Cherchez dans les histoires d’impact
Video Content: 
0
septembre 2019

Alimenter les voitures et éclairer les villes – sur pile

Coup d'oeil
L’équipe

Professeur en ingénierie de UBC et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les convertisseurs de puissance pour les systèmes d'énergie renouvelable;

Divyank Singh, étudiant du premier cycle en ingénierie électrique de l’Institut Manipal de la technologie en Inde;

German Bogado, Argentine, Neuquen;

Daniel Hsu, Taiwan, Taipei.

Le défi

Les véhicules électroniques (VE) peuvent-ils stocker efficacement l'énergie en plus d’être augmentés afin de soutenir les communautés en utilisant l’énergie renouvelable?

La solution

L’équipe du professeur Ordonez étudie le stockage et la conversion d’énergie à partir de sources renouvelables. Ayant créé une plateforme d’automatisation afin de mesurer les paramètres et de fournir des données rapides, précises et simples, Divyank Singh fait avancer la modélisation avancée de piles. La plateforme sera même utilisée par de futurs chercheurs.

Et ensuite :

Le travail de Divyank est une composante dans un système plus large. Il soutient la programmation et la modélisation plus simples, ainsi que la simulation plus rapide. À plus grande échelle, son travail soutient des applications importantes dans la prédiction d’énergie solaire, du stockage de piles et d’électricité pour des communautés éloignées.

Dans le cadre de l’innovation de technologies propres, il s'agit de la différence entre être chef de file et se laisser distancer. Pour l’équipe du professeur Martin Ordonez au département de génie électrique et de génie informatique de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC), qui travaille dans le domaine de l’électronique et de la conversion d’énergie, l’une des façons de prendre les devants est de développer de l’énergie propre par l’entre mise de la recherche en véhicules électriques renouvelables et en stockage d’énergie.

Tout est dans le choix du moment. Dans le cadre de l’innovation de technologies propres, il s'agit de la différence entre être chef de file et se laisser distancer. Pour l’équipe du professeur Martin Ordonez au département de génie électrique et de génie informatique de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC), qui travaille dans le domaine de l’électronique et de la conversion d’énergie, l’une des façons de prendre les devants est de développer de l’énergie propre par l’entre mise de la recherche en véhicules électriques renouvelables et en stockage d’énergie.

« Nous travaillons sur la conversion d’énergie. C’est un domaine de travail qui est opportun et nécessaire. Les VE sont une application logique pour le stockage renouvelable. Nous faisons partie d’un écosystème. Les entreprises ayant besoin de talent arrivent dans ce secteur. Nous voulons nous assurer de pouvoir capturer ce talent, » dit M. Ordonez.

Les gouvernements et le secteur privé sont d’accord, ayant engagé plus de 10 millions de dollars à ce domaine de recherche. Avec ce projet, les véhicules et les édifices deviennent des participants actifs aux transactions d’énergie à l’échelle de la ville.

Il y a beaucoup de talent dans le laboratoire du professeur Ordonez. Son équipe travaille sur une vaste gamme de recherche sur les piles. Pour Divyank Singh, un finissant du premier cycle en ingénierie de l’Institut Manipal de la technologie en Inde qui passe l’été au Canada en tant que stagiaire de recherche Globalink (SRG), l’opportunité de travailler dans le laboratoire du professeur Ordonez est un rêve devenu réalité.

« J’avais contacté le professeur Ordonez même avant de connaître le programme SRG de Mitacs. Je fais de la recherche sur la conversion frontale d’énergie des piles des VE à la prise de courant et à la connexion du chargeur. Un grand défi est d’estimer la bonne taille de pile pour les stationnements, » affirme Divyank.

Il soutient aussi d’autres étudiants qui travaillent sur la conversion d’énergie, avec une plateforme de contrôle qu’il a développée en utilisant l’équipement disponible dans le laboratoire du professeur Ordonez. La plateforme d’automatisation qu’il a créée mesure les valeurs brutes. Elle s’avère inestimable pour son projet, mais aussi pour la modélisation et la simulation de piles beaucoup plus grosses. 

« Avec une grave pénurie de combustibles fossiles, et des objectifs de développement durable mondiaux clairs, nous devons développer des solutions efficaces et non polluantes,  » dit Divyank.

Alors que son travail est axé spécifiquement sur le point de chargement dans un stationnement, il va également aider à créer de plus grosses piles afin de fournir de l’énergie renouvelable au niveau communautaire. « Je développe une plateforme pour mettre à l’essai la modélisation qui aidera à estimer la taille et qui nous rapprochera encore un peu plus de la résolution du défi. »

 

Une quête pour prédire le comportement des piles

L’équipe du professeur Ordonez modèle des piles au lithium-ion qui sont utilisées dans des véhicules électriques grâce à leur forte capacité énergétique. L’équipe cherche l’équation mathématique qui prédit le voltage comme fonction de la charge et du courant. Et ils étudient le comportement des piles dans des conditions différentes. Cela fait partie du but plus large de développer un microréseau, un petit système électrique qui peut exister indépendamment ou être attaché à un réseau. Les applications auront une portée considérable, car un microréseau peut soutenir une petite communauté.

 

Le secret de la réussite : ne vous perdez pas dans les données

Ce type de recherche n’est pas particulière à UBC, mais elle est particulièrement rapide et précise.

« Notre approche statistique de l’utilisation d’information nous permet d’obtenir des solutions rapides et simples qui soutiennent un système performant, » dit German Bogado, un co-chercheur de Divyank.

Selon M. Ordonez, « Quelques fois, vous avez des modèles qui décrivent ce qui se passe, mais si c'est trop complexe vous avez un problème de langage. Nous essayons de trouver quelque chose qui a un certain niveau de détail et qui fonctionne vite. Vous pouvez vous perdre dans les données, mais si vous pouvez utiliser les données comme équation, vous avez une interprétation qui vous permet de faire des prédictions. »

Le professeur Ordonez fait le rapprochement avec la météorologie : « Prenons l’exemple de la prévision météorologique, » dit-il. « Elle utilise les équations d’une façon similaire afin de faire des prédictions avec un haut niveau de précision, de simplicité et de vitesse. »

 

Système de piles de VE efficace, réseau efficace

Divyank dit, « Une fois que nous avons le modèle de pile, les comportements des convertisseurs seront mieux conçus pour recharger ou décharger les piles plus efficacement. Il soutiendra aussi plusieurs applications importantes dans la prédiction du kilométrage et de comment les véhicules électriques consomment l’énergie.

D’autres conditions telles que la vitesse variable et les différents niveaux de charge seront étudiées à l’avenir.

La recherche de Divyank sur les chargeurs de VE dans les stationnements, ainsi que sa plateforme de mesure sont une partie importante de l’ensemble de l’étude du comportement des piles. Cette recherche guide la création du système à grande échelle pour fournir de l’énergie à des communautés.

« Le soutien de Divyank a été formidable, » dit un autre co-chercheur, Daniel Hsu. « Il a créé une plateforme en utilisant l’équipement du laboratoire pour nous donner de l’automatisation afin de mesurer les paramètres. Elle soutient non seulement mon projet de recherche de solutions pour les communautés éloignées, mais elle peut être également utilisée par d’autres chercheurs dans le futur. J’utiliserai le travail de Divyank comme composante dans un système plus large. Je profiterai de la programmation et de la modélisation plus simples, ainsi que de la simulation plus rapide. Dans cette partie du système, j’aurai une prédiction précise de ce qui se passe.

Divyank envisage un avenir impressionnant, avec un domaine d’intérêt défini et des plans pour poursuivre cette recherche. Ce travail aura des applications concrètes à l’avenir.

« Cette expérience appuie le but futur d’énergie durable et propre. Il serait merveilleux que la recherche soit étendue dans le futur afin d’engager plusieurs étudiants. Je suis reconnaissant à l’organisme, » dit Divyank.

 

_____________________________________________________________________________________

 

Remerciements Globalink – été 2019

Mitacs tient à remercier le gouvernement du Canada ainsi que le gouvernement de l’Alberta, le gouvernement de la Colombie-Britannique, Research Manitoba et le gouvernement du Québec pour leur soutien au programme Stage de recherche Mitacs Globalink. De plus, Mitacs a le plaisir de travailler avec les partenaires internationaux suivants pour soutenir Globalink : Universities Australia; China Scholarship Council, Campus France, le service d’échange universitaire allemand, le secrétariat d’éducation publique du Mexique, Tecnológico de Monterrey et l’Université nationale autonome du Mexique, le ministère de l’Éducation de l’Arabie saoudite et le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche scientifique de la Tunisie et Mission universitaire de Tunisie en Amérique du Nord.