Conception et Gestion d'énergie en fonctionnement normal et dégradé d'un générateur pile à combustible multi-stacks pour une application traction véhicule

 

Loïc Boulon

Université du Québec à Trois-Rivières

 

Domaine : énergie

Programme établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2011-2012

Dans l'optique d'un transport routier (véhicules légers et poids lourds) plus propre, la pile à combustible (PAC) fait figure de candidate sérieuse afin de suppléer, voire de remplacer, les moteurs à combustion interne. Dans le cadre d'une application traction, la puissance nécessaire est importante (de plusieurs dizaines à une centaine de kW) et un certain nombre de contraintes technologiques apparaissent alors, notamment en termes de rigidité mécanique du coeur de pile (l'empilement de cellules, appelé ici stack) et d'encombrement du système.

De ce fait, il devient pertinent de mener une réflexion quant à l'intégration de plusieurs stacks au sein du système PAC. D'une part, chacun des empilements fournirait une puissance moindre mais d'autre part, du fait de leur taille réduite, leur intégration au sein du véhicule serait plus aisée. De plus, cette solution autorise davantage de fonctionnements en mode dégradé et accroit donc la fiabilité du système complet en termes de continuité du service. Enfin, si un simple stack ne présente qu'un seul point de rendement optimal, multiplier les empilements permet d'augmenter ce nombre de points et permet donc une gestion d'énergie plus efficiente.

Ainsi, l'objectif général de ce projet consiste à concevoir un système multi-stacks apte à s'intégrer au sein d'un véhicule routier. Ces travaux engloberont les aspects matériels et logiciels (commande et gestion d'énergie) et se placeront dans une logique d'optimisation des rendements énergétiques.