DMFC modul for intern transport og mobile anlæg

DMFC Modul for intern transport og mobile anlæg 

Slutrapport: EPF05_33031_0011 

Revision nr: 1.05 

Rapporteringsdato: 17. april 2008 

Projektperiode: 01/10/05 – 01/02/08 

Projekt ansvarlig: H2 Logic A/S, Tjelevej 42, 7400 Herning, CVR: 26933048 

Øvrige deltagere: IRD Fuel Cells A/S & Mini Crosser A/S

Indholdsfortegnelse 

Slutrapport EFP05_33031_0011 

1. INDLEDNING .........................................................................................................................3 

1.1. DEFINITIONER ......................................................................................................................3 

2. ENGLISH ABSTRACT AND CONCLUSION .................................................................................3 

3. DANSK RESUME OG KONKLUSION..........................................................................................3 

4. OPNÅEDE RESULTATER ..........................................................................................................3 

4. OPNÅEDE RESULTATER ..........................................................................................................3 

4.1 - WP1 KRAVSPECIFIKATION AF SYSTEM OG SYSTEMKOMPONENTER.............................................................3 

4.2 - WP2 UDVIKLING AF ENGANGSTANK .............................................................................................3 

4.2.1. Metanol tankningskoncept.................................................................................................................3 

4.3 - WP3 UDVIKLING AF DMFC STAK ...............................................................................................3 

4.4 - WP4 LUFTFORSYNING OG BEFUGTER ............................................................................................3 

4.5 - WP5 KØLER OG KONDENSER.....................................................................................................3 

4.6 - WP6 MIXERKREDSLØB ...........................................................................................................3 

4.7 - WP7 STYRING OG SOFTWARE....................................................................................................3 

4.7.1 FCC – Fuel Cell Controller...................................................................................................................3 

4.7.2 SC - System Controller ......................................................................................................................3 

4.8 - WP8 KONSTRUKTION AF EFFEKTELEKTRONIK ...................................................................................3 

4.8.2. DC/DC konverter .............................................................................................................................3 

4.8.3. Valg af batterier...............................................................................................................................3 

4.9 - WP9 SYSTEM INTEGRATION......................................................................................................3 

4.9.2 System integration............................................................................................................................3 

4.9.3. Fremtidig integration ........................................................................................................................3 

4.10 TEST, DOKUMENTATION OG RAPPORTERING .....................................................................................3 

5. KOMMERCIALISERING AF DMFC TEKNOLOGI I EN MINI CROSSER.........................................3 

5.1. TARGET SPECIFICATIONS FOR DMFC SYSTEM TIL MINI CROSSER.............................................................3 

5.2. KOMMERCIALISERING AF DMFC TEKNOLOGIEN SOM BATTERY REPLACEMENT .................................................3 

6. DISKUSSION OG KONKLUSION ..............................................................................................3 

7. SAMMENLIGNING AF OPNÅEDE MÅL MED PROJEKTETS MÅL ..................................................3 

8. DET VIDERE FORLØB..............................................................................................................3 

9. PUBLIKATIONER ....................................................................................................................3 

BILAGSLISTE .............................................................................................................................3 

BAGGRUNDS REFERENCER .........................................................................................................3 

Side 2 / 26

1. Indledning 


Denne slutrapport skildre forsknings- og udviklingsarbejdet i projektet: ”DMFC Modul for intern transport 

og mobile anlæg” støttet af EFP05 programmet. 

Projektets overordnede mål har været at udvikle et DMFC brændselscellesystem der kan oplade batterier 

for anvendelse i intern transport samt mobile og stationære anlæg. I projektet integreres DMFC modulet i 

en el-scooter til handicappede eller gangbesværede og testes under forskellige drifts cykler i en laboratorie 

test, med efterfølgende afprøvning af køretøjsproducenten . Projektet er et udviklingsprojekt udført i 

samarbejde mellem H2-Logic, IRD Fuel Cells og MiniCrosser. 

IRD Fuel Cells ønsker at fokuser sine aktiviteter indenfor udvikling af et såkaldt DMFC modul. H2 Logic 

ønsker at være system integrator der bygger færdige brændselscellesystemer og integrerer disse i køretøjer. 

Mini Crosser er producent af el-scootere og har et ønske om at kunne tilbyde kunderne alternativer 

til konventionelle batterier. De 3 partnere er således gået sammen i dette projekt for at afdække om 

DMFC teknologien kan være et reelt alternativ en el-scooter. 

I tillæg til projektets formål har partnernes ambitiøse målsætning været at udvikle et komplet brændselscellesystem 

der direkte kunne passe i batterikassen på et køretøj, samt indsamle erfaringer for drift af et 

DMFC brændselscellesystem hos en slutbruger. 

Endelig bliver de kommercielle aspekter omkring DMFC teknologien vurderet i forhold til anvendelse i 

transport applikationer og muligheden for anvendelse af den udviklede DMFC brændselscelle generator i 

andre produkter. 

Spørgsmål til rapporten og projektet han rettes til projektlederen eller en af projektdeltagerne. 

Projektleder: 

Jacob Hansen, H2 Logic A/S, jh@h2logic.dk 

Projektdeltagere: 

Madeleine Odgaard, IRD Fuel Cells A/S, mod@ird.dk 

Klaus Smedegaard Mini Crosser A/S 

1.1. Definitioner 

Der anvendes en række terminologier i rapporten og projektet som her bliver defineret. 

Køretøj / MiniCrosser / El-scooter 

Køretøjet der anvendes i projektet. MiniCrosser T140 4-hjulet. Se yderligere på www.minicrosser.dk 

DMFC System / Brændselscellesystem 

Det samlede system der installeres på køretøjet. Indeholdende DMFC (Direct Methanol Fuel Cell)Modul, power elektronik, 

batterier m.v. DMFC System ekskl. DMFC modulet er udviklet og leveret af H2 Logic. 

DMFC Modul 

DMFC modulet indeholder DMFC stak samt de nødvendige kredsløb omkring stakken så som køling, fuel mixture, katode 

system, styring m.v. DMFC Modulet er udviklet og leveret af IRD Fuel Cells. 

Side 3 / 26

2. English abstract and conclusion 


The objective of the project has been to develop a compact fuel cell generator using methanol as fuel. 

The DMFC module will be tested as power generator for internal transport using a Mini Crosser electric 

wheelchair for elderly and disabled people. The main advantage is the potential enhanced operation time 

(enhanced range) and the abbreviated recharge time compared with rechargeable batteries. The project 

approach was to use a hybrid system comprising a DMFC and a battery. The Hybrid system enables the 

usage of the battery to cover the dynamic power requirements while operating the DMFC generator at a 

constant load charging the battery. 

The project result is a functioning vehicle with a 600W DMFC system installed. The DMFC system has 

been tested independently and together with the vehicle where test results have been gathered. It was 

not possible within the project to make a compact installation in the existing battery box of the vehicle, 

but it is illustrated that it will be possible to make the full installation of a 2 nd generation system in the 

vehicle. On the commercial side it is concluded that there can be a potential market entry opportunity if 

the DMFC system can meet commercialisation targets. It is also concluded that usage of a DMFC system 

in a closed wheel chair would give the possibility to use the produced heat from the fuel cell and thereby 

eliminate the requirement for an additional heater on the vehicle. 

3. Dansk resume og konklusion 

Projektets formål har været at udvikle og demonstrere 1. generation Direct Methanol Fuel Cell system 

anvendt i en Mini Crosser (el-scooter). Ved at bruge metanol som brændstof vil det være muligt at forøge 

aktionsradius markant i forhold til konventionel batteriteknologi, det vil ligeledes også være muligt at lave 

hurtig optankning og dermed eliminere spildtid til opladning af batterier. Konceptet hat været at udvikle 

et hybrid system bestående at DMFC modul og batteri, hvorved brændselscellen kun skal producere 

gennemsnitsenergiforbrug og batterierne klarer peakforbrug under opstart og acceleration. 

Projektets resultat er et fungerende 600W DMFC system der succesfuldt er integreret og demonstreret på 

en Mini Crosser. Der er blevet indsamlet driftsdata på DMFC system og køretøj, og disse data vil blive 

brugt i det videre arbejde om udvikling af næste generation DMFC system. Der er som en del af projektet 

lavet kommercielle analyser og overvejelser om kommercialisering af DMFC teknologien. Fuld kommerciel 

target pris i en Mini Crosser er således 4000kr for et 600W system, men i en Mini Crosser med kabine vil 

brændselscellens overskudsvarme kunne bruges til opvarmning af køretøjet hvorved anden opvarmning 

spares og kommercialiseringsprisen bliver således 10.000kr. Konklusionen på projektet er at teknologien 

forventes at kunne gøres kommerciel i en Mini Crosser. Det må dog også konkluderes at der skal yderligere 

F/U arbejde til inden DMFC teknologien er kommerciel. 

MiniCrosser T140 

Side 4 / 26

4. Opnåede resultater 


Dette afsnit dokumenterer resultaterne fra de tekniske arbejdspakker i projektet. I arbejdspakkerne er 

hovedresultaterne dokumenteret, mens yderligere information er dokumenteret i bilag. 

4.1 - WP1 Kravspecifikation af system og systemkomponenter 

For at identificere den overordnede kravspecifikation til DMFC Systemet og derefter de enkelte delsystemer 

blev der lavet en række tests på køretøjet, for at identificere effektforbrug i forskellige driftssituationer. 

Hele kravspecifikationen kan ses i bilag1. 

Ved normal kørsel er effektforbruget på køretøjet 480W ved maksimal hastighed (15km/t) på lige vej. I 

situationer hvor der køres op ad bakke eller der accelereres stiger effektforbruget til over 1000W. DMFC 

stakken er det dyreste komponent i systemet og der forventes længst levetid for stakken ved et stabilt 

strømtræk. Løsningen om udvikling af et hybrid system hvor DMFC stakken kan levere effekt svarende til 

gennemsnitlig forbrug og batterierne så fungerer som bufferlager syntes derfor oplagt. 

Baseret på den overordnede kravspecifikation med driftsegenskaber og data for køretøjet, er effekt krav 

til DMFC Modulet specificeret. De overordnede krav for DMFC modulet er: 

• Celle type: DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) 

• Brændstof: kommerciel tilgængelig metanol (ikke speciel laboratorie renhed) 

• Nominal Power: 600 W 

• Omgivelses temperatur under drift: -15°C til 35°C 

• Omgivelses temperatur ved stand-by: > 0°C op til 35°C 

• Støj: generelt lav 

• Rystelser: skal kunne modstå vibrationer ved normal kørsel. 

På figur1 ses en simplificeret ombygning af DMFC systemets delsystemer. 

Figur 1 – Skematisk visning af DMFC systemets delsystemer 

Side 5 / 26


DMFC Modulet består af brændselscelle stak med tilhørende systemkomponenter (Balance-of-Plant). Delkomponenterne 

består af følgende hovedkredsløb: 

• Ekstern metanol tank 

• Luftforsyning 

• Køler/kondenser 

• Mixerkredsløb 

• Styring og kontrol 

Det var et ønske fra IRD at styringen blev opdelt i 2, et system udviklet af IRD der kan håndterer styringen 

af selve DMFC modulet og et system udviklet af H2 Logic der kunne håndtere hybridisering, tankning 

og interface til brugeren. 

Kravspecifikationen til effektelektronik blev sat ud fra DMFC modulets arbejdsområder samt køretøjets 

dynamiske effektforbrug. 

Kravspecifikation effektelektronik: 

• Simpel og kompakt løsning 

• Step-up 

• Minimal effekt tab i DC/DC konverter, minimum 92% virkningsgrad 

Kravspecifikation metanoltank: 

• Kapacitet til minimum 4 liter metanol, da dette vil fordoble aktionsradius. 

• Tankmateriale skal kunne støbes i masseproduktion 

Ud fra de ovenstående kravspecifikationer blev udviklingsarbejdet påbegyndt i de respektive arbejdspakker 

(WP’s) 

4.2 - WP2 Udvikling af engangstank 

Metanoltanke i køretøjer kan på overordnet niveau inddeles i metaltanke og plastictanke. I bilindustrien 

er der groft sagt siden midten af 1980’erne sket et skift fra ståltanke belagt med en 8 % tin- bly belægning 

til forskellige typer af plastictanke. Allerede i 1993 var 80 % af alle tanke i personbiler solgt i Europa 

således lavet af plasticmateriale, medens det sammenlignelige tal for USA samme år var 24 % og for Japan 

5 %. Siden er andelene i de respektive regioner sandsynligvis kun steget yderligere. Det vurderes at 

det vil være for dyrt at se yderligere på metaltanke, idet formen vil være betydeligt dyrere end en form 

til produktion af plasttanke. Brændselscellen stiller samtidigt krav til renligheden af metanol, hvorfor metaltanke 

frarådes grundet muligheden for korrosion. 

Plasttanken skal produceres i Polyethylen, der også er kendt som PE. PE findes i forskellige kvaliteter, der 

benævnes efter tæthed. Alle PE typer er meget bestandige over for vand, fugt og de fleste organiske opløsningsmidler. 

Tankene er ikke nødvendigvis bestandige overfor UV-lys. Eftersom metanol kan trænge 

gennem low density polyethylen (LDPE), liniear low density polyethylene (LLDPE) og almindelig polyethylene 

(PE) i mindre omfang skal der benyttes high density polyethylen (HDPE). HDPE er stærkere og stivere 

end andre polyethylener, men ikke så sej. Hvor meget metanol der trænger gennem HDPE er en funktion 

af overfladearealet og plasttykkelsen. 

De typer af tanke der kan anvendes i dette projekt vil på mange måder minde om den type dunke der 

anvendes til sprinklervæske. På billede 1 (næste side) ses Polyethylene dunke fra United States Plastic 

Corporation til opbevaring af sprinklervæske. Dunken til venstre kan rumme et indhold på 2½ gallons 

(ca. 9,5 L). 

Som eksterne dunke kan anvendes almindelige plastic ”jerrycans”. Denne type dunke kendes fra bagagerummet 

i ens bil og dunke der benyttes til påfyldning af benzin på plæneklippere. Eksempler på sådanne 

jerrycans kan ses på billede 02 (næste side). 

Side 6 / 26


Billede 1 – Polyethylene tanke Billede 2 – Jerrycans 

4.2.1. Metanol tankningskoncept 

Inden valg af tanktype er det væsentligt at identificere hvilket tankningskoncept der vil gøre metanol distribution 

og anvendelse simplest for slutbrugeren. Slutbrugerne bor decentralt i byer og på landet, og 

det forventes således ikke som en holdbar løsning hvis slutbrugeren skal køre forbi en tankstation hvor 

metanol kan tankes. Metanol skal distribueres ud til slutbrugerne, hvilket nemmest gøres via den kommunale 

hjemmepleje, da hjemmeplejen allerede er i daglig kontakt med en del af brugerne af elscootere. 

Det vil være lovgivningsmæssigt muligt og sikkerhedsmæssigt forsvarligt at distribuere metanol 

via hjemmeplejen jf. metanol distributionsanalysen der er vedlagt som bilag2. 

Når metanol er distribueret ud til slutbrugerne kan der anvendes 2 forskellige tankningskoncepter: 

Koncept nr. 1. 

Er en engangsdunk der både bruges til opbevaring af metanolen ved distribution og som en udskiftelig 

tank i forbindelse med selve DMFC systemet. 

Koncept nr. 2. 

Indebærer distribution i tanke der kan genbruges, hvorefter metanolen overføres til en integreret 

tank på køretøjet. 

Den helt klare fordel ved engangsdunke er at brugeren på ingen måder kommer i kontakt med metanolen. 

Der er desuden den fordel at lukkede systemer ikke kan forurenes, hvilket forventelig vil give en 

længere holdbarhed af brændselscellerne. Ulempen ved et sådant koncept er at man kommer til at stå 

med en frygtelig masse dunke der uden tvivl i sig selv vil være en miljøbelastning. Ved at benytte dunke 

der kan bruges gang efter gang undgår man denne miljøbelastning. Faste tanke kendes fra både biler, 

motorcykler, scootere, plæneklippere, motorsave og mobile strømforsyninger. Det vurderes at brugerne 

vil syntes bedst om interaktionen med faste tanke, idet det minder om det de kender fra ovennævnte 

maskiner og idet de selv kan bestemme hvor meget brændstof der skal påfyldes. 

Yderligere et argument for koncept 2 viste sig i løbet af projektet, da det blev konkluderet at pladsen til 

tanken blev meget begrænset, og det ikke ville være muligt at bruge en standard tank hvis hele DMFC 

systemet skulle installeres i batterikassen på køretøjet. Ved at udvikle en fastmonteret tank på køretøjet, 

vil denne i en færdig kommerciel løsning kunne vakuumformes til præcist at udfylde overflødige hulrum 

og på den måde give mest muligt plads til metanoltanken. 

Konklusionen på tankningskoncept er således koncept 2, hvor der skal bruges 2 tanke. 1 integreret formstøbt/vakuumformet 

tank som en del af DMFC modulet, og en genanvendelig distributionsdunk. 

For at sikre, at brugeren ikke kan komme i berøring med metanolen er der undersøgt forskellige former 

for sammenkoblinger mellem metanoldunken og den integrerede tank på køretøjet. Valget er faldet på 

modellen kaldet ”Flutite”, dette er et produkt der sikre, når den er monteret på en tank, at brugeren ikke 

kan komme i kontakt med metanolen. Koblingerne klikkes sammen og påfyldningen kan begynde. Når 

den ønskede mængde metanol er overført fra den ene tank til den anden kobles de fra hinanden og vil 

automatisk lukke begge ventiler. På billede 3 ses han/hun versionen af koblingerne. 

Side 7 / 26


Der er til projektet indkøbt et sæt koblinger, hvor test har vist positive resultater med meget begrænset 

metanolspild under optankning. Men grundet krav til renlighed af metanolen vil det være nødvendigt at 

udvikle koblinger i rustfrit stål i stedet for de nuværende i messing. Flutite er interesserede i at indgå i et 

udviklingssamarbejde om udvikling af koblinger af rustfrit stål såfremt det kan dokumenteres at de vil 

kunne anvendes i et kommercielt produkt. 

I det færdige prototype køretøj anvendes der ikke Flutite koblinger grundet bekymring for forurening af 

metanolen. Efter det blev klart at DMFC modulet ikke kunne integreres i den ønskede batteribakke på 

køretøjet blev det valgt at bygge en simpel metanoltank til prototypekøretøjet. Dette er nærmere forklaret 

under afsnit 4.9. – System integration. 

4.3 - WP3 Udvikling af DMFC stak 

Der er i projektet fremstillet ialt 3 DMFC stakke (Figur 4). Baseret på specifikationen for brændselscelle 

modulet (WP1), blev der fremstillet en DMFC stak baseret på 35 celler, med hver et aktivt areal på 180 

cm2. Stakkens blev designet til direkte integration med en befugter (WP4). De indledende laboratorietest 

af stakkens ydeevne viste, at stakken opfylder krav til effekt i henhold til specifikationen. Endeplade materialet 

og processen for fremstilling af endepladerne viste desværre under længere tids driftstimer ustabil, 

resulterende i utætte endeplader. Parallelt med fokus på analyse, optimering og løsning af problemet, 

blev der fremstillet en 1 kW DMFC baseret på tidligere udviklet endeplader. Denne stak er anvendt til udvikling 

og test af systemkomponenter (Balance-of-Plant) i arbejdspakkerne WP4-WP6). For integration i 

den færdige prototype, blev endepladerne re-designet og materialet mekanisk stabiliseret. 

Stakkens ydeevne er vist i figur 5. Ved en driftstemperatur på 75°C, støkiometri for henholdsvis luft og 

metanol flow på λ air =3.0 og λ metanol =6.0 og en 6-lags befugter er den opnåede effekt 680 W e ved 45 A. 

1. Prototype stak 1 kW stak anvendt til udvikling og test af 

systemkomponenter 

Figur 4 – DMFC stakke udviklet i projektet. 

Billede 3 – Flutite metanol koblinger 

2. prototype stak anvendt til 

integration i DMFC modulet 

Side 8 / 26

Figur 5 – DMFC Stakkens ydeevne 

Karakteristika for DMFC stakken er: 

Nominel strøm: 45 A 

Nominel effekt: 680 W 

Effektivitet (HHV), nominel: η el= 35 % 

Effekttæthed: 120 W/l 


4.4 - WP4 Luftforsyning og befugter 

Kritisk for drift af DMFC stakken er opretholdelse af den korrekte fugtighed overalt i cellen og ensartet 

korrekt arbejdstemperatur. Desuden er det af energiøkonomiske årsager vigtigt at holde et lavt (forholdet 

mellem tilført ilt og forbrugt ilt). Derfor forsynes stakken med luft gennem en befugter der giver en 

nær 100% befugtning af den indgående luft, samtidig med at den bringer temperaturen på tilgangsluften 

tæt på temperaturen af afgangsluften. Da brændselscellen producerer vand på ilt-siden benyttes afgangsluftens 

vand til at befugte tilgangsluften. Stakkens størrelse og dermed behovet for luft tilførsel angiver 

størrelsen (antal lag) for befugteren. Udgangspunktet i design fasen blev baseret på en 12-lags befugter. 

For optimal dimensionering af befugteren blev der i projektet fremstillet og testet 3 forskellige 

befugter størrelser. Resultaterne viste at en 6-lags befugter kunne opfylde systemets krav, resulterende i 

55% volumen reduktion for befugteren. Brændselscellen producerer vand på ilt siden (katoden), og samtidig 

forbruges vand på metanol siden (anoden). For at opretholde vandbalance og stabilitet i systemet, 

skal den korrekte mængde vand kondenseres fra overskudsluften. Maksimalt må der fordampe 0.18 g 

vand/time ved nominel drift på 45 A. Dette er i projektet opnået med cirkulation af luft gennem stakken 

med overskud af ilt (λ=3) samt nedkøling af afgangsluften til under 45 °C. For at minimere parasit strøm 

for luftpumpen og dermed opnå højere systemeffektivitet, er kredsløbet konstrueret med styring ud fra 

energibehov og cellespænding. Da modulet i projektet skal anvendes udendørs, filtreres al luft til systemet 

gennem et finfilter. Hermed sikres modulet imod forurening af brændselscellen. 

Det komplette delsystem bestående af luftpumpe, filter og befugter er integreret med brændselscelle 

stakken og afprøvet i en laboratorie test før modul integration. Ved nominel drift udgør effektforbruget til 

luftkredsløbet 20 W eksklusiv vandkondenserings enheden (se under WP5). 

Side 9 / 26


4.5 - WP5 Køler og kondenser 

Ved nominel drift vil ca. 65 % af energien fra brændselscellen produceres som varme. Af hensyn til stakkens 

levetid og optimal performance, skal systemet forhindre overophedning (> 85°C). 

Medens en højere celletemperatur fremmer metanol oxidationsreaktionen (og dermed elektrisk virkningsgrad), 

vil den højere temperatur også stille større krav til regenerering af vand i en kondenseringsproces. 

Desuden vil den højere temperatur forstærke tab af metanol igennem elektrolytmembranen, og 

yderligere reducerer effektiviteten og systemets energitæthed. 

Den interne køling af brændselscellen kontrolleres hovedsaglig via det interne metanol/vand kredsløb. 

Den eksterne køling designes i overensstemmelse med nedenstående: 

Kapacitet: 1500 W 

Driftstemperatur: > 0°C op til 85°C 

Omgivelses temperatur under drift: -15 °C til 35°C 

Omgivelses temperatur ved stand-by: > 0°C op til 35°C 

Materiale: Metanol/vand tolerant (max. 6.5 wt%) 

Korrosions stabilt 

For at øge den samlede virkningsgrad ville det være optimalt med passiv køling for således ikke at forbruge 

energi på at komme af med overskudsvarmen, men dette kræver en forholdsvis stor køler ved 1 

kW DMFC systemer. Da dette modul skal integreres i køretøjet og derfor skal fylde og veje så lidt som 

muligt, vil det være mere optimalt, hvis en mindre køler med monterede blæsere benyttes til opgaven. 

Denne løsning giver naturligvis et energiforbrug, men hvis køleren monteres forrest på køretøjet og derved 

påvirkes af vinden ved kørsel, vil der i det væsentligste udelukkende være et energiforbrug når udetemperaturen 

er høj, samt når køretøjet står stille. 

I projektet var det ikke muligt at omkonstruere køretøjet og designe en køler specielt til formålet. Der er 

i projektet derfor indkøbt to størrelser kølere. Begge er valgt i samarbejde med Flexcoil, hvor den ene 

kan køle passivt og den anden med forceret luft. Baseret på laboratorietest blev køler med forceret luft 

valgt, og styring af den termiske kontrol udviklet for stabil drift og temperatur (for eks. se figur 6). 

Figur 6 – Forskellige styring af termisk kontrol 

Side 10 / 26


Alle materialer der er i kontakt med metanolblandingen er i AISI316 rustfast stål. Herved opnås mindst 

mulig afsmitning af metal-ioner til MEA´en. Generelt ville plastmaterialer være at foretrække, men disse 

leder ikke varmen så godt som stål, og vil derfor forholdsmæssigt optage større plads. Køleren blev integreret 

i selve DMFC modulet. I forbindelse med integration af kommende moduler i køretøjer, vil det 

uden tvivl være muligt at designe en køler placeret eksternt og tilpasset køretøjet og dermed opnå en 

bedre systemløsning. Den termiske kontrol er ligeledes tæt knyttet til opretholdelse af vandbalancen i 

systemet. Der er i modulet implementeret en vandkondenseringsenhed, for regenerering af den nødvendige 

mængde vand (jvf. WP6). Det samlede effektforbrug til køling og kondensering ved nominel drift 

udgør 15 W. 

4.6 - WP6 Mixerkredsløb 

Brændselscelle stakken bruger lige dele vand og metanol som 

brændstof i en 1.0 M (nominel) blanding. Metanolen forsynes 

fra en ekstern metanol tank (WP2), og vandet fra afgangen på 

luftsiden via befugter/kondenser (WP4). Kredsløbet er designet 

så tilførsels af metanol/vand er i overensstemmelse med opretholdelse 

af en konstant koncentration. Tilspædningen der 

styres af Fuel Cell Controlleren (WP7), er baseret på strøm og 

niveaumålere. 

I projektet er der designet en intern mixertank. Mixertanken 

integrerer vand, brændstof, køling, filtrering og CO 2 håndtering 

i en enhed. Til DMFC prototype modulet er delkomponenterne 

og den interne mixertank fremstillet i et formstabilt 

plastmateriale på en CNF fræser. Der er i projektet arbejdet 

med design omkring konstruktion af mixertank og 

mixerkredsløb til kommende moduler i køretøjer. Redesignes 

stak endepladen vil mixeren kunne placeres direkte på stakken 

(se figur 7). Dette vil reducere procesvejen og behov for dyre 

koblinger og infrastrukturelementer vil kunne reduceres. 

Designet er egnet til formstøbte emner der vil kunne sprøjtestøbes 

prisbilligt ved produktion i større styktal. 

Figur 7 – Design af DMFC mixertank for evt. 

fremtidig produktion 

4.7 - WP7 Styring og software 

Det blev igennem projektet udviklet 2 styringer 1 styring til DMFC modulet (Fuel Cell Controler, FCC) og 1 

styring til styring af hele systemet og dets interface med køretøjet (System Control, SC). På sigt i et 

kommercielt produkt vil der kun være 1 styring, men det blev vurderet at det nemmeste interface mellem 

IRD’s og H2 Logics arbejdspakker var en kommunikation mellem de 2 styringer. 

H2 Logic og IRD har i fællesskab besluttet at al kommunikation mellem SC og FCC sker via RS232 Seriel 

kommunikation. 

I FCC implementeres 6 tilstande, der kan opdeles i to kategorier: On og Off. Set ”udefra” – altså for at 

styre brændselscellen – er det nok at arbejde med kun de to kategorier: On og Off. En nærmere beskrivelse 

af kategorier og tilstande findes i Tabel 8. 

Side 11 / 26

Tabel 8. Kategorier og tilstande I FCC (Fuel Cell Controller). 

Kategori 

(input fra SC) 

Off 

On 

Mode (FCC intern tilstand 

– kan aflæses fra SC) 

Beskrivelse 

off Fra off kan skiftes til starting up 


fatal Fatal bruges hvis der er sket en fejl der er så alvorlig at der ikke 

kan startes igen (hvis SC forsøger vil FCC alligevel blive i off). 

starting up skifter selv til running (efter et stykke tid, når normal drift opnås) 

running Fra running kan skiftes til off. FCC går her igennem shutting 

down, og går herefter til off (dette kan tage variabel tid, og ske 

næsten øjeblikkeligt, eller der kan gå flere sekunder) 

shutting down Se running 

Idle Hvis sætpunktet til FCC (ønsket strøm/effekt) er lavt, kan FCC 

skifte fra starting up eller running til idle. Hvis sætpunktet øges 

vil FCC selv skifte til running (evt. via starting up). 

Efterfølgende er udvikling af de respektive 2 styringer beskrevet. 

4.7.1 FCC – Fuel Cell Controller 

IRD har i projektet udviklet 1. generations microcontroller. Prototypen viste sig at være en energibesparende 

og kompakt platform til at styre og overvåge en DMFC-brændselscelle stak samt de nødvendige 

hjælpekomponenter (BoP=Balance of Plant). Under projektet blev både hardware og software udviklet og 

modnet. De egenskaber controlleren manglede blev undervejs tilføjet på prototype-print, da der ikke var 

nok tid til at udvikle et nyt board. Til den endelige FCC styring er der valgt software baseret på eCos 

(embedded Configuration operation system) der er et ”open source”, ”royalty-free” ”real-time”operations 

system. Denne platform er afprøvet med succes. Softwaren nåede et stadie hvor styringen på en stabil 

og gentagelig måde kunne starte modulet, samt holde modulet kørende i længere tid, så længe Metanolforsyningen 

ikke slap op. Styringen tager ligeledes højde for de fejlsituationer der kan opstå og lukker 

modulet ned, hvis en situation der truer stakkens helbred opstår. 

Der er ialt 6 driftstilstande for DMFC modulet, der kan opdeles i to kategorier: On og Off. Set ”udefra” – 

altså for at styre FCC – er det nok at arbejde med kun de to kategorier: On og Off. 

De tre tilstande: “starting up”, “running” og “idle” er alle at regne for “normale driftstilstande”. Fælles for 

“starting up” og “idle” er at i disse to tilstande leverer FCC ikke den ønskede effekt, men vil forsøge at 

levere det ønskede – og når dette sker (inden for en tolerance) skiftes automatisk til “running”. SC kan 

altså behandle disse tilstande som én (svarende til kategorien ”On”). 

Følgende brændselscelle driftsparametre kan læses fra FCC af SC: 

- Kategori og tilstand for DMFC modul (jvf. tabel 8) 

- Samlet driftstid for DMFC modulet 

- Stak spænding 

- Minimum cellespænding 

- Stakstrøm 

- Stak driftstemperatur 

- Total kWh 

- Vandniveau internt i DMFC modulet 

Ud over disse interne FCC tilstande, er der visse alarmer/fejltilstande, der kan læses fra FCC af SC. Indtræffer 

der en fejltilstand, vil FCC så vidt muligt forsøge at imødegå denne, f.eks. vil en for høj temperatur 

medføre at FCC skifter til “idle”. Fejltilstande der kan læses: 

- Høj staktemperatur 

- Lav cellespænding 

- Start op tid overskredet 

- Lav vandniveau intern i DMFC modul 

Side 12 / 26


I projektet er der arbejdet med udvikling af et nyt CVMS (Cell Voltage Monitoring System) måleprincip 

Nuværende CVMS praksis er at bruge moduler der er elektrisk isolerede. Man kan derved benytte flere 

moduler for at opnå det ønskede antal måle-kanaler. Hvis antallet af kanaler begrænses til f.eks. 60 kanaler 

kan den elektriske isolering undværes, hvorved størrelse og pris kan reduceres. Der er i projektet 

opbygget et print til test af det nye måleprincip. Testen af selve måleprincippet er afprøvet med succes. 

Før det nye måleprincip implementeres i brændselsceller skal der i kombination med dette udvikles et 

mekanisk kontakteringsprincip til de enkelte celler i brændselscelle stakken. Til integration med prototype 

DMFC modulet, er der derfor anvendt et tidligere udviklet og vel afprøvet CVMS modul. 

4.7.2 SC - System Controller 

H2 Logic har udviklet System controller (SC) som en del af dette projekt. Målsætningen for udviklingen 

var at lave en generisk styring der kunne håndtere en række forskellige inputs/outputs så der ikke ville 

blive nogle begrænsninger i projektet hvad angår styringer. 

System control kan opdeles i 3 delsystemer: 

• System Control Board 

• System Control Datalogger 

• System Control Display 

Sammenhængen mellem de 3 delsystemer er vist i blokdiagrammet over System Control vist i Bilag 3. 

System control Board 

SC er opbygget af 3 PCB (Printed Circuit Board). 1 board med processor og integrerede switchmode 

strømforsyninger, 1 board med alle inputs 1 board til alle outputs. De 3 boards er samlet i en kompakt 

styring som vist på billede 9. Blok diagram der viser funktionen af System Control Board er vedlagt i Bilag 

4. 

Billede 9 – System Control Board installeret på køretøjet 

SC måler og behandle data fra følgende: 

- Strøm og spænding fra brændselscellestakken og batterier 

- Strømmen til og fra motoren. (Måling af regenereret energi) 

- Metanol niveau i tanken. 

Side 13 / 26

- Vand niveau i vand-beholderen. 

- Temperaturer i og omkring DC/DC, batterier. 


Til måling af metanol niveau i metanoltanken og vandbeholderen er der konstrueret et kredsløb med en 

tryk sensor fra Sensor Technics. Princippet er at bruge trykmålingen til at beregne metanolmængden i 

tankene. Målingen midles over en periode hvorfor rystelser på køretøjet ikke giver anledning til unøjagtige 

målinger. 

SC er opbygget omkring en kraftig ARM-7 processor. Der bruges analoge kredsløb til spændingsmåling og 

strømmålinger er baseret på Hall effekt princippet. Der er indbygget CAN og RS485/RS232 kommunikation. 

System Control Datalogger 

Datalogning er yderst essentielt i et udviklingsprojekt, da valide driftsdata skal bruges til erfaringsindsamling 

og anbefaling af videre udvikling. Der blev således i staten af projektet udviklet en kompakt datalogger 

som bl.a. blev anvendt til dataindsamling på en eksisterende el-scooter. 

Data logges på et SD-kort, hvor der kan gemmes op til 4Gbyte data hvilket er rigeligt til måneders dataindsamling. 

Anvendelsen af SD-kort muliggør simpel adgangs til dataene i en service situation eller lignende. 

Dataloggeren kommunikerer 

med System Control Board via 

CAN 2.0. System Control Datalogger 

har følgende specifikationer: 

- Canbus kommunikation 

CAN 2.0 100kBit 11bit Id. 

- Power input 18-33VDC 

- Signal diode for Power 

- Signal diode for Can kommunikation 

- Signal diode for fejl 

- Signal for logning af data. 

Dataloggeren har vist sig nyttig i 

andre applikationer, og er således 

også blevet afprøver i H2 Logic’s 

H2 Trucks og datalogning på gaffeltrucks 

i CanDan projektet. Dataloggeren 

kan ses på billede 10. 

I prototypekøretøjet er der videreudviklet 

på dataloggeren, og denne 

er således integreret i System 

Control Display. 

Billede 10 - Datalogger 

System Control Display 

Til at vise og illustrere DMFC systemets tilstand og informere brugeren med nyttige informationer, er der 

udviklet et System Control Display til prototype køretøjet. I et kommercielt system skal dataene integreres 

i det nuværende display/brugerpanel, hvor batterispændingen i dag vises. Den oprindelige tanke var 

at bruge det oprindelige display, men efterhånden som projektet skred frem blev det klart at det ville 

være nødvendigt med et display hvor der kunne vises flere data end i Mini Crosserens nuværende display. 

System Control Displayet funktion vil således i prototypekøretøjet blandt andet være: 

- Status for DMFC system 

- Mulig fejlmelding fra DMFC system 

- Visning af Metanol mængde i tanken. 

- Visning af vand mængde i vand-beholder 

- Visning af strøm, spænding og effekt fra Stak, DC/DC og køretøj. 

- Mulighed for opgradering med teknisk service menu. 

Displayet kommunikerer med SC via. CAN bussen. På billede 11 ses layout af bruger-interfacet på System 

Control Display. 

Side 14 / 26

z 


Bruger interfacet er udviklet specifikt til prototypekøretøjet og er ikke tænkt anvendt i et kommercielt 

køretøjet, da de nødvendige data skal kommunikeres direkte fra brugerpanelet integreret i køretøjets 

styr. På displayet kan systemets status ses, og eventuelle fejlmeddelelser vises ligeledes. Strøm, spænding 

og effekt vises fra stakken, DC/DC konverter og forbrug på køretøjet. Dette vil i en afprøvningsfase 

give en god fornemmelse for 

testkøreren hvordan DMFC systemet 

og køretøjet vil reagere i 

forhold til hinanden. Endelig vises 

det hvor meget metanol der 

er i tanken, og hvor meget vand 

der er i vandbeholderen. Det er 

ligeledes også muligt at kunne 

tømme vandbeholderen ved at 

trykke på ”Drain” knappen. 

Installationen af displayet kan 

ses på billede 12. 

Ved en senere integration på et 

kommercielt køretøj vil det forventelig 

udelukkende være tank 

niveau i metanoltanken der vil 

vises konstant i displayet, og 

muligvis også standen i vandbeholderen, 

alt efter hvordan denne 

integration laves i et kom- 

Billede 11 – System Control Display layout. 

Billede 12 – Installation af display på prototypekøretøjet. 

Side 15 / 26

mercielt køretøj. 

4.8 - WP8 Konstruktion af effektelektronik 

Power elektronikken til køretøj er udviklet og konstrueret af H2 Logic. 


4.8.1. Dimensionering af Power elektronik 

Som første led blev der lavet datalogning på et traditionelt Mini Crosser T140 køretøj som Mini Crosser 

anvender i deres produktionsafdeling. Datalogningen viser at effektforbruget i stor grad sker i peaks, 

hvilket forventelig er en af forklaringerne på at batterilevetiden på Mini Crosserne er så relativt korte. 

På graf 13 ses strømtrækket over 4 timers drift. Der er efterfølgende lavet datalogninger på køretøjer der 

kører udendørs, og forbrugsmønsteret er her væsentlig anderledes da forbruget stabilt ligger på ca. 

500W ved kørsel på lige vej. 

3000 

2500 

2000 

1500 

1000 

500 

0 

-500 

-1000 

06:30:24 

06:36:54 

06:43:24 

06:49:54 

06:56:24 

07:02:59 

07:09:29 

07:15:58 

07:22:28 

07:28:58 

07:35:28 

07:41:59 

07:48:28 

07:54:58 

08:01:28 

08:07:58 

08:14:28 

08:20:58 

08:27:28 

08:33:58 

Effekt (W) 

08:40:28 

08:46:57 

08:53:33 

09:00:02 

09:06:32 

09:13:02 

09:19:32 

09:26:02 

Graf 13 – Datalogning af kørsel med Mini Crosser. 

Forudsætningen for dimensioneringen af power elektronikken, batterierne og DMFC modulet var at køretøjet 

skulle kunne køre op ad bakke i 20minutter, hvor batteriet i de første 5 minutter leverede alt energi, 

og DMFC modulet i de sidste 15min leverede 500W. Dette gav en minimum størrelse på batteriet på 

12Ah og det betød samtidig at stakken udelukkende skulle levere effekt til nominel drift på 500W, og 

dermed var kravspecifikationen til DC/DC konverteren også minimum 500W. Beregningerne for driftstid 

er nærmere specificeret i bilag 1 – Kravspecifikation. 

4.8.2. DC/DC konverter 

Der er igennem projektet blevet testet flere forskellige DC/DC konverter konfigurationer. Ud fra kravspecifikationen 

blev der indkøbt flere DC/DC kernemoduler som H2 Logic så udviklede videre på. Lave 

rippel strømme, kompakt design og minimum af strømtræk på staksiden ved start-up blev vurderet som 

de væsentligste kriterier for udviklingen. 

Igennem udviklingen blev det dog klart, at for at kunne lave en blød opstart af DMFC modulet skulle der 

trækkes en meget præcis strøm fra stakken. Dette krævede igen en præcis styring af DC/DC konverteren. 

Normalt er en DC/DC konverter reguleret på udgangen, men da udgangen er direkte forbundet med 

batteriet viste det sig at det blev tæt på umuligt at regulere strømtrækket på indgangen hurtigt og præcist 

nok. Det oprindelige valg af DC/DC konverter blev således erstattet af en DC/DC konverter der var 

strømstyret på indgangen. Den nye DC/DC konverter fungerede efter hensigten og blev valgt til integration 

på prototypekøretøjet. 

09:32:32 

09:39:02 

09:45:32 

09:52:02 

09:58:32 

10:05:02 

10:11:32 

10:18:07 

10:24:37 

10:31:07 

10:37:42 

10:44:12 

Side 16 / 26


4.8.3. Valg af batterier 

Der blev testet en række batterier i projektet ud fra de primære forudsætninger om at der skulle kunne 

trækkes 45A i op til 5 minutter, og den reelle ledige kapacitet på batterierne EOL skulle være minimum 

12Ah. Følgende batterier blev testet: 

AGM. 24V/14Ah. 

Fordel - Høj strøm tæthed, stor kortslutnings strøm, vedligeholdelsesfrit. 

Udvidet temperatur-40°C til 50°C. 

Ulemper - Størrelse og vægt. 

Konklusion: Kapaciteten EOL vil være for begrænset. 

NiMH. 24V/18Ah (Sammensat pakke 2*10 celler.) 

Fordel - Høj strøm tæthed, stor kortslutnings strøm, 3.5m ohm, vedligeholdelsesfrit. 

Alm. Temperatur område. 0°C til 45°C 

Minimal størrelse i forhold til Bly og AGM batterier. 

Ulemper - Klat ladning er ikke optimal. 

Konklusion: Vi så allerede under test at batteriet mistede kapacitet grundet klat- ladningen og forbrug. 

Lithium Ion. 25,2V/12,8Ah - 152A Peak 6 sek. (Sammensat pakke af 7*8 celler.) 


Kan klat lades. (Ved korrekt ladning lang levetid) 


Ulemper - Mange celler for at opnå den ønskede kabacitet. 

Konklusion: En række leverandører blev spurgt, men det viste sig ganske svært at få leveret et ønsket 

batteri. Tæt ved projektets slutning blev det endelig muligt at købe et Li-ion batteri, men C-værdien var 

for lav til at batteriet vil kunne bruges i prototypekøretøjet. Desuden var leverandørerne ikke i stand at 

levere den fornødne dokumentation på batterierne. 

Ud fra testene blev det valgt at bruge en Gel batteri med lidt større kapacitet end AGM batteriet. Der blev 

derfor valgt 2 stk 12V/20Ah batterier fra Panasonic. Disse er integreret i prototypekøretøjet. 

4.9 - WP9 System integration 

System integrationen har i praksis været opdelt mellem System integration af DMFC Generator/modul 

hos IRD og System integration af det komplette system hos H2 Logic. 

4.9.1 DMFC Generator 

Muligheden for at integrere modul komponenterne 

i batteribakken på MiniCrosser køretøjet er blevet 

undersøgt i det indledende arbejde med projektet 

se asnit 4.9.3. 

Da det er det IRD´s første DMFC modul i denne 

størrelse, blev det vedtaget at fremstille et modul 

der med størst sandsynlighed ville give gode resultater 

til projektet. Derfor er alle BOP komponenter 

placeret så de sidder optimalt i forhold til brændselscellen, 

og ikke så de passer optimalt ind i køretøjet. 

Køleren som er indkøbt til projektet vil ligeledes 

ikke kunne placeres i batteribakken (WP5). 

Prototypen er derfor konstrueret til i testperioden 

at skulle placeres opretstående på ladet af køretøjet 

(Figur 14). 

DMFC modulet har to grænseflader: 

• Mekanisk grænseflade for gas/væske ind/ud 

• Elektrisk grænseflade for elektrisk I/O og kommunikation 

Figur 14 – DMFC modul til integration på Mini Crosser 

Side 17 / 26


DMFC modulet skal forsynes med 24 VDC fra batteriet, metanol fra ekstern tank samt luft ved indsug gennem 

kabinettet. Modulet udleder overskuds luft, kuldioxid, vand og varme. Figur 15 viser henholdvis 

elektrisk og mekanisk grænseflade skematisk. 

Elektriske grænseflader Mekaniske grænseflader 

Figur 15 – elektriske og mekaniske grænseflader 

DMFC modulet har i alt under test, idriftsættelse og integration på IRD kørt i 100 timer. 

I figur 16, er vist et eksempel på karakteristikken for DMFC modulet. Målingerne blev udført med en laboratorieforsyning 

som leverede 24 VDC til enheden og ved brug af en elektronisk belastning til at simulerer 

en ekstern belastning (konstant ladestrøm på 45A). 

Figur 16 – Eksempel på karakteristik for DMFC modulet 

Side 18 / 26


I tabel 17 er specifikation for DMFC modulet vist og i tabel 18 er de i projektet opnåede data for DMFC 

modulet vist. 

DMFC600W Power Generator Specification. 

Stack Power Rated 630 W 

Voltage @ nominal B-o-L 14 V 

Stack Current nominal 45 A 

Stack Current range 18-50 A 

Start-up time(to achieve rated power) > 10 minutes 

Operating stack temperature nominal 70-75 °C 

Ambient temperature range @ operation -15 to 35 °C 

Ambient temperature range @ storage > 0 °C 

Fuel. 

Type/Purity 

Max. fuel pressure 

Air consumption rate @ nominal ( =1) 1.57 m 3 /h 

Air pressure Ambient 

Methanol consumption rate @ nominal 0.68 L/kWh 

Emissions: 

Maximum liquid water @ rated power 

CO2 @ rated power 

Heat, PW [HHV] @ nominal 

Power required @ Idle state 

Power required @ Start-up 

Methanol puriss. 

meets analytical specification of Ph Eur, ≥99.7%(GC) 

0.05 bar (g) 

0.2 L/kWh 

0.26 kg/kWh 

1335 W 

8.3 W 

64 W 

Allowable range of DC power supply 18-28 V 

Tabel 17 - DMFC Modul specifikation. 

DMFC600W Power Generator Results. 

Stack Power @ nominal 680 W 

Efficientyel 

35 % 

BoP Power Consumption @ nominal 64 W 

Fuel efficiency 85 % 

System efficiencyel 

Tabel 18 - Opnåede systemeffektivitet. 

26 % 

4.9.2 System integration 

H2 Logic afventede opstart af system integration indtil IRD leverede DMFC generatoren/modulet da H2 

Logic så ville integrere det samlede system. Et af de oprindelige ønsker var at integrere det samlede system 

under batterikassen på køretøjet. Det viste sig dog i løbet af projektet, at der ville være behov for 

yderligere udvikling for at gøre komponenterne kompakte nok til integration under batterikassen. 

Efter modtagelse af DMFC generatoren blev det besluttet at tage sædet af køretøjet og erstatte dette 

med et mindre ”ståsæde” hvorefter DMFC generatoren blev monteret på et lad bag på køretøjet. 

Det blev efterfølgende besluttet at integrere batterier, power elektronik, styring, metanoltank m.v. i en 

kasse der kan stå under batterikassen. System kassen kan ses på billede 19. 

Side 19 / 26


Vandbeholderen til overskudsvand blev installeret under køretøjet med en magnetventil der åbnes når 

brugeren ønsker at tømme tanken. Der er i såvel metanoltanken og vandbeholderen anvendt en RVQ050 

tryktransducer til at måle mængden i tanken. 

Den samlede system integration på Mini Crosseren kan ses på billede 20. 

DC/DC 

Metanoltank 

Batterier 

System Control (SC) 

Billede 19 - System integration af System kassen 

Billede 20 – Samlet system integration på køretøjet 

Side 20 / 26


4.9.3. Fremtidig integration 

Grundet projektets ønske om at integrere hele DMFC systemet i batterikassen har der i projektet været 

arbejdet på at dokumentere hvorvidt det er muligt at integrere de nuværende komponenter i batterikassen, 

såfremt de videreudvikles og bygges kompakt sammen. IRD har laver modellering som vist på billede 

21, hvor det ses at det er muligt at integrere alle komponenter med undtagelse af batterier, effekt 

elektronik, køler og metanoltank. De øvrige komponenter vil der være plads til at integrere på en Mini 

Crosser kabinemodel som vist på billede 22. 

Billede 21 – Fremtidig integration i batteribakken på Mini Crosser T140 

4.10 Test, dokumentation og rapportering 

Denne rapport kan ses som resultatet fra WP10. 

Projektets forløb og resultat er dokumenteret, og DMFC systemet er succesfuld integreret og demonstreret 

i funktion på Mini Crosseren. Det har desværre ikke været muligt indenfor projektet at lave de ønskede 

tests på det samlede køretøj hos en slutbruger, da det blev nødvendigt at ombygge køretøjet for at 

gøre plads til DMFC generatoren. Der vil efter projektets afslutning blive lavet fortsatte afprøvninger hos 

IRD, Mini Crosser og H2 Logic hvor driftsdata indsamles og anvendes i projektet ”DMFC Stack og MEA 

udvikling” samt i efterfølgende projekter til dette projekt. 

5. Kommercialisering af DMFC teknologi i en Mini Crosser 

For at kunne kommercialisere DMFC teknologi i en Mini Crosser er det nødvendig at vurdere på 3 aspekter: 

Pris, Levetid og evt. værdiforøgelse. Det er disse 3 aspekter der samlet set giver en værdi hos brugeren 

af en Mini Crosser. 

Det er svært for Mini Crosser at vurdere en eksakt levetid på køretøjet, hvorfor der bruges en gennemsnitslevetid 

på 10år/5000timer i de efterfølgende beregninger. I det efterfølgende bruges Mini Crossers 

indkøbspris af batterier og brændselscelleteknologi som sammenligningsgrundlag, da indkøbspriser skal 

holdes op mod IRD/H2 Logic salgspris til Mini Crosser i et kommercielt marked. 

Konventionel batteriteknologi 

Der anvendes i dag konventionel bly-batteri teknologi i form af Gel-batterier. 

Batterierne kan fås op til 110Ah,24V størrelse. Ved maks. 80% afladning giver det en kapacitet på 

2,1kWh energimængde i den nuværende batteriløsning. 

Side 21 / 26


Mini Crosser indkøbspris for 2 stk. 12V, 110Ah batteri til 1000kr/stk. Levetiden for et batteri i en Mini 

Crosser er typisk 1000 driftstimer eller 2 år. De 1000 timer svarer ikke til mere end 200-400cycles på 

batteriet, hvorfor det må konkluderes at batterierne bliver kørt meget hårdt i køretøjet. Ved god vedligehold 

af et Gel batteri burde levetider på 800-1000 cycles være muligt. 

Mini Crosser indkøbsprisen for nuværende batteriløsning er således 909kr/kWh. 

Ved 10 års levetid skal der bruges 10 batterier hvilket giver en omkostning på 10.000kr. 

Li-ion batterier 

Den værste konkurrent til DMFC-teknologi forventes at være en forbedret batteri-teknologi, hvor Li-ion 

og på sigt Li-jern batterier har vist lovende resultater. Fordelen ved Li-ion batterier er en højere energitæthed 

på 90-120Wh/kg, mens energitætheden i bly gel batterier ligger på 50Wh/kg. I den samme batterikasse 

volumen kan der således lagres dobbelt så meget energi i et Li-ion batteri som i et bly-batteri. 

Prisen på Li-ion batterier ligger i dag på 10.000kr/kWh (2.000 UDS/kWh) ved køb af 1 stk, men prisen på 

Li-jern batterier forventes i løbet af 2-3 år at nå ned på 1500kr/kWh (300 UDS/kWh). 

Li-jern batterier vil ligeledes kunne klare høje lade- 

og afladningsstrømme, og et batteri forventes at have 

en levetid på 1500 fylde cycles inden EOL. Dette 

vil i praksis betyde at et batteri kan bruges i hele 

køretøjets levetid. Der er dog usikkerheder i forhold 

til hvor hårdt batteriet vil blive kørt hvorfor det konservativt 

er valgt at der skal bruges 2 batterier i køretøjets 

levetid. Den samlede omkostning ved Li-ion 

batterier i dag (1-stk pris) vil således være 

52.800kr. Prisen om 2-3år forventes at være 

7.920kr. 

Added value 

En mulighed for at DMFC teknologi kan kommercialiseres 

i en Mini Crosser er helt klart at se på den added 

value der kan indbygges på køretøjet. Spildvarmen 

fra DMFC stakken kan relativt enkelt bruges til 

opvarmning af køretøjet. Mini Crosser har udviklet et 

køretøj med kabine baseret på T130 platformen (Se 

billede 22). Her tilkøber flere slutbrugere et lille dieselfyr 

der kan opvarme køretøjet. Mini Crossers 

købspris ligger på 6.000kr for dieselfyret, og såfremt 

DMFC systemet kan producere varme til kørtetøjet, 

kan denne omkostning undlades, og targetprisen kan 

forhøjes med 6.000kr. 

Billede 22 – Mini Crosser kabinemodel 

DMFC system 

Såfremt det samlede DMFC system kan leve i 10år og 5000timer, som det er målsætningen, så skal der 

ikke beregnes med udskiftning af DMFC systemet i køretøjets levetid. Target price kan således beregnes 

på forskellige måder, alt efter hvilke forudsætninger der anvendes. 

Scenarier/Forudsætninger Target price 

Sammenlignet med fremtidige Li-ion batterier (kapacitet fordobles) 15.840kr 

Sammenlignet med nuværende Li-ion teknologi (kapacitet forbobles) 105.600kr 

Sammenlignet med nuværende batteri-løsning (samme kapacitet) 10.000kr 

Sammenlignet med nuværende batteri løsning + kabinevarme 16.000kr 

Sammenlignet med fremtidig Li-ion batterier (dobbelt kap) + kabinevarme 21.840kr 

I ovenstående simplificerede target price beregninger er der ikke taget forudsætning for ændringer i kapitale 

omkostninger ved indkøb af et køretøj. Ved det afsluttende projektmøde gav Mini Crosser dog sin 

bekymring til kende i forhold til forøgelse af kapitalomkostningen ved køb. Det var Mini Crossers erfaring 

at brugerne lidt nemmere vil kunne acceptere en højere service pris end købspris. En mulighed for at 

komme ud over denne udfordring vil dog være at tænke en leasing løsning, hvorved omkostningen for 

energiløsningen fordeles over eks. 5år. Mini Crosser til tage forslaget for leasing med i deres fremtidige 

overvejelser. 

Side 22 / 26


Driftsomkostninger 

For at kunne beregne total cost of ownership (TCO) må såvel anvendelse af el til batteriladning og anvendelse 

af metanol som brændstof i en DMFC stak beregnes. 

Elektricitet - batteri 

110 Ah * 24 V * 0,7 maksimal afladningsdybde = 1,848 kWh til rådighed. 1,848 kWh / 480 W v. 15 km/t 

på lige vej = 3 t 51 minutter. 5.000 t / 3 t 51 min. = 1.299 opladninger. Der regnes med en pris på 1,8 

kr./kWh. Det forventes et tab på 35% fra lader-batteri-motor, så det samlede strømforbrug pr opladning 

beløber sig dermed til 2,494 kWh pr. opladning * 1.299 opladninger * 1,8 kr. /kWh = 5.831 kr. 

Metanol – DMFC system 

Der regnes med en systemvirkningsgrad ud af brændselscellesystemet på 30 %. 5.000 t * 0,480 kW/t / 

0,3 = 8.000 kWh. Der regnes med et energiindhold på 4,44 kWh/l og med en pris på 7,71 kr./l metanol. 

Der skal således anvendes 8.000 kWh / 4,44 kWh/l = 1.802 l metanol svarende til 13.892 kr. 

Med forbehold for en række tilnærmelser i ovenstående betragtninger på driftsøkonomi så må det konkluderes 

at driftsomkostningen for metanol vil være ca. dobbelt pris af prisen for elektricitet. Der er helt 

set bort fra serviceomkostninger i denne beregning, men grundet kompleksiteten i et DMFC system, må 

serviceomkostninger på DMFC systemet forventes at være højere end i et batteri. 

Mini Crossers kommercielle vurdering 

Til projektafslutningsmødet blev Mini Crosser spurgt om deres vurdering af muligheden for kommercialisering 

af DMFC teknologien i en Mini Crosser. Mini Crosser var overbevist om at såfremt teknologien kan 

nå de kommercielle niveau, så vil en del af deres kunder ønske at bruge metanol som brændstof, og 

dermed bevare friheden til at kunne køre væsentligt længere end tidligere. 

For at nå en fuld kommercielt marked i en standard Mini Crosser var vurderingen at target prisen skulle 

være 4.000kr, mens introduktionsprisen i en Mini Crosser med kabine kunne være 16.000kr, men skulle 

hurtigt falde til 10.000kr. 

Mini Crosser sælger i dag ca.250 Mini Crossers med kabine om året, og forventer at sælge 100-150 af et 

nyudviklet køretøj der er forstærket, så det kan klare brugere op til 250kg. Det samlede marked indenfor 

de nærmer år er således 400-500 køretøjet, og hvor stor en andel af disse der kan sælges med DMFC 

teknologi var meget svært for Mini Crosser at give en realistisk ide om. 

5.1. Target specifications for DMFC System til Mini Crosser 

De samlede target specifications for et DMFC System til en Mini Crosser er vurderet ud fra erstatning af 

eksisterende batteriteknologi og ikke ud fra Li-ion fremtidige priser, da disse udelukkende er beregnet ud 

fra leverandørernes forventninger til fremtiden. Følgende specifikationer blev opstillet til afslutningsmødet 

af Mini Crosser, IRD og H2 Logic. Det anbefales at disse specifikationer bruges som basis from den videre 

udvikling. 

Specifikation Target 

Samlet DMFC system levetid >5000 timer 

Opstartstid til min 80% af nominel kapacitet 30 sek. 

Nominel effekt (ud af system ved EOL, 5000 timer) 500W 

Temperaturområde for opstart, drift og nedlukning -35°C – 40°C 

Target price 

- fuld kommerciel (alm. + kabine model) 

- marked udvidelse (kabine model) 

- marked intro (kabine model) 

4.000kr. 

10.000kr. 

16.000kr. 

Det er kravet at systemet kan installeres i en batteribakke på Mini Crosser T130, da det er denne platform 

der bruges i kabine udgaven. 

Fuld kommerciel target price er således 8.000kr/kW og markeds introduktionspris er 32.000kr/kW. 

5.2. Kommercialisering af DMFC teknologien som battery replacement 

Som en del af det ansøgte projekt skal det også kort vurderes om DMFC teknologien vil kunne finde 

kommerciel anvendelse i andre applikationer end en Mini Crosser. Såfremt der kan findes flere parallelle 

markeder, vil markederne kunne supplere hinanden og producent af DMFC modul/system vil kunne nå 

den nødvendige kritiske volumen før teknologien kan kommercialiseres. 

Side 23 / 26


Markedsperspektiverne for DMFC teknologien som generator anlæg er ekstreme. Markedet for anvendelse 

af brændselsceller er traditionelt delt op i følgende områder. 

• Transportation 

• Stationary Power generation 

• Portable Power Generators 

• Micro Fuel Cells 

Generelt vil DMFC modulet kunne finde anvendelse i såvel stationær som mobil anvendelse. 

Det stationære området omfatter to store potentielle markedssegmenter: nødstrømsanlæg og kraftvarmeanlæg. 

Nødstrømsanlæg er et milliard-marked.Udskiftning af anlæg baseret på batterier eller dieselgeneratorer- 

med brændselscellebaserede anlæg - er stærkt motiveret af muligheden for markant lavere 

omkostninger samt miljømæssig lovgivning på området. Der foreligger på sigt også et potentiale for 

DMFC modul anvendt i kraftvarmeanlæg i det såkaldte ”område 4”, hvor der kan anvendes metanol som 

brændsel. 

Potentialet for mobil anvendelse her er meget stort og har et perfekt match med IRD’s effekt størrelse. 

Dette område dækker bredt en lang række applikationer som: 

• Drivkraft til intern transport: gaffeltrucks, handicapkøretøjer, scooters, marine etc. 

• Kraft-generatorer til brug i yderområder: mobile sendemaster, vejrstationer etc. 

• Mindre backup-systemer til IT, telefoni, hospitaler og missionskritiske systemer etc. 

• Kraftenheder (fx reservekraft) til containere, lastbiler, trafiksignaler til lands og til vands etc. 

6. Diskussion og konklusion 

Den væsentligste konklusion er at der succesfuldt er udviklet et DMFC system til en Mini Crosser og det 

er eftervise at DMFC systemet og Mini Crosseren kan fungerer sammen. Projektets mål er nået, men projekter 

er ikke kommet så langt som oprindeligt håbet i forhold til komplet integration på køretøjet. 

Det kan konkluderes at det vil være nødvendigt med yderligere en del arbejde før at DMFC teknologien 

kan kommercialiseres i en Mini Crosser eller til andre applikationer. Det er anskueliggjort i projektet at 

metanol vil kunne anvendes som brændstof til el-scootere, men også at den fuld kommercielle target pris 

er 4.000kr. svarende til 8.000kr./kW. Med så lavt en target pris kan det konkluderes at Mini Crosser ikke 

alene vil kunne aftage tilstrækkeligt med systemet til at der kan opbygges produktion og der kan gives 

stordriftsfordele hvorved target priser nås. 

Det kan sluttelig sammenfattes at IRD og Mini Crosser ønsker at videreføres projektet, og vil ansøge 

EUDP efterårs call om videreførelse af projektet. 

7. Sammenligning af opnåede mål med projektets mål 

Projektets mål og ønsker er herunder holdt op om projektets realiserede mål og anbefaling til det videre 

forløb. 

Projektets mål: 

1) Udvikling af et fungerende DMFC modul der kan anvendes til intern transport og mobile applikationer 

2) Integration af DMFC modul på et Mini Crosser køretøj 

3) Lave tests af det samlede DMFC system i laboratorium 

4) Dokumentere metanols anvendelse til el-scootere. 

Projektets ønsker: 

1) Lave integrationen i batteribakken på køretøjet 

2) Teste køretøjet hos slutbruger 

Helt overordnet kan det sammenfattes at projektets mål er opnået, Der er udviklet et DMFC system der 

er integreret på køretøjet. Der er ligeledes lavet tests på det samlede system i lab, og det er dokumenteret 

at metanol med stor sandsynlighed vil kunne anvendes til el-scootere. 

Side 24 / 26


Det kan desværre også sammenfattes at projektets ønsker ikke har været mulige at nå indenfor projektperioden. 

Integrationen er således ikke så kompakt som ønsket, og grundet integrationen har det ikke 

været muligt at lave tests hos slutbrugere. 

Budgettet på projektet blev beskåret inden projektet blev igangsat, hvilket i et mindre omfang kan retfærdiggøre 

at projektets ønsker ikke er opnået. IRD og Mini Crosser ønsker at fortsætte udviklingsarbejdet 

mens H2 Logic ønsker at fokusere sine aktiviteter, hvilket i første omgang ikke inkluderer arbejde 

med DMFC teknologi. 

8. Det videre forløb 

IRD og Mini Crosser er interesseret i at fortsætte udviklingsarbejdet, og ønsker direkte at videreføre dette 

projekts resultater i en EUDP ansøgning indsendt i efteråret 2008. 

Der er stadig en del udviklingsarbejde inden DMFC teknologien kan udrulles i en Mini Crosser, hvilket dette 

projekt også har vist. Igennem projektet er der blevet identificeret en række arbejdsområder som der 

fortsat skal arbejdes videre på for at kunne kommercialisere DMFC teknologien til en Mini Crosser. 

1) DMFC Systemet skal gøres mere kompakt. 

2) Metanoltanken og køler kan evt. tænkes separeret fra DMFC systemet og installeres hvor der er 

yderligere plads på køretøjet. 

3) Systemet skal udvikles så det kan opstarte, køre og nedlukke i frostvejr. Det første kommercielle 

marked i Mini Crosseren er versionen med den lukkede kabine, og hovedparten af dette marked 

er i Norge, og DMFC systemet skal således forventelig udruller i Norge først. 

4) System control og FC Control skal integreres til én enhed. Og display skal erstattes med integration 

med i Mini Crosserens eksisterende display. 

Der er forventelig yderligere arbejdsområder der skal fokuseres på. Dette vil blive nærmere beskrevet i 

EUDP ansøgningen. 

9. Publikationer 

Projektet blev preæsenteret ved et mundtlig indlæg af IRD Fuel Cells (Madeleine Odgaard) på konferencen 

Hydrogen and Fuel Cells 2007, 30/04/2007 Vancouver, Canada. 

Bilagsliste 

Bilag 1 – Kravspecifikation for DMFC Modul for intern transport og mobile anlæg. 

Bilag 2 – Metanol distributions analyse 

Bilag 3 – Blokdiagram System Control 

Bilag 4 – Principdiagram System control board. 

Baggrunds referencer 

American Methanol Institute. Beyond the Internal Combustion Engine - The promise of methanol fuel cell vehicles. 

2000. 

Ref Type: Report 

Antizol Antizol - Methanol Poisoning Overview. 

Bach, W. and Aitken, B. Methanex Corporation Investor's Conference Call - Third Quarter 2006 Earnings Conference 

Call. 26-10-2006. 

Ref Type: Conference Proceeding 

Bossel, U., Eliasson, B., and Taylor, G. The future of the hydrogen economy: bright or bleak? 26-2-2005. 


Carlsen, H. DME-fuel. 

Cheng, W. & Kung, H. H. 1994. Methanol production and use. NY: Marcel Dekker. 

Eide, I., Hagemann, R., and Offenberg J.H. Methanol in fuel cell vehicles Human toxicity and risk evaluation. 2001c. 

Ref Type: Generic 

Side 25 / 26


Eide, I., Hagemann, R., and Offenberg J.H. Methanol in fuel cell vehicles Human toxicity and risk evaluation. 2001f. 


Eide, I., Hagemann, R., and Offenberg J.H. Methanol in fuel cell vehicles Human toxicity and risk evaluation. 2001d. 


Eide, I., Hagemann, R., and Offenberg J.H. Methanol in fuel cell vehicles Human toxicity and risk evaluation. 2001e. 


Eide, I., Hagemann, R., and Offenberg J.H. Methanol in fuel cell vehicles Human toxicity and risk evaluation. 2001b. 


Eide, I., Hagemann, R., and Offenberg J.H. Methanol in fuel cell vehicles Human toxicity and risk evaluation. 2001a. 


EPA 1994. Methanol Fuels and Fire Safety (EPA 400-F-92-010). U.S.Environmental Protection Agency Office of Mobile 

Sources. 

Exide-shop.dk DF 12 094Y. 

Exide-shop.dk Exide IMC DF-charger. 

Exide-shop.dk Spørgsmål og svar. 

Flutite Nyudviklet, patenteret tankningssystem for benzin og olie 

til motorsave og andre småmaskiner. 

Et lukket ventilsystem - helt uden spild. http://www.green-gt.dk/Flutite.htm. 

Flutite pricelist. 

Fuel cells work Fuel cells slated to energize plastics demand. 

Hjälpmedelsinstitutet Hjälpmedelsinstitutet. 

Höhlein, B., Grube, T., Biedermann, P., Bielawa, H., Erdmann, G., Schlecht, L., Isenberg, G., and Edinger, R. Methanol 

als Energieträger. 2003. 


IRD IRD DMFC31M0210. 

IRD fuel cells, H2 logic, and Minicrosser. DMFC Modul for intern transport og mobile anlæg - arbejdsdokument - krav 

specifikation. 2006. 

Ref Type: Unpublished Work 

Methanex Methanol in our lives. 

Methanex Methanolprice. 

Methanex What are the other uses of methanol? 

Methanex What is Acetic Acid? 

Methanex What is formaldehyde? 

Methanex What is MTBE? 

Methanol Institute. Methanol Health Effects. 2006. 


Miljøministeriet. Vejledning om klassificering m.v. af kemiske stoffer og produkter - klassifikationsvejledningen. 2004. 


MMSA Welcome to Methanol Market Services Asia (MMSA). 

Mobiletrax Fuel Cells: The Nirvana of Portable System Power? 

Notio Plast Særtilbud - Notio Plast. 

Olah, G. A., Goeppert, A., & Prakash, G. K. S. 2006. Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy. Wiley-VCH verlag 

gmbh & Co. Kgaa, Weinheim. 

Pedersen, V. S. Samtale med Salgschef Verner Søvang Pedersen Chemex Products Aps. 13-12-2006. 

Ref Type: Personal Communication 

Seigel, J. New plants evaporate supply tightness and latest price spike. www.purchasing.com . 15-7-2004. 

Ref Type: In Press 

Stundza, T. Mitsubishi expands methanol plans. www.purchasing.com . 7-12-2006. 

Ref Type: In Press 

tool4you.dk Benzindunke. 

udomi preisliste-udomi. 

Uhde. Methanol. 31-12-2006. 


United States Plastic Corporation LDPE and HDPE Tubing. 

United States Plastic Corporation Multi purpose tanks. 

United States Plastic Corporation Polyethylene Jerry Jugs. 

Wikipedia octane. 

Wikipedia Hydrogen. 

Wikipedia NFPA 704. 

Side 26 / 26

Senest opdateret 26_10_06 

Vers 04 

H2 Logic 

DMFC Modul for intern transport og mobile 

anlæg 

Arbejdsdokument 

Februar 2006 

IRD Fuel Cells 

H2 Logic 

MiniCrosser 

Krav Specifikation

Krav Spec for DMFC Modul for intern transport og mobile anlæg 

Arbejdsmetode for dette dokument 

Dette dokument er et internt arbejdsdokument for projektdeltagerne: 

- IRD Fuel Cells 

- H2 Logic 

- MiniCrosser 

Dette arbejdsdokument er krav specification for DMFC modulet der skal udvikles til MiniCrosser. 

Dokumentet beskriver først de overordnede krav til køretøjet, og giver efterfølgende mere detaljeret krav 

spec til PowerUnit og de enkelte delkomponenter i systemet. 

Kravspecifikationsdokumentet vil løbende blive opdateret efterhånden som de enkelte komponenter 

designes og konstrueres. 

Når kravspecifikation opdateres es, skriver forfatter sig på forsiden med navn og dato, hvorefter 

dokument fremsendes til de øvrige deltagere i projektet. – De 3 seneste opdateringer skal fremgå af 

forsiden mens ældre opdateringer slettes. 

- 2 -


ARBEJDSMETODE FOR DETTE DOKUMENT........................................................................................................ 2 

OVERORDNEDE DRIFTSEGENSKABER FOR MINICROSSER........................................................................... 4 

Baggrund .............................................................................................................................................................................4 

KRAV-SPEC I DIVERSE BRUGSSITUATIONER...................................................................................................................... 5 

KRAV-SPEC TIL POWERUNIT ................................................................................................................................... 6 

OVERORDNET SKITSE AF KOMPLET POWERUNIT SYSTEM ................................................................................................ 7 

STYRINGSPRINCIPPER/TEORI ............................................................................................................................................ 9 

1) Driftsmodes for DMFC modulet ved konstant ladestrøm........................................................................................ 9 

2) Driftsmodes for DMFC modulet ved dynamisk forbrug........................................................................................ 10 

Valg af styringsprincip .............................................................................................................................................. 10 

KRAVSPEC TIL POWERUNIT KOMPONENTER.................................................................................................. 10 

DMFC MODUL.............................................................................................................................................................. 11 

1.2.1 DMFC STAK SPECIFIKATION........................................................................................................................... 11 

FLUID INTERFACE ..................................................................................................................................................... 13 

Figur 1.2.1 DMFC stak strøm-spændnings karakteristik ..........................................................................................13 

Mixerkredsløb............................................................................................................................................................................16 

METANOL TANK ............................................................................................................................................................ 18 

FUEL CELL CONTROLLER (FCC).................................................................................................................................... 18 

SYSTEM CONTROLLER (SC).................................................................................................................................... 20 

BRUGERINTERFACE/DISPLAY ........................................................................................................................................ 20 

SERVICEINTERFACE ....................................................................................................................................................... 20 

DAQ (TBD PFA) .......................................................................................................................................................... 20 

LADER ............................................................................................................................................................................ 21 

PSU ............................................................................................................................................................................... 21 

BATTERIER .................................................................................................................................................................... 22 

CHASSIS......................................................................................................................................................................... 22 

- 3 -


Overordnede driftsegenskaber for MiniCrosser 

Baggrund 

, MiniCrosser køretøjet eksisterer i 2 typer T130 og T140. – Køretøjerne har samme egenskaber og 

hardware, men den enkelte undtagelse at T140 er længere, hvorfor der er mere plads i batterirummet 

end på T130. De beskrevne tests er lavet på T140. 

Køretøjet anvendes til persontransport, og kan bruges til transport over kortere eller længere distancer. 

Egenskaber for nuværende køretøj: 

- Driftsradius, distance er kortere om vinteren, da batterier har lavere kapacitet ved lavere 

temperatur: 

- 

56Ah (C20) 40km 

73Ah (C20) 60km 

110Ah (C20) 80km 

ved 24 volt giver det et gennemsnitligt forbrug på 33 Wh/km 

Det er ønsket at give en væsentlig længere rækkevidde, specifik krav er ikke defineret. 

- Egenvægt på køretøj er ca. 140kg for T130 og 180kg for T140. 

- Maks hastighed er 15km/t (lovmæssig begrænsning) 

- Køretøjerne er juridisk underlagt medicin-direktivet 

- Strømforbrug: 

Ved normal kørsel (15km/t) på jævn vej: 18-20Ah 480W = 32Wh/km 

Ved opstart/acceleration: 40A 960W 

Ved normal kørsel op ad bakke: 40-45A 1080W 

Kortvarig peak-strøm ved opstart : 125A-130A 3120W 

Regenerering af strøm ved kørsel ned af bakke: 10-12A -288W 

Køretøjets bremser er ikke regererende - Fysisk volumen til PowerUnit: 

- højde: 24cm 

- bredde: 58 cm 

- dybde/længde T130: 17.8cm T140: 25.6cm 

- Klima 

Køretøjet skal kunne køre i alt slags vejr. Direkte sol og 35°C, regnvej, frost ned til -15°C. 

Anvendelse er såvel indendørs som udendørs. Der må ikke spildes med vand indenfor. 

Der må ikke udledes metanoldampe eller andre giftige dampe fra systemet. 

- Støj 

Batterierne på MiniCrosser et helt lydløse, ved indendørs brug må PowerUnit’en derfor ikke støje 

nævneværdigt. Ved udendørs kørsel vil vejstøj forventelig overgå evt. støj fra blæsere. 

- Brugsmønster 

Der er ikke noget entydigt brugsmønster af køretøjerne. Nogle brugere køre korte ture på 5min, 

holder stille i 30 og kører igen i 5min, mens andre kører i 1 time i træk. 

- Driftstid 

En gennemsnitlig driftstid pr år er 500timer og en samlet levetid på 5000timer eller 10år vil være 

en realistisk vurdering, men brugsmønster er meget individuelt. 

- Optankning/opladning 

Brugeren har i dag en meget simpel opladning, hvor de bruger el-nettet. – Dette 

distributionssystem er svært at konkurrere med, hvorfor det vurderes som et krav et genopfyldning 

- 4 -


er så simpel som mulig for brugeren. – Det skal være muligt at kunne optanke andet steds end 

hjemme hos brugeren. – Evt ved at kunne tage en ekstra tank med eller reservetank 

MiniCrosser står i dag til opladning i et frostfrit lokale, da batterierne ellers vil tage skade. – Det må 

derfor formodes at det ikke vil være et problem at opbevare MiniCrosser frostfrit. En frostsikring vil 

dog altid være en dog løsning, men er et ønske og ikke et krav. 

- Anvendelse 

Brugeren tænker i dag ikke over hvordan batteriet fungeret, og det samme skal være gældende for 

PowerUnit’en. – Den skal fungere helt uden interaktion fra brugeren. 

- Brugerinteraktion med strømforsyning er i dag kun en simpel indikator der viser kapacitet i forhold til 

spændingen over batterierne. – Brugeren skal også i instrumentbrættet kunne se tank-niveau. 

Krav-spec i diverse brugssituationer 

Følgende situationer er identificeret til nærmere undersøgelse. 

1) - Koldstart på fladt underlag udendørs 

2) - Koldstart og bakke med det samme (15km/t) 

3) - Kørsel på lige gang indendørs (10km/t) 

4) - Køretur i supermarked 5km/t – 0km/t – 5km/t – 0km/t 

5) - Parkering efter lang tur 

1) - Koldstart på fladt underlag udendørs 

Hastighed 15km/t 

Effektforbrug ~500W 

Temperatur Opstart kan være fra 1-2°C og udendørs temp kan være min 15°C og maks 35°C 

Spild af vand Der må godt slippes vand ud 

Støj Så længe støjniveau er mindre end motor- og vejstøj er det intet problem. 

Minimum tid i situation Fra start kan køretøjet forblive i denne situation i flere timer 

Specielle krav - 

2) - Koldstart og bakke med det samme (15km/t) 


Effektforbrug ~1000 - 1100W 

Temperatur Opstart kan være fra 1-2°C og udendørs temp kan være min 15°C og maks 35°C 

Spild af vand Der må godt slippes vand ud 

Støj Så længe støjniveau er mindre end motor- og vejstøj er det intet problem. 

Minimum tid i situation Det sættes som mål at der maks køres op ad bakke i 20min. Efter 20 min vil 

motorstyringen alligevel blive meget varm og slå fra, eller brugeren må nøjes med 

at gå ned i effekt/hastighed. 


3) – Kørsel på lige gang indendørs (10km/t) 


Effektforbrug ~300-400W 

Temperatur Temp 10-25°C 

Spild af vand Der må ikke spildes vand 

Støj Støj skal holdes på et minimum 

Minimum tid i situation Brugeren kan blive i denne situation i flere timer 


4) – Kørsel i supermarked 5km/t – 0km/t – 5 km/t – 0km/t 

Hastighed 0-5km/t start og stop mange gange. 

Effektforbrug ~0-400W, peaks på 900W og ofte og kort regenerering 

Temperatur Temp 10-25°C 


Støj Støj skal holdes på et minimum 

Minimum tid i situation Brugeren kan blive i denne situation i flere timer (messecenter besøg / gågade) 


5) – Parkering efter lang tur 

- 5 -


Hastighed 0 km/t 

Effektforbrug 0W til fremdrift, men der skal lades på batteri, da dette kan være helt afladt 

Temperatur 1-30°C 


Støj Der må ikke være nogen nævneværdig strøm 

Minimum tid i situation Indtil batterier er opladet 


Tabel 1 Brugssituationer for MiniCrosser. 

Krav-spec til PowerUnit 

Herunder er krav fra de forskellige driftssituationer af MiniCrosser samlet i en overordnet krav spec for 

PowerUnit’en. 

Samlet overordnet krav-spec til PowerUnit 

Effektforbrug 0-1500W 

Tilpasning til ideel BC produktion på 500-600W 

Power Unit skal konstrueres til dynamisk effektforbrug fra 0-1500W, jævnfør 

brugssituationer som beskrevet i tabel 1. 

Der skal kunne trækkes 1100W i op til 20min. 

Der må tillades peak belastning på 3500W i max 3 sek til opstart.. 

Der skal være mulighed for at anvende regenerering. Maks 500W ladning i 10sek. 

Temperatur PowerUnit vil ikke stå slukket i frost, men kan køre i frost ned til -15°C 

Maks temperatur er 35°C + direkte sol 

PowerUnit’en må gerne frostsikres, men dette er kun et ønske og ikke krav 

Spild af vand Ved udendørs kørsel må der spildes vand og ved indendørs kørsel må der ikke 

spildes vand. – Der kan ikke direkte identificeres et driftsmønster for garanteret 

udendørs kørsel. Det bør overvejes at undgå spild overhovedet. 

Støj Ved 15km/t kørsel er der støj fra hjul og motor, hvorfor PowerUnit godt må støje 

lidt. Ved kørsel ved lavere hastigheder skal støj minimeres, og ved dynamisk 

kørsel skal støj også holdes på et minimum 

Minimum tid i situation Der kan ikke identificeres standard situationer, hvorfor det skal antages at der kan 

ske skifte mellem alle situationer uafhængig af tidligere situation. 

Specielle krav Ved udendørs kørsel skal PowerUnit være modstandsdygtig overfor fugt og være 

stænktæt. Hvis der ikke vælges at bruge et skjold til at dække PowerUnit, skal 

den være modstandsdygtig overfor direkte vandsprøjt (IP44 NB find 

standard,vedlæg som bilag). 

Tabel 2 Krav specifikation til PowerUnit 

Der skal være beskyttelse mod støv og sand, da dette vil blive hvirvlet op omkring 

PowerUnit’en. 

Der vil komme mange dynamiske rystelser hvilket PowerUnit skal være 

modstandsdygtig overfor. – Statiske belastninger op til XXN (Svarende til 10km/t 

ind i væg) skal PowerUnit også kunne modstå uden skade. Udbydning og 

definition fra MiniCrosser 

Der må ikke være nogen giftige dampe fra PowerUnit. (jvf. Arbejstilsynets vedlag 

som bilag). 

- 6 -


Overordnet skitse af komplet PowerUnit system 

Air intake 

Air to ambient 

H2O drain 

xI 

Data & Control Signals 

(External) 

CH3OH tank 

03-00-00 

FCC 

Fuel Cell 

Controller 

02-00-00 

Meaning of Sensor/Indicator symbols, x: 

C= Current, F=Flow H=Hydrogen, I=Current, P=Pressure, RH=Humidity, T=Temperature, V=Voltage 

DMFC 

Module 

01-00-00 

DC Output 

DC/DC Converter 

04-00-00 

SC 

System 

Controller 

07-00-00 

Air 

H2O & CH3OH 

DC Power Control & Data 

Figure 1 DMFC Power Unit overordnet system diagram. 

Battery Charger 

05-00-00 

External 

Battery/Load 

06-00-00 

IRD Fuel Cell A/S, Svendborg, DK, Te 

Title: 722: DMFC Power Unit, System D 

Doc : 722 DMFC PU-DSC-00-00-00_101 

M 

- 7 -


Air 

0-200 Nl/min 

at λ = 3 

xI 


Air to Ambient 

Air 

H2O drain 

04-04-00 

TBD ml/min 

Filter 

02-01-00 

Air pump 

02-02-00 

LI 

03-01-01 



H2O & CH3OH 

0.05bar(g) 

Water tank 

04-01-00 

HUM 

02-03-00 

0-150 ml/min 

DMFC Stack 

01-01-00 

DC Power 

CO2 Outlet 

05-02-00 

3% CH3OH 

04-03-00 04-02-00 

CVMS 

01-02-00 

0-2.5 Nl/min 

01-03-00 

CI 

re 2 DMFC Module [reference 01-00-00] P&I diagram. 

05-01-00 

DC Output 

Control & Data 

05-03-00 

Thermostat 

05-04-00 

05-01-01 

70ºC max 

LI 

Heat Sink 

06-01-00 

0-20 ml/min 


Title: 722: DMFC Module, P&I Block D 

Doc No.:722 DMFC-DSC-00-00-00_101 

Date: 12/3/2006 Rev.: 1.01 Org. 

TI 

(100% CH3OH) 

(External) 

CH3OH tank 

00-00-00 

Figu 

- 8 -


Styringsprincipper/teori 

Til den interne styring af brændselscelle, blæsere, pumper, befugter m.v. findes der forskellige 

styringsprincipper. De enkelte principper beskrives herunder, hvorefter fordele og ulemper kort beskrives 

ved hver princip. 

1) Driftsmodes for DMFC modulet ved konstant ladestrøm 

Det mest optimale for DMFC modulet er at køre ved I-nominel så meget af tiden som muligt. Der vil for 

DMFC modulet være forskellige driftsmodes: 

- OpstartNormaldrift 

- Nedlukning 

Opstart 

Denne mode er en opstartsprocedure for DMFC modulet, hvor strømmen fra DMFC-modulet begrænses af 

cellespændingerne i 2-5 TBD intervaller, der sikre en rolig opstart for DMFC modulet indtil den nominelle 

driftstemperatur er opnået og DMFC modulet kan yde I-nominel. 

Normaldrift 

I denne mode yder DMFC modulet en konstant strøm (I-nominel). DMFC modulet holdes i 

normaldriftsmode. 

Nedlukning 

I denne mode køres en nedlukningsprocedure for DMFC-modulet. Nedlukningsproceduren fastlægges i 

forhold til batteritype for at sikre optimal batteri levetid. 

Fordele: 

- Levetid forventes forøget for BC. 

- Simplere FCC og SC styring. 

Ulemper: 

- Kræver bedre batterier og oftere udskiftning af batterier. 

- Giver en dårligere brændstof-økonomi, grundet energitabet gennem batterierne. 

samlet 

tid 

udtørring 

mindre levetid 

100% 

effekt i 

forhold til 

nominel 

- 9 -


2) Driftsmodes for DMFC modulet ved dynamisk forbrug 

Dynamisk drift mellem 0-100% vil medføre at strømmen fra DMFC modulet vil følge forbruget på 

batterierne og i dette tilfælde kørselsmønsteret for køretøjet. 

De forskellige driftsmodes: 

- Opstart 

- Dynamisk drift 

- 

- Nedlukning 

Opstart 

Denne mode er en opstartsprocedure for DMFC modulet, hvor strømmen fra DMFC-modulet begrænses i 

2-5 TBD intervaller, der sikre en rolig opstart for DMFC modulet indtil den nominelle driftstemperatur er 

opnået og DMFC modulet kan yde I-nominel. 

Dynamisk drift 

I denne mode følger DMFC modulet effektforbruget fra køretøjet. Batterierne leverer peak effekt hvis 

effektforbrug overstiger I-nominel. Under dynamisk drift vil DMFC modulet også anvendes som batteri 

lader og derfor skal power unit konstrueres i forhold til batteri type for at sikre optimal batteri levetid 

under opladning. 

Nedlukning 

I denne mode køres en nedlukningsprocedure for DMFC-modulet. Nedlukningsproceduren fastlægges i 

forhold til batteritype for at sikre optimal batteri levetid. 

Fordele: 

– Det muliggør bedre behandling af batterier 

Ulemper: 

– Det gør den interne styring mere kompleks 

Vil muligvis influerer på brændselscellens levetid. 

Valg af styringsprincip 

Som stryringsprincipkan vælges en af de to beskrevne principper eller en kombination af de to principper. 

Vi har valgt styringsprincip med konstant ladestrøm, af hensyn til forventet længere levetid samt 

simplere FCC / SC styring. 

Kravspec til PowerUnit komponenter 

Ud fra de overordnede krav-spec til MiniCrosser og PowerUnit, vil det være muligt at lave en krav-spec 

for de enkelte komponenter i PowerUnit. Valget af komponenter er en iterativ proces, hvor de enkelte 

komponenter har indflydelse på hinanden. 

- 10 -


DMFC modul 

Baseret på den overordnede kravspecifikation (Tabel 2) for brændselscelle generatoren (DMFC Power 

Unit) opstilles følgende krav til DMFC modulet: 

• Celle type: DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) 

• Brændstof: kommerciel tilgængelig metanol (ikke speciel laboratorie renhed) 

• Nominal Power: 600 W 

• Omgivelses temperatur under drift: -15 °C til 35°C 

• Omgivelses temperatur ved stand-by: > 0°C op til 35°C 

• Støj: generelt lav 

• Rystelser: skal kunne modstå vibrationer ved normal kørsel 

DMFC modulet består af brændsels celle stak, med tilhørende B-o-P (Balance-of-Plant) komponenter. Del 

komponenter i modulet består af følgende hovedkredsløb; 

• Luftforsyning 

• Køler/kondenser 

• Mixerkredsløb 

• Extern metanol tank 

Ud fra de overordnede krav til DMFC modulet kan specifikationer for brændselscelle stakken og de 

enkelte komponenter fastlægges. 

1.2.1 DMFC Stak Specifikation 

Specifikation for brændselscelle stakken (Tabel 1.2.2) er baseret på den overordnet DMFC modul 

specifikation med et effekt krav på 600 W nominelt, samt nedenstående specifikation for IRD’s DMFC 

MEA (Membrane Electrode Assembly) effekttæthed, tabel 1.2.1. 

DMFC Celle Specifikation: 

MEA power density nominal 100 mW/cm 2 

MEA area 180 cm 2 

Cell Current, nominal 

45 A 

Cell voltage, nominal 0.4 V 

Operating temperature, nominal 70-75°C 

Tabel 1.2.1 

DMFC Stak Specifikation: 

- 11 -


No of cells 35 

Fuel Supply Methanol / Air 

Stack Power, nominal 630 W 

Stack Power, max 800 W 

Stack Current, nominal 45 A 

Stack Voltage, nominal @ B-o-L 14 V 

Heat, P W [HHV] 1335 W 

Operating stack temperature, nominal 70-75°C 

Fuel pressure (max) 0.05 bar(g) 

Water Consumption rate (λ=1) 0.18 kg/h 

Methanol Consumption rate (λ=1) 0.40 l/h 

Air Consumption rate(λ=1) 1.57 Nm 3 /h 

Air pressure ambient 

Air supply rate (λ=3.0) 4.72 Nm 3 /h 

Internal methanol supply concentration 1.0 M 

Fuel circulation flow rate @ 1.0M, nominal 58.7 l/h 

Mechanical: 

Stack Dimensions (excl. connectors) 171 mm x 184 mm x 184 mm 

Stack Weight ~ 7 kg 

Tabel 1.2.2. 

- 12 -


STAK INTERFACE SPECIFIKATION 

ELECTRICAL INTERFACE 

Fluid interface 

MECHANICAL INTERFACES 

TABEL 1.2.3. 

Strøm-spændings karakteristik for DMFC brændselscelle stakken ved nominel driftsbetingelse er vist i 

figur 1.2.1. 

Stack Voltage [V] 

30,0 

25,0 

20,0 

15,0 

10,0 

5,0 

0,0 

DMFC Stack Performance: 

1.0 M CH3OH, λ Air = 3, λ CH3OH = 6, Tstack = 70-75°C, ambient pressure (∆p = max. 50mBar) 

Stack Voltage 

Stack Power 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 

Stack Current [A] 

Figur 1.2.1 DMFC stak strøm-spændnings karakteristik 

Luftforsyning 

900 

750 

600 

450 

300 

150 

0 

Stack Power [W] 

- 13 -


Funktion er forsyning af luft (ilt) til katode siden i brændselscelle stakken. De bedste betingelser for det 

nuværende DMFC stak design opnås med cirkulation af luft gennem stakken med overskud af ilt 

(λ Air=3.0). Af hensyn til minimal tab af metanol samt opretholdelse af korrekt fugtighed i alle cellerne 

forsynes stakken med luft gennem en befugter. Brændselscellen producerer vand på ilt siden, 

afgangsluften benyttes til at befugte tilgangsluften. Baseret på brændselscelle specifikationen, kan flow 

kapaciteten beregnes, se tabel 1.2.4. 

DMFC STACK LOAD 

Cathode Air flow calculation 

Electrode Area 180 cm 2 

Lambda =X # of Cells 

3 35,0 

Current Current Stoichiometric flow Air flow rate Air flow rate 

Density @ const λ = 1 @ const λ =X 

A A/cm 2 

l [O2] / min mln/min ln/min 

0,00 0,000 0,00E+00 0 0,0 

1,85 0,010 6,43E-03 31 3,2 

3,58 0,020 1,25E-02 59 6,2 

5,42 0,030 1,89E-02 90 9,5 

7,15 0,040 2,49E-02 119 12,5 

9,00 0,050 3,14E-02 149 15,7 

10,85 0,060 3,78E-02 180 18,9 

13,50 0,075 4,71E-02 224 23,5 

18,00 0,100 6,27E-02 299 31,4 

22,50 0,125 7,84E-02 373 39,2 

27,00 0,150 9,41E-02 448 47,1 

31,50 0,175 1,10E-01 523 54,9 

36,00 0,200 1,25E-01 598 62,7 

40,50 0,225 1,41E-01 672 70,6 

45,00 0,250 1,57E-01 747 78,4 

49,50 0,275 1,73E-01 822 86,3 

54,00 0,300 1,88E-01 896 94,1 

63,00 0,350 2,20E-01 1046 109,8 

72,00 

Tabel 1.2.4 Kapacitet af luft. 

0,400 2,51E-01 1195 125,5 

Kravspecifikation for luftforsyning (pumpe) er: 

Kapacitet: 0-125 nl/min 

Støj: Generelt lav 

Efficiency: TBD 

Fysisk: Generelt kompakt og lav vægt 

Temperatur område, drift -15 to 80 °C 

Forsynings spænding: 24V/12V/5V 

Tryk: 0-0.05 Bar (g) 

Levetid: 5000 timer 

- 14 -


Hvis forsynings spændingen varierer må dette ikke have indflydelse på flowet.Styring af 

luftpumpen varetages af FCC (Fuel Cell Controlleren) ud fra stakkens energibehov og cellespænding. 

Køler/kondenser 

Ved nominel drift vil ca. 70 % af energien fra brændselscellen produceres som varme, se tabel 

1.2.5. Af hensyn til stakkens levetid og optimal performance, skal systemet forhindre 

overophedning 

(> 85°C). Den interne køling af brændselscellen kontrolleres hovedsaglig via det interne 

metanol/vand kredsløb, en lille del af kølingen foregår ved fordampning af vand (luftfugtighed 

< 100 %). Derudover skal den eksterne køling konstrueres i overstemmelse med 

nedenstående: 

Max Kapacitet: 1500 W 





Materiale: Korrosions stabilt 

Derudover skal køle/kondenser-kredsløbet konstrueres, så overskydende vand fra iltsiden 

regeneres til brug i mixerkredsløbet (forsyning til brændselscellens anode side). 

Ved indendørs kørsel må der ikke spildes vand, så eventuelt overskydende vand skal opsamles 

til eventuel i beholder til aftapning/udtømning. 

Based on HHV Based on LHV Based on ∆ g 

Current Power Power Efficiency Power Efficiency Power Efficiency 

(A) Wel Wheat η El Wheat η El Wheat η El 

0,0 0,00 0,00 0,66 0,00 0,75 0,00 0,69 

1,8 40,32 40,76 0,50 30,95 0,57 37,61 0,52 

3,6 76,62 80,48 0,49 61,47 0,55 74,38 0,51 

5,4 110,85 127,33 0,47 98,51 0,53 118,08 0,48 

7,2 139,71 174,48 0,44 136,46 0,51 162,28 0,46 

9,0 171,68 223,60 0,43 175,77 0,49 208,25 0,45 

10,8 203,47 272,88 0,43 215,24 0,49 254,39 0,44 

13,5 245,70 347,21 0,41 275,46 0,47 324,19 0,43 

18,0 315,63 474,92 0,40 379,25 0,45 444,23 0,42 

22,5 381,94 606,25 0,39 486,67 0,44 567,88 0,40 

27,0 440,37 745,45 0,37 601,96 0,42 699,42 0,39 

31,5 498,33 885,13 0,36 717,72 0,41 831,42 0,37 

36,0 551,88 1029,21 0,35 837,89 0,40 967,83 0,36 

40,5 598,19 1180,55 0,34 965,31 0,38 1111,49 0,35 

45,0 641,03 1335,34 0,32 1096,19 0,37 1258,62 0,34 

49,5 682,61 1491,40 0,31 1228,33 0,36 1407,00 0,33 

54,0 718,20 1653,44 0,30 1366,45 0,34 1561,37 0,32 

63,0 771,75 1995,17 0,28 1660,35 0,32 1887,75 0,29 

72,0 808,92 2353,27 0,26 1970,62 0,29 2230,51 0,27 

Tabel 1.2.5. Effekt El/Varme beregning. 

- 15 -


Mixerkredsløb 

Brændselscelle stakken bruger lige dele vand og metanol som brændstof i en 1.0 M (nominel) 

blanding. Metanolen forsynes fra en ekstern metanol tank (se afsnit XXX), og vandet fra 

afgangen på luftsiden via befugter/kondenser. Mixerkredsløbet styres af FCC (Fuel Cell 

Controlleren) ud fra stakkens energibehov, intern kølebehov og cellespænding. 

Anode 6 

+ − 

: CH 3 OH + H 2O 

⇒ CO2 

+ 6H 

+ e 

E 0 a = 0.046 V 

+ − 

Cathode : 6H 

+ 6e 

+ 3/ 

2O2 

⇒ 3H 

2O 

Specifikation for brændstof cirkulations pumpe: 

E 0 c = 1.23 V 

Flow kapacitet: 0-1.6 L/min 




Forsynings spænding: 24V/12V/5V (?) 

Levetid: > 5000 timer 


Materiale: Korrosions stabilt 

Støj: Generelt lav 

Fysisk: Generelt kompakt og lav vægt 

- 16 -


Nominal 

DMFC STACK LOAD Anode CH3OH flow calculation 

Electrode Area 180 cm 2 

[CH3OH]=c[mol/L] Lambda =X # of Cells 

1 6 35,000 

Current Current Charge Stoichiometric flow: CH3OH flow rate: CH3OH flow rate: 

Density At const λ = 1 At const λ =X 

A A/cm 2 

C/min mol [CH3OH] / min mln/min ln/min 

0,00 0,000 0,00 0,00E+00 0,000 0,000 

1,85 0,010 110,77 1,91E-04 0,191 0,040 

3,58 0,020 214,62 3,71E-04 0,371 0,078 

5,42 0,030 325,38 5,62E-04 0,562 0,118 

7,15 0,040 429,23 7,41E-04 0,741 0,156 

9,00 0,050 540,00 9,33E-04 0,933 0,196 

10,85 0,060 650,77 1,12E-03 1,124 0,236 

13,50 0,075 810,00 1,40E-03 1,399 0,294 

18,00 0,100 1080,00 1,87E-03 1,866 0,392 

22,50 0,125 1350,00 2,33E-03 2,332 0,490 

27,00 0,150 1620,00 2,80E-03 2,798 0,588 

31,50 0,175 1890,00 3,26E-03 3,265 0,686 

36,00 0,200 2160,00 3,73E-03 3,731 0,784 

40,50 0,225 2430,00 4,20E-03 4,197 0,881 

45,00 0,250 2700,00 4,66E-03 4,664 0,979 

49,50 0,275 2970,00 5,13E-03 5,130 1,077 

54,00 0,300 3240,00 5,60E-03 5,597 1,175 

63,00 0,350 3780,00 6,53E-03 6,529 1,371 

72,00 0,400 4320,00 7,46E-03 7,462 1,567 

Tabel 1.2.6 Flow kapacitet for cirkulationspumpe 

Kredsløbet konstrueres så tilførsels af metanol/vand er i overensstemmelse med opretholdelse 

af en konstant koncentration. De støkometriske flow af vand og metanol er beregnet, se tabel 

1.2.6. Tilspædningen der styres af Fuel Cell Controlleren (FCC), baseres på støm og 

niveaufølere. 

- 17 -


Current 

Tabel 1.2.6. Vand / metanol forbrug som funktion af ”effektbehov” (stak strøm) 

Metanol Tank 

H2O Consumption CH3OH Consumption 

Der er 2 metoder til tankning. 

1) Udskiftelig tank, hvor tanken tages af køretøjet og udskiftes. 

2) Der laves en tank der passer i volumen i PowerUnit, og der fyldes på fra en stander eller ekstern 

tank. 

Umiddelbart beregning: 

Ved kontinuerlig produktion på 600W fra BC forbruges 564ml/timen, og en T130 kan køre 5-6 timer i 

dag. En fordobling af kapacitet vil kræve tank på 4liter, mens 10-dobling vil kræve 20liter tank. 

Fuel Cell Controller (FCC) 

Varetager al BoP (DMFC Module). 

# of Cells # of Cells 

35 35 

A mol[H2O] / min g H2O / min mln/min mln/min g CH3OH / min mln / min mln/min 

0,00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,000 0,000 0,000 0,00 

1,85 1,91E-04 3,45E-03 3,45E-03 0,121 0,006 0,008 0,27 

3,58 3,71E-04 6,68E-03 6,69E-03 0,234 0,012 0,015 0,53 

5,42 5,62E-04 1,01E-02 1,01E-02 0,355 0,018 0,023 0,80 

7,15 7,41E-04 1,34E-02 1,34E-02 0,469 0,024 0,030 1,05 

9,00 9,33E-04 1,68E-02 1,68E-02 0,589 0,030 0,038 1,32 

10,85 1,12E-03 2,03E-02 2,03E-02 0,710 0,036 0,046 1,59 

13,50 1,40E-03 2,52E-02 2,53E-02 0,884 0,045 0,057 1,98 

18,00 1,87E-03 3,36E-02 3,37E-02 1,179 0,060 0,076 2,64 

22,50 2,33E-03 4,20E-02 4,21E-02 1,474 0,075 0,094 3,31 

27,00 2,80E-03 5,04E-02 5,05E-02 1,768 0,090 0,113 3,97 

31,50 3,26E-03 5,88E-02 5,89E-02 2,063 0,105 0,132 4,63 

36,00 3,73E-03 6,72E-02 6,74E-02 2,358 0,120 0,151 5,29 

40,50 4,20E-03 7,56E-02 7,58E-02 2,653 0,134 0,170 5,95 

45,00 4,66E-03 8,40E-02 8,42E-02 2,947 0,149 0,189 6,61 

49,50 5,13E-03 9,24E-02 9,26E-02 3,242 0,164 0,208 7,27 

54,00 5,60E-03 1,01E-01 1,01E-01 3,537 0,179 0,227 7,93 

63,00 6,53E-03 1,18E-01 1,18E-01 4,126 0,209 0,264 9,26 

72,00 7,46E-03 1,34E-01 1,35E-01 4,716 0,239 0,302 10,58 

Systemet skal kunne genopstarte efter strømsvigt. Hvis der er behov for det, skal driftsværdier gemmes 

i non-volatile memory. 

- 18 -


Air intake 

Air to ambient 

H2O drain 

xI 


(External) 

CH3OH tank 

03-00-00 

FCC 

Fuel Cell 

Controller 

02-00-00 



DMFC 

Module 

01-00-00 

DC Output 

DC/DC Converter 

04-00-00 

SC 

System 

Controller 

07-00-00 

Air 

H2O & CH3OH 

DC Power Control & Data 

Figure 1 DMFC Power Unit overordnet system diagram. 

Battery Charger 

05-00-00 

External 

Battery/Load 

06-00-00 


Title: 722: DMFC Power Unit, System D 

Doc : 722 DMFC PU-DSC-00-00-00_101 

M 

- 19 -


System Controller (SC) 

Input: 

– Nøgle 

– tankmåler 

– 

SC giver flg. signaler: 

– operation mode (forventning til effektforbrug – ønske til FCC) 

– 

Brugerinterface/Display 

Displayet viser relevante oplysninger til brugeren, f.eks: 

– Tændt/slukket 

– Fejl (driftsmodes) 

– brændstofmåler 

– netto effektforbrug? (økonomi-kørsel eller?) 

Serviceinterface 

Formålet med serviceinterfacet er at lette idriftsættelsen og fejlsøgning. Det kan udelades på det 

endelige produkt. Serviceinterface skal vise: 

– temperatur 

– kølekreds 

– batteri 

– stak 

– spænding 

– stak 

– celler 

– batteri 

– BoP forsyning (24/12/5/?) 

– strøm 

– flow 

– batteriets ladestand 

– volumen (methanol, fuelkredsløb) 

– status på delsystemer (ok/fejl) 

Serviceinterfacet skal kunne styre: 

– alle setpunkter (”force” åben-sløjfe) 

– delsystemer og sensor-inputs (letter fejlsøgningen). 

Serviceinterfacet består af en laptop PC med labview der forbindes til PowerUnit (SC?) vha. enten CAN 

eller en anden seriel forbindelse. 

DAQ (TBD PFA) 

CAN dataopsamler 

- 20 -


Lader 

Lader på batteriet og styrer hvor meget strøm der trækkes fra FC. Step up fra stakspænding til 

lade/batteri spænding. 

Laderen får flg. setpunkter fra FCC: 

– I_fc,max,sp (maximum strøm der må trækkes fra FC). 

– U_fc,min,sp (minimum FC spænding). 

Laderen skal forsøge at trække strømmen I_fc,max,sp fra stakken under hensyntagen til at stakkens 

spænding ikke kommer under I_fc,max,sp. 

Laderen måler på batterispændingen (laderens egen udgang) samt ladestrømmen ind på batteriet. 

Laderen kører under hensyntagen til batteriets tilstand (om der skal lades eller ej). Laderen kan altså 

sagtens trække mindre strøm fra FC end hvad FCC siger. 

Laderen giver signal til FCC om: 

– I_fc (strøm der trækkes fra FC). 

– U_fc (FC stakspænding). 

– 

Laderen måler flg. til eget brug: 

– I_lader (strøm der kommer ud af laderen) 

– I_bat (strøm der trækkes fra PU af Crosser) 

Alle signaler (også dem til eget brug) skal sendes til SC. 

PSU 

Tager batterispænding og laver stabiliserede spændingsforsyning(er) til resten af systemet, herunder: 

– FCC 

– SC 

– DMFC Module 

– Lader (laver evt. sin egen ud fra batterispænding) 

DC Input: ca. 12-28V 

DC Output: 24V, 12V? 5V? 

- 21 -


Batterier 

Batterier skal kunne klare: 

Afladning i 20min op ad bakke 1100W (45A) i 5min og herefter 600W (25A)i 15min. – Batterier skal 

kunne holde til afladning på 45A i 5 min og herefter 25A i 15min. 

Batteri skal således have ledig kapacitet på 10-12Ah, men de skal kunne holde til meget kraftig 

afladning. 

Batterier skal i 3sek kunne levere 130A. 

Batterier skal kunne holde til klatladning og være forberedt på ikke at få vedligeholdelsesladning. 

Vedholdelsesfri. 

For at finde det optimale batteri skal følgende batteri testes: 

- AGM. 24V/14Ah. 

Fordel - Høj strøm tæthed, stor kortslutnings strøm, vedligeholdelsesfrit. 

Udvidet temperatur-40°C til 50°C. 

Ulemper - Størrelse og vægt. 

- NiMH. 24V/18Ah (Sammensat pakke 2*10 celler.) 


Alm. Temperatur område. 0°C til 45°C 


Ulemper - Klat ladning er ikke optimal. 

- Lithium Ion. 25,2V/12,8Ah - 152A Peak 6 sek. (Sammensat pakke af 7*8 celler.) 


Kan klat lades. (Ved korrekt ladning lang levetid) 


Ulemper - Mange celler for at opnå den ønskede kabacitet. 

Generelt kan det siges om batterierne, at en høje peak strøm ved afladning og kraftig ladestrøm ikke er 

optimal for nogle af batterierne, da det vil forkort batteriernes kapacitet og levetid. 

Og ved ladning skal max spændinger overholdes. (Cellerne nedbrydes) 

SuperCap 

En mulighed for at fjerne den høje peak strøm ved afladning, er at kombiner batterierne med supercap. 

Supercap skal samles i pakker for at få den korrekte spænding. 

Test af: 

6 stk. BCAP0350 (350F/2.5V) i serie = 58F /15V. 

Start 15V -10A efter 23 Sek. Er spændingen faldet med 30% 

BCAP0350 er i stand til at afgive en peak strøm på over 100A. 

Som supplering til batterierne ville 12 stk. BCAP0350 (350F/2.5V) i serie (29F /30V) kunne bruges. 

Og kapaciteten på batterierne kan minimeres. 

Chassis 

Ved udendørs kørsel skal PowerUnit være modstandsdygtig overfor fugt og være stænk tæt, IP44 1 . Der 

skal være beskyttelse mod støv og sand, da dette vil blive hvirvlet op omkring PowerUnit’en. Desuden 

skal konstruktionen kunne modstå vibrationer ved normal kørsel. 



1 IP-standard er beskrevet i bilag 1 

- 22 -


Bilag 1 – IP-standard 

http://www.el-biksen.dk/printmenu.asp?item=6 23-5-2006 

Hvad betyder IP 

KAPITEL 803 

KAPSLINGSKLASSER (IP-kode) 

803.0 Indledning 

Formålet med dette kapitel er at orientere om betydningen af de IP-koder, der anvendes til angivelse af materiellets 

kapslingsklasse, det vil sige den grad af beskyttelse kapslingen yder. 

De fuldstændige bestemmelser for kapslingsklasser fremgår af IEC 60529: Degrees of protection provided by 

enclosures (IP Code). 

Kapitlet indeholder ikke ændringer eller tilføjelser til de almindelige bestemmelser i del 1 til 6, og i modsætning til 

andre kapitler i del 8 er der derfor her anvendt en fortløbende nummerering. 

803.1 IP-kodens opbygning 

Materiel inddeles i kapslingsklasser, som angiver 

- dels beskyttelsen af selve materiellet mod indtrængen af fremmedlegemer og vand, 

- og dels beskyttelsen af personer mod berøring af farlige dele. 

Til angivelse af en kapslingsklasse anvendes bogstaverne IP efterfulgt af to cifre og eventuelt på tredie plads et 

bogstav. 

Første ciffer angiver altid graden af beskyttelse mod, at fremmedlegemer kan trænge ind i materiellet, men samtidigt 

angiver det en vis mindste grad af beskyttelse af personer mod berøring med farlige dele. 

Andet ciffer angiver graden af beskyttelse mod, at vand kan trænge ind i materiellet. 

Det eventuelle bogstav på tredie plads angiver graden af beskyttelse af personer mod berøring af farlige dele, men det 

benyttes kun i følgende to tilfælde: 

- Hvis graden af berøringsbeskyttelse er højere end angivet ved første ciffer. 

Note 

F. eks. angiver betegnelsen IP2XC, at materiellet er beskyttet mod indtrængen af fremmedlegemer med en diameter 

på 12,5 mm eller mere, men at det yderligere yder beskyttelse mod berøring af farlige dele med et stykke værktøj, 

f.eks. en skruetrækker, med en diameter på 2,5 mm og en længde på 100 mm. 

- Hvis der kun er behov for at angive graden af berøringsbeskyttelse, mens graden af beskyttelse mod, at 

fremmedlegemer kan trænge ind i materiellet, er uden betydning. 

Note 

Det gælder f.eks., hvor kapslinger skal give beskyttelse mod direkte berøring som angivet i 412.2. 

F.eks. angiver kapslingsklassen IPXXB, at materiellet skal være beskyttet mod berøring af farlige dele med en finger, 

mens der ikke er krav om beskyttelse mod indtrængen af fremmedlegemer. 

Hvis det f.eks. i en forskrift eller specifikation kun er nødvendigt at stille krav til kapslingsklassen med hensyn til de 

egenskaber, som karakteriseres af det ene af cifrene eller af bogstavet på tredie plads, erstattes det eller de cifre, som 

karakteriserer egenskaber, hvortil der ikke stilles krav, med et X. 

803.2 Betydningen af cifre og bogstaver 

Betydningen af de forskellige cifre og bogstaver fremgår af tabel 803 A, 803 B og 803 C. 

803.3 Sammenhæng mellem første ciffer og et eventuelt bogstav 

En sammenligning af kravene vedrørende beskyttelse mod berøring af farlige dele for henholdsvis første ciffer (tabel 

803 A) og det eventuelle bogstav på tredie plads (tabel 803 C) viser, at første ciffer lig 1 fuldt ud opfylder kravene 

angivet under bogstav A. 

Tilsvarende gælder for første ciffer lig 2 og bogstav B, første ciffer lig 3 og bogstav C og første ciffer lig 4 og bogstav 

D. 

Det betyder, at såfremt der i en bestemmelse er foreskrevet en kapslingsklasse på f.eks. IPXXB, kan der umiddelbart 

anvendes materiel med kapslingsklasse IP2X (eller en højere kapslingsklasse). 

Det betyder samtidigt, at det for materiel kun er nødvendigt at anvende et bogstav på tredie plads i IP-koden i de få 

tilfælde, hvor graden af beskyttelse mod berøring af farlige dele er højere end beskyttelsen angivet ved første ciffer, se 

tabel 803 D. Kun i de 6 tilfælde, der er markeret med fed kursiv skrift i tabellen, er det således nødvendigt at angive et 

bogstav på tredie plads i IP-koden. 

Klik for tabel: Tabel 803 D Sammenhæng mellem den foreskrevne kapslingsklasse af hensyn til 

berøringsbeskyttelse og kapslingsklassen for det anvendte materiel 

Note 

Første ciffer lig 0, som angiver, at materiellet ikke er beskyttet mod indtrængen af fremmedlegemer, er udeladt i 

tabellen, da det må anses for uaktuelt i denne sammenhæng. 

803.4 Valg af materiel 

Findes en type materiel ikke i en foreskreven udførelse, skal der benyttes materiel af en højere kapslingsklasse. 

Note 

Hvor det er påkrævet, at der anvendes materiel af kapslingsklasse IPX5 eller IPX6, må der dog ikke anvendes 

- 23 -


materiel af kapslingklasse IPX7 eller IPX8, medmindre fabrikanten garanterer, at det pågældende materiel samtidigt 

opfylder kravene for den lavere kapslingsklasse. Sådant materiel bør være dobbeltmærket, f.eks. IPX5/IPX7. 

el 803 A IP-kode, første ciffer 

Første ciffer 

Kort beskrivelse 

Krav til udførelse 

0 

Ubeskyttet 

Ingen særlig beskyttelse 

1 

Beskyttet mod faste genstande med en diameter på 50 mm eller mere. 

En kugle med en diameter på 50 mm må ikke trænge ind i materiellet. 

Beskyttet mod berøring af farlige dele med bagsiden af en hånd. 

Kuglen skal forblive i tilstrækkelig afstand fra farlige dele. 

2 

Beskyttet mod faste genstande med en diameter på 12,5 mm eller mere. 

En kugle med en diameter på 12,5 mm må ikke kunne trænge inde i materiellet. 

Beskyttet mod berøring af farlige dele med en finger. 

En leddelt prøvefinger med en diameter på 12 mm og en længde på 80 mm skal forblive i tilstrækkelig afstand fra 

farlige dele. 

3 


En prøvepind med en diameter på 2,5 mm må ikke kunne trænge ind i materiellet. 

Beskyttet mod berøring af farlige dele med et stykke værktøj. 

Prøvepinden skal forblive i tilstrækkelig afstand fra farlige dele. 

4 


En stiv prøvepind med en diameter på 1,0 mm må ikke kunne trænge ind i materiellet. 

Beskyttet mod berøring af farlige dele med tråde o.l. 

Prøvepinden skal forblive i tilstrækkelig afstand fra farlige dele. 

5 

Støvskærmet. 

Indtrængen af støv er ikke helt forhindret, men støv må ikke trænge ind i en sådan mængde, at det påvirker 

materiellets funktion eller sikkerhed. 

6 

Støvtæt. 

Der må ikke kunne trænge støv ind i materiellet. 

Tabel 803 B IP kode, andet ciffer 

Andet ciffer 


Krav til udførelse 

0 

Ubeskyttet. 

Ingen særlig beskyttelse. 

1 

Beskyttet mod vanddråber. 

Lodret faldende vanddråber må ikke have nogen skadelig virkning. 

2 

Beskyttet mod vanddråber ved hældning på maksimalt 15°. 

Lodret faldende vanddråber må ikke have nogen skadelig virkning, når kapslingen hælder med en vinkel på 15° i 

forhold til sin normale stilling. 

3 

Beskyttet mod regn. 

Vand, der falder som regn med en vinkel på op til 60° med lodret plan, må ikke have nogen skadelig virkning. 

4 

Beskyttet mod oversprøjtning. 

Vand der sprøjter mod kapslingen fra enhver retning, må ikke have nogen skadelig virkning. 

5 

Beskyttet mod vandstråler. 

Vand fra et strålerør rettet mod kapslingen fra enhver retning må ikke have nogen skadelig virkning. 

6 

Beskyttet mod kraftige vandstråler. 

Kraftige vandstråler rettet mod kapslingen fra enhver retning må ikke have nogen skadelig virkning. 

7 

- 24 -


Beskyttet mod følgerne af forbigående nedsænkning i vand. 

Det må ikke være muliget for vand at trænge ind i skadelige mængder, når kapslingen er nedsænket i vand under 

definerede betingelser med hensyn til tryk og tid. 

8 

Beskyttet mod følgerne af langvarig nedsænkning i vand. 

Det må ikke være muligt for vand at trænge ind i skadelige mængder, når kapslingen langvarigt er nedsænket i vand. 

Tabel 803 C IP-kode, eventuelt bogstav på tredie plads 

Bogstav 


Krav til udførsel 

A 

Beskyttet mod berøring af farlige dele med bagsiden af en hånd. 

En kugle med en diameter på 50 mm skal forblive i tilstrækkelig afstand fra farlige dele. 

B 

Beskyttet mod berøring af farlige dele med en finger. 

En leddelt prøvefinger med en diameter på 12 mm og en længde på 80 mm skal forblive i tilstrækkelig afstand fra 

farlige dele. 

C 

Beskyttet mod berøring af farlige dele med et stykke værktøj. 

En prøvepind med en diameter på 2,5 mm og en længde på 100 mm skal forblive i tilstrækkelig afstand fra farlige 

dele. 

D 

Beskyttet mod berøring af farlige dele med tråde o.l. 

En stiv prøvepind med en diameter på 1,0 mm og en længde på 100 mm skal forblive i tilstrækkelig afstand fra farlige 

dele. 

Note Der stilles ikke krav om, at kuglen, prøvefingeren, prøvepinden eller prøvetråden ikke må kunne trænge ind i 

materiellet. Det kræves kun, at de ikke må kunne komme for tæt på farlige dele, hvilket f.eks kan forhindres med 

interne afskærmninger o.l. 

- 25 -

DMFC modul for intern transport og mobile anlæg 

H2 Logic har set på de muligheder metanol som energibærer giver, herunder specielt ved brug i 

Minicrosser. Alle de sikkerhedsmæssige, distributionsmæssige, praktiske mv. overvejelser man skal gøre 

sig før metanol kan bruges som energibærer i mobile applikationer generelt og i Minicrosser T-140 

specifikt er forsøgt gennemgået i et længere internt dokument. I det nedenstående er de vigtigste 

konklusioner og anbefalinger opsummeret. 

Konklusioner 

Kendetegn ved den optimale energibærer 

Den optimale energibærer til brug i mobile applikationer har uanset valg af teknologi følgende 

kendetegn; 

* er flydende ved temperaturer mellem – 40 og 80 °C, idet den hermed er let at opbevare og 

transportere 

* let at producere ud fra såvel fossile som vedvarende energikilder, idet en transition fra fossile 

energikilder til fremtidige vedvarende energikilder hermed lettes og en CO 2 neutral produktion er mulig 

* ugiftigt, idet det hermed er let og sikkert at omgås 

* så lidt brandfarligt som muligt 

* billigt at producere 

* muligt at producere i store mængder 

* har en høj volumenenergitæthed 

* har en høj vægtenergitæthed 

Hvis energibæreren skal anvendes i brændselsceller har den optimale energibærer heller ikke nogen 

kulstof til kulstof (C-C) bindinger, der er svære at ”knække” i en brændselscelle, og energibæreren har 

en høj renlighed, således at degradering af cellerne minimeres. 

Metanol som energibærer 

Metanol har en lang række fordele som energibærer. Metanol er således flydende ved temperaturer 

mellem – 98 °C og 64 °C og er derfor let at opbevare og distribuere i et eksisterende (eller lettere 

modificeret) brændstofdistributionssystem. Metanol kan produceres ud fra vedvarende energikilder, og de 

eneste restprodukter ved energiomsætning i en DMFC er CO2, H 2O og varme. Metanol er mindre giftigt 

målt på de fleste parametre end benzin, og er således f.eks. ikke kræftfremkaldende som benzin er det. 

Metanol er dog ca. en halv gang giftigere end benzin ved oral indtagelse, men forgiftning kan relativt let 

behandles ved hjælp af etanol (almindelig alkohol). Metanol er kun ca. 1/8 så farligt som benzin ved 

brand, hvilket skyldtes metanols lavere energiindhold, lavere fordampningsevne, højere nedre 

grænseværdi for eksplosionsfare, lavere brandhastighed og en betydeligt lavere varmeudvikling end ved 

benzin. Metanol er også muligt at producere billigt i meget store mængder. Hvis al den gas der flares pt. 

blev omdannet til metanol ville metanolproduktionen kunne stige fra de nuværende 32.000 mio. tons til 

188.000 tons om året og merproduktionen vil kunne drive ca. 95 mio. FCV om året. Til sammenligning 

var der i 2003 95,7 mio. biler i Italien, UK og Spanien tilsammen. Metanol er også billigt og let at 

producere i store mængder. Gas produceret tæt på tætbebyggede områder distribueres normalt til disse 

markeder i rørledninger og alternativt som LPG. Gas der produceres langt fra tætbebyggede områder 

flares derimod i store mængder. Denne afbrændte gas har pr. definition ingen værdi og er dermed så at 

sige gratis (hvis dette ikke var tilfældet ville olieselskaberne have videreforarbejdet gassen i stedet for at 

brænde den af). Eksperter har således estimeret at metanol kan produceres for mindre end $ 100 pr. ton 

(2003 $-priser). Dette skal sammenlignes med at den aktuelle pris er i et rekordhøjt leje på $ 599 pr. 

tons. $ 100 pr. tons svarer til en produktionspris på 46 øre pr. l. Metanol kan let distribueres fra f.eks. 

mellemøsten og Sibirien med henholdsvis olietankere og 100 tons jernbanevogne på samme måde som 

man transporterer olie fra områder, hvor det ikke har kunnet betale sig at anlægge rørledninger. På 

nuværende tidspunkt anvendes 92 % af den producerede metanol i den kemiske industri. Denne 

metanol, der kendes som Grade AA har en garanteret renhed på minimum 99,85 %. Det betyder at der 

ikke skal bruges tid, kræfter og penge på en yderligere oprensning af metanolen, men at denne kan 

anvendes direkte i DMFC. På sigt bør energibærere prodeceres på baggrund af vedvarende energi. 

Metanol kan produceres på baggrund af fossile energibærere, ved at binde C02 fra atmosfæren og ved 

biomasse. Især muligheden for at producere metanol på baggrund af genmodificerede alger vurderes der 

på mere end 10 års sigt at være gode muligheder i. Den danske forsker Morten Sommer fra Harvard 

University har således vurderet at genmodificerede alger kan producere biobrændstoffer (herunder 

metanol) ca. 200 gange mere energieffektivt end landbaserede afgrøder såsom sukkerrør, oliepalmer, 

1

aps, korn mv., og til en konkurrencedygtig pris. Morten Sommer vurderer at 0,3 % af klodens overflade 

kan dække hele jordens samlede energibehov. I danske forhold svarer det til at et areal på 20 * 30 km er 

stort nok til at kunne dække Danmarks behov for brændstoffer. 

Nuværende teknologi i Minicrosser – og dennes implikationer 

På nuværende tidspunkt anvendes der i den valgte Minicrosser (model T-140) to stk. DF 12 094 Y 

blygelbatterier fra firmaet Exide Technology. Batterierne vejer tilsammen små 80 kg. og fylder mere end 

35 l. Batterierne kan kun aflades 70 %, de koster 7367,50 kr. incl. moms og forsendelse og de kan kun 

oplades 450 gange før ydelsen falder. Deres ydelse er desuden stærkt afhængig af temperaturen, og 

deres ydelse falder til 75 % ved 0 °C og er helt nede på 50 % ved – 18 °C. Batterierne tager ifølge 

producenten 10 – 12 timer om at blive ladet op. I praksis betyder dette, at den nuværende teknologi er 

tung, at den fylder meget, at der er lang ”optankningstid” og at batterierne er upålidelige. Det er således 

kun nye batterier, der kører på flad vej og ved 25 °C der kan køre de lovede 5 -6 timer på en 

optankning. Hvis batterierne er ved at være slidte, hvilket de allerede begynder at være efter et år, 

og/eller det er koldere eller varmere end 25 °C reduceres batteriydelsen drastisk. Eftersom dette er reelle 

og realistiske brugssituationer oplever brugerne at de ikke kan køre ret langt før batterierne skal lades 

op. Det gør brugerne usikre på om de kan komme frem og tilbage på en ”optankning”, hvorfor det 

formodes at mange føler sig tvunget til at blive hjemme og/eller at bevæge sig indenfor en meget 

begrænset radius fra hjemmet og ladestationen. Der sker hermed reelt det, at brugerne gøres mere 

bevægelseshæmmede og handicappede end tilfældet i en optimal situation kunne være. 

Metanol i Minicrosser 

Ved at anvende metanol som energibærer kan ladetiden på 10 – 12 timer nedbringes til en 

optankningstid på maksimalt to minutter. 

Driftstiden på en fuld opladning/fuld tank vil med en tankstørrelse på blot 3,5 l kunne fordobles i forhold 

til nye batterier ved 25 °C og kunne triples ved en tankstørrelse på 5,0 l. Idet mange brugere kører med 

gamle batterier og ved andre temperaturer end 25 °C vil brugerne reelt opleve en langt større forbedring. 

Det vurderes at brugerne vil opleve at en tank på 5 liter reelt giver en forbedring af kørselsradius på 4 – 

5 gange den de oplever med den nuværende teknologi. 

Prisen på metanol er rekordhøj og koster i januar måned 2007 $ 599 pr. ton, svarende til 3,48 kr. pr. kg. 

Den metanol der kommer til Danmark kommer fra Statoils fabrik i Norge og har en meget høj renhed, 

hvilket skyldtes at denne er destilleret fire gange mod de normale tre for Grade AA. Idet hver destillation 

koster ca. 2 % vurderes det at Statoils metanol i indkøb for de store grossister er en smule dyrere, (men 

også renere) end metanol fra andre leverandører. Metanolen indskibes til havnene i Esbjerg og Aabenraa 

af firmaet Chemex, der benytter IAT til transport og levering af metanolen. Ved 1000 l leveret på Tjelevej 

42 koster metanolen 4,45 kr. pr. kg. Eftersom det er normalt at give rabat til storkunder, vurderes det at 

Chemex har givet 3,45 kr. pr. kg for metanolen. Det betyder at Chemex tager 1 kr. i levering og 

fortjeneste pr. kg ved 1000 l. Metanolen kan også leveres i 55 gallon tønder (lig 208 l). Ved så små 

leverancer tager Chemex 8,30 kr. pr. kg, svarende til 4,85 kr. pr. kg i levering. I praksis betyder det at 

Chemex tager ca. 800 kr. for levering uanset om der leveres 1000 l eller 208 l. Forskellen i antal leverede 

l. gør naturligvis at leverancer af 1000 l er meget billigere pr. l. end leveringer i 208 l. tønder. Ved 1000 l 

koster metanolen 4,31 kr. pr. l inkl. levering, medens den ved 208 l. tønder koster 6,57 kr. pr. l. inkl. 

levering. Til denne pris skal der lægges mineraliolieafgift, som man selv skal indberette til Skat. 

Mineralolieafgiften er på 1,857 kr. pr. l. For at få den endelige forbrugerpris skal der tillægges moms. Ved 

1000 og 208 l bliver den pris forbrugeren skal betale henholdsvis 7,71 og 10,53 kr. pr. l. Uden at vide det 

med sikkerhed vurderes det, at slutbrugeren vil sammenligne prisen på metanol med prisen på benzin og 

diesel, hvorfor det skal forsøges at opnå priser pr. l. metanol der er sammenlignelige med disse. Prisen 

på 7,71 kr. pr. l. metanol er sammenlignelig med prisen på benzin og diesel, hvorfor det vurderes at 

dette er en konkurrencedygtig pris. Prisen på 10,53 kr. pr. l. vurderes derimod at være i overkanten af 

hvad forbrugerne vil godtage, hvis en større markedspenetrering skal finde sted. 

På nuværende tidspunkt er det ofte plejepersonale på plejehjem og i hjemmeplejen der sørger for at stille 

kørestolene til opladning. Ved et skift til metanol undgår man at stille kørestolen til opladning ca. hver 

anden dag, men kan nøjes med at tanke ca. en gang i ugen. Selve tankningen tager dog lidt længere tid, 

hvorfor det ikke er muligt at sige noget med sikkerhed om, den ene eller den anden løsning er den mest 

tidseffektive for plejepersonalet. Dette må bero på tests i virkeligheden, men der er en stor 

sandsynlighed for, at plejepersonalet vil opleve den nye optankningsmåde som værende tidsbesparende i 

forhold til den nuværende. 

2

Ifølge firmaet Trotters, der beskæftiger sig med rådgivning af farlig gods, må der distribueres op til 333 

kg metanol før metanolen er at betegne som farligt gods. Eftersom der ikke er behov for at distribuere 

333 kg. metanol af gangen i hjemmeplejen og/eller som privatpersoner anbefales det, at den praksis der 

opbygges omkring håndtering af metanol i hjemmeplejen, tilrettelægges sådan at der maksimalt 

distribueres 60 l metanol af gangen i 5 l dunke. 5 l. dunke vil på grund af metanols leve vægtdensitet 

veje mindre end 4,5 kg., hvilket gør at hjemmeplejens medarbejdere ikke belastes unødigt. Metanol kan 

distribueres og opbevares i HDPE-plasticdunke, som forbrugerne kender fra de reservedunke der ligger i 

de fleste bilers bagagerum. Eftersom det anbefales at tankstørrelsen på Minicrosserne er på 3,5 – 5 l vil 

en eksternt tankstørrelse på 5 l være passende. 

Idet metanol er farligt ved oral indtagelse skal der sættes en lukkeanordning på dunkene, der gør, at det 

er umuligt at komme i direkte kontakt med metanolen. Et forholdsvist billigt, holdbart og brugervenligt 

system der vurderes at kunne løfte opgaven er det lukkede optankningssystem Flutite. Flutite 

koblingerne limes eller plastsvejes på HDPE-plastic dunkene, hvorved det sikres at påfyldning og 

aftapning af metanol fra disse dunke kun kan ske når dunkene er koblet sammen. Alle dunke forsynes 

med faremærkater og instrukser jf. gældende lovgivning. 

Politiet ønske at vide hvor der er metanol i Danmark. De ønsker at vide dette for at have overblik over 

steder hvor man evt. kan videreforarbejde metanol til ethanol (alm. alkohol). At få en polititilladelse er en 

formsag, og en sådan fås ved enten at printe formular P302 ud fra politiets hjemmeside og indsende 

denne til politiet, eller ved at sælgeren af en Minicrosser kørestol med DMFC får brugeren til at udfylde 

formularen med navn, adresse og underskrift, hvorefter denne sender formuleren ind til politiet. Ved 

levering af køretøj vedlægges en leverandørbrugsanvisning for metanol. 

Eftersom de nuværende batterier kun kan holde til 450 opladninger før de begynder at tabe ydelse, er 

der god sandsynlighed for, at de benyttede stakke kan få en betydelig længere levetid. Det anbefales at 

levetid på stakkene måles ved henholdsvis 1, 5, 10 og 20 % degradering. I praksis vil man først begynde 

at overveje en udskiftning af stakken ved 10 % degradering og vil sandsynligvis først udskifte denne ved 

minimum 20 % degradering. Det vurderes at mange nuværende kørestolsbrugere benytter batterier der 

er mere end 50 % degraderede. På nuværende tidspunkt skiftes batterierne typisk ved 1000 timer eller 2 

år, og det er denne levetid til en pris på 7367,50 kr. incl. moms. at DMFC-stakken konkurerer mod. Hvis 

stakken hypotetisk set kan holde i hele køretøjets levetid spares der ca. 30.000 kr. til udskiftning af 

batterier. 

Det anbefales at der i forbindelse med køleren i PowerPacken placeres en 

blæser. Den varme luft kan så blæses ud under køretøjet når PowerPacken 

placeres på en Minicroser T-140. Placeres Powerpacken derimod på en 

Minicrosser med kabine (se billede), kan den varme luft, når brugeren 

ønsker der blæses ind i kabinen, fra en luftdyse i stil med dem man kender 

fra instrumentbrættet i biler, blæse varm luft ud mellem benene på 

brugeren. Man får hermed muligheden for at opvarme kabinen for en 

estimeret merpris på maksimum et par hundrede kr. Denne pris skal 

sammenlignes med den nuværende retail ekstrapris for varme i kabine på 

ca. 1500 €. Hvis det kan lade sig gøre at designe tingene på denne måde 

kan Minicrosseren sælges betydeligt billigere og/eller der kan tjenes 

betydeligt mere på køretøjerne. For at få maksimal gavn af restvarmen 

anbefales det at man i en pilot test anvender Minicrossere med kabine. 

Det konkluderes at metanol og DMFC er interessante teknologier der kan give væsentlige forbedringer på 

parametre som driftstid, optankningstid og vægt. Det er endnu et åbent spørgsmål om 

vedligeholdelsesudgifterne bliver højere eller lavere end ved nuværende teknologi. Den endelige 

konklusion er primært afhængig af levetiden på BC-stakken. Det er også endnu et åbent spørgsmål om 

den samlede PowerPack kan produceres billigt nok til, at teknologien er et reelt alternativ til 

batteriteknologien. 

For yderligere information 

Early market developer Per Koustrup, tlf. 96 27 56 08, mobil: 26 81 27 19, @: pk@h2logic.com 

Herning d. 9. januar 2007 

3

5 

5 

4 

4 

3 

D D 

Seriel data 1 Seriel data 1 

RS232 / Com 2 



C 

Seriel data 4 

Seriel data 5 

Seriel data 4 

Seriel data 5 

RS485 / Com 3 

C 

B 

DC/DC Enable 

Current control 

B 

 

OEM Controller 

24V 

12V 

5V 

3V3 

Key Input 

5V 

3V3 

SPI 1 (Data Bus) 


A A 

3 

 

5V 

3V3 



 

24V 

12V 

5V 

3V3 



Seriel Com 

Output 

RS232 / Com 1 

CanBus 1 

CanBus 2 

5V 

 

5V 

Amplifier 

Current sensor 1 

3V3 3V3 



24V 

12V 

5V 

3V3 



 

24V 

12V 

5V 

3V3 

Key Input 

PowerSupply 

Power In 

Key Switch 

Level sensor 1 

Level sensor 2 

Stack Voltage 

Batteri Voltage 

DMFC Current Reguist 

Display Power 

DMFC Power 

OEM Power 

Power Connect Relay 

Drain Valve 

2 

2 

DMFC Projekt 1 

! " " # 

Sunday, March 30, 2008 

1 

1 

All Rights Reserved H2 Logic ApS

DMFC? 

5 

5 

4 

4 

3 

D 24V 

D 

 

Power out 

Current reguest 

RS232 com 

0-5V 

0-50A 

12V-30V 

Current adjust 

0-9V 

0-50A 

21V-28.4V U? 

C C 

Level_Metanol 

Metanol container? 

 

Water container? 

B Water_out 

Water_out 

24V Power 

B 

Fuel_Level (AD) 

Water_Level (AD) 

U? 

Hais 50-s 

GND 4 

+5V 1 

OUT 

2 

Ref 

3 

DC/DC? 

Power in Power out DC/DC 

 

RS232 -2 

System Controller 

Enable (On/Off) 

Enable (On/Off) 

Current reguest 

Water_Level (AD) 

Fuel_Level (AD) 

System controller? 

Current adjust 

Current Adjust 

Stack voltage 

Stack Current 

Canbus [1..2] 

DC/DC Out Current 

Hais 50-s 

Batteri voltage 

GND 4 

+5V 1 

OUT 

2 

Ref 

3 

Power DMFC 

24V Power 

LS1A 

5 

3 

4 

24V relay 60A 

A A 

3 

LS1B 

System Connect 

1 

2 

24V relay 60A 

Motor Current 

Key switch 

RS232 -1 [1..2] 

Control / warning 1 

Control / warning 2 

F? 

50A 

Batteri bank? 

24V Power batteri Batteri out 

Batteri 24V 

(2*12V) 

Panasonic 12V / 20Ah 

Display? 

RS232 -1 [1..2] 

Display 

U? 

Hais 200-s 

2 

GND 4 

+5V 1 

OUT 

2 

Ref 

3 

2 

Mini Crosser 

F? 

FUSE 

Motor controll? 

Batteri 

 

Key switch (+24V) 

DMFC Projekt 1 

! 

Friday, March 28, 2008 

1 

1 

Motor 

24V 750W 

All Rights Reserved H2 Logic ApS

DMFC modul for intern transport og mobile anlæg

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?