Fuel cell electric tractor FCTRAC: powertrain, thermal system, hydrogen storage, and performance

Abstract

In the FCTRAC project, a fuel cell electric tractor is developed based on the existing diesel vehicle STEYR 4130 Expert CVT. After the FCTRAC project is presented, the paper introduces the developed fuel cell electric powertrain architecture designed to deliver comparable working performance to the donor vehicle. The description of the thermal system focuses on the challenging heat dissipation of the fuel cell stack. The design of the 700-bar hydrogen storage system is discussed, considering vehicle framework conditions. Finally, the paper addresses the test bench validation of the FCTRAC powertrain. It confirms the simulative development approach and demonstrates operation comparable to the donor vehicle with 95 kW constant load at 35 °C ambient temperature without derating.

Im FCTRAC-Projekt wird basierend auf dem dieselmotorischen Spenderfahrzeug STEYR 4130 Expert CVT ein brennstoffzellenelektrischer Traktor entwickelt. Nach der Vorstellung des FCTRAC-Projekts wird die entwickelte Architektur des brennstoffzellenelektrischen Antriebsstrangs beschrieben, die eine mit dem Spenderfahrzeug vergleichbare Arbeitsleistung liefern soll. Die Beschreibung des Thermalsystems fokussiert sich auf die anspruchsvolle Wärmeabfuhr des Brennstoffzellenstacks. Die Auslegung des 700-bar-Wasserstoffspeichersystems wird unter Berücksichtigung der Fahrzeugrandbedingungen diskutiert. Schließlich befasst sich die Publikation mit der Prüfstandsvalidierung des FCTRAC-Antriebsstrangs. Diese bestätigt den simulativen Entwicklungsansatz und zeigt eine zum Spenderfahrzeug vergleichbare Leistung von 95 kW Dauerlast bei 35 °C Umgebungstemperatur ohne Derating.