Experimentelle Modellbildung des dynamischen Verhaltens für ein Teilsystem der Luftversorgung eines PEM-Brennstoffzellensystems mit Hilfe der System Identification Toolbox von Matlab
Studienarbeit

Die Professur Alternative Fahrzeugantriebe (ALF) betreibt Forschung im Bereich der Elektro­mobilität mit dem Schwerpunkt auf Brennstoffzellenantrieben. Besonders bei Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen spielt die richtige Temperierung für die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Systems eine große Rolle. Deshalb sind genaue Kenntnisse über das thermische Verhalten der Systemkomponenten, insbesondere bei der Startphase, von zentraler Bedeutung. Zu diesem Zweck wurde ein thermischer Charakterisierungsprüfstand entwickelt, der die thermische Charakterisierung von Brennstoffzellenkomponenten ermöglicht.

Im Rahmen dieser studentischen Arbeit soll deshalb eine Fehlerrechnung bei den unterschiedlichen Betriebsbedingungen durchgeführt und die Einflüsse qualitativ bewertet werden. Dazu sind zunächst die Grundlagen zu den entsprechenden Messprinzipien, physikalischen Effekten und zur Fehlerfortpflanzung zu erarbeiten. Anschließend soll ein Programm in Matlab zur Fehlerrechnung für den resultierenden Wärmestrom erstellt werden. Auf Basis von Vorüberlegungen sollen Versuche geplant und durchgeführt werden, die die Bestimmung der Fehlereinflüsse zum Ziel haben und die Datengrundlage für die Fehlerrechnung in Matlab bilden. In einer abschließenden Diskussion sollen die Fehlereinflüsse qualitativ bewertet werden.

Schwerpunkte der Arbeit:

·         Zusammenstellung der wichtigsten Grundlagen zu/zur

o   Fehlerrechnung/-fortpflanzung

o   Messprinzipien

o   Physikalische Grundlagen (Druckabfall, Wärme- und Stoffübertragung, Zustandsgrößen feuchter Luft)

·         Erstellung eines Matlab-Programms zur Berechnung der Fehlerkette und physikalischer Einflussgrößen

·         Planung und Durchführungen von Messungen zur Bestimmung der Fehlereinflussgrößen

·         Qualitative Bewertung der Fehlereinflüsse