Equipment for simulating the fuel consumption of a hydrogen-powered vehicle

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27240%2F25%3A10260581" target="_blank" >RIV/61989100:27240/25:10260581 - isvavai.cz</a>

Alternative codes found

RIV/61989100:27730/25:10260581

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Zařízení pro simulaci spotřeby vozidla na vodíkový pohon

Original language description

Podstatou technického řešení je zařízení pro simulaci spotřeby vozidla na vodíkový pohon, které umožňuje fyzicky simulovat různé režimy zatížení vodíkového pohonného systému a přesně měřit spotřebu vodíku i další energetické parametry. Zařízení je koncipováno jako modulární celek skládající se z několika funkčních částí, které společně zajišťují bezpečný provoz testovaného palivového článku v podmínkách simulujících skutečný provoz vozidla.Zařízení podle tohoto technického řešení zpravidla sestává z následujících hlavních celků: vodíkového hospodářství, testovaného vodíkového zdroje energie (zejména palivového článku), regulační a zatěžovací jednotky, chladicího systému a řídicího a měřicího systému. Vodíkové hospodářství zahrnuje zdroj vodíku (například tlakový zásobník nebo přívod z výrobní jednotky) a přívodní potrubí s bezpečnostními a regulačními prvky pro řízené dávkování vodíku do palivového článku. Palivový článek (případně jiný vodíkový energetický článek) je instalován do zařízení prostřednictvím připravených přípojných prvků – zařízení umožňuje upevnění palivového článku a jeho rychlé propojení s vodíkovým, elektrickým a chladicím okruhem. Na elektrický výstup palivového článku je napojena nastavitelná elektrická zátěž, která simuluje odběr výkonu podle zvoleného provozního režimu (např. akcelerace, konstantní rychlost, rekuperace apod.). Chladicí systém zajišťuje udržování provozní teploty palivového článku v mezích optimálních hodnot – obvykle je tvořen samostatným okruhem chladicí kapaliny s čerpadlem, výměníkem tepla a regulačními ventily pro řízení průtoku chladicího média.Klíčovou částí je řídicí a měřicí systém, který zahrnuje elektronickou řídicí jednotku propojenou se soustavou čidel a akčních členů v zařízení. Řídicí systém je naprogramován tak, aby automaticky řídil zatěžování palivového článku podle předem definovaného zatěžovacího profilu. Zatěžovací profil představuje časový průběh požadovaného výkonu nebo odběru energie, který odpovídá simulované jízdě vozidla (například jízdní cyklus v městském provozu, jízda po dálnici nebo konkrétní trasa). Řídicí jednotka na základě tohoto profilu plynule mění odběr proudu na elektrické zátěži, čímž palivový článek zatěžuje obdobně, jako by poháněl skutečné vozidlo. Zároveň řídicí systém sleduje a reguluje pomocné systémy – například upravuje průtok vodíku regulačními ventily, zapíná či vypíná chladicí čerpadlo podle potřeby a dohlíží na bezpečnostní prvky (tlakové a teplotní limity).Měřicí systém zahrnuje potřebná čidla a přístroje pro záznam provozních veličin. Zejména se jedná o průtokoměr vodíku pro měření okamžité i kumulativní spotřeby vodíku, dále o senzory tlaku a teploty vodíku v systému, voltmetry a ampérmetry (či výkonové analyzátory) na elektrických výstupech palivového článku pro sledování dodávaného výkonu a účinnosti, a případně snímače teploty palivového článku a chladicího média. Naměřené údaje jsou průběžně sbírány řídicí jednotkou a ukládány pro následnou analýzu. Řídicí a měřicí systém může být doplněn nadstavbovým software (například aplikací typu SCADA) na nadřazeném počítači, který poskytuje uživatelské rozhraní pro obsluhu zařízení, vizualizaci dat v reálném čase, archivaci a vyhodnocení naměřených hodnot.Zařízení je výhodně zhotoveno jako mobilní jednotka – například na rámu opatřeném kolečky – aby bylo snadno přemístitelné v laboratoři podle potřeby experimentů. Modulární konstrukce umožňuje přizpůsobit sestavu různým typům a výkonovým úrovním palivových článků. Bezpečnost provozu zařízení zajišťují standardní prvky, jako jsou pojistné ventily, detektory úniku vodíku, havarijní vypínače a odvětrávací systémy, které však samy o sobě nejsou předmětem tohoto technického řešení, ale tvoří nedílnou součást zařízení z hlediska praktické použitelnosti. Účelem zařízení je poskytnout platformu pro ověření výsledků simulací vodíkových pohonných systémů – umožňuje porovnat data z digitálního modelu s reálnými měřeními a tím zpřesnit model nebo ověřit funkčnost navrženého řešení pohonu ještě před stavbou skutečného prototypu vozidla.

Czech name

Zařízení pro simulaci spotřeby vozidla na vodíkový pohon

Czech description

Podstatou technického řešení je zařízení pro simulaci spotřeby vozidla na vodíkový pohon, které umožňuje fyzicky simulovat různé režimy zatížení vodíkového pohonného systému a přesně měřit spotřebu vodíku i další energetické parametry. Zařízení je koncipováno jako modulární celek skládající se z několika funkčních částí, které společně zajišťují bezpečný provoz testovaného palivového článku v podmínkách simulujících skutečný provoz vozidla.Zařízení podle tohoto technického řešení zpravidla sestává z následujících hlavních celků: vodíkového hospodářství, testovaného vodíkového zdroje energie (zejména palivového článku), regulační a zatěžovací jednotky, chladicího systému a řídicího a měřicího systému. Vodíkové hospodářství zahrnuje zdroj vodíku (například tlakový zásobník nebo přívod z výrobní jednotky) a přívodní potrubí s bezpečnostními a regulačními prvky pro řízené dávkování vodíku do palivového článku. Palivový článek (případně jiný vodíkový energetický článek) je instalován do zařízení prostřednictvím připravených přípojných prvků – zařízení umožňuje upevnění palivového článku a jeho rychlé propojení s vodíkovým, elektrickým a chladicím okruhem. Na elektrický výstup palivového článku je napojena nastavitelná elektrická zátěž, která simuluje odběr výkonu podle zvoleného provozního režimu (např. akcelerace, konstantní rychlost, rekuperace apod.). Chladicí systém zajišťuje udržování provozní teploty palivového článku v mezích optimálních hodnot – obvykle je tvořen samostatným okruhem chladicí kapaliny s čerpadlem, výměníkem tepla a regulačními ventily pro řízení průtoku chladicího média.Klíčovou částí je řídicí a měřicí systém, který zahrnuje elektronickou řídicí jednotku propojenou se soustavou čidel a akčních členů v zařízení. Řídicí systém je naprogramován tak, aby automaticky řídil zatěžování palivového článku podle předem definovaného zatěžovacího profilu. Zatěžovací profil představuje časový průběh požadovaného výkonu nebo odběru energie, který odpovídá simulované jízdě vozidla (například jízdní cyklus v městském provozu, jízda po dálnici nebo konkrétní trasa). Řídicí jednotka na základě tohoto profilu plynule mění odběr proudu na elektrické zátěži, čímž palivový článek zatěžuje obdobně, jako by poháněl skutečné vozidlo. Zároveň řídicí systém sleduje a reguluje pomocné systémy – například upravuje průtok vodíku regulačními ventily, zapíná či vypíná chladicí čerpadlo podle potřeby a dohlíží na bezpečnostní prvky (tlakové a teplotní limity).Měřicí systém zahrnuje potřebná čidla a přístroje pro záznam provozních veličin. Zejména se jedná o průtokoměr vodíku pro měření okamžité i kumulativní spotřeby vodíku, dále o senzory tlaku a teploty vodíku v systému, voltmetry a ampérmetry (či výkonové analyzátory) na elektrických výstupech palivového článku pro sledování dodávaného výkonu a účinnosti, a případně snímače teploty palivového článku a chladicího média. Naměřené údaje jsou průběžně sbírány řídicí jednotkou a ukládány pro následnou analýzu. Řídicí a měřicí systém může být doplněn nadstavbovým software (například aplikací typu SCADA) na nadřazeném počítači, který poskytuje uživatelské rozhraní pro obsluhu zařízení, vizualizaci dat v reálném čase, archivaci a vyhodnocení naměřených hodnot.Zařízení je výhodně zhotoveno jako mobilní jednotka – například na rámu opatřeném kolečky – aby bylo snadno přemístitelné v laboratoři podle potřeby experimentů. Modulární konstrukce umožňuje přizpůsobit sestavu různým typům a výkonovým úrovním palivových článků. Bezpečnost provozu zařízení zajišťují standardní prvky, jako jsou pojistné ventily, detektory úniku vodíku, havarijní vypínače a odvětrávací systémy, které však samy o sobě nejsou předmětem tohoto technického řešení, ale tvoří nedílnou součást zařízení z hlediska praktické použitelnosti. Účelem zařízení je poskytnout platformu pro ověření výsledků simulací vodíkových pohonných systémů – umožňuje porovnat data z digitálního modelu s reálnými měřeními a tím zpřesnit model nebo ověřit funkčnost navrženého řešení pohonu ještě před stavbou skutečného prototypu vozidla.

Type

F_uzit - Utility model

CEP classification

—

OECD FORD branch

20200 - Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering

Project

<a href="/en/project/TN02000007" target="_blank" >TN02000007: National Hydrogen Mobility Center</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Patent/design ID

ev.č.: 022/19-06-2025

Publisher

CZ001 -

Publisher name

Industrial Property Office

Place of publication

Prague

Publication country

CZ - CZECH REPUBLIC

Date of acceptance

—

Owner name

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, Ostrava, Poruba, CZ

Method of use

A - Výsledek využívá pouze poskytovatel

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence