Système hybride Pile à Combustible

Présentation :

MOTHYS est un système dédié à l’apprentissage des systèmes hydrogène énergie pour le bloc hybride PAC/Batterie.

Le système est composé d’une pile à combustible à technologie PEM, communicant via CAN, permettant aux étudiants d’appréhender un système multi-énergie, d’un débitmètre et d’un convertisseur hybride/batterie. C'est un système didactique et démonstrateur autour de l’utilisation d’hydrogène comme vecteur d’énergie décarbonée.

Une Interface Homme-Machine (IHM) permet aux étudiants de contrôler manuellement le système et de définir la stratégie d’hybridation associée au système. MOTHYS comprends une IHM sous forme d'écran tactile.

4 modes de fonctionnements :

Mode automatique :
Le mode automatique permet de réaliser un cycle pré-enregistré dans le système MOTHYS. L’utilisateur pourra alimenter instantanément sa charge grâce à un fonctionnement sur batterie. Lorsque la pile à combustible sera démarrée, une régulation sur le SOC batterie sera effectuée.

Mode manuel :
Le mode manuel permet à l’utilisateur d’avoir le contrôle de chaque élément du système MOTHYS. Il peut agir sur les composants individuellement dans le but de comprendre l’utilité de chacun avant de faire fonctionner le système en mode hybride.

Mode personnalisable :
Le mode personnalisable permet à l’utilisateur de programmer son propre cycle de fonctionnement par l’intermédiaire d’un Arduino programmable via Simulink. Le mode personnalisable permet de mettre en œuvre différentes stratégies de régulation en implémentant différentes lois d’énergies.

Mode recharge :
Si l’utilisateur souhaite recharger la batterie du système MOTHYS, le mode recharge permet d’isoler la batterie de la sortie utilisateur et démarre le système pile à combustible pour effectuer la recharge. Si le superviseur du système détecte un niveau de charge trop bas sur la batterie, le mode recharge sera le seul mode de fonctionnement disponible, jusqu’à atteindre une certaine valeur de SOC batterie.

Données techniques : 

PILE À COMBUSTIBLE 

BATTERIE / CONVERTISSEUR

COMMUNICATION

Composition Mothys : 

• Une pile à combustible AIRCELL 500 – pile à combustible à cathode ouverte refroidie par air d’une puissance de 500W, sortie DC non régulée, communicante en Canbus, capteur hydrogène intégré et interface basse pression
• Une batterie avec BMS – technologie NMC et protection électriques incluses
• Une carte de contrôle Arduino Méga
• Un convertisseur DC/DC Boost 24 ou 48 Vdc, communicant CAN
• Un capteur H2
• un débitmètre
• une tablette (HMI)

Travaux pratiques et contenus pédagogiques :

• Vérification de l’état de charge de la batterie par rapport aux caractéristiques initiales
• Découverte pile Aircell
• Découverte du système pile Mothys
• Activités PI29 (roue motorisée)

Références :

PI25 : Système hybride Pile à Combustible Mothys (SPAC) avec extraction

PI29 : Charge électrique pour SPAC

PI28 : Kit d’utilisation extérieure et outillage pour système hybride pile à combustible Mothys (SPAC)

PI46 :  Kit SEWERIN : détection de fuite

PI51 + PI30 : Banc de tuyautage (Baie électrolyseur) + Outillage façonnage réseau hydrogène

PI31 : Charge active 500W pour Mothys