SKAIB - Skalierbare Brennstoffzellensysteme Elektrische Antriebe; Teilvorhaben der Diehl Aerospace "MOGUL II - Modulare Regel- und Überwachungseinheit für zukünftige Brennstoffzellen-, Kühl- und Versorgungssysteme"

Abstract

1.Stand von Wissenschaft und Technik: Die IMA ist ein Kernprodukt der Diehl Aerospace, welches DAs mit ihrem Shareholder Thales bereits in zivilen Airbusflugzeugen, die diese Technologie integriert haben, platzieren konnte. Die Arbeiten bauten auf den Ergebnissen des Vorgängerprojekts TEWES sowie auf den Kompetenzen von DAS im Bereich IMA auf. 2. Zielsetzung der Untersuchung: Ziel war die Weiterentwicklung einer modularen Regel- und Überwachungsplattform für Brennstoffzellen-, Kühl- und Versorgungssysteme zukünftiger wasserstoffbasierter Luftfahrtantriebe. Im Fokus standen die Erhöhung des Technologiereifegrades, die Skalierbarkeit auf Leistungsbereiche von 1,2 bis 1,5 MW sowie die Vorbereitung einer späteren luftfahrtrechtlichen Zulassung. 3. Methoden: Die Entwicklung erfolgte mittels modellbasierter Verfahren unter Einsatz einer automatisierten Werkzeugkette mit MATLAB/Simulink-basierter Codegenerierung. Hardware, Software und Konfigurationswerkzeuge wurden weiterentwickelt, simuliert und verifiziert. Ergänzend wurden Zulassungskonzepte gemäß luftfahrtrelevanten Standards. 4. Ergebnisse: Erstellung eines Zulassungskonzept für die Steuerrechnerplattform und die Entwicklungswerkzeugkette. Die Rechnerplattform wurde erfolgreich für Labor- und zukünftige Flugtestanwendungen angepasst und verifiziert. Die automatisierte Toolkette zur Erstellung von Konfigurationen und Software wurde erweitert und ihre Funktionsfähigkeit nachgewiesen. Zusätzlich entstanden Simulations- und Modellierungsumgebungen sowie Konzepte für zukünftige SoF-Anwendungen. 5. Schlussfolgerung: DAS sieht die Ergebnisse aus SKAiB als attraktiv im Hinblick auf eine effiziente, flexible Entwicklung und Einsatz von zukünftigen IMA Geräten an Mit einer Optimierung der Toolkette für eine effiziente Benutzung der Technologie durch die Benutzer in Bezug auf die Konfigurationserstellung werden die Weichen für eine effizientere und automatisierte Applikationsentwicklung für Steuerungs- und Regelsoftware gestellt.

State of the Art in Science and Technology: The IMA is a core product of Diehl Aerospace (DAs), which, together with its shareholder Thales, has already successfully integrated this technology into civilian Airbus aircraft. The work built upon the results of the predecessor project, TEWES, as well as DAs’ expertise in the field of IMA. Objectives of the Study: The objective was to further develop a modular control and monitoring platform for fuel cell, cooling, and supply systems in future hydrogen-based aircraft propulsion systems. The focus was on increasing the technology’s maturity level, ensuring scalability to power ranges of 1.2–1.5 MW, and preparing for future aviation regulatory certification. Methods: Development was carried out using model-based methods with an automated toolchain featuring MATLAB/Simulink-based code generation. Hardware, software, and configuration tools were further developed, simulated, and verified. In addition, certification concepts were developed in accordance with aviation-relevant standards. Results: Development of a certification concept for the control computer platform and the development toolchain. The computer platform was successfully adapted and verified for laboratory and future flight test applications. The automated toolchain for creating configurations and software was expanded, and its functionality was demonstrated. In addition, simulation and modeling environments were developed, along with concepts for future SoF applications. Conclusion: DAs considers the results from SKAiB to be promising for the efficient and flexible development and deployment of future IMA devices. By optimizing the toolchain to enable users to efficiently utilize the technology for configuration creation, the groundwork has been laid for more efficient and automated application development for control and regulation software.