Der Ladeluftkühler dient dazu die Zuluft zu kühlen, welche sich aufgrund der Verdichtung in vielen Betriebspunkten auf Temperaturen oberhalb der zulässigen Brennstoffzellentemperatur erwärmen kann.
Arten
Da Ladeluftkühler aus aktuellen Verbrennungsmotoren bekannt sind, lassen sich diese aufgrund der gleichen Medien (Luft und Kühlmedium) auch auf die Verwendung in brennstoffzellenelektrischen Fahrzeugen übertragen. Das Kühlmedium kann wieder Luft in Form von Umgebungsluft “gas to gas”-Wärmetauscher oder Kühlmittel aus dem Niedertemperaturmanagement “gas to liquid” sein. Die Entwicklungen gehen in Richtung „gas to liquid“-Wärmetauschern, da diese in einen Niedertemperaturkühlkreislauf integriert werden und nahe an der Brennstoffzelle positioniert werden können. Dies minimiert die Strömungsstrecke der komprimierten Luft und damit verbundene Druckabfälle. [1]
Anforderungen
Für den Einsatz in einem brennstoffzellenelektrischen Fahrzeug sind die Wärmetauscher auf die entsprechenden Anforderungen des Antriebes anzupassen. Dabei sind vorrangig der Luftmassenstrom und die Lufttemperatur entscheidend, um den Wärmetauscher dimensionieren zu können. Abhängig von dem Verdichtungsverhältnis und der Umgebungstemperatur stellt sich eine Temperatur der verdichteten Luft ein, welche die Betriebstemperatur von etwa 80 °C deutlich überschreiten kann. Ein Verdichtungsverhältnis von 2,5 bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C und einer Verdichtereffizienz von 78 % hätte bereits einen Temperaturanstieg auf 160 °C zur Folge.
Literatur
[1] S. Pischinger und U. Seiffert, Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik. Wiesbaden: Springer Fachmedien Wiesbaden, 2021.
