LABCAR-MODEL-FC

Pour les applications automobiles, la préférence est donnée aux piles à combustible dotées d’une membrane polymère servant d’électrolyte (polymer electrolyte membrane fuel cell ou PEM-FC) en raison de leurs caractéristiques intéressantes en termes de démarrage rapide, de densité de puissance et de dynamique. Afin d’assister ses clients dans ce domaine d’innovation prometteur, ETAS propose LABCAR-MODEL-FC, un modèle de simulation pour un système de pile à combustible pour tests HiL.

Test des calculateurs pour systèmes de piles à combustible

La gamme LABCAR-MODEL comprend des modèles de simulation du moteur à combustion, de la batterie lithium-ion pour l’entraînement du véhicule, du moteur électrique, de la pile à combustible et de la dynamique du véhicule, ainsi que

Pour les applications automobiles, la préférence est donnée aux piles à combustible dotées d’une membrane polymère servant d’électrolyte (polymer electrolyte membrane fuel cell ou PEM-FC) en raison de leurs caractéristiques intéressantes en termes de démarrage rapide, de densité de puissance et de dynamique. Afin d’assister ses clients dans ce domaine d’innovation prometteur, ETAS propose LABCAR-MODEL-FC, un modèle de simulation pour un système de pile à combustible pour tests HiL.

LABCAR-MODEL-FC d’ETAS décrit le comportement de systèmes de piles à combustible. De l’électrochimie du stack PEM-FC jusqu’à l’approvisionnement en réactifs et en réfrigérant, le système complet est reproduit, ce qui permet de tester et de calibrer les calculateurs électroniques de systèmes de piles à combustible en toute fiabilité.

LABCAR-MODEL-FC reproduit en détail le stack et l’approvisionnement en hydrogène, en air et en réfrigérant. La base est constituée d’une représentation précise des processus physiques reposant sur des calculs complexes des réactions cellulaires et de l’interaction entre le stack et la périphérie. La complexité d’un stack de pile à combustible moderne requiert une simulation du stack qui soit unidimensionnelle (1D) et à résolution spatiale. Afin de répondre aux exigences actuelles et futures, le modèle de simulation pour système de pile à combustible en vue d’une calibration basée sur HiL (LABCAR-MODEL-FCCAL) permet une extension supplémentaire à un modèle de stack bidimensionnel (2D). La cible de simulation basée sur PC LABCAR-RTPC fournit la puissance nécessaire à la simulation en temps réel.

Le modèle de simulation LABCAR-MODEL-FC permet de tester et d’optimiser des calculateurs de pile à combustible à un stade précoce, au banc d’essai Hardware-in-the-Loop.

Le transfert de tests coûteux ou d’applications essentielles à la sécurité sur les bancs d’essai Hardware-in-the-Loop constitue un avantage direct pour le client dans le cadre du processus de développement. Des exemples proches de la pratique décrivent la préparation au démarrage à froid du stack PEM-FC ou encore la manipulation critique de l’hydrogène.

Avantages des modèles de simulation ETAS

Les modèles de piles à combustible d’ETAS incluent une bibliothèque de composants Simulink® et divers modèles cellulaires pour la simulation du stack et de la périphérie. L’aptitude des modèles à gérer le temps réel permet leur intégration sur un système HiL d’ETAS en vue de tester des calculateurs de piles à combustible et autorise à la fois la simulation d’erreurs essentielles à la sécurité et la génération initiale de données des logiciels de calculateur. Grâce à la prise en compte de phénomènes physiques importants, les logiciels de base peuvent être testés jusqu’aux fonctions avancées de régulation, d’exploitation et de diagnostic. Avec sa gamme de modèles de simulation, ETAS propose une offre groupée incluant tous les éléments nécessaires à la simulation HiL : matériel, logiciels et modèles de simulation.

Domaines d’application

La prise en compte d’exigences spécifiques du secteur automobile autorise un grand nombre de tests de calculateur en boucle fermée typiques :

  • Test de fonctions typiques du calculateur pour l’approvisionnement en hydrogène
    Estimation du gaz inerte, stratégies de purge, régulation de l’injecteur de gaz
  • Test de fonctions typiques du calculateur pour l’approvisionnement en oxygène
    Régulation du compresseur, recirculation d’eau
  • Test de fonctions typiques du calculateur pour le système de refroidissement
    Stratégie de refroidissement, régulation de pompe, commande de radiateur
  • Test de fonctions typiques du calculateur pour le diagnostic et la gestion
    Détection des fuites, démarrage à froid, coordination de pression, déconnexion d’urgence
  • Conception et calibration en vue de l’optimisation du fonctionnement
    Gestion de l’eau, planification des valeurs de consigne

Avantages

  • LABCAR-MODEL-FC permet de tester des logiciels de base jusqu’aux fonctions avancées de régulation, d’exploitation et de diagnostic des calculateurs de piles à combustible.
  • L’extension LABCAR-MODEL-FCCAL propose un modèle de stack 2D pour la reproduction haute résolution et en temps réel de la tension cellulaire, de l’état de la membrane ou de l'accumulation d’eau, afin de répondre aux exigences actuelles et futures.
  • Intégration possible dans LABCAR-MODEL-VVTB (modèle de simulation d’un banc d’essai de véhicules virtuel pour tests HiL)
  • ETAS propose une offre groupée comprenant le matériel, les logiciels et des modèles, ainsi que des prestations d’ingénierie en vue d’une adaptation aux besoins du client, et des prestations de conseil fournies par des experts.