FR2923655A1

FR2923655A1 - Power unit's electrical power supply controlling method for electric vehicle, involves associating fuel cell to rechargeable battery, and controlling operation mode of hydrogen reformer of fuel cell based on charge level of battery

Info

Publication number: FR2923655A1
Application number: FR0707836A
Authority: FR
Inventors: Christophe Piepiora; Jean Louis Bouysset; Martial Cozic
Original assignee: Nexter Systems SA
Current assignee: Nexter Systems SA
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2009-05-15
Anticipated expiration: 2027-11-08
Also published as: FR2923655B1

Abstract

The method involves associating a fuel cell (2) to a rechargeable battery (16) that is rechargeable by the fuel cell, and controlling an operation mode of a hydrogen reformer (3) of the fuel cell based on a charge level of the battery. Two operation modes are determined for the reformer, and the respective mode having high power is controlled when the charge level of the battery is lower than a threshold. The respective mode having low power is controlled when the charge level of the battery is higher than another threshold. An independent claim is also included for a device for controlling electrical power supply from a power unit, comprising a control module.

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des procédés et des dispositifs permettant de piloter la fourniture d'énergie électrique par un groupe de puissance mettant en œuvre une pile à combustible associée à un reformeur d'hydrogène. Les piles à combustible convertissent en énergie électrique l'énergie chimique d'une réaction d'oxydo réduction utilisant de l'hydrogène. Ces piles à combustible ont une importance croissante dans les véhicules, aussi bien comme groupe auxiliaire de puissance que comme moyen générateur d'énergie à titre principal. En effet elles permettent de réduire fortement les émissions gazeuses de dioxyde de carbone des véhicules. La pile ne rejette pratiquement que de la vapeur d'eau qui peut 15 être récupérée. Les piles à combustible sont bien connues de l'Homme du Métier. On connaît notamment les piles PEMFC à membrane échangeuse de protons. Ces piles peuvent être associées à un reformeur d'hydrogène qui permet de générer de l'hydrogène en 20 utilisant de l'eau et un combustible tel que l'essence, le gasoil, le méthanol, le gaz naturel, le diester ou un autre hydrocarbure. On pourra consulter par exemple les brevets FR2846958 et FR2852737 qui décrivent des piles à combustibles associées à des reformeurs d'hydrogène. 25 Un des inconvénients présentés par les piles à combustibles associées à un reformeur est que ce dernier a un temps de réponse relativement lent pour passer d'un niveau de puissance à un autre. Selon la technologie de pile à combustible utilisée, 30 cette dernière peut par ailleurs nécessiter elle aussi plusieurs minutes avant de changer de régime de fonctionnement ou bien atteindre son régime nominal lors du premier démarrage. Il est alors difficile de concevoir un groupe de 35 puissance électrique pouvant s'adapter rapidement à une demande d'énergie d'un niveau différent. En effet, même si les reformeurs connus peuvent fonctionner suivant différents régimes de production d'hydrogène (ce qui permet de modifier la puissance électrique fournie par la pile à combustible), la cinématique des réactions de production d'hydrogène nécessite des délais de l'ordre de plusieurs minutes pour passer d'un niveau d'énergie à un autre. Ces délais sont trop importants pour permettre l'emploi d'un tel groupe de puissance pour alimenter en énergie un équipement dont les besoins varient rapidement, par exemple un véhicule électrique. The technical field of the invention is that of methods and devices for controlling the supply of electrical energy by a power group implementing a fuel cell associated with a hydrogen reformer. Fuel cells convert the chemical energy of an oxidation-reduction reaction using hydrogen into electrical energy. These fuel cells are of increasing importance in vehicles, both as an auxiliary power unit and as a primary energy generator. Indeed they can greatly reduce gaseous emissions of carbon dioxide from vehicles. The cell essentially discharges only water vapor that can be recovered. Fuel cells are well known to those skilled in the art. Proton exchange membrane PEMF cells are particularly known. These cells may be associated with a hydrogen reformer that can generate hydrogen using water and a fuel such as gasoline, gas oil, methanol, natural gas, diester or other hydrocarbon. For example, patents FR2846958 and FR2852737, which describe fuel cells associated with hydrogen reformers, may be consulted. One of the disadvantages of fuel cells associated with a reformer is that the reformer has a relatively slow response time from one power level to another. Depending on the fuel cell technology used, the latter may also require several minutes before changing the operating mode or reach its rated speed at the first start. It is then difficult to design a group of electric power that can quickly adapt to a different level of energy demand. Indeed, even if the known reformers can operate according to different hydrogen production regimes (which makes it possible to modify the electric power supplied by the fuel cell), the kinematics of the hydrogen production reactions requires delays in the production of hydrogen. several minutes to move from one energy level to another. These delays are too important to allow the use of such a power group to supply energy to equipment whose needs vary rapidly, for example an electric vehicle.

L'invention a pour but de proposer un procédé de pilotage de la fourniture d'énergie électrique d'un groupe de puissance permettant de pallier de tels inconvénients. L'invention a également pour objet un dispositif de pilotage mettant en oeuvre un tel procédé. The object of the invention is to propose a method for controlling the supply of electrical energy of a power group making it possible to overcome such disadvantages. The invention also relates to a control device implementing such a method.

Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent d'augmenter les capacités d'adaptation d'un groupe de puissance à pile à combustible et reformeur à une demande d'énergie variable. Ainsi l'invention a pour objet un procédé de pilotage de la fourniture d'énergie électrique d'un groupe de puissance mettant en oeuvre une pile à combustible associée à un reformeur produisant le combustible de la pile, procédé caractérisé en ce qu'on associe la pile à combustible à au moins une batterie rechargeable par la pile à combustible, et en ce qu'on pilote le mode de fonctionnement du reformeur de la pile à combustible en fonction du niveau de charge de la batterie. Selon un mode de réalisation de l'invention, on déterminera au moins deux modes de fonctionnement pour le reformeur et on commandera le mode ayant la plus forte puissance lorsque la ou les batteries auront un niveau de charge inférieur à un premier seuil et on commandera inversement le mode ayant la plus faible puissance lorsque la ou les batteries auront un niveau de charge supérieur à un deuxième seuil. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on pilotera le mode de fonctionnement du reformeur en tenant également compte de la valeur de la puissance qui sera demandée au groupe par un équipement. On peut ainsi déterminer au moins trois modes de fonctionnement pour le reformeur et conduire les étapes 5 suivantes : lorsque la charge des batteries est à un niveau moyen on commande le mode reformeur ayant la puissance la plus proche de celle qui est demandée au groupe, lorsque la charge des batteries est forte on commande, 10 dans la mesure du possible, le mode reformeur directement inférieur à celui ayant la puissance la plus proche de celle qui est demandée au groupe, lorsque la charge des batteries est faible on commande, dans la mesure du possible, le mode reformeur directement 15 supérieur à celui ayant la puissance la plus proche de celle qui est demandée au groupe. Le dispositif proposé par l'invention permet le pilotage de la fourniture d'énergie électrique d'un groupe de puissance mettant en œuvre une pile à combustible associée à 20 un reformeur produisant le combustible de la pile, ce dispositif met en œuvre le procédé selon l'invention et il est caractérisé en ce qu'il comporte au moins une batterie rechargeable par la pile à combustible et un module de commande du mode de fonctionnement du reformeur, ce module 25 étant relié à un moyen de mesure du niveau de charge de la ou des batteries. Le dispositif de pilotage pourra comprendre également un moyen de mesure de la puissance demandée au groupe. D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la 30 lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure 1 est un synoptique général d'un générateur de puissance mettant un oeuvre le dispositif selon 35 l'invention, - la figure 2 est un graphe permettant de localiser les modes de fonctionnement du reformeur par rapport aux besoins de puissance de l'équipement. The method and the device according to the invention make it possible to increase the adaptation capacities of a fuel cell and reformer power unit to a variable energy demand. Thus, the subject of the invention is a method for controlling the supply of electrical energy of a power group using a fuel cell associated with a reformer producing the fuel of the cell, a process characterized in that it associates the fuel cell to at least one rechargeable battery by the fuel cell, and in that the operating mode of the fuel cell reformer is controlled according to the charge level of the battery. According to one embodiment of the invention, at least two modes of operation for the reformer will be determined and the mode having the highest power will be controlled when the battery or batteries will have a level of charge lower than a first threshold and will be controlled inversely. the mode with the lowest power when the battery or batteries will have a charge level higher than a second threshold. According to another embodiment of the invention, the operating mode of the reformer will be controlled by also taking into account the value of the power that will be required of the group by a device. It is thus possible to determine at least three modes of operation for the reformer and to carry out the following steps: when the charge of the batteries is at an average level, the reformer mode having the power closest to that demanded by the group is controlled, when the charge of the batteries is high, the reformer mode directly below the one having the power closest to that demanded by the group is controlled as far as possible, when the charge of the batteries is low, it is controlled, in so far as if possible, the reformer mode directly superior to that having the power closest to that which is required of the group. The device proposed by the invention makes it possible to control the supply of electrical energy of a power group implementing a fuel cell associated with a reformer producing the fuel of the cell, this device implements the method according to the invention. the invention and it is characterized in that it comprises at least one rechargeable battery by the fuel cell and a control module of the operating mode of the reformer, this module 25 being connected to a means of measuring the level of charge of the the battery or batteries. The control device may also include a means for measuring the power demanded from the group. Other advantages of the invention will appear on reading the following description of particular embodiments, description made with reference to the accompanying drawings and in which: - Figure 1 is a general block diagram of a power generator 1 is a graph for locating the operating modes of the reformer with respect to the power requirements of the equipment.

On a schématisé sur la figure 1 un groupe de puissance 1 qui associe une pile à combustible 2 et un reformeur 3. D'une façon classique et bien connue de l'Homme du Métier le reformeur 3 produit de l'hydrogène qui est fournie à la pile par la conduite 4. Il reçoit par la conduite 5 les gaz anodiques chauds produits par la pile (vapeur d'eau et hydrogène résiduel notamment). Ces gaz sont le plus souvent utilisés pour améliorer le rendement du reformeur (récupération d'énergie thermique et/ou aide à la pressurisation de la pile). Pour produire de l'hydrogène le reformeur 3 utilise un combustible, par exemple un hydrocarbure tel que du gas oil, qui est stocké dans un réservoir 6. Il utilise aussi de l'eau qui est stockée dans un réservoir 7 et de l'oxygène qui est fournie via une admission d'air 8. Des vannes 9, 10 et 11, à ouverture réglable et permettant de régler les débits, sont disposées respectivement sur les conduites fournissant l'hydrocarbure, l'eau et l'air. En mettant en oeuvre des moyens appropriés (non 20 représentés) l'ensemble pile à combustible / reformeur peut éventuellement fonctionner sous pression. Les différentes vannes 9,10,11 sont actionnées par un module de commande 12 électronique qui permet ainsi de doser les différents réactifs utilisés par le reformeur 3 pour la 25 production d'hydrogène. On règle ainsi la quantité d'hydrogène fournie par le reformeur 3 donc également le niveau de puissance électrique fourni par la pile à combustible 2. Les paramètres de réglage des reformeurs et des piles à 30 combustible sont définis par les fabricants de ces composants. Il n'est pas nécessaire de décrire dans le détail quels sont les réglages respectifs apportés, le réglage dépend en effet des caractéristiques techniques de l'ensemble pile / reformeur considéré. 35 Il suffit pour comprendre l'invention de noter que pour un couple pile/reformeur donné il existe plusieurs régimes de fonctionnement possibles et que ces régimes sont associés à des ouvertures appropriées pour les différentes vannes 9, 10 et 11. Le groupe de puissance 1 alimente en énergie électrique, par l'intermédiaire d'un convertisseur de tension 19, un équipement 13 qui est par exemple un véhicule électrique. Les conducteurs 14 et 15 sortant du convertisseur 19 sont donc raccordés au réseau de bord du véhicule. Conformément à l'invention on va associer au groupe de puissance 1 au moins une batterie rechargeable 16. Cette batterie est raccordée en parallèle à l'équipement 13 sur les conducteurs 14 et 15. Ainsi le groupe de puissance 1 assure à la fois la fourniture d'énergie à l'équipement 13 et la charge de la ou des batteries 16. FIG. 1 shows a power unit 1 which associates a fuel cell 2 and a reformer 3. In a conventional manner and well known to those skilled in the art, the reformer 3 produces hydrogen which is supplied to the stack by the pipe 4. It receives through the pipe 5 hot anode gases produced by the battery (water vapor and residual hydrogen in particular). These gases are most often used to improve the efficiency of the reformer (recovery of thermal energy and / or help with the pressurization of the battery). To produce hydrogen reformer 3 uses a fuel, for example a hydrocarbon such as gas oil, which is stored in a tank 6. It also uses water that is stored in a tank 7 and oxygen which is supplied via an air intake 8. Valves 9, 10 and 11, with adjustable opening and for adjusting the flow rates, are arranged respectively on the lines supplying the hydrocarbon, water and air. By using appropriate means (not shown) the fuel cell / reformer assembly may optionally operate under pressure. The different valves 9, 10, 11 are actuated by an electronic control module 12 which thus makes it possible to determine the various reagents used by the reformer 3 for the production of hydrogen. The quantity of hydrogen supplied by the reformer 3 is thus adjusted, thus also the level of electric power supplied by the fuel cell 2. The adjustment parameters of the reformers and the fuel cells are defined by the manufacturers of these components. It is not necessary to describe in detail what are the respective adjustments made, the setting depends on the technical characteristics of the set / reformer considered. It is sufficient to understand the invention to note that for a given battery / reformer pair there are several possible operating speeds and that these regimes are associated with appropriate openings for the various valves 9, 10 and 11. The power group 1 supplies electrical energy, via a voltage converter 19, a device 13 which is for example an electric vehicle. The conductors 14 and 15 coming out of the converter 19 are therefore connected to the on-board vehicle network. According to the invention, at least one rechargeable battery 16 will be associated with the power group 1. This battery is connected in parallel with the equipment 13 on the conductors 14 and 15. Thus, the power group 1 ensures both the supply of energy to the equipment 13 and the charge of the battery (s) 16.

Par ailleurs la batterie 16 peut fournir de l'énergie à l'équipement 13 et vient ainsi compléter le groupe de puissance 1 lorsque ce dernier fonctionne à un niveau insuffisant pour les besoins de l'équipement 13. Conformément à une autre caractéristique de l'invention on prévoit un moyen 17 permettant de mesurer le niveau de charge de la batterie 16. Ces moyens sont bien connus de l'Homme du Métier, quelques exemples de ces moyens de mesure 17 sont décrits par exemple dans les brevets . FR2877731, US2005/0068039 et US2006/0091848. Moreover, the battery 16 can supply power to the equipment 13 and thus completes the power unit 1 when the latter operates at a level insufficient for the needs of the equipment 13. According to another characteristic of the Provided is a means 17 for measuring the charge level of the battery 16. These means are well known to those skilled in the art, some examples of these measuring means 17 are described for example in the patents. FR2877731, US2005 / 0068039 and US2006 / 0091848.

Les moyens de mesure de niveau de charge réalisent le plus souvent des mesures des caractéristiques de tension et courant délivrés par la batterie et ils associent ces mesures au niveau d'un microprocesseur comportant une programmation appropriée qui tient compte notamment des caractéristiques physiques de la batterie mise en oeuvre. Les moyens de mesure 17 du niveau de charge sont capables le plus souvent de fournir des signaux représentatifs d'au moins trois niveaux de charge différents : niveau de charge correct, niveau de charge faible et niveau de charge élevé. The charge level measuring means most often measure the voltage and current characteristics delivered by the battery and they combine these measurements at a microprocessor having an appropriate programming which takes into account in particular the physical characteristics of the battery placed implemented. The charge level measuring means 17 are most often capable of providing signals representative of at least three different charge levels: correct charge level, low charge level and high charge level.

On pourra par exemple considérer que : le niveau de charge correcte correspond à un niveau de charge compris entre 70% et 95% de la charge maximale de la batterie, le niveau de charge faible est un niveau de charge inférieur à 70% de la charge maximale et le niveau de charge élevé est un niveau supérieur à 95% de la charge maximale. Ces signaux sont transmis au module de commande 12 qui les utilisera pour conduire le procédé de pilotage selon 5 l'invention. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention on pourra également mettre en oeuvre un moyen 18 de mesure de la puissance électrique demandée au groupe 1. Ce moyen de mesure de puissance comprend d'une façon 10 classique une sonde mesurant l'intensité électrique demandée par l'équipement 13 ainsi que la tension d'alimentation. La valeur de la puissance demandée est transmise au module de commande 12. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre au niveau 15 du module de commande 12 qui va assurer le pilotage du mode de fonctionnement du reformeur 3 en fonction du niveau de charge de la batterie 16 et éventuellement de la valeur de la puissance qui est demandée au groupe 1. Le module de commande 12 est un moyen électronique 20 incorporant notamment un microprocesseur comportant un logiciel approprié permettant de traiter les informations reçues et de conduire le procédé. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention on n'utilisera qu'une détermination du niveau de charge de la 25 batterie 16. Comme cela a été évoqué précédemment, un reformeur 3 peut fonctionner suivant plusieurs niveaux de puissance entre son arrêt pur et simple (P=0) et sa puissance maximale (Pmax) disponible. Le niveau de fonctionnement est choisi par un 30 réglage approprié des différentes vannes 9,10 et 11. Compte tenu de la lenteur du passage d'un niveau de puissance à un autre, on choisira conformément à l'invention deux modes de fonctionnement opérationnels pour le reformeur: un mode à puissance élevée et un mode à puissance normale. Le 35 niveau réel en watt de chacun des modes choisis dépendra bien entendu des caractéristiques du reformeur 3 et de celles de l'équipement 13 à alimenter. For example, we can consider that: the correct charge level corresponds to a charge level between 70% and 95% of the maximum charge of the battery, the low charge level is a charge level of less than 70% of the charge maximum and the high load level is a level greater than 95% of the maximum load. These signals are transmitted to the control module 12 which will use them to drive the control method according to the invention. According to another embodiment of the invention, a means 18 for measuring the electrical power demanded from the group 1 may also be used. This power measurement means comprises, in a conventional way, a probe measuring the electrical intensity. requested by the equipment 13 and the supply voltage. The value of the requested power is transmitted to the control module 12. The method according to the invention is implemented at the level of the control module 12 which will control the operating mode of the reformer 3 as a function of the level of charge of the battery 16 and possibly the value of the power that is requested in group 1. The control module 12 is an electronic means 20 incorporating in particular a microprocessor comprising appropriate software for processing the information received and to conduct the method. According to a first embodiment of the invention, only a determination of the charge level of the battery 16 will be used. As mentioned above, a reformer 3 can operate according to several power levels between its pure stop and simple (P = 0) and its maximum power (Pmax) available. The operating level is chosen by a suitable adjustment of the various valves 9, 10 and 11. Given the slowness of the passage from one power level to another, two operational modes of operation will be chosen according to the invention. the reformer: a high power mode and a normal power mode. The actual watt level of each of the chosen modes will of course depend upon the characteristics of the reformer 3 and those of the equipment 13 to be powered.

Par exemple pour un reformeur de puissance maximale 25kW alimentant un équipement (véhicule) de puissance maximale 25 kW, on pourra choisir un mode à puissance normale de 9 kW et un mode à puissance élevée de 24 kW. For example, for a 25kW maximum power reformer supplying equipment (vehicle) with a maximum power of 25 kW, it will be possible to choose a normal power mode of 9 kW and a high power mode of 24 kW.

L'équipement 13 est alimenté en principe par la pile à combustible 2 qui est couplée au reformeur 3 fonctionnant à son mode de puissance normale (9 kW par exemple). Le module de commande 12 contrôle le niveau de charge des batteries. Lorsque le moyen de mesure 17 détecte le passage l0 du niveau de charge en dessous d'un premier seuil préprogrammé et mis dans une mémoire du module 12 (par exemple un taux de charge inférieur à 70%), le module 12 commande automatiquement les vannes 9,10 et 11 de façon à positionner le reformeur 3 à son mode de puissance élevée. Ce 15 mode permet de fournir un surcroît de puissance électrique permettant de recharger les batteries 16. Lorsque le seuil de charge dépasse un deuxième seuil (par exemple un taux de charge supérieur à 95%), le module 12 commande automatiquement les vannes 9,10 et 11 de façon à re 20 positionner le reformeur à son mode de puissance normale. Il devient alors possible de fournir à l'équipement 13 une puissance électrique permettant de suivre des pics de demande en énergie. Ces pics sont absorbés rapidement par la ou les batteries 16 qui jouent le rôle d'une réserve 25 d'énergie tampon. La décharge des batteries est palliée grâce au reformeur 3 dont le mode de fonctionnement est modifié par le module 12. Le paramétrage approprié des seuils permet, malgré le temps de réponse relativement lent du reformeur et/ou de la pile elle même (plusieurs minutes pour changer de 30 mode de fonctionnement), d'assurer une fourniture d'énergie supplémentaire pour maintenir la charge des batteries. Ce mode de réalisation de l'invention est relativement simple car il ne met en oeuvre qu'un seul moyen de mesure 17 celui du niveau de la charge des batteries 16. 35 Suivant un second mode de réalisation de l'invention on pilotera le mode de fonctionnement du reformeur 3 en tenant également compte non seulement du niveau de charge des batteries mais également de la valeur de la puissance qui est demandée au groupe 1 par l'équipement 13. Pour cela, on a vu précédemment que l'on prévoyait un moyen 18 de mesure de la puissance électrique demandée au 5 groupe 1. La mesure de la puissance peut être faite directement au voisinage des conducteurs d'alimentation électrique de l'équipement 13 par un composant sur étagère. La mesure peut également être réalisée dans le module 12 10 lui-même à partir d'un prélèvement d'une partie du courant d'alimentation circulant dans l'équipement 13. Cette mesure peut être assurée également par le convertisseur de tension 19. Suivant ce mode particulier de réalisation on choisira de 15 préférence trois modes de fonctionnement opérationnels pour le reformeur: un mode à puissance élevée, un mode à puissance intermédiaire et un mode à puissance basse. Là encore, le niveau réel en watt de chacun des modes choisis dépendra bien entendu des caractéristiques de la pile 20 2 et du reformeur 3 et de celles de l'équipement 13 à alimenter. Par exemple, pour un reformeur de puissance maximale 25kW alimentant un équipement (véhicule) de puissance maximale 25 kW, on pourra choisir un mode à puissance élevée de 24 kW, un 25 mode à puissance intermédiaire de 16 kW et un mode à puissance basse de 8 kW. Le but recherché est d'éviter tout changement intempestif du mode de fonctionnement du reformeur 3. Grâce au moyen de mesure de la puissance demandée 18 il 30 devient alors possible de choisir le mode de fonctionnement du reformeur 3 qui se rapproche le plus de la puissance effectivement nécessaire compte tenu de l'état de charge des batteries. La figure 2 schématise sur une droite les différentes 35 zones de puissance demandées au groupe 1 par l'équipement 13. La droite s'étend de l'origine P=0 à la puissance Pmax correspondant à la puissance maximale que peut demander l'équipement 13. On a positionné sur cette droite en P1, P2 et P3 les trois valeurs nominales de puissance choisies pour la pile à combustible 2 (et qui correspondent à trois régimes de fonctionnement du reformeur 3). Ces puissances sont choisies relativement proches des niveaux de puissance les plus courants demandés par l'équipement 13. Le niveau P3 de 24 kW correspond sensiblement à la puissance maximale (25 kW) que peut fournir le groupe de puissance 1. Le niveau P1 correspond à une puissance modérée de 8 kW. Ce niveau est choisi comme correspondant à un besoin de fonctionnement l0 nominal de l'équipement à faible puissance. Le niveau P2 est un niveau intermédiaire de 16kW (puissance moyenne entre 24kW et 8 kW). On a partagé l'axe OPmax en trois zones de fonctionnement . Z1, Z2 et Z3. Les limites entre ces trois zones sont 15 représentées par les lignes L1 et L2. La ligne L1 se situe à égale distance de P1 et de P2 et la ligne L2 est à égale distance de P2 et de P3. Dans l'exemple numérique qui est donné : L1 correspond donc à une puissance de 12 kW et L2 à une puissance de 20 kW. 20 La zone Z1 correspond à une demande de puissance par l'équipement qui est comprise entre 0 et L1 (donc ici de 0 à 12 kW), la zone Z2 à une demande de puissance comprise entre L1 et L2 (soit entre 12kW et 20kW) et Z3 à une demande de puissance comprise entre L2 et Pmax (soit entre 20kW et 25kW). 25 Le module 12 mesure le niveau de puissance demandé. Il est donc capable de positionner cette demande dans l'une des trois zones Z1, Z2 ou Z3. Le module 12 connaît par ailleurs le niveau de charge de la batterie 16 : faible, correct ou élevé. 30 Conformément à l'invention, si la charge des batteries 16 est correcte (niveau de charge compris entre 70% et 95% de la charge maximale), on choisira alors pour le reformeur 3 le mode de fonctionnement le plus proche de la puissance demandée par l'équipement 13. C'est à dire P1 si la puissance 35 demandée se trouve dans la zone Z1, P2 si la puissance demandée se situe dans la zone Z2 et P3 si la puissance demandée se situe dans la zone Z3. The equipment 13 is fed in principle by the fuel cell 2 which is coupled to the reformer 3 operating at its normal power mode (9 kW for example). The control module 12 controls the charge level of the batteries. When the measuring means 17 detects the passage 10 of the charge level below a first preprogrammed threshold and placed in a memory of the module 12 (for example a charge rate of less than 70%), the module 12 automatically controls the valves. 9, 10 and 11 so as to position the reformer 3 at its high power mode. This mode makes it possible to provide additional electrical power to recharge the batteries 16. When the load threshold exceeds a second threshold (for example a charge rate greater than 95%), the module 12 automatically controls the valves 9, 10 and 11 so as to position the reformer in its normal power mode. It then becomes possible to provide the equipment 13 with an electrical power that makes it possible to follow peaks in energy demand. These peaks are rapidly absorbed by the battery or batteries 16 which act as a reserve of buffer energy. The discharge of the batteries is mitigated thanks to the reformer 3 whose operating mode is modified by the module 12. The appropriate setting of the thresholds allows, despite the relatively slow response time of the reformer and / or the battery itself (several minutes for change operating mode), to provide additional power supply to maintain battery charge. This embodiment of the invention is relatively simple because it implements only one means of measurement 17 that of the level of the charge of the batteries 16. According to a second embodiment of the invention, the mode of operation of the reformer 3, also taking into account not only the charge level of the batteries but also the value of the power demanded by the equipment in group 1. For this purpose, it has been seen previously that provision was made for a The measurement of the power can be made directly in the vicinity of the power supply conductors of the equipment 13 by an on-shelf component. The measurement can also be performed in the module 12 itself from a sampling of a portion of the supply current flowing in the equipment 13. This measurement can also be provided by the voltage converter 19. Next this particular embodiment will preferably select three operating modes for the reformer: a high power mode, an intermediate power mode and a low power mode. Here again, the actual watt level of each of the selected modes will of course depend on the characteristics of the stack 2 and the reformer 3 and those of the equipment 13 to be powered. For example, for a 25kW maximum power reformer supplying a device (vehicle) with a maximum power of 25 kW, it will be possible to choose a high power mode of 24 kW, an intermediate power mode of 16 kW and a low power mode of 8 kW. The aim is to avoid any unwanted change in the operating mode of the reformer 3. By means of measuring the requested power 18 it becomes possible to choose the operating mode of the reformer 3 which is closest to the power actually necessary considering the state of charge of the batteries. FIG. 2 schematizes on a straight line the different power zones required by group 1 from equipment 13. The line extends from the origin P = 0 to the power Pmax corresponding to the maximum power that the equipment can demand. 13. P1, P2 and P3 are positioned on this line with the three rated power values chosen for the fuel cell 2 (which correspond to three operating modes of the reformer 3). These powers are chosen relatively close to the most common power levels required by the equipment 13. The P3 level of 24 kW corresponds substantially to the maximum power (25 kW) that can be provided by the power group 1. The level P1 corresponds to a moderate power of 8 kW. This level is chosen to correspond to a nominal operating requirement of the low power equipment. The P2 level is an intermediate level of 16kW (average power between 24kW and 8kW). The OPmax axis has been divided into three operating zones. Z1, Z2 and Z3. The boundaries between these three areas are represented by lines L1 and L2. Line L1 is equidistant from P1 and P2 and line L2 is equidistant from P2 and P3. In the numerical example that is given: L1 corresponds to a power of 12 kW and L2 to a power of 20 kW. Zone Z1 corresponds to a power demand by the equipment which is between 0 and L1 (hence here from 0 to 12 kW), zone Z2 at a power demand of between L1 and L2 (between 12kW and 20kW). ) and Z3 at a power demand between L2 and Pmax (between 20kW and 25kW). Module 12 measures the requested power level. It is therefore able to position this request in one of the three zones Z1, Z2 or Z3. The module 12 also knows the charge level of the battery 16: low, correct or high. According to the invention, if the charge of the batteries 16 is correct (charge level between 70% and 95% of the maximum charge), the mode of operation closest to the requested power will be chosen for the reformer 3. by the equipment 13. That is to say P1 if the requested power is in the zone Z1, P2 if the requested power is in the zone Z2 and P3 if the requested power is in the zone Z3.

Lorsque le niveau de charge de la batterie 16 est faible (niveau de charge inférieur à 70% de la charge maximale), le module 12 commande les vannes 9,10 et 11 de façon à positionner le reformeur 3 à un mode de puissance immédiatement supérieur à celui qui est demandé par l'équipement. Ainsi si la puissance demandée se situe en zone Zl, le module 12 positionnera le reformeur à son mode P2. Si la puissance demandée se situe en zone Z2, le module 10 12 positionnera le reformeur à son mode P3. Si la puissance demandée se situe en zone Z3 on ne peut pas par contre commander le reformeur 3 pour qu'il fournisse un surcroît d'énergie. Le point de fonctionnement de celui ci reste le point P3 mais la puissance fournie par le groupe 1 15 ne peut excéder P3, le fonctionnement est alors critique, la recharge de la batterie ne pouvant être assurée. Le module 12 pourra alors signaler cet état à l'opérateur (allumage de voyant) et le besoin en énergie devra être réduit (extinction d'organes de l'équipement 13). 20 Enfin lorsque le niveau de charge de la batterie 16 est élevé (niveau de charge supérieur à 95% de la charge maximale), le module 12 commande les vannes 9,10 et 11 de façon à positionner le reformeur 3 à un mode de puissance immédiatement inférieur à celui qui est demandé par 25 l'équipement. Ainsi si la puissance demandée se situe en zone Z3, le module 12 positionnera le reformeur à son mode P2. Si la puissance demandée se situe en zone Z2, le module 12 positionnera le reformeur à son mode P1. 30 Si la puissance demandée se situe en zone Zl il n'y a pas de modification du point de fonctionnement du reformeur (mais ce mode n'est pas critique). Ce mode de réalisation de l'invention permet tout comme le précédent de fournir si nécessaire un surcroît de 35 puissance électrique permettant de recharger les batteries 16. Il permet aussi d'assurer la fourniture de pointes de puissance malgré la lenteur du changement de mode de fonctionnement du reformeur. When the charge level of the battery 16 is low (charge level less than 70% of the maximum charge), the module 12 controls the valves 9, 10 and 11 so as to position the reformer 3 at an immediately higher power mode. to the one who is asked by the equipment. Thus, if the requested power is in zone Z1, the module 12 will position the reformer in its mode P2. If the requested power is in zone Z2, the module 12 will position the reformer in its mode P3. If the requested power is in zone Z3, it is not possible to control the reformer 3 to provide additional energy. The operating point of the latter remains the point P3 but the power provided by the group 1 can not exceed P3, the operation is critical, recharging the battery can not be assured. The module 12 may then signal this state to the operator (lighting indicator) and the energy requirement will be reduced (extinction of equipment members 13). Finally, when the charge level of the battery 16 is high (charge level greater than 95% of the maximum charge), the module 12 controls the valves 9, 10 and 11 so as to position the reformer 3 to a power mode. immediately below that requested by the equipment. Thus, if the requested power is in zone Z3, the module 12 will position the reformer in its mode P2. If the requested power is in zone Z2, the module 12 will position the reformer in its mode P1. If the requested power is in zone Z1 there is no change in the operating point of the reformer (but this mode is not critical). This embodiment of the invention makes it possible, just as the previous one, to provide, if necessary, an increase in electrical power making it possible to recharge the batteries 16. It also makes it possible to ensure the provision of power peaks despite the slowness of the change of mode of operation. reformer operation.

Par rapport au mode de réalisation précédent, ce mode permet d'optimiser la consommation d'énergie. En effet le reformeur peut adopter des modes de fonctionnement économiques lorsque les batteries sont à un niveau de charge élevée et par ailleurs le mode de fonctionnement du reformeur assurant le rechargement n'est pas obligatoirement le mode le plus puissant. On a ainsi pu calculer que ce mode de réalisation de l'invention permettait de consommer près de 6% d'énergie en moins que le mode de réalisation précédent qui Io n'utilise qu'une mesure du taux de charge des batteries. Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. On peut ainsi prévoir plus de trois modes de fonctionnement pour le reformeur et adopter les choix de mode comme décrit précédemment en fonction de la demande en 15 puissance et du niveau de charge. On constate cependant que le choix de trois modes est le plus souple et que le recours à d'autres modes de fonctionnement pour le reformeur ne permet pas de diminuer l'énergie consommée d'une façon significative.Compared to the previous embodiment, this mode optimizes energy consumption. Indeed the reformer can adopt economical operating modes when the batteries are at a high load level and also the operating mode of the reformer ensuring recharging is not necessarily the most powerful mode. It was thus calculated that this embodiment of the invention allowed to consume nearly 6% less energy than the previous embodiment which Io uses only a measure of the charge rate of the batteries. Various variants are possible without departing from the scope of the invention. It is thus possible to provide more than three modes of operation for the reformer and to adopt the mode choices as described above according to the power demand and the load level. However, we note that the choice of three modes is the most flexible and that the use of other modes of operation for the reformer does not reduce the energy consumed significantly.

20 On pourra bien entendu positionner les modes de fonctionnement du reformeur différemment en fonction des caractéristiques de la pile à combustible et du reformeur et en fonction des besoins de l'équipement à alimenter. It will of course be possible to position the operating modes of the reformer differently according to the characteristics of the fuel cell and the reformer and according to the needs of the equipment to be supplied.

Claims

A method for controlling the supply of electrical energy to a power group (1) using a fuel cell (2) associated with a reformer (3) producing the fuel of the battery, characterized in that the fuel cell (2) is associated with at least one rechargeable battery (16) of the fuel cell, and that the operating mode of the fuel cell reformer (3) is controlled according to the level of the fuel cell. charging the Io battery (16).

2. A method of controlling the supply of energy according to claim 1, characterized in that determines at least two modes of operation for the reformer (3) and in that one controls the mode having the highest power 15 when the at least one battery (16) has a level of charge lower than a first threshold and the mode with the lowest power is reversed when the battery or batteries (16) have a charge level higher than a second threshold. 20

3. A method for controlling the supply of energy according to claim 1, characterized in that the operating mode of the reformer (3) is controlled by also taking into account the value of the power which is requested from the group (1). by equipment (13). 25

4. A method of controlling the supply of energy according to claim 3, characterized in that at least three operating modes for the reformer (3) and in that: - when the charge of the batteries (16) is at an average level, the reformer mode (3) having the power closest to that required by the group (1) is controlled, - when the charge of the batteries (16) is high, it is controlled, as far as possible, the reformer mode directly below that having the power closest to that required of the group, -when the charge of the batteries (16) is low is controlled, as far as possible, the reformer modedirectly superior to that having the power closest to that requested from the group.

5. Device for controlling the supply of electrical energy of a power group (1) using a fuel cell (2) associated with a reformer (3) producing the fuel of the cell, a device implementing the Method according to one of the preceding claims and characterized in that it comprises at least one battery (16) rechargeable by the fuel cell (2) and a module (12) for controlling the operating mode of the reformer (3), this module (12) being connected to a means (17) for measuring the charge level of the at least one battery (16).

6. Control device according to claim 5, characterized in that it also comprises means (18) for measuring the power demanded from the group (1).