Die CO2-Emissionen im Schwerlastverkehr müssen zukünftig deutlich reduziert werden. Batteriebasierte Lösungen kämpfen hier mit Nachteilen bei Reichweite, Gewicht und Ladezeiten, was vor allem für den Fernverkehr relevant ist. Hier bietet sich die Elektrifizierung von Lkw mittels Brennstoffzellensystemen an.
Im kürzlich gestarteten Forschungsprojekt MUltiSystemControL - MUSCL entwickelt das ZBT gemeinsam mit dem Institut für Regelungstechnik der RWTH Aachen und dem Automobilzulieferer Mahle eine modellbasierte Betriebsstrategie für Brennstoffzellen-Lastkraftwagen im Schwerlastverkehr.
Das Projekt zielt darauf ab, eine effiziente und innovative Betriebsstrategie für Brennstoffzellen-Lastkraftwagen im Fernverkehr zu entwickeln und experimentell zu erproben. Die Strategie soll sowohl den Energiebedarf minimieren als auch die Lebensdauer der Brennstoffzellen maximieren, um eine nachhaltige und zuverlässige Alternative zu dieselmotorischen Antrieben zu schaffen.
In der ersten Phase wird eine Nullversion sämtlicher Teilmodelle der Simulation erstellt. Dies umfasst die Brennstoffzelle, das Brennstoffzellensystem, das Gesamtsystem sowie die Regelungsstrategie.
Anschließend wird in Phase 2 die Simulation an das Brennstoffzellensystem von Mahle angepasst, um einen digitalen Zwilling zu erstellen. Dabei werden umfangreiche Messungen an dem realen System durchgeführt, um die Simulation zu validieren.
In der dritten Phase soll basierend auf der entwickelten Simulation eine Betriebsstrategie entwickelt und implementiert werden, die darauf abzielt, die Effizienz des Brennstoffzellenbetriebs zu maximieren und die Lebensdauer der Brennstoffzellen zu verlängern.
Die Zusammenarbeit der Partner ermöglicht eine ganzheitliche Herangehensweise, beginnend mit der Simulation und Anpassung an reale Systeme bis hin zur Entwicklung und Erprobung einer effizienten Betriebsstrategie. Durch die Zusammenführung von Fachexpertise und Erfahrung aus Industrie und Forschung soll das Projekt dazu beitragen, den Einsatz von Brennstoffzellen im Schwerlastverkehr voranzutreiben und die Entwicklung umweltfreundlicherer Transportlösungen zu unterstützen.
Abteilung Brennstoffzellensysteme
Projektpartner:
- MAHLE: International führender Entwicklungspartner und Zulieferer der Automobilindustrie, spezialisiert auf Antriebstechnologie und Thermomanagement
zum Bereich Forschung & Entwicklung auf der Mahle-Website - Institut für Regelungstechnik (IRT) der RWTH Aachen: Forscht an modellbasierten prädiktiven Regelungen für komplexe, nichtlineare dynamische Systeme sowie an optimalen Betriebsstrategien für hybrid-elektrische Antriebsstränge
zum Thema Wasserstofftechnologien auf der IRT-Website
Projektlaufzeit und Finanzierung:
Das Projekt wird durch das BMWK unterstützt und hat eine Laufzeit von 36 Monaten.
