250kW Antriebsstrang mit druckaufgeladenen Brennstoffzellen für ein Passagier-Flugzeug mit bis zu 4 Personen

Im Rahmen des Projekts Go4Hy2 sollen für die Wettbewerbsfähigkeit wesentliche Kernkriterien eines emissionsfreien BZ-Batterie-Hybrid Systems für ein Passagier-Flugzeug mit bis zu 4 Personen entwickelt werden. Hierzu wird eine Antriebs-Systemlösung im 250kW-Bereich mit einer ca. 2-3fach höheren Leistungsdichte im Vergleich zu Vorgängerprojekten realisiert. Diese wird in Labor- und Feld-Tests unter flugrelevanten Bedingungen getestet. Weiterhin wird die Skalierbarkeit dieses Systems im Hinblick auf größere Antriebssysteme bewertet. Zusätzlich wird auch die Steuerung der Leistungsverteilungseinheit (PMCD) komplett auf flugzugelassener state-of-the-art IMA-Technologie (Integrated Modular Avionics) realisiert.

Die geplanten F+E Arbeiten bauen auf die im Vorgängerprojekt Go4H2 und die in parallellaufenden Projekten entwickelten Technologien auf. In diesem neuen Projekt Go4Hy2 soll speziell die aus dem Automotive-Bereich verfügbare druckaufgeladene Brennstoffzellen-Technologie auf die Luftfahrtanwendung übertragen werden. Dazu sollen COTS-Systeme zunächst vermessen und für die Luftfahrtanwendung wo nötig angepasst werden. Bisherige Systemlösungen zu Redundanz, Kühlung, Batterie-Ladung etc. aus der Niederdruck-Brennstoffzellen-Technologie sollen übernommen und für die Leistungsklasse 250kW angepasst werden.

Im Bereich der Leistungselektronik und des Elektro-Motors sollen die Entwicklungsarbeiten auf eine Verbesserung der Marktanwendung fokussiert werden. Ein vielseitig anwendbares Motorkonzept, das die Skalierbarkeit und zulassungstechnischen Anforderungen sowie Redundanz berücksichtigt und die Nutzung als Antriebs-Generatoreinheit ermöglicht, steht hierbei im Fokus. Dazu passend wird die Entwicklung des SiC Umrichters speziell auf den Einsatz für Hybridsysteme ausgerichtet, dennoch soll auch eine flexible Anwendbarkeit für breit gefächerte Anwendungen berücksichtigt werden.

Im Bereich der flugzugelassenen Systemsteuerung kommt IMA-Technologie zum Einsatz. Sowohl die Steuerung des Antriebsstrangs im Labor als auch die Steuerung des flugrelevanten Feld-Testsystems werden mittels hochverfügbaren Steuerungseinheiten (High Integrity IMA) realisiert. Die Ausfallsicherheit des Antriebstrangs wird bezüglich der Gesamtarchitektur und der Architektur des Leistungsmanagementsystems PMCD, sowie deren Einzelkomponenten derart weiterentwickelt, dass trotz Ausfall einer Hauptkomponente (single failure von: E-Motor, BZ, Batterie, LE, H2-Tank) vollständige Redundanz besteht. Für einen späteren Einsatz der BZ-Technologie in der regionalen Luftfahrt sollen die Anforderungen an die Integration des Brennstoffzellen-Hybrid-Antriebs und seiner Subsysteme in ein typisches Regionalflugzeug identifiziert werden und die verwendeten Technologien im Hinblick auf die Anforderungen bewertet werden.

Förderkennzeichen
03B10703

Partner Laufzeitbeginn Laufzeitende Fördersumme
Universität Ulm01.07.2030.06.242.169.948,00 €
Diehl Aerospace GmbH01.07.2031.12.24702.609,00 €
Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co.KG01.07.2030.06.241.041.911,00 €
Deutsche Aircraft GmbH01.07.2030.06.24248.562,00 €
H2FLY GmbH01.07.2030.06.24281.568,00 €
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.01.07.2031.12.24985.803,00 €
5.430.401,00 €