Groupe électrogène à pile à combustible
Piles à combustible appliquées aux véhicules

2.1 Système global

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2.1.1 Description

Une pile à combustible ne peut fonctionner seule ; elle a besoin d’être associée à des périphériques auxiliaires qui assureront des fonctions aussi essentielles qu’acheminer les réactifs, évacuer les produits ou gérer la température de l’empilement. Ces auxiliaires, s’ils sont nécessaires au fonctionnement de la pile, n’en sont pas moins des consommateurs d’énergie parasitant directement la production de la pile.

Le système est globalement constitué d’un circuit combustible, d’un circuit comburant et d’une boucle de refroidissement. Un système d’humidification vient généralement compléter cet ensemble. Il peut être couplé à la boucle de refroidissement ou indépendant (figure 3). On distinguera généralement les différents types de systèmes de piles à combustible par la pression à laquelle ils travaillent (dimensionnant la taille du compresseur d’air) et par le combustible qu’ils utilisent [hydrogène stocké sous forme liquide ou gazeuse, hydrogène stocké sous forme d’hydrure, combustible à reformer (généralement un hydrocarbure ou un alcool dont on extrait l’hydrogène par une opération de reformage), combustibles liquides pour oxydation directe]. Ces distinctions auront un fort impact sur les performances nettes du groupe électrogène, la qualité des réactifs (présence d’impuretés dans les gaz) et les consommations parasites des auxiliaires affectant le rendement global du système. L’architecture du groupe électrogène sera également fortement dépendante de ces auxiliaires.

Les performances d’un système sont généralement exprimées par rapport à leurs puissances massique et volumique, mais également en termes de rendement. Le rendement du système dépendra de celui de la pile à combustible affecté des pertes parasites dues aux auxiliaires et variera avec la puissance demandée.

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