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”.
Gus Block, Nuvera Fuel Cells
Motor de pila de combustible E-Series de Nuvera.
Con el objetivo de poner en marcha la generación de energía del futuro, 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 los productos, reducir costes y perfeccionar los 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 de 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".
Rebecca Dinan, Plug Power
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 está equipado 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. Hoy en día, un script automatizado de MATLAB permite que el equipo de trabajo acceda a los mismos resultados a través de un navegador web".
Tim McGuire, Mercedes-Benz RDNA, Inc.
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 de pila 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”.
Profesor Roydon Fraser, UWAFT
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 demostración muy visible de la potencia y las 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”.
Ajay K. Prasad, Universidad de Delaware
Autobuses de pila de combustible híbridos de serie de la Universidad de Delaware.
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