Laboratorio de Control de Pilas de Combustible del IRI
El Laboratorio de Pilas de Combustible del Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRI) se utiliza para probar y validar controladores para sistemas basados en pilas de combustible, sistemas de hidrógeno y otros dispositivos electroquímicos utilizados para almacenar energía. El laboratorio tiene cinco estaciones de trabajo que utilizan oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y aire sintético. Dependiendo del tipo de experimento, cada estación está diseñada con una funcionalidad específica. El laboratorio está equipado con un sistema de supervisión que controla las condiciones de seguridad necesarias basado en gestión de alarmas de fallo eléctrico, extracción automática de aire y rutinas de paro seguro de las estaciones de trabajo en caso de emergencia.
1.INN-BALANCE: Innovative cost improvements for balance of plant components of automotive PEMFC systems
INN-BALANCE fue un proyecto europeo que finalizó en 2021, y fue una colaboración entre empresas como Brose (Alemania), Volvo (Suecia), PowerCell (Suecia) y centros como el IRI y DLR (Alemania) . Su objetivo fue llevar a cabo una plataforma de desarrollo innovadora e integrada para desarrollar componentes avanzados por vehículos basados en pilas de combustible, para mejorar la eficiencia y fiabilidad, reduciendo costes y presentando una cadena de suministro estable a fabricantes de automóviles e integradores de sistemas. INN-BALANCE se centró en cuatro temas generales principales; En primer lugar, en nuevos desarrollos de componentes, abordando los últimos cambios y tendencias en la tecnología de los vehículos con pilas de combustible, desde nuevos turbocompresores de aire, módulos de recirculación/inyección de ánodos y dispositivos avanzados de control/diagnóstico hasta a nuevos conceptos de gestión térmica y unidades anticongelantes basadas en componentes estándar de automoción; en segundo lugar, sobre la integración de vehículos y validación de los componentes en una plataforma TRL7 colocada en una plataforma de fabricación de automóviles conocida; en tercer lugar, ofrecer procesos de fabricación innovadores y optimizados en costes especialmente desarrollados para componentes de automoción; finalmente, sobre la difusión y explotación de los resultados, la transmisión de nuevas tecnologías y la concienciación pública de nuevas soluciones de energía limpia.
2. DOVELAR: Control and energy management of hybrid fuel cell-based electric vehicles
El principal objetivo del proyecto es contribuir a la mejora de los motores eléctricos basados en pilas de combustible. Esto se lleva a cabo en tres direcciones principales: la construcción de una pila de combustible mejorada en comparación con el estado de la técnica, la mejora de los sistemas de control y gestión energética de los sistemas híbridos de pila de combustible PEM, y la validación y puesta a punto en tres aplicaciones de interés práctico. Dado que estos objetivos son plenamente multidisciplinares, el proyecto se estructura en tres subproyectos. En el subproyecto aquí descrito, los esfuerzos se centrarán en el desarrollo de nuevos sistemas de gestión y control de la energía y su validación en tres vehículos eléctricos autónomos. Uno de los vehículos será una plataforma robótica omnidireccional que ha sido desarrollada por el equipo del proyecto. Su actual sistema de propulsión será sustituido por un tren de propulsión híbrido desarrollado en el proyecto. El robot autónomo omnidireccional está pensado para moverse de forma autónoma formando parte de un entorno industrial totalmente automatizado en el marco de la industria 4.0.
3.MICAPEM: Parameter estimation, diagnosis and control for the improvement of efficiency and durability of PEM fuel cells
El principal objetivo del proyecto fue desarrollar controladores que operan los sistemas basados en pilas de combustible PEM con la máxima eficiencia y la mínima degradación. Se mostraron las propiedades de estos sistemas controlados para aplicaciones estacionarias de calor y energía combinada (CH&P). Concretamente, las labores del proyecto incluyeron el diseño, desarrollo e implementación del sistema de control de una unidad basada en pilas de combustible PEM de alta temperatura de CH&P que será fabricada e integrada en una casa prototipo por los otros dos socios del proyecto coordinado . Para conseguir los objetivos de control, las tareas del proyecto se dividen en dos niveles: el nivel de pilas de combustible y el nivel de todo el sistema de generación, que incluye los elementos necesarios para la gestión y utilización de la energía (baterías y/o supercondensadores, convertidores de potencia, intercambiadores de calor).
Equipaments
- Estació de treball 1: S'utilitza per caracteritzar piles simples, així com stacks de piles de baixa i mitjana potència.
- Estació de treball 2: es basa en una pila de combustible de 1200 watts i s'utilitza per a la connexió de diferents convertidors elèctrics i sistemes d'emmagatzematge d’energia per validar diverses estratègies de control i nivells d'hibridació.
- Estació de treball 3: El seu element principal és una cambra climàtica, la qual controla la humitat relativa, la temperatura i la concentració d'oxigen.
- Estació de treball 4: Està construïda sobre un panell vertical i té tots els components d'un sistema d'automoció estàndard basat en piles de combustible. Es fa servir principalment per validar sistemes de supervisió de control tolerant a fallades.
- Estació de treball 5: Es basa en una pila de combustible de 100 watts i dipòsits d'emmagatzematge d'hidrogen d'hidrurs metàl·lic, de manera que es una estació portàtil centrada en demostracions.
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