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Hinter den Kulissen der Brennstoffzellen-Mobilität

Elektromobilität hat viele Facetten, Wasserstoff gehört dazu

Das Potenzial der Brennstoffzellentechnologie und von Wasserstoff als Energiespeicher stehen außer Frage. Bei der Diskussion, wie die weltweiten Klimaziele erreicht werden können, spielt Wasserstoff eine große Rolle.

Er ist eine der Möglichkeiten, das Kraftstoffangebot im Verkehrssektor klimafreundlich zu erweitern: Denn insbesondere mithilfe von Wasserstoff, der mit erneuerbarer Energie erzeugt wird, lassen sich klimaschädliche CO2‑Emissionen deutlich senken. Der Betrieb eines wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellenfahrzeugs verursacht weder lokale Schadstoffe noch Kohlendioxid (CO2)-Emissionen.

Mit einem stetig wachsenden Anteil erneuerbarer Energien wird Wasserstoff eine zunehmend wichtige Rolle für das Gesamtenergiesystem spielen und damit auch für den Mobilitätsbereich zunehmend attraktiver. Neben dem aktuellen Fokus bei großen Fahrzeugvolumina zunächst auf die Batterietechnologie und den Roll-out der Modelloffensive im Rahmen der Marke EQ verfolgt die Daimler AG ihre Aktivitäten im Bereich der Brennstoffzellentechnologie weiter.

Das Vorserienmodell des GLC F-CELL ist nach der Markteinführung der mittlerweile bereits vierten Generation des batterieelektrischen smart ein weiterer Meilenstein der Daimler AG auf dem Weg zum emissionsfreien Fahren und untermauert das langjährige Engagement des Unternehmens auf dem Technologiefeld.

„Unsere langjährige Erfahrung bei der Brennstoffzellentechnologie zahlt sich beim neuen GLC F-CELL voll aus: Die hohe elektrische Reichweite, kurze Betankungszeiten und die Alltagstauglichkeit eines SUVs werden ihn zum perfekten Begleiter machen“, betont Ola Källenius, Vorstandsmitglied der Daimler AG, verantwortlich für Konzernforschung & Mercedes-Benz Cars Entwicklung. „Möglich wird das erst durch die kompakte Bauweise unseres Brennstoffzellensystems. Ebenfalls eine echte Weltpremiere ist die Kombination mit einer großen zusätzlichen Lithium-Ionen-Batterie, die sich bequem per Plug-in-Technologie aufladen lässt.“

„Die Brennstoffzellentechnologie ist integraler Bestandteil unserer Antriebsstrategie“, ergänzt Professor Christian Mohrdieck, Leiter des Bereichs Antriebsentwicklung Brennstoffzellensystem im Ressort Konzernforschung und Entwicklung Mercedes-Benz Cars bei Daimler. „Die Vorteile liegen für uns klar auf der Hand: Null Emissionen, hohe Reichweiten und kurze Betankungszeiten sowie ein breites Einsatzspektrum vom Pkw bis zu Bussen, anderen großen Nutzfahrzeugen und nicht zuletzt auch für stationäre Anwendungen.“

Das Vorserienmodell GLC F-CELL

Daimler hat bereits über mehrere Fahrzeuggenerationen hinweg Erfahrungen mit wasserstoffbetriebenen Elektrofahrzeugen gesammelt und Millionen von Testkilometern rund um den Globus absolviert. Mit den Vorserienfahrzeugen des neuen GLC F-CELL kommt weltweit erstmalig in einem Elektromobil mit Brennstoffzelle eine Lithium-Ionen-Batterie als zusätzliche Energiequelle zum Einsatz, die extern, via Plug-in-Technologie, geladen werden kann.

In einem intelligenten Zusammenspiel treiben die beiden Energiequellen den Elektromotor an und bieten lokal emissionsfreies Fahrvergnügen. Die hohe Reichweite, kurze Betankungszeiten, eine Leistung von 147 kW (200 PS) und die neueste Generation an Assistenzsystemen mit antriebsspezifischen Features belegen, dass der GLC F-CELL ein voll alltagstaugliches und familienfreundliches Elektrofahrzeug wird.

Wie der Plug-in-Hybrid des GLC verfügt die Brennstoffzellenvariante über verschiedene Betriebsarten und Fahrprogramme. Zu den Fahrprogrammen des GLC F-CELL werden ECO, COMFORT und SPORT gehören. ECO bedeutet ein auf geringen Verbrauch optimiertes Fahrzeugverhalten. COMFORT bietet nicht nur eine komfortable Abstimmung, sondern sorgt auch für ideale Klimatisierung. Im Modus SPORT wird der Hybrid-Antriebsstrang sportlich ausgelegt.

Sicherheit: Auch bei alternativen Antrieben keine Kompromisse


Die Sicherheitsexperten von Mercedes-Benz bauen auf der knapp 30‑jährigen Erfahrung des Unternehmens mit Brennstoffzellenfahrzeugen auf. Das besondere Augenmerk der Ingenieure bei der Entwicklung der F‑CELL Variante des 2015 auf dem Markt eingeführten GLC gilt der Integration sicherheitsrelevanter Bauteile wie der Wasserstoff-Gastanks, der Gasdichtungen und -ventile und der Hochvolt-Komponenten.

Die Wasserstofftanks sind im aufprallgeschützten Bereich zwischen den Fahrzeugachsen eingebaut und erhalten zusätzlichen Schutz durch einen um die Tanks gelegten Hilfsrahmen. Für den Fall eines Crashs wurden weitere umfangreiche Maßnahmen umgesetzt, wie zum Beispiel ein mehrstufiges Ventilsystem sowie spezielle elektrische Schutzschaltungen zur Absicherung des Hochvolt-Netzes. Die mit dem GLC F‑CELL Vorserienmodell und früheren Wasserstofffahrzeugen durchgeführten Crashtests zeigen, dass ein vergleichbares Sicherheitsniveau wie bei konventionellen Fahrzeugen erreicht wird. Damit erfüllt die neueste F‑CELL Generation nicht nur alle gesetzlichen Anforderungen, sondern auch die darüber hinausgehenden Mercedes-Benz internen Standards.

Auf dem Weg zur Serie

Daimler bereitet sich momentan konsequent auf die Produktion des Mercedes-Benz GLC F-CELL vor. Der voll alltagstaugliche und familienfreundliche SUV wird im Mercedes-Benz Werk Bremen gefertigt. Hinsichtlich der Antriebssystemintegration des GLC F-CELL unterstützt der Partner EDAG das Werk Bremen und hat sich in unmittelbarer Werksnähe angesiedelt.

In Kirchheim-Nabern im Großraum Stuttgart sitzt die NuCellSys GmbH. Die 100-prozentige Tochter der Daimler AG hat das gesamtheitliche Brennstoffzellenaggregat und das Wasserstoff-Speichersystem des GLC F-CELL entwickelt. Hier wurden auch die ersten Fahrzeug-Prototypen gebaut, die Vorserie entstand dann im Mercedes-Benz Tech Center in Sindelfingen.

Das Daimler Stammwerk Untertürkheim verantwortet die Produktion des kompletten Brennstoffzellensystems. Das Herzstück des Brennstoffzellensystems, der Brennstoffzellenstack, der aus ca. 400 Brennstoffzellen besteht, entsteht bei Mercedes-Benz Fuel Cell (MBFC), das in British Columbia das weltweit erste Werk ausschließlich für Produktion und Fertigungsverfahren von Brennstoffzellen-Stacks betreibt.

Das Wasserstofftanksystem wird im Mercedes-Benz Werk Mannheim gefertigt. Die Lithium-Ionen-Batterie kommt von der 100-prozentigen Daimler Tochter ACCUMOTIVE aus Kamenz/Sachsen.

Infrastruktur ist maßgebend

Voraussetzung für den Erfolg der Elektromobilität ist eine flächendeckende Infrastruktur. Sowohl der Ausbau von Stromladestationen als auch von Wasserstofftankstellen wird weltweit forciert. Ob zu Hause, bei der Arbeit, unterwegs oder beim Einkaufen: Die Möglichkeiten, Elektrofahrzeuge mit Strom zu versorgen, sind vielfältig.

Auch in puncto H2-Infrastruktur geht es stetig voran. Daimler hat für Deutschland gemeinsam mit seinen Partnern im Joint Venture H2 MOBILITY bereits einen konkreten Handlungsplan erstellt. Bis 2019 soll das H2‑T ankstellennetz auf 100 Stationen anwachsen. Bis 2023 wird ein Netz von bis zu 400 Wasserstofftankstellen entstehen. Ähnliche Infrastrukturprojekte werden in Europa, den USA und Japan vorangetrieben.

Kooperation zu nicht mobilen Brennstoffzellensystemen

Überzeugt vom Potenzial der Brennstoffzellentechnologie und des Wasserstoffs als Speichermedium im Kontext des Gesamtenergiesystems, verfolgt das Unternehmen einen ganzheitlichen Ansatz und erweitert seine Entwicklungsaktivitäten um Anwendungsbereiche außerhalb des Automobils.

Gemeinsam mit den Branchenführern Hewlett Packard Enterprise (HPE) und Power Innovations (PI), einem Unternehmen von LiteOn, wird die Daimler AG mit ihrem Tochterunternehmen NuCellSys GmbH und mit Unterstützung von MBRDNA sowie dem Daimler Innovations Lab1886 Prototypensysteme für die (Not-) Stromversorgung von Rechenzentren und anderen stationären Anwendungen entwickeln und dazu automobile Brennstoffzellensysteme integrieren.

 


Veröffentlicht am: 22.03.2018

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