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Fault-tolerant control for PEMFC and its DC/DC converter

Authors :
Arnaud Gaillard
Abdoul N'Diaye
Abdesslem Djerdir
Damien Guilbert
Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST)
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Commun de Belfort : Hydrogène et Pile à Combustible pour les applications au transport (FC LAB)
Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Laboratoire des Technologies Nouvelles (IFSTTAR/COSYS/LTN)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Laboratoire Transports et Environnement (IFSTTAR/AME/LTE)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Université de Lyon
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Laboratoire Transports et Environnement (IFSTTAR/AME/LTE)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Université de Lyon-Laboratoire des Technologies Nouvelles (IFSTTAR/COSYS/LTN)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Laboratoire Systèmes et Transports (IRTES - SET)
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Institut de Recherche sur les Transports, l'Energie et la Société - IRTES
Source :
2015 5th International Youth Conference on Energy (IYCE), 2015 5th International Youth Conference on Energy (IYCE), May 2015, Pisa, France. pp.1-6, ⟨10.1109/IYCE.2015.7180758⟩, International Youth Conference on Energy, International Youth Conference on Energy, May 2015, Pisa, Italy
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

International audience; Over the last decade, fault-tolerance has gained a growing interest from the scientific community, particularly for Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) and its DC/DC converter. Fault-tolerance has two main objectives: provide highlevel improvement in system availability and lead to substantial reduction in maintenance costs. Generally, fault-tolerance refers to a Fault-Tolerant System (FTS) and/or Control (FTC). PEMFCand its DC/DC converter must respond to challenging issues for stationary and automotive applications, in terms of reliability. Indeed, the unavailability of the current Fuel Cell System (FCS) stops to market these components on a large scale. In PEMFCs, the Membrane Electrode Assembly (MEA) can be subjected to different failures: membrane break, internal gas leakage, cell flooding or drying, poisoning of the catalyst areas… By comparison, in DC/DC converters, power switches ranked the most delicate components. Once the failure has been detected,FCS stop must be avoided. In order to ensure the availability of the FCS and/or to minimize the undesirable effects of degraded operating mode on FCS, FTS and FTC must be used. This paper presents a FTC applied to the DC/DC converter in case of drying membrane failure in PEMFC. The FTC consists in degrading the converter performances through its control in order to bring back the PEMFC in an optimum operating condition. Thedeveloped FTC is implemented experimentally on a MicroAutoBox. The obtained experimental results demonstrate the efficiency of the FTC to improve the performances of the PEMFC.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
2015 5th International Youth Conference on Energy (IYCE), 2015 5th International Youth Conference on Energy (IYCE), May 2015, Pisa, France. pp.1-6, ⟨10.1109/IYCE.2015.7180758⟩, International Youth Conference on Energy, International Youth Conference on Energy, May 2015, Pisa, Italy
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d4ad201bafbc3b72fd67214dfe386acc
Full Text :
https://doi.org/10.1109/IYCE.2015.7180758⟩