Brevet FR2224321A1 — publié le 19741031

La présente invention concerne un véhicule électrique dont le générateur de courant électrique continu est constitué par une pluralité de thermoéléments à effet Peltier. On a déjà fait appel à divers modes de production de courant continu pour alimenter le moteur électrique d'un véhicule. C'est ainsi que l'on peut noter l'utilisation de piles à combustible et surtout d'accumulateurs de types divers tels que nickel-cadmium, argent-zinc, plomb etc, les inconvénients bien connus de tels générateurs de courant résident dans leur encombrement, leur poids, leur faible autonomie et un temps de recharge important. La présente invention vise à éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus en utilisant une pluralité de thermoéléments à effet Peltier pour obtenir à partir d'échanges thermiques la puissance électrique nécessaire pour alimenter le moteur électrique du véhicule, les divers thermoéléments fonctionnant comme générateurs de courant par effet Seebeck-Peltier. On rappelle que l'effet Seebeck-Peltier fait natte un courant électrique continu dans un circuit formé de deux conducteurs différents (métaux ou semi-conducteurs) soudés par leurs extrémités, ceci lorsque ces deux soudures sont portées à des températures différentes. C'est donc suite à une absorption ou à un dégagement de calories au droit des jonctions des thermeéléments qu'il apparait un courant continu dans un sens ou dans l'autre. La présente invention concerne un véhicule électrique dont le générateur de courant électrique continu comporte : - une pluralité de thermoéléments à effet Peltier, - des dispositifs mettant une source froide en liaison avec l'une des faces de chaque thermoélément et des dispositifs mettant une source chaude en liaison avec l'autre face de chaque thermoélément, ainsi qut - un système de connection reliant les différents thermoéléments à un moteur à courant continu susceptible d'entralner le véhicule. Selon une autre caractéristique de l'inventiont la source froide est constituée par un fluide cryogénique liquide, la source chaude étant l'air ambiant. Selon une autre caractéristique de l'invention, les parois extérieures du véhicule électrique sont utilisées comme surfaces d'échange de chaleur entre l'une des faces des thermoéléments et une source de chaleur, les thermoéléments fonctionnant comme générateurs de courant. On décrira ci-après l'invention plus en détail en se référant aux dessins schématiques donnés à titre d'exemples non limitatifs, sur lesquels - la figure 1 représente une coupe schématique d'une surface d'échange comportant une pluralité de thermoéléments à effet Peltier. - la figure 2 représente schématiquement un véhicule électrique selon l'invention comportant plusieurs surfaces d'échange disposées en divers endroits du véhicule. On décrira ci-après le mode de réalisation d'une surface d'échange tel que représenté à la figure 1 dans lequel les thermoéléments fonctionnant comme générateurs de courant continu entre une source chaude constituée par l'air ambiant et une source froide constituée par un réservoir de fluide cryogénique liquide tel que l'air ou l'azote liquides. La surface d'échange de la figure 1 est d'une forme parallélépipédique et peut par exemple être disposée directement en-dessous du capot de la voiture. Cet élément d'échange de chaleur est constitué par une pluralité de thermoéléments à effet Peltier 1. le coeur de ces thermoéléments ou modules thermoélectriques peut par exemple être constituée par un alliage quaternaire tellium, bismuth, sélénium et antimoine.On peut également utiliser le tellurure de bismuth (Bi2 De3) qui possède un pouvoir thermoélectrique très élevé ainsi qu'une résistivité électrique et une conductivité thermique très faibles. L'isolement du couple thermoélectrique ainsi que des faces chaudes et froides est obtenu par exemple à l'aide de plaques de céramique métallisée assurant une grande rigidité diélectrique et une excellente conductibilité thermique.Ces divers modules thermoélectriques 1 sont disposés de sorte que les faces de même température de deux modules consécutifs se trouvent en regard l'une de l'autre. les connexions électriques des divers thermoéléments ne sont pas représentées sur la figure 1, il est à noter que ces thermoéléments peuvent être pontés en série sans précaution particulière, ou bien en parallèie à condition tnutefois de prévoir des résistances d'équilibrage. Dans le mode de réalisation de la figure 1, les faces chaudes des modules thermoélectriques sont munies d'ailettes 2 favorisant l'échange thermique. Des chambres ou couloirs 3 permettent 1 t admission et la circulation de l'air ambiant qui dans ce mode de réalisation constitue la source chaude alimentant les faces chaudes des thermoéléments 1.Par ailleurs, les faces froides des thermoéléments sont en contact avec un fluide cryogénique en ébullition qui s'écoule dans les diverses chambres froides 4. La circulation de l'air ambiant utilisé comme source chaude peut être de deux sortes : - A llarrêt du véhicule la circulation de l'air ambiant est assez faible et fournit de ce fait une puissance électrique relativement faible. Selon l'importance de la surface d'échange intéressée on peut prévoir ou non l'adjonction d'une batterie annexe de démarrage de manière à augmenter la puissance électri- que, cette batterie pouvant se recharger lors de la marche normale du-véhicule. - Lorsque le véhicule roule, le flux de circulation d'air proportionnel à la vitesse du véhicule devient plus important. D'autre part, ladite circulation d'air est également proportionnelle à la section de passage de l'air qui peut être réglée par le conducteur gracie à des volets d'admission ou bien encore en faisant varier l'inclinaison des ailettes 2 favorisant l'échange thermique. La circulation dans les chambres 4 du liquide cryogénique, par exemple de l'air liquide, peut s'effectuer par gravité ou par tout autre moyen. Puis, l'air liquide se vaporise et, avant d'être dégagé dans l'atmosphère, peut être utilisé pour refroidir les systèmes de freinage, le moteur et tout autre organe mobile ; il peut aussi participer à la climatisation du véhicule. La figure 2 représente un mode de réalisation particulier d'un véhicule électrique selon l'invention. Un tel véhicule comporte plusieurs surfaces ou éléments d'échange 5 tels que décrits précédemment,disposés en divers endroits dans les parois du véhicule. Le véhicule utilise une source de fluide cryogénique liquide représentée par des bouteilles d'air liquide 6 disposées par exemple sur le toit du véhicule Dans ce mode de réalisation la circulation de ltair liquide peut s'effectuer par gravité aux travers de conduits d'alimentation 7 qui comportent des moyens de réglage du débit de fluide, par exemple des dispositifs à étranglement réglable par le conducteur. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas uniquement au mode de réalisation décrit ci-dessus, ou peut en effet sans pour autant sortir du cadre de l'invention prévoir l'utilisation d'autres sources de chaleur alimentant les thermoéléments Peltier. C'est ainsi que l'on peut utiliser comme source froide un fluide cryogénique liquide,la source chaude tirant son énergie d'une vapeur ou de la combustion totale d'un fluide ou d'un gaz inflammable. On peut aussi utiliser l'air ambiant comme source froide, la source chaude tirant son énergie d'une vapeur ou de la combustion totale d'un fluide ou d'un gaz inflammable. Lorsque les fluides thermiques utilisés sont l'air ambiant et l'air liquide-il est remarquable que ce générateur ne provoque absolument aucune pollution et que le renouvellement du fluide cryogénique est particulièrement aisé puisqu'il se limite au remplacement des bouteilles d'air liquide. Dans tous les modes de réalisation, le générateur de courant à effet Seebeck-Peltier présente de nombreux avantages tels qu'un encombrement très réduit puisque le système générateur de courant fait partie intégrante du véhicule, une absence totale de bruit et une grande autonomie. Dans une voiture électrique selon l'invention, le générateur de courant continu permet une plus grande autonomie que les batteries actuellement utilisées et ceci avec une diminution notable de poids. REVENDICATIONS 1. Véhicule électrique comportant un générateur de courant électrique continu, caractérisé par le fait qutil comporte - une pluralité de thermoéléments à effet Peltier - une source chaude, ainsi qu'une source froide cons tituées par un fluide cryogénique liquide - des dispositifs mettant la source froide en liaison avec l'une des faces de chaque thermoélément et des dispositifs mettant la source chaude en liaison avec l'autre face de chaque thermoélément, ainsi qu' - un système de connections reliant les différents thermoéléments à un moteur à courant continu suscep tible d'entraîner le véhicule. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la source chaude est constituée par l'air ambiant, ou bien tire son énergie d'une vapeur ou de la combustion totale d'un fluide ou d'un gaz inflammable. 3. Véhicule électrique selon l'une des revendications 7 et 2, caractérisé par le fait que les dispositifs mettant les sources de chaleur en liaison avec les faces des thermoéléments comportent des canaux de distribution de fluide thermique reliés à des chambres venant en contact avec les faces froides ou chaudes des thermoéléments à effet Peltier. 4. Véhicule électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les dispositifs mettant les sources de chaleur en liaison avec les faces des thermoéléments comportent des ailettes favorisant l'échange thermique. 5. Véhicule électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les parois du véhicule sont utilisées comme surfaces d'échange de chaleur entre l'une des faces des thermoéléments et une source de chaleur, les thermoéléments fonctionnant comme générateurs de courant. 6. Véhicule électrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de réglage des débits des fluides thermiques alimentant les sources de chaleur. 7. Véhicule électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens permettant le réglage des surfaces utiles d'échange de chaleur. 8. Véhicule électrique selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens permettant le réglage des surfaces utiles d'échange de chaleur est un dispositif de réglage de l'inclinaison des ailettes favorisant l'échange thermique.