Engineering

PEM Systementwicklung

Alle Kernfaktoren in perfekter Balance

Als Branchenführer entwickeln wir für Sie Hochleistungs-Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen-Systeme (PEM) für Pkws, Nutzfahrzeuge, die Schifffahrt, die Schiene und die Luftfahrt.

PEM System Development

Bei der Entwicklung von PEM-Systemen dreht sich alles um Leistungsdichte, Effizienz, Kosten und Haltbarkeit. Diese vier Kernfaktoren balancieren wir für Sie optimal aus oder wir nehmen einzelne Optimierungen vor – ganz nach Ihren Zielanforderungen. Beispielsweise erhöhen wir die Leistungsdichte Ihres PEM-Systems, um hohe Antriebsleistungen in beschränkten Bauräumen unterzubringen – bei Systemleistungsdichte sind wir aktuell Marktführer.

Unsere Leistungen reichen von der Beratung über die „schlüsselfertige“ Entwicklung inklusive Definition der Systemanforderungen für den Antriebsstrang bis hin zur Produktionsreife und sogar, wenn Sie wünschen, bis zur Planung von Fabriken. Den Weg zum sicheren Produktionsstart können wir mit unserer eigenen leistungsstarken Testinfrastruktur unterstützen – bis in den Megawattbereich.

Wir sind Ihr unabhängiger, technologieneutraler PEM-Systempartner. Das heißt: Stacks und Einzelkomponenten können Sie von jedem beliebigen Hersteller der Welt beziehen. Im Rahmen der Entwicklung und Auslegung beraten wir Sie gerne bei der Auswahl des geeigneten Lieferanten.

Bei der PEM-Systementwicklung geht es letztlich immer um erschwingliche, marktattraktive Mobilität in Anwendungen, die batterieelektrisch schwer darstellbar sind. Hier sehen sich Automobilhersteller und Zulieferer einer Kernherausforderung gegenüber: die technische Machbarkeit mit Marktanforderungen und Kosteneffizienz in Einklang zu bringen. Hinzu kommen anwendungsspezifische Hürden, die zu überwinden sind.

Vor allem bei Nutzfahrzeugen steht das Thema Gesamtbetriebskosten („total cost of ownership“, TCO) stark im Vordergrund. Sie brauchen hier eine dauerhaltbare Lösung, deren Packaging sich Ihrem Bauraum anpasst und die eine möglichst hohe Effizienz aufweist.
Nehmen Sie als Beispiel die Königsdisziplin der PEM-Systementwicklung: den 40-Tonner. Dieser erreicht schon bei zwei Prozent Steigung die Volllast, was zu einem konstant hohen Wärmeniveau führt. Hinzu kommen die sehr enge Bauweise und der dominante Kraftstoffverbrauch dieses Lkw-Giganten. Ganz zu schweigen von der immensen Investition. Und selbstverständlich soll auch die Lkw-übliche Lebensdauer von 1,5 Millionen Kilometer gewährleistet sein.

Bei den technologischen Herausforderungen stehen Leistungsdichte und Kühlung an erster Stelle. Ein normaler Verbrenner führt einen großen Prozentsatz der Wärme in Form von Abgas an die Umwelt ab; bei einem Brennstoffzellensystem mit vergleichbarer Leistung geht die komplette Abwärme ins Kühlmittel. Um hier die Wärme abzuführen, wird theoretisch ca. das 1,8-fache der Fläche benötigt – aber gerade diese ist bei Nutzfahrzeugen begrenzt.
Darüber hinaus spielen die Hardwarekosten eine gewichtige Rolle: Bei einer noch nicht voll industrialisierten Technologie wie PEM werden gegenwärtig noch keine hohen Stückzahlen erreicht, die die Kosten dämpfen könnten.

Was Sie in diesem Umfeld benötigen, sind Lösungen, bei denen Technik und marktwirtschaftliche Betrachtung Hand in Hand gehen. Und einen Entwicklungspartner mit dem Know-how, der Entwicklungs- und Testumgebung sowie dem IT-Portfolio, der Sie selbst bei komplexesten PEM-Projekten bis zur erfolgversprechenden Marktreife begleitet.
 

Key Tech4EV
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Mit uns als Partner meistern Sie alle Herausforderungen in der PEM-Systementwicklung.
Als Experten für PEM-Systemleistungsdichte maximieren wir für Sie die Leistungsdichte Ihrer PEM-Systeme bei geringem Gewicht, was sich auch positiv auf den Formfaktor auswirkt. Außerdem optimieren wir den Wirkungsgrad auf Systemebene – und damit anwendungsspezifisch die Effizienz.

Was die Kostenseite betrifft, sorgen wir dafür, dass wir jede technisch machbare Lösung auf einen für Sie wertschöpfenden Business Case hin feinabstimmen. Dafür betrachten wir die globale Lieferkette und leisten Production Engineering. Das heißt: Wir begleiten Ihre Entwicklungsprojekte in Richtung Industrialisierung. Dabei legen wir Wert auf Aspekte wie Montierbarkeit, Prozessoptimierung und Fabrikgestaltung.

Bei all dem ist unsere Erfahrung aus Brennstoffzellen-Industrialisierungsprojekten für Sie von großem Nutzen. Gerne begleiten wir auch Entwicklungsprozesse bei Ihnen vor Ort. Und wir halten eine umfassende Testinfrastruktur für die produktionsreife Entwicklung Ihrer PEM-Systeme bereit. Dabei sind wir voll vertikal und horizontal integriert: Wir bieten alle Dienstleistungen an, die Sie brauchen.

Wettbewerbsvorteil Technologie

Mit unserer Unterstützung bekommen Sie ein PEM-Brennstoffzellensystem mit marktführenden Schlüsselkriterien der Performance: Leistungsdichte, Effizienz, Dauerhaltbarkeit. Hier haben wir die richtigen technischen Lösungen für Sie, ob auf Stack-Ebene oder bei der Systemintegration.

Reduziertes Risiko

Technischen, wirtschaftlichen und zeitlichen Risiken begegnen wir mit unserem speziellen Entwicklungsprozess, der auf Frontloading durch Simulation setzt. So können Sie schon in frühen Phasen Risiken effizient abschätzen und minimieren.

Schneller zur Marktreife

Wir stellen Ihnen die Experten für PEM-System und -Stack bereit, die gemeinsam mit Ihnen die bestmögliche Lösung erarbeiten. Auf diese Weise optimieren wir Ihre Entwicklungszeit und minimieren Ihr Risiko.

Methoden- und Brennstoffzellen-Know-how

Wir leisten eine vollumfängliche Entwicklung mit präzisen Simulationen, die wichtige Prozessschritte zeitlich nach vorne verlagern. So, wie Sie es von uns aus dem klassischen oder hybriden Motorenbereich kennen.
Wir wissen, wie man einen Test- und Absicherungsplan (DVP) aussteuert. Und kombinieren dieses Wissen mit dem Brennstoffzellen-Know-how, das wir bei uns im Unternehmen verankert haben. Unseren langjährigen Erfahrungsschatz in den klassischen Disziplinen wie Elektrik und Elektronik (E/E), Systementwicklung, Design und Konstruktion wenden wir nun auf Ihre PEM-Brennstoffzelle an.
Zur Verdeutlichung: Bei einer PEM-Systementwicklung entfallen nur ca. 12 bis 14 Prozent der Gesamtaufwendung auf unsere Fachabteilung. Den Rest machen klassische Disziplinen aus, bei denen wir das vorhandene Wissen aus Motorraum-Packaging, Validierung usw. für die Brennstoffzelle nutzbar machen.

Brennstoffzellen-Systemdesign

Das Systemdesign ist der maßgebende Erfolgsfaktor für hohe Leistungsdichten. Um eine möglichst kompakte Umsetzung zu erzielen, legen wir unseren Fokus auf die Schnittstellen zwischen Stack und Komponenten.

Steuerungssoftware

Für die Systemsteuerung entwickeln wir produktionsreife, modulare Software für den Betrieb mit implementierter Diagnose, Prozessen und Sicherheitsfunktionen.

Validierung und Testen

Wir validieren und verifizieren Ihr PEM-System bis hin zur Freigabeempfehlung für die Serie. Dafür haben wir die bewährte Methodik (DVP) und auch die Testausstattung in unseren Testzentren. Ganz so, wie Sie es aus dem klassischen Motorenbereich gewohnt sind.

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