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Stuttgart – Die Brennstoffzelle kommt weltweit auf die Straße. Nächster Meilenstein für Bosch ist der Großauftrag für einen elektrischen Luftverdichter mit integrierter Leistungselektronik. Er regelt im Brennstoffzellensystem die Sauerstoffzufuhr. Für die Hightech-Komponente hat Bosch eine langfristige Liefervereinbarung mit cellcentric geschlossen.
Vorsitzender des Bosch-Geschäftsbereichs Powertrain Solutions
In Brennstoffzellen reagiert Wasserstoff mit Luftsauerstoff. Dabei entsteht elektrische Energie sowie Wasser und Wärme. Wird grüner, also regenerativ erzeugter Wasserstoff eingesetzt, sind Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb klimaneutral unterwegs. Der elektrische Luftverdichter führt die benötigte Menge an gefilterter Luft zu. Er gehört zu den Kernkomponenten des Brennstoffzellen-systems. „Bosch betreibt einen enormen Entwicklungsaufwand. So arbeiten beispielsweise 15 bereichsübergreifende Teams an der Industrialisierung des elektrischen Luftverdichters“, sagt Dr. Uwe Gackstatter, Vorsitzender des Bosch-Geschäftsbereichs Powertrain Solutions. Bosch bietet den Luftverdichter in zwei Leistungsklassen mit 20 und 30 Kilowatt an. Die 30-Kilowatt-Klasse ist für Spannungen von 450 bis 850 Volt ausgelegt, die 20-Kilowatt-Klasse wahlweise für Spannungen von 250 bis 450 Volt oder 450 bis 850 Volt. Das Verdichterrad erreicht Drehzahlen von mehr als 100 000 Umdrehungen pro Minute. „Die Kombination von hochdrehendem Elektromotor mit integrierter Leistungselektronik ermöglicht eine einfache Systemintegration zu wettbewerbsfähigen Herstellungskosten“, betont Gackstatter. Die in der Leistungselektronik von Bosch eingesetzten Siliziumkarbid-Halbleiter machen das Energiebündel darüber hinaus besonders effizient. Eigenschaften, auf die cellcentric Wert legt.
Elektrischer Luftverdichter
Die größte technische Herausforderung liegt beim Luftverdichter darin, die luftgelagerten Hochdrehzahl-E-Maschinen in Kombination mit der Leistungselektronik aus der Einzelteilfertigung in die Großserienfertigung zu überführen. Insgesamt lässt sich die technische Komplexität mit einem Diesel-Einspritzsystem für Nutzfahrzeuge vergleichen und wirkt sich damit nicht zuletzt positiv auf die Beschäftigung aus. „Mit dieser zukunftsträchtigen Komponente sichern wir Arbeitsplätze in unserem Werk in Homburg“, sagt Gackstatter.
Damit das System bestmöglich arbeiten kann, wird im Kathodenpfad über den elektrischen Luftverdichter Sauerstoff in den Brennstoffzellen-Stack transportiert. Die Luft wird aus der Umgebung in der gewünschten Menge angesaugt und mit dem notwendigen Druck dem Stack zur Stromerzeugung zur Verfügung gestellt.
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