Testmöglichkeiten

Um Einzelkomponenten und Gesamtsysteme zu charakterisieren und testen zu können stehen dem EWS zahlreiche Testmöglichkeiten zur Verfügung. Das zentrale Element ist dabei der Motorprüfstand auf dem Elektromotoren und deren Leistungselektronik bis zu einer Leistung von 100kW thermisch und elektrisch charakterisiert werden können. Um  sowohl die Einzelkomponenten als auch Gesamtantriebsstränge unter luftfahrtrelevanten Bedingungen testen zu können steht eine klimatisierte Vakuumkammer zur Verfügung. Damit besteht die Möglichkeit gesamte hybrid-elektrische Antriebssysteme mit einer Leistung von 250kW unter luftfahrtrelevanten Bedingungen zu testen.

Unterdruckkammer

Flugzeuge mit hybrid-elektrische Hauptantriebsstrang bieten eine effiziente, leise, emissionsarme Alternative zu herkömmlichen Antriebssystemen. Mithilfe eines Teststands zur Simulation von luftfahrtrelevanten Bedingungen für hybrid elektrische und modular aufgebaute Gesamtanstriebssysteme sollen folgende Punkte erforscht werden:

1. Die Funktionalität und die redundante Auslegung des hybrid-elektrischen Gesamtantriebsstrangs unter luftfahrtrelevanten Bedingungen (Unterdruck, Temperatur und optional Feuchte).

2. Mögliche Vereinfachung der Systemkomplexität.

3. Validierung der Regelkreise für optimierte Systemperformance unter Luftfahrtaspekten.

4. Spannungsfestigkeit der Komponenten bei reduziertem Umgebungsdruck zur Verifizierung und Qualifizierung der Komponenten auf Luftfahrttauglichkeit

 Als Gesamtsystem sollen sowohl H2-BZ-Batterie hybride als auch alternativ ICE-Batterie hybride mit einem zuverlässigen Leistungs- und Energiemanagement, sowie gravimetrisch und volumetrisch optimierten, hocheffizienten Antriebsmotor gekoppelt und erforscht werden.

Systeme dieser hohen Komplexität erfordern eine detaillierte Modellierung der einzelnen Komponenten und der gesamten Architektur. Die Validierung und Optimierung dieser Gesamtantriebssystem-Architekturen unter luftfahrttechnischen Bedingungen ist der Schlüssel für zukunftsweisende emissionsfreie Luftfahrtantriebe.

Die Tests in der geplanten Anlage sind ein notwendiger Bestandteil der Gesamtsystementwicklung für ein elektrisch angetriebenes Passagierflugzeug. Die Ergebnisse fließen direkt in die Flugtestvorbereitung mit ein. Darüber hinaus dienen sie als Forschungsgrundlage für modulare elektrische Hauptantriebssysteme für Flugzeuge mit bis zu 60 Passagieren.

Batterieteststand

For the characerisation of batteries the following equipment is available at the institut

Climate chamber

  • ATT DY110 C
  • 112 l
  • -70 to 180 °C
  • 10 to 95 % humidity (for 10 to 95 °C)

Battery cycler

  • Basytec XCTS
  • +/- 25 A
  • 0 to 6 V
  • 12 channels

Impedance Spectroscope

  • Zahner Zennium-Pro with BC-Mux
  • 10 µHz to 8 MHz
  • +/- 25 A BC-Mux
  • +/- 2 A EIS current
  • 16 channels

Verbrennungsmotor Teststand

Das Institut für Energiewandlung und –speicherung verfügt über einen Teststand für Verbrennungsmotoren. Dieser ist für Flugzeugmotoren bis 150 kW angepasst.

Kernstück des Teststands ist ein Emissionsmessgerät, mit welchem die Zusammensetzung des Abgases (CO2, CO, NO, NOX, UHC, O2) gemessen wird. Zurzeit werden die Emissionen eines 104 kW Flugzeugmotors bei verschiedenen Betriebspunkten, sowie mit unterschiedlichen Bio-Ethanol-Konzentrationen im Kraftstoff vermessen.

Weitere Messtechnik dient zur Bestimmung der notwendigen Kühlleistung und zur Gewinnung von Daten zur Entwicklung eines Thermalmanagementsystems.

Durch die Einbindung einer 250 kW DC Quelle/Senke bietet der Teststand zusätzlich die Möglichkeit Motor-Generator-Kombinationen zu testen.