Die Zukunft des Wasserstoffs liegt im Testing.

Zu Besuch bei der Firma iinovis.

Prozesstechnik – Kundeninterview mit der Firma iinovis.

Im Rahmen der Energiewende ist das Thema Wasserstoff für viele Industrien ein echter Hoffnungsträger – doch ebenso auch mit Unsicherheit behaftet. Können Brennstoffzellen das E-Auto zur Zukunft der Mobilität machen? Wie sicher ist diese Technologie? Und lohnt sich das Ganze wirtschaftlich? Das Unternehmen iinovis aus dem baden-württembergischen Bad Friedrichshall hat in seiner langen Unternehmensgeschichte sämtliche Entwicklungen der Automobilbranche begleitet. Mit einer neuen Anlage für Wasserstoffsystemkomponenten-Tests leistet die Firma nun echte Pionierarbeit. Wir sprachen mit iinovis CEO Andreas Groß und Vice President Innovation Peter Diehl darüber, warum Mess- und Prüftechnik beim Testing den entscheidenden Unterschied macht.

„Ich liebe Skeptiker und sehe sie als Herausforderung.“


Andreas Groß, CEO

Was macht die Firma iinovis?

Andreas Groß: Es ist immer schwierig, dabei nicht in Floskeln zu verfallen. In der Industrie gibt es Engineeringdienstleister, die anderen anbieten, für sie Lösungen zu erarbeiten – das machen wir natürlich auch. Das Besondere an iinovis ist, dass wir uns nicht als Personaldienstleister sehen und mal ein paar Stunden hier oder dort Aufträge abarbeiten. Wir wollen gemeinsam mit unserem Kunden innovative Lösungen entwickeln. Außerdem sind wir in der Lage, mehr als nur das klassische Engineering zu betreiben. Wenn es um das Testing oder Einzelanfertigungen geht, haben wir die fachlichen, personellen und produktionstechnischen Ressourcen, um Teile und Prototypen bis hin zum ganzen Fahrzeug herzustellen. Dabei geht es nicht nur um große Hauptserien, sondern auch um Spezialfahrzeuge in begrenzter Stückzahl. Außerdem liefern wir ganze Bordnetze für Hoch- und Niedervolt.

Auf welchen Wandel stellen Sie sich ein?

Andreas Groß: Die Firma hat ihre Kompetenzen in der Vergangenheit gut verkauft. Ohne Innovation und Transformation ist man aber in der heutigen wirtschaftlichen Situation nicht mehr erfolgreich. Die Globalisierung trifft ein Land wie Deutschland mit hohen Kosten immer härter. Die wenigsten leisten sich für Standardaufgaben heute noch eine Entwicklungsdienstleistung, wenn man die Leistung auf dem internationalen Markt günstiger einkaufen kann. Hier müssen wir ein Level höher kommen und zum Treiber neuer Entwicklungen werden. Über den Tellerrand blicken und Dinge anders machen, beispielsweise im Bereich Mobilität. Hier werden sich manche Entwicklungen erst in 15 bis 20 Jahren richtig bemerkbar machen. Dabei muss man als Unternehmen auch die eigenen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mitnehmen.

Peter Diehl: Wir als Firma investieren gerade sehr in Innovationsprojekte. Weg von dem, was der Kunde beauftragt, hin zum Problemlöser und Berater. Dazu gehört auch die Investition in das Wissen der eigenen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie am Ende in das Wissen der Menschheit generell – auch wenn das zunächst hoch-trabend klingt. Fakt ist: Die meisten unserer Innovationsprojekte werden gefördert. Wasserstoff ist dabei ein entscheidender Bereich. Wir nehmen die Dekarbonisierung sehr ernst.

„Wir geben unseren Kunden mit der Testanlage Sicherheit.“


Peter Diehl, Vice President Innovation

Was sind heute Ihre typischen Kunden?

Peter Diehl: Viele Start-ups schätzen unsere innovative und flexible Art. Große Firmen sind sehr unflexibel und müssen sich auf viel kalkulierbares Tagesgeschäft stürzen. iinovis hat die ideale Größe, um sich auch mal neuartigen Projekten zu widmen.

Andreas Groß: Ich mag diese ‚visionären‘ Projekte. Da kommt ein Kunde und sagt, ihm gefalle die Karosserie nicht. Und dann soll man mal fünf Autos umbauen. Über solche Projekte gewinnen wir unglaublich viel neue Expertise. Jemand anderes will vielleicht einen neuen Sitz, aber in diesem Zuge kommen dann wieder weitere Fragen auf. Wir ‚nerven‘ auch mal und regen unsere Kunden zu nachhaltigen Impulsen an. Das führt dazu, dass wir uns manchmal selbst wie ein Start-up fühlen. Dieser Spirit macht Spaß und motiviert uns.

Zurück zum Wasserstoff: Wie wollen Sie dessen Zukunft mitgestalten?

Peter Diehl: Wenn wir in Zukunft kein Öl oder Gas mehr benutzen wollen, kann Wasserstoff eine attraktive Alternative darstellen. Speziell im Bereich Mobilität wird hierzu viel geforscht. Konkret geht es dabei um Brennstoffzellen. Wir als iinovis haben in unserer jüngeren Firmengeschichte einige Brennstoffzellen-Systeme, genauer gesagt die Stacks und die Befeuchter, für Kunden konstruiert. Warum? Weil wir schon immer gut in puncto Simulation, Konstruktion und der Wahl der Materialien waren. Und wichtig: Man muss eine Ahnung haben, was das Ding am Ende für eine Performance liefern muss. Vereinfacht gesagt, wandelt so eine Brennstoffzelle ja Gase in Strom. Den brauchen wir für alles. Licht, Heizen, aber eben auch immer mehr für die E-Mobilität. Damit dieser chemische Prozess sauber und mit effizientem Ertrag stattfinden kann, benötigt die Brennstoffzelle ganz bestimmte Bedingungen. Hierfür haben wir eine neue Anlage entwickelt, die diese flexibel simulieren kann.

Die Messwerte im Blick: Philipp Knothe (Mitte), Entwicklungsingenieur bei iinovis, zeigt dem Team von dataTec SPEKTRUM das Herz der Anlage. dataTec Business Development Manager Dirk Bubley (links) freut sich, die von dataTec vertriebene NI-Software LabVIEW im Einsatz zu sehen.

Welche Parameter können Sie damit messen?

Peter Diehl: Da geht es vor allem um Randbedingungen: Was passiert mit einem Auto, wenn das Brennstoffzellen- System Luft mit sehr hohem oder sehr niedrigem Feuchtigkeitsgrad ansaugt? Hier muss ein Autohersteller sicher sein können, dass dem Endkunden das Auto nicht kaputtgeht. Wir geben unseren Kunden mit der Testan-lage Sicherheit.

Andreas Groß: Manchmal fragen Leute Firmen wie uns, was wir denn glauben, wohin die Reise gehe. Werden wir in 20 Jahren alle elektrisch fahren? Ich bin froh, dass wir uns nicht gezwungen sehen, eine solche Roadmap aufzumalen. Aber der Weg dahin ist unglaublich spannend. Ich liebe Skeptiker und sehe sie als Herausforderung. Wir als iinovis erachten uns als Treiber. Ganz am Ende sind es aber andere, die die großen Entscheidungen treffen.

Wie unterstützt Sie dataTec bei Ihren Projekten?

Peter Diehl: Messtechnik hilft uns, unser Testing genauer, messbarer und die Ergebnisse damit auch reproduzierbar zu machen. Wir haben Anlagen, mit denen können Sie die Sonneneinstrahlung von zwei Jahrzehnten simulieren. Außerdem sind wir Spezialist im „Airbag-Schießen“. Entfaltet sich der richtig? Kriegt der Fahrer den am Ende nur ins Gesicht? Funktioniert die Technik unter allen Temperaturbedingungen? All das kann man nur garantieren, wenn man beim Testing über die passende Messtechnik verfügt. Auch die Automatisierung spielt eine Rolle. Hier helfen uns Unternehmen wie dataTec mit umfassender Anwendungsexpertise und auch passender Software.

Lernen Sie die Testanlage kennen!

Das gemeinsame Gespräch mit CEO Andreas Groß und dem Vice President Innovation Peter Diehl zeigt deutlich: iinovis geht mit seiner Anlage für Brennstoffzellenbefeuchtertests neue Wege, um Kunden bei ihren Herausforderungen zu unterstützen. 

Sie möchten mehr über die Technik und Funktionsweise der Anlage erfahren? Dann lesen Sie weiter und entdecken Sie die Zukunft des Testings!

Prüfstand für
Brennstoffzellen­befeuchter.

Brennstoffzellen erweisen sich als zukunftsfähiges Antriebskonzept für klimafreundliche Fahrzeuganwendungen. Damit eine PEM-Brennstoffzelle (PEMFC, polymer electrolyte membrane fuel cell) optimal und alterungsstabil funktioniert, werden Membran-Luft- befeuchter eingesetzt, die für einen ausbalancierten Sauerstoff- und Wasserhaushalt innerhalb des Systems sorgen. Hierbei wird ein Teil des vorhandenen Wassers aus der feuchten Abluft des Brennstoffzellen-Stacks über eine semipermeable Membran an die gefilterte, trockene Ansaugluft abgegeben. 

Mit dem Befeuchterprüfstand der iinovis GmbH lässt sich das Betriebsverhalten von verschiedenen Befeuchterkonzepten unter diversen Betriebsbedingungen testen. Der Prüfstand unterstützt die Weiterentwicklung von Prototypen und kommt ebenso für die Qualitäts- und Funktionsprüfung von Serienprodukten zum Einsatz.

Im Prüfstand können diese automatisierten Testanwendungen umgesetzt und reproduziert werden:

  • Performance-Tests 
  • Temperaturwechseltests 
  • Langzeittests (Alterungstests) 
  • Leckage-Tests (intern und extern) 
  • Übersättigungssimulation (Wassereinspritzung) 
  • Belastungstests

Testing einer Befeuchtereinheit.
Unter kontrollierten Bedingungen wird feuchte Luft produziert und in einer Klimakammer dem Befeuchter (Prüfling) zugeführt. Durch das Einspritzen feiner Wassertropfen kann der Prüfstand die übersättigte Abluft einer Brennstoffzelle simulieren. Die Einstell- und Mess­parameter umfassen u. a. den Druck- und Massenstrom, die Temperatur und Tröpfchengröße. So lassen sich sämtliche Temperatur- und Leistungsbereiche unterschied­licher Brennstoffzellen abbilden.

Funktion des Membranbefeuchters.
Der Befeuchter definiert die feuchte Frischluft, die dem Brennstoffzellen-Stack zugeführt wird. So wird verhindert, dass die Kathode der Membran-Elektroden-Einheit (MEA) austrocknet. Ein ausgewogener Feuchtigkeitsgehalt verhindert die vorzeitige Alterung der Brennstoff­zellen-Membran und sichert die spezifizierte Systemleistung.

Eingesetzte Messtechnik.
Über Sensoren werden die Informationen aus der Testumgebung digitalisiert und an Messgeräte weitergegeben, z. B. an einen Datenlogger. Die Messabläufe sind durch die überge-ordnete NI-Software LabVIEW automatisiert. Somit lassen sie sich schnell einstellen, anpassen oder auch neu aufsetzen.

Datenauswertung.
Die Messdaten werden kundenspezifisch aufbereitet, analysiert und in Ergebnisberichten zusammengefasst. Anhand der Visualisierung lassen sich die Betriebseigenschaften des Befeuchters direkt bewerten. Die gewonnenen Erkenntnisse können dann für die Weiterentwicklung genutzt werden.

Hardware
Die elektronische Mess- und Prüftechnik von NI bietet hochwertige modulare Messgeräte und I/O-Komponenten für den Aufbau individueller, automatisierter Testsysteme. Die Produkte umfassen anwendungsspezifische Module und FPGA-fähige Hardware für die indus-trielle Entwicklung und Produktion. Mit speziellen Datenerfassungs- und Steuerungsprodukten, die auf bestimmte Sensoren ausgelegt sind, lassen sich externe Hardware-Komponenten steuern und überwachen. Zum Einsatz kommen Komponenten der CompactDAQ-, CompactRIO- und PXI-Plattform. 

Software
Die grafische Programmierumgebung LabVIEW unterstützt die Entwicklung automatisierter Testsysteme und ermöglicht einen schnellen Zugang zur Hardware. Für zukünftige Erweiterungen und ergänzend zu LabVIEW bietet sich die NI-Software DIAdem an. Mit DIAdem können noch größere Datenmengen verwaltet und analysiert werden. Somit ist das heutige System schon jetzt zukunftssicher aufgestellt.


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