Neue Nebenaggregate zur Abschwächung negativer Auswirkungen von Schwerlastern im Leerlauf
Typischerweise befinden sich Schwerlaster etwa acht Stunden täglich im Leerlauf. Die Fahrer verbrauchen hierbei elektrischen Strom für Funktionen wie bspw. die Klimaanlage und Mediendienste. Die Energie hierfür wird über den Leerlauf des Hauptmotors oder über standardmäßige motorbasierte Nebenaggregatsysteme (Auxiliary Power Unit, APU) aufgebracht. Dies gestaltet sich jedoch wenig effizient oder kosteneffektiv und es werden viele Emissionen und Lärm produziert. Die Gesetze der Vereinigten Staaten schränken den Motorleerlauf ein oder verbieten diesen. Es wird sogar ein landesweites Verbot in Erwägung gezogen, eine Maßnahme, die Anti-Leerlauf-Lösungen unweigerlich Auftrieb verleihen würde. Vor diesem Hintergrund zielte das EU-finanzierte Projekt DESTA (Demonstration of 1st European SOFC Truck APU) darauf ab, die Entwicklung von Festoxidbrennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)-APU-Systemen zu beschleunigen. Die Arbeit begann mit der Festlegung der APU-Anforderungen für einen Schwerlaster auf dem amerikanischen Markt. Es wurden sechs APU-Systeme gebaut und umfassend getestet, bevor eine finale Auswahl getroffen wurde. SOFC-Stapel wurden zudem im Hinblick auf Fähigkeiten bezüglich des Wärmekreislaufs, auf die Schwefeltoleranz und auf einen langfristigen Betrieb hin getestet. Die Projektpartner identifizierten und integrierten die vielversprechendsten Ansätze der SOFC-Systeme in das finale SOFC-APU-System. Es wurde eine neue Systemarchitektur erstellt, ein Kontrollsystem entwickelt sowie eine neue Fahrzeugschnittstelle entworfen. Zu den wichtigsten Bestandteilen zählen unter anderem ein DC/DC-Wandler, ein Elektroanschlusskasten, Batterien und ein Batterieladezustandssensor, eine Bedientafel und ein Drahtlosrouter, eine Isolationsüberwachung, ein Keypad sowie eine Fahrzeug-ECU. Darüber hinaus wurden verschiedene Optimierungsaufgaben durchgeführt, um die Systemleistung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu verbessern. Dank DESTA wurde das erste SOFC-APU-System an Bord eines Schwerlasters erfolgreich demonstriert. Die Lösung hat ein erhebliches Kraftstoffeinsparungspotenzial, das zu weniger Kosten und Kohlenstoffdioxidemissionen führen kann. Es werden ebenfalls die Motorbetriebsstunden, die Motorinstandhaltung und die Inspektionskosten gesenkt.
Schlüsselbegriffe
Leerlauf, Schwerlaster, Nebenaggregat, DESTA, Festoxidbrennstoffzelle
