Diseño e implementación de un banco de pruebas para stacks de celdas de combustible tipo PEM de hasta 160 kW para vehículos de hidrógeno

Abstract

[ES] En los últimos años, la industria automovilística ha mostrado un creciente interés por las alternativas a los vehículos impulsados por combustibles fósiles, es por ello por lo que surge el desarrollo del vehículo de hidrógeno. En este trabajo se realiza una introducción acerca de la importancia del hidrógeno como vector energético y de las dificultades que se plantean para poder implementarlo.

El presente proyecto consiste en el diseño e implementación de un banco de prueba de final de línea de un stack de celdas de combustible tipo PEM para vehículos de hidrógeno. El objetivo de este sistema de automatización es medir tensiones, corriente continua y alterna e impedancias del stack, para después simular las comunicaciones mediante el protocolo CAN BUS al controlador central del vehículo. En este trabajo se realiza el desarrollo del hardware necesario para poder realizar ensayos de validación para el stack de celdas de combustible. De esta forma, se pretender llevar a cabo la definición de la estructura del banco de prueba en base a las especificaciones requeridas. Para poder medir la carga de las celdas de combustible, el conjunto está conectado mediante el sistema de red BUS LIN a cada placa dentro del stack.

Este proyecto será desarrollado en la empresa Mahle Electronics S.U. para validación en el sector de automoción.

[CAT] En els últims anys, la indústria automobilística ha mostrat un creixent interés per les alternatives als vehicles impulsats per combustibles fòssils, és per això pel que sorgix el desenrotllament del vehicle d'hidrogen. En este treball es realitza una introducció sobre la importància de l'hidrogen com a vector energètic i de les dificultats que es plantegen per a poder implementar-ho. El present projecte consistix en el disseny i implementació d'un banc de prova de final de línia d'un stack de cel·les de combustible tipus PEM per a vehicles d'hidrogen. L'objectiu d'este sistema d'automatització és mesurar tensions, corrent continu i alterna i impedàncies del stack, per a després simular les comunicacions per mitjà del protocol bus CAN al controlador central del vehicle. En este treball es realitza el desenrotllament del maquinari necessari per a poder realitzar assajos de validació per al stack de cel·les de combustible. D'esta manera, es pretendre dur a terme la definició de l'estructura del banc de prova basantse en les especificacions requerides. Per a poder mesurar la càrrega de les cel·les de combustible, el conjunt està connectat per mitjà del sistema de xarxa bus LIN a cada placa dins del stack. Este projecte serà desenrotllat en l'empresa Mahle Electronics S.U. per a validació en el sector d'automoció.

[EN] In recent years, the automobile industry has shown a growing interest in alternatives to vehicles powered by fossil fuels, which is why the development of the hydrogen vehicle arises. In this work, an introduction is made about the importance of hydrogen as an energy vector and the difficulties that arise in order to implement it.

This project consists of the design and implementation of an end-of-line test bench for a PEM- type fuel cell stack for hydrogen vehicles. The objective of this automation system is to measure

voltages, direct and alternating current and stack impedances, to then simulate communications through the CAN BUS protocol to the central controller of the vehicle. In this work, the development of the necessary hardware is carried out to be able to carry out validation tests for the fuel cell stack. In this way, it is intended to carry out the definition of the structure of the test bench based on the required specifications. In order to measure the load of the fuel cells, the assembly is connected through the LIN BUS network system to each plate within the stack.

This project will be developed in the company Mahle Electronics S.U. for validation in the automotive sector.