An Electronic Measurement Instrumentation of the Impedance of a Loaded Fuel Cell or Battery

In this paper we present an inexpensive electronic measurement instrumentationdeveloped in our laboratory, to measure and plot the impedance of a loaded fuel cell orbattery. Impedance measurements were taken by using the load modulation method. Thisinstrumentation has been developed around a VXI system stand which controls electroniccards. Software under Hpvee® was developed for automatic measurements and the layout ofthe impedance of the fuel cell on load. The measurement environment, like the ambienttemperature, the fuel cell temperature, the level of the hydrogen, etc..., were taken withseveral sensors that enable us to control the measurement. To filter the noise and theinfluence of the 50Hz, we have implemented a synchronous detection which filters in a verynarrow way around the useful signal. The theoretical result obtained by a simulation underPspice® of the method used consolidates the choice of this method and the possibility ofobtaining correct and exploitable results. The experimental results are preliminary results ona 12V vehicle battery, having an inrush current of 330A and a capacity of 40Ah (impedancemeasurements on a fuel cell are in progress, and will be the subject of a forthcoming paper).The results were plotted at various nominal voltages of the battery (12.7V, 10V, 8V and 5V)and with two imposed currents (0.6A and 4A). The Nyquist diagram resulting from theexperimental data enable us to show an influence of the load of the battery on its internalimpedance. The similitude in the graph form and in order of magnitude of the valuesobtained (both theoretical and practical) enables us to validate our electronic measurementinstrumentation. One of the future uses for this instrumentation is to integrate it with several control sensors, on a vehicle as an embedded system to monitor the degradation of fuel cell membranes

Caracterization by Electrochemical impedance spectroscopy of the impedance of an onload fuel cell : assessment of the humidity influence

Ce travail de thèse traite de la caractérisation par Spectroscopie d'Impédance de l'impédance d'une pile à combustible en charge et plus particulièrement de l'évaluation de l'influence de l'humidité sur les performances de la pile. Après un état de l'art sur les différentes méthodes de caractérisation de l'impédance d'une pile et les différentes méthodes de mesure de l'humidité, la problématique est posée. Nous modélisons la pile Nexa de 47 cellules de type PEMFC, en intégrant des mesures expérimentales au niveau du modèle. Le modèle dynamique décrit en VHDL-AMS est un modèle au niveau macroscopique prenant en compte le côté électrique des différentes cellules constituant la pile. Ce modèle prend en compte la caractéristique des deux dernières cellules qui présentent un phénomène d'inondation remarqué lors des mesures expérimentales. Le système de purge de la Nexa est également pris en compte dans le code. L'étude expérimentale passe par la mise en place d'un banc de mesure pour la caractérisation de l'impédance de la pile Nexa par Spectroscopie d'Impédance, ainsi que la mesure de l'humidité en sortie de la pile. Les mesures d'impédances complexes corrélées à celles de l'humidité nous ont amenées à déterminer l'influence de l'humidité sur les performances de la pile. La concordance entre les résultats du modèle et ceux du banc de mesure, tant en DC que en AC, sont concluants. L'erreur constatée à l'issue de la comparaison entre les résultats théoriques et expérimentaux est inférieure à 1.5%.This thesis deals with the characterization of the impedance of an on load fuel cell by Electrochemical Impedance Spectroscopy method and particularly the assessment of the humidity influence on the fuel cell performances. After a state of the art on different methods to characterize the impedance of a fuel cell and different methods of measuring humidity, the problem is posed. We model the PEM Nexa stack which consists of 47 cells, integrating experimental measurements. The dynamic model described in VHDL-AMS is a model at the macroscopic level, taking into account the electrical side of individual cells constituting the fuel cell. This model takes into account the characteristics of the last two cells exhibiting the phenomenon of flooding seen in experimental measurements. The purge system of the Nexa is also reflected in the code. The experimental study involves the establishment of a Testbench for characterizing the impedance of the Nexa fuel cell by Impedance spectroscopy method, and measuring the humidity at the output of the stack. The complex impedance measurements correlated with those of humidity led us to determine the influence of humidity on the performance of the fuel cell. The correlation between the model results and those of the Testbench, both in DC than in AC, are conclusive. The error in between theoretical and experimental results is less than 1.5%

La route du futur automatisée », actes du colloques National 7 - de la route antique à la route du futur

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Caractérisation par spectroscopie d'impédance de l'impédance complexe d'une pile à combustible en charge : Evaluation de l'influence de l'humidité

This thesis deals with the characterization of the impedance of an on load fuel cell by Electrochemical Impedance Spectroscopy method and particularly the assessment of the humidity influence on the fuel cell performances. After a state of the art on different methods to characterize the impedance of a fuel cell and different methods of measuring humidity, the problem is posed. We model the PEM Nexa stack which consists of 47 cells, integrating experimental measurements. The dynamic model described in VHDL-AMS is a model at the macroscopic level, taking into account the electrical side of individual cells constituting the fuel cell. This model takes into account the characteristics of the last two cells exhibiting the phenomenon of flooding seen in experimental measurements. The purge system of the Nexa is also reflected in the code. The experimental study involves the establishment of a Testbench for characterizing the impedance of the Nexa fuel cell by Impedance spectroscopy method, and measuring the humidity at the output of the stack. The complex impedance measurements correlated with those of humidity led us to determine the influence of humidity on the performance of the fuel cell. The correlation between the model results and those of the Testbench, both in DC than in AC, are conclusive. The error in between theoretical and experimental results is less than 1.5%.Ce travail de thèse traite de la caractérisation par Spectroscopie d'Impédance de l'impédance d'une pile à combustible en charge et plus particulièrement de l'évaluation de l'influence de l'humidité sur les performances de la pile. Après un état de l'art sur les différentes méthodes de caractérisation de l'impédance d'une pile et les différentes méthodes de mesure de l'humidité, la problématique est posée. Nous modélisons la pile Nexa de 47 cellules de type PEMFC, en intégrant des mesures expérimentales au niveau du modèle. Le modèle dynamique décrit en VHDL-AMS est un modèle au niveau macroscopique prenant en compte le côté électrique des différentes cellules constituant la pile. Ce modèle prend en compte la caractéristique des deux dernières cellules qui présentent un phénomène d'inondation remarqué lors des mesures expérimentales. Le système de purge de la Nexa est également pris en compte dans le code. L'étude expérimentale passe par la mise en place d'un banc de mesure pour la caractérisation de l'impédance de la pile Nexa par Spectroscopie d'Impédance, ainsi que la mesure de l'humidité en sortie de la pile. Les mesures d'impédances complexes corrélées à celles de l'humidité nous ont amenées à déterminer l'influence de l'humidité sur les performances de la pile. La concordance entre les résultats du modèle et ceux du banc de mesure, tant en DC que en AC, sont concluants. L'erreur constatée à l'issue de la comparaison entre les résultats théoriques et expérimentaux est inférieure à 1.5%

Indoor positioning of dynamic objects by VLC/LIFI technology

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Caractérisation par spectroscopie d'impédance de l'impédance complexe d'une pile à combustible en charge (evaluation de l'influence de l'humidité)

Ce travail de thèse traite de la caractérisation par Spectroscopie d'Impédance de l'impédance d'une pile à combustible en charge et plus particulièrement de l'évaluation de l'influence de l'humidité sur les performances de la pile. Après un état de l'art sur les différentes méthodes de caractérisation de l'impédance d'une pile et les différentes méthodes de mesure de l'humidité, la problématique est posée. Nous modélisons la pile Nexa de 47 cellules de type PEMFC, en intégrant des mesures expérimentales au niveau du modèle. Le modèle dynamique décrit en VHDL-AMS est un modèle au niveau macroscopique prenant en compte le côté électrique des différentes cellules constituant la pile. Ce modèle prend en compte la caractéristique des deux dernières cellules qui présentent un phénomène d'inondation remarqué lors des mesures expérimentales. Le système de purge de la Nexa est également pris en compte dans le code. L'étude expérimentale passe par la mise en place d'un banc de mesure pour la caractérisation de l'impédance de la pile Nexa par Spectroscopie d'Impédance, ainsi que la mesure de l'humidité en sortie de la pile. Les mesures d'impédances complexes corrélées à celles de l'humidité nous ont amenées à déterminer l'influence de l'humidité sur les performances de la pile. La concordance entre les résultats du modèle et ceux du banc de mesure, tant en DC que en AC, sont concluants. L'erreur constatée à l'issue de la comparaison entre les résultats théoriques et expérimentaux est inférieure à 1.5%.This thesis deals with the characterization of the impedance of an on load fuel cell by Electrochemical Impedance Spectroscopy method and particularly the assessment of the humidity influence on the fuel cell performances. After a state of the art on different methods to characterize the impedance of a fuel cell and different methods of measuring humidity, the problem is posed. We model the PEM Nexa stack which consists of 47 cells, integrating experimental measurements. The dynamic model described in VHDL-AMS is a model at the macroscopic level, taking into account the electrical side of individual cells constituting the fuel cell. This model takes into account the characteristics of the last two cells exhibiting the phenomenon of flooding seen in experimental measurements. The purge system of the Nexa is also reflected in the code. The experimental study involves the establishment of a Testbench for characterizing the impedance of the Nexa fuel cell by Impedance spectroscopy method, and measuring the humidity at the output of the stack. The complex impedance measurements correlated with those of humidity led us to determine the influence of humidity on the performance of the fuel cell. The correlation between the model results and those of the Testbench, both in DC than in AC, are conclusive. The error in between theoretical and experimental results is less than 1.5%.NANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocSudocFranceF

On improving the accuracy of Visible Light Positioning system using deep autoencoder

International audienceDC-biased optical Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing (DCO-OFDM)-based visible light positioning (VLP)technology along with the Received Signal Strength(RSS) po-sitioning algorithm is widely used to achieve centimeter levelpositioning accuracy for incoming 5G era, especially indoorenvironment. However, the DCO-OFDM has the peak-to-averagepower ratio (PAPR) issue which imposes the nonlinear distortionand it will directly affect the positioning accuracy in the VLPsystem. The PAPR reduction scheme is urgently needed. There-fore, in this paper, the impact of PAPR reduction scheme onpositioning accuracy is investigated. The positioning accuracywith and without the selected mapping (SLM)-based PAPRreduction method are compared. The preliminary simulationresults show that the positioning accuracy has been improvedby 7.07 cm after using the SLM-based PAPR reduction method

Matlab/Simulink-Based Modeling for Industrial Electric Vehicle

International audienceThe land transport sector has passed through multiple phases of evolution in design, development, and manufacturing of vehicles. In particular, the construction site continues to progress towards the autonomous vehicles (also called self-driving), which were one of its big trends and have become a hot topic in the industrial and academic world. By now, with this new technology of autonomous driving, we can ensure safety by reducing the number of road accidents, also the environmental impact and energy consumption is lessened. The modeling and simulation phases had become a mandatory step to design, characterize and simulate vehicle dynamics while reducing the cost of development. As they provide suitable test beds for the design and evaluation, the impetus of this study is to implement a model of a METALLIANCE’s industrial Electric Vehicle based on Matlab/Simulink, that will be close to the reality. The model is implemented based on electrical equations associated with the power supply circuit. The model defines for real time the evaluation of various electric parameters in safe vehicle operation for these vehicles. This work will be completed by the design of a full simulator, which reproduces reliably the dynamic behavior of Métalliance construction vehicles

On improving the accuracy of Visible Light Positioning system based PAPR reduction schemes

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Path planning and control command for autonomous vehicles

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