Accueil Automobile Comment le Toyota Research Institute of North America (Trina) accélère le développement de ses piles à combustible

Comment le Toyota Research Institute of North America (Trina) accélère le développement de ses piles à combustible

Au Toyota Research Institute of North America (Trina), des chercheurs spécialisés dans les piles à combustible mettent au point une méthodologie fondée sur la simulation qui rapproche le constructeur automobile de son objectif de créer une "société de l'hydrogène" à l'échelle mondiale.
Prototype de plaque d'écoulement en métal basé sur l'un des designs générés par l'équipe du Trina

Le Toyota Research Institute of North America (Trina) a mis au point une nouvelle méthodologie de conception inverse basée sur la simulation afin d’accélérer le processus de recherche et de développement des plaques d’écoulement des piles à combustible. Cette méthodologie fixe des objectifs de performance et oriente les algorithmes afin de générer des formes structurelles pour l’écoulement qui répondent à ces objectifs. L’équipe Trina a conçu cette approche en intégrant le logiciel Comsol Multiphysics dans son flux de travail de conception inverse.

« Nous pensons qu’une approche par conception inverse peut révolutionner les pratiques actuelles en conception, déclare Yuqing Zhou, chercheur au Trina. Nous rendons possible la prochaine étape d’un long cheminement, même si nous ne pouvons pas savoir exactement où ce dernier nous mènera ». L’équipe du Trina a appliqué sa méthode à la conception de plaques d’écoulement à microcanaux, qui orientent le mouvement des réactifs fluides dans les microréacteurs tels que les piles à combustible hydrogène-oxygène.

Trina fait partie d’un vaste réseau d’équipes de R&D de Toyota qui travaillent au développement d’une « société de l’hydrogène », dans laquelle les moteurs, les systèmes de chauffage et les générateurs fonctionnant aux combustibles fossiles seraient remplacés par des piles à combustible qui extraient le courant électrique de l’hydrogène.

« La technologie des piles à combustible a le potentiel de fournir une énergie propre à l’échelle mondiale, indique Margaret Lemus, VP marketing chez Comsol. Pour y parvenir, la technologie doit devenir plus efficace, et l’optimisation des designs est une étape importante. Il est intéressant de voir comment la simulation permet aux chercheurs d’explorer différentes options et de prendre des décisions éclairées qui peuvent conduire à la conception de piles à combustible plus efficaces. »

Optimiser la conception pour l’écoulement, la réaction ou les deux

Au cours de leurs recherches, Zhou et ses collègues ont constaté qu’ils devaient commencer par optimiser leur processus de conception avant de pouvoir optimiser leurs designs. « Nous cherchions un moyen efficace d’obtenir une approximation de ce qu’une simulation plus complexe révèlerait. Nous avons sacrifié une partie de la complexité de la modélisation, ce qui nous permet en fin de compte d’explorer rapidement des pistes de conception plus élaborée », explique Yuqing Zhou.

Lorsque leur conception était optimisée pour l’écoulement, les trajectoires des microcanaux générés étaient droites et parallèles, avec peu de ramifications latérales. Lorsque les coefficients de pondération de la fonction objectif ont été ajustés pour donner la priorité à l’uniformité de la réaction, la méthode a généré des formes de microcanaux plus complexes.

Lire la suite
Olivier Guillon – MRJ PRESSE
Rédacteur en chef du magazine Essais & Simulations, Olivier Guillon travaille depuis plus de quinze en tant que journaliste dans le domaine de la presse spécialisée et industrielle.
Sur le même sujet

Systus, le logiciel de simulation par éléments finis développé par Framatome, s’ouvre à toutes les industries

Reconnu, qualifié et employé en conformité avec les exigences du secteur nucléaire, dans le cadre d’études en accord avec les codes et normes RCC-M, ASME, Codap, EN13445, EN13001 (…), Systus permet d’étudier le comportement d’une structure soumise à des chargements mécaniques (statiques et dynamiques), thermomécaniques ou électromagnétiques, y compris en grandes déformations et grands déplacements, […]

Ensemble, Siemens et Compute Maritime veulent transformer la conception navale avec l’IA générative

Siemens Digital Industries Software annonce qu’il collabore avec Compute Maritime (CML) afin de révolutionner la conception et la simulation des navires et de repousser les limites de l’IA générative dans le domaine de la conception navale. Le projet se concentre sur la connexion de NeuralShipper, la plateforme phare de conception et d’optimisation de navires développée […]

Validation à base de simulation : IPG Automotive et Utac concluent un partenariat

IPG Automotive, expert mondial de la simulation, et Utac, laboratoire accrédité par la France en tant que service technique, ont décidé de lancer leur coopération pour une solution commune qui offre la simulation et l’évaluation à partir d’une source unique. Avancer ensemble pour des véhicules sûrs et des processus de développement efficaces – tel est […]