Ausgereiftes Brennstoffzellen-Serienfahrzeug
Was im Jahre 1999 mit einem Prototypen begann ist heute Realität geworden: Der FCX Clarity von Honda in seiner neuesten Generation ist ein ausgereiftes Brennstoffzellen-Fahrzeug und somit ein echter Konkurrent für Fahrzeuge mit konventionellem Verbrennungsmotor.
Das Brennstoffzellen-Fahrzeug von Honda zeichnet sich durch einen zweimal höheren Wirkungsgrad als konventionelle, benzinbetriebene Fahrzeuge aus und dies mit vergleichbarer Reichweite. Die neueste Generation des FCX Clarity erreicht sogar den dreifachen Wirkungsgrad benzinbetriebener Kompaktfahrzeuge von Honda und den doppelten Wirkungsgrad eines benzinelektrischen Hybrid-Fahrzeugs.
Die Kerntechnologie des FCX Clarity ist der leistungsstarke Brennstoffzellen-Stack »V Flow«, der dank seiner wellenförmigen Strömungskanäle leichter und kompakter ist als seine Vorgänger. Die neue Zellstruktur des Stacks sorgt aber nicht nur für geringeres Gewicht sonder auch für mehr Leistung (100 kW ) und eine kleinere Baugröße. Mit einer 50-prozentigen Verbesserung der Ausgangsleistungsdichte pro Volumen und einer Verbesserung von 67 Prozent der Ausgangsleistungsdichte pro Masse stellt der V Flow Brennstoffzellenstack einen großen Entwicklungsschritt gegenüber der vorhergehenden Stack-Generation dar.
Der Honda V Flow Brennstoffzellenstack erzeugt Elektrizität mit Hilfe einer Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle, die chemische Energie aus Wasserstoff-Sauerstoff-Reaktionen direkt in elektrische Energie umwandelt. Die für die Elektrizitätserzeugung eingesetzte und äußerst dünne Protonenaustauschmembran (elektrolytische Membran) ist zwischen einem Paar Elektrodenschichten und Diffusionsschichten (den Wasserstoff- und Sauerstoffelektroden) in einer Membran-Elektroden-Baugruppe (MEA) eingebettet. Die MEA wiederum ist zwischen zwei Separatoren eingeschlossen und bildet mit ihnen eine Zelle – eine einzelne Elektrizitätserzeugereinheit. Wie bei Batterien sind diese einzelnen Zellen in Reihe geschaltet.
Weitere Hauptbestandteile stellen der Wasserstofftank, die Lithium-Ionen-Batterie, der Elektromotor und die »Power Drive Unit« (PDU) dar, die den Fluss der Elektrizität regelt. Beim Anfahren und Beschleunigen wird die Elektrizität aus dem Brennstoffzellen-Stack für den Antriebsmotor durch Elektrizität aus der Lithium-Ionen-Batterie ergänzt. Beim Verzögern arbeitet der Antriebmotor als Generator, die zusammen mit überschüssiger Elektrizität aus den Brennstoffzellen in der Lithium-Ionen-Batterie gespeichert wird. Wenn das Fahrzeug steht, schaltet ein Leerlauf-Stopp-System die Elektrizitätserzeugung im Brennstoffzellen-Stack ab. Die verbleibende Elektrizität der Lithium-Ionen-Batterie sichert den weiteren Betrieb von Klimaanlage und Nebenaggregaten.
Außerdem haben die Ingenieure von Honda eine bessere Drainage des Wassers durch die V-Flow-Zellstruktur entwickelt, die zu höherer Leistung unmittelbar nach dem Start führt. Das durch die wellenförmigen Strömungskanal-Separatoren ermöglichte reduzierte Kühlmittelvolumen und die 1-Box-Konstruktion führen zu einer 40 Prozent geringeren Wärmemasse als bei früheren Stacks. Demzufolge beträgt die erforderliche Zeit, um 50 Prozent der Leistung nach dem Start bei –20 ˚C zu erreichen, nur ein Viertel der Zeit als beim bisherigen Stack. Starten ist jetzt bei Temperaturen von –30 ˚C möglich.
Mehr über den FCX Clarity und seine technischen Details können Sie in der nachfolgenden Bildergalerie erfahren:
Dank der hohen Flexibilität des Brennstoffzellenantriebs ist auch eine bessere Raumaufteilung möglich. Der V-Flow-Stack ist in der neuen Generation in nur noch einem Gehäuse statt wie bislang in zwei untergebracht – daher lässt er sich in den Mitteltunnel integrieren. Die koaxiale Motor- und Getriebekonfiguration trägt ebenfalls dazu bei und die neue Lithium-Ionen-Batterie passt genau unter den Rücksitz – dies schafft mehr Platz für Passagiere. Außerdem verfügt der FCX Clarity über einen Einzel-Wasserstofftank anstatt wie der Vorgänger über zwei Tanks. Weitere Details über die Funktionsweise des FCX Clarity erhalten Sie durch das nachfolgende Video:
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