Les véhicules électriques (VE) ont récemment attiré une grande attention dans le paysage en évolution des transports.

Selon les dernières statistiques, environ 14 millions de véhicules électriques devraient être vendus en 2023, soit une augmentation de 35 % sur un an.¹ Véhicules électriques à pile à combustible ont également attiré l’attention des principaux acteurs de l’industrie automobile, notamment Toyota, Honda et BMW.^2,3,4

Cependant, la fabrication de véhicules électriques à pile à combustible pose des défis importants. Leur réputation de propreté et de respect de l’environnement, un remède à notre passé pollué, est durement gagnée.

Cet article détaillera les différents composants internes d'un véhicule électrique à pile à combustible, qui doivent maintenir différentes pressions pour garantir des performances et une sécurité optimales. Les capteurs de pression, situés au milieu de ces composants, jouent un rôle crucial dans la surveillance du système.

 

 

 

 

 

Comprendre les piles à combustible à hydrogène

Les piles à combustible à hydrogène représentent une technologie pionnière en matière d’énergie durable. Ces cellules exploitent la puissance de l’hydrogène et le combinent avec l’oxygène de l’air pour produire de l’électricité, en émettant uniquement de la vapeur d’eau.

Actuellement, l’utilisation de l’hydrogène comme vecteur énergétique concerne principalement les véhicules routiers. En juin 2021, plus de 40,000 90 véhicules électriques à pile à combustible étaient opérationnels dans le monde, dont près de XNUMX % étaient concentrés dans quatre pays : le Japon, la Corée, la Chine et les États-Unis.⁵

L'utilisation des piles à combustible à hydrogène devrait se développer, CEM H2I dirigeant les efforts visant à promouvoir les technologies des piles à combustible dans le monde entier grâce à une collaboration avec les gouvernements et les partenaires.⁶

Le rôle vital de la décompression de l’hydrogène

Dans un véhicule électrique à pile à combustible à hydrogène typique, l’hydrogène est stocké dans un conteneur à haute pression. Cependant, étant donné que la pile à combustible fonctionne de manière optimale à une pression nettement inférieure, une procédure de décompression est nécessaire pour combler l'espace entre le réservoir d'hydrogène haute pression et la pile à combustible.

La décompression de l’hydrogène est cruciale pour le bon fonctionnement de la pile à combustible.⁷ L'hydrogène, étant la plus petite particule, n'affecte pas la fonction absolue du TRVC, ce qui rend l'étanchéité radiale critique dans la conception en raison du TRVC et de la géométrie du bouchon.

Importance des systèmes de gestion de la chaleur dans les véhicules électriques

La gestion de la chaleur, comme les systèmes de refroidissement efficaces, joue un rôle clé dans les performances et la durée de vie des piles à combustible.⁸

Il est essentiel de s'assurer que la chaleur se dissipe efficacement pour maintenir les pièces critiques telles que la batterie et les systèmes électroniques dans les limites de température requises. Pour les batteries, cela signifie souvent utiliser un système de gestion thermique de batterie (BTMS) dédié.

Maintenir la bonne pression dans les systèmes de refroidissement spécifiques à chaque véhicule électrique est essentiel pour éviter les fuites de liquide de refroidissement et les dommages potentiels aux composants.⁹

Importance des capteurs de pression dans la technologie des piles à combustible

Une mesure précise de la pression est essentielle lors de la production d’énergie et de la gestion de la chaleur. Des capteurs de pression précis sont nécessaires pour surveiller le débit de gaz dans les pipelines et maintenir des niveaux de liquide de refroidissement appropriés dans le système de refroidissement.

Les capteurs sont confrontés à des défis dans des environnements difficiles avec des substances corrosives, des changements de température et des fluctuations de haute pression. Ainsi, les capteurs de pression déployés dans ces contextes doivent être conçus pour résister à des conditions difficiles.

Présentation de la série TRVF de capteurs de pression de Merit Sensor

Merit Sensor, un acteur de premier plan dans capteurs de pression piézorésistifs, a conçu la série TRVF pour répondre aux besoins de l'industrie. Ces capteurs s'intègrent parfaitement aux circuits d'alimentation en hydrogène et de liquide de refroidissement des systèmes de piles à combustible, garantissant ainsi une stabilité de premier ordre.

Capable de supporter des températures de -40 °C à 150 °C, la série TRVF offre une durabilité exceptionnelle grâce à son trio de matériaux : silicium, verre et céramique. Ces capteurs sont conçus pour résister aux conditions difficiles des environnements de piles à combustible.

Les matériaux susmentionnés garantissent également la compatibilité avec divers liquides, vapeurs et gaz, du carburant à l'eau, garantissant ainsi longévité et fiabilité dans des environnements opérationnels difficiles.

Couvrant une plage de pression de 2 à 15 bars, la série TRVF offre des mesures précises et une sortie de tension analogique précise, permettant une surveillance efficace des pressions de gaz et de liquide pour une génération d'énergie optimisée et des processus de gestion thermique améliorés.¹⁰

Le graphique illustre les résultats de stabilité de la série TRVF mesurés à 150 °C pendant 1300 XNUMX heures.

Fiabilité améliorée des mesures des circuits de liquide de refroidissement

Les capteurs TRVF ont été conçus pour collecter des mesures de pression depuis sa surface postérieure. Ceci est réalisé en scellant hermétiquement la puce en silicium MEMS au-dessus d'un port en céramique, garantissant que le support ne touche que les matériaux mouillés souhaités.

Cette fonctionnalité permet au capteur de fournir systématiquement des lectures fiables au sein du système de refroidissement, garantissant ainsi un contrôle efficace du liquide de refroidissement et contribuant à l'efficacité et aux performances globales du système de pile à combustible.¹⁰

Mesuré sous pression : au service de la technologie des piles à combustible avec la série TRVF

L'introduction des capteurs de mérite Série TRVF marque une avancée significative dans la technologie des piles à combustible, répondant au besoin crucial de capteurs durables et précis, capables de supporter les conditions difficiles des systèmes de piles à combustible.
Grâce à sa construction robuste et à ses performances fiables, la série TRVF est positionnée pour avoir un impact significatif sur l'avancement des solutions de transport et d'énergie durables, établissant une nouvelle norme d'excellence en matière de technologie de détection pour les environnements difficiles des piles à combustible.

Références et lectures complémentaires

1. AIE. Perspectives mondiales des véhicules électriques 2023 : résumé. Disponible à: https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2023/executive-summary (Consulté le 31 août 2023).
2. Toyota. Toyota lance la nouvelle Mirai. Disponible à: https://global.toyota/en/newsroom/toyota/33558148.html (Consulté le 31 août 2023).
3. Honda. Honda va commencer la production américaine de véhicules électriques à pile à combustible en 2024. Disponible sur : https://hondanews.com/en-US/releases/honda-to-begin-us-production-of-fuel cell-electric-vehicles-in-2024 (Consulté le 31 août 2023).
4. BMW. BMW Group met les voitures à hydrogène sur la route : lancement de la flotte pilote BMW iX5 Hydrogen. Disponible à: https://www.press.bmwgroup.com/global/article/detail/T0408839EN/bmw-group-brings-hydrogen-cars-to-the-road:-bmw-ix5-hydrogen-pilot-fleet-launches?language=en (Consulté le 31 août 2023).
5. IRÈNE. Hydrogène : aperçu. Disponible à: https://www.irena.org/Energy-Transition/Technology/Hydrogen (Consulté le 31 août 2023).
6. AIE. Initiative CEM sur l’hydrogène. Disponible à: https://www.iea.org/programmes/cem-hydrogen-initiative (Consulté le 31 août 2023).
7. Qian, JY., et al. (2019) Analyse de décompression de l'hydrogène par vannes Tesla à plusieurs étages pour pile à combustible à hydrogène. Journal international de l'énergie hydrogène. doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.235.
8. Ahn, JW., et coll. (2008) Contrôles du liquide de refroidissement d'un système de pile à combustible PEM. Journal des sources d'énergie. doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.12.066
9. Professionnels de l'entretien des véhicules. Service de système de refroidissement hybride et EV. Disponible à: https://www.vehicleservicepros.com/service-repair/battery-and-electrical/article/21197978/hybrid-and-ev-cooling-system-service (Consulté le 31 août 2023).
10. Capteur de mérite. Série TRVF : disponible maintenant ! Disponible à: https://meritsensor.com/products/trvf-series/ (Consulté le 31 août 2023).

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