燃料電池と電解槽向け MATLAB および Simulink

水素燃料電池および電解槽のアーキテクチャと制御の開発

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燃料電池および電解槽のモデル化

燃料電池および電解槽の制御を実装

電気システムと EV への統合

燃料電池および電解槽アプリケーションを効率的に開発するには、適切な忠実度のシミュレーションモデルが必要です。このモデルを使用すると、設計空間の探索や設計のトレードオフ解析を実行できるほか、制御システム開発のための情報取得に役立ちます。

MATLAB^®、Simulink^®、Simscape Electrical™ を使用すると、以下を行うことができます。

燃料電池および水素電解槽のモデル化
燃料電池システムアーキテクチャの開発
制御システムの実装
より大規模な電気システムへの燃料電池および電解槽の統合

燃料電池および電解槽のモデル化

Simulink と Simscape™ では、既成のライブラリコンポーネントを使用した物理学ベースのアプローチ、またはモデリングツールを使用したデータ駆動型アプローチにより、燃料電池および電解槽システムをモデル化およびシミュレーションできます。以下を行うことができます。

燃料電池スタックおよび電解槽のさまざまな設定の検討
水素ガスと空気の流れ、水輸送、熱生成を調整するためのマルチドメイン物理法則の影響やバランスオブプラントコンポーネントのモデル化
電熱作用を評価して電気システムと熱管理システムの設計をサポート

酸素と水素の流れと化学反応により、電流と水が生成される様子を表した、PEM 燃料電池の図。

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燃料電池:

電解槽:

例

燃料電池および電解槽の制御を実装

制御システムは、燃料電池および電解槽システムの安全で耐久性に優れた、効率的な運用を確保する上で重要な役割を果たします。Simulink と Simscape を使用することで、迅速に制御設計をプロトタイピングし、ハードウェアインザループ (HIL) テストおよび展開のためのコードを生成できます。

電圧/電流調整、湿度調整、圧力管理、水管理、熱管理のための電熱制御アルゴリズムの設計
燃料電池モデルの可読性に優れ最適化された C/C++ または HDL 制御コードの生成
プラントモデルのコードの生成
リアルタイムのハードウェアインザループ (HIL) テストを実施して、燃料電池のハードウェアプロトタイプにおけるコストのかかる損傷を回避
組み込みプロセッサまたは FPGA/SOC デバイスへの制御コードの展開

「燃料電池システムには高い信頼性と効率性が必要です。当社では、システムで試す前に、MathWorks のツールを使用して制御アルゴリズムを迅速に開発およびシミュレーションすることで、それらを実現しています。C や C++ を使用してアルゴリズムを調べる時間はありません。幸いなことに、MATLAB を使用すれば、わずか数行のコードでアイデアのテストを行えます。これにより、大幅に作業時間を短縮し、商業的に採算の取れるオンサイトエネルギーシステムを構築するという目標に向かって前進することができます。」
Rebecca Dinan, Plug Power

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