Erfahren Sie, wie führende Konzerne Wasserstoff-Brennstoffzellen entwickeln und einsetzen.
SEGULA Technologies nutzt MATLAB und Simulink zur Bewältigung gängiger Entwicklungsprobleme, indem Modelle unter Einbeziehung von KI zur Reduzierung der Produktionszeit und -kosten von Wasserstoff-Brennstoffzellen erstellt werden.
Durch den Einsatz von Model-Based Design konnten die Ingenieure von SEGULA vier bis sechs Wochen Arbeit einsparen, da der anfängliche Entwicklungsprozess rationalisiert wurde. Ihre benutzerdefinierten Modelle, die an verschiedene Anwendungen angepasst werden können, bewerten die optimale Dimensionierung der Komponenten, die Stromerzeugung und die Steuerungsfunktionen. Die Modelle helfen bei der Validierung von Entwürfen, der Optimierung der Energieeffizienz und der Simulation des Zusammenspiels der Brennstoffzellenkomponenten.
„Wenn wir mit einem Modell in Simscape beginnen, verkürzt sich die anfängliche Entwicklungszeit um vier bis sechs Wochen.“
SEGULA Machine
Von Pkw über Fernverkehrs-Lkw bis hin zu Lokomotiven und schwerem Gerät werden Verbrennungsmotoren durch umweltfreundlichere Alternativen, einschließlich Wasserstoff-Brennstoffzellen, ersetzt. So bieten Brennstoffzellen die nötige Leistungsdichte und Reichweite, um eine 8-Stunden-Schicht problemlos zu absolvieren. Für die Entwicklung der Software zur Steuerung des Brennstoffzellenmotors – der in der Regel aus Hunderten von Brennstoffzellen besteht, zwischen denen Kühlmittel fließt, sowie einer Kühlmittelpumpe und einem Luftkompressor – setzt Nuvera auf MATLAB® und Simulink®.
„Brennstoffzellen sind immer dann besser als herkömmliche Akkus, wenn eine große Reichweite erforderlich ist oder wenn das Aufladen der Akkus zu lange dauert – also etwa bei Booten, Flugzeugen, Lastwagen, Bussen und Einsatzfahrzeugen.“
Nuvera E-Series-Brennstoffzellenmotor
Plug Power Inc. entwirft und entwickelt Vor-Ort-Energiesysteme auf der Basis von Brennstoffzellen, mit denen das Unternehmen sein Ziel, die Energieversorgung der Zukunft in die Praxis umzusetzen, erreichen will. Mit den MathWorks® Tools steigert es die Produktleistung, senkt die Kosten und zur verbessert die Herstellungs- und Integrationsprozesse. Mit MATLAB® und Simulink® entwickelt und testet das Unternehmen Algorithmen, simuliert Komponenten und Systeme und rationalisiert den Entwicklungsprozess von der Idee bis zur Implementierung.
„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.“
Plug Power® Brennstoffzellensystem.
Mehr als 100 Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge der Testflotte der Daimler AG (ehemals DaimlerChrysler®) werden von normalen Fahrern unter realen Fahrbedingungen auf der ganzen Welt betrieben. Alle Fahrzeuge sind ausschließlich zu Testzwecken mit einem leistungsstarken Telematiksystem ausgestattet, das Daten über die Fahrzeugleistung und das Nutzungsverhalten des Fahrers erfasst - von den GPS-Koordinaten des Fahrzeugs über den Füllstand des Kraftstofftanks und die Fahrzeuggeschwindigkeit bis hin zur Position des Gaspedals unter dem Fuß des Fahrers.
„Früher hat Daimler diese Analyse mit Excel durchgeführt, eine Aufgabe, die Hunderte von Ingenieurstunden für die Einrichtung, einen Vollzeitmitarbeiter für die Pflege und viele manuelle Schritte für die Durchführung erforderte. Heute kann das Team mithilfe eines automatisierten MATLAB-Skripts über einen Webbrowser auf die gleichen Ergebnisse zugreifen.“
Testfahrzeug für Wasserstoff-Brennstoffzellen der Daimler AG.
Challenge X, ein von General Motors und dem US-Energieministerium gesponserter Wettbewerb, fordert 17 nordamerikanische Studententeams heraus, einen Chevrolet Equinox so zu überarbeiten, dass die Emissionen und der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden, ohne die Leistung oder Sicherheit des Fahrzeugs zu beeinträchtigen. Das University of Waterloo Alternative Fuels Team (UWAFT) belegte im ersten Jahr des dreijährigen Wettbewerbs mit dem von ihm entwickelten Brennstoffzellenfahrzeug den ersten Platz. UWAFT erhielt außerdem den MathWorks Crossover to Model-Based Design Award für herausragende Leistungen bei der Erstellung, Simulation und Analyse von Modellen für die Fahrzeugentwicklung und die Steuerung von Subsystemen.
„Wir waren das einzige Team, das Brennstoffzellen im Antriebsstrang eingesetzt hat. Die MathWorks Software für Model-Based Design verkürzte nicht nur die Zeit, die unser Team für die Erstellung von Prototypen und die Simulation unserer Fahrzeugsysteme benötigte, sondern ermöglichte uns auch, die Machbarkeit der Brennstoffzellentechnologie nachzuweisen.“
Das Team der University of Waterloo demonstriert die Leistung eines kraftstoffsparenden Fahrzeugs bei Challenge X.
Der Brennstoffzellen-Hybridbus (FCHB), der Lehrpersonal und Studierende der University of Delaware auf der sechs Meilen langen Expressroute über den Campus befördert, dient als gut sichtbare Demonstration der Leistungsfähigkeit und der Vorteile der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie. Der Bus ist emissionsfrei und viel leiser als vergleichbare Dieselfahrzeuge. Er kann an einem einzigen Standort betankt und gewartet werden, was die Infrastrukturkosten senkt. Sein Serien-Hybridkonzept macht ihn zudem besonders effektiv für den Start-Stopp-Betrieb und die relativ niedrigen Geschwindigkeiten auf städtischen Buslinien.
„Mithilfe von MATLAB und Simulink modellierten die Wissenschaftler der University of Delaware den FCHB, analysierten die Daten der zahlreichen Sensoren an Bord, verbesserten die Strategie für das Energiemanagement und gewannen wichtige Erkenntnisse für die Optimierung des Designs von Bussen mit Brennstoffzellen.“
Serien-Hybrid-Brennstoffzellenbusse der Universität Delaware.
