Modélisation mathématique d'une pile à combustible et d'un reformeur essence en vue de la commande

Mathematical modeling of a fuel cell and a gasoline reformer : Applications in simulation, estimation and control

• Auteur / Autrice : Karim Bencherif
• Direction : Michel Sorine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Mathématiques et automatique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 9

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande, Théorie de la

Automobiles -- Alimentation en carburant

Piles à combustible

Modèles mathématiques

Résumé

Dans cette étude, on s'est intéressé à la modélisation d'une pile à combustible et d'un reformeur essence utilisés pour des applications de traction automobile. La mise en équation des phénomènes physico-chimiques mis en jeu par chacun de ces organes nous a montré qu'ils peuvent être tous décrits par une même classe de modèles mathématiques, ils viennent donc enrichir une collection déjà existante. Il s'agit d'un système particulier de type réaction-transport-diffusion de dimension 1 en espace. Une fois cette classe de modèles mise en évidence, nous avons pu déployer plusieurs méthodes de réduction : la séparation des échelles de temps, l'agrégation de variables et la semi-discrétisation. Une partie des modèles réduits obtenus par application de ces méthodes a ensuite été utilisée dans plusieurs applications en simulation, estimation et commande.

The goal of this study is to develop mathematical models for a fuel cell and a gasoline reformer used in a fuel cell vehicle. Mathematical modeling of the physicochemical phenomena involved by the fuel cell and the reformer shows us that a single class of mathematical models can be used : particular reaction-transport-diffusion system of dimension 1 in space. Once this class of models made precise, it is possible to use several methods of reduction : time-scales separation, variables aggregation and particular space in semi-discretization. Some reduced models obtained by this way were used in many applications in simulation, estimation and control.