FR2857632A1 - Vehicule automobile avec reservoir de combustible gazeux et circuit d'alimentation basse pression - Google Patents

Vehicule automobile avec reservoir de combustible gazeux et circuit d'alimentation basse pression Download PDF

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FR2857632A1
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Abstract

L'invention concerne un véhicule automobile comprenant un organe de production d'énergie (1), au moins un organe de stockage de gaz sous une haute pression (11), et un circuit (20) d'alimentation de l'organe de production d'énergie (1) en gaz stocké dans l'organe de stockage (11) comprenant un détendeur (24) détendant le gaz à une basse pression.Selon l'invention, le détendeur (24) est disposé au plus près de l'organe de stockage (11) pour ne pas exposer le circuit d'alimentation (20) à la haute pression .

Description

L'invention concerne en général les véhicules
automobiles comprenant un organe moteur alimenté par un gaz, par exemple une pile à combustible alimentée par de l'hydrogène gazeux.
Plus précisément, l'invention concerne un véhicule automobile comprenant un organe de production d'énergie, au moins un organe de stockage de gaz sous une haute pression, et un circuit d'alimentation de l'organe de production d'énergie en gaz stocké dans l'organe de 10 stockage ce circuit comprenant un détendeur détendant le gaz à une basse pression.
On connaît dans l'art antérieur des véhicules de ce type, fonctionnant avec des piles à combustibles. Ces piles sont alimentées par de l'hydrogène gazeux, qui est 15 un gaz inflammable et détonnant. La haute pression de stockage du gaz augmente la probabilité et surtout la gravité des fuites.
L'invention vise à améliorer la sécurité sur de tels véhicules.
A cette fin, le véhicule de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le détendeur est disposé au plus près de l'organe de stockage pour ne pas exposer le circuit 25 d'alimentation à la haute pression.
Dans un mode de réalisation possible de l'invention, le véhicule comprend des moyens de contrôle et de régulation du circuit d'alimentation, ces moyens comprenant au moins un organe de coupure disposé dans le 30 circuit d'alimentation et permettant sélectivement de couper ou d'autoriser la circulation du gaz dans le circuit d'alimentation, cet organe étant disposé au plus près de l'organe de stockage de façon à couper la circulation de gaz en cas de fuite dans le circuit 35 d'alimentation.
Avantageusement, le détendeur est disposé en amont de l'organe de coupure suivant le sens de circulation du gaz.
De préférence, le véhicule comprend un réservoir 5 extractible, ce réservoir comprenant lui-même ledit organe de stockage et une enceinte de protection à l'intérieur de laquelle est disposé l'organe de stockage.
Par exemple, le détendeur et l'organe de coupure sont disposés à l'intérieur de l'enceinte de protection.
Avantageusement, l'organe de stockage est une bouteille, le réservoir comprenant une pluralité de bouteilles communiquant mutuellement.
De préférence, l'organe de coupure est une électrovanne.
Par exemple, la haute pression est supérieure à la basse pression.
Avantageusement, la basse pression est inférieure à bars.
De préférence, l'organe de production d'énergie est 20 une pile à combustible, le gaz étant de l'hydrogène.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi 25 lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique de l'organe de production d'énergie, du circuit d'alimentation et du réservoir d'un véhicule selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective du réservoir de la figure 1 et de son interface avec le véhicule, - la figure 3 est une vue partielle en perspective des organes de stockage de la figure 1, et - la figure 4 est une représentation schématique de l'algorithme de contrôle du réservoir et du circuit de distribution de la figure 1.
Le véhicule de l'invention est du type comprenant un organe de production d'énergie 1, un réservoir de gaz sous pression 10 avec au moins un organe de stockage de gaz 11, un circuit d'alimentation 20 de l'organe de 5 production d'énergie 1 en gaz stocké dans l'organe de stockage 11, et des moyens de contrôle et de régulation du circuit d'alimentation 30.
Les moyens de contrôle et de régulation 30 comprennent au moins un organe de coupure 31 disposé dans 10 le circuit d'alimentation 20 et permettant sélectivement de couper ou d'autoriser la circulation du gaz dans le circuit d'alimentation 20, des moyens de mesure, et des moyens informatiques 32 de pilotage de l'organe de coupure 31 en fonction de mesures effectuées sur le 15 circuit d'alimentation 20 et d'ordres donnés par le conducteur du véhicule.
Le gaz est stocké dans l'organe de stockage à une haute pression.
Le circuit d'alimentation 20 comprend un détendeur 20 24 détendant le gaz de la haute pression à une basse pression, un régulateur de pression 25 détendant une deuxième fois le gaz de la basse pression à la pression de service de l'organe de production d'énergie 1, un ensemble de soupapes de sécurité et d'organes 25 d'isolement.
Un dispositif d'inertage permet de remplir le circuit d'alimentation 20 avec un gaz inerte tel que de l'azote quand l'organe de production d'énergie est à l'arrêt.
Le réservoir 10 est de type extractible, comme le montre la figure 2. Il peut être désaccosté du véhicule quand il est vide et remplacé par un réservoir plein de gaz.
Dans ce but, le réservoir 10 est monté sur des 35 rails télescopiques 15 permettant de l'amener en contact ou de l'éloigner d'un panneau d'interface 16 porté par le véhicule.
Ce panneau comprend un raccord auto-obturant femelle 161 de type STAUBLI, des gâches de verrouillage 162 et des connecteurs électriques femelles 163.
Le réservoir 10 comprend un autre panneau 5 d'accostage, non représenté, complémentaire du panneau 16 porté par le véhicule. Le panneau du réservoir comprend un raccord auto-obturant mâle, des pennes de verrouillage, et des connecteurs électriques mâles, ceuxci venant respectivement coopérer avec le raccord femelle 10 161, les gâches 162 et les connecteurs femelles 163 quand le réservoir 10 est accosté au véhicule.
Les connecteurs électriques permettent d'amener aux capteurs et aux actionneurs du réservoir 10 à la fois la puissance électrique et les commandes venant des moyens 15 de pilotage 32.
Les gâches et les pennes permettent de verrouiller le réservoir 10 en position par rapport au véhicule.
Enfin, le circuit d'alimentation 20 comprend une partie amont solidaire du réservoir 10, et une partie 20 aval montée sur le véhicule. Les raccords auto-obturants mâle et femelle sont montés à des extrémité respectives des parties amont et aval du circuit d'alimentation 20.
Ils mettent ces parties en communication mutuelle quand le réservoir 10 est accosté, et obturent ces parties vis25 à-vis de l'extérieur quand le réservoir 10 est désaccosté.
Selon l'invention, le détendeur 24 est disposé le plus près possible du ou des organes de stockages 11, de telle sorte que la plus grande partie possible du circuit 30 d'alimentation et des organes d'isolement ou de mesure soient exposés à la basse pression et non à la haute pression. La fatigue des éléments du circuit, des organes d'isolement et des moyens de mesure est ainsi grandement diminuée et les risques de fuites sont également 35 diminués. Les raccords, vissés ou soudés, et les joints d'étanchéités, sont mécaniquement moins sollicités.
De plus, en cas de fuite, la gravité de l'événement est d'autant plus importante que la pression est élevée.
En effet, la durée d'intervention pour arrêter la fuite peut être considérée comme constante quelle que soit la 5 pression. Un circuit haute pression laissera ainsi échapper une quantité de gaz beaucoup plus importante qu'un circuit basse pression.
On notera que le détendeur 24 est placé en amont de l'organe de coupure 31, de manière à ne pas être 10 sollicité de façon excessive par les variations de pression résultant de l'ouverture et de la fermeture de ce dernier.
L'organe de coupure 31 est lui aussi disposé le plus près possible des organes de stockage 11, de façon à 15 pouvoir stopper des fuites de gaz sur la plus grande longueur possible du circuit d'alimentation 20 par la simple fermeture de l'organe de coupure 31. Seules les fuites se produisant en amont de l'organe de coupure 31 ne peuvent pas être arrêtées en fermant cet organe 31. 20 L'organe de coupure 31 est une électrovanne.
La haute pression de stockage est supérieure à la basse pression, et vaut typiquement 300 à 700 bars.
La basse pression est inférieure à 15 bars, et vaut typiquement 5 à 7 bars.
La pression de service de l'organe de production d'énergie est typiquement de 1,5 bars.
Les moyens de contrôle et de régulation 30 comprennent un organe 33 de mesure de la pression dans le circuit d'alimentation 20, apte à détecter une rupture du 30 circuit d'alimentation 20.
Cet organe de mesure communique avec les moyens informatiques de pilotage 32 en lui transmettant les valeurs de pression mesurées, et celui-ci ordonne la fermeture de l'électrovanne 31 quand une rupture du 35 circuit est détectée.
L'organe de mesure 33 détecte les variations de pression statique du gaz dans le circuit d'alimentation 20. En cas de rupture du circuit, en particulier de rupture complète, cette pression va baisser brusquement du fait de la mise en vitesse brutale du gaz.
Cet organe présente un temps de réponse 5 particulièrement rapide, inférieur à 150 ms, de l'ordre de 100 ms.
Cette caractéristique avantageuse est due au principe de fonctionnement de l'organe de mesure, qui détecte la propagation d'ondes de détente du gaz dans le 10 circuit d'alimentation. Cette propagation est extrêmement rapide car elle se fait à la vitesse du son.
L'organe de mesure 33 est l'élément clé de la sécurité du circuit d'alimentation. On notera qu'il permet de détecter les ruptures de tuyauterie en amont et 15 en aval dudit organe.
Comme le montre la figure 1, le réservoir 10 comprend au moins un organe 11 de stockage de gaz relié au circuit d'alimentation 20 et une enceinte de protection 12 à l'intérieur de laquelle sont fixés le ou 20 les organes de stockage 11, l'électrovanne 31, l'organe de mesure de pression 33, le détendeur 24 et la partie amont du circuit d'alimentation 20 reliant le ou les organes de stockage 11 au raccord rapide mâle.
Les moyens de contrôle et de régulation 30 25 comprennent un détecteur d'hydrogène 34 disposé dans l'enceinte de protection 12 et communiquant avec les moyens informatiques de pilotage 32.
Il est calibré pour détecter une concentration d'hydrogène à l'intérieur de l'enceinte 12 nettement 30 inférieure à la limite inférieure d'inflammabilité, c'est-à-dire inférieure à 4%.
Ce détecteur offre un moyen supplémentaire de détecter une fuite d'hydrogène dans le circuit d'alimentation, et plus précisément sur la partie amont 35 de ce circuit qui se trouve à l'intérieur de l'enceinte de protection 12. Il peut confirmer les informations fournies par l'organe de mesure de pression 33, ou suppléer à son éventuelle défaillance.
En cas de détection d'hydrogène par le détecteur 34, les moyens de pilotage 32 ordonnent la fermeture de l'électrovanne 31 et avertissant le conducteur.
Le réservoir 10 comprend typiquement une pluralité d'organes 11 de stockage de gaz communiquant mutuellement par des portions de tuyauteries formant des lyres de dilatation 13.
Les organes de stockage 11 sont des bouteilles cylindriques identiques, aptes à résister à la pression de stockage de l'hydrogène, représentées sur la figure 3.
Ces bouteilles peuvent par exemple être couchées les unes à côté des autres, et former deux rangées 15 superposées et décalées en quinconce, une rangée de cinq bouteilles surmontée d'une rangée de quatre bouteilles.
Ces bouteilles présentent des ouvertures respectives à leurs sommets, ces ouvertures étant toutes disposées d'un même côté des bouteilles.
Les portions de tuyauteries en lyres 13 mettant en communication les bouteilles ne sont pas droites mais au contraire présente chacune un segment en Q. Les contraintes thermiques et mécaniques subies par ces portions de tuyauteries vont se traduire par une 25 déformation du segment en Q., qui permet de réduire la fatigue du matériau constituant ces tuyauteries.
Les organes de stockage 11 communiquent avec le circuit d'alimentation 20 à travers des organes limiteurs de débit 14, typiquement des restrictions.
Ces restrictions sont dimensionnées de telle sorte que le débit de gaz soit suffisant pour alimenter l'organe de production d'énergie 1 et pour que ce débit soit également suffisant pour pouvoir vider les bouteilles en cas d'incendie, dans un délai compatible 35 avec la durée de résistance au feu des bouteilles.
A contrario, en cas de rupture du circuit d'alimentation en amont de l'électrovanne 31, c'est-à- dire entre l'électrovanne 31 et les organes de stockage 11, ce débit doit être suffisamment faible pour permettre au détecteur d'hydrogène 34 de répondre en avertissant le conducteur, avant que la concentration d'hydrogène dans 5 l'enceinte de protection 12 dépasse la limite inférieure d'inflammabilité.
Le circuit d'alimentation 20 comprend une soupape de sécurité 21 disposée entre les organes de stockage 11 et l'électrovanne 31, cette soupape 21 débouchant 10 directement à l'extérieur de l'enceinte de protection 12 par une cheminée d'évacuation haute pression 123.
Cette soupape permet de limiter la montée en pression du gaz dans les organes de stockage 11. En effet, la pression de stockage peut augmenter lors d'un 15 incendie. La soupape 21 s'ouvre quand la pression dépasse un seuil prédéterminé, valant typiquement la pression maximale de stockage dans les organes 11 plus 10%.
Elle est d'action très rapide, et est donc très efficace dans le cas où les organes de stockage 11 sont 20 pleins car la pression dans ces organes est alors maximale.
Le circuit d'alimentation 20 comprend aussi un fusible thermique 14 par organe de stockage 11, placé au plus près de celui-ci. Ce fusible sert d'élément de 25 sécurité en cas d'incendie quand les organes de stockage ne sont pas pleins. En effet, la soupape de sécurité 21 ne va pas s'ouvrir dans ce cas, ou ne va s'ouvrir qu'après un temps très long. Au contraire, ces fusibles thermiques 14 vont réagir rapidement car ils s'ouvrent 30 quand la température ambiante dépasse une valeur prédéterminée. Ces fusibles thermiques 14 débouchent à l'intérieur de l'enceinte de protection 12.
L'utilisation d'un fusible thermique est particulièrement avantageuse, car les organes de stockage 35 11 peuvent se vider, quelle que soit la pression résiduelle du gaz dans ces organes. Une simple soupape tarée à une pression prédéterminée ne permettrait pas d'atteindre un tel résultat.
Par ailleurs, l'enceinte de protection 12 comprend un disque de rupture 121 et une cheminée d'évacuation 122.
Le disque de rupture 121 permet de mettre en communication l'intérieur de l'enceinte de protection 12 avec l'extérieur quand la pression à l'intérieur de cette enceinte dépasse une valeur prédéterminée.
Le disque est normalement étanche. Etant donné qu'une rupture de tuyauterie permettrait à l'hydrogène de remplir l'enceinte en un temps très bref, de l'ordre d'une seconde, le disque est taré à une valeur basse, approximativement la pression atmosphérique plus quelques 15 dizaines de millibars.
Le disque est positionné sur le côté arrière de l'enceinte de protection 12, c'est-à-dire opposé au panneau d'interface 16.
La cheminée d'évacuation 122 assure une 20 communication permanente entre l'intérieur de l'enceinte de protection 12 et l'extérieur. Elle est dimensionnée pour évacuer de petites fuites d'hydrogène, survenant par exemple aux raccords entre les différents éléments du circuit d'alimentation 20.
Comme le montre la figure 1, les éléments suivants sont disposés dans l'ordre, d'amont en aval, le long de la partie amont du circuit d'alimentation 20: les organes de stockage 11, le fusible thermique 14, la soupape de sécurité 21, une vanne d'isolement 26, 30 l'organe de mesure de pression 33, le détendeur 24, un premier capteur de pression 27, l'électrovanne 31, le raccord rapide mâle.
Les éléments suivants sont disposés dans l'ordre, d'amont en aval, le long de la partie aval du circuit 35 d'alimentation 20: le raccord rapide femelle 161, une soupape de surpression 28, un clapet anti-retour 29, le régulateur de pression 25 et une soupape de sécurité 28' Le détendeur 24 est réglé à un niveau de détente prédéterminé lors de son montage dans le réservoir 10 et n'est pas piloté. Le premier capteur de pression 27 permet de contrôler son fonctionnement. La pression 5 mesurée par ce capteur est reportée sur le tableau de bord du véhicule. Le réglage du détendeur 24 est contrôlé à chaque remplissage du réservoir 10 à l'aide du premier capteur de pression 27.
La soupape de surpression 28 de la partie aval du 10 circuit d'alimentation est tarée à la pression de service du détendeur côté basse pression plus 10%.
La vanne d'isolement 26 est commandée par les moyens informatiques de pilotage.
Le circuit d'alimentation 20 comprend un raccord 22 15 dédié au remplissage des organes de stockage 11 par du gaz, et une portion de tuyauterie 23 reliant ce raccord 22 à un point situé entre les organes de stockage 11 et la vanne d'isolement 26.
Le raccord de remplissage 22 est un raccord rapide 20 auto-obturant du même type que le raccord mâle constituant l'interface avec le véhicule. Il est fixé à l'intérieur de l'enceinte de protection 12, et est accessible par l'intermédiaire d'une trappe de visite, non représentée, portée par l'enceinte de protection 12.
La portion de tuyauterie de remplissage 23 comprend un filtre 231 et une vanne manuelle 232.
Le filtre 231 empêche d'éventuelles impuretés de pénétrer dans les organes de stockage 11 et dans le circuit d'alimentation 20.
La vanne manuelle 232 permet d'isoler le raccord de remplissage 22 du circuit d'alimentation 20 en dehors des périodes de remplissage. Elle est accessible à partir de l'extérieur du réservoir 10, en ouvrant la trappe de visite.
Un second capteur de pression 233 mesure la pression du circuit d'alimentation 20 entre la vanne d'isolement 26 et les organes de stockage 11. La valeur mesurée est lue sur un organe de visualisation fixé à l'intérieur du réservoir, à proximité de la vanne manuelle 232, et qui est visible quand la trappe de visite est ouverte.
Le remplissage du réservoir est effectué dans une station dédiée, après avoir extrait le réservoir du véhicule. Ceci permet de garantir une plus grande sécurité que si le remplissage était effectué réservoir en place sur le véhicule.
On notera enfin que l'enceinte de protection 12 du réservoir joue plusieurs rôles: elle assure le maintien et la fixation de différents éléments tels que les organes de stockage 11, les raccords rapides, l'électrovanne 31, le détendeur 24, l'organe de mesure 15 de pression 33, et les protège contre les chocs externes.
On va maintenant décrire les principes de conduite de l'organe de production d'énergie 1 et de son l'alimentation, en référence à la figure 4.
Le véhicule adopte sélectivement l'un de trois 20 états prédéterminés suivants: maintenance, arrêt sûr ou marche normale, les moyens de contrôle et de régulation 30 étant aptes à faire passer le véhicule d'un état à un autre.
A l'état maintenance, le réservoir 10 est déchargé 25 du véhicule et le circuit d'alimentation 20 est inerté à l'aide d'un gaz inerte tel que de l'azote. L'électrovanne 31 et la vanne d'isolement 26 sont fermées, l'organe de mesure de pression 33 et le détecteur d'hydrogène 34 sont désactivés, et les moyens informatiques de pilotage 32 30 sont en sommeil. Le véhicule peut être à l'arrêt, c'esta-dire contact coupé, ou roulant. Dans ce dernier cas, il est propulsé à l'aide d'une batterie électrique.
A l'état arrêt sûr, le réservoir 10 est en place et verrouillé sur le véhicule, et le circuit d'alimentation 35 20 est inerté. L'électrovanne 31 est fermée, mais la vanne d'isolement 26 est ouverte. L'organe de mesure de pression 33 et le détecteur d'hydrogène 34 sont au moins partiellement activés, et les moyens informatiques de pilotage 32 sont opérationnels. Le véhicule peut être à l'arrêt ou roulant.
L'état marche normale présente les différences 5 suivantes par rapport à l'état arrêt sûr: l'électrovanne 31 est ouverte, le gaz circule dans circuit d'alimentation 20, et les moyens de mesure sont complètement activés.
Les moyens de contrôle et de régulation 30 sont 10 aptes à dérouler automatiquement des séquences de commande correspondant au chargement du réservoir 10, à l'ouverture de l'alimentation de l'organe de production d'énergie 1 en gaz à partir du réservoir 10, à l'arrêt de l'alimentation de l'organe de production d'énergie 1 en 15 gaz à partir du réservoir 10, et au déchargement du réservoir 10.
Ces moyens peuvent également dérouler une séquence d'arrêt sécurité, et une séquence d'arrêt d'urgence.
Comme le montre la figure 4, la séquence de 20 chargement fait passer le véhicule de l'état maintenance à l'état arrêt sûr. Elle comprend les étapes suivantes: - mise en place du réservoir 10 sur le véhicule, réveil et initialisation des moyens informatiques de pilotage, verrouillage du réservoir 10 sur le véhicule, - analyse des contacts de présence du réservoir - activation des seuils de détection de l'organe de mesure de pression 33 et du détecteur d'hydrogène 34, 30 - ouverture de la vanne d'isolement 26, - lecture de la pression de gaz par l'organe de mesure de pression 33.
Les contacts de présence du réservoir sont soit des contacts électriques spécifiques portés par le panneau 35 d'interface 16, soit des contacts intégrés à d'autres organes, comme par exemple le raccord électrique 161 ou la gâche 162.
La séquence d'ouverture de l'alimentation de l'organe de production d'énergie 1 en gaz à partir du réservoir 10 fait passer le véhicule de l'état arrêt sûr à l'état marche normale. Elle comprend les étapes suivantes: - analyse des contacts de présence du réservoir - activation complète de l'organe de mesure de pression 33 et du détecteur d'hydrogène 34, 10 - ouverture de l'électrovanne 31, - mise en route de l'organe de production d'énergie.
Si l'organe de production d'énergie n'est pas prêt à fonctionner au bout d'un temps prédéterminé, par 15 exemple une minute, le véhicule revient automatiquement à l'état arrêt sûr.
La séquence d'arrêt de l'alimentation de l'organe de production d'énergie 1 en gaz à partir du réservoir 10 fait passer le véhicule de l'état marche normale à l'état 20 arrêt sûr. Elle comprend les étapes suivantes: - arrêt de l'organe de production d'énergie, - fermeture de l'électrovanne 31.
La séquence de déchargement du réservoir 10 fait passer le véhicule de l'état arrêt sûr à l'état 25 maintenance. Elle comprend les étapes suivantes: - autorisation de déchargement - fermeture de la vanne d'isolement 26, - désactivation de l'organe de mesure de pression 33 et du détecteur d'hydrogène 34, - déverrouillage du réservoir 10, - retrait du réservoir 10 (analyse des contacts de présence), - enregistrement de l'état du véhicule par les moyens informatiques de pilotage, - mise en veille des moyens informatiques de pilotage.
La séquence d'arrêt sécurité vise à mettre le véhicule en sécurité dès qu'une anomalie apparaît sur le circuit de gaz. Une information est envoyée au conducteur. La séquence se déclenche dès le dépassement 5 de seuils prédéfinis par les capteurs tels que l'organe de mesure de pression 33 et le détecteur d'hydrogène 34.
La séquence d'arrêt d'urgence est déroulé en cas de réalisation d'événements prédéterminés et quand les capteurs dépassent certains seuils prédéterminés. Cette 10 procédure est prioritaire sur l'ensemble des ordres transmissibles aux moyens informatiques de pilotage 32 et vise à sécuriser le plus rapidement possible le véhicule.
Le conducteur est averti directement. Le diagnostic de l'état du véhicule est effectué, après mise à l'arrêt, 15 à distance, par télémétrie, à partir d'un poste de surveillance. Ce diagnostic permet d'évaluer à partir de quel moment il est possible d'opérer le véhicule, c'esta-dire à partir de quel moment les concentrations de gaz sont redescendues à des niveaux permettant l'intervention 20 du personnel dans de bonnes conditions de sécurité. A cet effet, les moyens informatiques de pilotage sont aptes à transmettre des informations à distance.
La séquence d'arrêt d'urgence est par exemple déclenchée quand la trappe de visite du réservoir est 25 ouverte dans l'état marche normale du véhicule.
Lorsque les séquences ne peuvent pas être déroulées normalement, les moyens informatiques de pilotage se mettent en défaut et mettent fin à l'exécution de la séquence en cours. Les actions à mener suite à la mise en 30 défaut des moyens informatiques dépendent du niveau de gravité de l'anomalie.
On comprend donc bien que le véhicule de l'invention présente de nombreux avantages.
La disposition du détendeur 24 à proximité des 35 organes de stockage permet de faire circuler le gaz à basse pression sur la plus grande longueur du circuit d'alimentation.
Les risques de fuites sont diminués, ce qui est particulièrement important quand le gaz est détonant et inflammable, comme l'hydrogène.
Par ailleurs, les normes de conception applicables 5 sont moins contraignantes en basse pression qu'en haute pression, et le coût du circuit d'alimentation en est diminué. Enfin, en cas de fuite, le débit de gaz est plus faible en basse pression qu'en haute pression, et la concentration d'hydrogène atteint la limite d'inflammabilité plus lentement, ce qui laisse un délai plus important aux moyens informatiques et au conducteur pour réagir.
La sécurité est également améliorée par la disposition de l'électrovanne 31 au plus près des organes 15 de stockage. La longueur de tuyauterie qui ne peut pas être isolée en cas de fuite en fermant l'électrovanne 31 est ainsi réduite au minimum.
Par ailleurs, le détendeur et l'électrovanne 31 sont disposés à l'intérieur du réservoir, ce qui rend 20 l'alimentation en gaz particulièrement compacte, permettant de gagner de la place à bord du véhicule. La sécurité en est grandement renforcée, par limitation au strict minimum de la longueur de circuit exposé à une haute pression dans le véhicule.
La conception du véhicule prend en compte de nombreuses fonctions de sécurité.
Le réservoir offre une protection optimale pour les organes de stockage, qui sont protégés des chocs externes par l'enceinte de protection. Les lyres de dilatation 30 permettent de limiter la fatigue des tuyauteries reliant les différents organes de stockage.
Des organes des restrictions limitant le débit en sortie des organes de stockage permettent d'éviter l'accumulation rapide de gaz à l'intérieur de l'enceinte 35 de protection en cas de rupture de tuyauterie.
Par ailleurs un fusible thermique permet au gaz de s'échapper des organes de stockage en cas d'incendie.
Dans les deux cas, un disque de rupture porté par l'enceinte de protection assure l'évacuation du gaz vers l'extérieur.
Des moyens informatiques pilotent l'ensemble des 5 organes actifs de l'alimentation en gaz et permettent au véhicule de se mettre automatiquement en configuration de sécurité en cas d'anomalie.
Enfin, le remplissage et la maintenance des réservoirs se font dans des stations dédiées, qui offrent 10 un environnement adapté pour de telles opérations.
On y fera par exemple de la maintenance préventive par contrôle visuel del'état général, aidé en cela par les capteurs de pression 27 et 28, ou encore un contrôle par des moyens électroniques adaptés permettant de 15 vérifier le bon fonctionnement d'organes tels que l'électrovanne, les capteurs de pression, ou le détecteur d'hydrogène. Cette maintenance peut se faire à une fréquence élevée puisqu'elle est possible à chaque remplissage. La maintenance "lourde" est également 20 facilitée car le réservoir est vu régulièrement, à chaque remplissage, ce qui permet de suivre son cycle de vie et de programmer cette maintenance lourde à un moment adéquat.
On notera que l'électrovanne 31 peut être doublée 25 pour augmenter la sécurité, sans sortir de l'invention.
L'organe de production d'énergie est typiquement une pile à combustible (PAC) à membrane échangeuse de protons, de type PEMC, alimentée par de l'hydrogène gazeux.
Mais le gaz peut également être du gaz naturel, l'organe de production d'énergie étant alors d'un autre type.

Claims (10)

REVEND I CATIONS
1. Véhicule automobile comprenant un organe de 5 production d'énergie (1), au moins un organe de stockage de gaz sous une haute pression (11), et un circuit (20) d'alimentation de l'organe de production d'énergie (1) en gaz stocké dans l'organe de stockage (11), ce circuit comprenant un détendeur (24) détendant le gaz à une basse 10 pression, caractérisé en ce que le détendeur (24) est disposé au plus près de l'organe de stockage (11) pour ne pas exposer le circuit d'alimentation (20) à la haute pression.
2. Véhicule automobile selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle et de régulation (30) du circuit d'alimentation (20), ces moyens comprenant au moins un organe de coupure (31) disposé dans le circuit d'alimentation (20) et permettant sélectivement de couper ou d'autoriser la circulation du 20 gaz dans le circuit d'alimentation (20), cet organe étant disposé au plus près de l'organe de stockage (11) de façon à couper la circulation de gaz en cas de fuite dans le circuit d'alimentation (20) .
3. Véhicule automobile selon la revendication 2, 25 caractérisé en ce que le détendeur (24) est disposé en amont de l'organe de coupure (31) suivant le sens de circulation du gaz.
4. Véhicule automobile selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir 30 extractible (10), ce réservoir comprenant lui-même ledit organe de stockage (11) et une enceinte de protection (12) à l'intérieur de laquelle est disposé l'organe de stockage (11).
5. Véhicule automobile selon la revendication 4, 35 caractérisé en ce que le détendeur (24) et l'organe de coupure (31) sont disposés à l'intérieur de l'enceinte de protection (12).
6. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'organe de coupure (31) est une électrovanne.
7. Véhicule automobile selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de stockage (11) est une bouteille, le réservoir (10) comprenant une pluralité de bouteilles communiquant mutuellement.
8. Véhicule automobile selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la haute pression est supérieure à la basse pression.
9. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la basse pression est inférieure à 10 bars.
10. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de production d'énergie (1) est une pile à combustible, le gaz étant de l'hydrogène.
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