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A Compact Digitally Controlled Fuel Cell/Battery Hybrid Power Source / Jiang, Zhenhua in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 53 N° 4 (Aout 2006) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 4 (Aout 2006) . - 1094- 1104 p. Titre : A Compact Digitally Controlled Fuel Cell/Battery Hybrid Power Source Titre original : Une Source d'Energie Hybride à Commande Numérique Compacte de Cellules/Batterie de Carburant Type de document : texte imprimé Auteurs : Jiang, Zhenhua, Auteur ; Dougal, Roger A., Auteur Article en page(s) : 1094- 1104 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Battery  Digital  control  Fuel  cell  Hybrid  power  source  Microcontroller  Power  capacityBatterie  Commande  numérique  Cellule  de  carburant  Source  d'énergie  hybride  Micro-controlleur  Capacité  de  puissance Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : A compact digitally controlled fuel cell/battery hybrid power source is presented in this paper. The hybrid power source composed of fuel cells and batteries provides a much higher peak power than each component alone while preserving high energy density, which is important and desirable for many modern electronic devices, through an appropriately controlled dc/dc power converter that handles the power flow shared by the fuel cell and the battery. Rather than being controlled to serve only as a voltage or current regulator, the power converter is regulated to balance the power flow to satisfy the load requirements while ensuring the various limitations of electrochemical components such as battery overcharge, fuel cell current limit (FCCL), etc. Digital technology is applied in the control of power electronics due to many advantages over analog technology such as programmability, less susceptibility to environmental variations, and low parts count. The user can set the FCCL, battery current limit, and battery voltage limit in the digital controller. A control algorithm that is suitable for regulating the multiple variables in the hybrid system is described by using a state-machine-based model; the issues about embedded control implementation are addressed; and the large-signal behavior of the hybrid system is analyzed on a voltage–current plane. The hybrid power source is then tested through simulation and validated on real hardware. This paper also discusses some important issues of the hybrid power source, such as operation under complex load profiles, power enhancement, and optimization of the hybrid system. The design presented here can not only be scaled to larger or smaller power capacities for a variety of applications but also be used for many other hybrid power sources. Une source d'énergie hybride à commande numérique compacte de cellules/batterie de carburant est présentée en cet article. La source d'énergie hybride composée de cellules et de batteries de carburant fournit une puissance maximale beaucoup plus élevée que chaque seul composant tout en préservant la densité d'énergie élevée, qui est importante et souhaitable pour beaucoup de dispositifs électroniques modernes, par un convertisseur de puissance convenablement commandé de dc/dc qui manipule le flux de puissance partagé par la cellule de carburant et la batterie. Plutôt que d'étant commandé pour servir seulement de tension ou de régulateur courant, le convertisseur de puissance est réglé pour équilibrer le flux de puissance pour répondre aux exigences de charge tout en assurant les diverses limitations des composants électrochimiques tels que la batterie surchargent, la limite courante de cellules de carburant (FCCL), technologie etc. Digital est appliqué dans la commande de l'électronique de puissance due à la technologie analogue d'excédent de beaucoup d'avantages telle que la programmabilité, moins de susceptibilité aux variations environnementales, et les parties inférieures comptent. L'utilisateur peut fixer le FCCL, la limite courante de batterie, et la limite de tension de batterie dans le contrôleur numérique. Un algorithme de commande qui convient à régler les variables multiples dans le système hybride est décrit en employant un modèle état-machine-basé ; les questions sur l'exécution incluse de commande sont adressées ; et le comportement de grand-signal du système hybride est analysé sur un avion voltage-current. La source d'énergie hybride est alors examinée par la simulation et validée sur le vrai matériel. Cet article discute également quelques questions importantes de la source d'énergie hybride, telles que l'opération sous des profils de charge, le perfectionnement de puissance, et l'optimisation complexes du système hybride. La conception présentée ici peut non seulement être mesurée à de plus grandes ou plus petites capacités de puissance pour une variété d'applications mais également être employée pour beaucoup d'autres sources d'énergie hybrides. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : zjiang@uno.edu [article] A Compact Digitally Controlled Fuel Cell/Battery Hybrid Power Source = Une Source d'Energie Hybride à Commande Numérique Compacte de Cellules/Batterie de Carburant [texte imprimé] / Jiang, Zhenhua, Auteur ; Dougal, Roger A., Auteur . - 1094- 1104 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 4 (Aout 2006) . - 1094- 1104 p. Mots-clés : Battery  Digital  control  Fuel  cell  Hybrid  power  source  Microcontroller  Power  capacityBatterie  Commande  numérique  Cellule  de  carburant  Source  d'énergie  hybride  Micro-controlleur  Capacité  de  puissance Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : A compact digitally controlled fuel cell/battery hybrid power source is presented in this paper. The hybrid power source composed of fuel cells and batteries provides a much higher peak power than each component alone while preserving high energy density, which is important and desirable for many modern electronic devices, through an appropriately controlled dc/dc power converter that handles the power flow shared by the fuel cell and the battery. Rather than being controlled to serve only as a voltage or current regulator, the power converter is regulated to balance the power flow to satisfy the load requirements while ensuring the various limitations of electrochemical components such as battery overcharge, fuel cell current limit (FCCL), etc. Digital technology is applied in the control of power electronics due to many advantages over analog technology such as programmability, less susceptibility to environmental variations, and low parts count. The user can set the FCCL, battery current limit, and battery voltage limit in the digital controller. A control algorithm that is suitable for regulating the multiple variables in the hybrid system is described by using a state-machine-based model; the issues about embedded control implementation are addressed; and the large-signal behavior of the hybrid system is analyzed on a voltage–current plane. The hybrid power source is then tested through simulation and validated on real hardware. This paper also discusses some important issues of the hybrid power source, such as operation under complex load profiles, power enhancement, and optimization of the hybrid system. The design presented here can not only be scaled to larger or smaller power capacities for a variety of applications but also be used for many other hybrid power sources. Une source d'énergie hybride à commande numérique compacte de cellules/batterie de carburant est présentée en cet article. La source d'énergie hybride composée de cellules et de batteries de carburant fournit une puissance maximale beaucoup plus élevée que chaque seul composant tout en préservant la densité d'énergie élevée, qui est importante et souhaitable pour beaucoup de dispositifs électroniques modernes, par un convertisseur de puissance convenablement commandé de dc/dc qui manipule le flux de puissance partagé par la cellule de carburant et la batterie. Plutôt que d'étant commandé pour servir seulement de tension ou de régulateur courant, le convertisseur de puissance est réglé pour équilibrer le flux de puissance pour répondre aux exigences de charge tout en assurant les diverses limitations des composants électrochimiques tels que la batterie surchargent, la limite courante de cellules de carburant (FCCL), technologie etc. Digital est appliqué dans la commande de l'électronique de puissance due à la technologie analogue d'excédent de beaucoup d'avantages telle que la programmabilité, moins de susceptibilité aux variations environnementales, et les parties inférieures comptent. L'utilisateur peut fixer le FCCL, la limite courante de batterie, et la limite de tension de batterie dans le contrôleur numérique. Un algorithme de commande qui convient à régler les variables multiples dans le système hybride est décrit en employant un modèle état-machine-basé ; les questions sur l'exécution incluse de commande sont adressées ; et le comportement de grand-signal du système hybride est analysé sur un avion voltage-current. La source d'énergie hybride est alors examinée par la simulation et validée sur le vrai matériel. Cet article discute également quelques questions importantes de la source d'énergie hybride, telles que l'opération sous des profils de charge, le perfectionnement de puissance, et l'optimisation complexes du système hybride. La conception présentée ici peut non seulement être mesurée à de plus grandes ou plus petites capacités de puissance pour une variété d'applications mais également être employée pour beaucoup d'autres sources d'énergie hybrides. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : zjiang@uno.edu