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Etude des stratégies et des structures de commande pour le pilotage des systèmes énergétiques à Pile à Combustible (PAC) destinés à la traction

Lachaize, Jérôme (2004) Etude des stratégies et des structures de commande pour le pilotage des systèmes énergétiques à Pile à Combustible (PAC) destinés à la traction. (Strategies and control structures for piloting energy systems with Fuel cell (FC) for traction application.)

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Résumé

Ces travaux s’inscrivent dans le projet COPPACE (COntribution au Pilotage de Pile A Combustible Embarquée) menés par ALSTOM en partenariat avec le LEEI-INPT et le CEA. et cofinancés par l’ADEME. L'étude porte sur la modélisation et la commande d’un système PAC (débit, pression , température) et sur la définition des lois de commandes des convertisseurs statiques associés à la chaîne de traction. Nous développons ensuite une stratégie de gestion d’énergie en considérant des critères comme la consommation d’hydrogène ou l'énergie stockée dans les super-condensateurs. Chaque étape est vérifiée par simulation globale suivant un profil de mission spécifique et un modèle précis de PAC que nous avons ensuite simplifié pour réduire le temps de calcul. Le contrôle de ce système est définit par un traitement séparé des composants, au service de la fonction globale. Les résultats de simulations montrent que le système peut suivre la demande de puissance tout en contrôlant les éléments critiques. ABSTRACT : This work falls into project COPPACE (Contribution to the Control of Embedded Fuel cell) carried out by ALSTOM in partnership with the LEEI-INPT and the CEA. and supported by the ADEME. The study deals with the modelling and the control of a Fuel Cell system (flow, pressure, temperature) and the definition of the control laws for the static inverters associated with the traction of power train. We develop then a strategy of management of energy by taking into account the criteria of the hydrogen consumption or energy stored in the ultracaps. Each step is verified by total simulation according to a specific profile of mission and a precise model of fuel cells which has been simplified to reduce the computing time. The control of this system is defined by a separate treatment of the components, to finalize the total function objective. The results of simulations show that the system can follow the requested power while controlling the critical elements.

Département ou laboratoire:Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique Industrielle - LEEI (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Fadel, Maurice et Caux, Stéphane
Mots-clés:Modélisation - Pile à combustible - Gestion d’énergie - Commande par découplage - Stockage d’énergie - Convertisseur statique. KEYWORDS : Modelling - Fuel Cell - Energy management - Decoupling control - Energy Storage - Static converter
Sujets:Génie électrique > Systèmes automatiques
Déposé le:07 Janvier 2005

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