Aufbau, Test und Simulation einer Luftversorgung für ein Brennstoffzellensystem
master's thesis

Die Professur Alternative Fahrzeugantriebe (ALF) betreibt Forschung im Bereich der Elektromobilität mit dem Schwerpunkt auf Brennstoffzellenantrieben. Für ein Laborsystem mit einer
Nennleistung von 5kW soll eine Luftversorgung aufgebaut, getestet und simuliert werden.
Ausgehend von einem vorgegebenen Luftverdichter soll ein Testaufbau aufgebaut werden,
der es ermöglicht, das Kennfeld des Luftverdichters zu vermessen (Luftmassenstrom in
Abhängigkeit vom Druck, Temperaturerhöhung, elektrische Leistungsaufnahme).
Für den Luftverdichter ist in Matlab/Simulink ein Modell zu entwickeln und mit den Messdaten
aus der Vermessung des Verdichters zu validieren.
Schwerpunkte der Arbeit:

• Recherche zu Modellierung und Simulation von Luftverdichtern (Radial-, Seitenkanalverdichter)
• Planung Aufbau des Versuchsaufbauten (Auslegung und Recherche erforderlicher Komponenten, Konstruktion, Zusammenbau, Automatisierung/Messtechnik)
• Vermessung des Luftverdichters (Erstellen eines Messplans, Durchführung der Messung, Messdatenaufbereitung)
• Modellierung des Luftverdichters und Validierung mittels der Messwerte; das Modell muss folgende Eigenschaften abbilden:
• Zusammenhang von Volumenstrom, Druck und Drehzahl
• Erwärmung der Luft und Änderung der relativen Luftfeuchte durch die Kompression
• Leistungsaufnahme und Wirkungsgrad als Funktion der Drehzahl
• Abbildung des dynamischen Verhaltens (Trägheit des Verdichters beim Anlauf durch die Massenträgheit des Rotors)