Elektrische Systeme und Brennstoffzelle
Systementwurf und -bewertung
Dieser Forschungsschwerpunkt hat die optimale Integration multifunktionaler Brennstoffzellensysteme (MFFCS) in Verkehrsflugzeuge zum Ziel. Hierzu ist am Institut für Flugzeug-Systemtechnik eine Methodik entwickelt worden, die es erlaubt verschiedenste Integrationsstrategien auf Flugzeugebene zu bewerten. Ein wichtiges Bewertungskriterium ist dabei der Einfluss auf den Treibstoffverbrauch während einer gesamten Flugmission. Aber auch Kriterien wie die Robustheit oder das Alterungsverhalten eines solchen Systems gewinnen zunehmend an Bedeutung und sind folgerichtig Bestandteil aktueller Forschungsarbeit.
Systemautomation
In diesem Forschungsbereich werden Konzepte für die Systemautomation eines multifunktionalen Brennstoffzellensystems entwickelt. Dieses beinhaltet die Regelung, Steuerung und Überwachung aller Systemkomponenten basierend auf einer hierarchischen Struktur. Das Zusammenwirken aller Module der Automation mit den beteiligten Systemen und Komponenten bis hin zum Cockpit wird in einer virtuellen Integrationsumgebung getestet. Für die Simulation von Testszenarien wird ein dynamisches Gesamtsystemmodell verwendet, das neben den Brennstoffzellenstacks die Luft- und Wasserstoffversorgung sowie die Kühlung der Brennstoffzellen und das Inertisierungssystem enthält.
Systemdiagnose
Für den wirtschaftlichen Betrieb von Brennstoffzellensystemen sind leistungsstarke Diagnosefunktionen unabdingbar. Diese dienen der frühzeitigen Erkennung von Fehlverhalten, sowie der anschließenden Identifikation und Visualisierung von Fehlerursachen. Minimierte Standzeiten und eine effiziente Wartungsplanung werden dadurch ermöglicht. Zu diesem Zwecke wird am Institut für Flugzeug-Systemtechnik das Software Werkzeug SPYDER entwickelt. Wesentliche Kennzeichen dieses Forschungsschwerpunktes sind die Bereitstellung von Methoden zur modellbasierten Analyse komplexer Zusammenhänge zwischen Fehlern und Fehlereffekten mit dem Ziel der optimalen Sensorplatzierung und automatisierten Konfiguration hierarchischer Diagnosekonzepte. Diese bestehen aus vernetzten Diagnoseagenten, die stufenweise Diagnose-relevante Informationen verarbeiten und verdichten. Dadurch wird die Kette zwischen der Detektion von Fehlverhalten auf der untersten Systemebene und der Ausgabe von Fehlerursachen auf der obersten Flugzeugebene geschlossen