Mit Schwarmintelligenz Brennstoffzellensystem optimiert: Continental-Masterand erhält VDI-Preis

Brennstoffzellen gelten im Bereich des Fahrzeugantriebs als besonders aussichtsreiche Zukunftstechnologie. Denn sie erzeugen elektrische Energie mit Hilfe von Wasserstoff und Sauerstoff. Daher werden Brennstoffzellenfahrzeuge anders als Batterie-betriebene E-Mobile nicht mit Strom „betankt“, sondern mit Wasserstoff, was in der Schnelligkeit in etwa dem Auftanken herkömmlicher Fahrzeuge entspricht. Dadurch sind Brennstoffzellensysteme besonders für Langstreckenfahrten geeignet, zumal Wasserstoff ein kompakter, kostengünstiger Energiespeicher ist. Um diesen Vorteil voll auszuschöpfen, wird intensiv daran geforscht, den Wirkungsgrad von Brennstoffzellensystemen weiter zu erhöhen. Eine wichtige Rolle spielt die Sauerstoffversorgung der Brennstoffzellen, die zu so genannten Stacks zusammengefasst werden. Dabei kommen auch Turbolader zum Einsatz, in diesem Produktbereich gehört Continental zu den Technologieführern.

Fatlind Ahmeti hat während seiner Arbeit bei Continental unterschiedliche Architekturkonzepte dieser Sauerstoffversorgung untersucht und dabei die Auswirkungen verschiedener Turbolader-Technologien analysiert (E-Turbolader, E-Kompressor, E-Kompressor mit separatem Turbolader). Dazu hat er mit softwaregestützten Modellen den jeweiligen Aufbau des Brennstoffzellenluftpfads simuliert und dann mit Hilfe von mathematischen Verfahren optimiert. Eine entscheidende Rolle spielte dabei der so genannte Partikel-Schwarm-Algorithmus, ein Optimierungsverfahren, das der Schwarmintelligenz in der Natur ähnelt. Die wichtigsten Ergebnisse: Die Effizienz des Luftpfads konnte um bis zu zehn Prozent gesteigert werden, und der höchste Wirkungsgrad wurde mit einem elektrischen Turbolader erreicht. Betreut wurde die Arbeit bei Continental durch Florian Uhrig, Experte aus der Abteilung Technologie & Innovation der Division Powertrain, und durch Prof. Dr. Bernhard Hopfensperger von der Fakultät Elektro-und Informationstechnik der OTH Regensburg.

„Mit seiner Arbeit ‚Steigern des Systemwirkungsgrades von Brennstoffzellensystemen durch Optimierungsalgorithmen’ hat Herr Ahmeti unsere Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Brennstoffzelle maßgeblich unterstützt“, sagte Friedrich Graf, Direktor Vorentwicklung der Continental-Division Powertrain, der auf dem VDI-Symposium die Continental-Aktivitäten im Bereich der Elektromobilität erläuterte. Überreicht wurde Fatlind Ahmeti der Preis von Prof. Dr.-Ing. Frank Herrmann, Leiter der Bezirksgruppe Regensburg des VDI. „Der VDI möchte mit diesem Preis zu einer qualitativ hochwertigen Hochschulausbildung in den Ingenieurwissenschaften beitragen. Fatlind Ahmeti ist ein hervorragendes Beispiel dafür, dass dies gelingt. Ihn möge der Preis zu weiteren Spitzenleistungen auf seinem Fachgebiet motivieren“, so Professor Frank Herrmann.