FR3055116A1 - Architecture de dispositif d'alimentation pour vehicule electrique a redondance de piles a combustible et de batteries - Google Patents

Architecture de dispositif d'alimentation pour vehicule electrique a redondance de piles a combustible et de batteries Download PDF

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Abstract

Dispositif pour fournir une puissance électrique à un véhicule comportant au moins une première chaine de propulsion dotée d'un moteur électrique (2A) et au moins une deuxième chaine de propulsion dotée d'un autre moteur électrique (2B), le dispositif comprenant : - au moins une première batterie (21A) et au moins une première pile à combustible (10A) pour fournir une puissance électrique à la première chaine de propulsion, - au moins une deuxième batterie (21B) et au moins une deuxième pile à combustible (10B) pour fournir une puissance électrique à la deuxième chaine de propulsion, le dispositif d'alimentation étant configuré de sorte que : la première chaine de propulsion est apte en outre à être alimentée par la deuxième batterie (21B) et/ou la deuxième pile (10B), et/ou de sorte que la deuxième chaine de propulsion est apte en outre à être alimentée par la première batterie (21A) et/ou la première pile (10A) (figure 1).

Description

DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR
La présente demande se rapporte aux dispositifs d'alimentation pour véhicules à moteur électrique et concerne plus particulièrement un dispositif d'alimentation électrique hybride doté de plusieurs piles à combustible et de plusieurs batteries.
Les piles à combustible sont maintenant utilisées pour alimenter les chaînes de propulsion de véhicules. Pour de tels véhicules qui n'engendrent aucune pollution atmosphérique locale et sont très peu bruyants, on cherche à présent à concevoir des systèmes d'alimentation électrique hybrides puisant leur énergie de sources différentes, en particulier d'une pile à combustible et d'une batterie, afin de prolonger l'autonomie de fonctionnement du véhicule.
Par ailleurs, pour certains types de véhicules en particulier dans les filières navales ou aéronautiques un haut niveau de sécurisation de l'apport en énergie électrique au système propulsif est requis.
Afin de garantir une sûreté d'approvisionnement énergétique, on cherche à concevoir un dispositif d'alimentation de sorte qu'en cas de panne d'une source d'énergie, le véhicule puisse continuer de fonctionner normalement.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
Selon un aspect, un mode de réalisation de la présente invention concerne un dispositif pour fournir une puissance électrique à un véhicule comportant au moins une première chaîne de propulsion dotée d'un moteur électrique et au moins une deuxième chaîne de propulsion dotée d'un autre moteur électrique, le dispositif comprenant :
- au moins une première batterie et au moins une première pile à combustible pour fournir une puissance électrique à la première chaîne de propulsion,
- au moins une deuxième batterie et au moins une deuxième pile à combustible pour fournir une puissance électrique à la deuxième chaîne de propulsion, le dispositif d'alimentation étant configuré de sorte que :
la première chaîne de propulsion est apte en outre à être alimentée par la deuxième batterie et/ou la deuxième pile, et/ou de sorte que la deuxième chaîne de propulsion est apte en outre à être alimentée par la première batterie et/ou la première pile.
Chaque chaîne de propulsion peut être alimentée par une pile à combustible ou par l'autre pile à combustible ou par les deux simultanément.
Chaque chaîne de propulsion peut être également alimentée par une batterie ou par l'autre batterie ou par les deux simultanément.
La redondance des sources d'énergie permet à chaque chaîne de propulsion de continuer de fonctionner normalement même en cas de défaillance de l'une ou l'autre des sources d'énergie.
Selon une possibilité de mise en oeuvre du dispositif dans lequel la première batterie et la première pile à combustible sont dotées de sorties respectives aptes à être connectées à une entrée de la première chaîne de propulsion, la deuxième batterie et la deuxième pile à combustible ayant des sorties respectives aptes à être connectées à une entrée de la deuxième chaîne de propulsion, le dispositif d'alimentation comprenant un circuit de commutation apte à connecter alternativement l'entrée de la première chaîne de propulsion à une sortie de la deuxième batterie ou à la sortie de la deuxième pile à combustible ou aux sorties respectives de la deuxième batterie et de la deuxième pile à combustible, le circuit de commutation étant en outre apte à connecter alternativement l'entrée de la deuxième chaîne de propulsion à une sortie de la première batterie ou à une sortie de la première pile à combustible ou aux sorties respectives de la première batterie et de la première pile à combustible.
Selon une possibilité de mise en oeuvre du dispositif, en sortie de la première pile, le circuit de commutation comporte un relais d'isolement de la première pile, le dispositif comprenant des moyens de commande adaptés pour déclencher l'ouverture et la fermeture du relais d'isolement de la première pile, les moyens de commande étant configurés pour suite à une détection d'un dysfonctionnement de la première pile, déclencher l'ouverture du relais d'isolement de la première pile, de sorte à isoler la première pile et connecter l'entrée de la première chaîne de propulsion à la sortie de la deuxième batterie ou à la sortie de la deuxième pile à combustible ou aux sorties respectives de la deuxième batterie et de la deuxième pile à combustible.
Les moyens de commande peuvent être un système de contrôlecommande de la ou des piles à combustible. Un tel système réalise l'acquisition de données ou mesures issues des piles à combustible et de leurs auxiliaires, et est configuré de sorte à émettre des signaux de commande à différents auxiliaires des piles.
Selon une possibilité de mise en œuvre du dispositif, le circuit de commutation comporte un relais d'isolement de la deuxième pile, les moyens de commande étant adaptés pour déclencher l'ouverture et la fermeture du relais d'isolement de la deuxième pile, les moyens de commande étant configurés pour suite à une détection d'un dysfonctionnement de la deuxième pile, ouvrir le relais d'isolement de la deuxième pile et connecter l'entrée de la deuxième chaîne de propulsion à la sortie de la première batterie ou à la sortie de la première pile à combustible ou aux sorties respectives de la première pile à combustible et de la première batterie.
Selon une possibilité de mise en œuvre du dispositif, en sortie de la première batterie, le dispositif peut comporter un relais d'isolement de la première batterie, le dispositif étant configuré pour suite à une détection d'un dysfonctionnement de la première batterie, ouvrir le relais d'isolement de la première batterie et connecter l'entrée de la première chaîne de propulsion à la sortie de la deuxième batterie ou à la sortie de la deuxième pile à combustible ou aux sorties respectives de la deuxième batterie et de la deuxième pile à combustible.
Le dysfonctionnement peut être un échauffement détecté par le système de contrôle de batterie d'accumulateur (BMS) associé à la première batterie.
De préférence, en sortie de la deuxième batterie, le dispositif comporte un relais d'isolement de la deuxième batterie, le dispositif étant configuré pour, suite à une détection d'un dysfonctionnement de la deuxième batterie, ouvrir le relais d'isolement de la deuxième batterie et connecter l'entrée de la deuxième chaîne de propulsion à la sortie de la première batterie ou à la sortie de la première pile à combustible ou aux sorties respectives de la première batterie et de la première pile à combustible.
La première pile à combustible peut être reliée à au moins un premier réservoir à combustible, en particulier un réservoir d'hydrogène, par l'intermédiaire d'un circuit de couplage. La deuxième pile à combustible peut être également reliée au deuxième réservoir à combustible par l'intermédiaire du circuit de couplage.
Avantageusement, le circuit de couplage est configuré de sorte que la première pile à combustible est apte à être alimentée en combustible par le deuxième réservoir et/ou de sorte que la deuxième pile à combustible est apte à être alimentée en combustible par le premier réservoir.
Ainsi, on assure également une redondance d'approvisionnement en combustible pour les piles.
Le circuit de couplage peut être doté d'au moins une vanne d'isolement du premier réservoir adaptée pour, lorsque cette vanne d'isolement du premier réservoir est fermée, isoler le premier réservoir à combustible du circuit de couplage et/ou au moins une vanne d'isolement du deuxième réservoir pour, lorsque cette vanne d'isolement du deuxième réservoir est fermée, isoler le deuxième réservoir à combustible du circuit de couplage.
Le premier réservoir et le deuxième réservoir peuvent être des réservoirs à hydrogène et les vannes d'isolement du premier réservoir et du deuxième réservoir des électrovannes. Dans ce cas, le dispositif peut comprendre un ou plusieurs détecteurs d'hydrogène aptes à détecter une fuite d'hydrogène au niveau du premier réservoir et/ou du deuxième réservoir. Des moyens de commande, en particulier sous forme d'un système de contrôle-commande des piles, peuvent être alors configurés pour déclencher la fermeture de la vanne d'isolement du premier réservoir lorsqu'une fuite d'hydrogène au niveau du premier réservoir est détectée et/ou pour déclencher la fermeture de la vanne d'isolement du deuxième réservoir lorsqu'une fuite d'hydrogène au niveau du deuxième réservoir est détectée.
Selon un autre aspect, la présente demande vise à protéger un véhicule comprenant un dispositif d'alimentation électrique tel que défini plus haut.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres détails et caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description qui va suivre, faite en regard des figures annexées suivantes.
Les parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références de façon à faciliter le passage d'une figure à une autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement à échelle uniforme pour rendre les figures plus lisibles.
La figure 1 sert à illustrer un dispositif d'alimentation de plusieurs chaînes de propulsion dotées d'un moteur électrique, le dispositif d'alimentation comportant plusieurs piles à combustibles et plusieurs batteries, chacune susceptible d'alimenter l'une ou l'autre des chaînes de propulsion ou l'ensemble des chaînes de propulsion en fonction de l'état dans lesquels sont placés différents éléments d'un circuit de commutation ;
La figure 2 sert à illustrer un dispositif d'approvisionnement en combustible à redondance de réservoirs en combustibles pour les piles à combustible d'un dispositif d'alimentation en énergie électrique tel qu'illustré sur la figure 1 ;
La figure 3 sert à illustrer un exemple de réalisation détaillé d'un dispositif tel qu'illustré sur la figure 2 ;
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
On se réfère à présent à la figure 1 donnant un exemple de dispositif d'alimentation électrique pour un véhicule comprenant plusieurs chaînes de propulsion, par exemple une première chaîne IA de propulsion et une deuxième chaîne IB de propulsion chacune dotée d'au moins un moteur électrique 2A, 2B. Les chaînes de propulsions peuvent être disposées dans des compartiments distincts.
L'alimentation électrique est délivrée au premier moteur 2A et au deuxième moteur 2B via, respectivement un circuit 3A moteur également appelé « contrôleur moteur » et un autre circuit moteur ou contrôleur moteur 3B, chaque circuit moteur 3A, 3B comprenant un convertisseur 4 courant continu - courant alternatif (DC/AC) apte à recevoir une tension d'entrée continue et à fournir une tension alternative au moteur auquel il est associé.
Dans un cas par exemple où le véhicule propulsé par les moteurs 2A, 2B, est un bateau, en particulier un multi-coques, le premier circuit moteur 3A et le deuxième circuit moteur 3B sont typiquement intégrés respectivement dans une première coque Col, et dans une deuxième coque Co2 du bateau.
Le dispositif d'alimentation comporte plusieurs batteries indépendantes, par exemple une première batterie 20A, et une deuxième batterie 20B appelées « batteries moteur» ou « batteries de puissance ». Les batteries moteur sont par exemple de type lithium fer phosphate ou lithium Yttrium fer phosphate et fonctionnent à une tension qui peut être par exemple comprise entre 36,4 volts et 52 volts. Les batteries moteur 20A, 20B fournissent une puissance électrique à un bus de puissance connecté aux circuits moteurs des chaînes de propulsions IA, IB. Les batteries 20A, 20B servent également à alimenter un dispositif de chauffage (non représenté) du véhicule et sont disposées de préférence dans des compartiments indépendants et séparés l'un de l'autre. Typiquement, lorsque le véhicule considéré est un bateau multicoques, on intègre la première batterie 20A à la première coque Col et la deuxième batterie 20B à la deuxième coque Co2 du bateau.
Les batteries moteur 20A, 20B sont associées chacune à un système de contrôle des batteries d'accumulateurs (en anglais « Battery Management System » ou BMS) c'est à dire un système électronique permettant d'effectuer un contrôle des différents éléments de chaque batterie et en particulier de vérifier l'état de charge d'indiquer la tension totale ou de cellules individuelles formant chaque batterie.
Les batteries moteur 20A, 20B peuvent être alternativement connectées ou bien isolées du reste du dispositif à l'aide respectivement d'éléments de commutation, ici des relais 21A, 21B appelés « relais d'isolement batterie » et disposés respectivement en sortie des batteries 20A, 20B. Ces relais 21A, 21B sont typiquement disposés en série avec un moyen de protection de la batterie tel qu'un fusible 23. En cas de surchauffe d'une batterie, le système BMS déclenche l'ouverture du relais d'isolement de la batterie auquel ce système est associé.
Pour permettre de fournir une puissance électrique au moteur à partir d'un autre vecteur que les batteries 20A, 20B, plusieurs piles à combustible par exemple une première pile à combustible 10A, et une deuxième pile à combustible 10B sont en outre prévues. Les piles à combustible 10A, 10B sont avantageusement des piles à combustible à membrane d'échange de protons, connues également sous le nom de pile à combustible à membrane électrolyte polymère (ou PEMFC selon l'acronyme des expressions anglaises « Proton Exchange Membrane Fuel Cells ») qui produisent de l'électricité à partir d'hydrogène. Les piles à combustible 10A, 10B peuvent être disposées respectivement dans un premier et un deuxième caisson Cal, Ca2 situés dans un compartiment Cg placé hors des coques Col, Co2. Ce compartiment Cg peut être agencé hors de la cabine du bateau.
Pour permettre alternativement de connecter au reste du dispositif ou bien d'isoler une pile à combustible 10A (respectivement 10B) du reste du dispositif celuici est doté également d'un élément de commutation, en particulier un relais 15A (resp. 15B) appelé « relais d'isolement pile » disposé en sortie de chaque pile 10A (resp. 10B). Le relais 15A (resp. 15B) d'isolement pile est typiquement mis en série avec un fusible 6 de protection de la pile.
Lorsque le relais 15A est passant, la première pile 10A est ainsi connectée à un premier étage 50 d'un circuit de commutation auquel le premier circuit moteur 3A est susceptible d'être relié. Quand le relais 15B est passant la sortie de la deuxième pile 10B est connectée à un deuxième étage 60 du circuit de commutation auquel le deuxième circuit moteur 3B est susceptible d'être relié.
La première pile 10A et la deuxième pile 10B sont également connectées respectivement à un premier circuit auxiliaire 14A, et à un deuxième circuit auxiliaire 14B. les circuits auxiliaires 14A, 14B sont prévus pour appliquer une tension à différents auxiliaires des piles, parmi lesquels figurent par exemple au moins une sonde de courant, une ou plusieurs électrovannes, un ou plusieurs ventilateurs, un ou plusieurs actionneurs, au moins une pompe. Les circuits auxiliaires 14A, 14B peuvent être des circuits basse tension, fonctionnant à une tension, par exemple de l'ordre de 12V, réduite par rapport à la tension nominale des batteries moteurs et à la plage de tensions en entrée des circuits moteurs 3A, 3B. Dans ce dispositif, les piles 10A et 10B fonctionnent ainsi de manière indépendante l'une par rapport à l'autre avec leurs propres auxiliaires. Chaque relais 15A, 15B d'isolement pile peut permettre également alternativement de connecter au reste du dispositif ou bien d'isoler du reste du dispositif le circuit auxiliaire 14A ou 14B.
Les deux modules de batteries 20A, 20B et les deux systèmes pile à combustible 10A, 10B alimentent un bus électrique de puissance commun. Chaque moteur 2A, 2B utilise l'énergie électrique provenant soit d'au moins une pile, soit d'au moins une batterie moteur, soit d'au moins une pile et d'au moins une batterie simultanément. Le dispositif d'alimentation peut adopter une configuration dans laquelle plusieurs batteries alimentent un même moteur ou plusieurs piles alimentent un même moteur.
Pour permettre alternativement de connecter et déconnecter l'entrée du premier circuit moteur 3A au reste du dispositif et en particulier à un premier étage 50 d'un circuit de commutation, un élément de commutation ici sous forme d'un relais 5A également appelé « relais d'isolement du circuit moteur » peut être prévu. De même, un relais 5B est également prévu pour permettre alternativement de connecter et déconnecter l'entrée d'un deuxième circuit moteur 3B au reste du dispositif et en particulier à un deuxième étage 60 d'un circuit de commutation. Chaque relais 5A, 5B peut être associé à un élément de protection tel qu'un fusible 6 dont le rôle est de protéger le circuit moteur 3A, 3B en le déconnectant du reste du dispositif en cas de surintensités.
Le premier étage 50 du circuit de commutation est doté d'un élément de commutation 55 appelé relais de ségrégation de premier étage qui, lorsqu'il est passant (autrement dit fermé), est apte à connecter le premier étage 50 à un deuxième étage du circuit de commutation, le premier étage 50 pouvant être lui-même connecté à la sortie de la première batterie 20A lorsque le relais 21A d'isolement batterie est passant (i.e. fermé) et pouvant être connecté à la sortie de la première pile 10A lorsque le relais 15A d'isolement pile est passant (i.e. fermé).
Le circuit de commutation est également doté d'un deuxième élément de commutation 65 appelé relais de ségrégation de deuxième étage, qui, lorsqu'il est passant (i.e. fermé), est apte connecter le deuxième étage 60 du circuit de commutation au premier étage 50, le deuxième étage 60 pouvant lui-même être connecté à la sortie de la deuxième batterie 20B lorsque le relais 21B est passant (i.e. fermé) et pouvant être connecté à la sortie de la deuxième pile 10B lorsque le relais 15B est passant (i.e. fermé).
Le premier étage 50 et le deuxième étage 60 du circuit de commutation sont dotés d'éléments de protection contre des sur-intensités de type fusibles 51, 52, 53, 54, 61, 62, 63, 64. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1, le premier étage 50 et le deuxième étage 60 du circuit de commutation comportent des connexions passant dans des armoires situées dans la cabine Cab du bateau.
Le changement d'état passant à bloqué ou bloqué à passant des différents éléments de commutation, ici des relais 55, 65, 5A, 5B, 15A, 15B peut être déclenché par un système numérique de contrôle-commande 70. Le système numérique de contrôle-commande 70 peut être sous forme d'une ou plusieurs cartes électroniques comportant avec des circuits intégrés analogiques ou des ASICs, des circuits logiques et programmables (par exemple de type FPGA, microprocesseur, microcontrôleur). Le système numérique de contrôle-commande 70 réalise l'acquisition de données ou ίο mesures issues des piles à combustible 10A, 10B et de leurs auxiliaires, et est configuré de sorte à émettre des signaux de commande à différents auxiliaires des piles. Le système numérique de contrôle-commande 70 est également apte à recevoir des données en provenance des chaînes de propulsion ou des circuits moteur 3A, 3B par l'intermédiaire d'un bus 90 de communication de type bus CAN (pour « Controller Area Network »).
Chaque chaîne de propulsion peut être alimentée en électricité aussi bien par la première pile à combustible 10A ou bien par la deuxième pile à combustible 10B, ou bien par les deux piles 10A, 10B simultanément.
En cas de défaillance d'une pile à combustible, le système numérique de contrôle-commande 70 peut déconnecter celle-ci en ouvrant son relais d'isolement correspondant 15A ou 15B. Une maintenance peut être ainsi effectuée sans interrompre le fonctionnement normal du système complet. Dans le cas d'une défaillance simultanée des deux piles à combustibles 10A, 10B, celles-ci peuvent être isolées par ouverture des relais d'isolement correspondants 15A et 15B, tandis que l'alimentation électrique d'au moins une chaîne de propulsion peut être réalisée par le biais d'au moins une des batteries 20A, 20B. Un cas typique de défaillance est une détection de fuite de combustible au niveau du circuit d'approvisionnement en combustible des piles 10A, 10B. L'isolement d'une pile 10A, 10B peut être également déclenché en cas de défaillance d'un auxiliaire défectueux, par exemple un convertisseur DC/DC qui tombe en panne, ou un arrêt de la pompe de refroidissement, ou bien par exemple suite à une détection d'une tension aux bornes d'une des cellules constituant la pile qui devient inférieure à un seuil prédéterminé donné.
L'énergie électrique stockée dans les batteries 20A, 20B permet d'alimenter les chaînes de propulsion. En cas de défaillance d'un module de batterie 20A ou 20B, Le système BMS de la batterie peut déconnecter la batterie défaillante 20A ou 20B en ouvrant son relais d'isolement correspondant 21A ou 21B. Cette batterie peut être ainsi ségrégée, c'est-à-dire isolée du reste du dispositif, sans interrompre le fonctionnement de la ou des chaînes de propulsion. L'alimentation électrique est alors assurée par la batterie restante et les piles à combustible 10A, 10B. En cas de défaillance des deux batteries 20A, 20B, celles-ci peuvent être isolées du reste du dispositif sans interrompre la propulsion du véhicule. Le système continue alors de fonctionner en étant alimenté par au moins une pile à combustible 10A ou 10B ou par les deux piles à combustible 10A, 10B.
Avec une telle architecture du dispositif d'alimentation, l'arrêt de la propulsion électrique ne se produit qu'en cas éventuel de perte conjointe des deux modules de batteries et des deux pile à combustible.
Pour permettre de limiter les possibilités de défaillance des piles à combustible 10A, 10B, un mode de réalisation prévoit d'alimenter celles-ci au moyen de deux réservoirs à combustibles distincts et indépendants.
La figure 2 illustre un exemple de réalisation où les piles à combustible 10A, 10B sont des piles à hydrogène reliées respectivement à un premier réservoir 80A à hydrogène et à un deuxième réservoir 80B à hydrogène, les réservoirs 80A, 80B étant couplés via une ligne 82 de remplissage haute pression qui est connectée à ces derniers par le biais de modules appelés têtes de bouteille 84A, 84B par lesquels le combustible accède ou sort des réservoirs.
Chaque pile 10A, 10B est ainsi raccordée à un réservoir 80A, 80B associé mais peut être également alimentée par de l'hydrogène provenant de l'autre réservoir et transmis par la ligne 82 de remplissage. Ainsi, une pile est alimentée soit par le premier réservoir 80A, soit par le deuxième réservoir 80B, ou éventuellement par les deux réservoirs 80A, 80B à la fois.
En cas de défaillance d'un réservoir 80A ou 80B, celui-ci peut être ségrégé, c'est-à-dire isolé du reste du circuit de distribution en combustible, sans empêcher que les piles 10A, 10B ne soient alimentées en combustible par l'autre réservoir à combustible. L'isolement du réservoir défectueux peut être réalisé par fermeture d'une vanne manuelle ou d'une électrovanne par le système numérique de contrôle-commande 70. Dans le cas par exemple où les réservoirs sont des réservoirs à hydrogène, l'isolement d'un réservoir peut être réalisé ou déclenché suite à une détection d'une fuite d'hydrogène.
La figure 3 donne un exemple de réalisation détaillée d'un circuit de distribution en hydrogène tel qu'illustré sur la figure 2 et comportant plusieurs, en particulier deux réservoirs à hydrogène 80A, 80B permettant d'alimenter plusieurs, en particulier deux piles 10A, 10B à hydrogène. Chaque ensemble pile réservoir peut être protégé par une cloison prévue notamment pour réaliser une protection en cas d'incendie.
Les réservoirs à hydrogène 80A, 80B peuvent être remplis au moyen d'un réceptacle 111 de remplissage connecté à la tête de bouteille, ce réceptacle pouvant être alternativement masqué ou dévoilé suivant qu'une trappe 110 d'accès au réceptacle est ouverte ou fermée. Un détecteur de position ouverte ou fermée de la trappe 110 est alors avantageusement prévu pour permettre de maintenir les chaînes de propulsion sans alimentation lorsqu'on effectue le remplissage du ou des réservoirs.
Les réservoirs 80A, 80B sont typiquement dotés d'une valve de limitation 102 de débit (EFV pour « excess flow valve ») prévue pour limiter le débit de sortie d'hydrogène en cas de défaillance. Une évacuation d'hydrogène hors du réservoir est permise par un élément 103 de type PRD (pour « Pressure Release Device ») lorsqu'une sonde de température 101 du réservoir détecte un dépassement d'une température seuil, par exemple de l'ordre de 110 °C. Les réservoirs 80A, 80B sont également munis d'un port 105 de purge.
Afin de pouvoir contrôler l'admission en hydrogène ou la sortie d'hydrogène d'un réservoir, sa tête de bouteille 84A (respectivement 84B) peut être dotée d'une électrovanne 106 associée à un clapet anti-retour 107 et d'une vanne manuelle 108.
L'ouverture de l'électrovanne 106 et/ou de la vanne manuelle 108 permet d'isoler le réservoir du reste du circuit de distribution. Le déclenchement de l'ouverture de l'électrovanne 106 est typiquement déclenché par le système de contrôle commande évoqué précédemment.
Dans cet exemple de réalisation, chaque tête de bouteille est dotée d'une sonde de pression 109 en sortie de la tête de bouteille et d'un ou plusieurs filtres 104 à particules. Entre la tête de bouteille 84A (respectivement 86B) d'un réservoir 80A (resp. 80B) et la pile à combustible 10A (resp. 10B) auquel ce réservoir est associé on prévoit un étage détendeur 86A (respectivement 86B).
Pour faire passer l'hydrogène du réservoir 80A stocké à haute pression (par exemple de l'ordre de 350 bars) à une pression plus basse et mieux adaptée à l'alimentation de la pile, l'étage 86A, 86B est doté dans cet exemple d'un détendeur 113 haute pression, suivi d'un détendeur 116 basse pression. Par mesure de sécurité, une soupape de décharge 114 peut être prévue en sortie du détendeur 116 haute pression, afin de permettre une libération d'hydrogène hors du circuit lorsque la pression est supérieure à un seuil donné par exemple de l'ordre de 10 bars. L'étage détendeur 116 est également doté d'une sonde de pression 117 en sortie du détendeur 116 basse pression. Afin de pouvoir contrôler l'admission d'hydrogène en entrée de la pile une électrovanne 118 actionnée par le contrôle-commande est prévue.
Pour permettre, si besoin, d'évacuer l'hydrogène du circuit d'hydrogène des cheminées d'échappement 121, 122, 123, 124 connectées respectivement au réservoir, à la tête de bouteille, à l'étage détendeur et à la pile sont prévus. L'hydrogène peut être évacué du réservoir et de la tête de bouteille respectivement à l'aide d'une électrovanne 103,103' asservie à la température.
Comme indiqué précédemment, l'isolement d'un réservoir 80A ou 80B peut être déclenchée suite à une détection de fuite d'hydrogène. Afin de réaliser une telle
0 détection, dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif est doté de détecteurs 112 de présence de H2 au voisinage de la ligne haute pression.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif pour fournir une puissance électrique à un véhicule comportant au moins une première chaîne de propulsion dotée d'un moteur électrique (2A) et au moins une deuxième chaîne de propulsion dotée d'un autre moteur électrique (2B), le dispositif comprenant :
    - au moins une première batterie (21A) et au moins une première pile à combustible (10A) pour fournir une puissance électrique à la première chaîne de propulsion,
    - au moins une deuxième batterie (21B) et au moins une deuxième pile à combustible (10B) pour fournir une puissance électrique à la deuxième chaîne de propulsion, le dispositif d'alimentation étant configuré de sorte que :
    la première chaîne de propulsion est apte en outre à être alimentée par la deuxième batterie (21B) et/ou la deuxième pile (10B), et/ou de sorte que la deuxième chaîne de propulsion est apte en outre à être alimentée par la première batterie (21A) et/ou la première pile (10A).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la première batterie (21A) et la première pile à combustible (10A) ont des sorties respectives aptes à être connectées à une entrée de la première chaîne de propulsion, la deuxième batterie (21B) et la deuxième pile à combustible (10B) ayant des sorties respectives aptes à être connectées à une entrée de la deuxième chaîne de propulsion, le dispositif d'alimentation comprenant un circuit de commutation apte à connecter alternativement ladite entrée de la première chaîne de propulsion à une sortie de ladite la deuxième batterie (21B) ou de la deuxième pile à combustible (10B) ou de la deuxième batterie (21B) et de la deuxième pile à combustible (10B), le circuit de commutation étant en outre apte à connecter alternativement ladite entrée de la deuxième chaîne de propulsion à une sortie de ladite la première batterie (21A) ou à une sortie de la première pile à combustible (10A) ou aux sorties respectives de la première batterie (21A) et de la première pile à combustible (10A).
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel en sortie de la première pile le circuit de commutation comporte un relais d'isolement (15A) de la première pile (10A), le dispositif comprenant un moyen de commande adapté pour déclencher l'ouverture et la fermeture du relais d'isolement (15A) de la première pile
    5 (10A), le moyen de commande étant configuré pour suite à une détection d'un dysfonctionnement de la première pile (10A), déclencher l'ouverture du relais d'isolement de la première pile (10A), de sorte à isoler la première pile (10A) et connecter ladite entrée de la première chaîne de propulsion à la sortie de ladite la deuxième batterie (21B) ou à la sortie de la deuxième pile à combustible (10B) ou aux sorties
    10 respectives de la deuxième batterie (21B) et de la deuxième pile à combustible (10B).
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel en sortie de la deuxième pile (10B), le circuit de commutation comporte un relais d'isolement (15B) de la deuxième pile, le moyen de commande étant adapté pour déclencher l'ouverture et la
    15 fermeture du relais d'isolement de la deuxième pile, le moyen de commande étant configuré pour suite à une détection d'un dysfonctionnement de la deuxième pile (10B), ouvrir le relais d'isolement de la deuxième pile et connecter l'entrée de la deuxième chaîne de propulsion à la sortie de ladite la première batterie (20A) ou à la sortie de la première pile à combustible ou à la sortie de la première batterie ou aux sorties
    2 0 respectives de la première pile à combustible et de la première batterie.
  5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel en sortie de la première batterie le dispositif comporte un relais d'isolement de la première batterie, le dispositif étant configuré pour suite à une détection d'un dysfonctionnement
    2 5 de la première batterie, ouvrir le relais d'isolement de la première batterie et connecter ladite entrée de la première chaîne de propulsion à ladite sortie de ladite la deuxième batterie (21B) ou de la deuxième pile à combustible (10B) ou aux sorties respectives de la deuxième batterie (21B) et de la deuxième pile à combustible (10B).
  6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel en sortie de la deuxième batterie (20B), le dispositif comporte un relais d'isolement (21B) de la deuxième batterie (20B), le dispositif étant configuré pour suite à une détection d'un dysfonctionnement de la deuxième batterie (20B), ouvrir le relais d'isolement de la deuxième batterie et connecter l'entrée de la deuxième chaîne de propulsion à la sortie de la première batterie (20A) ou à la sortie de la première pile à combustible (10A) ou aux sorties respectives de la première batterie (20A) et de la première pile à combustible (10A).
  7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la première pile à combustible (10A) est reliée à au moins un premier réservoir (80A) à combustible par l'intermédiaire d'un circuit de couplage et dans laquelle la deuxième pile à combustible (10B) est reliée à au moins un deuxième réservoir (80B) à combustible par l'intermédiaire d'un circuit de couplage, le circuit de couplage étant configuré de sorte que la première pile à combustible (10A) est également apte à être alimentée en combustible par le deuxième réservoir et/ou de sorte que la deuxième pile à combustible est apte à être alimentée en combustible par le premier réservoir.
  8. 8. Dispositif selon la revendications 1 à 7, dans lequel le circuit de couplage comprend au moins une vanne d'isolement (106, 108) du premier réservoir (80A) adaptée pour, lorsque cette vanne d'isolement du premier réservoir est fermée, isoler le premier réservoir à combustible du circuit de couplage et/ou au moins une vanne d'isolement du deuxième réservoir (80B) pour, lorsque cette vanne d'isolement du deuxième réservoir est fermée, isoler le deuxième réservoir à combustible du circuit de couplage.
  9. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le premier réservoir (80A) et le deuxième réservoir (80B) sont des réservoirs à hydrogène et dans lequel la vanne d'isolement du premier réservoir et la vanne d'isolement du deuxième réservoir sont des électrovannes (106), le dispositif comprenant un ou plusieurs détecteurs d'hydrogène (112) aptes à détecter une fuite d'hydrogène au niveau du premier réservoir (80A) et/ou du deuxième réservoir (80B), et un moyen de commande configuré pour déclencher la fermeture de la vanne d'isolement du premier réservoir lorsqu'une fuite d'hydrogène au niveau du premier réservoir est détectée et/ou pour déclencher la
    5 fermeture de la vanne d'isolement du deuxième réservoir lorsqu'une fuite d'hydrogène au niveau du deuxième réservoir est détectée.
  10. 10. Véhicule comprenant un dispositif d'alimentation électrique selon l'une des revendications 1 à 9.
    S.60067
    1/2
    JO
    CO
    O
    2/2
    CM CO CM CM CM
    80A 102 104 84A 109 82 112 112 86B 84B
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