FPGA based fault-tolerant control on an interleaved DC/DC boost converter for fuel cell electric vehicle applications

Autor: Michael Guarisco, Abdesslem Djerdir, Abdoul N'Diaye, Damien Guilbert, Arnaud Gaillard
Přispěvatelé: Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Laboratoire Commun de Belfort : Hydrogène et Pile à Combustible pour les applications au transport (FC LAB), Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Laboratoire des Technologies Nouvelles (IFSTTAR/COSYS/LTN), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Laboratoire Transports et Environnement (IFSTTAR/AME/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Université de Lyon, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Systèmes et Transports (IRTES - SET), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Institut de Recherche sur les Transports, l'Energie et la Société - IRTES
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: International Journal of Hydrogen Energy
International Journal of Hydrogen Energy, Elsevier, 2015, 40 (45), pp.15815-15822. ⟨10.1016/j.ijhydene.2015.03.124⟩
ISSN: 0360-3199
DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.03.124⟩
Popis: International audience; In recent years, the effects of high-frequency current ripple coming from DC/DC converters on Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) have gained a growing interest from the international scientific community. Currently, the durability is one of the major technical challenges to PEMFC commercialization. Basing on the existing literature, the high-frequency current ripple leads up to long-term degradations on PEMFC, particularly on its lifetime. Accordingly, in order to enhance the PEMFC lifetime, new DC/DC converter topologies have been developed, such as Interleaved DC/DC Boost Converter (IBC). Despite this topology can minimize drastically the current ripple, the loss of one leg in case of power switch fault leads up to the drastic increasing of the current ripple and consequently long-term degradations on the PEMFC. In order to cope with this issue, solutions have to be developed. Within the framework of this research work, an efficient Fault-Tolerant Control (FTC) implemented on an FPGA board has been developed to solve this issue. The latter consists in changing the PWM gate control signal according to the faulty leg given by a fault detection algorithm. The obtained experimental results between a PEMFC and an IBC topology allows demonstrating the ability of the FTC to reduce drastically the current ripple in case of power switch faults.
Databáze: OpenAIRE
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