Brevet FR3156716A1 — publié le 20250620

L’invention concerne un procédé de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule comportant les étapes suivantes une étape de récupération d’une quantité d’énergie électrique totale (E1) issue du système de freinage régénératif ; une étape de détermination d’une quantité d’énergie électrique maximale (E2) pouvant être fournie à ladite batterie ; une étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite batterie (E3) lorsque ladite la quantité d’énergie électrique maximale est supérieure à la quantité d’énergie électrique totale ou une étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite pile à combustible (E4) engendrant le chauffage de ladite pile à combustible lorsque ladite la quantité d’énergie électrique maximale est inférieure à la quantité d’énergie électrique totale. Figure de l’abrégé : Fig. 1 PROCEDE DE RECUPERATION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE D’UN SYSTEME DE FREINAGE REGENERATIF D’UN VEHICULE AUTOMOBILE A PILE A COMBUSTIBLE L’invention porte sur les véhicules automobiles à pile à combustible, et plus particulièrement sur les moyens de chauffage de ces piles à combustible. Il est connu de l’art antérieur une demande de brevet EP4197865 qui décrit un système de freinage d’un véhicule automobile à pile à combustible. La pile à combustible génère de l’énergie électrique qui est envoyé au moteur électrique dudit véhicule afin de permettre sa propulsion. Le système de freinage comporte un agencement de réservoirs comprenant une première entrée configurée pour être en communication avec une sortie de la pile à combustible. Un fluide est apte à parcourir ledit agencement de réservoirs et à traverser ladite sortie de la pile à combustible et ladite première entrée. Ainsi, ladite pile à combustible émet des gaz d’échappement qui sortent par la sortie de la pile à combustible et qui pénètrent dans l’agencement de réservoirs par l’intermédiaire de la première entrée. L’agencement de réservoirs comporte également une première sortie dont le rôle est de sortir lesdits gaz d’échappement. Le système de freinage comprend une soufflante d’air. La soufflante d’air est mise en état de fonctionnement lors du freinage dudit véhicule. Le rôle de la soufflante d’air est de transporter l’air ambiant dans un conduit d’air s’étendant de la soufflante d’air jusqu’à la seconde entrée de l’agencement de réservoirs. Cependant, la demande de brevet décrit un système de freinage classique ne permettant pas de régénérer de l’énergie électrique pour recharger la batterie et/ou pour chauffer la pile à combustible du véhicule. L’objectif de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant de récupérer et d’utiliser l’énergie électrique destinée à être perdue par le système de freinage régénératif pour recharger la batterie et/ou pour chauffer la pile à combustible d’un véhicule automobile. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un procédé de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule, ledit système de freinage régénératif permettant de récupérer une quantité d’énergie électrique totale, ledit véhicule comportant une batterie présentant une température et un état de chargement, ladite batterie étant apte à recevoir une quantité d’énergie électrique maximale, ledit état de chargement de la batterie étant supérieur ou égal à une valeur seuil prédéterminée , la valeur seuil étant la valeur pour laquelle la quantité d’énergie électrique totale est inférieure à la quantité d’énergie électrique maximale, ledit véhicule comportant un circuit de refroidissement de ladite batterie, ledit véhicule présentant une vitesse, une consigne de décélération et une résistance à la décélération, ledit véhicule évoluant dans un environnement présentant une température extérieure, remarquable en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes : - une étape de récupération de la quantité d’énergie électrique totale issue du système de freinage régénératif, ladite quantité d’énergie électrique totale étant déterminée en fonction de la vitesse du véhicule, de la consigne de décélération du véhicule et de la résistance du véhicule à la décélération ; - une étape de détermination de la quantité d’énergie électrique maximale pouvant être fournie à ladite batterie en fonction de l’état de chargement et de la température de ladite batterie ; - une étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite batterie lorsque ladite la quantité d’énergie électrique maximale est supérieure à la quantité d’énergie électrique totale ; - une étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite pile à combustible engendrant le chauffage de ladite pile à combustible, l’énergie électrique destinée au chauffage de ladite pile à combustible variant en fonction de la quantité d’énergie électrique totale, de la température du circuit de refroidissement et de la température extérieure de l’environnement lorsque ladite la quantité d’énergie électrique maximale est inférieure à la quantité d’énergie électrique totale. Grâce à l’invention, l’énergie électrique générée par le système de freinage régénératif est récupérée afin de permettre le chauffage de la pile à combustible, ce qui évite d’utiliser l’énergie électrique dispensée par la batterie pour cela. De préférence, ladite valeur seuil prédéterminée est supérieure ou égale à 80%. De préférence, ladite valeur seuil prédéterminée est supérieure ou égale à 90%. Ainsi, cela permet de prioriser le renvoi de l’énergie électrique à la batterie lorsque celle-ci est en capacité de la stocker. Si la pile à combustible présente déjà une température idéale, cela empêche la perte de l’énergie électrique. Avantageusement, ladite étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite batterie est effectuée lorsque la quantité d’énergie électrique maximale est au moins deux fois supérieure de la quantité d’énergie électrique totale. Avantageusement, ladite étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite batterie est effectuée lorsque la quantité d’énergie électrique maximale est au moins trois fois supérieure de la quantité d’énergie électrique totale. Ainsi, l’énergie électrique n’est transmise à ladite pile à combustible que dans le cas où la quantité d’énergie totale est significative. L’invention concerne également un système de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif d’un véhicule automobile comportant une batterie et une pile à combustible, ledit système de récupération comportant un moyen de récupération d’une quantité d’énergie électrique totale issue du système de freinage régénératif, un moyen de détermination d’une quantité d’énergie électrique maximale pouvant être fournie à ladite batterie, un moyen de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers la batterie et un moyen de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers la pile à combustible mettant en œuvre le procédé de récupération de l’énergie électrique d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule précédemment exposé. En outre, l’invention concerne un véhicule automobile à pile à combustible comportant un système de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif précédemment mentionné. Enfin, l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes dudit procédé de récupération de l’énergie électrique d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule antérieurement décrit. L’invention sera davantage détaillée par la description d’un mode de réalisation non limitatif, et sur la base de la figure annexée illustrant l’invention, dans laquelle la FIG. 1 illustre schématiquement, sous la forme d’un logigramme, un procédé de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule selon un mode de réalisation de l’invention. Il est illustré schématiquement sur la FIG. 1 un procédé de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule sous la forme d’un logigramme. L’énergie électrique du système de freinage régénératif représente une quantité d’énergie électrique totale. En d’autres termes, la quantité d’énergie électrique totale est la quantité d’’énergie électrique collectée issue du système de freinage régénératif. Le véhicule comporte une batterie permettant notamment le chauffage de la pile à combustible lors du démarrage du véhicule. En effet, pour mettre en fonctionnement la pile à combustible, celle-ci doit atteindre une température comprise entre 50°C et 90°C, voir dans la majorité des cas en fonction du type de pile à combustible entre 70°C et 80°C. De préférence, la température de la pile à combustible est de 75°C. La batterie présente également un état de chargement qui correspond à la capacité disponible restante de la batterie à fournir de l’énergie électrique à un temps donné. La batterie est en capacité de recevoir une quantité d’énergie électrique maximale, il s’agit de la quantité d’énergie électrique pouvant être redirigée vers ladite batterie sans qu’il n’y ait de perte d’énergie électrique. Pour la mise en œuvre dudit procédé, l’état de chargement de ladite batterie doit être supérieur ou égal à une valeur seuil prédéterminée, la valeur seuil prédéterminée étant la valeur pour laquelle ladite batterie est en capacité de stocker la quantité d’énergie électrique totale. En d’autres termes, la valeur seuil est la valeur pour laquelle la quantité d’énergie électrique totale est inférieure à la quantité d’énergie électrique maximale. De préférence, la valeur seuil prédéterminée est supérieure ou égale à 80%. Plus préférentiellement, la valeur seuil prédéterminée est supérieure ou égale à 90%. Le véhicule comporte également un circuit de refroidissement dont le rôle est de diminuer la température de la batterie afin d’éviter la surchauffe. En effet, la surchauffe de la batterie entraîne un risque d’incendie de celle-ci, et par conséquent un risque d’incendie dudit véhicule dans sa globalité. De plus, ledit véhicule présente une vitesse à laquelle il roule et une consigne de décélération lorsqu’un conducteur cesse d’accélérer. Enfin, le véhicule présente une résistance mécanique à la décélération. La résistance à la décélération est particulièrement importante en pente, pour éviter l’emballement de la rotation des roues entraînant un gain de vitesse excessif du véhicule. Le véhicule évolue dans un environnement présentant une température extérieure qui a un impact sur la quantité d’énergie électrique à fournir à ladite pile à combustible pour la chauffer. La quantité d’énergie électrique est la quantité de charges électriques déplacées par les électrons, on parle également de quantité d’électricité. La quantité d’énergie électrique se mesure en Coulomb. Le véhicule comporte un moteur électrique. Lorsque le véhicule roule, l’énergie électrique est convertie en énergie cinétique permettant la rotation des roues et, par conséquent, le déplacement du véhicule. Lorsque le véhicule ralentit, l’énergie cinétique est restituée au moteur qui la reconvertit en énergie électrique qui est stockée dans la batterie. La restitution de l’énergie électrique lors du ralentissement du véhicule est appelée le freinage régénératif. Le freinage régénératif permet de récupérer une quantité significative d'énergie qui, le cas échéant, serait perdue. Cela signifie que le véhicule électrique peut parcourir une plus grande distance avec une même quantité d'énergie, ce qui augmente son autonomie. Lors d’une étape de récupération de la quantité d’énergie électrique totale E1, l’énergie électrique totale issue du système de freinage régénératif est collectée. La quantité d’énergie électrique totale varie en fonction de la vitesse à laquelle roule le véhicule, de la consigne de décélération et de la résistance du véhicule à la décélération. Lors d’une étape de détermination de la quantité d’énergie électrique maximale E2, la quantité d’énergie électrique maximale pouvant être stockée par ladite batterie est déterminée. La quantité d’énergie électrique maximale est dépendant de l’état de chargement de ladite batterie. En effet, lorsque la batterie présente un état de chargement inférieur à 10%, alors ladite batterie est en capacité de stocker une grande quantité d’énergie électrique. A l’inverse, lorsque l’état de chargement de ladite batterie est de 95%, alors seule une faible quantité d’énergie électrique pour être fournie à ladite batterie. De plus, la détermination de ladite quantité d’énergie électrique maximale est dépendant de la température de ladite batterie. La température de la batterie est gérée par le circuit de refroidissement dudit véhicule. Lors d’une étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite batterie E3, la quantité d’énergie électrique totale est transmise en intégralité vers la batterie à condition que la quantité d’énergie électrique maximale est inférieure à la quantité d’énergie électrique totale. En effet, si la batterie est en capacité de stocker l’intégralité de la quantité d’énergie totale régénérée par le système de freinage régénératif, alors ladite quantité d’énergie électrique totale est entièrement dirigée vers ladite batterie. De ce fait, il n’y a aucune perte énergétique. Lors d’une étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite pile à combustible E4, ladite quantité d’énergie électrique totale est dirigée vers la pile à combustible dans son intégralité lorsque la quantité d’énergie électrique maximale est inférieure à la quantité d’énergie électrique totale. En effet, si l’énergie électrique totale est transmis à ladite batterie alors que celle-ci n’est pas en capacité de stocker l’entièreté de la quantité d’énergie électrique totale, alors il y a nécessairement une perte d’énergie électrique. L’énergie électrique totale permet le chauffage de ladite pile à combustible. Le chauffage de ladite pile à combustible est dépendant de la quantité d’énergie électrique totale transmise, de la température du circuit de refroidissement dudit véhicule et de la température extérieure de l’environnement du véhicule. L’invention concerne également un système de récupération de l’énergie électrique dudit système de freinage régénératif mettant en œuvre ledit procédé précédemment exposé, ainsi qu’un véhicule automobile à pile à combustible comportant un tel système. Enfin, l’invention concerne un programme d’ordinateur dont l’exécution conduisent à mettre en œuvre ledit procédé antérieurement décrit. Procédé de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule, ledit système de freinage régénératif permettant de récupérer une quantité d’énergie électrique totale, ledit véhicule comportant une batterie présentant une température et un état de chargement, ladite batterie étant apte à recevoir une quantité d’énergie électrique maximale, ledit état de chargement de la batterie étant supérieur ou égal à une valeur seuil prédéterminée, la valeur seuil étant la valeur pour laquelle la quantité d’énergie électrique totale est inférieure à la quantité d’énergie électrique maximale, ledit véhicule comportant un circuit de refroidissement de ladite batterie, ledit véhicule présentant une vitesse, une consigne de décélération et une résistance à la décélération, ledit véhicule évoluant dans un environnement présentant une température extérieure, caractérisé en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes : - une étape de récupération de la quantité d’énergie électrique totale (E1) issue du système de freinage régénératif, ladite quantité d’énergie électrique totale étant déterminée en fonction de la vitesse du véhicule, de la consigne de décélération du véhicule et de la résistance du véhicule à la décélération ; - une étape de détermination de la quantité d’énergie électrique maximale (E2) pouvant être fournie à ladite batterie en fonction de l’état de chargement et de la température de ladite batterie ; - une étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite batterie (E3) lorsque ladite la quantité d’énergie électrique maximale est supérieure à la quantité d’énergie électrique totale ; - une étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite pile à combustible (E4) engendrant le chauffage de ladite pile à combustible, l’énergie électrique destinée au chauffage de ladite pile à combustible variant en fonction de la quantité d’énergie électrique totale, de la température du circuit de refroidissement et de la température extérieure de l’environnement lorsque ladite la quantité d’énergie électrique maximale est inférieure à la quantité d’énergie électrique totale. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite valeur seuil prédéterminée est supérieure ou égale à 80%. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite valeur seuil prédéterminée est supérieure ou égale à 90%. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite batterie est effectuée lorsque la quantité d’énergie électrique maximale est au moins deux fois supérieure de la quantité d’énergie électrique totale. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite étape de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers ladite batterie est effectuée lorsque la quantité d’énergie électrique maximale est au moins trois fois supérieure de la quantité d’énergie électrique totale. Système de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif d’un véhicule automobile comportant une batterie et une pile à combustible, ledit système de récupération comportant un moyen de récupération d’une quantité d’énergie électrique totale issue du système de freinage régénératif, un moyen de détermination d’une quantité d’énergie électrique maximale pouvant être fournie à ladite batterie, un moyen de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers la batterie et un moyen de transmission de la quantité d’énergie électrique totale vers la pile à combustible mettant en œuvre le procédé de récupération de l’énergie électrique d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. Véhicule automobile à pile à combustible comportant un système de récupération de l’énergie électrique d’un système de freinage régénératif selon la revendication 6. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes dudit procédé de récupération de l’énergie électrique d’un véhicule automobile à pile à combustible pour chauffer ladite pile à combustible lors du démarrage dudit véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.