Projektbeschreibung

FC-IMPACT ist der Name für "Increasing Market Penetration of FC Cars by efficient system solutions".

Die Automobilindustrie befindet sich in einem grundlegenden Wandel und stellt nach und nach von Verbrennungsmotoren auf elektrische Antriebe um. Während die Zahl der batterieelektrischen Fahrzeuge bereits rasant zunimmt, wird erwartet, dass auch Brennstoffzellenfahrzeuge eine bedeutende Rolle im Verkehrssektor der Zukunft spielen werden.

Sie bieten einige wichtige Vorteile gegenüber batteriebetriebenen Fahrzeugen, wie zum Beispiel schnelles Betanken und eine hohe Energiedichte. Diese Eigenschaften machen Brennstoffzellenfahrzeuge zu einer interessanten Alternative, insbesondere im Nutzfahrzeugsektor und wenn hohe Reichweiten von Interesse sind. Allerdings sind derzeit aufgrund der hohen Anschaffungs- und Betriebskosten nur wenige Brennstoffzellenfahrzeuge auf den Straßen zu sehen.

schematische Darstellung eines Auto-Fahrgestells mit Batterie-Ausrüstung

Projektziel

Das Projekt FC-IMPACT zielt darauf ab, die Marktfähigkeit und Attraktivität von Brennstoffzellen-Pkw zu erhöhen, indem die Gesamtenergieeffizienz erhöht, die Haltbarkeit der Brennstoffzellen verlängert und die Kosten für das gesamte Brennstoffzellensystem gesenkt werden.

Das Projektergebnis beschränkt sich nicht nur auf theoretische Ergebnisse: Die Entwicklungen werden in einem Demonstrationsfahrzeug umgesetzt und schließlich über sechs Monate getestet. Dabei konzentriert sich unser Team auf die Entwicklung ausgeklügelter Regelungsstrategien, die neben der Gewährleistung der sicheren Fahrbarkeit insbesondere auf Verbesserungen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs und der Lebensdauer der Brennstoffzelle abzielen.

This project aims to increase the marketability and attractiveness of fuel cell passenger cars by increasing the overall energy efficiency, extending the fuel cell stack durability, and reducing the cost of the complete fuel cell system. The project outcome is not just limited to theoretical results. Developments will be implemented in a demonstrator vehicle and finally tested over six months.

Our team focuses on developing sophisticated control strategies, which consider improving both the fuel efficiency and stack durability besides ensuring the safe drivability of the vehicle.

Regelungsstrategie

Die Regelung des Systems ist in zwei Ebenen unterteilt:

  1. Auf der oberen Ebene ist das Energiemanagementsystem (EMS) dafür verantwortlich, den Leistungsbedarf des Fahrzeugs effizient über die Brennstoffzelle und die Batterie, die zur Deckung dynamischer Leistungsanforderungen benötigt wird, aufzuteilen. Hier wurden vielversprechende Ergebnisse erzielt, indem prädiktive Daten von vorab geplanten Routen einbezogen wurden.
  2. Auf der untere Ebene regelt der Brennstoffzellenregler (fuel cell control unit, FCCU) den Betrieb. Hier wurde ein modellprädiktiver Regler (MPC) entwickelt, der gegenüber einfachen PI-Reglern erhebliche Effizienzsteigerungen bietet. Letztlich wird auch das Zusammenspiel der beiden Regelungsebenen untersucht, um Effizienzpotenziale voll auszuschöpfen.

Videopräsentation

Sind Sie an weiteren Informationen interessiert?

Sehen Sie sich unser Projektvideo zu diesem spannenden Thema an (in englischer Sprache)!

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Video Title: FC-IMPACT - Increasing market penetration of FC cars by efficient system solutions

Veröffentlichung

Du, Zhang Peng, Christoph Steindl, Stefan Jakubek, and Christoph Hametner. "Concentration Estimation for Fuel Cells: Design of Experiments, Nonlinear Identification, and Observer Design with Experimental Validation., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" IEEE Access (2023).

Kooperationspartner

Projektdauer

  • Oktober 2020 - September 2023

Weitere Projekte

Kontakt

Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Stefan Jakubek

E-Mail an Stefan Jakubek senden