Die treibende Kraft bei der Entwicklung ist es, die höchstmögliche Leistung bei größtmöglicher Haltbarkeit und Effizienz zu den geringstmöglichen Kosten zu erreichen. Klingt unmöglich? Zumal hinter diesen Zielen komplexe Zusammenhänge stehen.
Sind das Systemkonzept und die Anforderungen an Subsysteme und Komponenten definiert, geht es um Optimierung. Um ein perfekt funktionierendes System zu erhalten, muss man sich neben der Gestaltung des Anoden-/Kathodenflussfeldes auch mit den Kühlkanälen und der Optimierung des Kühlmitteldruckverlustes auf Zell- und Stapelebene befassen. Die Komponenten der Membranelektronenanordnung (MEA) und die Medienverteilungsplatte müssen ebenfalls genauer betrachtet werden.
Auf der Systemebene können dann die Balance-of-Plant-Komponenten (BoP) - Auswahl und Dimensionierung von Verdichter, Befeuchter und Ejektortechnik, die Gesamtauslegung des Kühlsystems und natürlich die Kalibrierung der Regelstrategie - abgestimmt werden.
Leistungsdichte
Erfordert das Anoden- und Kathodenflussfeld, das Kühlsystem, beginnend mit den Kühlkanälen und BoP-Komponenten zu optimieren.
Effizienz
Neben der konzeptionellen Auslegung des Brennstoffzellensystems sind die richtige Auswahl der MEA, die Reduzierung des Druckabfalls im Kühlmittelfluss und die Dimensionierung der BoP-Komponenten entscheidend.
Haltbarkeit
Ein gut gekühltes System, die optimale Medienverteilung und Regelungsstrategie sind ausschlaggebend.
Kosten
Physische Entwicklungsarbeit und Tests erfordern Prototypen, Testumgebungen, Zeit und Arbeitskräfte.
Um das Risiko von Konflikten im Hinblick auf Energiedichte, Wirkungsgrad und Haltbarkeit zu minimieren, können Sie ein Brennstoffzellensystem von Beginn an ganzheitlich entwickeln. Simulation eignet sich insbesondere diese Ziele bereits ab dem ersten Konzept zu berücksichtigen, noch weit bevor es überhaupt einen Prototypen gibt.
Unsere Ein-Plattform-Lösung ermöglicht dabei das ideale Zusammenspiel von 3D-Multi-Physik-CFD und System Simulation. (Mehr erfahren) Sie können die Software von den ersten Entwicklungsschritten über den gesamten V-Prozess hinweg einsetzen. Optimieren Sie Effizienz und Leistung mit Leistungs- und Degradationsmodellen für PEM-Brennstoffzellenstapel. Mit der Option Systemsimulation ist die Entwicklung und Kalibrierung von FCCU-Funktionen in SiL- und HiL-Umgebungen dank der vollen Echtzeitfähigkeit kein Problem.
Skalierbare Simulationslösung
Begleitet Sie im gesamten Entwicklungsprozess der PEM Brennstoffzelle.
Konsistente PEM Brennstoffzellenstapel-Leistungs- und Degradationsmodelle
3D-Multi-Physik-CFD- und Systemsimulationen liefern genaue Informationen über die maßgeblichen Degradationsprozesse im Stack und ermöglichen die Bewertung ihrer Auswirkungen auf die globalen Alterungsmerkmale unter dynamischen Betriebsbedingungen.
Ein-Plattform-Lösung
Erleichtert es Daten zwischen Tools und Teams auszutauschen. Zusätzlich unterstützt durch die gemeinsame grafische Benutzeroberfläche (GUI).
Degradationsmodelle
Unser CFD Tool, AVL FIRE™ M, bietet Ihnen eine Auswahl von Degradationsmodellen:
- Chemisch-kinetische Modelle für den Abbau von Katalysatorschichten
- Chemisch-kinetische Modelle für die Alterung von Membranen (Ionomer)
- Halbphysikalisches mechanisches Degradationsmodell
Komponenten Bibliothek
AVL CRUISE™ M, unsere System Simulationsoftware, stellt Ihnen realitätsgetreue, echtzeitfähige Komponentenmodelle für den Einsatz in den verschiedenen Systemdomänen zur Verfügung.
- Balance-of-Plant
- Kühlsystem
- Elektrisches, thermisches und Kontrollnetzwerk
Balance-of-Plant (BoP) Komponentenmodelle
Damit Sie ein System optimal auslegen können, verfügt CRUISE M über skalierbare BoP-Komponenten wie Kompressor, Befeuchter, Wasserabscheider, Injektor/Ejektor, H2-Tank und viele mehr.
AVL White Paper – Virtual Fuel Cell Performance and Lifetime Optimization - From Component to Vehicle Level
Laden Sie unser White Paper herunter, um herauszufinden, wie AVL eSUITE™ OEMs und Zulieferern hilft, die beste Leistung und längste Lebensdauer dieser sauberen Energiequelle zu erzielen.
Das White Paper ist in englischer Sprache verfasst.
AVL Customer Case Study - Simulation von Brennstoffzellen-systemen ZBT
Bei Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEV) sind die Konfiguration des Brennstoffzellensystems und der Traktionsbatterie sowie das Zusammenspiel der beiden Komponenten in Bezug auf die resultierende Leistung, Effizienz und Reichweite besonders entscheidend.
AVL FIRE™ M kann aufgrund des Umfangs als Allzweck-CFD-Software bezeichnet werden. Sie wird jedoch hauptsächlich für die Entwicklung aller Arten von Antriebssträngen und deren Komponenten eingesetzt.
Die Software ermöglicht es Ihnen, Strömungen, um Fahrzeuge und Objekte oder Wärmeübergänge zwischen beliebigen fluiden und festen Domänen im...
Daten geben einem die Sicherheit zweifelsfrei zu entscheiden, welche Konzepte weiterverfolgt werden. Besonders wichtig ist eine solide Datengrundlage, wenn Mobilitätskonzepte unter gleichzeitiger Berücksichtigung mehrerer Faktoren bewertet werden. Genau dafür steht AVL CRUISE™ M.
It is essential to choose the correct cold-start strategy to successfully start a PEM fuel cell system at sub-zero temperatures.In this free, 60-minute webinar, AVL's Dr Reinhard Tatschl and Dr Christoph Pötsch present a multi-physical system simulat
PEM fuel cells offer one of the most promising technology paths towards emission-free mobility.
Performance optimization, increased lifetime and cost reduction are the main drivers behind current PEM fuel cell research and development activities.
The automotive industry is undergoing the biggest transformation in its history. Electrified powertrain technologies are becoming indispensable as the automotive industry seeks to reduce emissions as much as possible.
AVL offers tailored simulation solutions to support engineering tasks during the fuel cell development process to achieve a short time to market.
Optimize performance and lifetime of PEM fuel cells while minimizing costs