Piles à combustible pour le transport : technologie, dimensionnement

A l’issue de la formation le stagiaire connaitra les leviers principaux pour le dimensionnement d’un système pile à combustible, et aura des ordres de grandeur de rendement, densité de puissance, durée de vie. En plus de connaitre les composants de la pile, il aura également une vision du système pile à combustible (composants principaux et gestion : Démarrage, arrêt, chauffe, appel de puissance…). Enfin, nous verrons des exemples concrets présents sur le marché.

La formation a pour but de mettre en évidence les bénéfices/contraintes liées à l’utilisation de piles à combustible dans le transport routier. Le Powertrain constitué d’un système pile à combustible, d’une batterie, de convertisseurs et d’un moteur électrique devra respecter les requis de performances, durabilité et rendement imposés par le cahier des charges du véhicule.

La formation a pour but de mettre en évidence les bénéfices/contraintes liées à l’utilisation de piles à combustible dans le transport routier. Le Powertrain constitué d’un système pile à combustible, d’une batterie, de convertisseurs et d’un moteur électrique devra respecter les requis de performances, durabilité et rendement imposés par le cahier des charges du véhicule.

• Gauthier QUENEY
• Nassim RIZOUG

Contexte

• Objectifs CO2 mondiaux pour les transports (voitures particulières, véhicules commerciaux)
• Powertrain mix
• Production / Stockage / Distribution d’hydrogène

Technologies PAC et principe de fonctionnement

• Oxydation / Réduction / Potentiels électrochimiques
• Courbe de polarisation
• Comparaison des technologies PAC : combustible, plage d’utilisation (puissance, température), rendement

La PEMFC

• Composants / Cellule
• Stack
• Enjeux et perspectives d’évolutions
• Exemples : Toyota Mirai Gen1 et Gen2, Hyundai Nexo

Le système PAC

• Boucle anodique (Hydrogène), recirculation, purges
• Boucle cathodique (Air), suralimentation, humidification externe/interne
• Boucle de refroidissement
• Circuit électrique et conversion de puissance

Dimensionnement et hybridation des PAC pour une application de transport (exemple camion heavy

duty)

• Architectures hybrides / Relation PAC et Batterie / Modes de fonctionnement
• Contraintes performances / rendement / durabilité
• Densité de puissance / énergie

La formation s’adresse à tous ceux qui souhaitent développer leurs connaissances sur la pile à combustible appliquée aux transports. Les notions abordées permettront ensuite d’approfondir le sujet, afin de dimensionner/intégrer ou contrôler des systèmes pile à combustible, ou simplement de comprendre les enjeux/challenges face aux autres technologies de powertrain (BEV, hybride…).