Das Projekt INNBALANCE will die Serienfertigung von Brennstoffzellen durch die gezielte Senkung der Produktionskosten voranbringen und die Gesamteffizienz und Lebensdauer von automobilen Brennstoffzellensystemen erhöhen.

Das von der EU finanzierte Forschungs- und Innovationsvorhaben richtet den Fokus auf die peripheren Komponenten der Brennstoffzelle, die sogenannte „Balance of Plant“. Hierfür entwickelt das Projekt neue Funktionen und Konzepte, z.B. für die Zufuhr von Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelle sowie für das Wärmemanagement und die Funktionsüberwachung des gesamten Brennstoffzellensystems.

Auf dem Weg zur Serientauglichkeit von Wasserstoff-Fahrzeugen erreicht das durch das Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) geförderte Vorhaben INN-BALANCE eine entscheidende Etappe mit dem Test der Komponenten, die für die Balance of Plant (BoP) in automobilen Brennstoffzellensystem im Projekt entwickelt wurden. Die Brennstoffzellenperipherie (BoP) ist für die Funktion des Systems essentiell und umfasst unter anderem die Zufuhr und Zirkulation von Wasserstoff in der Anode, die Luftzufuhr an der Kathode der Brennstoffzelle sowie damit verbundene Kontrollmechanismen und das Wärmemanagement. Das Bestreben der Projektpartner ist es, optimierte BoP-Komponenten auf den Markt zu bringen, die eine höhere Effizienz bei niedrigeren Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffzellensystemen aufweisen. Mit CEVT, dem Innovationszentrum für automobiles Engineering aus dem Hause Geely, bekommt das INN-BALANCE Team einen neuen Partner. CEVT wird die Integration der Komponenten in eine Fahrzeugplattform gewährleisten.

Ausgeweiterter Fahrplan für die Langzeittests der Komponenten beschlossen

Die ersten Tests an den von INN-BALANCE entwickelten Komponenten wurden bereits in den Laboren der jeweiligen Projektpartner durchgeführt. Die aus dieser Phase der einzelnen Komponententests gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für die übergreifenden Tests aller Komponenten im Brennstoffzellen-Prüfstand von PowerCell. Dieser Schritt ist im Besonderen maßgeblich, da er die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems, einschließlich dessen Effizienz und Stabilität, zeigen wird.

“Die Tests ermöglichen uns, auch kleinere Mängel im Design der einzelnen Komponenten und auf Ebene der Systemarchitektur zu ermitteln. Darauf richten wir dann den Fokus bei der Überarbeitung der Komponenten. Denn unser Ziel ist es Brennstoffzellenkomponenten bereitzustellen, die in Sachen Strapazierfähigkeit und Lebensdauer Fahrzeugteilen in herkömmlichen Autos in nichts nachstehen. Mobilität in jeder Hinsicht nachhaltiger zu machen, ist das übergeordnete Ziel von INN-BALANCE“, erläutert der Projektkoordinator Thibaud Mouton.

Um diesen Anspruch zu erfüllen, werden die Partner mehr Zeit für den Test und die Revision der Komponenten einräumen. Das FCH JU gewährte dafür dem Projekt eine Verlängerung der Aktivitäten bis zum Januar 2021.

Die Einführung von FCEVs beschleunigen durch die Bündelung globaler Expertise
Der neue Arbeitsplan ermöglicht auch die tiefergehende Evaluation der unterschiedlichen Optionen für den Einbau der Komponenten im Auto. Deren leichte und platzsparende Montage ist ein zentraler Faktor in der Automobilfertigung, der große Auswirkungen auf die Kosten und Skalierbarkeit der Produktion hat. Die Marktetablierung von Brennstoffzellenfahrzeugen hängt daher wesentlich von Optimierungen in diesem Bereich ab.

Mit dem Einstieg von China Euro Vehicle Technology CEVT in das Projekt im Juli 2019, werden die technischen Kompetenzen des Konsortiums um weltweit anerkannte Expertise in der Fertigung erweitert. CEVT wird die unternehmenseigene Compact Modular Architecture (CMA) zur Verfügung stellen, um den Einbau der INN-BALANCE Komponenten in einem realen Fahrzeug nachzubilden.

„Die Plattform dient schon heute der Fertigung konventioneller Autos und könnte dies in der Zukunft auch für Brennstoffzellenfahrzeuge tun, unter Verwendung der Komponenten von INN-BALANCE“, erklärt Benjamin Harwood, der die INN-BALANCE Aktivitäten bei CEVT leitet. „Bei CEVT freuen wir uns, ein Teil des Projekts zu sein und dazu beizutragen, Standards in der Fertigung von Brennstoffzellenfahrzeugen zu setzen“, fügt er hinzu. Die durch die Simulation in der Fahrzeugplattform gewonnen Erkenntnisse werden den Weg bereiten für die Kommerzialisierung und Verwertung der INN-BALANCE Komponenten in serienreife Produkte.

Der nächste Schritt im Projekt ist, das Design der Komponenten auf Basis der Testergebnisse weiter zu optimieren und die überarbeiteten Teile an PowerCell zu schicken. Der schwedische Brennstoffzellenhersteller wird die Funktionalität und Kompatibilität der Komponenten auf Systemebene in einem Brennstoffzellen-Prüfstand testen. Der Einbau der Komponenten in die CEVT Fahrzeugplattform bildet dann den Abschluss des Projektvorhabens.

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