MATLAB et Simulink pour les piles à combustible et les électrolyseurs
Développer des architectures et des contrôles pour les piles à combustible et les électrolyseurs
Le développement efficace des applications de piles à combustible et d'électrolyseurs nécessite des modèles de simulation suffisamment fiables. Ces modèles vous permettent d'explorer l'espace de design, d'analyser les compromis de design et de contribuer au développement des systèmes de contrôle.
Avec MATLAB®, Simulink® et Simscape Electrical™, vous pouvez :
- Modéliser des piles à combustible et des électrolyseurs d'hydrogène
- Développer des architectures de systèmes de pile à combustible
- Implémenter des systèmes de contrôle
- Intégrer les piles à combustible et les électrolyseurs dans des systèmes électriques plus importants
Simulink et Simscape™ vous permettent de modéliser et de simuler des piles à combustible et des systèmes d'électrolyseurs en utilisant une approche physique avec des composants de bibliothèque prêts à l'emploi ou une approche basée sur les données avec des outils de modélisation. Vous pouvez :
- Explorer différentes configurations pour les stacks de piles à combustible et les électrolyseurs
- Modéliser des effets de physique multi-domaines et des composants BoP (Balance-of-plant) pour réguler les flux d'hydrogène gazeux et d'air, le transport de l'eau et la production de chaleur
- Évaluer les comportements électrothermiques pour supporter le design des systèmes électriques et des systèmes de gestion thermique
Exemples
Stack de piles à combustible 6 kW 45 Vdc
En savoir plus
Les systèmes de contrôle jouent un rôle important pour assurer le fonctionnement sûr, durable et efficace des systèmes de piles à combustible et d'électrolyseurs. Avec Simulink et Simscape, vous pouvez rapidement prototyper un design de contrôle et générer du code pour les tests HIL (Hardware-in-the-Loop) et le déploiement.
- Concevez des algorithmes de contrôle électrothermique pour la régulation du courant et de la tension, la régulation de l'humidité, la gestion de la pression, la gestion de l'eau et la gestion thermique
- Générez un code de contrôle en C / C++ ou HDL lisible et optimisé pour les modèles de piles à combustible
- Générez le code pour le modèle de système physique
- Effectuez des tests Hardware-in-the-Loop temps réel pour éviter des dommages coûteux au prototype hardware de la pile à combustible
- Déployez le code de contrôle sur des processeurs embarqués ou des cartes SoC et FPGA
« Les systèmes de piles à combustible doivent être fiables et efficaces. Pour ce faire, nous utilisons les outils MathWorks pour développer et simuler rapidement nos algorithmes de contrôle avant de les essayer sur un système. Nous n'avons pas le temps d'étudier et vérifier nos algorithmes avec C ou C++. Heureusement, MATLAB nous permet de tester nos idées avec seulement quelques lignes de code. Cela nous fait gagner beaucoup de temps et nous rapproche de notre objectif de création d'un système d'énergie sur site commercialement viable. »
Exemples
Utilisez MATLAB et Simulink pour intégrer des piles à combustible comme source d'énergie pour un véhicule électrique à pile à combustible (FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle) ou intégrez des électrolyseurs dans un système de production d'hydrogène vert.
- Modélisez différentes charges électriques alimentées par la pile à combustible et différentes sources d'énergie alimentant l'électrolyseur
- Testez la réponse dynamique des piles à combustible ou de l'électrolyseur par rapport au système électrique général
- Réalisez des études d'intégration du système pour éclairer la sélection des composants, concevoir des algorithmes de contrôle et de diagnostic et optimiser les configurations des piles à combustible ou des électrolyseurs
Exemples
En savoir plus
- Ford Motor Company et Pi Technology développent des systèmes de véhicules à pile à combustible pour la Ford Focus avec l'approche Model-Based Design et utilisent le code de production généré automatiquement – Témoignage client
- Électrifier les véhicules commerciaux avec des piles à combustible – Newsletter
- Simulation d'une technologie de bus hybride à pile à combustible par l'Université du Delaware – Témoignage client
- L'Automotive Research Lab de Penn States permet aux étudiants d'acquérir une expérience pratique du Hardware-in-the-Loop – Témoignage client
Vidéos
- Modèles de véhicules virtuels à pile à combustible pour l'étude de l’économie en carburant, des performances et pour l'analyse thermique (24:08)
- L'hydrogène est le nouveau diesel : électrification des véhicules lourds avec des piles à combustible Nuvera (19:06)
- Développement d'un catamaran de course propulsé à l'hydrogène (14:13)
- Intégration des piles à combustible pour la propulsion électrifiée (44:54)
- Modélisation et applications des véhicules électriques à piles à combustible multi-stack (19:10)
Exemples
- Systèmes de gestion de l'énergie pour une source électrique hybride (application pour un avion plus électrique)
- Station de ravitaillement en hydrogène
- Moteur électrique alimenté par pile à combustible et transfert d'hydrogène
- Modélisation d'un micro-réseau hybride dans Simscape Electrical
- Modèle de véhicule à pile à combustible dans Simscape
Ressources et support
En savoir plus sur les piles à combustible et les électrolyseurs
Formations
- Design du contrôle d'électronique de puissance avec Simulink et Simscape
- Modélisation de systèmes d'électronique de puissance avec Simscape
- Modélisation de systèmes hydrauliques avec Simscape
- Design de systèmes de contrôle avec MATLAB et Simulink
- Embedded Coder pour la génération de code de production
