FR3144425A1 - SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE - Google Patents

SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE Download PDF

Info

Publication number
FR3144425A1
FR3144425A1 FR2214078A FR2214078A FR3144425A1 FR 3144425 A1 FR3144425 A1 FR 3144425A1 FR 2214078 A FR2214078 A FR 2214078A FR 2214078 A FR2214078 A FR 2214078A FR 3144425 A1 FR3144425 A1 FR 3144425A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
fuel cell
gas flow
hydrogen
during
threshold value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2214078A
Other languages
French (fr)
Inventor
Panagiotis CHRISTOU
David Gerard
Marielle Marchand
Gladys Moreac-Njeim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Priority to FR2214078A priority Critical patent/FR3144425A1/en
Priority to PCT/EP2023/085379 priority patent/WO2024132709A1/en
Publication of FR3144425A1 publication Critical patent/FR3144425A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9422—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/32—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/34—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the absence of energy storing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04343—Temperature; Ambient temperature of anode exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/0435—Temperature; Ambient temperature of cathode exhausts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/202—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/407—Combination of fuel cells with mechanical energy generators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0687—Reactant purification by the use of membranes or filters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Titre : SYSTÈME ET PROCEDE DE GESTION DES FLUX GAZEUX ET THERMIQUES EN SORTIE DE PILE À COMBUSTIBLE POUR ALIMENTER UN MOTEUR THERMIQUE A HYDROGENE OU SON DISPOSITIF DE POST-TRAITEMENT Ce système de gestion de gaz dans un véhicule hybride hydrogène (1), comportant un moteur électrique (2) et un moteur thermique à combustion interne d’hydrogène (3), une pile à combustible (4) alimentant en énergie électrique le moteur électrique (2), un réservoir d’hydrogène (5) alimentant en hydrogène la pile (4) et le moteur thermique (3), un dispositif de post-traitement (6) adapté pour le traitement des gaz d’échappement en sortie du moteur thermique (3), le système comportant des moyens de gestion de flux gazeux (16,17,18,19) aptes à amener sélectivement des flux gazeux depuis la pile à combustible (4) jusqu’au dispositif de post-traitement (6) et/ou jusqu’au moteur thermique (3), et/ou depuis le réservoir d’hydrogène (5) jusqu’à la pile à combustible (4) et/ou jusqu’au moteur thermique (3), et un contrôleur électronique (15) configuré pour pouvoir commander les moyens de gestion de flux gazeux (16,17,18,19) en fonction de la température d’un premier et/ou d’un deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible (4). Figure pour l’abrégé : [Fig 1]Title: SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE This gas management system in a hydrogen hybrid vehicle (1), comprising an engine electric (2) and a thermal engine with hydrogen internal combustion (3), a fuel cell (4) supplying electrical energy to the electric motor (2), a hydrogen tank (5) supplying hydrogen to the cell ( 4) and the heat engine (3), a post-treatment device (6) adapted for the treatment of the exhaust gases leaving the heat engine (3), the system comprising gas flow management means (16, 17,18,19) capable of selectively bringing gas flows from the fuel cell (4) to the post-treatment device (6) and/or to the heat engine (3), and/or from the tank hydrogen (5) to the fuel cell (4) and/or to the heat engine (3), and an electronic controller (15) configured to be able to control the gas flow management means (16,17 ,18,19) as a function of the temperature of a first and/or a second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell (4). Figure for abstract: [Fig 1]

Description

SYSTÈME ET PROCEDE DE GESTION DES FLUX GAZEUX ET THERMIQUES EN SORTIE DE PILE À COMBUSTIBLE POUR ALIMENTER UN MOTEUR THERMIQUE A HYDROGENE OU SON DISPOSITIF DE POST-TRAITEMENTSYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE

La présente invention concerne l’utilisation d’une pile à combustible intégrée à la chaîne de traction d’un véhicule thermique à hydrogène.The present invention relates to the use of a fuel cell integrated into the powertrain of a hydrogen thermal vehicle.

La présente invention vise à proposer un système et une méthode qui permettent de gérer les flux gazeux et thermiques en sortie de la pile à combustible pour alimenter le moteur thermique, et/ou son dispositif de post-traitement.The present invention aims to propose a system and a method which make it possible to manage the gaseous and thermal flows leaving the fuel cell to power the heat engine, and/or its post-processing device.

Techniques antérieuresPrevious techniques

On connaît des systèmes de traction de véhicule qui comportent un réservoir d’hydrogène unique qui peut alimenter d’une part une pile à combustible qui alimente à son tour en énergie électrique un premier moteur électrique, et d’autre part un deuxième moteur thermique d’hydrogène, de sorte que les deux moteurs permettent de faire avancer le véhicule.Vehicle traction systems are known which comprise a single hydrogen tank which can supply on the one hand a fuel cell which in turn supplies electrical energy to a first electric motor, and on the other hand a second thermal engine of hydrogen, so that both engines can move the vehicle forward.

Le véhicule fonctionne soit sur le moteur thermique à hydrogène, notamment dans les cas de longs temps de parcours et des besoins de fortes puissances, soit sur le moteur électrique via la pile à combustible, notamment dans les cas de courts trajets ou lors des besoins de faibles puissances, soit en utilisant les deux moteurs à la fois.The vehicle operates either on the hydrogen thermal engine, particularly in cases of long journey times and high power requirements, or on the electric motor via the fuel cell, particularly in the case of short journeys or when transport needs are required. low powers, or by using both engines at the same time.

La combustion interne d’hydrogène générant des gaz et des particules polluantes en sortie du moteur thermique, qui doivent être traités avant leur émission dans l’atmosphère, on équipe les véhicules d’un dispositif de post-traitement de ces polluants pour répondre à la réglementation en vigueur, telle que la réglementation européenne dite « Euro6d full » ou « EuroVI ».The internal combustion of hydrogen generates gases and polluting particles at the outlet of the thermal engine, which must be treated before their emission into the atmosphere, vehicles are equipped with a post-treatment device for these pollutants to meet the regulations in force, such as the European regulations known as “Euro6d full” or “EuroVI”.

Ce dispositif de post-traitement contient en général un ou plusieurs catalyseurs ainsi qu’un ou plusieurs filtres à particules.This post-treatment device generally contains one or more catalysts as well as one or more particle filters.

Les éléments catalysés ont une fenêtre de température de fonctionnement variable.Catalyzed elements have a variable operating temperature window.

A titre d’exemple, le catalyseur de piégeage à froid « PNA » (pour l’anglicisme « Passive NOx Adsorber ») peut stocker les oxydes d’azote dès les plus basses températures, c'est-à-dire entre cent et deux cents degrés Celsius, et relargue les oxydes d’azote au-delà de cette température.For example, the cold trapping catalyst “PNA” (for the anglicism “Passive NOx Adsorber”) can store nitrogen oxides at the lowest temperatures, that is to say between one hundred and two hundred degrees Celsius, and releases nitrogen oxides above this temperature.

L’association d’un second système de traitement des oxydes d’azote en série, tel que le « LNT » (pour l’anglicisme « Lean NOx Trap ») ou le SCR (pour l’anglicisme « Selective Catalyzed Reductor »), permet de traiter les émissions d’oxydes d’azote relargués lorsque la température des gaz atteint deux cents degrés Celsius et au-delà : les oxydes d’azote sont réduits en gaz non polluant émis à l’échappement, notamment en azote.The combination of a second nitrogen oxide treatment system in series, such as the “LNT” (for the English “Lean NOx Trap”) or the SCR (for the English “Selective Catalyzed Reductor”), makes it possible to treat the emissions of nitrogen oxides released when the gas temperature reaches two hundred degrees Celsius and beyond: the nitrogen oxides are reduced to non-polluting gas emitted in the exhaust, in particular nitrogen.

Dans le cadre d’une pile « PEMFC » (pour l’anglicisme « Proton Exchange Membrane Fuel Cell ») fonctionnant au-delà de cent soixante degrés Celsius, sont émis en sortie de pile des gaz chauds, qui contiennent encore de l’hydrogène issu de l’anode de la pile et un air appauvri en oxygène issu de la cathode de la pile.As part of a “PEMFC” battery (for the English term “Proton Exchange Membrane Fuel Cell”) operating above one hundred and sixty degrees Celsius, hot gases are emitted at the battery outlet, which still contain hydrogen. from the anode of the battery and oxygen-depleted air from the cathode of the battery.

Ces flux gazeux sont généralement relargués directement dans l’atmosphère, ce qui est nocif pour l’environnement et sous-optimal.These gas streams are generally released directly into the atmosphere, which is harmful to the environment and suboptimal.

Une problématique particulière de l’invention concerne donc l’optimisation des flux thermiques générés par les deux systèmes et de l’utilisation de l’hydrogène et de l’air comprimé, en utilisant les gaz sortant de la pile à combustible pour alimenter directement le moteur thermique d’hydrogène et/ou activer ses systèmes de dépollution.A particular problem of the invention therefore concerns the optimization of the heat flows generated by the two systems and the use of hydrogen and compressed air, by using the gases leaving the fuel cell to directly supply the hydrogen thermal engine and/or activate its depollution systems.

Aucun moyen de contrôle et de gestion des différents flux thermiques et énergétiques n’existe dans l’état de la technique pour l’utilisation de l’hydrogène ou de l’oxygène chauds émis par une pile à combustible pour le post-traitement des émissions gazeuses.No means of controlling and managing the different thermal and energy flows exists in the state of the art for the use of hot hydrogen or oxygen emitted by a fuel cell for the post-treatment of emissions gaseous.

L’invention a pour but de pallier au moins certains des inconvénients précités et de proposer un système capable de cumuler des avantages de performance en termes de prestations, d’efficacité énergétique, de simplicité et de fiabilité pour sa mise en œuvre.The invention aims to overcome at least some of the aforementioned drawbacks and to propose a system capable of combining performance advantages in terms of services, energy efficiency, simplicity and reliability for its implementation.

Au vu de ce qui précède, l’invention a pour objet un système de de gestion de gaz dans un véhicule hybride à hydrogène, comportant un moteur électrique et un moteur thermique à combustion interne d’hydrogène, une pile à combustible alimentant en énergie électrique le moteur électrique, un réservoir d’hydrogène alimentant en hydrogène la pile et le moteur thermique, un dispositif de post-traitement adapté pour le traitement des gaz d’échappement en sortie du moteur thermique, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de gestion de flux gazeux aptes à amener sélectivement des flux gazeux depuis la pile à combustible jusqu’au dispositif de post-traitement et/ou jusqu’au moteur à combustion interne, et/ou depuis le réservoir d’hydrogène jusqu’à la pile à combustible et/ou jusqu’au moteur à combustion interne, et un contrôleur électronique configuré pour pouvoir commander les moyens de gestion de flux gazeux en fonction de la température d’un premier et/ou d’un deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible.In view of the above, the subject of the invention is a gas management system in a hydrogen hybrid vehicle, comprising an electric motor and a thermal engine with internal combustion of hydrogen, a fuel cell supplying electrical energy the electric motor, a hydrogen tank supplying hydrogen to the battery and the heat engine, a post-treatment device adapted for the treatment of the exhaust gases leaving the heat engine, characterized in that it comprises means of management of gas flows capable of selectively bringing gas flows from the fuel cell to the post-treatment device and/or to the internal combustion engine, and/or from the hydrogen tank to the fuel cell fuel and/or up to the internal combustion engine, and an electronic controller configured to be able to control the gas flow management means as a function of the temperature of a first and/or a second gas flow emitted at the outlet of the Fuel cell.

Dans un mode de réalisation, le premier flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible contient de l’hydrogène et le système comporte en outre un capteur de la température de ce premier flux, et les moyens de gestion de flux gazeux comportent une première vanne adaptée pour amener un flux d’hydrogène depuis le réservoir d’hydrogène jusqu’à la pile à combustible et/ou jusqu’au moteur à combustion interne, et une deuxième vanne adaptée pour amener le premier flux contenant de l’hydrogène depuis la pile à combustible jusqu’au moteur thermique et/ou jusqu’au dispositif de post-traitement, le contrôleur électronique est configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des première et/ou deuxième vannes en fonction de la température du premier flux gazeux.In one embodiment, the first gas flow emitted at the outlet of the fuel cell contains hydrogen and the system further comprises a sensor of the temperature of this first flow, and the gas flow management means comprise a first valve adapted to bring a flow of hydrogen from the hydrogen tank to the fuel cell and/or to the internal combustion engine, and a second valve adapted to bring the first flow containing hydrogen from the fuel cell to the heat engine and/or to the post-treatment device, the electronic controller is configured to control the opening and closing of the first and/or second valves as a function of the temperature of the first gas flow.

Par exemple, le dispositif de post-traitement comportant en outre un catalyseur apte à traiter des oxydes d’azote issus du moteur à combustion interne, le système comporte en outre un capteur d’une concentration en oxydes d’azote dans le catalyseur, et le contrôleur électronique est configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des première et/ou deuxième vannes en fonction de la concentration en oxydes d’azote dans le catalyseur.For example, the post-treatment device further comprising a catalyst capable of treating nitrogen oxides from the internal combustion engine, the system further comprises a sensor of a concentration of nitrogen oxides in the catalyst, and the electronic controller is configured to control the opening and closing of the first and/or second valves as a function of the concentration of nitrogen oxides in the catalyst.

L'invention concerne également un procédé pour la mise en œuvre du système défini ci-dessus, comportant les étapes suivantes :

  • une première étape lors de laquelle on compare la température du premier flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible à une première valeur seuil,
  • en cas de dépassement de la première valeur seuil lors de la première étape, une deuxième étape lors de laquelle on compare une concentration en oxyde d’azote mesurée dans le catalyseur à une deuxième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de ladite deuxième valeur seuil lors de la deuxième étape, une troisième étape lors de laquelle le calculateur commande la deuxième vanne pour amener le flux contenant de l’hydrogène issu de la pile à combustible jusqu’au catalyseur,
  • une quatrième étape suivant la troisième étape, lors de laquelle on utilise l’hydrogène amené dans le catalyseur lors de la troisième étape comme réactif d’une réaction de réduction avec l’oxyde d’azote présent dans le catalyseur jusqu’à l’abaissement de la concentration en oxyde d’azote dans le catalyseur en-dessous de la deuxième valeur seuil,
  • en l’absence de dépassement de la première valeur seuil lors de la première étape, une cinquième étape lors de laquelle le calculateur commande la deuxième vanne pour amener le premier flux gazeux contenant de l’hydrogène issu de la pile à combustible jusqu’au moteur thermique.
The invention also relates to a method for implementing the system defined above, comprising the following steps:
  • a first step during which the temperature of the first gas flow emitted at the outlet of the fuel cell is compared to a first threshold value,
  • if the first threshold value is exceeded during the first step, a second step during which a concentration of nitrogen oxide measured in the catalyst is compared to a second threshold value,
  • if said second threshold value is exceeded during the second step, a third step during which the computer controls the second valve to bring the flow containing hydrogen from the fuel cell to the catalyst,
  • a fourth step following the third step, during which the hydrogen brought into the catalyst during the third step is used as a reagent for a reduction reaction with the nitrogen oxide present in the catalyst until the reduction the concentration of nitrogen oxide in the catalyst below the second threshold value,
  • in the absence of exceeding the first threshold value during the first step, a fifth step during which the computer controls the second valve to bring the first gas flow containing hydrogen from the fuel cell to the engine thermal.

De préférence, le deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible contient de l’oxygène, et le système comporte en outre un capteur de la température de ce deuxième flux gazeux, et les moyens de gestion de flux gazeux comportent une troisième vanne adaptée pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène depuis la pile à combustible jusqu’au filtre à particules, et une quatrième vanne adaptée pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’’oxygène depuis la pile à combustible jusqu’au moteur à combustion interne, le contrôleur électronique étant apte à commander l’ouverture et la fermeture des troisième et/ou quatrième vannes en fonction de la température du deuxième flux gazeuxPreferably, the second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell contains oxygen, and the system further comprises a sensor of the temperature of this second gas flow, and the gas flow management means comprise a third valve adapted to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell to the particle filter, and a fourth valve adapted to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell to the engine internal combustion, the electronic controller being able to control the opening and closing of the third and/or fourth valves as a function of the temperature of the second gas flow

Dans un mode de réalisation du système, le dispositif de post-traitement comportant un filtre à particules apte à piéger des oxydes d’azote issus du moteur thermique, le système comporte en outre un capteur de richesse en oxygène du deuxième flux gazeux, le contrôleur électronique est configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des troisième et/ou quatrième vannes en fonction de la concentration en oxygène du deuxième flux gazeuxIn one embodiment of the system, the post-treatment device comprising a particle filter capable of trapping nitrogen oxides from the heat engine, the system further comprises an oxygen richness sensor of the second gas flow, the controller electronic is configured to control the opening and closing of the third and/or fourth valves as a function of the oxygen concentration of the second gas flow

L’invention concerne également un procédé pour la mise en œuvre du système comportant les étapes suivantes :

  • la première étape lors de laquelle on compare en outre la température du deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible à une troisième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de la troisième valeur seuil lors de la première étape, une sixième étape lors de laquelle on compare la concentration en oxygène du deuxième flux gazeux en sortie de la pile à combustible à une quatrième valeur seuil,
  • en l’absence de dépassement de ladite quatrième valeur seuil lors de la sixième étape, une septième étape lors de laquelle le calculateur commande la troisième vanne pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène issu de la pile à combustible jusqu’au filtre à particules,
  • une huitième étape suivant directement la septième étape, lors de laquelle on utilise l’oxygène amené dans le filtre à particules lors de la septième étape comme réactif d’une réaction d’oxydation avec l’oxyde d’azote présent dans le filtre à particule jusqu’à l’abaissement de la concentration en oxyde d’azote dans le filtre à particule en-dessous de la quatrième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de ladite quatrième valeur seuil par ladite concentration en oxygène lors de la sixième étape, une neuvième étape lors de laquelle le calculateur commande la quatrième vanne pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène issu de la pile à combustible jusqu’au moteur thermique.
The invention also relates to a method for implementing the system comprising the following steps:
  • the first step during which the temperature of the second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell is further compared to a third threshold value,
  • if the third threshold value is exceeded during the first step, a sixth step during which the oxygen concentration of the second gas flow leaving the fuel cell is compared to a fourth threshold value,
  • in the absence of exceeding said fourth threshold value during the sixth step, a seventh step during which the computer controls the third valve to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell to the filter particle,
  • an eighth step directly following the seventh step, during which the oxygen brought into the particle filter during the seventh step is used as a reagent for an oxidation reaction with the nitrogen oxide present in the particle filter until the nitrogen oxide concentration in the particle filter falls below the fourth threshold value,
  • in the event of exceeding said fourth threshold value by said oxygen concentration during the sixth step, a ninth step during which the computer controls the fourth valve to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell up to 'to the thermal engine.

De préférence, lors de la première étape, on compare à la fois la température du premier flux gazeux contenant de l’hydrogène émis en sortie de la pile à combustible à la première valeur seuil et la température du deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène émis en sortie de la pile à combustible à la troisième valeur seuil, la première étape se poursuivant d’une part par la deuxième étape en cas de dépassement de la première valeur seuil et d’autre part par la sixième étape en cas de dépassement de la troisième valeur seuil.Preferably, during the first step, both the temperature of the first gas flow containing hydrogen emitted at the outlet of the fuel cell is compared to the first threshold value and the temperature of the second gas flow containing oxygen emitted at the output of the fuel cell at the third threshold value, the first step continuing on the one hand by the second step in the event of exceeding the first threshold value and on the other hand by the sixth step in the event of exceeding the third threshold value.

L'invention concerne également un véhicule comportant le système précédant pour la mise en œuvre du procédé tel que défini ci-dessus.The invention also relates to a vehicle comprising the preceding system for implementing the method as defined above.

L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée d’un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels :The invention will be better understood on detailed study of an embodiment taken as a non-limiting example and illustrated by the appended drawings, in which:

représente schématiquement l’architecture d’un système de gestion de gaz selon l’invention. schematically represents the architecture of a gas management system according to the invention.

représente les étapes du procédé mis en œuvre par le système. represents the steps of the process implemented by the system.

Description détailléedetailed description

La illustre le système selon l’invention, qui a pour objet un système 1 de gestion de gaz dans un véhicule hybride à hydrogène.There illustrates the system according to the invention, which relates to a gas management system 1 in a hydrogen hybrid vehicle.

Le système 1 comporte un moteur électrique 2 et un moteur thermique à combustion interne d’hydrogène 3, une pile à combustible 4 qui alimente en énergie électrique le moteur 2, un réservoir d’hydrogène 5 qui alimente en hydrogène la pile 4 et le moteur thermique 3, et un dispositif de post-traitement 6 adapté pour le traitement des gaz d’échappement en sortie du moteur thermique 3.The system 1 comprises an electric motor 2 and a hydrogen internal combustion engine 3, a fuel cell 4 which supplies electrical energy to the motor 2, a hydrogen tank 5 which supplies hydrogen to the cell 4 and the motor thermal 3, and a post-treatment device 6 adapted for the treatment of the exhaust gases leaving the thermal engine 3.

Le système 1 comporte des moyens de gestion de flux gazeux 16,17,18,19.System 1 includes gas flow management means 16,17,18,19.

Les moyens de gestion 16,17,18,19 sont aptes à amener sélectivement des flux gazeux depuis la pile à combustible 4 jusqu’au dispositif de post-traitement 6 et/ou jusqu’au moteur thermique 3, et/ou depuis le réservoir d’hydrogène 5 jusqu’à la pile à combustible 4 et/ou jusqu’au moteur thermique 3.The management means 16,17,18,19 are capable of selectively bringing gas flows from the fuel cell 4 to the post-treatment device 6 and/or to the heat engine 3, and/or from the tank hydrogen 5 to the fuel cell 4 and/or to the heat engine 3.

Le système comporte en outre un contrôleur électronique 15 configuré pour pouvoir commander les moyens de gestion 16,17,18,19 en fonction de la température d’un premier et/ou d’un deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible 4.The system further comprises an electronic controller 15 configured to be able to control the management means 16,17,18,19 as a function of the temperature of a first and/or a second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell. 4.

Le gaz chaud est émis de la pile à combustible à une température supérieure ou égale à sensiblement cent soixante degrés Celsius.The hot gas is emitted from the fuel cell at a temperature greater than or equal to substantially one hundred and sixty degrees Celsius.

Le premier flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible 4 contient par exemple de l’hydrogène.The first gas flow emitted at the outlet of the fuel cell 4 contains, for example, hydrogen.

Dans ce cas, le système 1 peut comporter en outre un capteur de la température de ce premier flux gazeux.In this case, system 1 may also include a temperature sensor of this first gas flow.

Le système 1 peut aussi comporter un catalyseur 7 apte à traiter des oxydes d’azote issus du moteur thermique 3.System 1 can also include a catalyst 7 capable of treating nitrogen oxides from the heat engine 3.

Le catalyseur 7 est couplé au dispositif de post-traitement 6, et il est par exemple de type « PNA » ou « LNT ».The catalyst 7 is coupled to the post-treatment device 6, and it is for example of the “PNA” or “LNT” type.

Les moyens de gestion de flux gazeux 16,17,18,19 comportent alors en outre une première vanne 16 adaptée pour pouvoir amener le flux d’hydrogène depuis le réservoir d’hydrogène 5 jusqu’à la pile à combustible 4 et/ou jusqu’au moteur thermique 3, et une deuxième vanne 17 adaptée pour pouvoir amener le premier flux gazeux, contenant de l’hydrogène, depuis la pile à combustible 4 jusqu’au le moteur thermique 3 et/ou jusqu’au dispositif de post-traitement 6, le contrôleur électronique 15 étant configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des première et/ou deuxième vannes 16,17 en fonction de la température du premier flux gazeux.The gas flow management means 16,17,18,19 then further comprise a first valve 16 adapted to be able to bring the flow of hydrogen from the hydrogen tank 5 to the fuel cell 4 and/or up to 'to the heat engine 3, and a second valve 17 adapted to be able to bring the first gas flow, containing hydrogen, from the fuel cell 4 to the heat engine 3 and/or to the post-treatment device 6, the electronic controller 15 being configured to control the opening and closing of the first and/or second valves 16,17 as a function of the temperature of the first gas flow.

Les moyens de gestion de flux gazeux 16,17,18,19 peuvent comporter en outre un filtre à air 9 et un compresseur d’air 10, couplés à une arrivée d’air 11 et à un refroidisseur 13 et à un humidificateur 15 de cet air, ainsi qu’une pompe 15 et un silencieux 20 couplé à ladite pompe 15, couplés à réseau de distribution des fluides dans le véhicule, et optionnellement commandés par le contrôleur 15.The gas flow management means 16,17,18,19 may further comprise an air filter 9 and an air compressor 10, coupled to an air inlet 11 and to a cooler 13 and to a humidifier 15 of this air, as well as a pump 15 and a silencer 20 coupled to said pump 15, coupled to the fluid distribution network in the vehicle, and optionally controlled by the controller 15.

Le dispositif de post-traitement (6) comportant en outre un catalyseur (7) apte à traiter des oxydes d’azote issus du moteur thermique 3, le système 1 peut comporter en outre un capteur d’une concentration en oxydes d’azote dans le catalyseur 7.The post-treatment device (6) further comprising a catalyst (7) capable of treating nitrogen oxides coming from the heat engine 3, the system 1 can also comprise a sensor of a concentration of nitrogen oxides in the catalyst 7.

Le contrôleur électronique 15 est alors configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des première et/ou deuxième vannes en fonction de la concentration en oxydes d’azote dans le catalyseur 7.The electronic controller 15 is then configured to control the opening and closing of the first and/or second valves as a function of the concentration of nitrogen oxides in the catalyst 7.

Grâce à ce système 1, le roulage du véhicule comportant le système 1 se fait en partie ou entièrement grâce au fonctionnement de la pile à combustible 4, l’hydrogène étant consommé à l’anode de ladite pile 4, et l’excès d’hydrogène se retrouve en sortie de ladite pile 4 peut être réutilisé.Thanks to this system 1, the driving of the vehicle comprising the system 1 is done partly or entirely thanks to the operation of the fuel cell 4, the hydrogen being consumed at the anode of said cell 4, and the excess of hydrogen is found at the outlet of said battery 4 can be reused.

La illustre le procédé de mise en œuvre du système tel que décrit précédemment, dans lequel le gaz chaud comporte de l’hydrogène.There illustrates the method of implementing the system as described previously, in which the hot gas comprises hydrogen.

Le procédé comporte les étapes suivantes :

  • une première étape E1 lors de laquelle on compare la température du premier flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible 4 à une première valeur seuil,
  • en cas de dépassement de la première valeur seuil lors de la première étape E1, une deuxième étape E2 lors de laquelle on compare une concentration en oxyde d’azote mesurée dans le catalyseur 7 à une deuxième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de ladite deuxième valeur seuil lors de la deuxième étape E2, une troisième étape E3 lors de laquelle le calculateur 15 commande la deuxième vanne 17 pour amener le flux contenant de l’hydrogène issu de la pile à combustible 4 jusqu’au catalyseur 7,
  • une quatrième étape E4 suivant la troisième étape E3, lors de laquelle on utilise l’hydrogène amené dans le catalyseur 7 lors de la troisième étape E3 comme réactif d’une réaction de réduction avec l’oxyde d’azote présent dans le catalyseur 7 jusqu’à l’abaissement de la concentration en oxyde d’azote dans le catalyseur 7 en-dessous de la deuxième valeur seuil,
  • en l’absence de dépassement de la première valeur seuil lors de la première étape E1, une cinquième étape E2 lors de laquelle le calculateur 15 commande la deuxième vanne 17 pour amener le premier flux gazeux contenant de l’hydrogène issu de la pile à combustible 4 jusqu’au moteur thermique 3.
The process includes the following steps:
  • a first step E1 during which the temperature of the first gas flow emitted at the outlet of the fuel cell 4 is compared to a first threshold value,
  • if the first threshold value is exceeded during the first step E1, a second step E2 during which a concentration of nitrogen oxide measured in the catalyst 7 is compared to a second threshold value,
  • in the event of exceeding said second threshold value during the second step E2, a third step E3 during which the computer 15 controls the second valve 17 to bring the flow containing hydrogen from the fuel cell 4 to the catalyst 7,
  • a fourth step E4 following the third step E3, during which the hydrogen brought into the catalyst 7 during the third step E3 is used as a reagent for a reduction reaction with the nitrogen oxide present in the catalyst 7 until 'lowering the concentration of nitrogen oxide in catalyst 7 below the second threshold value,
  • in the absence of exceeding the first threshold value during the first step E1, a fifth step E2 during which the computer 15 controls the second valve 17 to bring the first gas flow containing hydrogen from the fuel cell 4 to thermal engine 3.

Ce procédé permet la détection et l’utilisation optimale de l’hydrogène en excès en sortie de pile à combustible 4 ce qui n’est possible avec aucun système de l’art antérieur.This process allows the detection and optimal use of excess hydrogen at the outlet of fuel cell 4, which is not possible with any system of the prior art.

En effet, d’une part, si le stockage des oxydes d’azote dans le catalyseur 7 piégeant les oxydes d’azote nécessite d’entrer en phase de réduction, l’hydrogène émis par l’anode de la pile peut alors être utilisé à chaud pour la réduction de ces oxydes d’azote.Indeed, on the one hand, if the storage of nitrogen oxides in the catalyst 7 trapping the nitrogen oxides requires entering the reduction phase, the hydrogen emitted by the anode of the cell can then be used hot for the reduction of these nitrogen oxides.

D'autre part, si la réduction des oxydes d’azote dans le catalyseur 7 piégeant les oxydes d’azote n’est pas nécessaire, alors l’hydrogène émis par l’anode peut être injecté dans la chambre de combustion du moteur thermique à hydrogène 2 comme carburant, et un nouveau cycle de combustion peut alors avoir lieu.On the other hand, if the reduction of nitrogen oxides in the catalyst 7 trapping the nitrogen oxides is not necessary, then the hydrogen emitted by the anode can be injected into the combustion chamber of the heat engine at hydrogen 2 as fuel, and a new combustion cycle can then take place.

Selon une forme de réalisation, le deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible 4 contenant de l’oxygène en complément ou en alternative de l’hydrogène émis, et le système 1 et le procédé diffèrent.According to one embodiment, the second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell 4 contains oxygen in addition to or as an alternative to the hydrogen emitted, and the system 1 and the process differ.

En effet, lorsque le roulage du véhicule comportant le système 1 se fait en partie ou entièrement grâce au fonctionnement de la pile à combustible 4, un excès d’oxygène peut se retrouver en sortie de ladite pile 4.Indeed, when the driving of the vehicle comprising the system 1 is done partly or entirely thanks to the operation of the fuel cell 4, an excess of oxygen can be found at the outlet of said cell 4.

Le système 1 permet également d’optimiser la gestion de cet oxygène.System 1 also makes it possible to optimize the management of this oxygen.

Dans ce cas où le deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible 4 comporte de l’oxygène, le système 1 comporte en outre un capteur de la température de ce deuxième flux gazeux.In this case where the second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell 4 contains oxygen, the system 1 also includes a sensor of the temperature of this second gas flow.

De plus, les moyens de gestion de flux gazeux 16,17,18,19 comportent une troisième vanne 18 adaptée pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène depuis la pile à combustible 4 jusqu’au filtre à particules 8, et une quatrième vanne 19 adaptée pour pouvoir orienter un flux d’oxygène depuis la pile à combustible 4 jusqu’au moteur thermique 3, le contrôleur électronique 15 étant apte à commander l’ouverture et la fermeture des troisième et/ou quatrième vannes 18,19 en fonction de la température du deuxième flux gazeux.In addition, the gas flow management means 16,17,18,19 comprise a third valve 18 adapted to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell 4 to the particle filter 8, and a fourth valve 19 adapted to be able to direct a flow of oxygen from the fuel cell 4 to the heat engine 3, the electronic controller 15 being able to control the opening and closing of the third and/or fourth valves 18,19 in function of the temperature of the second gas flow.

Le dispositif de post-traitement 6 comportant un filtre à particules 8 apte à piéger des oxydes d’azote issus du moteur thermique 3, on peut prévoir en outre d’ajouter un capteur de richesse en oxygène du deuxième flux gazeux, le contrôleur électronique 15 étant configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des troisième et/ou quatrième vannes 18, 19 en fonction de la concentration en oxygène dudit deuxième flux gazeux.The post-treatment device 6 comprising a particle filter 8 capable of trapping nitrogen oxides from the heat engine 3, it is also possible to add an oxygen richness sensor of the second gas flow, the electronic controller 15 being configured to control the opening and closing of the third and/or fourth valves 18, 19 as a function of the oxygen concentration of said second gas flow.

Ainsi, on obtient un système qui permet que si le stockage des particules dans le filtre à particules 6 de la ligne d’échappement du moteur thermique 2 nécessite d’entrer en phase d’oxydation, l’oxygène émis par la cathode de la pile 4 peut alors être utilisé à chaud pour l’oxydation de ces particules.Thus, we obtain a system which allows that if the storage of particles in the particle filter 6 of the exhaust line of the heat engine 2 requires entering the oxidation phase, the oxygen emitted by the cathode of the battery 4 can then be used hot for the oxidation of these particles.

En revanche, si le stockage des particules dans le filtre à particules 6 de la ligne d’échappement du moteur thermique 2 n’est pas nécessaire, et qu’un mélange pauvre est envisagé dans la chambre de combustion, c'est-à-dire que l’air en sortie de pile 4 est appauvri en oxygène car une partie en a été consommée, alors l’oxygène émis par la cathode peut être injecté comme comburant, et un nouveau cycle de combustion peut alors avoir lieu.On the other hand, if the storage of particles in the particle filter 6 of the exhaust line of the thermal engine 2 is not necessary, and a lean mixture is envisaged in the combustion chamber, that is to say say that the air leaving cell 4 is depleted in oxygen because part of it has been consumed, then the oxygen emitted by the cathode can be injected as an oxidizer, and a new combustion cycle can then take place.

Dans ce cas gaz où le chaud émis en sortie de la pile à combustible 4 comporte de l’oxygène, le procédé comporte les étapes suivantes :

  • la première étape E1 lors de laquelle on compare en outre la température du deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible 4 à une troisième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de la troisième valeur seuil lors de la première étape E1, une sixième étape E6 lors de laquelle on compare la concentration en oxygène du deuxième flux gazeux en sortie de la pile à combustible 4 à une quatrième valeur seuil,
  • en l’absence de dépassement de ladite quatrième valeur seuil lors de la sixième étape E6, une septième étape E7 lors de laquelle le calculateur 15 commande la troisième vanne 18 pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène issu de la pile à combustible 4 jusqu’au filtre à particules 8,
  • une huitième étape E8 suivant directement la septième étape E7, lors de laquelle on utilise l’oxygène amené dans le filtre à particules 8 lors de la septième étape E7 comme réactif d’une réaction d’oxydation avec l’oxyde d’azote présent dans le filtre à particules 8 jusqu’à l’abaissement de la concentration en oxyde d’azote dans ledit filtre à particules 8 en-dessous de la quatrième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de ladite quatrième valeur seuil par ladite concentration en oxygène lors de la sixième étape E6, une neuvième étape E9 lors de laquelle le calculateur 15 commande la quatrième vanne 19 pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène issu de la pile à combustible 4 jusqu’au moteur thermique 3.
In this gas case where the heat emitted at the outlet of the fuel cell 4 contains oxygen, the process comprises the following steps:
  • the first step E1 during which the temperature of the second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell 4 is further compared to a third threshold value,
  • if the third threshold value is exceeded during the first step E1, a sixth step E6 during which the oxygen concentration of the second gas flow leaving the fuel cell 4 is compared to a fourth threshold value,
  • in the absence of exceeding said fourth threshold value during the sixth step E6, a seventh step E7 during which the computer 15 controls the third valve 18 to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell 4 up to particle filter 8,
  • an eighth step E8 directly following the seventh step E7, during which the oxygen brought into the particle filter 8 during the seventh step E7 is used as a reagent for an oxidation reaction with the nitrogen oxide present in the particle filter 8 until the nitrogen oxide concentration in said particle filter 8 is lowered below the fourth threshold value,
  • in the event of exceeding said fourth threshold value by said oxygen concentration during the sixth step E6, a ninth step E9 during which the computer 15 controls the fourth valve 19 to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell 4 up to the thermal engine 3.

Ce procédé est compatible avec le procédé décrit précédemment pour le cas où le gaz chaud émis en sortie de la pile à combustible 4 comporte de l’hydrogène.This process is compatible with the process described above for the case where the hot gas emitted at the outlet of the fuel cell 4 contains hydrogen.

En effet, le système 1 peut prévoir en outre que le gaz chaud émis en sortie de la pile à combustible 4 comporte à la fois de l’hydrogène et de l’oxygène.Indeed, system 1 can also provide that the hot gas emitted at the outlet of fuel cell 4 contains both hydrogen and oxygen.

Les moyens de gestion de flux gazeux 16,17,18,19 peuvent alors comporter des première, deuxième, troisième et quatrième vannes 16,17,18,19, et prévoir que le contrôleur électronique 15 soit configuré pour pouvoir commander lesdites vannes.The gas flow management means 16,17,18,19 can then include first, second, third and fourth valves 16,17,18,19, and provide that the electronic controller 15 is configured to be able to control said valves.

De préférence, un tel système est mis en œuvre par un procédé combinant les procédés décrit précédemment évaluant la température d’un gaz chaud émis en sortie de pile à combustible 4, et lors de la première étape E1, on compare à la fois la température du premier flux gazeux contenant de l’hydrogène émis en sortie de la pile à combustible 4 à la première valeur seuil et la température du deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène émis en sortie de la pile à combustible 4 à la première valeur seuil et la température de l’oxygène du gaz chaud émis en sortie de la pile à combustible 4 à la troisième valeur seuil.Preferably, such a system is implemented by a method combining the methods described previously evaluating the temperature of a hot gas emitted at the outlet of fuel cell 4, and during the first step E1, both the temperature and the temperature are compared. of the first gas flow containing hydrogen emitted at the outlet of the fuel cell 4 at the first threshold value and the temperature of the second gas flow containing oxygen emitted at the outlet of the fuel cell 4 at the first threshold value and the temperature of the oxygen of the hot gas emitted at the outlet of the fuel cell 4 at the third threshold value.

La première étape E1 se poursuit d’une part par la deuxième étape E2 en cas de dépassement de la première valeur seuil et d’autre part par la sixième étape E6 en cas de dépassement de la troisième valeur seuil.The first step E1 continues on the one hand with the second step E2 in the event of exceeding the first threshold value and on the other hand with the sixth step E6 in the event of exceeding the third threshold value.

L'invention concerne également un véhicule comportant le système précédant pour la mise en œuvre du procédé décrit, notamment un véhicule automobile.The invention also relates to a vehicle comprising the preceding system for implementing the method described, in particular a motor vehicle.

On obtient ainsi une solution permettant l’implémentation d’une stratégie de gestion des flux de sortie de la pile à combustible 4 jusqu’au moteur thermique à hydrogène 2 et/ou son système de post-traitement 6, ce qui permet de limiter substantiellement la consommation de l’hydrogène comme carburant, ainsi que d’oxygène comprimé utilisé comme comburant, en optimisant leur usage et en permettant une meilleure gestion de la thermique des deux systèmes.We thus obtain a solution allowing the implementation of a strategy for managing the output flows from the fuel cell 4 to the hydrogen thermal engine 2 and/or its post-treatment system 6, which makes it possible to substantially limit the consumption of hydrogen as fuel, as well as compressed oxygen used as oxidant, by optimizing their use and allowing better thermal management of the two systems.

Claims (9)

Système de gestion de gaz dans un véhicule hybride à hydrogène (1), comportant un moteur électrique (2) et un moteur thermique à combustion interne d’hydrogène (3), une pile à combustible (4) alimentant en énergie électrique le moteur électrique (2), un réservoir d’hydrogène (5) alimentant en hydrogène la pile (4) et le moteur thermique (3), un dispositif de post-traitement (6) adapté pour le traitement des gaz d’échappement en sortie du moteur thermique (3), caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de gestion de flux gazeux (16,17,18,19) aptes à amener sélectivement des flux gazeux depuis la pile à combustible (4) jusqu’au dispositif de post-traitement (6) et/ou jusqu’au moteur thermique (3), et/ou depuis le réservoir d’hydrogène (5) jusqu’à la pile à combustible (4) et/ou jusqu’au moteur thermique (3), et un contrôleur électronique (15) configuré pour pouvoir commander les moyens de gestion de flux gazeux (16,17,18,19) en fonction de la température d’un premier et/ou d’un deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible (4).Gas management system in a hydrogen hybrid vehicle (1), comprising an electric motor (2) and a hydrogen internal combustion engine (3), a fuel cell (4) supplying electrical energy to the electric motor (2), a hydrogen tank (5) supplying hydrogen to the battery (4) and the heat engine (3), a post-treatment device (6) adapted for the treatment of the exhaust gases leaving the engine thermal (3), characterized in that it comprises gas flow management means (16,17,18,19) capable of selectively bringing gas flows from the fuel cell (4) to the post- treatment (6) and/or to the heat engine (3), and/or from the hydrogen tank (5) to the fuel cell (4) and/or to the heat engine (3), and an electronic controller (15) configured to be able to control the gas flow management means (16,17,18,19) as a function of the temperature of a first and/or a second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell (4). Système (1) selon la revendication 1, dans lequel, le premier flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible (4) contenant de l’hydrogène, le système (1) comporte en outre un capteur de la température de ce premier flux, les moyens de gestion de flux gazeux (16,17,18,19) comportent une première vanne (16) adaptée pour amener un flux d’hydrogène depuis le réservoir d’hydrogène (5) jusqu’à la pile à combustible (4) et/ou jusqu’au moteur thermique (3), et une deuxième vanne (17) adaptée pour amener le premier flux contenant de l’hydrogène depuis la pile à combustible (4) jusqu’au moteur thermique (3) et/ou jusqu’au le dispositif de post-traitement (6), le contrôleur électronique (15) est configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des première et/ou deuxième vannes (16,17) en fonction de la température du premier flux gazeux.System (1) according to claim 1, in which, the first gas flow emitted at the outlet of the fuel cell (4) containing hydrogen, the system (1) further comprises a sensor of the temperature of this first flow , the gas flow management means (16,17,18,19) comprise a first valve (16) adapted to bring a flow of hydrogen from the hydrogen tank (5) to the fuel cell (4 ) and/or to the heat engine (3), and a second valve (17) adapted to bring the first flow containing hydrogen from the fuel cell (4) to the heat engine (3) and/or up to the post-treatment device (6), the electronic controller (15) is configured to control the opening and closing of the first and/or second valves (16,17) as a function of the temperature of the first gas flow . Système (1) selon la revendication 2, le dispositif de post-traitement (6) comportant en outre un catalyseur (7) apte à traiter des oxydes d’azote issus du moteur thermique (3), le système comporte en outre un capteur d’une concentration en oxydes d’azote dans le catalyseur (7), et le contrôleur électronique (15) est configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des première et/ou deuxième vannes (16,17) en fonction de la concentration en oxydes d’azote dans le catalyseur (7).System (1) according to claim 2, the post-treatment device (6) further comprising a catalyst (7) capable of treating nitrogen oxides from the heat engine (3), the system further comprises a sensor a concentration of nitrogen oxides in the catalyst (7), and the electronic controller (15) is configured to control the opening and closing of the first and/or second valves (16,17) as a function of the concentration of nitrogen oxides nitrogen oxides in the catalyst (7). Procédé pour la mise en œuvre d’un système (1) selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, comportant les étapes suivantes :
  • une première étape (E1) lors de laquelle on compare la température du premier flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible (4) à une première valeur seuil,
  • en cas de dépassement de la première valeur seuil lors de la première étape (E1), une deuxième étape (E2) lors de laquelle on compare une concentration en oxyde d’azote mesurée dans le catalyseur (7) à une deuxième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de ladite deuxième valeur seuil lors de la deuxième étape (E2), une troisième étape (E3) lors de laquelle le calculateur (15) commande la deuxième vanne (17) pour amener le flux contenant de l’’hydrogène issu de la pile à combustible (4) jusqu’au catalyseur (7),
  • une quatrième étape (E4) suivant la troisième étape (E3), lors de laquelle on utilise l’hydrogène amené dans le catalyseur (7) lors de la troisième étape (E3) comme réactif d’une réaction de réduction avec l’oxyde d’azote présent dans le catalyseur (7) jusqu’à l’abaissement de la concentration en oxyde d’azote dans le catalyseur (7) en-dessous de la deuxième valeur seuil,
  • en l’absence de dépassement de la première valeur seuil lors de la première étape (E1), une cinquième étape (E2) lors de laquelle le calculateur (15) commande la deuxième vanne (17) pour amener le premier flux gazeux contenant de l’’hydrogène issu de la pile à combustible (4) jusqu’au moteur thermique (3).
Method for implementing a system (1) according to any one of claims 2 and 3, comprising the following steps:
  • a first step (E1) during which the temperature of the first gas flow emitted at the outlet of the fuel cell (4) is compared to a first threshold value,
  • if the first threshold value is exceeded during the first step (E1), a second step (E2) during which a nitrogen oxide concentration measured in the catalyst (7) is compared to a second threshold value,
  • in the event of exceeding said second threshold value during the second step (E2), a third step (E3) during which the computer (15) controls the second valve (17) to bring the flow containing hydrogen from from the fuel cell (4) to the catalyst (7),
  • a fourth step (E4) following the third step (E3), during which the hydrogen brought into the catalyst (7) during the third step (E3) is used as a reagent for a reduction reaction with the oxide nitrogen present in the catalyst (7) until the concentration of nitrogen oxide in the catalyst (7) is lowered below the second threshold value,
  • in the absence of exceeding the first threshold value during the first step (E1), a fifth step (E2) during which the computer (15) controls the second valve (17) to bring the first gas flow containing l hydrogen from the fuel cell (4) to the heat engine (3).
Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible (4) contenant de l’oxygène, le système (1) comporte en outre un capteur de la température de ce deuxième flux gazeux, les moyens de gestion de flux gazeux (16,17,18,19) comportant une troisième vanne (18) adaptée pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène depuis la pile à combustible (4) jusqu’au filtre à particules (8), et une quatrième vanne (19) adaptée pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’’oxygène depuis la pile à combustible (4) jusqu’au moteur thermique (3), le contrôleur électronique (15) étant apte à commander l’ouverture et la fermeture des troisième et/ou quatrième vannes (18,19) en fonction de la température dudit deuxième flux gazeux.System (1) according to any one of claims 1 to 3, in which the second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell (4) containing oxygen, the system (1) further comprises a sensor of the temperature of this second gas flow, the gas flow management means (16,17,18,19) comprising a third valve (18) adapted to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell (4) to the particle filter (8), and a fourth valve (19) adapted to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell (4) to the heat engine (3), the electronic controller (15) being able to control the opening and closing of the third and/or fourth valves (18,19) as a function of the temperature of said second gas flow. Système (1) selon la revendication 5, le dispositif de post-traitement (6) comportant un filtre à particules (8) apte à piéger des oxydes d’azote issus du moteur thermique (3), le système comportant en outre un capteur de richesse en oxygène du deuxième flux gazeux, le contrôleur électronique (15) est configuré pour commander l’ouverture et la fermeture des troisième et/ou quatrième vannes (18, 19) en fonction de la concentration en oxygène dudit deuxième flux gazeux.System (1) according to claim 5, the post-treatment device (6) comprising a particle filter (8) capable of trapping nitrogen oxides from the heat engine (3), the system further comprising a pressure sensor. oxygen richness of the second gas flow, the electronic controller (15) is configured to control the opening and closing of the third and/or fourth valves (18, 19) as a function of the oxygen concentration of said second gas flow. Procédé pour la mise en œuvre d’un système (1) selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, comportant les étapes suivantes :
  • la première étape (E1) lors de laquelle on compare en outre la température du deuxième flux gazeux émis en sortie de la pile à combustible (4) à une troisième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de la troisième valeur seuil lors de la première étape (E1), une sixième étape (E6) lors de laquelle on compare la concentration en oxygène du deuxième flux gazeux en sortie de la pile à combustible (4) à une quatrième valeur seuil,
  • en l’absence de dépassement de ladite quatrième valeur seuil lors de la sixième étape (E6), une septième étape (E7) lors de laquelle le calculateur (15) commande la troisième vanne (18) pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène issu de la pile à combustible (4) jusqu’au filtre à particules (8),
  • une huitième étape (E8) suivant directement la septième étape (E7), lors de laquelle on utilise l’oxygène amené dans le filtre à particules (8) lors de la septième étape (E7) comme réactif d’une réaction d’oxydation avec l’oxyde d’azote présent dans le filtre à particule (8) jusqu’à l’abaissement de la concentration en oxyde d’azote dans le filtre à particule (8) en-dessous de la quatrième valeur seuil,
  • en cas de dépassement de ladite quatrième valeur seuil par ladite concentration en oxygène lors de la sixième étape (E6), une neuvième étape (E9) lors de laquelle le calculateur (15) commande la quatrième vanne (19) pour amener le deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène issu de la pile à combustible (4) jusqu’au moteur thermique (3).
Method for implementing a system (1) according to any one of claims 5 and 6, comprising the following steps:
  • the first step (E1) during which the temperature of the second gas flow emitted at the outlet of the fuel cell (4) is further compared to a third threshold value,
  • in the event of exceeding the third threshold value during the first step (E1), a sixth step (E6) during which the oxygen concentration of the second gas flow leaving the fuel cell (4) is compared to a fourth threshold value,
  • in the absence of exceeding said fourth threshold value during the sixth step (E6), a seventh step (E7) during which the computer (15) controls the third valve (18) to bring the second gas flow containing l oxygen from the fuel cell (4) to the particle filter (8),
  • an eighth step (E8) directly following the seventh step (E7), during which the oxygen brought into the particle filter (8) during the seventh step (E7) is used as a reagent for an oxidation reaction with the nitrogen oxide present in the particle filter (8) until the concentration of nitrogen oxide in the particle filter (8) is lowered below the fourth threshold value,
  • in the event of exceeding said fourth threshold value by said oxygen concentration during the sixth step (E6), a ninth step (E9) during which the computer (15) controls the fourth valve (19) to bring the second gas flow containing oxygen from the fuel cell (4) to the heat engine (3).
Procédé selon la revendication 7, dans lequel lors de la première étape (E1), on compare à la fois la température du premier flux gazeux contenant de l’hydrogène émis en sortie de la pile à combustible (4) à la première valeur seuil et la température du deuxième flux gazeux contenant de l’oxygène émis en sortie de la pile à combustible (4) à la troisième valeur seuil, la première étape (E1) se poursuivant d’une part par la deuxième étape (E2) en cas de dépassement de la première valeur seuil et d’autre part par la sixième étape (E6) en cas de dépassement de la troisième valeur seuil.Method according to claim 7, in which during the first step (E1), we compare both the temperature of the first gas flow containing hydrogen emitted at the outlet of the fuel cell (4) to the first threshold value and the temperature of the second gas flow containing oxygen emitted at the outlet of the fuel cell (4) at the third threshold value, the first step (E1) continuing on the one hand with the second step (E2) in the event of exceeding the first threshold value and on the other hand by the sixth step (E6) in the event of exceeding the third threshold value. Véhicule comportant un système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, 5 et 6, pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’une quelques des revendications 4, 7 et 8.Vehicle comprising a system (1) according to any one of claims 1 to 3, 5 and 6, for the implementation of a method according to any of claims 4, 7 and 8.
FR2214078A 2022-12-21 2022-12-21 SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE Pending FR3144425A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2214078A FR3144425A1 (en) 2022-12-21 2022-12-21 SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE
PCT/EP2023/085379 WO2024132709A1 (en) 2022-12-21 2023-12-12 System and method for managing gas and heat flows at the outlet of a fuel cell in order to power a hydrogen heat engine or its post-treatment device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2214078 2022-12-21
FR2214078A FR3144425A1 (en) 2022-12-21 2022-12-21 SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3144425A1 true FR3144425A1 (en) 2024-06-28

Family

ID=86329786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2214078A Pending FR3144425A1 (en) 2022-12-21 2022-12-21 SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3144425A1 (en)
WO (1) WO2024132709A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2821118A1 (en) * 2001-02-19 2002-08-23 Peugeot Citroen Automobiles Sa Heating of a catalytic converter in engine exhaust of a parallel hybrid motor vehicle, uses hydrogen from fuel cell, waste heat from fuel cell or direct Joule heating to heat converter
FR2849468A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-02 Renault Sa Pollution reduction system for vehicle IC engine with catalytic oxidizer incorporates reformer to produce hydrogen-based gas mixture from fuel in tank
WO2007125394A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system and method for purifying exhaust gas
US20120079822A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-05 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling an exhaust-gas aftertreatment device of a hybrid drive, and hybrid drive
US20150073632A1 (en) * 2013-03-12 2015-03-12 Nicholas Hill Tri-hybrid automotive power plant
WO2015120524A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-20 Universidade De São Paulo - Usp Hydrogen production method, energy production method in a hybrid vehicle, energy production system in a hybrid vehicle, and hybrid vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2821118A1 (en) * 2001-02-19 2002-08-23 Peugeot Citroen Automobiles Sa Heating of a catalytic converter in engine exhaust of a parallel hybrid motor vehicle, uses hydrogen from fuel cell, waste heat from fuel cell or direct Joule heating to heat converter
FR2849468A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-02 Renault Sa Pollution reduction system for vehicle IC engine with catalytic oxidizer incorporates reformer to produce hydrogen-based gas mixture from fuel in tank
WO2007125394A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system and method for purifying exhaust gas
US20120079822A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-05 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling an exhaust-gas aftertreatment device of a hybrid drive, and hybrid drive
US20150073632A1 (en) * 2013-03-12 2015-03-12 Nicholas Hill Tri-hybrid automotive power plant
WO2015120524A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-20 Universidade De São Paulo - Usp Hydrogen production method, energy production method in a hybrid vehicle, energy production system in a hybrid vehicle, and hybrid vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024132709A1 (en) 2024-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2899932A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE REGENERATION OF A DEPOLLUTION SYSTEM
EP1941136A2 (en) Device for treating nitrogen oxides of motor vehicle exhaust gases
US20180135486A1 (en) Reforming system and reformer operating method using temperature sensor
AU2017258906B2 (en) Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine and control method for exhaust gas control apparatus
KR102575182B1 (en) Fuel injection control method of fuel reformer and fuel reforming system
JP3770148B2 (en) Apparatus and method for exhaust gas purification of internal combustion engine
FR2852446A1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A FUEL CELL IN AN EXHAUST SYSTEM
FR3102210A1 (en) PROCESS FOR ACTIVATING A POST-TREATMENT SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND ASSOCIATED DEVICE
US20120060480A1 (en) Exhaust gas purifiying apparatus in internal combustion engine
WO2006048572A1 (en) Device for controlling the operating state of a catalytic converter of an exhaust line pertaining to an internal combustion engine, and engine comprising one such device
FR3144425A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING GAS AND THERMAL FLOWS AT THE OUTLET OF A FUEL CELL TO SUPPLY A HYDROGEN THERMAL ENGINE OR ITS POST-TREATMENT DEVICE
WO2020233976A1 (en) System for post-treating exhaust gases of an exhaust line of an internal combustion engine with positive ignition
WO2009024701A1 (en) System for managing a reagent dispensing device in an exhaust line
EP3084157B1 (en) Exhaust system of an internal combustion engine and method for treating combustion gases
EP1832728B1 (en) Device for pollution control of the exhaust gases from an internal combustion engine
EP2992193B1 (en) Device and method for monitoring a treatment component for gaseous emissions of an exhaust system of an internal combustion engine
WO2008047017A1 (en) System for treating the exhaust gases of a turbocharged diesel engine
KR102417374B1 (en) Reforming system and reformer operating method using hydrogen sensor
US20230010136A1 (en) System for controlling hydrogen combustion in a hydrogen internal combustion engine
US11492943B2 (en) Engine fuel reforming system
US11028750B2 (en) Control device for internal combustion engine
FR3129689A1 (en) Management of the operation of an exhaust catalyst of an internal combustion engine
EP3150815A1 (en) Method for monitoring the reducing-agent consumption of a selective catalytic reduction system in an exhaust line of an internal combustion engine
EP1757353A1 (en) Oxidation process for purifying combustion engine exhaust gas and system for supporting the performance of an oxidation catalyst
FR3086333A1 (en) METHOD FOR DRIVING A DEVICE FOR HEATING A CATALYST FOR SELECTIVE REDUCTION OF NITROGEN OXIDES