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Auszeichnung

Brennstoffzellenfahrzeug sicher mit Wasserstoff betanken

| Redakteur: Linda Kuhn

David Wenger (li.) gratuliert seinem Mitarbeiter Manfred Greisel zum Gewinn des SAE Awards in Washington.
David Wenger (li.) gratuliert seinem Mitarbeiter Manfred Greisel zum Gewinn des SAE Awards in Washington. (Bild: Wenger Engineering)

Die Society of Automotive Engineers (SAE) zeichnete Wenger Engineering mit dem Ralph H. Automotive Safety Engineering Award aus. Das Ulmer Unternehmen stellte Leistungsparameter auf, um Brennstoffzellenfahrzeuge sicher mit Wasserstoff zu betanken. Vergeben wurde der Preis beim diesjährigen Branchentreff der US-Automobilindustrie in Washington.

Wenger-Projektleiter Manfred Greisel hatte maßgeblich bei der Definition der Leistungsparameter mitgewirkt, die wichtig sind, um ein Brennstoffzellenfahrzeug sicher mit Wasserstoff zu betanken. Das Papier definiert einen einheitlichen Standard und wird voraussichtlich Grundlage für künftige, internationale Normen, womit die Automobilhersteller Planungssicherheit gewinnen. Jesse Schneider (BMW) und Manfred Greisel koordinierten mehr als zehn Ingenieure, um das SAE World Congress Technical Paper on Hydrogen Fueling zu verfassen. Das ausgezeichnete Papier trägt den Titel „Validation and Sensitivity Studies for SAE J2601, the Light Duty Vehicle Hydrogen Fueling Standard”. Die Autoren definieren darin den Standard für Wasserstofftankstellen, SAE J2601, der für PKW und leichte Nutzfahrzeuge bis 4500 Kilogramm Gewicht gilt.

Drei bis fünf Minuten zum Tanken

„Endkunden sollen bei der Brennstoffzellen-Technologie genauso sicher und schnell tanken können, wie sie es bislang gewohnt sind“, benennt David Wenger den Ausgangspunkt des Simulationsauftrags. Gradmesser der Ingenieure war daher der Tankvorgang mit fossilen Brennstoffen. Dieser dauert in der Regel drei bis fünf Minuten. Die Ingenieure peilten für diesen Zeitraum die Wasserstoffmenge für eine kundenfreundliche Reichweite von 500 Kilometern an. Ziel war es, soviel Wasserstoff in so kurzer Zeit wie möglich unter Einhaltung aller Sicherheitslimits von Druck, Temperatur und Dichte in den Tank zu füllen. Der Standard SAE J2601 erreicht die Sicherheits- und Leistungsziele unter allen Praxisbedingungen. Er stellt die Empfehlung für die kommende internationale Norm ISO TS 19880-1 sowie den künftigen nordamerikanischen Standard CSA 4.3 dar.

Schnellbetanken bei minus 40 Grad

Um eine kundenfreundliche Reichweite zu garantieren, muss der Wasserstoff im Tank des Fahrzeugs mit 70 MPa (H70) beziehungsweise 700 bar komprimiert werden. Die Geschwindigkeit der Wasserstoffzufuhr ist an die Kühlfähigkeit der Zapfanlage geknüpft, um die Kompressionswärme auszugleichen. Nach den Forschungsergebnissen ermöglicht eine H70-T40-Zapfapparatur das Schnellbetanken, indem sie Wasserstoff bei minus 40 Grad Celsius in den Fahrzeugtank fördert.

Das nun ausgezeichnete technische Papier SAE 2014-01-1990 ist das Resultat aus zehn Jahren Laboruntersuchungen, Extremfall-Simulationen, Sensitivitätsstudien und Feldversuchen unter realistischen Bedingungen auf drei Kontinenten. Neben Ingenieuren von Thermodynamik- und CFD-Simulations-Spezialist Wenger Engineering waren Ingenieure von BMW, Daimler, Ford, Honda, Toyota, Hyundai, Powertech, Opel und anderen beteiligt. Zum ersten Mal haben mehrere Automobilhersteller bei diesem Thema zusammengearbeitet.

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