FR2842355A1 - Fuel cell for electric vehicle includes use of hot gases from cathode to convert liquid fuel into gas prior to injection to anode region - Google Patents

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Abstract

The electric vehicle fuel cell (2) has electrodes (6,7), provided with gaseous inputs. The cathode (7) is supplied with air at its input by a source (3) and produces hot gases at its output. The hot gases emerging from the cathode are directed towards a fuel reservoir (4) where the heat converts part of the liquid fuel into gas ready for injection into the anode (6). The electric traction system for a motor vehicle comprises a fuel cell (2) having at least one set of anode and cathode electrodes (6,7), provided with inputs and outputs. The cathode (7) is supplied with air at its input by a source (3) and produces hot gases at its output. The anode is supplied with injected gaseous fuel. The hot gases emerging from the cathode are directed towards a fuel reservoir (4) which is partially filled with liquid fuel. By heat exchange the hot gases convert a part of the liquid fuel into gas ready for injection. The resulting gaseous fuel is then injected into the anode (6). The liquid fuel in use may be petrol, diesel or an alcohol such as methanol or ethanol. A flow regulator (5) may be placed between the fuel reservoir (4) and the anode (6).

Description

Système de génération d'électricité au moyen d'une pile à combustible etElectricity generation system using a fuel cell and

procédé de mise en oeuvre d'une pile à combustible La présente invention concerne un système de génération d'électricité au moyen d'une pile à combustible, en particulier pour la traction électrique d'un véhicule automobile, ainsi qu'un procédé de  The present invention relates to a system for generating electricity by means of a fuel cell, in particular for the electric traction of a motor vehicle, as well as to a method of

mise en oeuvre d'une telle pile à combustible.  implementation of such a fuel cell.

La pile à combustible apparaît de plus en plus comme le convertisseur d'énergie le plus propre et le plus efficace pour convertir l'énergie chimique en une énergie directement utilisable sous  The fuel cell is increasingly seen as the cleanest and most efficient energy converter for converting chemical energy into energy that can be used directly under

forme électrique et thermique.electrical and thermal form.

Son principe de fonctionnement est similaire à celui d'une pile conventionnelle, à savoir un oxydant et un réducteur séparés par un électrolyte. En particulier, il s'agit d'une combustion électrochimique et contrôlée d'hydrogène et d'oxygène, avec production simultanée d'électricité, d'eau et de chaleur, selon la réaction chimique: H2 + 1/2 02 -> H20. Cette réaction s'opère au sein d'une structure essentiellement composée de deux électrodes, l'anode et la cathode, séparées par un électrolyte: c'est la réaction inverse de l'électrolyse  Its operating principle is similar to that of a conventional battery, namely an oxidant and a reducing agent separated by an electrolyte. In particular, it is an electrochemical and controlled combustion of hydrogen and oxygen, with simultaneous production of electricity, water and heat, depending on the chemical reaction: H2 + 1/2 02 -> H20 . This reaction takes place within a structure essentially composed of two electrodes, the anode and the cathode, separated by an electrolyte: it is the opposite reaction of electrolysis

de l'eau.some water.

Toutefois, alors que dans une batterie conventionnelle, l'oxydant et le réducteur sont progressivement consommés, une pile à combustible est alimentée continuellement en ces deux composés, qui  However, while in a conventional battery, the oxidant and the reducing agent are gradually consumed, a fuel cell is continuously supplied with these two compounds, which

sont généralement introduits sous forme gazeuse, parfois liquide.  are generally introduced in gaseous, sometimes liquid form.

Ce principe de fonctionnement peut être appliqué dans différents types de piles, en fonction des applications envisageables  This operating principle can be applied in different types of batteries, depending on the possible applications.

qui diffèrent principalement par la nature de l'électrolyte.  which differ mainly in the nature of the electrolyte.

Toutefois, il apparaît nécessaire de développer des piles à combustible plus compactes, de gestion plus simple, et qui nécessitent  However, it appears necessary to develop more compact fuel cells, of simpler management, and which require

peu d'organes extérieurs à la pile.  few organs outside the pile.

La présente invention propose un système de génération d'électricité, en particulier pour la traction électrique d'un véhicule automobile, qui utilise des piles à combustible plus compactes, de gestion plus simple, et qui nécessitent peu d'organes extérieurs à la pile. L'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre d'une pile à combustible dans un système de traction électrique  The present invention provides a system for generating electricity, in particular for the electric traction of a motor vehicle, which uses more compact fuel cells, of simpler management, and which require few organs external to the cell. The invention also relates to a method of implementing a fuel cell in an electric traction system

pour véhicule automobile.for motor vehicle.

Le système selon l'invention de génération d'électricité utilisant une pile à combustible, en particulier pour la traction électrique d'un véhicule automobile, comprend une pile à combustible présentant au moins un ensemble formé d'une anode et d'une cathode munies chacune d'une entrée et d'une sortie d'électrode. La cathode est alimentée en air à son entrée par un dispositif d'alimentation en air et produit des gaz chauds à sa sortie. L'anode est alimentée par injection d'un gaz carburant. Les gaz chauds issus de la cathode sont acheminés vers un réservoir de carburant partiellement rempli avec du carburant liquide, de façon à transformer par échange thermique entre les gaz chauds et le carburant liquide, dans le réservoir de carburant,  The system according to the invention for generating electricity using a fuel cell, in particular for the electric traction of a motor vehicle, comprises a fuel cell having at least one assembly formed by an anode and a cathode provided each of an electrode input and output. The cathode is supplied with air at its entry by an air supply device and produces hot gases at its exit. The anode is supplied by injection of a fuel gas. The hot gases from the cathode are conveyed to a fuel tank partially filled with liquid fuel, so as to transform, by heat exchange, between the hot gases and the liquid fuel, in the fuel tank,

au moins une partie du carburant liquide en gaz.  at least part of the liquid fuel into gas.

De préférence, on choisit un carburant qui puisse être reformé (transformé en hydrogène) à l'intérieur même de la pile. Les carburants pouvant être utilisés sont l'essence, le gasoil, ou encore les alcools comme le méthanol ou l'éthanol. Le méthanol et l'éthanol sont particulièrement préférés. En variante, on dispose un reformeur pouvant fonctionner avec un carburant sous pression entre le réservoir de carburant et l'entrée de l'anode, le reformeur étant alimenté par la phase gazeuse du carburant évaporé dans le réservoir et fournissant de  Preferably, a fuel is chosen which can be reformed (transformed into hydrogen) inside the cell itself. The fuels that can be used are petrol, diesel, or alcohols such as methanol or ethanol. Methanol and ethanol are particularly preferred. As a variant, there is a reformer capable of operating with fuel under pressure between the fuel tank and the inlet of the anode, the reformer being supplied by the gas phase of the fuel evaporated in the tank and supplying

l'hydrogène à l'entrée de l'anode.  hydrogen at the inlet of the anode.

La phase gazeuse du carburant évaporée dans le réservoir de carburant peut être, suivant la nature de la pile et du carburant utilisé, injectée directement à l'anode, ou acheminée vers un reformeur  The gaseous phase of the fuel evaporated in the fuel tank can be, depending on the nature of the battery and the fuel used, injected directly at the anode, or fed to a reformer

pouvant fonctionner avec un carburant sous pression.  capable of operating with pressurized fuel.

De préférence, le débit du carburant gazeux est réglé par un régulateur de débit massique positionné entre le réservoir de carburant et l'entrée de l'anode ou en variante entre le réservoir de carburant et  Preferably, the flow rate of the gaseous fuel is regulated by a mass flow regulator positioned between the fuel tank and the inlet of the anode or alternatively between the fuel tank and

le reformeur si celui-ci est présent.  the reformer if it is present.

De la même façon, le débit de l'air alimentant la cathode et issu du dispositif d'alimentation en air peut être réglé par un dispositif approprié tel qu'un ventilateur entraîné à vitesse variable par un  Similarly, the flow rate of the air supplying the cathode and coming from the air supply device can be regulated by an appropriate device such as a fan driven at variable speed by a

moteur.engine.

Lors d'un appel de courant électrique, la puissance thermique fournie par la pile à combustible augmente. De plus, il est nécessaire d'augmenter le débit d'air issu du dispositif d'alimentation en air afin de fournir davantage d'oxygène pour la réaction. La quasi-totalité de la puissance thermique générée par les réactions chimiques se produisant dans la pile à combustible est emportée par les gaz chauds en sortie de cathode. Lors d'une augmentation de puissance thermique fournie par la pile à combustible, les gaz chauds issus de la cathode présentent alors une température plus élevée. Cela entraîne, lors de l'échange thermique entre les gaz chauds et le carburant liquide situé dans le réservoir de carburant, une augmentation de la température du carburant liquide. Une quantité plus grande de carburant liquide est vaporisée en carburant gazeux, ce qui provoque une augmentation de  During an electrical current call, the thermal power supplied by the fuel cell increases. In addition, it is necessary to increase the air flow rate coming from the air supply device in order to provide more oxygen for the reaction. Almost all of the thermal power generated by the chemical reactions occurring in the fuel cell is carried away by the hot gases at the cathode outlet. When the thermal power supplied by the fuel cell increases, the hot gases from the cathode then have a higher temperature. This causes, during the heat exchange between the hot gases and the liquid fuel located in the fuel tank, an increase in the temperature of the liquid fuel. More liquid fuel is vaporized into gaseous fuel, causing an increase in

la pression gazeuse dans le réservoir de carburant.  gas pressure in the fuel tank.

Lors d'un appel de courant électrique, le débit anodique augmente, créant un besoin supplémentaire en carburant. Grâce à la hausse de la pression gazeuse dans le réservoir de carburant, le débit en carburant gazeux augmente. Cette fourniture supplémentaire de gaz vers l'entrée de l'anode entraîne une baisse de la pression gazeuse  During an electrical current call, the anode flow increases, creating an additional need for fuel. As the gas pressure in the fuel tank increases, the flow of gaseous fuel increases. This additional supply of gas to the anode inlet causes a drop in gas pressure

dans le réservoir de carburant qui est ainsi automatiquement régulée.  in the fuel tank which is thus automatically regulated.

Ainsi, grâce au système selon l'invention, la diminution de pression des gaz situés dans le réservoir de carburant due à l'augmentation du débit anodique est compensée par l'augmentation de pression conférée par la vaporisation du carburant liquide au contact  Thus, thanks to the system according to the invention, the decrease in pressure of the gases located in the fuel tank due to the increase in the anode flow is compensated by the increase in pressure imparted by the vaporization of the liquid fuel on contact.

des gaz chauds issus de la sortie de la cathode.  hot gases from the cathode outlet.

Le système selon l'invention permet ainsi, grâce à l'utilisation d'un réservoirfévaporateur et à la recirculation des gaz chauds, d'éviter de stocker le carburant liquide dans un réservoir et de l'acheminer vers un évaporateur indépendant avant de diriger le carburant gazeux vers la pile à combustible, comme cela est classiquement le cas. Cette suppression d'un élément auxiliaire entraîne une simplification du système, et une augmentation de la compacité, qui facilite grandement sa gestion. En outre, le système fonctionnant à des pressions voisines de la pression atmosphérique  The system according to the invention thus makes it possible, thanks to the use of an evaporator tank and to the recirculation of hot gases, to avoid storing the liquid fuel in a tank and to convey it to an independent evaporator before directing the gaseous fuel to the fuel cell, as is conventionally the case. This removal of an auxiliary element leads to a simplification of the system, and an increase in the compactness, which greatly facilitates its management. In addition, the system operating at pressures close to atmospheric pressure

consomme peu, ce qui le rend économiquement attractif.  consumes little, which makes it economically attractive.

Le système de génération d'électricité selon l'invention est particulièrement bien adapté à des piles à combustible de température  The electricity generation system according to the invention is particularly well suited to temperature fuel cells

de fonctionnement supérieure à 4000C.  operating above 4000C.

On peut ainsi employer des piles à combustible de type SOFC, qui présentent une température de fonctionnement pouvant atteindre 900 à 10000C, et valant généralement 800'C. L'utilisation de piles à combustibles de type ITSOFC (Intermediate Temperature Solid Oxide Fuell Cell) de température de fonctionnement comprise entre 400 et  It is thus possible to use fuel cells of the SOFC type, which have an operating temperature of up to 900 to 10,000 ° C., and generally equal to 800 ° C. The use of fuel cells type ITSOFC (Intermediate Temperature Solid Oxide Fuell Cell) with an operating temperature between 400 and

500'C est également possible.500'C is also possible.

On peut également envisager d'utiliser des piles à combustible à carbonate fondu de type MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell en anglais) ou encore des piles à combustible de type DMFC (Direct  One can also consider using molten carbonate fuel cells of the MCFC type (Molten Carbonate Fuel Cell in English) or even DMFC type fuel cells (Direct

Methanol Fuel Cell en anglais).Methanol Fuel Cell in English).

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le refroidissement de la pile à combustible est assuré grâce à l'air issu du dispositif d'alimentation en air. Ainsi, la pile à combustible ne nécessite pas de circuit de refroidissement qui pourrait absorber une partie de l'énergie thermique générée par la pile, et cette puissance thermique est transférée intégralement aux gaz chauds en sortie de cathode. L'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre d'une pile à combustible, en particulier dans un système de traction électrique pour véhicule automobile. Le procédé comprend les étapes de: a) recirculation des gaz chauds issus de la cathode de la pile à combustible vers un réservoir de carburant rempli partiellement avec un carburant liquide, et b) utilisation des calories des gaz chauds pour vaporiser une partie du  According to a preferred embodiment of the invention, the cooling of the fuel cell is ensured by means of the air coming from the air supply device. Thus, the fuel cell does not require a cooling circuit which could absorb part of the thermal energy generated by the cell, and this thermal power is transferred entirely to the hot gases at the cathode outlet. The invention also relates to a method of implementing a fuel cell, in particular in an electric traction system for a motor vehicle. The method comprises the steps of: a) recirculating the hot gases from the cathode of the fuel cell to a fuel tank partially filled with liquid fuel, and b) using the calories of the hot gases to vaporize part of the

carburant présent dans le réservoir de carburant.  fuel present in the fuel tank.

Les piles à combustible pouvant être utilisée dans ce procédé  Fuel cells that can be used in this process

sont celles décrites plus haut.are those described above.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention  Other advantages and characteristics of the invention

apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise  will appear on examination of the detailed description of a betting method

en oeuvre nullement limitatif d'un système de traction électrique selon l'invention et illustré par la figure annexée qui montre de manière schématique un sous-ensemble d'un système de traction électrique  in no way limiting use of an electric traction system according to the invention and illustrated by the appended figure which schematically shows a sub-assembly of an electric traction system

pour véhicule automobile selon ce mode de réalisation de l'invention.  for a motor vehicle according to this embodiment of the invention.

La figure montre un sous-ensemble 1 d'un système de traction électrique pour véhicule automobile. Le sous-ensemble 1 comprend une pile à combustible 2, reliée à un dispositif d'alimentation en air 3, à un réservoir de carburant 4, à un régulateur de débit massique 5,  The figure shows a sub-assembly 1 of an electric traction system for a motor vehicle. The subassembly 1 comprises a fuel cell 2, connected to an air supply device 3, to a fuel tank 4, to a mass flow regulator 5,

ainsi qu'à un dispositif de traitement 12.  as well as a processing device 12.

La pile à combustible 2, par exemple de type SOFC, est munie  The fuel cell 2, for example of the SOFC type, is provided

d'une anode 6 et d'une cathode 7, séparées par un électrolyte solide 8.  an anode 6 and a cathode 7, separated by a solid electrolyte 8.

De préférence, l'anode 6 et la cathode 7 sont constituées de matériaux céramiques poreux et l'électrolyte solide 8 est constitué de zircone stabilisée par de l'oxyde d'yttrium (YSZ). Le courant électrique produit par la pile 2 est acheminé par la connexion 2a vers un dispositif de traitement 12 et un moteur électrique de traction non représenté. La pile à combustible 2 est alimentée à l'entrée de la cathode 7 par de l'air issu du dispositif d'alimentation en air 3. La sortie de la cathode 7 est reliée au réservoir de carburant 4 via la conduite 9. Le réservoir de carburant 4 comprend une partie 13 constituée par du carburant liquide et une partie 14 comprenant du carburant vaporisé. Le réservoir de carburant 4 est relié d'une part à l'entrée de l'anode 6 par la canalisation 4a, le régulateur de débit massique 5 étant interposé entre le carburant 4 et l'entrée de l'anode  Preferably, the anode 6 and the cathode 7 are made of porous ceramic materials and the solid electrolyte 8 is made of zirconia stabilized by yttrium oxide (YSZ). The electric current produced by the battery 2 is conveyed by the connection 2a to a processing device 12 and an electric traction motor, not shown. The fuel cell 2 is supplied at the inlet of the cathode 7 with air from the air supply device 3. The outlet of the cathode 7 is connected to the fuel tank 4 via the line 9. The tank of fuel 4 comprises a part 13 consisting of liquid fuel and a part 14 comprising vaporized fuel. The fuel tank 4 is connected on the one hand to the inlet of the anode 6 by the pipe 4a, the mass flow regulator 5 being interposed between the fuel 4 and the inlet of the anode

6, et d'autre part à la sortie 10.6, and on the other hand at exit 10.

Lors d'un appel de courant, la puissance thermique fournie par la pile à combustible 2 augmente. Le débit d'air issu du dispositif d'alimentation en air 3 est augmenté, afin de fournir davantage d'oxygène pour la réaction et également pour refroidir le système, à l'aide d'un dispositif approprié tel qu'un ventilateur entraîné à vitesse variable par un moteur. Ce dispositif est commandé par le dispositif de traitement 12 qui est relié au dispositif d'alimentation en air 3 via la  During a current call, the thermal power supplied by the fuel cell 2 increases. The air flow from the air supply device 3 is increased, in order to provide more oxygen for the reaction and also to cool the system, using an appropriate device such as a fan driven variable speed by a motor. This device is controlled by the processing device 12 which is connected to the air supply device 3 via the

connexion 12a.connection 12a.

La réaction se produisant dans la pile à combustible 2 est la suivante: l'oxygène est dissocié à la cathode 7 en ions 02-. Ces ions migrent à travers l'électrolyte 8 et vont se combiner à l'anode 6 avec  The reaction taking place in the fuel cell 2 is as follows: the oxygen is dissociated at the cathode 7 into ions 02-. These ions migrate through the electrolyte 8 and will combine at the anode 6 with

de l'hydrogène pour former de l'eau.  hydrogen to form water.

La quasi-totalité de la puissance thermique générée par cette réaction chimique est emportée par les gaz chauds en sortie de cathode 7. Les gaz chauds sont composés d'air appauvri en oxygène, c'est-àdire comprenant essentiellement de l'azote et l'oxygène qui n'a pas réagi dans la pile à combustible 2. Lors d'une augmentation de puissance thermique fournie par la pile à combustible 2, les gaz chauds issus de la cathode 7 en sortie de cathode présentent alors une température plus élevée. Ils sont acheminés via la conduite 9 vers le réservoir de carburant 4 afin de céder de la chaleur au carburant liquide qui remplit partiellement le réservoir de carburant 4. Ceci entraîne, lors de l'échange thermique entre les gaz chauds et le carburant liquide situé dans le réservoir de carburant 4, une augmentation de la température du carburant liquide. Une partie du carburant liquide est vaporisée en carburant gazeux, ce qui provoque une augmentation de la pression gazeuse dans le réservoir de carburant 4. Après leur passage dans le réservoir de carburant 4, les gaz chauds  Almost all of the thermal power generated by this chemical reaction is carried away by the hot gases leaving the cathode 7. The hot gases are composed of oxygen-depleted air, that is to say essentially comprising nitrogen and l unreacted oxygen in the fuel cell 2. During an increase in thermal power supplied by the fuel cell 2, the hot gases from the cathode 7 at the cathode outlet then have a higher temperature. They are routed via line 9 to the fuel tank 4 in order to transfer heat to the liquid fuel which partially fills the fuel tank 4. This results, during the heat exchange between the hot gases and the liquid fuel located in the fuel tank 4, an increase in the temperature of the liquid fuel. Part of the liquid fuel is vaporized into gaseous fuel, which causes an increase in the gas pressure in the fuel tank 4. After passing through the fuel tank 4, the hot gases

sont évacués du système par la sortie 10.  are evacuated from the system by outlet 10.

L'échange thermique assurant la vaporisation du carburant est assuré à l'aide d'un échangeur thermique immergé dans le carburant liquide. Les gaz chauds circulent dans l'échangeur thermique et un transfert de chaleur s'effectue entre les gaz chauds et le carburant liquide, entraînant la vaporisation de ce dernier. L'échangeur thermique peut être de toute forme connue de l'homme du métier, et notamment en forme de serpentin ou de spirale. De même le réservoir de carburant 4 peut présenter différentes formes; il peut notamment être de section carrée, circulaire, ou encore en forme de citerne. La vaporisation du carburant liquide provoque une augmentation de la pression gazeuse dans le réservoir de carburant 4, ce qui permet de générer un flux gazeux vers l'entrée de l'anode 6 via le régulateur de débit massique 5. L'homme du métier pourra déterminer la surface d'échange de l'échangeur thermique et le taux de remplissage en carburant liquide du réservoir de carburant 4, afin d'optimiser  The heat exchange ensuring the vaporization of the fuel is ensured using a heat exchanger immersed in the liquid fuel. The hot gases circulate in the heat exchanger and a heat transfer takes place between the hot gases and the liquid fuel, causing the latter to vaporize. The heat exchanger can be of any shape known to a person skilled in the art, and in particular in the form of a coil or a spiral. Similarly, the fuel tank 4 can have different shapes; it can in particular be of square, circular section, or even in the form of a tank. The vaporization of the liquid fuel causes an increase in the gas pressure in the fuel tank 4, which makes it possible to generate a gas flow towards the inlet of the anode 6 via the mass flow regulator 5. Those skilled in the art can determine the heat exchanger exchange surface and the liquid fuel filling rate of the fuel tank 4, in order to optimize

l'échange thermique.heat exchange.

De préférence, on choisit un carburant qui puisse être reformé (transformé en hydrogène) à l'intérieur même de la pile. Les carburants pouvant être utilisés sont l'essence, le gasoil, ou encore les alcools comme le méthanol ou l'éthanol. Le méthanol et l'éthanol sont particulièrement préférés. En variante, on dispose un reformeur pouvant fonctionner avec un carburant sous pression entre le réservoir de carburant 4 et l'entrée de l'anode 6, le reformeur étant alimenté par la phase gazeuse du carburant évaporé dans le réservoir 4 et  Preferably, a fuel is chosen which can be reformed (transformed into hydrogen) inside the cell itself. The fuels that can be used are petrol, diesel, or alcohols such as methanol or ethanol. Methanol and ethanol are particularly preferred. As a variant, there is a reformer capable of operating with fuel under pressure between the fuel tank 4 and the inlet of the anode 6, the reformer being supplied by the gas phase of the fuel evaporated in the tank 4 and

fournissant de l'hydrogène à l'entrée de l'anode 6.  providing hydrogen at the inlet of anode 6.

Lors de l'appel de courant, le débit anodique augmente, créant un besoin supplémentaire en carburant. Grâce au régulateur de débit massique 5 situé entre le réservoir de carburant 4 et l'entrée de l'anode 6, et commandé par le dispositif de traitement 12 via la connexion 12b, on règle l'augmentation du débit en carburant gazeux provoquée par la vaporisation d'une partie du carburant liquide. Cette fourniture supplémentaire de gaz vers l'entrée de l'anode 6 entraîne une baisse de la pression gazeuse dans le réservoir de carburant 4. Les résidus du carburant gazeux sont évacués de la pile à combustible 2 à  During the current draw, the anode flow increases, creating an additional need for fuel. Thanks to the mass flow regulator 5 located between the fuel tank 4 and the inlet of the anode 6, and controlled by the processing device 12 via the connection 12b, the increase in the flow of gaseous fuel caused by the vaporization of part of the liquid fuel. This additional supply of gas to the inlet of the anode 6 causes a drop in the gas pressure in the fuel tank 4. The residues of the gaseous fuel are removed from the fuel cell 2 to

la sortie d'anode 11.the anode outlet 11.

Ainsi, grâce au système selon l'invention, la diminution de pression des gaz situés dans le réservoir de carburant 4 due à l'augmentation du débit anodique est compensée par l'augmentation de pression conférée par la vaporisation du carburant liquide au contact  Thus, thanks to the system according to the invention, the decrease in pressure of the gases located in the fuel tank 4 due to the increase in the anode flow is compensated by the increase in pressure imparted by the vaporization of the liquid fuel on contact.

des gaz chauds issus de la sortie de la cathode 7.  hot gases from the outlet of cathode 7.

Le système selon l'invention permet ainsi, grâce à l'utilisation d'un réservoir/évaporateur et à la recirculation des gaz chauds, d'éviter de stocker le carburant liquide dans un réservoir et de l'acheminer vers un évaporateur avant de diriger le carburant gazeux vers la pile à combustible, comme cela est classiquement le cas. Cette suppression d'un élément auxiliaire entraîne une simplification du système, et une augmentation de la compacité, qui facilite grandement sa gestion. En outre, le système fonctionnant à des pressions voisines de la pression atmosphérique consomme peu, ce qui le rend  The system according to the invention thus makes it possible, thanks to the use of a tank / evaporator and to the recirculation of the hot gases, to avoid storing the liquid fuel in a tank and to convey it to an evaporator before directing the gaseous fuel to the fuel cell, as is conventionally the case. This removal of an auxiliary element leads to a simplification of the system, and an increase in the compactness, which greatly facilitates its management. In addition, the system operating at pressures close to atmospheric pressure consumes little, which makes it

économiquement attractif.economically attractive.

Le système selon l'invention peut avantageusement être utilisé pour la traction automobile. Il peut également être utilisé pour alimenter des organes auxiliaires, comme des batteries, des dispositifs de climatisation, etc., lorsque le moteur est arrêté. Il peut également être employé dans des couplages piles/batteries, afin de recharger les batteries.  The system according to the invention can advantageously be used for automobile traction. It can also be used to power auxiliary devices, such as batteries, air conditioning, etc., when the engine is stopped. It can also be used in battery / battery combinations, in order to recharge the batteries.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Système de traction électrique pour véhicule automobile comprenant une pile à combustible (2) présentant au moins un ensemble formé d'une anode (6) et d'une cathode (7) munies chacune d'une entrée et d'une sortie d'électrode, la cathode (7) étant alimentée en air à son entrée par un dispositif d'alimentation en air (3) et produisant des gaz chauds à sa sortie, l'anode (6) étant alimentée par injection d'un gaz carburant, caractérisé en ce que les gaz chauds issus de la cathode (7) sont acheminés vers un réservoir de carburant (4) partiellement rempli avec du carburant liquide, de façon à transformer par échange thermique entre les gaz chauds et le carburant liquide, dans le réservoir de carburant (4), au moins une partie du carburant  1. Electric traction system for a motor vehicle comprising a fuel cell (2) having at least one assembly formed by an anode (6) and a cathode (7) each provided with an inlet and an outlet d electrode, the cathode (7) being supplied with air at its entry by an air supply device (3) and producing hot gases at its exit, the anode (6) being supplied by injection of a fuel gas , characterized in that the hot gases from the cathode (7) are conveyed to a fuel tank (4) partially filled with liquid fuel, so as to transform by heat exchange between the hot gases and the liquid fuel, in the fuel tank (4), at least part of the fuel liquide en gaz.liquid into gas. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase gazeuse du carburant évaporée dans le réservoir de carburant (4)  2. System according to claim 1, characterized in that the gas phase of the fuel evaporated in the fuel tank (4) est injectée directement à l'anode (6).  is injected directly at the anode (6). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le carburant est choisi parmi l'essence, le gasoil, ou encore les alcools  3. System according to claim 2, characterized in that the fuel is chosen from gasoline, diesel, or alcohols 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le4. System according to claim 3, characterized in that the carburant est choisi parmi le méthanol et l'éthanol.  fuel is chosen from methanol and ethanol. 5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase gazeuse du carburant évaporée dans le réservoir de carburant (4) est acheminée vers un reformeur pouvant fonctionner avec un  5. System according to claim 1, characterized in that the gaseous phase of the fuel evaporated in the fuel tank (4) is conveyed to a reformer capable of operating with a carburant sous pression.fuel under pressure. 6. Système selon l'une quelconque des revendications  6. System according to any one of the claims précédentes, caractérisé en ce que le débit du carburant gazeux est réglé par un régulateur de débit massique (5) positionné entre le  above, characterized in that the flow rate of the gaseous fuel is regulated by a mass flow regulator (5) positioned between the réservoir de carburant (4) et l'entrée de l'anode (6).  fuel tank (4) and the anode inlet (6). 7. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le débit de l'air alimentant la cathode (7) et issu du dispositif d'alimentation en air (3) est réglé par un ventilateur entraîné à vitesse  7. System according to claim 1 or 2, characterized in that the air flow supplying the cathode (7) and coming from the air supply device (3) is regulated by a fan driven at speed variable par un moteur.variable by a motor. 8. Système selon l'une quelconque des revendications  8. System according to any one of the claims précédentes, caractérisé en ce que la température de fonctionnement de  above, characterized in that the operating temperature of la pile à combustible (2) est supérieure à 400'C.  the fuel cell (2) is greater than 400 ° C. 9. Système selon l'une quelconque des revendications  9. System according to any one of the claims précédentes, caractérisé en ce que la pile à combustible est une pile de  above, characterized in that the fuel cell is a fuel cell type SOFC.SOFC type. 10. Système selon l'une des revendications 1 à 8,  10. System according to one of claims 1 to 8, caractérisé en ce que la pile à combustible est une pile de type  characterized in that the fuel cell is a cell of the type ITSOFC.ITSOFC. 11. Système selon l'une quelconque des revendications  11. System according to any one of the claims précédentes, caractérisé en ce que le refroidissement de la pile à combustible (2) est assuré grâce à l'air issu du dispositif  previous, characterized in that the cooling of the fuel cell (2) is ensured by the air coming from the device d'alimentation en air (3).air supply (3). 12. Procédé de mise en oeuvre d'une pile à combustible (2), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de a) recirculation des gaz chauds issus de la cathode (7) de la pile à combustible (2) vers un réservoir de carburant (4) rempli partiellement avec un carburant liquide, et b) utilisation des calories des gaz chauds pour vaporiser une partie du  12. Method of implementing a fuel cell (2), characterized in that it comprises the steps of a) recirculation of the hot gases coming from the cathode (7) of the fuel cell (2) to a fuel tank (4) partially filled with liquid fuel, and b) using the calories of the hot gases to vaporize part of the carburant présent dans le réservoir de carburant (4).  fuel present in the fuel tank (4).
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