ITO-FC – Optimized impeller and volute casing geometries for highly compact turbo compressors for fuel cells

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Forschungsstelle

BFE

Projektnummer

SI/502077

Projekttitel

ITO-FC – Optimized impeller and volute casing geometries for highly compact turbo compressors for fuel cells

Texte zu diesem Projekt

	Deutsch	Französisch	Italienisch	Englisch
Kurzbeschreibung	-	-	-
Schlussbericht		-	-	-

Erfasste Texte

Kategorie	Text
Kurzbeschreibung (Englisch)	Fuel cell systems of higher power, such as those required for truck and rail applications, require an increased mass flow and pressure at the compressor outlet to supply the fuel cell. This results in compressor capacities in the range of 10 - 20 kW and a correspondingly increased size. The increased size is mainly due to the larger diameter of the impeller and volute housing. However, the space available for accommodating the fuel cell systems does not grow proportionally with the increasing power requirement. The size is therefore in contradiction to the limited space available. These circumstances require optimized aerodynamic geometries to meet market requirements. In addition, the market requirements for the aerodynamic performance of the compressor are still unclear in many places, and the specifications of the fuel cell manufacturers differ greatly in some cases. They depend on the design and operating concept of the fuel cell. With the knowledge generated in this project, an alternative to previous design approaches with a focus on size optimization will be investigated. The aim is that fuel cell system developers (integrators) will then be able to choose between a high-performance variant and a size-optimized variant. The gap in market requirements can thus be reduced by an alternative.
Schlussbericht (Deutsch)	Turbo Kompressoren sind ideal geeignet für mobile Brennstoffzellensysteme für PKW, Nutzfahrzeuge, LKW- und Bahnapplikationen. Der vorgesehene Einbauraum sinkt jedoch stetig, eine Verkleinerung vermindert jedoch üblicherweise den Wirkungsgrad. Daher werden in diesem Projekt hochkompakte aerodynamische Geometrien bei Beibehaltung des Wirkungsgrads und der Kennfeldbreite erforscht, um den Marktbedürfnissen gerecht zu werden und den Energiebedarf tief zu halten. Die theoretischen und experimentellen Verifikationen der neuen Geometrien zeigen, dass bei gleicher Baugrösse die Kennfeldbreite gesteigert (25% tiefere Pumpgrenze) und der Wirkungsgrad bei behalten werden kann, und bei Reduktion der aerodynamischen Baugrösse um 20% die Performance (Kennfeldabdeckung, Wirkungsgrad) beibehalten oder sogar leicht vergrössert werden kann. Zugehörige Dokumente Schlussbericht [PDF] 1'186 kB

Kategorie

Text

Kurzbeschreibung
(Englisch)

Fuel cell systems of higher power, such as those required for truck and rail applications, require an increased mass flow and pressure at the compressor outlet to supply the fuel cell. This results in compressor capacities in the range of 10 - 20 kW and a correspondingly increased size. The increased size is mainly due to the larger diameter of the impeller and volute housing. However, the space available for accommodating the fuel cell systems does not grow proportionally with the increasing power requirement. The size is therefore in contradiction to the limited space available. These circumstances require optimized aerodynamic geometries to meet market requirements. In addition, the market requirements for the aerodynamic performance of the compressor are still unclear in many places, and the specifications of the fuel cell manufacturers differ greatly in some cases. They depend on the design and operating concept of the fuel cell. With the knowledge generated in this project, an alternative to previous design approaches with a focus on size optimization will be investigated. The aim is that fuel cell system developers (integrators) will then be able to choose between a high-performance variant and a size-optimized variant. The gap in market requirements can thus be reduced by an alternative.

Schlussbericht
(Deutsch)

Turbo Kompressoren sind ideal geeignet für mobile Brennstoffzellensysteme für PKW, Nutzfahrzeuge, LKW- und Bahnapplikationen. Der vorgesehene Einbauraum sinkt jedoch stetig, eine Verkleinerung vermindert jedoch üblicherweise den Wirkungsgrad. Daher werden in diesem Projekt hochkompakte
aerodynamische Geometrien bei Beibehaltung des Wirkungsgrads und der Kennfeldbreite erforscht, um den Marktbedürfnissen gerecht zu werden und den Energiebedarf tief zu halten. Die theoretischen und experimentellen Verifikationen der neuen Geometrien zeigen, dass bei gleicher Baugrösse die
Kennfeldbreite gesteigert (25% tiefere Pumpgrenze) und der Wirkungsgrad bei behalten werden kann, und bei Reduktion der aerodynamischen Baugrösse um 20% die Performance (Kennfeldabdeckung, Wirkungsgrad) beibehalten oder sogar leicht vergrössert werden kann.

Zugehörige Dokumente

Schlussbericht [PDF] 1'186 kB