Se propune modelarea, proiectarea si realizarea unui propulsor hibrid bazat pe hidrogen, pentru un vehicul usor, in vederea demonstrarii capabilitatii sistemelor de pile de combustibil si a experientei de modelare in domeniu. Partenerii acestei propuneri sugereaza o modificare in structura sursei de putere a vehiculelor electrice uzuale, prin utilizarea unei surse de putere multiple, cu o componenta majoritara bazata pe pile de combustibil si o sursa aditionala cu un sistem de baterii litiu-ion si ultracapacitori. Ansamblul de pile de combustibil furnizeaza putere in regim stationar iar bateriile/ultracapacitorul, in regim dinamic. Conceptul porneste de la experienta in modelarea managementului energetic al surselor de putere multiple pentru aplicatii dinamice, dar si de la rezultatele obtinute in cercetarea pilelor de combustibil in cadrul institutiilor partenere.
Proiectul va dezvolta un sistem dinamic de management energetic in scopul optimizarii alocarilor de puetere intre diversele surse de energie, ramanand totusi in cadrul parametrilor componentelor si mentinand performantele operationale necesare, utilizand o tehnica de programare dinamica optimizata. Astfel, o configuratie de propulsor cu pila de combustibil drept componenta dominanta, modelata pe baza unei arhitecturi Simulink, va fi implementata intr-un sistem de simulare, in timp real, de tip “Hardware in the Loop” (HiL), pentru a testa eficienta managementului energetic si a calcula parametrii de proiectare. Abordarea se va baza pe rezolvarea unei probleme de optimizare, de tip multi-obiectiv, a parametrilor propulsorului pentru un ciclu de rulare predefinit, referitor la economia de combustibil si durabilitatea sistemului.
In final, va fi elaborat un raport, in sensul determinarii parametrilor de operare ce vor conduce la o mai buna eficienta si performanta in ceea ce priveste ansamblul surselor de putere si fiecare dintre componentele sale. Rezultatele obtinute vor putea furniza avantaje strategice in dezvoltare-inovare, atat pentru proiectantii de automobile cat si pentru dezvoltatorii de ansambluri de pile de combustibil.
Informatii generale
Proiect nr. : 53PED/2017
Program: 2 Cresterea competitivitatii economiei romanesti prin cercetare, dezvoltare si inovare
Subprogram: 2.1 Competitivitate prin cercetare, dezvoltare si inovare – Proiect experimental-demonstrativ
Categorie proiect/Cod de inregistrare:PN-III-P2-2.1-PED-2016-1223
Titlu proiect:Validarea experimentala a unui sistem de propulsie cu pile de combustibil cu hidrogen pentru un autovehicul usor – Demonstrator de Mobilitate cu Hidrogen
Acronim proiect: Hy-DeMo
Coordonator proiect: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice si Izotopice
Coordonator proiect:Dr. Fiz. Mihai VARLAM
Perioada de desfasurare:03.01.2017-02.07.2018
Valoare contract: 600.000 lei
Obiective
Proiectarea, realizarea si testarea unui demonstrator de mica putere (pana la 5 kW) pentru aplicatii mobile, cu un nou sistem de actionare hibrid bazat pe un ansamblu de pile de combustibil cu membrana schimbatoare de protoni (PEM) si un sistem acumulator/ultracapacitor de stocare a energiei. Pornind de la un vehicul usor, pe care se va instala sistemul electric de actionare hibrid, noua platforma mobila va fi testata, in vederea determinarii atat a functionalitatii cat si a andurantei.
Etape/Activitati
ACTIVITATEA 1 – Stabilirea cerintelor functionale si de performanta pentru un demonstrator de vehicul electric cu pila de combustibil Hy-DeMo. Proiectarea, realizarea si testarea standului “Hardware in the Loop” (HIL) pentru sistemul integrat de control al vehiculului. Termen: 30.09.2017.
Sub-activitatea 1.1 – Definirea cerintelor si stabilirea configuratiei propulsorului Hy-DeMo.
Sub-activitatea 1.2 – Elaborarea unui model matematic si de simulare propus a fi dezvoltat pentru configuratia stabilita pentru propulsor.
Sub-activitatea 1.3 – Elaborarea referentialului pentru demonstratorul Hy-DeMo.
Sub-activitatea 1.4 – Implementarea structurii hardware a propulsorului Hy-DeMo, in configuratia stabilita pentru platforma HIL. Elaborarea aplicatiei software pentru platforma HIL destinata optimizarii sistemului integrat de control al vehiculului.
ACTIVITATEA 2 – Proiectarea si realizarea demonstratorului pentru vehiculul electric cu pile de combustibil. Testarea si validarea demonstratorului in conditii reale de functionare. Determinarea performantelor functionale. Diseminarea rezultatelor. Termen: 02.07.2018.
Sub-activitatea 2.1 – Elaborarea proiectelor de executie si ansamblarea hardware a demonstratorului Hy-DeMo
Sub-activitatea 2.2 – Implementarea sistemului de control optimizat pe demonstrator.
Sub-activitatea 2.3 – Proiecte de executie, realizarea si implementarea sistemului de siguranta AntiEx si FCEV pentru vehicul.
Sub-activitatea 2.4 – Punerea in functiune si teste preliminare pentru Hy-DeMo.
Sub-activitatea 2.5 – Testarea Hy-DeMo in trafic. Stabilirea performantelor functionale.
Sub-activitatea 2.6 – Elaborarea unei analize cost/performanta privind Hy-DeMo in configuratia aleasa si pe baza performantelor obtinute.
Sub-activitatea 2.7 – Participarea la manifestari stiintifice, redactarea de articole in reviste peer-reviewed, in contextul proiectului.
Sub-activitatea 2.8 – Organizarea unui workshop pentru validarea demonstratorului Hy-DeMo
Rezultate estimate
- proiectarea, realizarea si testarea demonstratorului de sistem de actionare, cu pile de combustibil PEM pentru aplicatii mobile de putere mica – Hy-DeMo;
- sistem optimizat de management energetic al demonstratorului Hy-DeMo pe baza unui model dinamic multi-obiectiv;
- validarea demonstratorului Hy-DeMo in conditii reale de functionare;
- articole stiintifice in reviste cotate ISI/indexate BDI;
- cerere de brevet de inventie;
© 2017 I.C.S.I. Rm. Vâlcea
