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Paire, Damien (1979-)

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Works: 12 works in 13 publications in 2 languages and 11 library holdings
Roles: Thesis advisor, Opponent, Author
Publication Timeline
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Most widely held works by Damien Paire
Dimensionnement et gestion d'énergie de systèmes d'entraînements électriques hybrides : application à un ascenseur avec récupération d'énergie by Damien Paire( Book )

2 editions published in 2010 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Compte-tenu des défis énergétiques actuels, les systèmes électriques hybrides présentent un atout intéressant en vue d'une meilleure maîtrise de l'énergie, en particulier lors de l'usage de sources d'énergies renouvelables. Ces systèmes permettent de diversifier les sources afin de bénéficier de chacune d'entre elles en respectant leurs propres caractéristiques. Bien entendu, une stratégie de contrôle appropriée doit être mise en oeuvre afin de gérer efficacement l'énergie tout en respectant les caractéristiques et contraintes de chacun des composants (sources, charges) du système. De plus, pour des systèmes d'entraînement, l'électronique de puissance permet de récupérer l'énergie durant certaines phases de fonctionnement, évitant ainsi de la dissiper sous forme de chaleur. La présente étude a été appliquée à un système ascenseur alimenté par plusieurs sources. La première partie de ce mémoire expose les problèmes énergétiques auxquels nous devons faire face aujourd'hui (pénuries des ressources, efficacité énergétique) pour ensuite se focaliser sur les économies réalisables sur les ascenseurs européens. La structure générale de systèmes électriques hybrides est introduite avec des exemples d'applications. Dans une seconde partie, le dimensionnement du système a été réalisé afin de respecter le cahier des charges d'ascenseurs en termes de performances. De plus, nous avons ajouté diverses sources d'énergie ainsi que la possibilité d'effectuer des phases de récupération. Une modélisation de l'ensemble a permis de mettre au point une stratégie de contrôle pour ce système hybride. Les résultats de simulations ont été reproduits expérimentalement montrant des gains d'efficacité non négligeables. Une plateforme expérimentale a été construite afin de valider la stratégie de commande sur un système réel. Le contrôle s'effectue à l'aide de l'outil de prototypage rapide dSPACE, facilitant ainsi la modification de stratégie. Cette plateforme constitue ainsi un outil complet pour la commande de systèmes électriques hybrides en vue de la gestion d'énergie
Plateforme d'éco-conception de motorisation brushless - Application au moteur de ventilateur grand public by Renaud Pichot( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Aujourd'hui, la conception de moteurs électriques est stratégique dans l'activité industrielle.La poussée des véhicules électriques avec la recherche de fortes efficacités pour des raisons d'autonomie stimule cette activité. Ce travail de thèse entre dans un même contexte avec une contrainte de coût très importante liée au développement de produit dans le domaine du grand public.Cette thèse est une contribution à la conception de machines électriques dans un contexte industriel. Elle intègre les coûts et les contraintes d'un industriel avec la prise en compte du processus d'industrialisation du moteur ainsi que les variations des coûts de matières premières. Une plateforme d'éco-conception de moteur sera présentée intégrant différentes topologies.La première partie de ce mémoire présente un bref état de l'art sur les machines synchrones à aimants permanents (MSAP) qui permet de faire le choix des topologies pertinentes.Les contraintes industrielles sont considérées avec la présentation d'un modèle industriel sur les coûts liés à la fabrication des moteurs et un modèle économique sur les fluctuations des coûts des matières premières.Dans une seconde partie, ces topologies seront optimisées à l'aide des algorithmes génétiques pour une application dans le domaine de la ventilation. Cette étude a mis en avant l'écart entre la topologie MSAP en surface avec la ferrite et la MSAP insérés avec du néodyme du point de vue économique et performance. À la suite de cette comparaison, une nouvelle topologie correspondant à un mélange des deux types d'aimants dans le rotor est introduite pour s'orienter sur une configuration à concentration de flux.Des mesures expérimentales valident les résultats présentés dans cette thèse sur les topologies MSAP en surface et MSAP insérés, la topologie à concentration de flux sera prototypée ultérieurement
Sizing and Operation of Multi-Energy Hydrogen-Based Microgrids by Bei Li( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Avec le développement de la production décentralisée d'électricité à partir de sources renouvelables, il est fort probable que les micro-réseaux joueront un rôle central dans les réseaux du futur, non seulement pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et maximiser l'utilisation d'énergie produite localement, mais également pour améliorer la résilience du système global. Du fait de l'intermittence et de l'incertitude sur la production renouvelable (par exemple, photovoltaïque ou éolien), des systèmes de stockage de l'énergie doivent être intégrés. Cependant, déterminer leur dimensionnement et comment les contrôler pose plusieurs défis, en particulier parce que le dimensionnement optimal dépend de la stratégie de gestion utilisée, ou encore lorsque différents types d'énergie sont utilisés. Cette thèse contribue à résoudre les problèmes de dimensionnement et de gestion de micro-réseaux électriques et multi-énergies (électricité, gaz, chaleur, froid et/ou hydrogène) intégrant du stockage. Tout d'abord, à l'aide des caractéristiques des différents composants, un modèle mathématique de micro-réseau est développé. Le problème de sa gestion est ensuite formulé comme un problème de programmation linéaire (MILP), utilisant une fonction objectif (minimiser le coût de fonctionnement) et différentes contraintes (puissance maximum, durée de démarrage/arrêt, limites d'état de charge, etc.). Ensuite, une structure permettant une co-optimisation est présentée pour résoudre le problème du dimensionnement à l'aide d'un algorithme génétique. Cette structure permet de explorer l'espace des valeurs de dimensionnement en fonction des résultats de la stratégie de gestion, ce qui permet de tendre vers le meilleur dimensionnement possible pour la stratégie sélectionnée. A l'aide de la méthode ci-dessus, quatre problèmes spécifiques sont étudiés. Le premier s'intéresse au dimensionnement d'un micro-réseau îloté entièrement électrique, combinant stockage par batteries et hydrogène-énergie pour du stockage à court et long terme, respectivement. Les résultats pour deux stratégies de gestion sont comparés : l'approche proposée (MILP) et une stratégie basée sur des règles. Une simulation à horizon glissant d'une heure sur un an est ensuite utilisée pour vérifier la validité du dimensionnement obtenu. Un second problème s'intéresse un à micro-réseau multi-énergies îloté avec différents types de charges. L'influence de trois facteurs sur les résultats du dimensionnement est en particulier étudiée : la stratégie de gestion, la précision des prévisions de consommation et de production renouvelable, ainsi que la dégradation des moyens de stockage. Une troisième partie de la thèse traite du dimensionnement d'un micro-réseau connecté aux réseaux de gaz, électricité et chaleur. La résilience du réseau est étudiée de façon à maximiser la résistance à une panne ou un défaut. La notion de centralité intermédiaire est utilisée pour déterminer le cas le plus défavorable pour une contingence et analyser son impact sur le dimensionnement. Deux systèmes de test de tailles différentes sont utilisés pour valider l'application de la méthode proposée et sa sensibilité à différents paramètres
Optimal sizing of distributed generation in gas/electricity/heat supply networks( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Abstract: Multi-energy supply systems are expected to play an important role in smart grids. Today's energy supply systems are large nodes networks, and different types of energy are needed at each node to satisfy the different energy demands. These different types of energy can then be converted to each other through specific devices. How to decide the ratings of these devices at each node to make the system cost-effective is addressed in this paper. The focus is set on a gas/electricity/heat hybrid network. A hydrogen storage system (fuel cell, electrolyzer, and tanks) is used as electricity storage system, a combined heat and power device is used to produce heat and electric power, etc. A mixed integer linear programming algorithm is used to determine the optimal operation schedule of the system, where the goal is to minimize shed load. A genetic algorithm is also used to search for the best size of each component, where the goal is to minimize the total investment costs. In order to resist to contingency events, betweenness centrality (describing the relative importance of each node) is then used to find the worst case under contingency events. This worst case scenario is used to research about the influence of contingencies on the sizing results. At last, two cases (modified 13-node network and IEEE 30+Gas 20+Heat 14 nodes system) are tested using the proposed sizing method. The results show that the renewable energy location, investment cost of components, and the structure of the whole system influence the sizing results. When the installed capacity of photovoltaic panels is reduced by 50%, the capacity of the electrolyzer decreases by 3%, the capacity for the hydrogen tanks increases by 2%; when the investment cost of the fuel cell and electrolyzer decreases by 50%, the capacity of photovoltaic increases by 14%, the electrolyzer increases by 13%, and hydrogen tanks increase by 2%. After considering the worst case contingency event, for case I, the capacity of photovoltaic and fuel cell increase by 12% and 11%, and the electrolyzer increases by 34%; for case II, the capacity of photovoltaic and fuel cell increase by 8% and 11%, and the electrolyzer increases by 57%. Highlights: A multi-node gas/electricity/heat network model is presented. Combined genetic algorithm and mixed integer linear programming. Betweenness centrality is used to describe the relative node importance. Research about the influence of contingencies on the sizing results
Device-level real-time modeling and simulation of power electronics converters by Hao Bai( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Pour le développement des convertisseurs d'électronique de puissance, la simulation en temps réel joue un rôle essentiel dans la validation des performances des convertisseurs et de leur contrôle avant leur réalisation. Cela permet de simuler et reproduire avec précision les formes d'ondes des courants et tensions des convertisseurs de puissance modélisés avec un pas de temps de simulation correspondant exactement au temps physique. Les circuits d'électronique de puissance sont caractérisés par le comportement non linéaire des interrupteurs. Par conséquent, les représentations des dispositifs de commutation sont cruciales dans la simulation en temps réel. Le modèle au niveau système est largement utilisé dans les simulateurs temps réel du commerce et les plates-formes expérimentales, qui modélisent les comportements des interrupteurspar deux états stationnaires distincts - passant et bloqué - et négligent tous les phénomènes transitoires. Ces dernières années, la simulation temps réel au niveau du composant est devenue populaire car elle permet de simuler les formes d'onde de commutation transitoires et de fournir des informations utiles concernant les contraintes sur les interrupteurs , les pertes, les effets parasites et les comportements électrothermiques. Néanmoins, la simulation temps réel au niveau du composant est contrainte par le pas de temps transitoire réalisable en raison des quantités de calcul accrues introduites par la non-linéarité du modèle de commutation.Afin d'intégrer le modèle au niveau du composant dans la simulation en temps réel, cette thèse porte sur l'exploration approfondie des techniques de modélisation et de simulation en temps réel au niveau composantdes convertisseurs d'électronique de puissance. Les techniques de simulation en temps réel les plus récentes sont d'abord examinées de manière exhaustive, tant au niveau du système que du composant. En outre, deux approches de modélisation au niveau du composant sont proposées, à savoir le modèle haute résolution quasi-transitoire (HRQT) et le modèle transitoire linéaire par morceaux (PLT). Dans le modèle HRQT, le modèle de réseau est implémenté par une simulation au niveau système tout en générant les formes d'onde de commutation transitoires avec une résolution de 5 ns, ce qui permet de simuler le convertisseur de puissance avec des transitoires rapides jusqu'à des dizaines de nanosecondes. Compte tenu des effets des transitoires sur l'ensemble du réseau, les modèles non linéaires des IGBT et diodes sont linéarisés par morceaux dans le modèle PLT. À l'aide de techniques efficaces de découplage de circuits, le modèle du convertisseur de puissance au niveau composant peut être simulé de manière stable avec un pas de temps de simulation global de 50 ns. Les deux modèles proposés sont testés et validés via différents cas sur une plate-forme temps réel de National Instruments basée sur un FPGA, comprenant un convertisseur boost boosté entrelacé (FIBC) pour le modèle HRQT, un convertisseur DC-DC-AC pour le modèle PLT et un convertisseur modulaire à plusieurs niveaux (MMC) pour les deux. Des résultats précis sont produits par rapport aux outils de simulation hors ligne. L'efficacité et les valeurs d'application sont également vérifiées par les résultats d'essais en temps réel
Long term performance prediction of proton exchange membrane fuel cells using machine learning method by Yiming Wu( )

1 edition published in 2016 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les questions environnementales, en particulier le réchauffement de la planète en raison de l'effet de serre, estdevenu de plus en plus critique au cours des dernières décennies. Candidate potentielle parmi les différentessolutions alternatives d'énergie verte pour le développement durable, la pile à combustible à membrane échangeusede protons (PEMFC en anglais) a fait l'objet de nombreux travaux de recherche, dans les domaines de l'énergie etdes transports. Les PEMFC peuvent produire de l'électricité directement à partir de la réaction électrochimique entrel'hydrogène et l'oxygène de l'air, avec comme seul sous-produits de l'eau et de la chaleur. Si l'hydrogène est produità partir de sources d'énergie renouvelables, cette conversion de l'énergie est complètement écologique.Cependant, la durée de vie relativement courte des PEMFC fonctionnant dans des conditions dynamiques (pour lesvéhicules, par exemple) empêche son utilisation massive. La prévision précise de leurs mécanismes devieillissement peut ainsi aider à concevoir des modèles de maintenance appropriés des PEMFC en fournissant desinformations prévisibles sur la dégradation des performances. De plus, la prédiction pourrait également contribuer àatténuer la dégradation indésirable des systèmes PEMFC en cours d'exploitation. Ces travaux proposent unenouvelle approche guidée par les données pour prédire la dégradation des performances des PEMFC en utilisantune méthode d'apprentissage améliorée (Relevance Vector Machine : RVM).Tout d'abord, la description théorique des PEMFC en fonctionnement est présentée. Ensuite, une illustrationdétaillée de l'impact des conditions opérationnelles sur la performance des PEMFC est exposée, ainsi que desmécanismes de dégradation de chaque composant des PEMFC.Une méthode de prédiction de performance en utilisant la RVM améliorée est ensuite proposée et démontrée. Lesrésultats de prédiction basés sur des zones d'apprentissage différentes à partir des données historiques sontégalement discutés et comparés avec les résultats de prédiction utilisant les machines à vecteurs de support(Support Vector Machine : SVM).En outre, une méthode de prédiction RVM à noyau auto-adaptatif (Self-Adaptive Kernel) est présentée. La matricede conception de la formation du RVM est également modifiée afin d'acquérir une plus grande précision lors de laprédiction. Les résultats de la prévision sont illustrés et discutés en détails.En résumé, ces travaux permettent de discuter principalement de l'analyse de la prédiction de la performance desPEMFC en utilisant des méthodes d'apprentissage statistique
Real-time simulation of power electronic system for electrical transportation applications by Chen Liu( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Le développement du système électronique de puissance dans le transport électrique est poursuivi sous la forme de convertisseurs de puissance à haut rendement impliquant une topologie complexe.Bien que l'analyse et le contrôle d'un tel système soient souvent une tâche difficile en raison de l'environnement haute tension et haut courant, la simulation hardware-in-the-loop (HILs) offre un moyen sûr et rapide d'évaluer la stratégie de contrôle en simulant l'environnement externe du contrôleur dans le système embarqué.Au cours du processus, il y a deux exigences que nous devons relever dans le cadre de temps réel (i) Le processus de calcul doit être terminé avant que l'impulsion de déclenchement suivante de l'horloge en temps réel n'arrive; (ii) La latence dans le simulateur est assez petite pour être ignorée. Les périodes d'échantillonnage et de simulation dans les simulateurs basés sur CPU sont plus de 1 microseconde, il est difficile de prendre en compte l'ensemble des événements des commutateurs dans les systèmes d'entraînement modernes.En revanche, les FPGA (Field Programmable Gate Arrays) fournissent non seulement une vitesse d'échantillonnage rapide mais aussi une alternative viable pour accélérer le simulateur en temps réel. Cependant, la mise en œuvre d'un système électronique de puissance complexe dans les FPGA est l'une des limitations. Ainsi, dans cette thése, nous ferons des recherches sur la simulation en temps réel à base de FPGA avec la tentative de résoudre le problème en résolvant les questions suivantes,1.Comment pourrions-nous partitionner le système électronique de puissance et l'implémenter dans FPGA?2.Comment pouvons-nous tirer parti des fonctionnalités FPGA pour accélérer le processus de résolution de circuit3.Comment pourrions-nous optimiser les performances du FPGA?4.Comment exprimer la caractéristique de commutation non linéaire du système électronique de puissance dans le FPGA?La première question concerne la caractéristique hybride à l'intérieur du système électronique de puissance. Nous avons proposé une nouvelle méthode nodale et un solveur matriciel basé sur la décomposition de Cholesky essayant de garder la topologie du circuit fixe et de traiter chaque élément de commutation et de circuit indépendamment. La deuxième question est celle de savoir comment obtenir des approximations pour toutes sortes d'Équation différentielle (ODE). Nous avons utilisé une série de solveurs ODE parallèles pour accélérer le processus de résolution. La troisième question est d'utiliser des outils de synthèse de haut niveau (HLS) pour optimiser les performances du FPGA. De tels outils sont utilisés pour développer des unités de calcul haute performance pour des applications de simulation en temps réel. Enfin, afin de rechercher l'impact de la caractéristique de commutation non linéaire sur le système électronique de puissance, nous avons proposé un modèle IGBT ultra-rapide avec un temps de calcul en nanosecondes dans le FPGA.Dans l'ensemble, les méthodes présentées contribuent au développement du simulateur en temps réel par FPGA pour le système de transport électrique de trois façons: réduire le temps de calcul des matrices, proposer un solveur ODE parallèle dans le FPGA et optimiser les performances du FPGA
Control and analysis of DC Microgrid with multiple distributed generators by Nanfang Yang( )

1 edition published in 2015 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The direct integration of renewable energy resources to the utility grid is pretty tough due to their intermittent feature and dispersed nature. Microgrid is one promising approach to gather the local distributed generators (DGs), supply local loads as well as exchange power with the utility grid as a controllable unit. This local-generation-localconsumption mode is able to avoid the long distance power transmission, thus can benefit a higher efficiency. The control aim of DC microgrids is to make the multiple DGs share the load properly as well as maintain the DCbus voltage stable. In steady state, the constrains of the classic droop control in multiple DGs environment are analyzed, and a mixed compensation method using common current is proposed to improve the voltage and load sharing performance simultaneously. In dynamic state, the system comprehensive model is constructed by the introduction of virtual inductor in the equivalent circuit of the DG, then several reduced-order models are examined to check their effectiveness for the system stability analysis. A reduced-order multi-scale model (RMM) is proposedto keep major time scale information as well as reduce the system complexity. Finally, an active disturbance rejection control (ADRC) based control method is proposed to realize the time scale droop control. It can effectively adjust the dynamic of the local control by adjusting the bandwidth of the Linear Extend State Observer or/and the controller. The proposed analysis and control methods are verified by experimental tests in our laboratory platform
Control of interleaved DC-DC converter with switch fault consideration for fuel cell application by Shengrong Zhuo( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

La pile à combustible, en raison de son faible niveau de tension de fonctionnement et de sa caractéristique volt-ampèremétrique non linéaire, nécessite la présence d'un convertisseur statique de type DC-DC pour la relier à la charge dans le but d'augmenter le niveau de tension et de réguler cette dernière à une valeur constante. Le convertisseur DC-DC du type hacheur élévateur à phases parallèles et à commandes entrelacées est un choix intéressant de part une conception assez simple, une bonne fiabilité, une faible ondulation du courant d'entrée, ce qui est bénéfique pour le fonctionnement à long terme de la pile à combustible. Cependant, le contrôle de cette topologie de convertisseur doit prendre en compte certains critères comme les incertitudes de valeurs au niveau des composants passifs (résistance parasite et tolérance d'inductance / capacité) et des perturbations de l'association pile à combustible - convertisseur - charge (variations du courant de charge et de la tension de la pile à combustible selon le point de fonctionnement envisagé et prise en compte des défauts électriques internes au convertisseur). Dans le but d'améliorer les performances statique et dynamique du système pile à combustible en modes de fonctionnement sain et défaillant, la commande du convertisseur à phases parallèles et à commandes entrelacées avec prise en compte de la robustesse face aux perturbations internes et externes est étudiée dans cette thèse.Pour mieux gérer les incertitudes liées aux paramètres électriques du convertisseur et les perturbations externes (pile à combustible ou charge), un contrôleur de tension robuste basé sur un observateur d'état étendu (ESO) dans le cadre de l'algorithme de contrôle actif du rejet de perturbation (ADRC) est proposé et appliqué à la topologie de convertisseur envisagée pour une application pile à combustible. La comparaison avec le contrôleur du type PI montre que la méthode proposée peut obtenir une meilleure capacité de rejet des perturbations sans dépassement de la réponse à la suite d'un échelon du courant de charge ou à une variation du niveau de tension d'entrée. Le contrôleur proposé est également validé sur une seconde topologie de convertisseur qui est une variante de la première et permettant un gain d'élévation en tension plus élevé.L'apparition d'un défaut électrique sur les interrupteurs de puissance du convertisseur entraîne généralement la perte d'une phase de celui-ci. Ceci occasionne des effets néfastes considérables sur les performances du contrôleur. Par conséquent, un contrôleur adaptatif amélioré, avec la prise en compte des défauts électriques sur les interrupteurs est proposé sur la base du contrôleur développé précédemment. Le contrôleur proposé peut maintenir un fonctionnement continu et obtenir de bonnes performances en cas de défauts. De plus, une méthode de diagnostic basé-modèle de défauts d'interrupteurs de puissance en s'appuyant sur un observateur de mode glissant est proposée et appliquée au système pile à combustible étudié. L'approche proposée dans ce manuscrit permet de diagnostiquer efficacement un défaut d'interrupteur de puissance et de montrer une forte robustesse à l'incertitude des paramètres du convertisseur et aux perturbations externes. Enfin, pour optimiser l'ondulation du courant d'entrée élevée à la suite de la perte d'une phase du convertisseur provoquée par un défaut sur l'un des interrupteurs, une nouvelle méthode de reconfiguration de la commande en appliquant une adaptation du déphasage entre les phases restantes est proposé. En comparaison avec une reconfiguration classique par un déphasage uniforme entre les phases, celle proposée permet une réduction significative de l'ondulation du courant d'entrée après l'apparition, la détection et la reconfiguration d'un défaut. Les différentes méthodes proposées sont toutes validées par des résultats de simulation et expérimentaux
Modeling and Multi-Dimensional Analysis of a Proton Exchange Membrane Fuel Cell by Daming Zhou( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Before mass commercialization of proton exchange membrane fuel cell, the research on the design of appropriate control strategies and auxiliaries need to be done for achieving proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) optimal working modes. An accurate mathematical PEMFC model can be used to observe the internal variables and state of fuel cell during its operation, and could further greatly help the system control strategy development.A comprehensive multi-physical dynamic model for PEMFC is developed in chapter I. The proposed model covers multi-physical domains for electric, fluidic and thermal features. Particularly, the transient phenomena in both fluidic and thermal domain are simultaneously considered in the proposed model, such as the dynamic behaviors of fuel cell membrane water content and temperature. Therefore, this model can be used to analyze the coupling effects of dynamic variables among different physical domains.Based on the developed multi-physical PEMFC model, a full two-dimensional multi-physical model is further presented. The proposed model covers electrical and fluidic domains with an innovative 2-D modeling approach. In order to accurately describe the characteristics of reactant gas convection in the channels and diffusion through the gas diffusion layer, the gas pressure drop in the serpentine pipeline is comprehensively analyzed by fully taking the geometric form of flow field into consideration, such as the reactant gas pressure drop due to the pipeline sharp and U-bends. Based on the developed 2-D fluidic domain modeling results, spatial physical quantity distributions in electrical domain can be further obtained. Therefore, this 2-D PEMFC model can be use to study the influences of modeling parameters on the local multi-dimensional performance prediction. The simulation and experimental test are then performed to validate the proposed 2-D model with a commercial Ballard NEXA 1.2 kW PEMFC stack.In chapter II, analyses of dynamic phenomena step responses are conducted based on the developed multi-physical dynamic PEMFC model using the relative gain array (RGA) method for various control input variables, in order to quantitatively analyze the coupling effects in different physical domains, such as the interactions of membrane water content and temperature. Based on the calculated values of relative gain array, the proposed model can be considered as a fuel cell MIMO system, which could be divided into two independent control sub-systems by minimizing parameter coupling effects between each other. Due to the closely coupled parameters in the proposed first control sub-system, a decoupling control method is recommended to achieve optimized control results. The coupling analysis presented in this thesis can help engineers to design and optimize the fuel cell control strategies, especially for the water and thermal management in fuel cell systems
Conception et réalisation de convertisseur dc-dc pour une chaîne de traction électrique et/ou hybride by Mohammad Kabalo( )

1 edition published in 2012 in English and held by 0 WorldCat member libraries worldwide

Electric vehicles technology has been adopting fuel cell (FC) for hybrid applications in the last few years. Therefore, the development of advanced power electronic systems for the integration of fuel cells with on-board energy management is fundamental for achieving high performance systems. A fuel cell is usually a low-voltage with hybrid voltage/current source characteristics and a single cell produces a very low voltage. Therefore, several cells must be stacked in order to achieve high voltage output. In order to maintain reliability and lifetime within reasonable range, the fuel cell stack output voltage is limited to approximately 100 V. When used for transportation applications such as electric vehicles, the powertrain dc-bus is usually a high-voltage of a few hundred volts. Therefore, a dc-dc power converter is required to interface a fuel cell stack with the powertrain dc bus voltage. Such dc-dc converter is required not only for the voltages boost, but also for the voltage conditioning as the fuel cell output voltage varies strongly with the load. Hybrid fuel cell electric vehicle (HFCEV) has physical constraints such as volume and weight under limited cost and expected lifetime. Thus, the dc-dc power converter between the fuel cell and the motor drive should have low volume and weight, low cost, high voltage ratio and high efficiency. In addition, it is necessary to have low input ripple at the input of the dc-dc power converter in order to maximize the fuel cell lifetime and decrease the fuel consumption. In this thesis, a new dc-dc converter family of topologies, called by floating interleaved boost converters (FIBC) is defined. These topologies are compared to the conventional boost converter solutions, aiming to improve their performance figures related to the inductor and capacitor volume versus weight, input current ripple, dc-bus voltage ripple, as well as efficiency and transfer ratio. This analysis has permitted to evaluate the benefits of increasing the number of phases and to choose the most suitable topology among other proposed ones in order to constrain the desired specifications. The small signal ac model of 4-phase FIBC using an averaged PWM switch technique is developed for supporting the feedback controller and aiding a frequency response design. The procedures of sizing of 4-phase FIBC is addressed aiming to determine the value of the passive components, and selecting the suitable power devices in terms of current and voltage ratings. Non-linear sliding mode controller is developed using the averaged model of the 4-phase FIBC. A hybrid dual loop control strategy is introduced aiming to improve the performance of the global system. The 4-phase FIBC topology is evaluated in bidirectional mode. The small signal ac model as well as the control strategy are evaluated by means of Simplorer-Simulink co-simulation and validated by experimental results. They showed excellent performance with augmented characteristics such as improved input current ripple reduction, decrease of inductor volume, and high efficiency under a full-range transfer ratio. The proposed 4-phase FIBC demonstrates a lot of potential and promises for utilization in modern (HFCEV) applications
Solar thermal energy installation for student tutorial Implementation of hot water load, acquisition and measurements, software interface for supervision by Magín Rovira Cladera( )

1 edition published in 2011 in English and held by 0 WorldCat member libraries worldwide

Practical education is a powerful tool that can be used to complete the education of future engineers. The aim of this thesis is to adapt a standard solar water heater in order to make it able to be used for academic uses. As its use won't be the usual one, and it's wanted to observe the operation of the system, it will be necessary to monitor the significant variables and to design a load for the system. The load must cool the system in one way or another to close the cycle. Those values that become impossible or difficult to measure could be simulated
 
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