FR2859144A1 - Power train arrangement for motor vehicle, has fuel cells divided into two distinct pilings of elementary cells, where pilings have mass separated with equilibrium between front and rear parts of vehicle - Google Patents

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Abstract

The arrangement has fuel cells (10a, 10b) divided into two distinct pilings of elementary cells supplied with fuel e.g. hydrogen. The elementary cells are supplied with oxidant e.g. air, by an oxidant supply device. Each piling is arranged respectively in front and rear parts of a motor vehicle (22). The pilings have mass separated with equilibrium between the front and the rear parts of the vehicle.

Description

"Agencement d'un groupe motopropulseur équipé d'une pile à"Arrangement of a power train equipped with a battery

combustible dans un véhicule automobile" L'invention concerne un agencement d'un groupe motopropulseur dans un véhicule automobile.  The invention relates to an arrangement of a power train in a motor vehicle.

L'invention concerne plus particulièrement un agencement d'un groupe motopropulseur dans un véhicule automobile, comportant au moins un moteur de traction électrique qui est alimenté en électricité par une pile à combustible, du type dans lequel la pile à combustible est formée par un empilement de io cellules élémentaires qui sont alimentées en carburant, notamment en hydrogène, par un dispositif d'alimentation en carburant, et en comburant, notamment en air, par un dispositif d'alimentation en comburant, et du type dans lequel le groupe motopropulseur est agencé globalement au-dessus d'un essieu du véhicule automobile.  The invention more particularly relates to an arrangement of a power unit in a motor vehicle, comprising at least one electric traction motor which is supplied with electricity by a fuel cell, of the type in which the fuel cell is formed by a stack. elementary cells which are supplied with fuel, in particular hydrogen, by a fuel supply device, and oxidant, in particular air, by an oxidizer supply device, and of the type in which the powertrain is arranged globally above an axle of the motor vehicle.

Les véhicules automobiles à moteur électrique de traction sont tenus de respecter des normes de sécurité strictes. Ces normes de sécurité concernent notamment l'intensité maximale instantanée du courant électrique disponible à bord du véhicule, la tenue de route du véhicule, et la protection de l'habitacle du véhicule en cas de choc frontal.  Motor vehicles with traction electric motors are required to meet strict safety standards. These safety standards concern in particular the maximum current intensity of the electric current available on board the vehicle, the handling of the vehicle, and the protection of the passenger compartment of the vehicle in the event of a frontal impact.

La première norme citée établit notamment un seuil d'intensité instantanée déterminé qui ne doit pas être dépassé. Pour les véhicules alimentés en électricité par une pile à combustible, cette contrainte se traduit en termes de dimensions géométriques minimales de la pile à combustible, et notamment de la longueur axiale de la pile.  The first standard cited establishes a particular instantaneous intensity threshold that must not be exceeded. For vehicles supplied with electricity by a fuel cell, this constraint is expressed in terms of the minimum geometric dimensions of the fuel cell, and in particular the axial length of the battery.

Pour exposer le problème, on se référera à la figure 1 qui représente une pile à combustible 10 réalisée selon l'état de la technique.  To expose the problem, reference is made to FIG. 1, which shows a fuel cell 10 produced according to the state of the art.

La pile à combustible 10 est destinée à être embarquée à bord d'un véhicule automobile de manière à alimenter un moteur électrique de traction. La pile à combustible 10 doit donc être susceptible de fournir une puissance instantanée maximale P suffisante pour répondre aux besoins du moteur électrique de traction.  The fuel cell 10 is intended to be on board a motor vehicle so as to power an electric traction motor. The fuel cell 10 must therefore be able to provide a maximum instantaneous power P sufficient to meet the needs of the electric traction motor.

De manière connue, la pile à combustible 10 est formée par un empilement axial d'axe A de cellules élémentaires 12 qui sont enserrées axialement entre deux plaques bipolaires 14 et 16. Les plaques bipolaires 14 et 16 forment les bornes négative et positive de la pile à combustible 10.  In known manner, the fuel cell 10 is formed by an axial stack of axis A of elementary cells 12 which are sandwiched axially between two bipolar plates 14 and 16. The bipolar plates 14 and 16 form the negative and positive terminals of the battery. fuel 10.

Chaque cellule 12 comporte un cadre 18 portant un électrolyte 20 qui est ici une membrane de polymère. La io membrane de polymère 20 sépare axialement une cathode (non représentée) qui est destinée à être alimentée en comburant, et une anode (non représentée) qui est destinée à être alimentée en carburant. Le carburant est ici de l'hydrogène H2, et le comburant est de l'oxygène 02 contenu dans l'air atmosphérique.  Each cell 12 comprises a frame 18 carrying an electrolyte 20 which is here a polymer membrane. The polymer membrane 20 axially separates a cathode (not shown) which is to be supplied with oxidant, and an anode (not shown) which is to be supplied with fuel. Here the fuel is hydrogen H 2, and the oxidant is oxygen O 2 contained in the atmospheric air.

Chaque cellule élémentaire 12 produit un courant électrique d'une intensité li et d'une tension Vi. Les cellules 12 ainsi empilées forment des générateurs de courant électrique continu qui sont montés en série entre les deux plaques bipolaires 14 et 16. Le courant circule ici axialement selon le sens indiqué par la flèche I, depuis la plaque bipolaire 14 qui forme la borne négative de la pile 10, vers la plaque bipolaire 16 qui forme la borne positive de la pile 10.  Each elementary cell 12 produces an electric current of an intensity li and a voltage Vi. The cells 12 thus stacked form continuous electric current generators which are mounted in series between the two bipolar plates 14 and 16. The current flows here axially in the direction indicated by the arrow I, from the bipolar plate 14 which forms the negative terminal. from the battery 10, towards the bipolar plate 16 which forms the positive terminal of the battery 10.

Selon une loi connue, la valeur de la tension totale V du courant électrique produit par la pile 10 est égale à la somme des tensions Vi du courant électrique produit par chacune des cellules élémentaires 12, et la valeur de l'intensité totale I du courant produit par la pile 10 est égale à l'intensité li du courant produit par chacune des cellules élémentaires 12.  According to a known law, the value of the total voltage V of the electric current produced by the battery 10 is equal to the sum of the voltages Vi of the electric current produced by each of the elementary cells 12, and the value of the total intensity I of the current produced by the stack 10 is equal to the intensity li of the current produced by each of the elementary cells 12.

L'intensité I du courant électrique produit par chaque cellule élémentaire 12 est proportionnelle à la surface radiale S de la membrane de polymère 20. La surface radiale S est aussi appelée surface active car elle est en contact avec l'anode et la cathode de la pile à combustible. Par exemple, une cellule élémentaire 12 produit un courant électrique d'une intensité instantanée d'un ampère par centimètre carré de surface active (1 A.cm"2).  The intensity I of the electric current produced by each elementary cell 12 is proportional to the radial surface S of the polymer membrane 20. The radial surface S is also called the active surface because it is in contact with the anode and the cathode of the Fuel cell. For example, an elementary cell 12 produces an electric current of instantaneous intensity of one ampere per square centimeter of active area (1 A.cm -2).

Les dimensions radiales de la pile à combustible 10 sont donc limitées par le seuil d'intensité électrique instantanée. Ainsi l'encombrement radial maximal de la pile à combustible 10 est limité par exemple à une surface de vingt centimètres carré (20 cm2).  The radial dimensions of the fuel cell 10 are therefore limited by the instantaneous electric intensity threshold. Thus the maximum radial size of the fuel cell 10 is limited for example to a surface of twenty square centimeters (20 cm 2).

De façon à fournir la puissance électrique P nécessaire pour le fonctionnement du véhicule, il est donc nécessaire io d'empiler un nombre défini N de cellules élémentaires 12 de façon à produire une tension totale V qui soit égale au quotient de la puissance maximale P requise par l'intensité totale I. Une telle pile à combustible 10 d'une telle longueur axiale est susceptible de ne pas loger dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile. La longueur axiale est par exemple égale à 1,13 mètres.  In order to provide the electrical power P necessary for the operation of the vehicle, it is therefore necessary to stack a defined number N of elementary cells 12 so as to produce a total voltage V equal to the quotient of the maximum power P required. by the total intensity I. Such a fuel cell 10 of such axial length is likely not to be housed in the engine compartment of a motor vehicle. The axial length is for example equal to 1.13 meters.

Afin de respecter la première norme de sécurité, la pile à combustible 10 a donc un encombrement et un poids minimaux. Cet encombrement est susceptible de poser des problèmes pour respecter les deuxième et troisième normes de sécurité citées concernant la tenue de route et la protection de l'habitacle.  In order to comply with the first safety standard, the fuel cell 10 therefore has a minimum size and weight. This size is likely to cause problems to comply with the second and third safety standards cited concerning the handling and protection of the passenger compartment.

La pile à combustible 10 est généralement agencée soit à l'avant, soit à l'arrière du véhicule car ce sont généralement les seuls emplacements logeables pour la pile 10.  The fuel cell 10 is generally arranged either at the front or at the rear of the vehicle as these are generally the only places that can be accommodated for the battery 10.

Or, le poids d'une telle pile à combustible 10 est susceptible de créer un déséquilibre entre l'avant et l'arrière du véhicule automobile. La tenue de route du véhicule n'est donc plus optimale.  However, the weight of such a fuel cell 10 is likely to create an imbalance between the front and the rear of the motor vehicle. The handling of the vehicle is no longer optimal.

De plus, les dimensions, notamment axiales, de la pile à combustible 10, ainsi que son inertie, sont susceptibles de mettre en danger l'intégrité de l'habitacle du véhicule automobile en cas de choc frontal.  In addition, the dimensions, in particular axial, of the fuel cell 10, as well as its inertia, are likely to endanger the integrity of the passenger compartment of the motor vehicle in the event of a frontal impact.

Afin de résoudre ces problèmes, l'invention propose un agencement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que la pile à combustible est divisée au moins en deux empilements distincts de cellules élémentaires.  In order to solve these problems, the invention proposes an arrangement of the type described above, characterized in that the fuel cell is divided into at least two separate stacks of elementary cells.

Selon d'autres caractéristiques de l'agencement: - chaque empilement distinct de pile à combustible s comporte sensiblement le même nombre de cellules élémentaires; chacun des empilements distincts est agencé respectivement à l'avant et à l'arrière du véhicule automobile; - les deux empilements distincts sont alimentés en io carburant par un dispositif commun d'alimentation en carburant; - le dispositif d'alimentation en carburant est situé longitudinalement entre les deux empilements distincts, dans le plancher du véhicule; - les deux empilements distincts sont alimentés en 15 comburant par un dispositif commun d'alimentation en comburant; - le dispositif d'alimentation en comburant est situé longitudinalement entre les deux empilements distincts; - le véhicule comporte deux moteurs électriques de traction qui sont agencés respectivement à l'avant et à l'arrière du véhicule, et dont chacun est alimenté par l'un des empilements distincts associé.  According to other characteristics of the arrangement: each separate stack of fuel cells has substantially the same number of elementary cells; each of the separate stacks is arranged respectively at the front and the rear of the motor vehicle; the two separate stacks are fed with fuel by a common fuel supply device; - The fuel supply device is located longitudinally between the two separate stacks, in the vehicle floor; the two separate stacks are supplied with oxidant by a common oxidizer feed device; - The oxidizer supply device is located longitudinally between the two separate stacks; the vehicle comprises two electric traction motors which are respectively arranged at the front and at the rear of the vehicle, and each of which is powered by one of the associated separate stacks.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui suit, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins en annexe parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective qui représente une pile à combustible monobloc réalisée selon l'état de la technique; - la figure 2 est une vue de coté qui représente un véhicule automobile équipé d'un groupe motopropulseur qui est réalisé selon les enseignements de l'invention, et qui comporte un moteur électrique de traction et une pile à combustible; - la figure 3 est une vue de coté qui représente la pile à combustible qui équipe le véhicule de la figure 2, et qui est formée par deux empilements conformément aux enseignements de l'invention; - la figure 4 est une vue schématique qui représente le groupe motopropulseur de la figure 2; s - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 qui représente un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui représente un véhicule équipé du groupe motopropulseur de la figure 5.  Other features and advantages will become apparent upon reading the detailed description which follows, for the understanding of which reference will be made to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view showing a monobloc fuel cell. performed according to the state of the art; - Figure 2 is a side view which shows a motor vehicle equipped with a power train which is produced according to the teachings of the invention, and which comprises an electric traction motor and a fuel cell; - Figure 3 is a side view which shows the fuel cell that equips the vehicle of Figure 2, and which is formed by two stacks according to the teachings of the invention; - Figure 4 is a schematic view showing the powertrain of Figure 2; FIG. 5 is a view similar to that of FIG. 4 which represents another embodiment of the invention; FIG. 6 is a view similar to that of FIG. 2 which shows a vehicle equipped with the power unit of FIG. 5.

io On adoptera dans la suite de la description une orientation longitudinale, verticale et transversale, indiquée par le trièdre L, V, T de la figure 2, selon l'orientation communément utilisée pour les véhicules automobiles.  In the following description will be adopted in the following description a longitudinal orientation, vertical and transverse, indicated by the trihedron L, V, T of Figure 2, according to the orientation commonly used for motor vehicles.

On a représenté à la figure 2 un véhicule automobile 22 équipé d'un groupe motopropulseur qui comporte un moteur électrique de traction 24 et une pile à combustible 10. Le moteur électrique de traction 24 est agencé dans un compartiment moteur 26. Le compartiment moteur 26 est situé à l'avant de l'habitacle 28 dont il est séparé par un tablier 30. Le véhicule 22 comporte deux essieux avant 32 et arrière 34.  FIG. 2 shows a motor vehicle 22 equipped with a power unit which comprises an electric traction motor 24 and a fuel cell 10. The electric traction motor 24 is arranged in an engine compartment 26. The engine compartment 26 is located at the front of the passenger compartment 28 from which it is separated by an apron 30. The vehicle 22 comprises two front axles 32 and rear 34.

Selon les enseignements de l'invention, la pile à combustible 10 est divisée en deux empilements distincts 10a et 10b, comme illustré en détail à la figure 3. Chaque empilement 10a, 10b comporte ici un nombre Na, Nb de cellules qui est sensiblement égal à la moitié du nombre N de cellules 12 de la pile à combustible 10 réalisée selon l'état de la technique.  According to the teachings of the invention, the fuel cell 10 is divided into two distinct stacks 10a and 10b, as illustrated in detail in FIG. 3. Each stack 10a, 10b here comprises an Na, Nb number of cells which is substantially equal. at half the number N of cells 12 of the fuel cell 10 produced according to the state of the art.

Selon une variante non représentée de l'invention, la pile à combustible 10 est susceptible d'être divisée en plus de deux empilements distincts en fonction la longueur axiale de la pile 10, et de l'espace disponible pour loger la pilelO.  According to a variant not shown of the invention, the fuel cell 10 is capable of being divided into more than two separate stacks depending on the axial length of the stack 10, and the space available to house the pilelO.

Chaque empilement 10a, 10b produit un courant électrique d'intensité instantanée maximale I qui est identique à l'intensité instantanée maximale 1 produite par la pile à combustible 10, et de tension instantanée Va, Vb qui est sensiblement égale à la moitié de la tension instantanée totale V produite par la pile à combustible 10. Les empilements 10a et 10b sont donc susceptibles de fournir une puissance électrique instantanée maximale Pa, Pb qui est sensiblement égale à la moitié de la puissance instantanée maximale P de la pile 10.  Each stack 10a, 10b produces an electric current of maximum instantaneous intensity I which is identical to the maximum instantaneous current 1 produced by the fuel cell 10, and instantaneous voltage Va, Vb which is substantially equal to half the voltage total instant V produced by the fuel cell 10. The stacks 10a and 10b are therefore capable of providing a maximum instantaneous electric power Pa, Pb which is substantially equal to half of the maximum instantaneous power P of the battery 10.

Comme représenté à la figure 2, les empilements distincts 10a et 10b sont agencés dans le véhicule automobile 22. Les axes Aa, Ab des empilements 10a et 10b sont ici orientés transversalement. Avantageusement, chacun des empilements io 10a et 10b est agencé respectivement à l'avant et à l'arrière de l'habitacle 28 du véhicule 22. Ainsi, le poids de l'empilement 10a, respectivement 10b, est supporté par l'essieu avant 32, respectivement arrière 34, du véhicule 22.  As shown in Figure 2, the separate stacks 10a and 10b are arranged in the motor vehicle 22. The axes Aa, Ab of the stacks 10a and 10b are here oriented transversely. Advantageously, each of the stacks 10a and 10b is respectively arranged at the front and rear of the passenger compartment 28 of the vehicle 22. Thus, the weight of the stack 10a, respectively 10b, is supported by the front axle 32, respectively rear 34, of the vehicle 22.

La masse des empilements 10a et 10b est répartie de façon équilibrée entre l'avant et l'arrière du véhicule 22. La tenue de route du véhicule est ainsi améliorée par rapport à un véhicule équipé d'une pile à combustible 10 réalisée selon l'état de la technique.  The mass of the stacks 10a and 10b is distributed in a balanced manner between the front and the rear of the vehicle 22. The handling of the vehicle is thus improved compared to a vehicle equipped with a fuel cell 10 made according to the state of the art.

Le véhicule 22 comporte un réservoir de carburant 36 commun pour alimenter chaque empilement 10a et 10b par l'intermédiaire d'un circuit de distribution 37. Le réservoir 36 est ici formé de cinq bouteilles parallèles 30 d'hydrogène comprimé dont l'axe B est orienté transversalement. Le réservoir 36 est avantageusement agencé sous l'habitacle 28 dans le plancher 40 du véhicule 22, entre les essieux avant 32 et arrière 34, de manière à abaisser le centre de gravité du véhicule 22 sans déséquilibrer la répartition des masses entre l'avant et l'arrière du véhicule 22.  The vehicle 22 comprises a common fuel tank 36 for supplying each stack 10a and 10b via a distribution circuit 37. The reservoir 36 is here formed of five parallel cylinders 30 of compressed hydrogen whose axis B is oriented transversely. The reservoir 36 is advantageously arranged under the passenger compartment 28 in the floor 40 of the vehicle 22, between the front axles 32 and rear axle 34, so as to lower the center of gravity of the vehicle 22 without unbalancing the distribution of the masses between the front and the rear of the vehicle 22.

Le véhicule 22 comporte aussi un dispositif d'alimentation en air 42 qui est commun aux deux empilements 10a et 10b.  The vehicle 22 also comprises an air supply device 42 which is common to the two stacks 10a and 10b.

Comme représenté aux figures 4 et 5, le dispositif d'alimentation en air 42 comporte un compresseur 44 qui comprime de l'air atmosphérique en amont des cathodes 46a, 46b de chaque empilement 10a et 10b. L'air comprimé est ensuite conduit jusqu'à la cathode 46a, 46b de chaque empilement 10a, 10b via une conduite commune d'alimentation 45. L'air comprimé est ensuite évacué de la cathode 46a, 46b par l'intermédiaire d'une conduite commune d'évacuation 47. Le dispositif d'alimentation en air 42 comporte aussi une turbine 40 qui est reliée mécaniquement au compresseur 44, et qui est agencée dans la conduite d'évacuation 47, en aval de la cathode 46a, 46b de façon à récupérer une partie de l'énergie de l'air comprimé.  As shown in Figures 4 and 5, the air supply device 42 comprises a compressor 44 which compresses atmospheric air upstream of the cathodes 46a, 46b of each stack 10a and 10b. The compressed air is then led to the cathode 46a, 46b of each stack 10a, 10b via a common feed pipe 45. The compressed air is then removed from the cathode 46a, 46b via a common exhaust pipe 47. The air supply device 42 also comprises a turbine 40 which is mechanically connected to the compressor 44, and which is arranged in the discharge pipe 47, downstream of the cathode 46a, 46b. to recover some of the energy of the compressed air.

Dans l'exemple représenté à la figure 2, le dispositif 42 est io situé dans le plancher 40 du véhicule 22, longitudinalement entre l'essieu avant 32 et le réservoir 36.  In the example shown in FIG. 2, the device 42 is located in the floor 40 of the vehicle 22, longitudinally between the front axle 32 and the reservoir 36.

On a représenté schématiquement à la figure 4 un premier mode de réalisation de l'invention. Les empilements 10a et 10b sont agencés en série dans un même circuit électrique 50 de façon à alimenter le moteur électrique de traction 24 du véhicule 22.  FIG. 4 shows schematically a first embodiment of the invention. The stacks 10a and 10b are arranged in series in the same electrical circuit 50 so as to supply the electric traction motor 24 of the vehicle 22.

Le moteur électrique 24 est ici agencé dans le compartiment moteur avant 30 du véhicule 22. Le moteur 24 est alimenté par une puissance électrique P équivalente à la puissance électrique P qui serait délivrée par une pile à combustible 10 monobloc réalisée selon l'état de la technique.  The electric motor 24 is here arranged in the front engine compartment 30 of the vehicle 22. The motor 24 is powered by an electric power P equivalent to the electric power P that would be delivered by a monobloc fuel cell 10 made according to the state of the technical.

Selon un second mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 5, le véhicule 22 comporte deux moteurs électriques de traction 42a, 42b dont chacun est alimenté en électricité par un empilement 10a, 10b associé.  According to a second embodiment of the invention shown in FIG. 5, the vehicle 22 comprises two electric traction motors 42a, 42b each of which is supplied with electricity by an associated stack 10a, 10b.

Comme représenté à la figure 6, chaque moteur est agencé respectivement à l'avant 24a et à l'arrière 24b de l'habitacle 28 du véhicule 22. Le poids de chacun des moteurs 24a, respectivement 24b, est ainsi supporté par l'essieu avant 32, respectivement arrière 34.  As shown in FIG. 6, each engine is arranged respectively at the front 24a and at the rear 24b of the passenger compartment 28 of the vehicle 22. The weight of each of the motors 24a, respectively 24b, is thus supported by the axle before 32, respectively rear 34.

Chaque moteur 24a, 24b produit l'énergie mécanique nécessaire pour entraîner en rotation les roues de l'essieu 32, 34 associé. Le véhicule 22 est ainsi susceptible d'être mu par quatre roues motrices.  Each motor 24a, 24b produces the mechanical energy necessary to rotate the wheels of the axle 32, 34 associated. The vehicle 22 is thus likely to be driven by four driving wheels.

Chacun des moteurs 24a et 24b est dimensionné proportionnellement à la puissance électrique maximale que les empilements 10a et 10b sont susceptibles de fournir. Chaque moteur 24a et 24b est donc indépendamment moins puissant que le moteur 24 du premier mode de réalisation. La somme des puissances des deux moteurs 24a et 24b est cependant au moins égale à la puissance du moteur 24.  Each of the motors 24a and 24b is dimensioned proportionally to the maximum electrical power that the stacks 10a and 10b are capable of providing. Each motor 24a and 24b is therefore independently less powerful than the motor 24 of the first embodiment. The sum of the powers of the two motors 24a and 24b is however at least equal to the power of the motor 24.

Avantageusement, les masses des empilements 10a, 10b et des moteurs 24a, 424b sont réparties longitudinalement de io façon à équilibrer longitudinalement le véhicule 22. La tenue de route du véhicule 22 est ainsi améliorée.  Advantageously, the masses of the stacks 10a, 10b and the motors 24a, 424b are distributed longitudinally so as to longitudinally balance the vehicle 22. The handling of the vehicle 22 is thus improved.

De plus, un tel agencement permet de diminuer l'encombrement du compartiment moteur 26 du véhicule 22. Le risque d'intrusion d'éléments du compartiment moteur 26, tel que la pile 10a ou le moteur 24a, dans l'habitacle 28 du véhicule 22 est ainsi réduit.  In addition, such an arrangement reduces the size of the engine compartment 26 of the vehicle 22. The risk of intrusion of elements of the engine compartment 26, such as the battery 10a or the engine 24a, in the passenger compartment 28 of the vehicle 22 is thus reduced.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Agencement d'un groupe motopropulseur dans un véhicule automobile (22), comportant au moins un moteur de traction électrique (24) qui est alimenté en électricité par une pile s à combustible (10a, 10b), du type dans lequel la pile à combustible (10a, 10b) est formée par un empilement de cellules élémentaires (12) qui sont alimentées en carburant, notamment en hydrogène (H2), par un dispositif d'alimentation en carburant (36, 37), et en comburant, notamment en air, par un dispositif io d'alimentation en comburant (42), et du type dans lequel le groupe motopropulseur est agencé globalement au-dessus d'un essieu (32, 34) du véhicule automobile (22), caractérisé en ce que la pile à combustible est divisée au moins en deux empilements distincts (10a, 10b) de cellules 15 élémentaires (12).  1. Arrangement of a power train in a motor vehicle (22), comprising at least one electric traction motor (24) which is supplied with electricity by a fuel cell (10a, 10b), of the type in which the battery fuel (10a, 10b) is formed by a stack of elementary cells (12) which are supplied with fuel, in particular hydrogen (H2), by a fuel supply device (36, 37), and by oxidant, in particular in air, by an oxidizer supply device (42), and of the type in which the power unit is arranged generally above an axle (32, 34) of the motor vehicle (22), characterized in that the fuel cell is divided into at least two separate stacks (10a, 10b) of elementary cells (12). 2. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque empilement distinct de pile à combustible (10a, 10b) comporte sensiblement le même nombre (Na, Nb) de cellules élémentaires (12).  2. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that each separate fuel cell stack (10a, 10b) comprises substantially the same number (Na, Nb) of elementary cells (12). 3. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des empilements distincts (10a, 10b) est agencé respectivement à l'avant et à l'arrière du véhicule automobile (22) .  3. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the separate stacks (10a, 10b) is arranged respectively at the front and rear of the motor vehicle (22). 4. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux empilements distincts (10a, 10b) sont alimentés en carburant par un dispositif commun d'alimentation en carburant (36, 37).  4. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the two separate stacks (10a, 10b) are supplied with fuel by a common fuel supply device (36, 37). 5. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en carburant (36, 37) est situé longitudinalement entre les deux empilements distincts (10a, 10b), dans le plancher (40) du véhicule (22).  5. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the fuel supply device (36, 37) is located longitudinally between the two separate stacks (10a, 10b) in the floor (40) of the vehicle (22). 6. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les deux empilements distincts (10a, 2859144 io 10b) sont alimentés en comburant par un dispositif commun d'alimentation en comburant (42).  6. Arrangement according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the two separate stacks (10a, 2859144 10b) are supplied with oxidant by a common oxidizer supply device (42). 7. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en comburant (42) est situé longitudinalement entre les deux empilements distincts (10a, 10b).  7. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the oxidizer supply device (42) is located longitudinally between the two separate stacks (10a, 10b). 8. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le véhicule comporte deux moteurs électriques de traction (24a, 24b) qui sont agencés io respectivement à l'avant et à l'arrière du véhicule (22), et dont chacun est alimenté par l'un des empilements distincts (10a, 10b) associé.  8. Arrangement according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the vehicle comprises two electric traction motors (24a, 24b) which are arranged respectively at the front and at the rear of the vehicle (22). , and each of which is fed by one of the separate stacks (10a, 10b) associated.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0622264A2 (en) * 1993-04-28 1994-11-02 Hitachi, Ltd. Electric vehicle drive system and drive method
US5641031A (en) * 1994-04-12 1997-06-24 Daimler-Benz Ag Arrangement of a drive unit in an electric vehicle
US5662184A (en) * 1994-04-12 1997-09-02 Daimler-Benz Ag Arrangement of a drive unit in an electric vehicle
US6378637B1 (en) * 1999-05-28 2002-04-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel-cell-powered electric automobile
US6548199B1 (en) * 1999-09-24 2003-04-15 Daihatsu Motor Co., Ltd. Fuel cell device with a heat release means disposed on an automobile

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0622264A2 (en) * 1993-04-28 1994-11-02 Hitachi, Ltd. Electric vehicle drive system and drive method
US5641031A (en) * 1994-04-12 1997-06-24 Daimler-Benz Ag Arrangement of a drive unit in an electric vehicle
US5662184A (en) * 1994-04-12 1997-09-02 Daimler-Benz Ag Arrangement of a drive unit in an electric vehicle
US6378637B1 (en) * 1999-05-28 2002-04-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel-cell-powered electric automobile
US6548199B1 (en) * 1999-09-24 2003-04-15 Daihatsu Motor Co., Ltd. Fuel cell device with a heat release means disposed on an automobile

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