Simulation von Vibrations- und Strukturverhalten (PEM-BZ-Stapel)

Die Integration von Brennstoffzellentechnologie in Nutzfahrzeuge stellt hohe Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit und Langzeitstabilität der Systeme. Vibrationen durch Straßenunebenheiten, Antriebsdynamik oder Fahrzeugstruktur wirken kontinuierlich auf Brennstoffzellenstapel ein und können die Lebensdauer sowie die Funktionssicherheit erheblich beeinflussen. Ein fundiertes Verständnis dieser dynamisch-mechanischen Beanspruchungen ist entscheidend, um belastbare Auslegungsgrundlagen zu schaffen und die zuverlässige Integration von Brennstoffzellentechnologien im schweren Nutzfahrzeugsektor sicherzustellen.

Unsere Lösungen​

Wir entwickeln effiziente Modellierungsansätze für die Schwingungsanalyse von Brennstoffzellenstapeln. Dazu definieren wir multiphysikalische Lastkollektive, die reale mechanische, thermische und elektrische Beanspruchungen abbilden. Diese dienen als Grundlage für experimentelle Untersuchungen auf einem speziell entwickelten Teststand, der eine realitätsnahe Belastung unter kontrollierten Bedingungen ermöglicht. Parallel implementieren wir strukturmechanische Modelle, die lokale Beanspruchungen in Konstruktions- und Funktionswerkstoffen vorhersagen. Auf dieser Basis entsteht ein Digitaler Zwilling, der strukturdynamische Effekte virtuell abbildet und mit experimentellen Ergebnissen verknüpft. Durch die Kombination von Simulation und Diagnostik lassen sich mechanische Belastungspfade und mikromechanische Schädigungsmechanismen identifizieren. Ergänzend setzen wir hochauflösende zerstörungsfreie Analysen wie Computertomographie ein, um kritische Schädigungspotenziale sicher zu bewerten.

Warum das wichtig ist

Die Kombination aus Simulation, experimenteller Validierung und digitalem Zwilling ermöglicht ein tiefes Verständnis der strukturdynamischen Belastungen von Brennstoffzellenstapeln. So können kritische Schwachstellen frühzeitig erkannt, die Auslegung optimiert und die Zuverlässigkeit der Systeme nachhaltig erhöht werden. Darüber hinaus profitieren Sie von einer beschleunigten Entwicklung und einer signifikanten Reduzierung von Ausfallrisiken im praktischen Einsatz.