Lebensdauerabschaetzung von Brennstoffzellen mit den Methoden der Betriebsfestigkeit

Estimating the lifetime of fuel cells by the methods of fatigue strength analysis under variable stress amplitude

Die Abschaetzung der Lebensdauer metallischer Bauteile ist unerlaesslich, um Leichtbau zu erreichen, und findet in der Industrie bei zahlreichen Bauteilen Anwendung. Eine Lebensdauerabschaetzung von elektrochemischen Bauteilen mit diesen Methoden ist neuartig und wird hier auf die Brennstoffzelle uebertragen. Dabei werden aus den Messdaten des Strom- und Spannung-Zeitverlaufs beziehungsweise des Stromdichte- und Einzelzellspannungs-Zeitverlaufs die Ereignisse Normalbetrieb, Leerlaufspannung, Start-Stopp-Vorgaenge entnommen. Hierzu kommen die klassischen Klassifizierungsmethoden, das Verweildauerverfahren und die Haeufigkeitszaehlverfahren, zur Anwendung. Dem Zaehlergebnis wird als Schaedigungsparameter der Spannungsabfall ueber der Zeit oder ueber der Haeufigkeit zugeordnet. Abschliessend erfolgt die rechnerische Lebensdauerabschaetzung durch lineare Schadensakkumulation. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Estimating the fatigue life of metallic components has become an essential requirement in the industry because of the need to use light-weight constructions in conformance with stringent safety-relevant standards. However, the application of such methods for predicting the lifetime of electrochemical devices such as fuel cells is a novel approach. In this case, pertinent events and parameters, such as normal operation, open-circuit voltage, as well as starting and stopping processes, were extracted from the data determined from the measured current and voltage-time curve. For this purpose the classic counting methods, level-distribution counting and frequency counting are applied. The result thus obtained is assessed with the use of a damage parameter which describes the voltage drop as a function of time or of the number of cycles counted. Finally, the calculative estimation of the lifetime is determined by linear damage accumulation. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Bonitz, S
    • MASENDORF, R
    • ESDERTS, A
  • Publication Date: 2013-9

Language

  • English

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: pp 678-82
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01537287
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Aug 21 2014 9:28AM