MATLAB und Simulink für Brennstoffzellen und Elektrolyseure
Entwicklung von Architekturen und Regelungstechniken für Wasserstoff-Brennstoffzellen und Elektrolyseure
Eine effiziente Entwicklung von Brennstoffzellen- und Elektrolyseuranwendungen erfordert Simulationsmodelle mit einem entsprechenden Genauigkeitsgrad. Mit diesen Modellen können Sie den gesamten Entwurfsraum analysieren, Vor- und Nachteile von Entwurfsalternativen analysieren und Erkenntnisse für die weitere Entwicklung von Regelungssystemen gewinnen.
Mit MATLAB®, Simulink® und Simscape Electrical™ können Sie:
- Brennstoffzellenmodelle und Wasserstoff-Elektrolyseure modellieren
- Systemarchitekturen für Brennstoffzellen entwickeln
- Regelungssysteme implementieren
- Brennstoffzellen und Elektrolyseure in größere elektrische Systeme integrieren
Simulink und Simscape™ ermöglichen Ihnen mithilfe eines physikbasierten Ansatzes mit vorgefertigten Bibliothekskomponenten oder eines datengesteuerten Vorgehens mit Modellierungstools die Modellierung und Simulation von Brennstoffzell- und Elektrolyseursystemen. Folgende Funktionen stehen Ihnen zur Verfügung:
- Untersuchung verschiedener Konfigurationen für Brennstoffzellenstapel und Elektrolyseure
- Modellierung von physikalischen Effekten in mehreren Domänen und von Anlagenkomponenten zur Regelung des Wasserstoffgas- und Luftstroms, des Wassertransports und der Wärmeerzeugung
- Bewertung elektrothermischer Verhaltensweisen zur Unterstützung der Entwicklung von elektrischen Systemen und Wärmemanagementsystemen
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Weitere Informationen
- Erzeugung einer kartierten Brennstoffzelle anhand einer Tabellenkalkulation – Dokumentation
- Sauerstoffgewinnung aus der Marsatmosphäre mittels Elektrolyseur – Nachrichtenmeldung
- Entwicklung von Brennstoffzellensystemen mithilfe des System-Level Design – White Paper
Regelungssysteme spielen eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung eines sicheren, langlebigen und effizienten Betriebs von Brennstoffzellen- und Elektrolyseursystemen Mit Simulink und Simscape können Sie in kürzester Zeit Prototypen von Steuerungs- und Regelungslösungen erstellen und Code für Hardware-in-the-Loop (HIL)-Tests und deren Bereitstellung generieren
- Entwickeln Sie elektrothermische Regelungsalgorithmen zur Regulierung von Strom und Spannung, Feuchtigkeit, Druck, Wasser und Wärme
- Generieren Sie lesbaren, optimierten C/C++ oder HDL-Regelungscode für Brennstoffzellenmodelle
- Generieren Sie Code für das Anlagenmodell
- Führen Sie Hardware-in-the-Loop(HIL)-Tests in Echtzeit durch, um kostspielige Schäden am Hardware-Prototyp der Brennstoffzelle zu vermeiden
- Stellen Sie Regelungscode für eingebettete Prozessoren oder FPGA/SoC-Geräte bereit
„Brennstoffzellensysteme müssen zuverlässig und effizient sein. Mithilfe von MathWorks Tools gelingt uns dies. Und wir sind in der Lage, unsere Regelungsalgorithmen innerhalb kürzester Zeit zu entwickeln und zu simulieren, noch bevor wir sie in einem System erproben. Wir haben keine Zeit, unsere Algorithmen mit C oder C++ zu untersuchen. Glücklicherweise können wir unsere Ideen in MATLAB mit nur wenigen Zeilen Code testen. Das spart eine Menge Zeit und bringt uns unserem Ziel näher, ein kommerziell tragfähiges Energiesystem vor Ort zu schaffen.“
Rebecca Dinan, Plug Power
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Nutzen Sie MATLAB und Simulink zur Integration von Brennstoffzellen als Stromquelle für ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug (FCEV) oder zur Integration von Elektrolyseuren in ein grünes Wasserstoffproduktionssystem.
- Modellieren Sie verschiedene elektrische Lasten, die von der Brennstoffzelle versorgt werden, und verschiedene Energiequellen, die den Elektrolyseur speisen
- Prüfen Sie das dynamische Verhalten von Brennstoffzellen oder des Elektrolyseurs im Zusammenspiel mit dem größeren Elektrosystem
- Führen Sie Studien zur Systemintegration durch, um Informationen über die Auswahl der Komponenten, die Entwicklung von Regelungs- und Diagnosealgorithmen sowie zur Konfigurationsoptimierung von Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren zu erhalten
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Weitere Informationen
- Ford Motor Company und Pi Technology entwickeln Brennstoffzellen-Fahrzeugsysteme für den Ford Focus mithilfe von Model-Based Design und automatisch generiertem Produktionscode – Kundenbericht
- Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen mit Wasserstoff-Brennstoffzellen – Newsletter
- Simulation der Brennstoffzellen-Hybridbus-Technologie an der University of Delaware – Kundenbericht
- Automobil-Forschungslabor der Penn State bietet Studierenden praxisnahe Hardware-in-the-Loop-Erfahrungen – Kundenbericht
Videos
- Virtuelle Modelle von Brennstoffzellenfahrzeugen zur Analyse von Kraftstoffeffizienz, Leistung und Wärmeverhalten (24:08)
- Wasserstoff als neuer Diesel: Elektrifizierung von Schwerlastfahrzeugen mit Nuvera-Brennstoffzellen (19:06)
- Entwicklung eines wasserstoffbetriebenen Rennkatamarans (14:13)
- Integration von Brennstoffzellen für elektrifizierte Antriebe (44:54)
- Modellierung und Anwendungen von Elektrofahrzeugen mit Mehrstapel-Brennstoffzellen (19:10)
Beispiele
- Energiemanagementsysteme für eine hybridelektrische Quelle (Anwendung für ein More Electric Aircraft)
- Wasserstoff-Tankstelle
- Mit Brennstoffzellen-Batterie betriebener Elektromotor und Wasserstofftransfer
- Modellierung eines hybriden Microgrids in Simscape Electrical
- Modell eines Brennstoffzellenfahrzeugs in Simscape
Ressourcen und Support
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