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Entwurf und Analyse von Ein-Phasen Kühlsystem-Architekturen für PEM Brennstoffzellen in elektrifizierten Verkehrsflugzeugen

Scherer, Max Leonard (2023) Entwurf und Analyse von Ein-Phasen Kühlsystem-Architekturen für PEM Brennstoffzellen in elektrifizierten Verkehrsflugzeugen. DLR-Interner Bericht. DLR-IB-FT-BS-2023-54. Master's. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg. 107 S.

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Abstract

Grundlage für diese Arbeit bietet der voranschreitende Klimawandel und die europäischen Ziele des FlightPath 2050. Dafür wird die Integration von Brennstoffzellen zur Versorgung der elektrischen Flugzeugsysteme in Erwägung gezogen. Bei dem hier angenommenen Wirkungsgrad von 50 % entstehen zu gleichen Anteilen Leistung und Wärme, wobei Letztere abgeführt werden muss. Um die Kühlung der Zellen zu gewährleisten, wurden in dieser Masterarbeit Architekturen für Flüssigkühlungen in Modelica 4.0 entwickelt und mithilfe einer qualitativen Analyse deren Sicherheit untersucht. Durch statische Betrachtung der Simulationen in vier verschieden Flugphasen ergab sich, dass alle Architekturen die an sie gestellten Anforderungen und Funktionen erfüllen konnten. Am besten geeignet war eine Architektur bei der, mithilfe des dort zusätzlich eingebauten Wärmeübertragers in der Kabinenabluft, die Größe der Hauptwärmesenke deutlich reduziert werden konnte. Die bei dieser Variante zu anderen Wärmesenken und -quellen in Reihe angeordnete Brennstoffzelle ergab den geringsten Kühlmittelmassenstrom, als auch die kleinste benötigte Pumpe und Gesamtoberfläche aller Wärmeübertrager zusammen.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/195326/
Document Type:Monograph (DLR-Interner Bericht, Master's)
Additional Information:Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Jutta Abulawi, Dr.-Ing. Oliver Bertram, Viola Voth
Title:Entwurf und Analyse von Ein-Phasen Kühlsystem-Architekturen für PEM Brennstoffzellen in elektrifizierten Verkehrsflugzeugen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iDORCID Put Code
Scherer, Max LeonardUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:2023
Refereed publication:No
Open Access:No
Number of Pages:107
Status:Published
Keywords:Brennstoffzelle, Flüssigkühlung, Systemarchitektur, Systems Engineering
Institution:Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg
Department:Fakultät Technik und Informatik, Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Components and Systems
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L CS - Components and Systems
DLR - Research theme (Project):L - Aircraft Systems
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Flight Systems > Safety Critical Systems&Systems Engineering
Institute of Flight Systems
Deposited By: Voth, Viola
Deposited On:03 Nov 2023 10:29
Last Modified:03 Nov 2023 10:29

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