Verbundvorhaben: HZwo-DigiTwin - Skalierbarer Digitaler Zwilling zur flexiblen Betriebsführung von PEM-Brennstoffzellen und Elektrolyseuren; Teilvorhaben: Modellbildung des Digitalen Zwillings zur Betriebsführung und Degradationsminderung
Zeitraum
2023-02-01 – 2025-01-31
Bewilligte Summe
635.419,97 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN5032A
Leistungsplansystematik
Brennstoffzellen - Weitere Technologien und nicht zugeordnet [EA2259]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Das Verbundprojekt HZwo-DigiTwin setzt sich ein, neue optimierte und flexible Betriebsführungsstrategien zu entwickeln und damit die Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und die Nutzerakzeptanz der Brennstoffzellentechnologie zu erhöhen. HZwo-DigiTwin versteht unter Betriebsstrategie, nach übergeordneten Zielen die sinnvollste Betriebsmöglichkeit auszuwählen und das System so zu steuern, dass irreversible Schädigungen vermieden werden. Mit dem innovativen Ansatz der Kopplung von Mehrkörpersimulationsmodellen, mit elektrochemischen sowie regelungstechnischen Modellen soll das Betriebsverhalten in MATLAB/Simulink in einem '0D bis 2D-Modell' und in Ansys in einem '3D-Modell' im ersten Schritt abgebildet werden. Die Teilmodelle sollen nachfolgend zu skalierbaren für echtzeitfähige Anwendungen ausgelegte digitale Zwillinge erweitert werden und als Grundlage für eine virtuelle Inbetriebnahme von Brennstoffzellensystemen dienen. Um dies zu erreichen, setzt HZwo-DigiTwin auf eine Validierungsphase der erstellten Modelle unter realitätsnahen Einsatzbedingungen am Prüfstand sowie an einem Mock-Up-Fahrzeug des Partners ICM. Diese zielt darauf ab, eine Optimierung der Regelung zur Minimierung von betriebsspezifischen Degradationsmechanismen umzusetzen. Die optimierten digitalen Zwillinge sollen nachfolgend als Datengrundlage in ein neu zu entwickelndes Condition Monitoring System für den Betrieb einfließen. Eine daraus abgeleitete Prozessregelung, mit dem Ziel Systemfehler auch für besondere klimatische Einflüsse und Betriebsarten (Kaltstart) zu detektieren, analysieren und korrigieren, soll prototypisch am Referenzfahrzeug erprobt werden.