Anwendungsbereiche Infrastruktur

Der Bereich „Infrastruktur“ befasst sich damit, wie man die Energie an bzw. auf die Fahrzeuge und Maschinen bringt. Dies umfasst sowohl die elektrische Ladeinfrastruktur (High Power Charging) für batterieelektrische Fahrzeuge, als auch Wasserstofftankstellen für Brennstoffzellen-Fahrzeuge.
Unsere Produkte sind heute schon in vielen dieser Anwendungen zu finden. Dazu zählen u.a. Kühllösungen für Ladekabel- und Stecker sowie Leistungselektronik, Wasserstoffdrucksensorik, Wasserstofffiltration, Technische Sauberkeit, hydraulische Antriebe für Hochdruckkompressoren etc.

Komponenten und Systeme für Schnellladestationen

Die lange Ladezeit von Elektrofahrzeugen ist ein häufig genanntes Problem, welches als Hemmnis für die Anschaffung eines solchen Fahrzeuges gilt.

Perspektivisch soll die Ladezeit von batterieelektrischen Fahrzeugen mit der Betankungszeit eines Verbrennerfahrzeuges vergleichbar sein, um vor allem die Langstreckentauglichkeit zu gewährleisten. Ziel ist es, eine Reichweite von 100 km in drei Minuten Ladezeit zu realisieren. Um dies zu erreichen werden Gleichstrom (DC) Ladestationen mit Ladeleistungen von 350 kW und darüber hinaus entwickelt. Der Ladevorgang soll mit einem in Bezug auf Gewicht und Größe, gut händelbaren Ladekabel erfolgen

Die Ladeleistung (kW) solcher DC-Ladestationen ergibt sich aus dem Produkt von Spannung (V) und Stromstärke (A). Soll die Ladeleistung drastisch erhöht werden, muss sowohl die Spannung als auch der Ladestrom erhöht werden. Letzteres führt jedoch zu einer deutlich höheren Wärmeentwicklung im Kabel. Um die im Kabel und im Steckerkopf anfallende Wärme bestmöglich abzuführen, müssen in die Ladekabel Kühlleitungen integriert werden.

HYDAC ist als kompetenter Partner im Bereich der Kühlsysteme bereits seit 2016 an Entwicklungen auf dem Gebiet der Ladekabelkühlsysteme beteiligt.

Um sogenannte High Power Ladeparks mit entsprechender Leistung versorgen zu können, bedarf es leistungsstarke Umrichter, welche den vom Stromnetz zur Verfügung stehenden Wechselstrom in Gleichstrom für die einzelnen Ladepunkte umwandeln. Darüber hinaus werden in einigen Ladeparks, zur Stabilisierung und zur Entlastung des Stromnetzes, stationäre Batteriespeicher errichtet. Auch hier entsteht durch Verluste innerhalb der Leistungsmodule/Batteriezellen eine Wärmeentwicklung, die über sogenannte Flüssigkeits-Kühlplatten (Coldplates) im Zusammenhang mit einem Kühlsystem abgeführt werden kann. Informationen zu den Produkten finden Sie im Abschnitt Komponenten und Systeme für Batteriespeicher.

Kühlsysteme für die Kühlung von Ladekabeln, -stecker und -stationen

Je nach Umgebungs- und Einsatzbedingungen können sowohl Luftkühlsysteme (passive Kühlsysteme) als auch Kältekompressionsmaschinen (aktive Kühlsysteme) – umgangssprachlich oft als Chiller bezeichnet - zum Einsatz kommen. Neben den gängigen Kühlmedien wie beispielsweise Wasser-Glykol bieten wir auch Systeme für nichtleitende Fluide an, welche in diesem Bereich zum Einsatz kommen können.

Komponenten und Systeme für Wasserstofftankstellen

Wasserstoff wird zukünftig eine wichtige Rolle in einem zunehmend auf erneuerbare Energien gestützten Energiesystem spielen. Dazu gehört auch der Mobilitätssektor. Während batteriebetriebene Elektrofahrzeuge immer mehr einen Großteil des täglichen Stadt- und Pendelverkehrs übernehmen können, macht der Einsatz von Brennstoffzellenfahrzeugen durch größere Reichweiten und kurze Betankungszeiten vor allem bei größeren Fahrzeugen (LKW, Züge und Schiffe) sowie im Überland- und Fernverkehr Sinn. In den letzten 20 Jahren wurden hierzu weltweit gültige Standards entwickelt, welche das Betanken von Fahrzeugen mit 350 bar oder 700 bar ermöglichen.

HYDAC hat bereits in 2006 die erste Wasserstofftankstelle mit Hydraulikkomponenten ausgerüstet. Mittlerweile sind wir führender Hersteller von hydraulischen Antrieben für eine Vielzahl von Kompressoren, welche für die Erzeugung des Systemdrucks in Wasserstofftankstellen zuständig sind.

Bei wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen ist die Sauberkeit und Qualität des Wasserstoffs von großer Bedeutung. Bei der Betankung der Fahrzeuge müssen die Tankstellen möglichst sauberen Wasserstoff ohne Verunreinigungen liefern. Als Experten in der Technischen Sauberkeit haben wir das weltweit erste Analyse Equipment entwickelt mit dem der Nachweis und die Analyse von partikulären Verunreinigungen unter SAE Standardbedingungen erstmals möglich ist – den HYDAC PSA H70.

Die Erfahrungen mit der PSA H70 zeigen, dass eine effektive und robuste Gasfiltration, welche den hohen Anforderungen der Wasserstoffbetankung gewachsen ist, unerlässlich ist. Durch die Kombination aus optimalem Gehäusedesign und innovativer Filterelementtechnologie erfüllen die HYDAC Filter- und Abscheiderlösungen höchste Anforderungen für alle Anwendungsbereiche bis 1.000 bar und leisten somit einen wesentlichen Beitrag zur technischen Sauberkeit von Wasserstoff-Tankstellen.

Heute liefert HYDAC eine Vielzahl an Komponenten für die Wasserstofftankstellenindustrie. Hierunter fallen unter anderem speziell entwickelte Drucksensoren mit ATEX und IECEX Zertifizierung als einfache oder redundante Version (SIL2 fähig) bis 1.050 bar. Weiterhin bieten wir Kühlsysteme zum Rückkühlen der bei der Kompression des Wasserstoffs entstehenden Wärme, sowie Kompressorkühlaggregate zur Einstellung der Gasvorkühltemperatur.

Produkt Highlights

Technische Sauberkeit im Wasserstoff

PSA H70: Messadapter zur Bestimmung der partikulären Kontamination an 700 bar und 350 bar Wasserstofftankstellen. Quantitative und qualitative Erfassung von Schmutzpartikeln > 5 µm. Probenahme konform zu ASTM D7650. Anschließende Partikelanalyse gemäß ASTM D7651.

Partikelfilter und Flüssigkeitsabscheider für Wasserstoff

Hydac bietet mit den Hochdruckfiltern GF/GCF die führende Technologie zur Gasfiltration in Wasserstoffanwendungen bis 1.050 bar. Das Design der Filter bietet maximale Filtrationsfläche auf kleinstem Bauraum und zeichnet sich durch höchste Prozessstabilität, beste Permeatqualität und minimale Druckverluste aus. Das von HYDAC exklusiv für Gasapplikationen entwickelte Chemicron ® Filtermaterial liefert definierte Abscheideraten bei höchster Filterintegrität. Bei Herstellung der Edelstahlfilterelemente wird gänzlich auf den Einsatz von Vergussmassen verzichtet, was einen Einsatz unter extremen Temperaturen und in besonders aggressiven Medien möglich macht. Durch die extrem robuste und widerstandsfähige Technologie wird eine ausgezeichnete Differenzdruckbeständigkeit und Stabilität gegenüber Druckstößen erreicht.

Drucksensoren für Wasserstoff

Mit über 30 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung in Drucksensoren hat HYDAC Electronics eine neue Serie an Wasserstoffdrucksensoren im Markt etabliert. Dank der HYDAC-eigenen Fertigung der Druckmesszellen war die Entwicklung einer Wasserstoffzelle auf Edelstahlbasis möglich. Die Sensoren basieren auf einer robusten, langlebigen Sensorzelle mit Dünnfilm-DMS auf einer Edelstahlmembrane. Diese ist mit dem Prozessanschluss verschweißt, es gibt keine innenliegende Dichtung. Die Wasserstoff-Kompatibilität ist durch die besondere Wahl des Werkstoffs sichergestellt; medienberührend wird ein Edelstahl eingesetzt. Die Drucksensoren werden heute sowohl in Brennstoffzellenfahrzeugen (mit EC79/2009 Zertifizierung) und stationären Anwendungen (ATEX, IECEX, CSAUS) weltweit eingesetzt.

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