Miniaturisierte Datenerfassung für ein mobiles Brennstoffzellensystem

Kurzfassung

Aufgrund der Energiewende und der damit verbundenen Elektrifizierung des Straßenverkehrs, hat das DLR1 ein Projekt gestartet, indem der Lieferverkehr der Post oder des Onlinhandels mit alten Fahrzeugkonzepten durch elektrisch angetriebene Lastenfahrrä- der ersetzt werden sollen. Als Energiewandler soll hier, unter dem Namen FCREX2, eine PEM3 zum Einsatz kommen. Im Rahmen dieses Projektes wurde in dieser Arbeit eine Datenerfassung aufgebaut, um das Betriebsverhalten des FCREX-Systems untersuchen zu können. Die Datenerfassung wird mithilfe des Einplatinencomputers Raspberry Pi Modell 3 B+ realisiert. Der RPi4 arbeitet mit einer Linuxdistribution als Betriebssystem. Aus diesem Grund wird eine kurze Einführung bezgl. des Arbeitens an einem Linuxterminal durchgeführt. Für die Programmierung, der in der Datenerfassung ausgewählten und eingesetzten Sensoren, wurde die Proggrammiersprache Python gewählt, da diese die Standardprogrammiersprache auf dem Raspberry Pi ist. Hierfür werden einige Grundlagen in Python erläutert. Die Datenerfassung umfasst die Einzelzellspannung, Stackspannung und den Stackstrom. Hinzu kommen diverse Temperaturerfassungen, welche die Stacktemperatur, die Temperatur des Kühlmediums vor und nach dem Vorheizer, sowie vor und nach dem Stack, die Temperatur im Tank und die Umgebungstemperatur umfassen. Des Weiteren wird die Leuftfeuchtigkeit der Umgebungsluft und die Luftfeuchtigkeit nach dem Befeuchter erfasst. Die Daten werden mit einem Zeit- und Datumsstempel versehen. Für die Positionserfassung des Lastenrades, wird zusätzlich ein GPS-Modul eingesetzt, der die geographische Breite und Länge, sowie die Höhe über dem Meeresspiegel erfasst. Als letztes wird eine Energiebetrachtung der Datenerfassung druchgeführt. Dadurch lässt sich ein Urteil darüber bilden, ob sich diese Datenerfassung auch aus energetischer Sicht für die Anwendung im FCREX-System eignet.