Ballards XcellsisTM HY-80 Brennstoffzellensystem
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Ballards XcellsisTM HY-80 Brennstoffzellensystem
Das XcellsisTM HY-80 Brennstoffzellensystem versorgt Elektrofahrzeuge durch die kontrollierte Reaktion von Wasserstoff und Luftsauerstoff mit Strom. Dies ermöglicht Fahrzeugherstellern, Null-Emissions-Fahrzeuge zu entwickeln.
Abb. 1: Ballard Mark 902
Quelle: MAN
Das Mark 902 Brennstoffzellenmodul bildet das Herzstück des Brennstoffzellensystems.
Eine herausragende Eigenschaft des Mark 902, der speziell für den Einsatz in Fahrzeugen
entwickelt wurde, besteht in seiner hohen Leistungsdichte von 85 Kilowatt Nennleistung im
Dauerbetrieb bei nur 76 Liter Volumen. Das Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM)
Brennstoffzellenmodul erzeugt aus den Reaktionsgasen bei etwa 80° Celsius mit sehr hohem
Wirkungsgrad elektrischen Strom.
Das Brennstoffzellensystem regelt die Versorgung des Brennstoffzellenmoduls mit
Wasserstoff und Sauerstoff in der richtigen Dosierung, mit dem geeigneten Druck und
Feuchtigkeit. Das Xcellsis HY-80 Brennstoffzellensystem wird mit gasförmigem Wasserstoff
betrieben. Bevor der Wasserstoff zur Brennstoffzellenmembran gelangt, wird er in einem
Kontaktbefeuchter befeuchtet und auf einen Überdruck von 1 bis 2 bar angepasst. Dies ist
das gleiche Druckniveau, mit dem auch der komprimierte und befeuchtete Sauerstoff aus der
Umgebungsluft auf der anderen Seite der Membran in die Brennstoffzelle eingeführt wird.
Nicht benötigter Wasserstoff wird in einem Kreislauf rezirkuliert und dem
Brennstoffzellenstack erneut zugeführt.
Das XcellsisTM HY-80 Brennstoffzellensystem erzeugt in einem Bereich von 250
bis 450 Volt bis zu 68 Kilowatt an ungeregeltem Gleichstrom. Es hat ein Gesamtvolumen von
etwa 220 Litern und wiegt etwa 220 Kilogramm. Das System verfügt über eine sehr hohe
Dynamik und kann die Leistung in weniger als einer Sekunde von 0 auf 90% steigern.
Die Power Distribution Unit (PDU) verteilt den Strom, der von dem Brennstoffzellenmodul
erzeugt wird und begrenzt die Spannung auf den Toleranzbereich des Elektrofahrmotors, des
System-Kompressors und der Kühlpumpe.
Weitere Komponenten des Brennstoffzellensystems sind der systeminterne Kühlkreislauf,
verschiedene Sensoren sowie eine Kontrolleinheit, die das Gesamt-Brennstoffzellensystem
mit einer von Ballard entwickelten Software regelt und überwacht.
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