Beitrag zum Energiemanagement eines Fahrzeug-Brennstoffzellen-Systems

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde das Energiemanagement eines Fahrzeug-Brennstoffzellen-Systems untersucht. Die Grundlage der Untersuchung stellt die Betrachtung der einzelnen Komponenten eines Brennstoffzellen-Fahrzeuges dar. Zu diesen gehören unter anderem die Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle und die benötigten Energiespeicher. Für die ganzheitliche Betrachtung wurde eine ebenenbasierte Modellierung zur Abbildung eines Fuel Cell Electric Vehicle (kurz: FCEV) durchgeführt. Die Ebenen umfassen sowohl die Zell-, Stack, als auch Gesamtfahrzeug-Ebene. Mit Hilfe dieser Untergliederung wurden die notwendigen Einflussfaktoren und Übergabeparameter zwischen den einzelnen Ebenen identifiziert. Als Ergebnis wurde ein allgemeingültiges Simulationsmodell in der Simulationsumgebung Matlab / Simulink zur Untersuchung variabler Energiespeicher und variierender Brennstoffzelle generiert. Dieses Modell kann zukünftig für die optimale Auslegung eines FCEV, je nach Anwendungsfall und Energiespeicher, angewendet werden.

In this dissertation, the energy management of a vehicle fuel cell system was investigated. The basis of the investigation is the consideration of the individual components of a fuel cell vehicle. These include the polymer electrolyte membrane fuel cell and the required energy storage devices. For the holistic view, a level-based modeling was carried out to describe a Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV). The levels include the cell level, the stack level and the overall vehicle level. With the help of this subdivision, the necessary influencing factors and transfer parameters between the individual levels were identified. As a result, a generic simulation model was generated in the Matlab / Simulink simulation environment for the investigation of variable energy storage and varying fuel cell. This model can be used in the future for the optimal design of an FCEV, depending on the application and energy storage.