Projet FISYPAC

Projet FiSyPAC (Phase 2) : Fiabilisation Système Pile A Combustible

 

Contexte

Face aux enjeux énergétiques et environnementaux, l’hydrogène représente un vecteur énergétique d’avenir dans le secteur du transport, notamment par l’utilisation de piles à combustible (PAC). Pour les véhicules automobiles, les problématiques majeures sont la faisabilité d’intégration dans un véhicule avec des caractéristiques compatibles avec une utilisation grand public et l’augmentation significative de la fiabilité du système. La fiabilisation  porte notamment sur l’étanchéité des différents circuits fluides, la résistance à la corrosion des plaques bipolaires, la durée de vie et la performance des Assemblages Membrane Electrodes.

 

Peugeot 307 CC hybride batterie/Pile à combustible

Peugeot 307 CC hybride Batterie/Pile à combustible

Projet

Le projet FiSyPAC dans son ensemble avait pour objectif de réaliser et de fiabiliser un générateur électrique à pile à combustible d’une puissance de 17 kW puis de l’intégrer et  de le tester à bord d’un véhicule. FISYPAC a été réalisé en 2 phases successives. La phase 1 du projet a été labellisée puis financée en décembre 2005.

  • la phase 1 a consisté à définir les spécifications préliminaires et les architectures des différents sous-systèmes (pile, module de puissance, architecture électrique/électronique) et du véhicule.
  • La phase 2 s’est appuyée sur les résultats acquis durant la phase 1 et a consisté à réaliser les organes, les sous systèmes et à assurer leurs intégrations pour une validation embarquée. Les travaux ont porté sur 4 grands thèmes :
    • La caractérisation de la pile à combustible (type PEMFC) de technologie GENEPAC pour guider la conception du système et pour valider des voies de progrès permettant d’augmenter la densité de puissance, le rendement et la durée de vie de la pile.
    • La conception et la réalisation d’un système pile à combustible d’une puissance nominale de 17 kW pour intégration véhicule.
    • La conception et la réalisation d’organes de puissance électrotechniques à haut rendement tels que batterie Li‐ion, convertisseurs de tensions ainsi que l’étude et la réalisation de cartes de diagnostic de tensions de cellules individuelles de pile à combustible.
    • L’intégration véhicule et la validation embarquée d’une nouvelle chaîne de traction électrique, du système PAC et de son stockage hydrogène à 700 bar.

Projet coordonné par PSA Peugeot-Citroën a permis de montrer la faisabilité d’intégration de la technologie de pile à combustible GENEPAC hybridée avec une batterie Li‐ion et d’assurer la durée de vie d’un système pile à combustible ainsi que son rendement.

 

Contribution FCellSys

FCellSys a apporté son expertise dans la réplication sur banc d’essais de profils vibratoires représentatifs appliqués à un dispositif en fonctionnement. Le système conçu a été validé sur table pour s’assurer que les objectifs de performance exprimés en terme de densité de puissance spécifique sont compatibles avec une intégration véhicule. Les piles en fonctionnement (Coeur 19 cellules et Coeur 120 cellules) sont soumises à des vibrations aléatoires sur chacun des 3 axes principaux à raison d’une durée de 4 heures par axe.

 

Etape initiale :

  • Conception de la campagne d’essais
  • Conception et réalisation de supports de maintien représentatif de l’application,
  • Couplage avec un banc d’essais pile à combustible

Tests et analyse :

  • Instrumentation des piles,
  • Réalisation de la réplication sur banc des profils vibratoires avec les différentes piles en fonctionnement,
  • Analyse des résultats et production de rapport.
Pile à combustible 19 cellules instrumentée

Pile à combustible 19 cellules instrumentée

Pile_120_cellules

Pile à combustible 120 cellules instrumentée

Projet ANR PAN-H 2006 – Durée : 18 mois

Partenaires :
partenaires_FisyPAC

 

Pile 19 cellules en fonctionnement excitée mécaniquement selon l'axe X

Pile 19 cellules en fonctionnement excitée mécaniquement selon l’axe X