Hybride Brennstoffzellenantriebe für mobile Arbeitsmaschinen, Teilvorhaben: Tanksystem

Description: Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Anwendung eines Model-Based Systems Engineering (MBSE)-Systemmodells zum Zweck der Neu- oder Umrüstungsentwicklung von wirtschaftlich konkurrenzfähigen Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieben (H2-BZ-Antrieb) für mobile Arbeitsmaschinen. Hybride H2-BZAntriebe für mobile Arbeitsmaschinen stoßen in der im Projekt angestrebten technischen Umsetzung im Betrieb lokal keine Luftschadstoffe und Treibhausgase aus und ermöglichen bei der Verwendung von grünem Wasserstoff Emissionsfreiheit. Die unmittelbare Verringerung von Luftschadstoff- und Treibhausgasemissionen gegenüber Dieselmotorantrieben adressiert die Klimaschutzziele der Bundesregierung, die im Klimaschutzplan festgelegt wurden. Mit Hilfe des MBSE werden die technische (Robustheit, Dynamik, Sicherheit, Betriebsführung) und technoökonomische (Lebenszykluskosten, Umfelddynamik) Sichtweise auf hybride H2-BZ-Antriebe in einem Systemmodell verknüpft. So werden technische Anforderungen erfüllt und die Systemkomplexität handhabbar. Die Sichtweisen werden durch geeignete domänenübergreifende Teilmodelle repräsentiert. Das MBSE schafft eine einheitliche Datengrundlage (single source of truth), formale Modellspezifikationen (Modellontologien) und Modellierungssprache (SysML). Die Komplexität wird handhabbar, die Modelldokumentation systematisch und transparent, was den Wissensaustausch begünstigt. Im Projekt wird dieser systemanalytische Ansatz angewendet und für FuE von H2-BZ-Antrieben weiterentwickelt. Damit trägt das Projekt weiterhin zum Ziel der Entwicklung systemanalytischer Werkzeuge mit fachdisziplinübergreifender Beteiligung im 7. EfP bei. Die methodische Entwicklung wird im Projekt dazu verwendet, einen hybriden H2-BZ-Antrieb für eine Materialumschlagmaschine zu entwickeln und zu integrieren. Mit der Erprobung im realen Einsatz soll eine TRL-Erhöhung von 6 auf 7 erfolgen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Grüner Wasserstoff ? Brennstoffzellenantrieb ? Emissionsfreiheit ? Treibhausgasminderung ? Luftschadstoff ? Lebenszykluskosten ? Klimaziel ? Klimaschutzplan ? Treibhausgas ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• E-Cap Mobility GmbH (Mitwirkende)
• Linde GmbH (Mitwirkende)
• PTEC - Pressure Technology GmbH (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-08-01 - 2025-07-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Tank system
  Description: The aim of the project is the development and application of a Model-Based Systems Engineering (MBSE) system model for the purpose of new or retrofit development of economically competitive hydrogen fuel cell drives (H2 FC drive) for mobile machinery. In the technical implementation envisaged in the project, hybrid H2 fuel cell drives for mobile machinery emit no air pollutants or greenhouse gases locally during operation and enable zero emissions when green hydrogen is used. The direct reduction of air pollutant and greenhouse gas emissions compared to diesel engine drives addresses the climate protection goals of the German government, which were defined in the climate protection plan. With the help of MBSE, the technical (robustness, dynamics, safety, operational management) and techno-economic (life cycle costs, environmental dynamics) perspectives on hybrid H2 FC drives are combined in a system model. Thus, technical requirements are met and system complexity is manageable. The views are represented by suitable cross-domain submodels. MBSE creates a uniform data basis (single source of truth), formal model specifications (model ontologies) and modeling language (SysML). The complexity becomes manageable, the model documentation systematic and transparent, which favors knowledge exchange. In the project, this system analytical approach is applied and further developed for R&D of H2 FC drives. Thus, the project continues to contribute to the goal of developing systems analytical tools with cross-disciplinary participation in the 7th EfP. The methodological development will be used in the project to develop and integrate a hybrid H2 FC drive for a material handling machine. With testing in real-world applications, a TRL increase from 6 to 7 is expected. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1121538

Status

Aktiv

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