ElringKlinger AG
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Brennstoffzellen.
Hocheffizient, umweltgerecht, zukunftsfähig.

Die besondere Stärke von Fahrzeugen mit Brennstoffenzellenantrieb ist die hohe Reichweite. Auch als Range-Extender für batteriebetriebene Automobile können Brennstoffzellen zum Einsatz kommen. Komponenten, Stackmodule sowie Brennstoffzellenmodule von ElringKlinger erfüllen höchste Ansprüche in puncto Robustheit, Funktionalität und Leistungsfähigkeit.

PEMFC-Stackmodul mit erweiterten Systemfunktionalitäten
PEMFC-Stackmodul mit erweiterten Systemfunktionalitäten

Unsere Produkte für Brennstoffzellenfahrzeuge

ElringKlinger ist seit rund 20 Jahren im Bereich Brennstoffzellen aktiv, das erste Serienprojekt startete bereits 2008. Durch eine Vielzahl von Kooperationen und Projekten haben wir uns eine Vorreiterrolle erarbeitet.

Unser Produktportfolio umfasst sowohl kundenspezifische Entwicklungen für jede Integrationsstufe als auch leistungsfähige Standardlösungen. Dazu gehören PEM-Brennstoffzellenmodule mit stacknaher Peripherie, PEMFC-Stackmodule zur Integration in Kundensysteme sowie verschiedene Stackkomponenten, wie metallische Bipolarplatten, End- und Medienmodule oder Dichtungen.

Zudem kommen in Elektroautos und -nutzfahrzeugen auch Leichtbauteile, Dichtsysteme, Abschirmtechnik und dynamische Präzisionsteile von ElringKlinger zum Einsatz.

PEMFC-Stackmodule

PEMFC-Stackmodul NM12
PEMFC-Stackmodul NM12

PEMFC-Stackmodule
 

Ein Brennstoffzellen-Stack ist ein Zellstapel, der in der Regel aus Bipolarplatten, Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs), Dichtungen sowie Endplatten und dem Verspannsystem besteht.

Stackmodule von ElringKlinger enthalten weitere Systemfunktionalitäten, die die Integration in Kundensysteme deutlich erleichtern und die potenziellen Leckagemöglichkeiten im System erheblich reduzieren. Dabei werden in einem speziellen Medienmodul aus Kunststoff zumeist Sensorik für Druck und Temperatur, Ventile, Kondensatabscheider für den Anodenkreis sowie optional kundenspezifische Funktionalitäten integriert.

Wir bieten derzeit die drei standardisierten Stackplattformen NM5, NM9 und NM12 an. Außerdem entwickeln wir kundenspezifische Stacklösungen, die optimal auf die jeweilige Systemumgebung abgestimmt sind.

Metallische Bipolarplatten

Metallische Bipolarplatten
Metallische Bipolarplatten

Metallische Bipolarplatten
 

PEMFC-Stacks werden aus Membran-Elektroden-Einheiten und Bipolarplatten jeweils abwechselnd gestapelt. Dazwischen liegen poröse Elemente, die der Gasverteilung und Weiterleitung des elektrischen Stroms dienen. Die Bipolarplatte sorgt für die Trennung der Medien und deren Verteilung im Zellstapel, die gleichmäßige Kühlung der Stacks sowie die Weiterleitung des elektrischen Stroms zu benachbarten Zellen.

Bipolarplatten aus Metall bieten Vorteile hinsichtlich der Kosteneffizienz, der für mobile Anwendungen besonders wichtigen Leistungsdichte und der Kaltstartfähigkeit von Brennstoffzellen. Mit hochpräzisen, großserientauglichen Folgeverbund-Werkzeugen produziert ElringKlinger bereits heute metallische Bipolarplatten in einem vollautomatisierten, verketteten Fertigungsprozess.

End- und Medienmodule

End- und Medienmodule
End- und Medienmodule

End- und Medienmodule
 

Brennstoffzellenstacks müssen dauerhaft mit gleichmäßigem Anpressdruck über die gesamte Zellfläche verspannt werden. Dafür sorgen Endmodule, die sich aus dem Verspannungssystem und gegebenenfalls aus Medienmodulen zusammensetzen.

Seriengerechte Endmodule für PEMFC sind hybride Baugruppen aus Metallkomponenten und Hochleistungskunststoffen, die bei sehr guter Formtreue allen Anforderungen gerecht werden. Sie müssen – ebenso wie die Medienmodule – mechanisch stabil, chemisch beständig und möglichst leicht sein. ElringKlinger realisiert hochkomplexe Endmodule im Spritzguss unter Einhaltung engster Toleranzanforderungen. Besonderheit: Durch die Integration von Teilen der Systemtechnik direkt am Stack in Form eines Medienmoduls wird das System erheblich vereinfacht.

PEMFC-Gehäuse

PEMFC-Gehäuse
PEMFC-Gehäuse

PEMFC-Gehäuse


Gehäuse dienen dem Schutz der Brennstoffzellen-Stacks und ihrer Komponenten gegenüber externen Einflüssen. Die Vorteile des von ElringKlinger umgesetzten Gehäusekonzepts liegen – je nach Einsatzgebiet – besonders in der Multifunktionalität, der hohen Temperaturbeständigkeit, dem geringen Gewicht, der Designfreiheit und der einfachen Montage.

Bei der Herstellung von PEMFC-Gehäusen kommen Kunststoffe zum Einsatz, die nicht nur Gewicht sparen, sondern auch zur Kostenreduzierung beitragen.

Weitere Informationen finden Sie in unserer Fachbroschüre „PEM-Brennstoffzellen“.

 


Hersteller von Brennstoffzellen mit umfassender Kompetenz

Automatisierte Serienprozesse in den Bereichen Metall-Formgebung und Kunststoffspritzguss, automatisiertes Stapeln, hochmoderne Füge- und Beschichtungstechnologie sowie der hauseigene Werkzeug- und Formenbau machen uns zum idealen Partner für die Industrialisierung von Brennstoffzellenprodukten.

Alle für die Produkte notwendigen Prozesse und Verfahren sind validiert und werden stetig weiterentwickelt. Durch die enge Verzahnung von Entwicklung, Prototypenfertigung und Industrialisierung kann bereits zum Produktionsstart ein optimales Qualitätsniveau erreicht werden. ElringKlinger verfügt über sehr leistungsfähige Fertigungslinien zur Serienproduktion der verschiedenen Komponenten. Angepasst an die jeweiligen Kunden- und Produktanforderungen kommen hochflexible, skalierbare oder vollautomatisierte Fertigungslösungen zur Anwendung.

Mögliche Einsatzbereiche für unsere PEMFC-Stackmodule, -Module sowie -Komponenten sind Autos, Nutzfahrzeuge und Busse, aber auch Züge, Schiffe und Flugzeuge.

PEM-Brennstoffzellen-Serienfertigung
Brennstoffzellen-Serienfertigung

PEMFC: eine Technologie mit Zukunft

Die PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) ist eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle und wandelt unter Verwendung von Wasserstoff und Sauerstoff chemische in elektrische Energie um. Diese Technologie lässt sich überall dort vorteilhaft einsetzen, wo reiner Wasserstoff als Brennstoff verfügbar ist und ein hoher elektrischer Wirkungsgrad gefordert wird.  Wird der Wasserstoff für die Niedertemperatur-PEMFC mittels Elektrolyse aus regenerativ erzeugtem Strom hergestellt, ist eine komplett emissionsfreie Mobilität realisierbar.

Sowohl in Feld- als auch Prüfstandtests zeigen PEMFC-Stacks von ElringKlinger herausragende Leistungs- und Dauerhaltbarkeitswerte.

Brennstoffzellenstacks
Brennstoffzellenstacks

Aktuelle Förderprojekte: Brennstoffzellentechnologie

Die Anstrengungen von ElringKlinger im Bereich der Brennstoffzellenforschung sind unter anderem von "The Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU)" gefördert. Ziel ist es, die Markteinführung der Technologie zu beschleunigen und ihr Potenzial als Instrument zur Erreichung eines kohlenstoffarmen Energiesystems zu verwirklichen.

VolumetriQ

Koordiniertes Förderprogramm der EU-Kommission
Koordiniertes Förderprogramm der EU-Kommission

VolumetriQ ist ein im Rahmen des durch die Europäische Kommission koordiniertes Förderprogramm Horizon2020, welches dem Bereich Wasserstoff und Brennstoffzellen zuzuordnen ist. Mit diesem EU Projekt werden Entwicklungsaufgaben zu „Zell- und Stackkomponenten, Stack- und Systemherstellungstechnologien und deren Qualitätssicherung“ finanziert, mit dem Fokus zuverlässige und effiziente Serienfertigung für PEM-Brennstoffzellen zu etablieren.

Im Zuge des Projektes soll ein automotive Stack für den potentiellen Einsatz im Fahrzeug entwickelt werden, bei dem die Komponenten und Stacks nach Optimierung von verfügbaren Fertigungs- und Qualitätsprozessen im Hinblick auf brennstoffzellenspezifische Anforderungen im Serienprozess hergestellt werden können. Der PEM-Brennstoffzellenstack von ElringKlinger soll die durch OEMs (BMW, Daimler) vorgegebene automotive Leistungsanforderungen erfüllen. Außerdem werden End-Of-Line Prozedere optimiert, sodass eine verbesserte, für relevante Marktvolumen entwickelte Endabnahme erfolgen kann. Kostenziele durch die Produktion von hohen Stückzahlen sollen erreicht werden, um eine flächendeckende Markteinführung der Technologie maßgeblich zu fördern.

Initiator: FCHJU-EU

Weitere Informationen: http://www.volumetriq.eu/

GiantLeap

Hydrogen Range Extender Assembled
Hydrogen Range Extender Assembled

Das Projekt zielt darauf ab die Gesamtbetriebskosten eines Brennstoffzellenbusses für Personenbeförderung, durch die Erhöhung der Lebensdauer der Brennstoffzellen, zu reduzieren. Eine Maximierung der Lebensdauer wird durch die fortschrittliche Online-Diagnose der Brennstoffzellen und der Systemkomponenten, verbunden mit Prognosemethoden zur Abschätzung der Restnutzungsdauer des Systems und daraus abgeleiteten Regelalgorithmen, erreicht. Um den Fortschritt der Technologie zu verifizieren, umfasst das Projekt eine Demonstration der Anwendung in relevantem Umfeld. Der entwickelte Prototyp beschreibt dabei ein in einen Anhänger integriertes Range Extender System auf Brennstoffzellenbasis für elektrische Stadtbusse.

Initiator: FCHJU-EU

Weitere Informationen: http://www.giantleap.eu

Inline

Projekt: Herstellung von PEM-Brennstoffzellmodulen
Projekt: Herstellung von PEM-Brennstoffzellmodulen

Ziel des Projekts ist es ein Konzept für eine „flexibel skalierbare“ und  hochwertige Produktionslinie zur Herstellung von PEM- Brennstoffzellmodulen zu entwickeln.

Der Aufgabenumfang der Automatisierung zur Herstellung dieser Module wird im Projekt untersucht. Es handelt sich um folgende Aufgaben:

• Entwurf eines „flexiblen“ Produktionsprozesses, der eine Kapazitätserweiterung zur Herstellung von 50.000 Teile pro Jahr ermöglicht.

• Definition von automatisierten Qualitätskontrollstrategien und –prozessen mit dem Ziel, die Qualität bei der Großserienfertigung zu gewährleisten, einschließlich der Abläufe bei erforderlichen Nachbesserungen.

• Entwicklung von „flexiblen“ Montagestationen, die einen schrittweisen Übergang vom manuellen Betrieb zu vollautomatischen Prozessen ermöglichen.

• Datenerfassung, Dokumentation und Trackingmethoden, welche die Anforderungen an die  Rückverfolgbarkeit erfüllen.

Der Entwurf, der im Rahmen des Projekts berücksichtigt wird, beinhaltet die Herstellung von geringeren bis zu sehr großen Mengen von PEM-Brennstoffzellen.

Initiator: FCHJU-EU

Weitere Informationen: http://www.inline-project.eu/

Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking
Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking
Europäische Kommission
Europäische Kommission

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