuchsumfänge bearbeitet. Simulativ wird ein Antriebsstrangmodell in einer virtuellen Gesamtfahrzeugumgebung aufgebaut, das um ein Thermomodul ergänzt ist, welches Restwärme mit verschiedenen Technologien nutzt. Auf Basis von Simulationsrechnungen werden belastbare Aussagen über den Einfluss von Restwärmenutzung auf den Gesamtsystemwirkungsgrad in jeweiliger Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen erarbeitet. Das Thermomodul wird dabei aus funktionalen Submodulen zur thermoelektrischen Wandlung, zur Speicherung thermischer Energie und zur Einbindung von 'heat to cool'-Technologie zusammengesetzt sein. Im Lauf des Projekts wird aus der Simulation eine Betriebsstrategie für das Gesamtsystem entwickelt, die die Abwärme jederzeit so nutzt, dass der Fahrzeugwirkungsgrad maximiert wird. Konstruktiv werden zunächst Untersuchungen zu anwendungsoptimierten Werkstoffsystemen bezüglich der Kernfunktionalitäten des Thermomoduls, thermisches Speichern und der Adsorptionskälte-Erzeugung, durchgeführt. Abhängig von den Ergebnissen der vorgeschalteten Arbeitspakete werden die Komponenten konzipiert und die Bauräume optimiert. Das thermische Speichersystem und der thermo-elektrische Wandler werden durch umfangreiche CAE-gestützte Darstellungen, insbesondere bezüglich der mechanischen Stabilität und Gesamtsystemeffizienz, in ein thermisches Abschirmsystem integriert. Die konsolidierte Kombination des Thermomoduls wird prototypenhaft im Rahmen eines angepassten Abgassystems eines Range Extenders erarbeitet. Die Validierung des Konzeptträgers wird mit dem Ziel des Konzeptnachweises an einem geeigneten Prüfstand erprobt. Darüber hinaus ermöglichen umfangreiche Erprobungen die Verifizierung und Validierung aller Simulationsmodelle. usw.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 58 |
| Wissenschaft | 22 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 55 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 3 |
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| Language | Count |
|---|---|
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| Resource type | Count |
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| Dokument | 1 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 24 |
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| Weitere | 58 |