Das Ballards Xcellsis™ HY-80 Brennstoffzellensystem

Das Xcellsis™ HY-80 Brennstoffzellensystem versorgt Elektrofahrzeuge durch die kontrollierte Reaktion von Wasserstoff und Luftsauerstoff mit Strom. Dies ermöglicht Fahrzeugherstellern, Null-Emissions-Fahrzeuge zu entwickeln.

Das Mark 902 Brennstoffzellenmodul bildet das Herzstück des Brennstoffzellensystems. Eine herausragende Eigenschaft des Mark 902, der speziell für den Einsatz in Fahrzeugen entwickelt wurde, besteht in seiner hohen Leistungsdichte von 85 Kilowatt Nennleistung im Dauerbetrieb bei nur 76 Liter Volumen. Das Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Brennstoffzellenmodul erzeugt aus den Reaktionsgasen bei etwa 80° Celsius mit sehr hohem Wirkungsgrad elektrischen Strom.

Das Brennstoffzellensystem regelt die Versorgung des Brennstoffzellenmoduls mit Wasserstoff und Sauerstoff in der richtigen Dosierung, mit dem geeigneten Druck und Feuchtigkeit. Das Xcellsis™ HY-80 Brennstoffzellensystem wird mit gasförmigem Wasserstoff betrieben. Bevor der Wasserstoff zur Brennstoffzellenmembran gelangt, wird er in einem Kontaktbefeuchter befeuchtet und auf einen Überdruck von 1 bis 2 bar angepasst. Dies ist das gleiche Druckniveau, mit dem auch der komprimierte und befeuchtete Sauerstoff aus der Umgebungsluft auf der anderen Seite der Membran in die Brennstoffzelle eingeführt wird. Nicht benötigter Wasserstoff wird in einem Kreislauf rezirkuliert und dem Brennstoffzellenstack erneut zugeführt.

Die Heckansicht des Brennstoffzellenbusses NL263.

Das Xcellsis™ HY-80 Brennstoffzellensystem erzeugt in einem Bereich von 250 bis 450 Volt bis zu 68 Kilowatt an ungeregeltem Gleichstrom. Es hat ein Gesamtvolumen von etwa 220 Litern und wiegt etwa 220 Kilogramm. Das System verfügt über eine sehr hohe Dynamik und kann die Leistung in weniger als einer Sekunde von 0 auf 90% steigern.

Die Power Distribution Unit (PDU) verteilt den Strom, der von dem Brennstoffzellenmodul erzeugt wird und begrenzt die Spannung auf den Toleranzbereich des Elektrofahrmotors, des System-Kompressors und der Kühlpumpe.

Weitere Komponenten des Brennstoffzellensystems sind der systeminterne Kühlkreislauf, verschiedene Sensoren sowie eine Kontrolleinheit, die das Gesamt-Brennstoffzellensystem mit einer von Ballard entwickelten Software regelt und überwacht.