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Weltweit erste Sonnen­simulations­anlage für Brennstoff­zellen­fahrzeuge

Sponsored Post – Weiss Technik, Marktführer für Umweltsimulationen, hat die weltweit erste Sonnenlicht-Simulation für Fahrzeuge mit Brennstoffzelle realisiert.

Der Energielieferant Wasserstoff erfordert als explosives Gas spezielle Sicherheitskonzepte für diese Art Anlagen. Weitere Highlights sind ihre schnelle Betriebsbereitschaft und ein Kostenvorteil von 30 Prozent.

Elektromobilität wird neben batterieelektrischen Antrieben auch mit Brennstoffzellenfahrzeugen vorangetrieben. In Europa setzen vor allem die Hersteller von Nutzfahrzeugen auf diese Karte, in Asien wird auch die Pkw-Flotte mit Brennstoffzellen elektrifiziert. Bei Alterungs- und Funktionstests während der Fahrzeugentwicklung wird unter anderem extreme Lichtbelastung simuliert. Die Tests orientieren sich an den Prüfnormen CIE 85 und DIN 75220.

Brennstoffzellen erzeugen ihre Antriebsenergie mithilfe von Wasserstoff. Das flüchtige, leicht entzündliche und im ungünstigsten Fall explosive Gas erfordert bei Fahrzeugtests ein komplexes Sicherheitskonzept. Weiss Technik hat als weltweit erster Anbieter eine Sonnensimulation für Komplettfahrzeuge mit Brennstoffzelle realisiert. Die Bestrahlungsintensität von 1000 Watt und mehr entspricht der maximalen Sonneneinstrahlung an einem mitteleuropäischen Hochsommertag. Die Anlage kann Temperaturen von -40 °C bis +60 °C simulieren und stellt als Rollenprüfstand mit kontrolliert erzeugtem Fahrtwind realitätsnahe Bedingungen her.

 

Sicherheitskonzept nach ATEX-Standard

Bei praxisnahen Tests unter extremen Bedingungen ist ein Austreten von Wasserstoff nicht auszuschließen. Deshalb hat Weiss Technik ein umfassendes Sicherheitskonzept nach ATEX-Standard entwickelt. Sensoren analysieren laufend die Luft in der Prüfkammer. Erkennen sie nur kleinste Spuren des explosiven Gases, schaltet sich die Anlage automatisch ab. Aus Sicherheitsgründen ist der Luftaustausch der Prüfkammer im Vergleich zu Sonnensimulationsanlagen für konventionelle Fahrzeuge deutlich höher. Um elektrostatische Aufladung und Funkenbildung zu verhindern, werden die Prüfobjekte in der Kammer geerdet.

 

Durchschlagssicheres doppeltes Filterscheibensystem

Die Lichtstrahler sind von der Prüfkammer durch abgedichtete Filterscheiben getrennt. Die Lampeneinsätze haben einen Innendruck von 50 bar und werden bis zu 850 Grad heiß. Bei herkömmmlichen Anlagen könnten im Fehlerfall berstende Glasteile eines Lampeneinsatzes eine Filterscheibe durchschlagen und in die Prüfkammer eindringen. In einer explosionsgeschützten Sonnensimulation darf dieser Fall nicht eintreten. Deshalb hat Weiss Technik ein durchschlagssicheres doppeltes Filterscheibensystem konstruiert. Es ist so ausgelegt, dass an den beiden Filterscheiben kein Kondensat entstehen kann.

 

Schnelle Betriebsbereitschaft

Konventionelle Sonnensimulationsanlagen stellen die gewünschte Lichtintensität und -homogenität her, indem der Abstand der Strahler zum Prüfobjekt variiert wird. Höhe und Entfernung zum Fahrzeug werden manuell eingestellt. Anders die Sonnensimulationsanlage von Weiss Technik: Ihre Leuchteinheiten sind fest in der Kammerdecke installiert und passen ihre Lichtstärke dem getesteten Fahrzeug an. Dazu wurde die Bestrahlungsanlage mit hoher Leistung und mehr Strahlern ausgestattet, um alle Anforderungen zu erfüllen. Die Leistung der Strahler regelt sich automatisch ein; diese Kalibrierung benötigt nur wenige Sekunden. Der Wegfall einer Mechanik zur Höhenverstellung der Strahler macht die Sonnenlicht-Simulation von Weiss Technik nicht nur deutlich schneller. Sie ist auch um etwa 30 Prozent kostengünstiger als herkömmliche Sonnensimulationen.

 

Technik-Telegramm Weiss Technik Sonnensimulation

  • technische Nachbildung der natürlichen Sonneneinstrahlung
  • eng angelehnt an die Prüfnormen CIE 85 und DIN 75220
  • Alterungs- und Funktionstests unter intensiver Einstrahlung
  • Speziell entwickelte 4000-Watt-Strahler
  • Stabiles Prüfspektrum aufgrund Lampenmontage außerhalb der Prüfkammer
  • Stabile Lichtintensität (+/-1 %) und homogene Bestrahlungsintensität (+/-10%)
  • Pyranometer regeln die Lichtintensität automatisch
  • ATEX-Sicherheitskonzept mit Gasmess-Sensorik, Erdung aller Komponenten, redundanter SPS, abgedichteten Sonnenlicht-Simulationsstrahlern mit durchschlagssicherem doppeltem Filterscheibensystem

Die Weiss Technik Unternehmen

Zu den Weiss Technik Unternehmen gehören die Produktbereiche Umweltsimulation, Wärmetechnik, Klimatechnik und Pharmatechnik (www.weiss-technik.com). Kunden erhalten Lösungen und Produkte, die in Forschung und Entwicklung sowie bei Fertigung und Qualitätssicherung eingesetzt werden. Eine starke Vertriebs- und Serviceorganisation mit 22 Gesellschaften in 15 Ländern an 40 Standorten betreut die Kunden und sichert den Betrieb der Systeme – rund um den Globus. Die Weiss Technik Unternehmen sind Teil der in Heuchelheim bei Gießen ansässigen Schunk Group.

Schunk Group
Die Schunk Group ist ein globaler Technologiekonzern. Das Unternehmen ist ein führender Anbieter von Produkten aus Hightech-Werkstoffen – wie Kohlenstoff, technischer Keramik und Sintermetall – sowie von Maschinen und Anlagen – von der Umweltsimulation über die Klimatechnik und Ultraschallschweißen bis hin zu Optikmaschinen. Die Schunk Group hat über 9.100 Beschäftigte in 29 Ländern und hat 2019 einen Umsatz von 1,35 Mrd. Euro erwirtschaftet.