JP2006501797A

JP2006501797A - 改質装置付きの燃料電池が装備された自動車の車上におけるエネルギの回収方法及び回収装置

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Publication number: JP2006501797A
Application number: JP2004540875A
Authority: JP
Inventors: パトリクベグエリ; ジールデワエル; ファリケレトリ
Original assignee: ルノー・エス・アー・エス
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2006-01-12
Also published as: EP1545915A1; ES2301881T3; FR2845525B1; ATE389555T1; KR100998305B1; DE60319851T2; KR20050059222A; CA2499860A1; FR2845525A1; CA2499860C; DE60319851D1; EP1545915B1; US20060121325A1; WO2004030958A1

Abstract

本発明は、自動車が、特に電気モータ(10)へ給電し、燃料を改質装置(42)を介して供給される燃料電池(14)を有し、改質装置(42)からの燃料の流量は電気モータ(10)の消費電力(P_ｍｏｔ ⁻)に応じて制御され、改質装置(42)は、電気モータ(10)の消費電力(P_ｍｏｔ ⁻)が減少したときに、一時的に過剰な燃料を生成し、自動車は、エネルギの貯蔵手段(16、76、78、80)を有する、少なくとも１つの電気モータ(10)によって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法において、燃料電池(14)によって生成されることが可能な過剰電力(P_ｒｅｃ)の計算ステップｂ）と、過剰電力(P_ｒｅｃ)が貯蔵手段(16、76、78、80)の中に貯蔵される、貯蔵ステップｄ）及び過剰な燃料の分配ステップｅ）を特に含んでなることを特徴とする、少なくとも１つの電気モータ(10)によって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法に関する。

Description

本発明は、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法に関する。

本発明は、特に、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法であって、自動車は、電気モータと電気装備品へ給電し、燃料、特に水素を改質装置を介して供給される燃料電池を有し、改質装置からの燃料の流量は電気モータの消費電力に応じて制御され、改質装置は、電気モータの消費電力が減少したときに、一時的に過剰な燃料を生成し、自動車は、エネルギの貯蔵手段を有する、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法に関する。

少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車は、燃料電池から電気エネルギを供給されることが可能である。
燃料電池は、電解質によって分離されたアノードとカソードとの２つの電極から主として構成される。このタイプの電池は、下記の酸化−還元反応：
アノードに連続して供給される燃料の酸化反応、と
カソードに連続して供給される助燃剤の還元反応、
によって作られるエネルギから、電気エネルギを直接変換することが可能である。
自動車に電気エネルギを供給するために使用される燃料電池は、一般に固体電解質、特にポリマー電解質のタイプのものである。このような電池は、それぞれ燃料と助燃剤として、水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）を特に使用する。
このタイプの電池は、自動車駆動用の電気モータへ電気を供給するのに全体として満足な、効率と、反応時間と、動作温度を同時に得ることを可能にする。
燃料電池は、排気ガスと共に、無視できない量の汚染物質を排出する熱エンジンとは反対に、カソードにおける還元反応によって作られる水のみしか排出しないという利点を呈する。さらに、上述のタイプの電池は、その酸素（Ｏ_２）が還元される大気の空気を使用することができる。
カソードは、一般に、酸素（Ｏ_２）または空気の連続した供給を可能にする入口と、過剰な酸素（Ｏ_２）すなわち空気と、酸素（Ｏ_２）の還元の際に作られた水の排出を可能にする出口とを有する。概して言えば、アノードは、一般に、水素（Ｈ_２）が供給される入口を有する。

しかしながら、現状の技術においては、車上における純粋な水素（Ｈ_２）の貯蔵個所は、快適な走行距離を得るために、極めて大きな容積を要する。さらに、水素（Ｈ_２）の販売支援体制は、未だ地理的に広められてはいない。
このような問題を解決するために、炭化水素、特にガソリンや天然ガスのような在来の燃料から、水素（Ｈ_２）を車上で直接作ることが知られている。水素（Ｈ_２）は、改質（reformage）と呼ばれる操作の際にガソリンから抽出される。この改質には、改質装置（reformeur）と呼ばれる装置が必要である。
ガソリンは、水及び空気と共に改質装置の中へ注入される。改質装置からの生成物は、改質ガソリン（reformat）と呼ばれるガスで、改質ガソリンは、主として、水素（Ｈ_２）と、一酸化炭素（ＣＯ）と、二酸化炭素（ＣＯ_２）と、酸素（Ｏ_２）と窒素（Ｎ_２）から構成される。改質装置は、一般に、燃焼器を有し、燃焼器は、改質装置を作動温度に維持するために必要な熱エネルギを供給する。アノードは、連続して改質ガソリンを供給される。

燃料電池によって作られる電力は、カソードとアノードへそれぞれ注入される助燃剤と燃料の流量に比例する。従って、燃料電池が電気モータへ供給するべき電力を制御するために、燃料電池に供給される助燃剤と燃料の流量を変更することが知られている。このように、アノードへ注入される燃料の流量は、改質装置を制御しながら調整される。
しかしながら、燃料電池からの電流の生成を変えるために、燃料の流量の変更が要求される瞬間と、燃料の流量が実際に変わる瞬間との間の、改質装置の応答時間は数秒のオーダである。
従って、電気モータが、より大きな電力を要求するときに、燃料電池は、要求された電力を、改質装置が充分な改質ガソリンの流量を作るための時間である、数秒の応答時間後にしか供給することができない。
同様に、電気モータが、より少ない電気を要求するときに、改質装置は、燃料電池によって消費されることのない余分の改質ガソリンの流量を、数秒間、生成し続ける。

電気モータが電気の急速な増加を要求する際における、改質装置の潜伏時間に起因する電力の一時的な不足を補うために、少なくとも１つの補助バッテリーを使って、電気モータに一時的に電気を供給することが知られている。
しかしながら、コストと、容積と、重量との理由で、補助バッテリーの量はできるだけ少なくする必要がある。

自動車に設置されるバッテリーの数を制限するために、自動車の減速時のエネルギを回収し、回収されたエネルギを電池の中に蓄えることが知られている。このような解決策は、特に文献EP-A-0.640.503に記載され、具体的に示されている。
この文献には、電気モータが発電機として動作するとき、すなわち、自動車が減速し、電気モータは電気を供給されないときの、駆動用の電気モータによって発生されるエネルギの回収方法が提案されている。
さらに、この文献には、バッテリーがもはや電流を蓄えることができないときには、蓄熱器のような蓄熱手段を使って、回収された過剰なエネルギを蓄えることが提案されている。

しかしながら、発電機としての電気モータの動作は、自動車に対して制動モータとして作用する。運転の快適性と乗客の安全性の理由で、制動モータは制御され、その動作が制限可能である必要がある。
従って、これらの状態において回収されるエネルギは、上述の自動車の乗客の安全性の理由のために調節される。従って、これらの状態においてモータが生成することができる全エネルギを回収することは不可能である。

さらに、モータの電気需要の低下の際に改質装置によって生成された過剰な改質ガソリンによって、燃料電池に潜在的に供給することが可能なエネルギは利用されない。

EP-A-0.640.503

本発明は、これらの問題を解決するためのものである。

こため、本発明は、本明細書の「技術分野」に記載されたタイプの、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法において、以下のステップ：
ａ）上記燃料電池が瞬間的に供給することが可能な潜在的電力が、上記改質装置によって生成される上記燃料の流量の関数として計算され、上記電気モータによって瞬間的に消費される電力と上記電気装備品によって瞬間的に消費される電力が推定される、収支ステップと、
ｂ）上記潜在的電力と、推定された消費電力の和との差である、過剰電力の計算ステップと、
ｃ）上記過剰電力が厳密に正であるときに始動される、上記貯蔵手段の電力の瞬間的な貯蔵容量の決定ステップと、
ｄ）上記瞬間的な貯蔵容量が上記過剰電力よりも大きいか等しい場合に始動され、上記燃料電池は上記過剰な燃料の全てを供給され、上記過剰電力は上記貯蔵手段の中に貯蔵される、貯蔵ステップと、
ｅ）上記貯蔵容量が上記過剰電力よりも小さい場合に始動され、上記燃料電池は、上記貯蔵手段のエネルギ貯蔵の回復に充分な、上記過剰な燃料の一部を供給される、上記過剰な燃料の分配ステップと、
を含んでなることを特徴とする、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法を提供する。

本発明のその他の特徴によれば、上記方法は、上記計算ステップｂ）と上記決定ステップｃ）との間に、上記電気モータによって消費される上記電力がゼロであるとき、従って上記電気モータが発電機として動作することが可能であるときに始動され、上記電気モータによって生成可能な電力が推定され、次いで上記過剰電力へ加えられる、ブレーキングによる回収可能なエネルギに関する中間ステップｂ′）を含み；
上記貯蔵ステップｄ）と上記分配ステップｅ）の際に、上記電気モータによって生成される電力が、上記燃料電池によって生成される上記過剰電力に対して優先的に、上記貯蔵手段の中へ貯蔵され；
上記過剰な燃料の残部は燃焼され；
上記過剰な燃料の残部はリザーバの中に貯蔵され；
上記貯蔵手段は電池を含み；
上記貯蔵手段は蓄熱器を含み、上記蓄熱器の中に、上記過剰電力は、冷却装置のコンプレッサを介して、熱エネルギの形で貯蔵され；
上記貯蔵手段は流体を収容する容器を含み、上記流体の圧力を変えるポンプを介して、上記エネルギが上記容器の中に、機械エネルギの形で貯蔵される。

本発明は、さらに、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収装置であって、上記自動車は、上記電気モータと電気装備品へ給電し、燃料、特に水素（Ｈ_２）を改質装置を介して供給される燃料電池を有し、上記改質装置からの燃料の流量は上記電気モータの消費電力（Ｐ_ｍｏｔ ⁻）に応じて制御され、上記改質装置は、上記電気モータの上記消費電力（Ｐ_ｍｏｔ ⁻）が減少したときに、一時的に過剰な燃料を生成し、上記自動車は、エネルギの貯蔵手段を有する、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収装置において、上記電気エネルギの回収装置は、駆動用の上記電気モータによって生成されて回収される過剰なエネルギと、上記改質装置によって生成される過剰な改質ガソリンを使って上記燃料電池から供給されるエネルギとを調節することを特徴とする、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収装置に関する。

本発明のその他の特徴及び利点は、理解のために添付図面を参照する、以下の詳細な説明を読む間に、明らかとなるであろう。
これらの図において：
図１は、電気モータによって駆動され、本発明の教示による電気発生装置とエネルギの貯蔵手段が装備された自動車を図式的に表わす図であり、
図２は、図１に示された電気発生装置の詳細な図であり、
図３は、本発明の教示に従って実施される方法の主要なステップを表わす図である。

図１に、ここでは電気モータ１０によって駆動される自動車を図式的に示す。電気モータ１０は、主として、自動車に搭載された電気発生装置１２から電気を供給される。電気発生装置１２は、図２に示された燃料電池１４を特に有する。
また、自動車は、駆動用補助電池１６を有する。駆動用補助電池１６は、後に詳細に説明する自動車の動作状態の際に、電気発生装置１２を補うためのものである。

さて、図２に示された電気発生装置１２を詳細に説明する。
燃料電池１４は、助燃剤と燃料を供給されたときに、電気を供給する。燃料電池１４は、ここでは、電解質を形成するポリマーの膜２２によって分離された、アノード１８とカソード２０を有する。
カソード２０は、カソード供給孔２４を有し、カソード供給孔２４から、ここでは空気である、助燃剤を供給される。
同様に、アノード１８は、アノード供給孔２６を有し、アノード供給孔２６から、ここでは特に水素（Ｈ_２）からなる改質ガソリンである、燃料を供給される。また、アノード１８は、アノード排出孔２８を有し、アノード排出孔２８から、残留する燃料、すなわち改質ガソリンが排出される。
電気発生装置１２は、カソード２０に、特に空気からなる助燃剤を供給する第１供給回路３０と、アノード１８に、特に水素（Ｈ_２）からなる燃料を供給する第２供給回路３２を有する。
カソード２０の第１供給回路３０は、特に大気からの空気吸入モジュール３４からなり、空気吸入モジュール３４の中に大気空気が入口部３６を経由して吸入される。また、第１供給回路３０は、カソード供給配管３８を介してカソード供給孔２４へ接続されたカソード２０に空気を供給する。
アノード１８の第２供給回路３２は、主として、ガソリンのような炭化水素を収容する貯蔵タンク４０と改質装置４２とからなる。

炭化水素の供給配管４４は、第１端部を介して貯蔵タンク４０へ接続され、第２端部を介して改質装置４２の入口孔４５へ接続される。炭化水素の供給配管４４の途中に設けられた炭化水素ポンプ４６は、貯蔵タンク４０の中に含まれる炭化水素を吸入して、改質装置４２へ送るために用いられる。空気供給部４８は、第１端部を介して空気吸入モジュール３４へ接続され、第２端部を介して改質装置４２の空気吸入孔５０へ接続される。

改質装置４２は、ここでは、炭化水素の中に含まれた水素（Ｈ_２）を抽出するために用いられる。このため、改質装置４２は、空気を供給されることが特に必要である。この空気は、空気供給部４８を介して改質装置４２へ運ばれる。
水素（Ｈ_２）を抽出した後、改質装置４２は、水素（Ｈ_２）を含有する燃料すなわち改質ガソリンを、アノード供給孔２６へ連結されたアノード１８の供給管５４へ送る。

燃料電池１４の作動時には、アノード１８は改質ガソリンに含まれる水素（Ｈ_２）の一部を消費し、残留改質ガソリンは、アノード排出孔２８から排出される。
アノード排出孔２８は、アノードの排出管５６の中へ開口しており、アノードの排出管５６は、改質装置４２と一体化された燃焼器（図示しない）の供給孔まで残留改質ガソリンを導く。燃焼器は、残留改質ガソリンを消費して、改質装置４２の動作に必要な熱を供給するために使用される。

電気発生装置１２は、このようにして、自動車の電気回路６０へ電気エネルギを供給し、電気回路６０は、インバータ６２を介して、特に電気モータ１０へ電気を供給する。電気回路６０は、図１に、矢印付きの実線で示されている。

このようにして電気を供給された電気モータ１０は、受け取った電力をモータトルクに変換し、次いで、モータトルクは動力伝達装置６６の機構を介して車輪６４へ伝達される。

また、電気発生装置１２は、例えばヘッドライト、ワイパー等の、自動車の電気装備品６８へも電気を供給する。

燃料電池１４によって供給され、電気モータ１０や電気装備品６８のために要求される電力は、走行状態と自動車の運転者の指令との少なくとも一方に応じて変更することが可能である。実際、運転者は、例えばアクセルペダルである自動車の加速指令装置７０を使用することができる。

燃料電池１４から供給される電力は、アノード１８とカソード２０へ注入される燃料と助燃剤の流量に比例する。ところで、アノード１８へ注入される燃料の流量は、改質装置４２によって作られる。

この自動車は、電子制御装置７２を有し、電子制御装置７２は、一方では空気吸入モジュール３４を介してカソード２０への空気の流量を制御し、他方では、改質装置４２の中へ吸入される、炭化水素（炭化水素ポンプ４６を介して）と、空気と、水の流量を調節することによって、アノード１８への燃料の流量を制御する。

電子制御装置７２と、自動車の様々な装置との間の接続は、図１、２に破線で示されている。

このようにして、運転者が電気モータ１０のための、より大きな電力を要求したときには、電子制御装置７２は、燃料と助燃剤の流量を、要求された電力の生成に適応させるように、空気吸入モジュール３４と炭化水素ポンプ４６を制御する。

しかしながら、改質装置４２は、例えば数秒のオーダである、無視できない潜伏時間の後でしか、この制御に反応することができない。実際、電子制御装置７２は、改質装置４２の中へ吸入される、炭化水素と、空気と、水の流量を制御する。潜伏時間は、炭化水素と空気と水を改質ガソリンに変換するために改質装置４２が必要とする時間である。したがって、電子制御装置７２による炭化水素の流量の変更は、一旦潜伏時間が経過したときにしか、改質装置４２の出口における燃料の流量に反映されない。また、電子制御装置７２が燃料の流量の低下を要求したとき、潜伏時間中は、改質装置４２は過剰な燃料を作り続ける。

このため、電気発生装置１２は、過剰な燃料のバイパス配管７４を有する。バイパス配管７４は、その第１端部を介してアノードの供給管５４へ接続され、その第２端部を介して改質装置４２の燃焼器へ接続されている。このバイパス配管７４は、過剰な燃料が燃焼されるように、特に過剰な燃料を燃焼器へ直接バイパスするためのものである。

また、駆動用補助電池１６が、電気モータ１０が電力の増加を要求したときに、電気発生装置１２を一時的に補うために用いられる。駆動用補助電池１６は、電気回路６０を介して、電気モータ１０と電気装備品６８へ接続される。

自動車からの電気エネルギの瞬間的な需要に応じて電気発生装置１２から通常供給される電気に加えて、自動車は、一時的に過剰な電気エネルギを供給することが可能である。

つまり、電気モータ１０は、自動車が減速過程にあり、電気モータ１０が電流を供給されていないときに、発電機として動作することが可能である。このとき、動力伝達装置６６を介して車輪６４によって回転駆動されるモータは、電流を供給することができる。

しかしながら、電気モータ１０による電気エネルギの生産は、自動車に対してブレーキとして作用する。運転者を驚かせず、自動車の減速を予想可能にするために、電気モータ１０の発電機として動作は、電子制御装置７２によって調節される。

モータのために要求される電力が低下したときに改質装置４２によって作られる過剰な燃料は、従来は、改質装置４２の中へ直接注入して燃焼するために用いられている。しかしながら、本発明は、燃料電池１４がこの過剰な燃料から供給することが可能な少なくとも一部のエネルギを回収する方法を提供する。

以下の記述において、自動車に車上で供給され得るが、電気モータ１０と電気装備品６８の少なくとも一方によって直ちに消費されない電力を、「回収される」電力と呼ぶ。

自動車は、回収される電気エネルギを様々な形で貯蔵することが可能な装置を有する。
この実施の形態においては、自動車は、蓄熱器７６と、蓄圧器７８と、真空貯蔵器８０と、駆動用補助電池１６とを有する。

蓄熱器７６の中への電気エネルギの貯蔵については、フランス国特許出願第０１−０１７２０号に特に記載され、開示されている。ここでは、蓄熱器７６は、自動車の空調装置（図示しない）の一部をなす。回収された電気エネルギは、空調装置のコンプレッサ８２を作動させるために特に用いられる。コンプレッサ８２は、自動車の車室を冷却する代わりに、蓄熱器７６を冷却する。このようにして貯蔵された冷気は、空調装置によって後に用いられる。従って、空調装置は、作動するために電気エネルギを要しない。

蓄圧器７８は、ここでは、電動油圧ポンプ８４を特に有するパワーステアリング装置（図示しない）に組み込まれる。回収された電気エネルギは、蓄圧器７８の中に含まれる流体を圧縮する電動油圧ポンプ８４を作動させるために用いられる。このようにして、電気エネルギは、蓄圧器７８の中に貯蔵される機械エネルギに変換される。

真空貯蔵器８０は、ここでは、真空ポンプ８６を有する自動車のブレーキ補助装置（図示しない）に組み込まれる。回収された電気エネルギは、真空貯蔵器８０の中に含まれる流体を吸い上げる真空ポンプ８６に供給するために用いられる。このようにして、電気エネルギは、真空貯蔵器８０の中に貯蔵される機械エネルギに変換される。

また、回収された電気エネルギは、駆動用補助電池１６の中に直接蓄えることができる。

さて、本発明の教示によるエネルギの回収及び貯蔵方法を、図３を参照し、上述の自動車の装置を利用して、詳細に説明する。

本方法は、以下のステップを含んでなる。
ａ）燃料電池１４が瞬間的に供給することが可能な潜在的電力Ｐ_ｐｉｌｅ ^＋が、改質装置４２によって生成される燃料の流量の関数として計算され、電気モータ１０によって瞬間的に消費されるな電力Ｐ_ｍｏｔ ⁻と電気装備品６８によって瞬間的に消費される電力Ｐ_ｅｑ ⁻が推定される、収支ステップと、
ｂ）潜在的電力Ｐ_ｐｉｌｅ ^＋と、推定された消費電力の和（Ｐ_ｍｏｔ ⁻＋Ｐ_ｅｑ ⁻）との差である、過剰電力Ｐ_ｒｅｃの計算ステップと、
ｂ′）電気モータ１０によって消費される電力Ｐ_ｍｏｔ ⁻がゼロであるとき、従って電気モータ１０が発電機として動作することが可能であるときに始動され、電気モータ１０から供給可能な電力Ｐ_{ｆｒｅｉｎ} ^＋が推定され、次いで上記過剰電力Ｐ_ｒｅｃへ加えられる、ブレーキングによる回収可能なエネルギに関する中間ステップと、
ｃ）過剰電力Ｐ_ｒｅｃが厳密に正（ゼロを含まない）であるときに始動される、貯蔵手段の電力の瞬間的な貯蔵容量Ｃの決定ステップと、
ｄ）瞬間的な貯蔵容量Ｃが過剰電力Ｐ_ｒｅｃよりも大きいか等しい場合に始動され、燃料電池１４は過剰な燃料の全てを供給され、過剰電力Ｐ_ｒｅｃは貯蔵手段の中に貯蔵される、貯蔵ステップと、
ｅ）貯蔵容量Ｃが過剰電力Ｐ_ｒｅｃよりも小さい場合に始動され、燃料電池１４は、貯蔵手段のエネルギ貯蔵の回復に充分な、過剰な燃料の一部を供給される、過剰な燃料の分配ステップ。

本方法のステップａ）の際には、燃料電池１４が改質装置４２から供給される瞬間的な燃料の流量に基づいて発生することが可能で、燃料電池１４が供給することが可能な瞬間的な潜在的電力Ｐ_ｐｉｌｅ ^＋が推定され、電子制御装置７２によってメモリされる。燃料の流量は、例えば改質装置４２の出口に設けられた適当なセンサによって測定され、次いで測定値は電子制御装置７２へ伝達される。

同じく、電気モータ１０によって消費される瞬間的な電力Ｐ_ｍｏｔ ⁻も、例えば運転者によって操作されるアクセルペダル（加速指令装置）７０の位置に基づいて推定され、電子制御装置７２によってメモリされる。

最後に、車両の電気装備品６８によって消費されるな瞬間的な電力Ｐ_ｅｑ ⁻が、種々のセンサ（図示しない）によって実行される測定に基づいて推定され、次いで電気接続を介して、電子制御装置７２へ送られ、メモリされる。

次に、本方法の計算ステップｂ）の際には、潜在的電力Ｐ_ｐｉｌｅ ^＋と、推定された消費される電力の和（Ｐ_ｍｏｔ ⁻＋Ｐ_ｅｑ ⁻）との差である、回収可能、すなわち過剰電力Ｐ_ｒｅｃが、メモリされたこれらの３種類の値に基づいて、電子制御装置７２によって計算される。

過剰電力Ｐ_ｒｅｃは、実際には、改質装置４２によって生成される過剰な燃料から作られる、自動車が回収可能な電力である。

計算された値がゼロに等しいかゼロよりも小さい場合には、改質装置４２は過剰な燃料を供給せず、従って、燃料電池１４は回収可能な電気エネルギを供給することはできない。

反面、計算された値がゼロよりも大きい場合には、改質装置４２は過剰な燃料を供給し、従って、燃料電池１４から自動車へ過剰な電気エネルギが供給され得る。

本発明のこの実施の形態によれば、計算ステップｂ）の結果に関係なく、自動車が、ブレーキングによって回収可能なエネルギを生成することができるか否かを決定する必要がある。

電気モータ１０によって要求され、電気モータ１０によって消費される瞬間的な電力Ｐ_ｍｏｔ ⁻がゼロで、自動車の速度Ｖが厳密に正（ゼロを含まない）であるなら、自動車はブレーキングによって回収可能なエネルギを生成する状態にある。従って、ブレーキングによって回収可能なエネルギを生成する状態において、電気モータ１０によって供給可能な電力Ｐ_{ｆｒｅｉｎ} ^＋を推定するために、中間ステップｂ′）が、電子制御装置７２によって始動される。

電気モータ１０によって消費される瞬間的な電力Ｐ_ｍｏｔ ⁻がゼロでなく、自動車の速度Ｖが厳密に正（ゼロを含まない）でないなら、自動車はブレーキングによって回収可能なエネルギを生成する状態にはないとみなし、ステップｃ）が、電子制御装置７２によって直接始動される。

中間ステップｂ′）においては、ブレーキングによって回収可能なエネルギを生成する状態において、電気モータ１０によって供給可能な電力Ｐ_{ｆｒｅｉｎ} ^＋が、電子制御装置７２によって推定される。この推定は、自動車の速度Ｖと乗客の人間工学及び快適性を考慮に入れる。この推定された電気モータ１０によって供給可能な電力Ｐ_{ｆｒｅｉｎ} ^＋は、先に計算された回収可能電力Ｐ_ｒｅｃに加えられる。そこで、この合計値は、自動車による回収可能電力Ｐ_ｒｅｃの新しい値になる。

次に、ステップｃ）の際には、電気エネルギが自動車の中へ貯蔵可能か否かを決定するためのテストが、電子制御装置７２によって実行される。従って、回収可能電力Ｐ_ｒｅｃが、ここではゼロである閾値よりも厳密に大きい（等しい場合を除く）なら、電子制御装置７２は、一連のステップｃ）を開始する。そうでなければ、すなわち回収可能なエネルギがないなら、電子制御装置７２は、この手順を中断し、再初期化する。

自動車の車上におけるエネルギの瞬間的な貯蔵容量Ｃは、電子制御装置７２によって決定される。

このステップの間に、駆動用補助電池１６の中に充電可能な電力Ｃ１が、電子制御装置７２によって、例えば駆動用補助電池１６の充電状態と温度に基づいて計算される。

空調装置が運転者によって起動されるが、空調装置のコンプレッサは停止されており、蓄熱器７６が温度の最低閾値に達していないなら、蓄熱器７６を温度の最低閾値まで冷却するために、空調装置のコンプレッサ８２によって要求される電力Ｃ２が、電子制御装置７２によって計算される。

真空貯蔵器８０の内部の圧力が、圧力の最大閾値よりも高いなら、真空貯蔵器８０の中の圧力を、圧力の最低閾値まで低下させるために、真空ポンプ８６によって要求される電力Ｃ３が、電子制御装置７２によって計算される。

蓄圧器７８の内部の圧力が、圧力の最低閾値よりも低いなら、蓄圧器７８の内部の圧力を、圧力の最高閾値まで上昇させるために、電動油圧ポンプ８４によって要求される電力Ｃ４が、電子制御装置７２によって計算される。

自動車の車上におけるエネルギの瞬間的な貯蔵容量Ｃは、これらの電力の和（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）に等しい。

最後に、瞬間的な回収可能電力Ｐ_ｒｅｃが、電子制御装置７２によって、瞬間的な貯蔵容量Ｃと比較される。

貯蔵容量Ｃが回収可能電力Ｐ_ｒｅｃよりも大であれば、貯蔵ステップｄ）が始動される。電子制御装置７２は、電気モータ１０から供給される電気エネルギを使用し、燃料電池１４に過剰な燃料の全てを供給しながら、駆動用補助電池１６、蓄熱器７６、蓄圧器７８、真空貯蔵器８０への、エネルギの貯蔵を指令する。

貯蔵容量Ｃが回収可能電力Ｐ_ｒｅｃよりも大でなければ、分配ステップｅ）が始動される。本発明のこの実施の形態によれば、電子制御装置７２は、電気モータ１０によって供給可能な電力Ｐ_{ｆｒｅｉｎ} ^＋の、自動車の異なるエネルギ貯蔵個所、すなわち、駆動用補助電池１６、蓄熱器７６、蓄圧器７８、真空貯蔵器８０への分配を指令する。

次に、瞬間的な貯蔵容量Ｃが常にゼロ以上であるなら、電子制御装置７２は、エネルギの貯蔵を完全に再充填するのに必要な量の燃料の燃料電池１４への供給を指令し、残りの過剰な燃料はバイパス配管７４を介して改質装置４２へ直接バイパスされ、そこで燃焼される。

瞬間的な貯蔵容量Ｃが常にゼロ以上でないなら、過剰な燃料は全てバイパス配管７４を介して改質装置４２へ直接バイパスされ、そこで燃焼される。

この手順の終わりに、全ての値はゼロに再初期化され、自動車が完全に停止するまで手順が繰返される。

本発明の図示されない他の実施の形態によれば、バイパス配管７４を介してバイパスされた過剰な燃料は、燃料を一時的に貯蔵するリザーバへ運ばれる。

Claims

少なくとも１つの電気モータ（１０）によって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法であって、上記自動車は、上記電気モータ（１０）と電気装備品（６８）へ給電し、燃料、特に水素（Ｈ_２）を、改質装置（４２）を介して供給される燃料電池（１４）を有し、上記改質装置（４２）からの燃料の流量は上記電気モータ（１０）の消費電力（Ｐ_ｍｏｔ ⁻）に応じて制御され、上記改質装置（４２）は、上記電気モータ（１０）の消費電力（Ｐ_ｍｏｔ ⁻）が減少したときに、一時的に過剰な燃料を生成し、上記自動車は、エネルギの貯蔵手段（１６、７６、７８、８０）を有する、少なくとも１つの電気モータ（１０）によって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法において、以下のステップ：
ａ）上記燃料電池（１４）が瞬間的に供給することが可能な潜在的電力（Ｐ_ｐｉｌｅ ^＋）が、上記改質装置（４２）によって生成される上記燃料の流量の関数として計算され、上記電気モータ（１０）によって瞬間的に消費される電力（Ｐ_ｍｏｔ ⁻）と上記電気装備品（６８）によって瞬間的に消費される電力（Ｐ_ｅｑ ⁻）が推定される、収支ステップと、
ｂ）上記潜在的電力（Ｐ_ｐｉｌｅ ^＋）と、推定された消費電力の和（Ｐ_ｍｏｔ ⁻＋Ｐ_ｅｑ ⁻）との差である、過剰電力（Ｐ_ｒｅｃ）の計算ステップと、
ｃ）上記過剰電力（Ｐ_ｒｅｃ）が厳密に正であるときに始動される、上記貯蔵手段（１６、７６、７８、８０）の電力の瞬間的な貯蔵容量（Ｃ）の決定ステップと、
ｄ）上記瞬間的な貯蔵容量Ｃが上記過剰電力（Ｐ_ｒｅｃ）よりも大きいか等しい場合に始動され、上記燃料電池（１４）は上記過剰な燃料の全てを供給され、上記過剰電力（Ｐ_ｒｅｃ）は上記貯蔵手段（１６、７６、７８、８０）の中に貯蔵される、貯蔵ステップと、
ｅ）上記貯蔵容量（Ｃ）が上記過剰電力（Ｐ_ｒｅｃ）よりも小さい場合に始動され、上記燃料電池（１４）は、上記貯蔵手段（１６、７６、７８、８０）のエネルギ貯蔵の回復に充分な、上記過剰な燃料の一部を供給される、上記過剰な燃料の分配ステップと、
を含んでなることを特徴とする、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法。
上記計算ステップｂ）と上記決定ステップｃ）との間に、上記電気モータ（１０）によって消費される上記電力（Ｐ_ｍｏｔ ⁻）がゼロであるとき、従って上記電気モータ（１０）が発電機として動作することが可能であるときに始動され、上記電気モータ（１０）によって生成可能な電力（Ｐ_{ｆｒｅｉｎ} ^＋）が推定され、次いで上記過剰電力（Ｐ_ｒｅｃ）へ加えられる、ブレーキングによる回収可能なエネルギに関する中間ステップｂ′）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法。
上記貯蔵ステップｄ）と上記分配ステップｅ）の際に、上記電気モータ（１０）によって生成される電力（Ｐ_{ｆｒｅｉｎ} ^＋）が、上記燃料電池（１４）によって生成される上記過剰電力（Ｐ_ｐｉｌｅ ^＋−Ｐ_ｍｏｔ ⁻−Ｐ_ｅｑ ⁻）に対して優先的に、上記貯蔵手段（１６、７６、７８、８０）の中へ貯蔵されることを特徴とする、請求項２に記載の、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法。
上記過剰な燃料の残部は燃焼されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法。
上記過剰な燃料の残部はリザーバの中に貯蔵されることを特徴とする、請求項１または２に記載の、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法。
上記貯蔵手段は電池（１６）を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法。
上記貯蔵手段は蓄熱器（７６）を含み、上記蓄熱器（７６）の中に、上記過剰電力（Ｐ_ｒｅｃ）は、冷却装置のコンプレッサ（８２）を介して、熱エネルギの形で貯蔵されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法。
上記貯蔵手段は流体を収容する容器（７８、８０）を含み、上記流体の圧力を変えるポンプ（８４、８６）を介して、上記エネルギが上記容器（７８、８０）の中に機械エネルギの形で貯蔵されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収方法。
少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収装置であって、上記自動車は、上記電気モータ（１０）と電気装備品（６８）へ給電し、燃料、特に水素（Ｈ_２）を改質装置（４２）を介して供給される燃料電池（１４）を有し、上記改質装置（４２）からの燃料の流量は上記電気モータ（１０）の消費電力（Ｐ_ｍｏｔ ⁻）に応じて制御され、上記改質装置（４２）は、上記電気モータ（１０）の消費電力（Ｐ_ｍｏｔ ⁻）が減少したときに、一時的に過剰な燃料を生成し、上記自動車は、エネルギの貯蔵手段（１６、７６、７８、８０）を有する、少なくとも１つの電気モータ（１０）によって駆動される自動車における電気エネルギの回収装置において、上記電気エネルギの回収装置は、駆動用の上記電気モータによって生成されて回収される過剰なエネルギと、上記改質装置によって生成される過剰な改質ガソリンを使って上記燃料電池から供給されるエネルギとを調節することを特徴とする、少なくとも１つの電気モータによって駆動される自動車における電気エネルギの回収装置。