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CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS www.transportlearning.net VEHICULES ELECTRIQUES ALIMENTES PAR PILE A COMBUSTIBLE (HYDROGENE) Carlos Sousa AGENEAL,

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1 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS VEHICULES ELECTRIQUES ALIMENTES PAR PILE A COMBUSTIBLE (HYDROGENE) Carlos Sousa AGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada

2 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS RESUME 1.Fonctionnement dune pile à combustible 2.Production, transport et stockage de lhydrogène 3.Quelques propositions pour les constructeurs

3 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS FONCTIONNEMENT DUNE PILE A COMBUSTIBLE

4 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS FONCTIONNEMENT DUNE PILE A COMBUSTIBLE Echappement Circuit de refroidissement Air et eau Hydrogène Circuit de refroidissement Traction électrique Cathode

5 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS FONCTIONNEMENT DUNE PILE A COMBUSTIBLE Principales caractéristiques Par pile : 0.5 – 1 V Intensité : 0.3 – 1 A cm 2 Puissance : 0.3 – 0.5 W/cm 2

6 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS FONCTIONNEMENT DUNE PILE A COMBUSTIBLE Exemple : 2 x 100 piles ( 40 cm x 40 cm) 2 x (100 x 0.7) x (40 x 40 x 0.375) = 2 x (70 V x 640 A) = 84 kW (114 CV) Ballard CV 72 kg 34 x 24 x 75 cm Volume 61 L 1,3 kW / L

7 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS FONCTIONNEMENT DUNE PILE A COMBUSTIBLE 15 à 35 % 30 à + 50 % Mélange air combustible Bougie Échappement : NOx, HC, CO, SOx Chaleur : refroidissement à leau (125°C) Échappement : vapeur deau Combustible : hydrogène Chaleur : (90°C) : refroidissement à leau Moteur électrique

8 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS Pile à combustible pour un autobus de tourisme, MAN

9 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS DEFIS POUR LAVENIR Coût : 400 / kW (7 x le prix dun moteur traditionnel) Pile complète : ,00 (moteur 3 000,00 ) Fiabilité Réponse aux régimes transitoires Problèmes aux basses températures (inférieures à 0 ºC) Pollution en H 2 Adaptation du véhicule Besoin dhydrogène (production, transport et stockage) !

10 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS La Ford Focus à hydrogène Onduleur D/C Convertisseur de suralimentation Réservoir deau Compresseur dair Réservoir de H2 gazeux Condensateur Pompe à eau Humidificateur air & combustible Module TIM (décharge statique) Unité dalimentation Vanne thermostatique calorstat Inverseur dair comprimé Inverseur de débit de pompe à eau Borne de boîtier des piles à combustible silencieux d'admission Moteur électrique / Boîte-pont Échangeur thermique Régulateur de voltage de pile

11 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS

12 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H 2 1. Production industrielle Électrolyse de leau ? Gaz naturel ? Raffinerie ? Sources dénergie renouvelable Réseau de distribution ? (Il nexiste pas !) Coût, investissements Sécurité et acceptation par le public

13 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H 2 2. Production décentralisée (à la station-service) De quelle origine ? (Électrolyse de leau ? Gaz naturel ? Autre ?) Coût de léquipement Sécurité et acceptation par le public

14 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H 2 Indépendamment du lieu de production (station-service ou établissement industriel) Mode de remplissage Sécurité Durée du remplissage

15 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H 2 Stockage à bord… Gaz comprimé à 300 bars ? (car sa densité est très faible) Liquide à –253 ºC ? (forte évaporation, faible densité) Matrice solide ? (rapport poids / volume)

16 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H 2 3. Production à bord avec un reformeur embarqué De gaz naturel, méthanol, éthanol ? Essence ? Problèmes Efficacité du système Coût Technologie Émissions – Ne résout pas le problème du monoxyde de carbone

17 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS Necar 5 e Jeep Commander (2000; CH 3 OH) Necar 4 (1999) Necar 1 (1994) Necar 3 (1997; CH 3 OH) Necar 2 (1996)

18 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS LHydrogen 1 dOpel H 2 liquide (75 litres ; 5 kg H 2 ) Bloc de 200 piles (59/27/50 cm) – 200 V; 90 kW/ 122 CV - 68 kg Batterie auxiliaire Poids : kg km/h – 16 s Vitesse max. : 140 km/h *Gamme* : 400 km

19 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS PROJETS DE DEMONSTRATION - CUTE Projet CUTE : démonstration du fonctionnement dautobus à piles à combustible à lhydrogène (Clean Urban Transport for Europe) Projet de démonstration visant à tester et à évaluer la performance en situation dexploitation régulière des autobus à hydrogène pour le transport public. 10 villes européennes (Barcelone, Madrid, Londres, Hambourg, Luxembourg, Estocolmo, Amsterdam, Stutgart, Stockholm, Porto) 3 autobus Daimler-Chrysler par ville Différentes méthodes de production dhydrogène (énergies renouvelables - énergie hydraulique, gaz naturel, raffinerie) Évaluation des coûts, infrastructure, cycle de vie, émissions de substances, etc.

20 CARBURANTS ET VEHICULES ALTERNATIFS Merci de votre attention !


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