Modélisation d'un système hybride pile à combustible batterie-supercondensateur pour des applications véhiculaire

Abstract

ملخص تُظهر خاليا الوقود والبطاريات أوجه تشابه واضحة، حيث ينتج كالهما تيا ًرا مستمًرا من خالل تفاعالت كهر وكيميائية. إال أن ا جوهرية من حيث آلية التشغيل والبنية والتطبيقات. فعلى عكس البطاريات التي تختزن الطاقة الكيميائية داخليًا وتحولها هناك فروقً إلى كهرباء، تقوم خاليا الوقود بتحويل طاقة الوقود الغني بالهيدروجين مباشرة إلى طاقة كهربائية. يُعد دمج المكثفات الفائقة مع خاليا الوقود في أنظمة طاقة هجينة مقاربة واعدة وفعّالة لتحسين استجابة النظام في مواجهة التغيرات المفاجئة في الطلب على الطاقة. يساعد هذا الدمج على تغطية أحمال الذروة وتعويض محدودية مصادر الطاقة األولية. يهدف عملنا إلى نمذجة نظام طاقة هجين يعتمد على خلية وقود كمصدر أساسي، مع توظيف المكثفات الفائقة ووصلة التيار المستمر كمصدر طاقة داعم في تشغيل سيارة كهربائية. الكلمات المفتاحية: خلية الوقود، المكثفات الفائقة، نظام هجين، سيارة كهربائية. Résumé Les piles à combustible et les batteries présentent des similitudes notables, notamment leur capacité à produire un courant continu grâce à des réactions électrochimiques. Toutefois, elles diffèrent fondamentalement dans leur fonctionnement, leur structure et leurs applications. Contrairement aux batteries, qui stockent l’énergie chimique en interne pour la convertir en électricité, les piles à combustible transforment directement l’énergie du carburant riche en hydrogène en électricité. L’intégration des super condensateurs dans des systèmes hybrides à côté des piles à combustible constitue une approche innovante et efficace pour améliorer la réponse énergétique du système face aux variations de la demande. Cette combinaison permet de couvrir les pics de charge et de compenser les limitations des sources d’énergie primaires. Notre travail vise à modéliser un système hybride utilisant une pile à combustible comme source principale, accompagnée de super condensateurs et d’un lien en courant continu comme source d’énergie auxiliaire pour un véhicule électrique. Mots-clés : pile à combustible, super condensateurs, système hybride, véhicule électrique. Abstract Fuel cells and batteries exhibit notable similarities, especially their ability to generate direct current through electrochemical reactions. However, they differ fundamentally in their operation, structure, and applications. Unlike batteries, which store chemical energy internally and convert it into electricity, fuel cells directly convert the energy of hydrogen-rich fuel into electrical power. The integration of supercapacitors into hybrid systems alongside fuel cells represents an innovative and effective approach to enhance the system’s energy response to sudden changes in demand. This combination helps handle peak loads and compensates for the limitations of primary energy sources. Our work aims to model a hybrid power system using a fuel cell as the main source, supported by supercapacitors and a DC link as an auxiliary power source for an electric vehicle. Keywords: fuel cell, supercapacitors, hybrid system, electric vehicle.