MATLAB y Simulink para pilas de combustible y electrolizadores
Desarrolle arquitecturas y sistemas de control para pilas de combustible y electrolizadores de hidrógeno
Para desarrollar eficientemente aplicaciones de pilas de combustible y electrolizadores se necesitan modelos de simulación con la fidelidad adecuada. Estos modelos permiten explorar el espacio de diseño, analizar tradeoffs y utilizarlos como guia en el desarrollo de sistemas de control.
Con MATLAB®, Simulink® y Simscape Electrical™, puede:
- Modelar pilas de combustible y electrolizadores de hidrógeno
- Desarrollar arquitecturas de sistemas de pila de combustible
- Implementar sistemas de control
- Integrar pilas de combustible y electrolizadores en sistemas eléctricos de gran tamaño
Simulink y Simscape™ permiten modelar y simular sistemas de pila de combustible y electrolizadores utilizando un enfoque basado en la física con componentes de librería listos para usar o un enfoque basado en datos con herramientas de modelado. Puede hacer lo siguiente:
- Explorar diferentes configuraciones para pilas de combustible y electrolizadores
- Modelar efectos de física multidominio y componentes balance-of-plant para regular el flujo de aire y gas de hidrógeno, el transporte de agua y la generación de calor
- Evaluar comportamientos electrotérmicos para respaldar el diseño de sistemas eléctricos y sistemas de gestión térmica
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Los sistemas de control desempeñan un papel importante a la hora de garantizar seguridad, durabilidad y eficiencia en el funcionamiento de los sistemas de pila de combustible y electrolizadores. Con Simulink y Simscape, puede realizar prototipado de un diseño de sistema de control con rapidez y generar código para pruebas de hardware-in-the-loop (HIL) y despliegue.
- Diseñe algoritmos de control electrotérmico para la regulación de corriente, tensión y humedad, así como gestión térmica, de presión y de agua
- Genere código de control C/C++ o HDL legible y optimizado para modelos de pilas de combustible
- Genere código para el modelo de planta
- Realice pruebas de hardware-in-the-loop (HIL) en tiempo real para evitar daños costosos en el prototipo de la pila de combustible
- Despliegue código de control en procesadores integrados o dispositivos FPGA/SoC
“Los sistemas de pila de combustible deben ser fiables y eficientes. Para lograrlo, utilizamos herramientas de MathWorks para desarrollar y simular rápidamente nuestros algoritmos de control antes de probarlos en un sistema. 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".
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Utilice MATLAB y Simulink para integrar pilas de combustible como fuente de energía para un vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV) o integrar electrolizadores en un sistema de producción de hidrógeno verde.
- Modele diferentes cargas eléctricas alimentadas por la pila de combustible y diferentes fuentes de energía que alimentan el electrolizador
- Pruebe la respuesta dinámica de las pilas de combustible o el electrolizador con respecto del sistema eléctrico más amplio
- Realice estudios de integración de sistemas para decidir la selección de componentes, diseñar los algoritmos de control y diagnóstico, y optimizar las configuraciones de las pilas de combustible o los electrolizadores
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- Electrificación de vehículos comerciales con pilas de combustible de hidrógeno – Boletín de noticias
- Simulación de tecnología de pila de combustible de un autobús híbrido en la Universidad de Delaware – Caso práctico
- Estudiantes del laboratorio de investigación en automoción de la Universidad Estatal de Pensilvania reciben experiencia práctica en hardware-in-the-loop – Caso práctico
Vídeos
- Modelos de vehículo virtual de pila de combustible para ahorro de combustible, rendimiento y análisis térmico (24:08)
- El hidrógeno es el nuevo diésel: Electrificación de vehículos pesados con pilas de combustible de Nuvera (19:06)
- Desarrollo de un catamarán de carreras impulsado por hidrógeno (14:13)
- Integración de pilas de combustible para propulsión electrificada (44:54)
- Modelado de vehículos eléctricos de pila de combustible multistack y aplicaciones (19:10)
Ejemplos
- Sistemas de gestión de energía para una fuente eléctrica híbrida (aplicación para una aeronave más eléctrica)
- Estación de repostaje de hidrógeno
- Motor eléctrico impulsado por batería de pilas de combustible y transferencia de hidrógeno
- Modelado de una microrred híbrida en Simscape Electrical
- Modelo de vehículo de pila de combustible en Simscape
Recursos y soporte
Documentación
Cursos introductorios Onramp
