Raziskovalci Laboratorija za motorje z notranjim zgorevanjem in elektromobilnost (LICeM) so razvili in validirali napredni več-domenski in več-skalni simulacijski model vozila z gorivno celico, ki je sposoben modelirati sklopljene pojave od ravni vozila do ravni znotraj gorivne celice z uporabo mehanistično zasnovanega modela gorivne celice. Predlagani pristop predstavlja pomemben prispevek k virtualizaciji zasnove pogonskih sklopov električnih vozil z gorivnimi celicami na sistemski ravni in podpira učinkovitejšo virtualizacijo zgodnjih faz v razvojnem procesu. Rezultati so bili objavljeni v ugledni reviji Energy Conversion and Management (IF = 11.5).

Učinkovito virtualno raziskovanje prostora možno rešitev predstavlja enega ključnih ciljev za stroškovno in časovno učinkovit razvoj ter optimizacijo kompleksnih pogonskih sklopov elektrificiranih vozil. Dosledno modeliranje prepletenih procesov, ki so značilni za različne domene in različne skale, omogoča več-domenski in več-skalni model vozila z gorivno celico, ki temelji na doslednem povezovanju različnih domen, ki so: mehanska, električna, elektrokemijska, plinska, termična in krmilna. Te domene so modelirane z mehanističnimi vodilnimi enačbami, povezanimi z empiričnimi modeli degradacije elektrokemijskih naprav. Prav vzpostavitev konsistentnega modela, ki je sposoben popisa vzročno posledičnih povezav interakcij med različnimi domenami in različnimi skalami, je ključnega pomena za doslednejšo virtualno replikacijo pojavov v realnem električnem vozilu z gorivnimi celicami. Takšen model pa omogoča vrednotenje vpliva parametrov na ravni vozila in sistema gorivnih celic na prostorsko-časovne degradacijske procese v gorivni celici. Predstavljeni rezultati razkrivajo zelo zapletene interakcije med domenami in znotraj njih ter njihov vpliv na delovanje in degradacijo gorivnih celic in baterij, kar potrjuje zmožnost modela za učinkovito virtualno raziskovanje in optimizacijo električnih pogonskih sistemov na osnovi gorivnih celic od ravni gorivne celice do ravni vozila .

Slika 1: Topologija modela vozila z gorivno celico in pripadajoče domene

Slika 2: Primerjava simuliranih in izmerjenih parametrov električnega stroja, kompresorja, gorivne celice, baterije za vozni cikel WLTC

Povezava do članka: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.116024.

Pojdi na vsebino