Convertisseurs Basse Tension (42V, 540V); Application Source Hybride Utilisant Une Pile à Combustible

Abstract

Les piles à combustible sont des sources d'énergie prometteuses dans les applications de véhicules électriques et la production décentralisée. Cependant, une pile à combustible a une faible tension de sortie et une réponse lente en raison de la dynamique de ses auxiliaires. Pour cette raison, un convertisseur DC / DC est nécessaire pour élever cette tension à quelques centaines de volts afin de pouvoir alimenter nos charges. Ce travail concerne l’étude, le dimensionnement et la commande d'un convertisseur basse tension DC / DC non isolé avec un rapport de transformation élevé pour les applications pile à combustible. Le convertisseur proposé se compose de deux étages de convertisseurs non isolés DC / DC en cascade. Le premier étage est un convertisseur élévateur entrelacé et le deuxième est un convertisseur double « dual BOOST »entrelacé. Le choix de chaque convertisseur est basé sur les pertes et le rendement de celui-ci, avec une tension de sortie élevée et une faible ondulation du courant d'entrée. La commande du convertisseur est assurée par une commande à deux boucles qui contient initialement une boucle de tension avec un régulateur linéaire PI et une boucle rapide de courant avec un régulateur non linéaire par mode glissant pour les deux convertisseurs en cascade, puis la boucle de régulation de tension du premier étage est remplacée par une boucle d'énergie basé sur la notion de platitude. Enfin un banc d’essai à puissance réduite a été réalisé, dans un environnement d'une carte dSPACE1104 au laboratoire MSE afin de valider le fonctionnement du convertisseur et les stratégies de commande proposées