MATLAB e Simulink per celle a combustibile ed elettrolizzatori
Sviluppo di architetture e controlli per celle a combustibile ed elettrolizzatori a idrogeno
Lo sviluppo efficiente di applicazioni di celle a combustibile ed elettrolizzatori richiede modelli di simulazione con una fedeltà adeguata. Questi modelli consentono di esplorare lo spazio di progettazione, analizzare i tradeoff di progettazione e sviluppare adeguatamente i sistemi di controllo.
Con MATLAB®, Simulink® e Simscape Electrical™, è possibile:
- Modellare celle a combustibile ed elettrolizzatori a idrogeno
- Sviluppare architetture di sistemi di celle a combustibile
- Implementare sistemi di controllo
- Integrare celle a combustibile ed elettrolizzatori in sistemi elettrici più ampi
Simulink e Simscape™ consentono di modellare e simulare sistemi di celle a combustibile ed elettrolizzatori utilizzando un approccio basato sulla fisica con componenti di librerie pronti all’uso oppure un approccio basato sui dati con strumenti di modellazione. Sarà possibile:
- Esplorare diverse configurazioni per pile di celle a combustibile ed elettrolizzatori
- Modellare gli effetti della fisica multidominio e i componenti ausiliari (BOP) dell’impianto per regolare il flusso di gas idrogeno e aria, il trasporto dell’acqua e la generazione di calore
- Valutare i comportamenti elettrotermici per supportare la progettazione di sistemi elettrici e di gestione termica
Prova gli esempi
Pila di celle a combustibile da 6 kW e 45 Vdc
Ulteriori informazioni
I sistemi di controllo svolgono un ruolo fondamentale nel garantire operazioni sicure, costanti ed efficienti relative a sistemi di celle a combustibile ed elettrolizzatori. Con Simulink e Simscape, è possibile prototipare rapidamente la progettazione di controlli e generare codice per i test Hardware-In-the-Loop (HIL) e la distribuzione.
- Progetta algoritmi di controllo elettrotermico per la regolazione della corrente e della tensione, la regolazione dell’umidità, la gestione della pressione, la gestione dell’acqua e la gestione termica
- Genera codice di controllo C/C++ o HDL leggibile e ottimizzato per modelli di celle a combustibile
- Genera codice per i modelli di impianti
- Esegui test Hardware-In-the-Loop (HIL) in tempo reale per prevenire costosi danni al prototipo hardware di celle a combustibile
- Distribuisci codice di controllo su processori embedded o dispositivi FPGA/SOC
“I sistemi di celle a combustibile devono essere affidabili ed efficienti. A tal fine utilizziamo gli strumenti MathWorks per sviluppare e simulare rapidamente i nostri algoritmi di controllo prima di provarli su un sistema. Non abbiamo il tempo di studiare i nostri algoritmi con il codice C o C++. Per fortuna, MATLAB ci permette di testare le nostre idee soltanto con poche righe di codice. Ciò ci consente di risparmiare tantissimo tempo e di avvicinarci al nostro obiettivo, ovvero creare un sistema di energia commercialmente praticabile.”
Prova gli esempi
Utilizza MATLAB e Simulink per integrare celle a combustibile come fonte di energia per un veicolo elettrico a celle a combustibile (FCEV) o per integrare elettrolizzatori in un sistema di produzione di idrogeno verde.
- Modella diversi carichi elettrici alimentati dalla cella a combustibile e diverse fonti di energia che alimentano l’elettrolizzatore
- Testa la risposta dinamica di celle a combustibile o elettrolizzatori rispetto al più ampio sistema elettrico
- Realizza studi di integrazione dei sistemi per selezionare i componenti adeguati, progettare algoritmi di controllo e diagnostica e ottimizzare le configurazioni delle celle a combustibile o degli elettrolizzatori
Prova gli esempi
Ulteriori informazioni
- Ford Motor Company e Pi Technology sviluppano sistemi per veicoli a celle a combustibile per Ford Focus con la progettazione Model-Based e codice di produzione generato automaticamente – Caso Cliente
- Elettrificazione di veicoli commerciali a celle a combustibile a idrogeno – Newsletter
- Simulazione della tecnologia dell’autobus ibrido a celle a combustibile presso l’università del Delaware – Caso Cliente
- Il laboratorio di ricerca automobilistica della Penn State offre agli studenti un’esperienza pratica di Hardware-In-the-Loop – Caso Cliente
Video
- Modelli di veicoli virtuali a celle a combustibile per il risparmio di carburante, le prestazioni e l’analisi termica (24:08)
- L’idrogeno è il nuovo diesel: elettrificazione di mezzi pesanti con le celle a combustibile di Nuvera (19:06)
- Sviluppo di un catamarano da corsa alimentato a idrogeno (14:13)
- Integrazione di celle a combustibile per la propulsione elettrificata (44:54)
- Modellazione e applicazioni di un veicolo elettrico con più pile di celle a combustibile (19:10)
Esempi
- Sistemi di gestione dell’energia per una sorgente elettrica ibrida (applicazione per un More Electric Aircraft)
- Stazione di rifornimento di idrogeno
- Motore elettrico alimentato da celle a combustibile e trasferimento di idrogeno
- Modellazione di una microgrid ibrida in Simscape Electrical
- Modello di veicolo a celle a combustibile in Simscape
Risorse e assistenza
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Corsi di formazione
- Progettazione di sistemi di controllo dell’elettronica di potenza con Simulink e Simscape
- Modellazione di sistemi di alimentazione elettrica con Simscape
- Modellazione di sistemi fluidodinamici con Simscape
- Progettazione di sistemi di controllo con MATLAB e Simulink
- Embedded Coder per la generazione di codice di produzione
