Aprenda cómo las empresas líderes de la industria desarrollan y emplean pilas de combustible de hidrógeno.
SEGULA Technologies utiliza MATLAB y Simulink en el desarrollo de modelos que incorporan IA para reducir costes y tiempo de producción de pilas de combustible de hidrógeno.
Aplicando el diseño basado en modelos, el equipo de ingeniería de SEGULA ha conseguido agilizar el proceso de desarrollo inicial y ahorrar entre cuatro y seis semanas de trabajo. Sus modelos personalizados y adaptables a diversas aplicaciones evalúan tamaño óptimo de componentes, generación de energía y funcionalidad de control. Estos modelos ayudan a validar diseños, optimizar la eficiencia energética y simular cómo interactúan los componentes de pilas de combustible.
“Comenzar con un modelo de Simscape reduce el tiempo de desarrollo inicial entre cuatro y seis semanas”.
Máquina de SEGULA
Desde simples automóviles hasta camiones de larga distancia, locomotoras y equipos pesados, los motores de combustión interna (ICE) se están reemplazando con opciones más ecológicas, como las pilas de combustible de hidrógeno. Las pilas de combustible ofrecen suficiente autonomía y densidad de potencia para impulsar un vehículo por 8 horas. Nuvera utiliza MATLAB® y Simulink® para diseñar el software que controla un motor de pila de combustible, que generalmente incluye cientos de pilas de combustible agrupadas con refrigerante que fluye entre ellas, además de una bomba de refrigerante y un compresor de aire.
“Las pilas de combustible son mejores que las baterías cuando se requiere largo alcance, o cuando lleva demasiado tiempo cargar la batería, por lo que son adecuadas para barcos, aviones, camiones, autobuses y vehículos de emergencia”.
Motor de pila de combustible E-Series de Nuvera.
Con el objetivo de generar energía de vanguardia, Plug Power Inc. diseña y desarrolla sistemas de energía in situ basados en pilas de combustible. Utilizan herramientas de MathWorks® para mejorar el rendimiento de productos, reducir costes y perfeccionar procesos de fabricación e integración. Con MATLAB® y Simulink®, desarrollan y prueban algoritmos, simulan componentes y sistemas, y agilizan el proceso de desarrollo desde la idea hasta la implementación.
"No tenemos tiempo para investigar nuestros algoritmos con C o C++. Por suerte, MATLAB nos permite probar ideas con unas pocas líneas de código. Nos ahorra mucho tiempo, y nos ayuda a avanzar en nuestro objetivo de crear un sistema de energía in situ comercialmente viable".
Sistema de pila de combustible de Plug Power®.
Más de 100 vehículos de pila de combustible de hidrógeno de la flota internacional de vehículos de prueba de Daimler AG (anteriormente DaimlerChrysler®) son manejados por conductores normales en condiciones de conducción del mundo real. Exclusivamente con fines de desarrollo, cada vehículo cuenta con un potente sistema telemático que captura datos sobre el rendimiento del vehículo y los patrones de uso del conductor, desde las coordenadas GPS del vehículo, la cantidad de combustible y la velocidad del vehículo hasta la posición del pedal del acelerador bajo el pie del conductor.
“Antes, Daimler utilizaba Excel para realizar este análisis, una tarea que requería cientos de horas de configuración y personal a jornada completa para realizar muchos pasos manuales y mantener la hoja de cálculo. En la actualidad, un script automatizado de MATLAB permite obtener los mismos resultados a través de un navegador web".
Vehículo de prueba de pila de combustible de hidrógeno de Daimler AG.
Challenge X, una competición patrocinada por General Motors y el Departamento de Energía de Estados Unidos, desafió a 17 equipos estudiantiles de América del Norte a rediseñar un Chevrolet Equinox para reducir emisiones y consumo de combustible sin sacrificar el rendimiento o la seguridad del vehículo. En el primer año de la competición, que dura tres años, el equipo de combustibles alternativos de la Universidad de Waterloo (UWAFT) ganó el primer puesto en la clasificación general con su diseño de vehículo impulsado por pilas de combustible. UWAFT también ganó el premio The MathWorks Crossover to Model-Based Design Award por sus logros en creación, simulación y análisis de modelos para diseño de vehículos y control de subsistemas.
“Fuimos el único equipo que utilizó pilas de combustible en el tren de potencia. El software de MathWorks para diseño basado en modelos no solo redujo el tiempo de prototipado y simulación del diseño del sistema del vehículo, sino que también nos permitió demostrar la viabilidad de la tecnología de pilas de combustible”.
El equipo de la Universidad de Waterloo demuestra el rendimiento de un vehículo de bajo consumo de combustible en la competición Challenge X.
El autobús híbrido de pila de combustible (FCHB) que circula por el campus de la Universidad de Delaware a lo largo de las seis millas de la ruta exprés sirve como una demostración de potencia y ventajas de la tecnología de pila de combustible de hidrógeno. Se trata de un autobús con cero emisiones y mucho más silencioso que sus equivalentes diésel. Se puede recargar y mantener en un solo lugar, lo que reduce los costes de infraestructura. Su diseño híbrido de serie lo hace particularmente eficiente para circular con paradas frecuentes y a velocidades relativamente bajas de las rutas de los autobuses urbanos.
“Con MATLAB y Simulink, los investigadores de la Universidad de Delaware modelaron el autobús FCHB, analizaron los datos de sus múltiples sensores integrados, mejoraron su estrategia de gestión de energía y obtuvieron información fundamental para optimizar el diseño del autobús de pila de combustible”.
Autobuses de pila de combustible híbridos de serie de la Universidad de Delaware.
