Turbo Kompressoren für Brennstoffzellenfahrzeuge

20. September 2016

Das Schweizer Brennstoffzellenunternehmen Swiss Hydrogen setzt bereits einen ölfreien luftgelagerten Turbo Kompressor CT-17-1000.GB mit Umrichter CC-120-1000 von Celeroton zur Luftversorgung eines 10 kW Brennstoffzellen-Range Extenders in einem Fiat 500 ein.

Swiss Hydrogen, ein Schweizer Anbieter von mobilen und stationären Brennstoffzellensystemen, hat im Jahr 2008 die Entwicklung eines hocheffizienten Brennstoffzellensystems auf Basis von Wasserstoff und reinem Sauerstoff (H2/O2 Brennstoffzelle) angestossen, gefolgt von einem Wasserstoff-Luft Brennstoffzellensystem, unter dem Namen Belenos. Als im Jahr 2013 die ersten Prototypen einsatzbereit waren, stand die Frage der Luftversorgung noch im Raum. In Prototypensystemen im Labor kann auf grosse und schwere Kompressoren zurückgegriffen werden. Im Fiat 500, den Swiss Hydrogen mit einer Brennstoffzelle ausgerüstet hat, ist das Platzangebot jedoch noch limitierter als in üblichen Fahrzeugen.

Daraus resultierte die Anforderung, dass das Gebläse für die Luftversorgung sehr kompakt sein muss. Gleichzeitig müssen hohe Drücke erreicht werden – dies erhöht die Leistungsdichte der Brennstoffzelle und ermöglicht damit die Reduktion der Grösse und der Kosten des Brennstoffzellen-Stacks. Eine weitere, logische Anforderung ist die möglichst hohe Effizienz des Kompressors, da die von der Brennstoffzelle erzeugte Energie schlussendlich im Antriebsstrang ankommen und nicht durch ineffiziente Zusatzsysteme wie den Kompressor verschwendet werden sollte.

Fiat 500

Abbildung 1: Fiat 500 mit Brennstoffzelle


Im Jahre 2011 ist daher Swiss Hydrogen auf Celeroton und ihre hocheffizienten Turbo Kompressoren aufmerksam geworden, welche sich durch hohe Ausgangsdrücke bei tiefer Eingangsleitung auszeichnen. Bei ersten Tests mit kugelgelagerten Turbo Kompressoren konnte die Leistungsdichte des Brennstoffzellenstacks um 20-30% gesteigert werden verglichen mit konventionellen Gebläsen. Zusätzlich konnte das elektrische Teilsystem der Brennstoffzelle vereinfacht werden, da Celeroton nicht nur den Turbo Kompressor, sondern auch den Umrichter zur Ansteuerung des Kompressors anbietet. Der Umrichter ist mit zwei unterschiedlichen Spannungseingängen ausgestattet, was es Swiss Hydrogen erlaubt, auf einen DC/DC Konverter zu verzichten – das spart zusätzlichen Platz und Kosten.

In der Zwischenzeit konnte ein luftgelagerter Turbo Kompressor CT-17-1000.GB zusammen mit einem Umrichter CC-120-1000 im Fahrzeug in Betrieb genommen werden. Bis Stand heute wurden mit dem umgebauten Fiat 500 und dem luftgelagerten Celeroton Turbo Kompressor mehr als 2‘000 Testkilometer auf der Strasse gefahren.

Eingebauter Celeroton Turbo Kompressor

Abbildung 2: Eingebauter Celeroton Turbo Kompressor mit Luftlagerung

Herr Alexandre Closset, CEO von Swiss Hydrogen, führt aus: „Die luftgelagerten Turbo Kompressoren von Celeroton sind in ihrer Gewichts- und Leistungsklasse sowie dem hohen Ausgangsdruck und der Effizienz weltweit einzigartig. Weiter bietet Celeroton auch die Steuerung der Kompressoren aus einer Hand an, was zusätzliche Schnittstellen und damit auch Kosten einspart. Zusammenfassend kann von einer sehr zufriedenstellenden und erfolgreichen Zusammenarbeit gesprochen werden, welcher wir mit Freude auch in Zukunft entgegenschauen.“

Haben Sie auch eine Applikation im Brennstoffzellenbereich, in welcher Sie die luftgelagerten Turbo Kompressoren von Celeroton verwenden können? Gerne beraten wir Sie im persönlichen Gespräch. Kontaktieren Sie uns unter infocelerotoncom oder Telefon +41 44 250 52 20.

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