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FR3126657A1 - Procede de recharge en carburant d’un vehicule muni d’une pile a combustible - Google Patents

Procede de recharge en carburant d’un vehicule muni d’une pile a combustible Download PDF

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FR3126657A1
FR3126657A1 FR2109355A FR2109355A FR3126657A1 FR 3126657 A1 FR3126657 A1 FR 3126657A1 FR 2109355 A FR2109355 A FR 2109355A FR 2109355 A FR2109355 A FR 2109355A FR 3126657 A1 FR3126657 A1 FR 3126657A1
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FR
France
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vehicle
hydrogen
biofuel
fuel cell
storage tank
Prior art date
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Pending
Application number
FR2109355A
Other languages
English (en)
Inventor
Sonia Siah
Gabriel Crehan
Zlatina Dimitrova
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto Sas Fr
Original Assignee
PSA Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Priority to FR2109355A priority Critical patent/FR3126657A1/fr
Publication of FR3126657A1 publication Critical patent/FR3126657A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Un aspect de l’invention concerne un procédé (100) de recharge en carburant d’un véhicule muni d’une pile à combustible agencée pour être alimentée en hydrogène, le procédé (100) comportant les étapes de : sélectionner (101), via un premier dispositif de sélection du véhicule, une caractéristique économique, écologique ou de performance d’un carburant ;sélectionner (102), via un deuxième dispositif de sélection du véhicule, une recharge dudit véhicule en hydrogène ou biocarburant en fonction de la caractéristique sélectionnée. Figure 2

Description

PROCEDE DE RECHARGE EN CARBURANT D’UN VEHICULE MUNI D’UNE PILE A COMBUSTIBLE
La présente invention concerne l'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible, en particulier destinée à un véhicule automobile muni d'un moteur électrique de traction, la pile à combustible étant alimentée en hydrogène.
La pile à combustible constitue un générateur électrochimique alimenté à la fois en hydrogène et en oxygène contenu dans l'air. Une telle pile à combustible peut être utilisée pour alimenter une chaîne de traction électrique dans un véhicule automobile. On peut ainsi obtenir un fonctionnement comparable à celui d'un véhicule conventionnel muni d'un moteur thermique alimenté en carburant tout en réduisant considérablement les émissions de dioxyde de carbone et de gaz polluants.
L’hydrogène peut être fabriqué selon diverses méthodes impactant selon la méthode utilisée, le coût de fabrication, les performances de l’hydrogène fabriqué ou encore l’environnement.
L’hydrogène peut, par exemple, être fabriqué par des procédés thermochimiques utilisant comme matières premières des sources fossiles.
Selon un procédé différent, l’hydrogène peut être fabriqué par électrolyse de l’eau à partir d’électricité provenant uniquement d’énergie renouvelable. Un tel hydrogène est évidemment respectueux de l’environnement.
Le document US-A1-2020/0156925 divulgue une station service proposant de l’hydrogène fabriqué selon diverse méthodes. Cette station service propose en outre à l’utilisateur de sélectionner, à partir de la station service, un type hydrogène selon ses préférences, à savoir écologique ou économique.
Le fonctionnement d’une telle station service est évidemment coûteux, notamment par le fait de devoir stocker plusieurs types d’hydrogène obtenus selon des procédés de fabrication différents. En outre, toutes les stations services ne proposent pas un tel service.
Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé de recharge en carburant d’un véhicule muni d’une pile à combustible agencée pour être alimentée en hydrogène permettant à un utilisateur de sélectionner un type de recharge en carburant quelque soit la station service.
Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé de recharge en carburant d’un véhicule muni d’une pile à combustible agencée pour être alimentée en hydrogène, le procédé comportant les étapes de :
  • sélectionner, via un premier dispositif de sélection du véhicule, une caractéristique économique, écologique ou de performance d’un carburant ;
  • sélectionner, via un deuxième dispositif de sélection du véhicule, une recharge dudit véhicule en hydrogène ou biocarburant en fonction de la caractéristique sélectionnée.
Grâce à l’invention, l’utilisateur ne dépend plus du type de station service. S’il souhaite un hydrogène moins couteux, plus respectueux de l’environnement, ou encore plus performant, le deuxième dispositif sélectionne un type de carburant correspondant à ses attentes. Ainsi, la recharge sera choisie entre une recharge de type biocarburant et une recharge de type hydrogène. Si la recharge est en biocarburant, le véhicule transformera ce biocarburant en hydrogène au moyen d’un reformeur.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de recharge en carburant d’un véhicule muni d’une pile à combustible peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, le procédé comporte une étape de sélectionner une station service en fonction de la recharge du véhicule en hydrogène ou biocarburant sélectionnée.
Selon un aspect non limitatif de l’invention,
  • lors de l’arrivée du véhicule en station service, le procédé comporte une étape d’identifier, via un dispositif de communication du véhicule avec la station service, une disponibilité d’hydrogène et de biocarburant dans la station service ; et
  • l’étape de sélectionner, via le deuxième dispositif de sélection du véhicule, une recharge du véhicule en hydrogène ou biocarburant en fonction de la caractéristique sélectionnée est en outre fonction de la disponibilité identifiée.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, la caractéristique économique est fonction :
  • du prix de l’hydrogène et du biocarburant, et
  • de l’autonomie du véhicule en fonction de l’hydrogène et du biocarburant.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, la caractéristique de performance est fonction de :
  • l’autonomie du véhicule en fonction de l’hydrogène et du biocarburant,
  • une durée de remplissage d’un réservoir de stockage d’hydrogène et d’un réservoir de stockage de biocarburant que comporte le véhicule ; et
  • une perte à la transformation du biocarburant en hydrogène par un reformeur que comporte le véhicule.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, la caractéristique écologique est fonction :
  • de l’autonomie du véhicule en fonction de l’hydrogène et du biocarburant,
  • de la perte à la transformation du biocarburant en hydrogène par un reformeur que comporte le véhicule, et
  • d’un rendement de production d’hydrogène par le reformeur.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, le procédé comporte une étape de sélectionner, via un troisième dispositif de sélection, une alimentation en carburant de la pile à combustible à partir d’un réservoir de stockage d’hydrogène ou d’un réservoir de stockage de biocarburant du véhicule.
Un autre aspect non limitatif de l’invention se rapporte à un véhicule muni d’une pile à combustible agencée pour être alimentée en hydrogène et d’un réservoir de stockage d’hydrogène destiné à alimenter la pile à combustible en hydrogène. Le véhicule comporte en outre :
  • un réservoir de stockage de biocarburant,
  • un reformeur agencé pour transformer le biocarburant stocké dans le réservoir de stockage de biocarburant en hydrogène et destiné à alimenter la pile à combustible,
  • un premier dispositif de sélection d’une caractéristique économique, écologique ou de performance d’un carburant ;
  • un deuxième dispositif de sélection d’une recharge en hydrogène ou biocarburant en fonction de la caractéristique sélectionnée.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, le véhicule comporte un troisième dispositif de sélection d’une alimentation en carburant de la pile à combustible à partir du réservoir de stockage d’hydrogène ou du réservoir de stockage de biocarburant.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, le véhicule est agencé pour mettre en œuvre les étapes du procédé de recharge en carburant d’un véhicule muni d’une pile à combustible selon l’un quelconque des aspects de l’invention précités.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
montre de façon schématique un véhicule muni d’une pile à combustible selon un exemple de réalisation non limitatif de l’invention.
illustre de façon schématique un diagramme d’étapes d’un mode de mise en œuvre du procédé selon l’invention
illustre de façon schématique un diagramme d’étapes d’un mode de mise en œuvre différent du procédé selon l’invention.
La illustre un véhicule 1 muni d’une pile à combustible 2 agencée pour être alimentée en hydrogène.
Le véhicule 1 comporte en outre un réservoir de stockage 3 d’hydrogène destiné à alimenter la pile à combustible 2 en hydrogène. L'hydrogène alimente ensuite la pile à combustible 2 qui délivre un courant électrique permettant d'assurer la propulsion du véhicule 1 par l'intermédiaire d'un moteur électrique 4.
Le véhicule 1 comporte également un réservoir de stockage 5 de biocarburant et un reformeur 6 agencé pour transformer le biocarburant stocké dans le réservoir de stockage 5 de biocarburant en hydrogène. Ce reformeur 6 est destiné à alimenter la pile à combustible 2 en hydrogène.
La présence du reformeur 6 permet en effet l'utilisation d'un biocarburant liquide classique, facilement stockable dans le véhicule 1 et facilement utilisable dans un système classique de distribution de carburant. Ce biocarburant est transformé dans le reformeur 6 qui produit un reformât riche en hydrogène. L'hydrogène alimente ensuite la pile à combustible 2 qui délivre un courant électrique permettant d'assurer la propulsion du véhicule 1 par l'intermédiaire du moteur électrique 4.
Le véhicule 1 comporte également un premier dispositif de sélection 7 d’une caractéristique économique, écologique ou de performance d’un carburant. Ce premier dispositif de sélection 7 peut par exemple être formé par une interface homme-machine disposée sur la console du véhicule 1.
Ainsi, le conducteur peut sélectionner un carburant qui répondra à ses préoccupations économiques, environnementales et techniques.
Le véhicule 1 comporte un deuxième dispositif de sélection 8, par exemple formé par un calculateur, d’une recharge en hydrogène ou biocarburant en fonction de la caractéristique sélectionnée, à savoir économique, écologique ou de performance. Ces caractéristiques sont optimisées en fonction des caractéristiques du véhicule 1, par exemple la performance du reformeur 6 ou l’état de vieillissement et de santé de la pile à combustible 2.
Selon un aspect de l’invention, la caractéristique économique est fonction :
  • du prix de l’hydrogène et du biocarburant, et
  • de l’autonomie du véhicule 1 en fonction de l’hydrogène et du biocarburant.
Selon un aspect de l’invention, la caractéristique de performance est fonction de :
  • l’autonomie du véhicule 1 en fonction de l’hydrogène et du biocarburant,
  • une durée de remplissage du réservoir de stockage 3 d’hydrogène et du réservoir de stockage 5 de biocarburant ; et
  • une perte à la transformation du biocarburant en hydrogène par le reformeur 6.
Selon un aspect de l’invention, la caractéristique écologique est fonction :
  • de l’autonomie du véhicule 1 en fonction de l’hydrogène ou du biocarburant,
  • de la perte à la transformation du biocarburant en hydrogène par le reformeur 6, et
  • d’un rendement de production d’hydrogène par le reformeur 6.
Ainsi, lorsque le conducteur du véhicule 1 sélectionne, via le premier dispositif de sélection 7, un carburant correspondant à une préférence environnementale, écologique ou de performance, le deuxième dispositif de sélection 8, sélectionne un type de carburant, à savoir hydrogène ou biocarburant qui répond selon les caractéristiques de son véhicule 1, à sa préférence. Le conducteur peut ensuite recharger son véhicule 1 avec le type de carburant sélectionné.
Le véhicule 1 comporte en outre un dispositif de communication 9 du véhicule 1 avec une station service. Ainsi, dès lors que le véhicule 1 est connecté à la station service, il est en mesure de déterminer si la station service propose le type de carburant souhaité.
En outre, le véhicule 1 comporte un troisième dispositif de sélection 10 d’une alimentation en carburant de la pile à combustible 2 à partir du réservoir de stockage 3 d’hydrogène ou du réservoir de stockage de biocarburant 5.
Dans un exemple de réalisation non limitatif, le troisième dispositif de sélection 10 peut être formé par une deuxième interface homme-machine accessible au niveau de la console du véhicule 1. Ainsi, lorsque le réservoir de stockage 3 est rempli d’hydrogène et que le réservoir de stockage 5 est rempli de biocarburant, le conducteur est en mesure de sélectionner le type de carburant qu’il souhaite utiliser en priorité pour alimenter la pile à combustible 2.
Le véhicule 1 selon cet aspect de l’invention est en outre agencé pour mettre en œuvre les étapes du procédé 100, 200 de recharge en carburant du véhicule 1 muni d’une pile à combustible 2 selon l’un des aspect de l’invention illustrés sur les figures 2 et 3.
La montre un diagramme d’étapes d’un premier mode de mise en œuvre d’un procédé 100 de recharge en carburant d’un véhicule 1 selon l’invention.
Le procédé 100 comporte une étape de sélectionner 101, via le premier dispositif de sélection 7 du véhicule 1, une caractéristique économique, écologique ou de performance du carburant.
Le procédé 100 comporte ensuite, une étape de sélectionner 102, via le deuxième dispositif de sélection 8 du véhicule 1, une recharge du véhicule 1 en hydrogène ou en biocarburant en fonction de la caractéristique sélectionnée par le conducteur.
Le procédé 100 comporte en outre une étape de sélectionner 103 une station service en fonction de la recharge du véhicule en hydrogène ou biocarburant sélectionnée par le deuxième dispositif de sélection 8. Cette étape de sélectionner 103 peut être exécutée par le deuxième dispositif de sélection 8.
Ainsi, le véhicule 1 peut être orienté vers la station service la plus proche proposant le carburant sélectionné par le deuxième dispositif de sélection 8, à savoir hydrogène ou biocarburant, correspondant à la priorité écologique, économique ou de performance du conducteur.
Le procédé 100 comporte également une étape de sélectionner 104, via le troisième dispositif de sélection 10, une alimentation en carburant de la pile à combustible à partir du réservoir de stockage 3 d’hydrogène ou du réservoir de stockage 5 de biocarburant du véhicule 1.
Ainsi, en roulage, lorsque le réservoir de stockage 3 et le réservoir de stockage 5 comportent chacun du carburant, le conducteur peut sélectionner un moyen d’alimenter la pile à combustible.
La montre un diagramme d’étapes d’un deuxième mode de mise en œuvre d’un procédé 200 de recharge en carburant d’un véhicule 1 selon l’invention.
Le procédé 200 comporte une étape de sélectionner 201, via le premier dispositif de sélection 7 du véhicule 1, une caractéristique économique, écologique ou de performance du carburant.
Le procédé 200 comporte lors de l’arrivée du véhicule 1 en station service, une étape d’identifier 202, via le dispositif de communication 9 du véhicule avec la station service, une disponibilité d’hydrogène et de biocarburant dans la station service.
Le procédé 200 comporte ensuite, une étape de sélectionner 203, via le deuxième dispositif de sélection 8 du véhicule 1, une recharge du véhicule en hydrogène ou biocarburant en fonction de la caractéristique sélectionnée par le conducteur et de la disponibilité d’hydrogène et de biocarburant identifiée.
Les différents aspects de l’invention susmentionnés présentent de nombreux avantages. Parmi ceux-ci, on peut citer :
  • anticiper le lieu et le carburant de la prochaine recharge ;
  • optimiser le choix du carburant par rapport aux caractéristiques du véhicule ;
  • faciliter la recharge des véhicules munis d’une pile à combustible.
Il convient de noter que l’homme du métier est en mesure d’apporter différentes variantes aux aspects de l’invention précités, par exemple en ajoutant ou remplaçant une caractéristique de carburant que pourrait sélectionner un conducteur.

Claims (10)

  1. Procédé (100, 200) de recharge en carburant d’un véhicule (1) muni d’une pile à combustible (2) agencée pour être alimentée en hydrogène, ledit procédé (100, 200) étant caractérisé en ce qu’il comporte les étapes de :
    • Sélectionner (101, 201), via un premier dispositif de sélection (7) dudit véhicule (1), une caractéristique économique, écologique ou de performance d’un carburant ;
    • Sélectionner (102, 203), via un deuxième dispositif de sélection (8) dudit véhicule (1), une recharge dudit véhicule en hydrogène ou biocarburant en fonction de ladite caractéristique sélectionnée.
  2. Procédé (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’il comporte une étape de sélectionner (103), via le deuxième dispositif de sélection (8), une station service en fonction de la recharge du véhicule en hydrogène ou biocarburant sélectionnée.
  3. Procédé (200) selon la revendication 1 caractérisé en ce que :
    • lors de l’arrivée du véhicule (1) en station service, le procédé (200) comporte une étape d’identifier (202), via un dispositif de communication (9) dudit véhicule (1) avec ladite station service, une disponibilité d’hydrogène et de biocarburant dans ladite station service ; et en ce que
    • l’étape de sélectionner (203), via le deuxième dispositif de sélection (8) dudit véhicule (1), une recharge dudit véhicule en hydrogène ou biocarburant en fonction de ladite caractéristique sélectionnée est en outre fonction de ladite disponibilité identifiée.
  4. Procédé (100, 200) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la caractéristique économique est fonction :
    • du prix de l’hydrogène et du biocarburant, et
    • de l’autonomie du véhicule (1) en fonction de l’hydrogène et du biocarburant.
  5. Procédé (100, 200) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la caractéristique de performance est fonction de :
    • l’autonomie du véhicule (1) en fonction de l’hydrogène et du biocarburant,
    • une durée de remplissage d’un réservoir de stockage (3) d’hydrogène et d’un réservoir de stockage (5) de biocarburant que comporte ledit véhicule (1) ; et
    • une perte à la transformation du biocarburant en hydrogène par un reformeur (6) que comporte ledit véhicule (1).
  6. Procédé (100, 200) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la caractéristique écologique est fonction :
    • de l’autonomie du véhicule (1) en fonction de l’hydrogène et du biocarburant,
    • de la perte à la transformation du biocarburant en hydrogène par un reformeur (6) que comporte ledit véhicule (1), et
    • d’un rendement de production d’hydrogène par ledit reformeur (6).
  7. Procédé (100, 200) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte une étape de sélectionner (104), via un troisième dispositif de sélection (10), une alimentation en carburant de la pile à combustible (2) à partir d’un réservoir de stockage (3) d’hydrogène ou d’un réservoir de stockage (5) de biocarburant du véhicule (1).
  8. Véhicule (1) muni d’une pile à combustible (2) agencée pour être alimentée en hydrogène et d’un réservoir de stockage (3) d’hydrogène destiné à alimenter la pile à combustible (2) en hydrogène, ledit véhicule (1) étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
    • un réservoir de stockage (5) de biocarburant,
    • un reformeur (6) agencé pour transformer ledit biocarburant stocké dans ledit réservoir de stockage (5) de biocarburant en hydrogène et destiné à alimenter ladite pile à combustible (2),
    • un premier dispositif de sélection (7) d’une caractéristique économique, écologique ou de performance d’un carburant ;
    • un deuxième dispositif de sélection (8) d’une recharge en hydrogène ou biocarburant en fonction de ladite caractéristique sélectionnée.
  9. Véhicule (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’il comporte un troisième dispositif de sélection (10) d’une alimentation en carburant de la pile à combustible (2) à partir du réservoir de stockage (3) d’hydrogène ou du réservoir de stockage (5) de biocarburant.
  10. Véhicule (1) selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce qu’il est agencé pour mettre en œuvre les étapes du procédé (100, 200) de recharge en carburant d’un véhicule muni d’une pile à combustible selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
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