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Powerful, innovative energy storage systems are essential for an environmentally friendly energy concept as they make it possible to use the variable output of regenerative energy sources as efficiently as possible. The most efficient storage solution in the power supply sector is stationary battery storage systems. These systems do not require conversion from kinetic to electrical energy. However, fuel cells have also gained in importance, although their primary purpose remains propelling the vehicles in which they are installed, which range from trains to trucks to an ever increasing number of passenger cars.

Fuel Cell

Compact hardware-in-the-loop test system on which a fuel cell model is calculated. All interfaces of the control unit under test are operated this way and malfunctions can be triggered.

A typical fuel cell system consists of an air supply path (cathode), a hydrogen supply path (anode) and a cooling circuit. Fuel cell vehicles therefore require an electronic control unit (ECU) to control the operation of the fuel cell system and its individual subsystems. As with any other application, these ECUs have to pass extensive tests before being introduced to the market. dSPACE has the right tools to support you in developing and testing state-of-the-art fuel cell technologies.

The ECU uses various control algorithms to actuate the components related to the fuel cell system, including hydrogen injection, valves, pumps, and compressors. During ECU tests, the test system must adequately process the actuation controls. At the same time, the sensor values from the fuel cell system, such as pressure and temperature, must be provided continuously to the ECU. dSPACE offers industry-proven hardware-in-the-loop (HIL) test systems in which a simulator performs all relevant functions required for the operation of the ECU, e.g., SCALEXIO rack systems. In addition to these hardware components, the tests require mathematical descriptions of the fuel cell system, called plant models, and optionally of the system’s environment. Appropriate plant models of fuel cells fulfill two key requirements: strong computation performance (real-time capability) and model accuracy. Furthermore, the model must be scalable, e.g., via parameterization, so that different fuel cell system architectures can be tested. Last but not least, it must be possible to integrate the model into a simulation framework, which can be a passenger car or even a full truck simulation with the corresponding vehicle environment. dSPACE will support you in meeting these challenges by developing a suitable model for your specific use case.

Battery Systems and Smart Charging

The batteries of electric vehicles can also be used as a kind of mobile storage system. Whenever needed, they can be connected to the energy system and provide additional power to even out fluctuations in supply and demand. The latest developments in this area focus on “smart charging”: The electric vehicle and the charging station communicate with each other to optimize the energy exchange process and schedule charging times.

CHAdeMO, ISO 15118, and GB/T 20234.2

Electric vehicles (EV), including battery electric vehicles (BEV) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), as well as the electric vehicle supply equipment (EVSE) are produced by a wide range of manufacturers. At the same time, charging infrastructures differ significantly depending on the region. For example, charging connectors might vary in shape from one country to another. To manage this diversity, standardization is key. The communication between the EV and the EVSE is specified in several standards, such as CHAdeMO, ISO 15118, and GB/T 20234.2. These standards not only help the customers who can easily switch between manufacturers, but also the manufactures themselves by harmonizing and thus facilitating their development processes. However, standardization still bears the risk of different interpretations of its contents, which is why intensive testing of the functionality to be achieved is highly recommended. 

dSPACE Support

Whether you are developing and testing charging systems, fuel cell control systems, or battery storage systems, dSPACE offers the right tools to help you improve your development process. Just ask us.

Le réchauffement climatique et les ressources limitées en combustibles fossiles obligent les pays à créer des systèmes d’énergie écoresponsables. Ces dernières années, les réseaux intelligents basés sur des sources d’énergie renouvelables ont pris de plus en plus d’importance et ouvrent la voie à un approvisionnement en énergie propre. Dans ces cas, l’énergie est générée à partir de ressources naturelles illimitées telles que le vent et le soleil, qui sont disponibles en quantités variables durant la journée. La production fluctuante de courant en découlant doit correspondre à la demande qui varie également sur la journée. Les réseaux électriques connectent un grand nombre de ressources énergétiques distribuées. Les nouveaux dispositifs tels que les transformateurs à semi-conducteurs, les transformateurs de réseaux locaux contrôlables et les batteries stationnaires peuvent aider à assurer un approvisionnement stable en énergie mais ils requièrent d’être contrôlés. Pour cette raison, les systèmes modernes d’alimentation en énergie doivent être intelligents. Ce qui signifie que les composants individuels de systèmes pour la génération, le contrôle de la consommation et le stockage d’énergie doivent faire partie du même réseau de communication, supervisé par une unité de contrôle centrale (système SCADA) qui enregistre chaque changement survenant dans le système énergétique global et y répond en adaptant l’approvisionnement à la consommation. Les principaux objectifs des réseaux intelligents sont d’augmenter l’efficacité, d’économiser les ressources, de réduire les émissions et d’assurer un approvisionnement en énergie qui soit adéquat à tout moment.

Vehicle-to-Grid

L’industrie des machines électriques ne cessant de se développer, les véhicules électriques deviennent une solution prometteuse pour les fluctuations auxquelles les systèmes d’énergies renouvelables doivent faire face. Les batteries que ces véhicules embarquent peuvent être utilisées en tant que systèmes de stockage mobiles, connectables au réseau dès que de l’énergie supplémentaire est requise ou qu’un surplus d’énergie est disponible pour être stocké en vue d’une utilisation ultérieure – un concept mieux connu sous le nom de « vehicle-to-grid » (V2G).

Maison intelligente et Vehicle-to-Home

La « Maison intelligente » (Smart house) est un autre terme fréquemment utilisé dans le contexte des concepts énergétiques pour le futur. À l’image des « Réseaux intelligents » (Smart grid), il fait allusion à un habitat équipé de composants destinés à la génération, à la gestion, au contrôle de la consommation et au stockage d’énergie. Les systèmes énergétiques des maisons intelligentes sont toujours connectés au réseau mais peuvent fonctionner de manière autonome pendant un certain temps. De même, les véhicules électriques peuvent être connectés à ce système afin de fournir de l’énergie supplémentaire sur demande (« vehicle-to-home », V2H).

Support dSPACE

dSPACE travaille de manière proactive sur des solutions technologiques pour le contrôle de l’énergie afin de supporter le développement de systèmes énergétiques respectueux de l’environnement. Que vous requériez du support lors du développement d’algorithmes de contrôle-commande pour l’unité de contrôle centrale ou les systèmes de contrôle et d'acquisition de données (SCADA), que vous ayez besoin d’un environnement prêt à l’emploi, de modèles de contrôleur ou d’électronique de puissance, ou tout simplement d’assistance dans le cadre de la simulation de batterie, de réseau de distribution d’énergie ou d’électronique de puissance – dSPACE vous aide à trouver la solution parfaite pour votre application.

Les concepts énergétiques écoresponsables impliquent l’utilisation d’énergie renouvelable comme source d’énergie principale. L’énergie est générée à partir de ressources naturelles illimitées comme le vent, l’eau et le soleil, ne produisant quasiment aucune émission. Les réseaux intelligents et les habitats intelligents incluent généralement diverses installations productrices d’énergies renouvelables, telles que des dispositifs photovoltaïques et thermo-solaires ainsi que des éoliennes. Néanmoins, le développement de tels systèmes d’alimentation en énergie représente un défi étant donné que l’énergie produite par ces systèmes d’énergie renouvelable fluctue tout au long de la journée. Selon les conditions climatiques, il y a ainsi des temps de production d’énergie accrue et d’autres de sous-production. Une estimation approximative de la production d’énergie attendue peut être faite à partir des prévisions météorologiques – mais ces données sont aussi fiables que peut l’être le temps lui-même. Pour cette raison, ces systèmes doivent faire preuve d’une haute flexibilité. Ils nécessitent des unités de contrôle intelligentes pour faire face aux variations en matière de génération et de demande d’énergie, ainsi que des systèmes de gestion d’énergie adaptés capables de reporter des actions moins urgentes à des périodes de plus haute production d’énergie.

Onduleurs solaires et onduleurs d’éolienne

Les systèmes de production d’énergie solaire et éolienne produisent habituellement du courant continu alors que la plupart des équipements électriques fonctionnent avec du courant alternatif. Il est ainsi nécessaire d’équiper de tels systèmes avec des composants d’électronique de puissance capables de convertir en courant alternatif le courant continu en sortie de ces systèmes, un courant alternatif qui sera aussi mis à disposition dans le réseau public ou dans un réseau électrique local.

Support dSPACE

Que vous développiez des systèmes électriques, des unités de contrôle, des systèmes de gestion d’énergie, des onduleurs ou d’autres systèmes relatifs à l’énergie – dSPACE offre un support complet au niveau de la conception, du prototypage, de l’implémentation et du test de vos systèmes afin de vous aider à améliorer votre processus de développement.

Electromobilité

Face aux préoccupations environnementales grandissantes, les concepts de véhicules du futur doivent se concentrer sur les systèmes à base d’énergie alternative. dSPACE propose un grand choix de produits allié à des dizaines d’années d’expérience dans l’accompagnement de vos projets.

Electronique de puissance et technologie de motorisation électrique

dSPACE propose un support complet pour les applications relatives aux moteurs électriques – de la conception et du prototypage rapide de contrôleurs à leur implémentation et leur test.

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