The DLR´s Modular, Shape-Adaptable Cellular CNG-tank – Validation of a Customer-Oriented Solution. Current State.

Kurzfassung

Erdgas wird aktuell als CNG (Compressed Natural Gas) in zylindrischen Hochdrucktanks gespeichert. Zur effizienteren Nutzung des vorhandenen Bauraums und der damit eingehenden Reichweitenerhöhung ist die zylindrische Bauweise für zukünftige Fahrzeug-Generationen in Frage zu stellen. Hierzu wird am Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V., durch systematisch und methodisch angewandten Leichtbau eine innovative Bauweise eines Hochdrucktanks, der „DLR-Wabentank“, entwickelt. Das patentierte Wabentankkonzept erzeugt dank der zu erzielenden Freiformbarkeit und der intensiven Nutzung von optimal ausgelegten Verstärkungsfasern die Möglichkeit der neuartigen Bauraumnutzung bei minimaler Gewichtszunahme. Das Konzept besteht darin, dass 0,5mm, nicht rotationssymmetrische, Aluminiumliner einzeln umwickelt, mit einem innovativen Fügekonzept miteinander verbunden und abschließend mittels eines neuartigen, roboterunterstützten Wickelverfahrens zum DLR-Wabentank kombiniert werden. Aktuell befindet sich das Wabentankprojekt in der Validierungsphase (August 2012 bis August 2014). Ziel ist es den vollständigen Fertigungsprozess durch automatisierbare und seriennahe Herstellungsprozesse aufzubauen und durch relevante Versuche zu validieren. Es wird die Entwicklungsmethodik, die dem bauraumadaptiven Gastank zugrunde liegt, vorgestellt. Dabei wird u.a. auf die Komponentensimulation, die Herausforderung in der Fertigung und auf die tatsächliche Leistungsfähigkeit aus verschiedenen Versuchen eingegangen. Das neuartige Fertigungsverfahren bietet in Kombination mit dem Wabentank-Konzept einen Volumengewinn von bis zu 38% gegenüber konventionellen CNG-Speichersystemen, bezogen auf den vorhandenen Bauraum im Fahrzeug. Die erzielte Bauraumadaptivität, Flexibilität und die Möglichkeit eines modularen Aufbaus bieten einen gesteigerten Kundennutzen, wodurch der „DLR-Wabentank“ sowohl für Automobilhersteller als auch Zulieferer von Interesse sein wird. Bei weiterem Interesse seitens der Industrie, kann die Variantenvielfalt hinsichtlich anderer alternativer Treibstoffe wie Wasserstoff oder Hythan entwickelt werden.