Asysl - SOFC APU System Entwicklung I

Im Rahmen des Projektes ASysI soll die Technologie für ein SOFC APU System mit metallgestützter (MSC) SOFC Stacktechnologie entwickelt werden. Dazu wird ein autarkes 2-3kW SOFC APU System mit neuen Komponenten aufgebaut und einer intensiven Analyse (u.a. in einem Vibrationstest) unterzogen. Parallel dazu werden im Rahmen der Zuverlässigkeitsstudie dominante Fehlermechanismen analysiert, modelliert und daraus abgeleitete beschleunigte Testverfahren entwickelt. Das Projekt ASysI hat 4 wesentliche Ziele: 1. Darstellung eines autarken 2-3kW SOFC APU Systems mit metallgestützter SOFC Technologie und Anodenrezirkulation mit einem Heißgasgebläse 2. Analyse und Modellierung von dominanten Fehlermechanismen zur Entwicklung von beschleunigten Testverfahren 3. Erarbeitung von elektrischen, thermischen und mechanischen Fahrzeugintegrationskonzepten 4. Identifikation optimierter Betriebsverfahren, insbesondere einem Regenerationsverfahren zur Entfernung von Ablagerungen im System In den Arbeitspaketen 1+3 werden gemeinsam mit Partnern aus der amerikanischen NFZ Industrie die Anforderungen und Spezifikationen an ein SOFC APU System erarbeitet und definiert. Parallel dazu werden gemeinsam Fahrzeugintegrationskonzepte untersucht. Für den abschließenden Systemtest wird ein Vibrationsprofil an einem Truck auf einem „Badroad- track“ aufgezeichnet. Arbeitspaket 2 widmet sich der Zuverlässigkeitsentwicklung. Aufbauend auf einer FMEA wird das AVL Verfahren Load Matrix zur systematischen Zuverlässigkeitsanalyse angewendet. Es werden im Rahmen von Einzelzelltests dominante Fehlermechanismen getestet, analysiert und physikalische Modelle erarbeitet. Ausgehend von diesen Fehler-Modellen können beschleunigte Testverfahren abgeleitet werden. Im Arbeitspaket 4 wird ein integriertes 2-3kW SOFC APU System mit metallgestützter Zelltechnologie aufgebaut. Das System wird für vollkommen autarken Betrieb mit konventionellem Diesel ausgelegt. Es werden hocheffiziente Radialgebläse für die Kathodenluftversorgung und für das Heißgasanodenrezirkulationsgebläse eingesetzt. Der angestrebte elektrische Nettowirkungsgrad liegt bei 30% Im Arbeitspaket 5 werden die Betriebszustände und Kontrollalgorithmen für das SOFC APU System erstellt und in einem Steuergerät implementiert. Die Betriebszustände und Verfahren werden schrittweise an Einzelzellen getestet und optimiert. Schwerpunktmäßig soll ein systeminternes Regenerationsverfahren realisiert werden, mit dem Ablagerungen aus dem SOFC System entfernt werden können. Abschließend werden im Arbeitspaket 6 ein 1000h Lastprofil Test (mit beschleunigtem Lastprofil aus der Zuverlässigkeitsanalyse) und zusätzlich ein 2D Vibrationsversuch mit dem SOFC APU Pilotsystem durchgeführt.