Dynamische Modellierung und Automatisierung von multifunktionalen Brennstoffzellensystemen
Robert Doering, TU Hamburg Harburg
Brennstoffzellen bieten aufgrund ihres hohen elektrischen Wirkungsgerades und des schadstofffreien Betriebsverhalten das große Potential die ehrgeizigen Umweltziele im Automobil- oder auch Flugzeugbau zu erreichen. Demgegenüber steht ein vergleichsweise hohes Leistungsgewicht, welches insbesondere in der Luftfahrbranche einer Einführung der Brennstoffzellentechnologie im Wege steht. Durch eine geeignete multifunktionale Integration, z.B. durch die Nutzung von Nebenprodukten wie Reaktionswasser oder sauerstoffreduzierter Abluft erscheint eine gewichtsneutrale Integration dennoch möglich. Die sich aus solchen Ansätzen ergebenden aufwendigen Systemarchitekturen erfordern allerdings ein erhöhtes Maß an Regelung und Automation.
Die modellbasierte Entwicklung von multifunktionalen Brennstoffzellensystemen ermöglicht es bereits in frühen Entwicklungsphasen Regelungs- und Automationskonzepte zu implementieren und zu testen. Die hierfür erforderlichen Systemmodelle müssen allerdings einen entsprechend hohen Detaillierungsgrad aufweisen und stellen den Entwicklungsingenieur bei der Modellbildung vor große Herausforderungen.
Ziel des Vortrages ist es die Erörterung der Modellbildung der für ein multifunktionales Brennstoffzellensystem notwendigen Systemkomponenten in Simscape™. Die Modellbildung geschieht dabei u.a. unter Berücksichtigung von temperaturabhängigen Stoffwerten, veränderlicher Gaszusammensetzung und möglicher Phasenwechsel von Teilen der beteiligten Gasgemische. Des Weiteren soll ein kurzer Einblick über mögliche Regelungs- und Automatisierungsstrategien gegeben werden.
Aufgezeichnet: 10 Mai 2016
Ausgewähltes Produkt
Simscape
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