Energy Management and Functional Structures for the Real-time Operation of More Electrical Aircraft

Jean BESTER soutient sa thèse le mardi 24 janvier, à 14h30, Salle des thèses de l’Ecole Doctorale

Cette thèse explore l’hybridation active d’un système comprenant une pile à combustible et une batterie Li-ion pour l’utilisation comme alimentation auxiliaire (APU) dans un avion. Chaque source est connectée à son propre convertisseur pour l’interfaçage à un bus continu HVDC. Le convertisseur de la pile à combustible maintenir la tension du bus DC et assurer en une puissance moyenne de la charge alors que la batterie contrôlée en courant doit compenser les variations transitoires. Le modèle de la pile à combustible de type 1.2kW Ballard Nexa montre une bonne précision de tension avec une erreur moyenne inférieure à ±350mV. Le modèle de la batterie est du second ordre en schéma électrique équivalent (EEC) avec les paramètres qui varient en fonction de l’état de charge (SOC), le courant et la température. La batterie est de type LiFePO4 de capacité 100Ah. Son modèle montre de bonnes performances entre 100% et 10% de SOC avec une erreur maximale de moins de ±1%. Pour l’estimation du SOC l’algorithme de Kalman Etendu (EKF) montre une excellente performance de poursuite en convergeant vers le vrai SOC avec des valeurs initiales éloignées et une erreur d’estimation du SOC de moins de ±1%. Pour la gestion d’énergie entre ces différentes sources et la charge, une stratégie basée sur la logique floue et exécutée en temps réel est mise au point avec comme grandeurs de commande le SOC et le courant de la charge. Pour la poursuite des références de convertisseurs le commande mode glissant (SMC) et le compensateur de type II sont utilisés. Les simulations et les tests sur une APU de 1 kW montrent que la stratégie de gestion a de bonnes performances transitoires et dans le respect des contraintes opérationnelles des sources.

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