Thèse soutenue

Commande passive avancée de systèmes hybrides : application pour véhicules hybrides électriques et micro-réseaux
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Auteur / Autrice : Suyao Kong
Direction : Mickaël HilairetRobin Roche
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Énergétique
Date : Soutenance le 29/05/2020
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
Site de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Marie-Cécile Péra
Examinateurs / Examinatrices : Mickaël Hilairet, Robin Roche, Marie-Cécile Péra, Emmanuel Godoy, Franck Plestan, Mohamed Badreddine Becherif, Ionela Prodan, Serge Pierfederici
Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Godoy, Franck Plestan

Résumé

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Un système hybride à base de pile à combustible (PàC) est une solution efficace pour faire face aux problèmes de pollution atmosphérique et de pénurie des combustibles fossiles. Cette thèse se concentre sur la conception de la commande pour les systèmes d'alimentation hybrides à base de PàC, et appliquée à deux applications : le véhicule électrique et le centre de données alimenté par un micro-réseau.Tout d'abord, cette thèse propose une commande basée sur la passivité pour un système hybride PàC/supercondensateurs (SCs). Cette commande a été conçue via la méthode de conception IDA-PBC (Interconnection and Damping Assignment - Passivity Based Control), afin de résoudre le problème de coordination des convertisseurs. L'état de charge des SCs ainsi que toutes les limitations sont intégrés directement dans la loi de commande. Un banc d'essais PHIL (Power Hardware-in-the-loop) est utilisé pour la validation. Ensuite, un filtre de Kalman étendu (EKF) est combiné avec la commande proposée, pour prévoir l'état de santé (SoH) de la pile à combustible. Enfin, un banc d'essais HIL (Hardware-in-the-loop) basé sur un FPGA INTEL / ALTERA est conçu afin de valider le fonctionnement des algorithmes en temps réel pour un véhicule commercial.Pour l'application à un micro-réseau, une commande passive est proposée pour un système hybride comprenant des panneaux photovoltaïques, une PàC, des SCs et un électrolyseur. La faisabilité de cette commande est validée par les résultats expérimentaux sur un banc d'essai PHIL. Ce travail est intégré au projet ANR DATAZERO.La nouveauté principale de cette commande est qu'elle intègre certaines contraintes de composants directement dans la loi de commande, en préservant la stabilité de l’ensemble du système, en boucle fermée.