Optimisation des systèmes auxiliaires de gestion thermique et d’alimentation en air des piles à combustibles – ALTOS

L'hydrogène va jouer un rôle majeur dans la transition énergétique et la décarbonation du secteur des transports. Pour les vehicules à pile à combustible FCEV, le système pile doit être capable de fournir de l’énergie sur une gamme de puissance étendue dans des conditions stables et transitoires.
Le coût des systèmes auxiliaires de gestion de la pile représente environ 50 % du coût total du système avec une contribution de 25 % pour la boucle d'air et 11% pour le circuit de refroidissement.L'efficacité et la durabilité des piles à combustible peuvent être améliorées par une gestion thermique et énergétique appropriées, en particulier le contrôle de la température, de l'humidité et de la pression. Ces systèmes auxiliaires impactent directement l’efficacité de l’ensemble, notamment le compresseur d’air qui peut absorber 10 à 25% de la puissance nette. Le circuit de refroidissement doit garantir que le stack est maintenu dans une plage de températures pour optimiser le fonctionnement et en dessous d’une température maxi pour éviter la dégradation des membranes. La conception et la compréhension du comportement de ces systèmes dans des conditions stables et transitoires et de leurs interactions ont souvent été négligées pour se concentrer sur le comportement électrochimique des membranes, la durabilité et l'électronique de puissance.
En s'appuyant sur la bibliothèque Modelica open source existante et récemment développée VIRTUAL-FCS, le projet ALTOS se concentrera sur la méthodologie de conception et la modélisation du système des boucles d'air et de refroidissement. Il ciblera l'optimisation systémique du FCEV multi stack en s'appuyant sur une conception appropriée des composants du circuit d’air et de refroidissement. ALTOS combinera des approches numériques et expérimentales pour fournir des modèles validés dans des conditions stables et transitoires pour les composants des boucles d’air et de refroidissement et leurs interactions avec le système pile à combustible.