FR2930842A1 - Pile a combustible et procede de regulation de l'humidite - Google Patents

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Abstract

Système de pile à combustible comprenant un empilement de cellules (10) cathode/anode, un collecteur amont et un collecteur aval d'alimentation en air des cellules et comprend en outre un système de récupération d'eau (6) apte à transférer par pervaporation une quantité de vapeur d'eau du collecteur aval vers le collecteur amont. Le système comprend un moyen d'estimation (16) de l'humidité des cellules (10) et une sonde à oxygène (19) aval située sur le collecteur aval entre l'empilement (1) des cellules et le système de récupération d'eau (6).

Description

B07-2158FR - EGA/EVH Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s Pile à combustible et procédé de régulation de l'humidité Invention de : BEN-CHERIF Karim
Pile à combustible et procédé de régulation de l'humidité L'invention concerne le domaine des piles à combustible, en particulier le domaine des piles à combustible du type PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) utilisable dans les véhicules automobile. Dans de telles piles à combustible, l'échange ionique des protons de l'anode vers la cathode se fait au travers d'un électrolyte polymère ayant la forme d'une membrane. La conductivité ionique d'une telle membrane dépend de la température, de la concentration acide et de l'hydratation de la membrane. Par ailleurs, les réactions chimiques au sein de la pile à combustible sont exothermiques et produisent de l'eau provenant de la synthèse des protons avec l'oxygène de l'air.
Pour être intégrées dans une automobile, des piles à combustible du type PEMFC utilisent un réformeur permettant de générer de l'hydrogène à partir d'un carburant tel que de l'essence ou du méthanol. L'alimentation en oxygène se fait par un compresseur d'air extérieur. Un circuit de refroidissement permet de refroidir l'empilement des cellules de la pile à combustible. Dans les piles à combustible embarquées sur automobiles, on cherche à réduire la consommation d'eau pour humidifier la membrane de la pile à combustible. Plusieurs techniques de récupération de l'eau produite dans la pile à combustible sont utilisées. On peut utiliser un piège à eau pour récupérer la phase liquide du mélange eau/gaz sortant de la pile à combustible. Dans le cas où la température du mélange de sortie est trop élevée, l'essentiel de l'eau est sous forme de vapeur. On peut utiliser un condenseur pour refroidir le mélange. Il est également possible d'utiliser un module d'échange d'humidité. Une membrane est disposée entre un fluide humide et un fluide sec. Un tel module est décrit dans la demande de brevet US 2005/241 482. Dans certains modules d'échange d'humidité, la membrane utilise un matériau du type NAFION et l'échange d'humidité se fait par pervaporation. La perméation d'une telle membrane est régie par la différence de pression partielle en vapeur d'eau. Une pile à combustible peut comprendre un système de récupération d'eau. Le flux d'air entrant vers les cathodes de l'empilement des cellules de la pile à combustible se charge d'humidité en passant au préalable dans le système de récupération d'eau. Une telle pile à combustible peut être régulée en agissant sur le courant traversant la pile, sur la pression de l'air d'alimentation cathodique en oxygène, et sur la température.
Néanmoins, un risque existe que la membrane polymère de la pile à combustible et/ou du système de récupération d'eau devienne trop sèche ou trop humide, ce qui a comme effet de casser la pile à combustible ou de la noyer. I1 existe des détecteurs d'humidité simples aptes à mesurer des humidités de l'ordre de 30 à 70%. Cependant, l'humidité souhaitée pour la membrane est proche de 100% de sorte que des détecteurs d'humidité sont difficilement intégrables. La demande de brevet US 2005/0 227 125 décrit une méthode pour maintenir une humidité relative dans les cellules d'une pile à combustible entre 70 et 100%. Une telle méthode détecte la décroissance de la puissance demandée et consomme l'excédant de puissance produite en attendant de pouvoir réduire graduellement la puissance produite par la pile à combustible. Cela présente l'inconvénient de réduire le rendement énergétique de la pile à combustible. La demande de brevet JP 2005/174 752 décrit une pile à combustible qui détecte l'état sec d'une plaque poreuse. Le dispositif décrit contrôle la pression d'un système d'humidification dont le flux d'humidité provient de l'environnement extérieur. Le flux d'humidification peut être interrompu. Un tel dispositif agit en tout ou rien quand l'état sec est détecté. L'invention propose une pile à combustible et un procédé de régulation d'une telle pile à combustible qui remédie aux inconvénients précédents.
Un but de l'invention est de proposer une pile à combustible du type PEMFC pouvant être régulée de manière à agir sur l'humidité de la membrane avant que celle-ci ne soit trop sèche ou trop humide. Selon un mode de réalisation, le système de pile à combustible comprend un empilement de cellules cathode/anode, un collecteur amont et un collecteur aval d'alimentation en air des cellules. I1 comprend en outre un système de récupération d'eau apte à transférer par pervaporation une quantité de vapeur d'eau du collecteur aval vers le collecteur amont. Le système comprend un moyen d'estimation de l'humidité des cellules et une sonde à oxygène aval située sur le collecteur aval entre l'empilement des cellules et le système de récupération d'eau. Avantageusement, le moyen d'estimation de l'humidité comprend un calculateur apte à calculer l'humidité relative aval HR°ut en fonction du signal Xoztreçu de la sonde à oxygène aval. Avantageusement, le moyen d'estimation de l'humidité comprend un moyen de détermination du débit d'air sec Qt dans le collecteur amont, et/ou un moyen de détermination de la pression d'air dans la pile à combustible, et/ou un moyen de détermination de la température de l'air Th, T ath dans les collecteurs amont ou aval et/ou un moyen de détermination du courant électrique (I) traversant l'empilement des cellules. Selon un mode de réalisation, le calculateur est apte à émettre un signal représentatif de l'humidité relative amont HR`n à partir d'un signal représentatif du débit de vapeur d'eau dans le collecteur amont à l'entrée de l'empilement de cellules et/ou d'un signal représentatif de l'humidité relative de l'air ambiant. Selon un autre mode de réalisation, le système comprend une sonde à oxygène amont située sur le collecteur amont entre l'empilement de cellules et le système de récupération d'eau. Le calculateur est apte à émettre un signal représentatif de l'humidité relative amont HR`n Selon une variante, le calculateur comprend des moyens de combinaison linéaire des humidités relatives amont HR`n et aval HR°ut, pour émettre un signal représentatif d'une humidité relative globale de la pile à combustible.
Avantageusement, le calculateur comprend une table de diagnostic présentant au moins trois niveaux d'humidité relative globale, le calculateur étant apte à émettre au moins trois consignes en fonction de la valeur de l'humidité relative globale par rapport au niveau de la table de diagnostic et correspondant à un assèchement excessif, à un engorgement excessif, à un fonctionnement nominal ainsi qu'à un risque d'assèchement et/ou d'engorgement de la pile à combustible. Avantageusement, le système comprend un système d'injection d'eau dans le collecteur amont, activé par la consigne de risque d'assèchement du calculateur. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci porte sur un procédé de régulation d'une pile à combustible comprenant un système de récupération d'eau cathodique. L'humidité relative aval HR°ut est estimée de manière indirecte à partir de grandeurs physiques comprenant au moins la concentration en oxygène du mélange gazeux en aval des cathodes de la pile à combustible. Avantageusement, l'humidité relative amont HR`n est calculée indirectement par calcul à partir de grandeurs physiques comprenant au moins la concentration en oxygène du mélange gazeux en amont des cathodes de la pile à combustible. Avantageusement, une situation de risque d'assèchement et/ou de risque d'engorgement est détectée pour modifier le point de fonctionnement de la pile à combustible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, selon lesquels : - la figure 1 est une illustration d'un premier mode de réalisation d'un système de pile à combustible ; - la figure 2 est une illustration d'un deuxième mode de réalisation d'un système de pile à combustible ; et - la figure 3 est une illustration d'un procédé de régulation de l'humidité dans une pile à combustible.
Comme illustré sur la figure 1, un système de pile à combustible comprend un empilement 1 de cellules 10 comprenant chacune une cathode 2 et une anode 3. Chacune des cathodes 2 et des anodes 3 de chaque cellule 10 sont assemblées en série et susceptibles d'être traversées par un courant électrique I. Chacune des cathodes 2 et des anodes 3 sont séparées par une membrane polymère 5 servant d'électrolyte et permettant la migration en leur sein des protons H+. De telles membranes peuvent par exemple être en NAFION d'une épaisseur de l'ordre de 50 à 200 m. La performance de la pile à combustible est directement liée à la conductivité ionique de la membrane 5. L'humidification de la membrane 5 est particulièrement importante dans le cas de densité de courant I élevée. Le système de pile à combustible comprend également un système de récupération d'eau 6 comprenant un premier compartiment 7 et un deuxième compartiment 8 séparés par une membrane 9.
L'ensemble des cathodes 2 des cellules 10 de la pile à combustible sont alimentées en air par un collecteur amont 12. L'air parvient au collecteur amont 12 en ayant traversé au préalable, un collecteur d'entrée 11 puis le premier compartiment 7 du système de récupération d'eau 6. L'air issu des cellules 10 est évacué par un collecteur aval 14, puis par le deuxième compartiment 8 du système de récupération d'eau 6 et sort par un collecteur de sortie 15. Chaque cellule 10 de la pile à combustible est le siège d'une réaction chimique au cours de laquelle les molécules d'oxygène 02 se combinent avec les protons H+ ayant traversé la membrane électrolytique 5 pour former des molécules d'eau H2O. Ainsi, le flux d'air issu du collecteur amont 12 s'appauvrit en oxygène et se charge en eau et rejoint le collecteur aval 14. Cette réaction chimique principale est favorisée par des réactions chimiques intermédiaires mettant en oeuvre un catalyseur à base, par exemple, de platine disposé à la surface de la membrane électrolytique 5.
Les conditions de température et de pression favorables pour les réactions chimiques et pour la conductivité ionique de la membrane
5 sont approximativement situées entre 60 et 90°C, pour des pressions d'air de 1 à 5 bars. Dans ces conditions, une partie significative des molécules d'eau produites le sont sous forme de vapeur d'eau.
L'échange d'humidité de part et d'autre de la membrane 9 du système de récupération d'eau 6 est régi par la différence de pression
partielle en vapeur d'eau de part et d'autre de la membrane 9. La réaction chimique se produisant dans les cellules 10 de la pile à combustible est exothermique, de sorte que le mélange gazeux air/humidité présente une température supérieure dans le collecteur aval 14 à la température dans le collecteur amont 12. En
fonctionnement normal, la pression partielle en vapeur d'eau du mélange gazeux sortant dans le deuxième compartiment 8 est supérieure à la pression partielle en vapeur d'eau du mélange gazeux entrant dans le premier compartiment 7. Ainsi, une partie des molécules d'eau produites dans les cellules 10 de la pile à combustible
sont récupérées par le système de récupération d'eau 6 et réintroduites dans le collecteur amont 10.
Le système de pile à combustible comprend également un système d'estimation 16 de l'humidité relative des cellules 10. Le système d'estimation 16 comprend un calculateur 17, un capteur 18 du
courant électrique I traversant les cellules 10 de la pile à combustible, une sonde à oxygène aval 19 située sur le collecteur aval 13 entre l'empilement 1 des cellules 10 et le système de récupération d'eau 6. La sonde à oxygène aval 19 est reliée au calculateur 17 et émet un signal reçu par le calculateur 17 représentatif de la concentration en
oxygène en sortie de l'empilement de pile à combustible 1, que l'on note Xo't z
Le système d'estimation 16 comprend également un capteur de température amont 20 et un capteur de température aval 21, situés respectivement sur le collecteur amont 12 et le collecteur aval 14. Chacun des deux capteurs de température 20, 21 est relié au calculateur 17 et émet un signal reçu par le calculateur 17 correspondant respectivement à la température du mélange gazeux entrant dans les cathodes 2, noté T ath, et à la température du mélange gazeux sortant des cathodes 2, noté Tatti . Le système d'estimation 16 comprend également un débitmètre 22 disposé en série le long du collecteur d'entrée 11. Le débitmètre 22 mesure directement le débit d'air issu généralement de l'air ambiant à travers un compresseur non représenté. On appelle cet air ambiant de l'air sec, en comparaison avec l'air chargé d'humidité après être passé à travers le système de récupération d'eau 6. Le débitmètre 22 est relié au calculateur 17 et émet un signal reçu par le calculateur 17 représentatif du débit d'air sec noté a.
Le système d'estimation 16 comprend également un capteur de pression 23 disposé sur le collecteur amont 12, relié au calculateur 17. Le capteur de pression 23 émet un signal reçu par le calculateur 17, représentatif de la pression de l'air notée Pin. La perte de charge à l'intérieur des cellules la de la pile à combustible est généralement négligeable par rapport à la pression générée par le compresseur, de sorte que la pression mesurée par le capteur de pression 23 est également représentative de la pression du mélange gazeux dans le collecteur aval 14, et notée P°ut Le système de pile à combustible comprend également un injecteur d'eau 24 situé sur le collecteur amont 12 et relié à un réservoir d'eau 25. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'estimateur d'humidité 16. Par définition, l'humidité relative dans le collecteur aval 14 est le rapport de la pression partielle de vapeur divisée par la pression de saturation de l'air à une température donnée. Cela s'exprime par l'équation suivante : HR °ut = vap (1) psat ca (lout1 th 1 La pression de saturation de l'air en humidité est fournie par la relation d'Antoine : 3816,44 pat(T)=e23,1961 T-46,13 (2) Par ailleurs, la pression partielle de vapeur dans le collecteur aval 14 est égale à la pression mesurée par le capteur 23 multipliée par 10 la proportion en quantité de la vapeur d'eau dans le volume gazeux total sortant des cathodes 2. n out p out = L vap • peut vap Q gaz l`l gaz 15 Le mélange gazeux en sortie des cathodes 2 de la pile à combustible s'est chargé en vapeur d'eau et a été appauvri en oxygène. En revanche, l'azote de l'air n'a pas été modifié en traversant les cellules la de la pile à combustible. La sonde d'oxygène aval 19 mesure la proportion en quantité d'oxygène présent dans le volume 20 gazeux du collecteur aval 14. Q QOUt = QOUt Qt gaz vap Oz + QN z out lcl gaz La loi de Faraday exprime le lien entre le courant électrique I traversant chacune des Neeu cellules 10 et la quantité d'oxygène
consommé dans la réaction chimique. F est la constante de Faraday. 30 Qo ùQôzt = Neell .1 (6) 4•F (3) (4) (5) 25 Par ailleurs, le débit d'air sec mesuré par le débitmètre 22 présente une proportion fixe d'oxygène par rapport à l'azote.
Qt = QoZ + QNz =0,21•Qt I1 résulte des équations précédentes 1 à 8, que l'on peut exprimer l'humidité relative uniquement en fonction de la pression mesurée par le capteur de pression 23, de la température aval mesurée par le capteur de température 20, de la concentration en oxygène mesurée par la sonde à oxygène aval 19, du débit d'air sec mesuré par le débitmètre 22 et du courant I mesuré par le capteur de pression 18.
HR ou( tPout Tout XoZ out ,Q Qvap l e out outt , I~ out 1 Qvap + Qt ù NcellF I at (1 cuth / avec 0,21•Q t ù Ncell .1 Qvap = out 4.F ù Q + NcellF I XZ Le calculateur 17 est donc capable de déterminer l'humidité relative dans le collecteur aval 14 sans avoir recours à une mesure directe de l'humidité. On va, à l'aide de la figure 2, décrire un deuxième mode de réalisation du système à pile à combustible, qui comprend l'ensemble des éléments du mode de réalisation précédemment décrit, et comprend en outre une sonde à oxygène amont 26 située dans le collecteur amont 12, entre le système de récupération d'eau 6 et l'empilement 1 des cellules 10 de la pile à combustible. La sonde à oxygène amont 26 est reliée au calculateur 27 et émet un signal reçu par le calculateur 17 (7) (8) (9) (10) représentatif de la concentration en oxygène par rapport au volume gazeux dans le collecteur amont 12 et défini par l'équation suivante : •Qin lcl gaz L'humidité relative entrant dans les cellules 10 de l'empilement 1 de la pile à combustible est définie par les deux équations suivantes D Pin Hl\in - ,'-P. on Psat l Cath ni/1 vpin = vap pin ap Qin gaz La quantité d'humidité dans le collecteur amont 12 est issue en
15 particulier de l'humidité récupérée par le système de récupération d'eau 6, à laquelle peut éventuellement s'ajouter de l'eau introduite par l'injecteur d'eau 24. Quelle que soit la provenance de cette humidité, on a l'équation suivante : Qin gaz = Yvap + Qt A partir des équations 11 à 14 ainsi que des équations 2, 7 et 8, il est possible d'exprimer l'humidité relative du mélange gazeux entrant dans les cellules 10 de la pile à combustible, uniquement à 25 partir de la pression mesurée par le capteur de pression 23, de la température mesurée par le capteur de température amont 20, de la sonde à oxygène amont 26 et du débit mesuré par le débitmètre 22. 10 (12) (13) 20 (14) HRin(pin,Tcath nn vap pin
~G • in vap + Qt psat (Tin ) cath 1 (15) 30 avec Qin = 0,21.Q -a (16) P Vin o, Dans le deuxième mode de réalisation, le calculateur 17 calcule à la fois HR`n et HR°ut
On va maintenant décrire à l'aide de la figure 3, un procédé de régulation de l'humidité de la pile à combustible utilisant l'un ou l'autre des moyens d'estimation de l'humidité relative décrits précédemment. Dans une première étape, une humidité globale HRe relative des cellules 10 est déterminée à partir d'une combinaison
linéaire de l'humidité relative de sortie HR°ut déterminée dans les deux modes de réalisation décrits, et éventuellement d'une humidité relative
He'
Dans le premier mode de réalisation, l'humidité relative d'entrée HR`n n'est pas calculée à partir d'une sonde à oxygène.
L'humidité globale peut être déterminée soit en tenant compte uniquement de l'humidité relative en sortie, soit en utilisant un autre estimateur de l'humidité entrante HRin. Par exemple, des courbes caractéristiques du système de récupération d'eau 6 peuvent déterminer l'humidité relative introduite dans le premier compartiment
7, en fonction par exemple de l'humidité relative dans le deuxième compartiment 8, de la pression du mélange gazeux, et des températures dans les deux compartiments 7 et 8. I1 est également possible d'améliorer l'estimation de cette humidité relative entrante en tenant compte de l'humidité relative de l'air ambiant.
Dans le deuxième mode de réalisation, les humidités relatives entrante et sortante de la pile à combustible sont calculées par le calculateur 17, l'humidité relative globale peut par exemple être la moyenne des humidités relatives entrante et sortante.
HR"° =1/2•HRin+1/2 HR°ut (17) Une table de diagnostic préenregistrée dans le calculateur 17 ou fournie au calculateur 17 comprend quatre seuils : un seuil très bas d'humidité Hff, un seuil bas d'humidité Hf, un seuil d'humidité haut Hh et un seuil d'humidité très haut Hhh. Un premier test consiste à savoir si l'humidité relative globale calculée se situe entre les seuils d'humidité haut et bas. Si oui, alors le système de pile à combustible est régulé selon son mode de fonctionnement normal. La consommation d'hydrogène, la pression de l'air et le courant électrique sont fonction de la consigne de consommation de puissance demandée par l'utilisateur. Dans la zone de fonctionnement normal, l'humidité relative et la température varient. La récupération de l'humidité produite par la pile à combustible avec le système de récupération d'eau 6 suffit à entretenir une humidité suffisante de la membrane 5 sans nécessiter d'apport extérieur d'eau. Si l'humidité relative globale ne se situe pas entre les seuils Hf et Hh, un deuxième test est pratiqué, par lequel est déterminé si l'humidité relative globale calculée se situe entre le niveau très bas d'humidité relative Hff et le niveau bas Hf. Si tel est le cas, la récupération d'eau par le système à récupération d'eau 6 est insuffisante, et il y a un risque d'assèchement des cellules 10. Une action corrective Cf est entreprise pour faire remonter l'humidité relative. On peut par exemple augmenter la pression de l'air dans le collecteur d'entrée 11, ou refroidir les cellules 10 de la pile à combustible afin de faire baisser la pression de saturation. Dans les figures 1 et 2, a été illustré un autre mode d'action corrective Cf dans lequel on injecte de l'eau dans le collecteur amont 12 par l'injecteur d'eau 24. Si l'humidité relative globale calculée ne se situe pas entre Hff et Hf, un troisième test est effectué, par lequel on regarde si l'humidité relative globale calculée se trouve entre le niveau haut d'humidité Hh et le niveau très haut d'humidité Hhh. Si tel est le cas, une autre action corrective Ch est entreprise car le système de récupération d'eau ne laisse pas suffisamment s'évacuer d'humidité par le collecteur de sortie 15. I1 y a un risque d'engorgement des cellules 10. L'action corrective Ch vise à abaisser l'humidité relative globale dans les cellules 10 de la pile à combustible. Cette action corrective Ch peut consister à réduire le refroidissement de la pile à combustible, à modifier la pression d'injection d'air ou à interrompre l'injecteur d'eau 24. Une combinaison de ces actions est également possible. Dans le cas où l'humidité relative globale HR"° n'a satisfait à aucun des tests précédents, HR"° est soit inférieure au niveau très bas d'humidité HR" , soit au dessus du niveau très haut d'humidité Hhh. Autrement dit, la pile à combustible est soit dans des conditions d'assèchement, soit dans des conditions d'engorgement. Dans les deux cas, une consigne d'arrêt de fonctionnement de la pile à combustible est émise par le calculateur 17. Un véhicule équipé d'un tel système de pile à combustible n'est cependant pas arrêté. Celui-ci peut continuer avec une autre source d'énergie électrique telle que des accumulateurs, ou bien en utilisant par exemple un moteur à combustion. Dans le procédé de régulation du système de pile à combustible décrit, plusieurs types d'actions correctives Cf ou Ch ont été détectées, consistant à modifier le point de fonctionnement de la pile à combustible. L'utilisation de l'estimateur d'humidité peut être mise à profit dès lors qu'au moins un type d'action corrective est détectée, de manière à agir avant que la seule réponse possible soit celle de l'arrêt de la pile à combustible. La table de diagnostic comprend au moins trois valeurs de seuil.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Système de pile à combustible comprenant un empilement (1) de cellules (10) cathode (2)/anode (3), un collecteur amont (12) et un collecteur aval (14) d'alimentation en air des cellules (la) et comprend en outre un système de récupération d'eau (6) apte à transférer par pervaporation une quantité de vapeur d'eau du collecteur aval (14) vers le collecteur amont (12), caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen d'estimation (16) de l'humidité des cellules (10) et une sonde à oxygène aval (19) située sur le collecteur aval (14) entre l'empilement (1) des cellules (10) et le système de récupération d'eau (6).
  2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'estimation (16) de l'humidité comprend un calculateur (17) apte à calculer l'humidité relative aval (HR°ut) en fonction du signal (Xozt) reçu de la sonde à oxygène aval (19).
  3. 3. Système selon la revendication 2, dans lequel le moyen d'estimation (16) de l'humidité comprend un moyen de détermination du débit d'air sec (Qt) dans le collecteur amont (12), et/ou un moyen (23) de détermination de la pression d'air dans la pile à combustible, et/ou un moyen (20, 21) de détermination de la température de l'air dans les collecteurs amont ou aval (12, 14) et/ou un moyen (18) de détermination du courant électrique (I) traversant l'empilement (1) des cellules.
  4. 4. Système selon les revendications 2 ou 3, dans lequel le calculateur (17) est apte à émettre un signal représentatif de l'humidité relative amont (HR`n) à partir d'un signal représentatif du débit de vapeur d'eau (Qäap) dans un collecteur amont (12) à l'entrée de l'empilement (1) de cellules et/ou d'un signal représentatif de l'humidité relative de l'air ambiant.
  5. 5. Système selon la revendication 2 ou 3, comprenant une sonde à oxygène amont (26) située sur le collecteur amont (12) entre l'empilement (1) de cellules et le système de récupération d'eau (6), lecalculateur (17) étant apte à émettre un signal représentatif de l'humidité relative amont (HR`n )
  6. 6. Système selon les revendications 4 ou 5, dans lequel le calculateur (17) comprend des moyens de combinaison linéaire des humidités relatives amont et aval (HR`n , HR°ut) pour émettre un signal représentatif d'une humidité relative globale (He°) de la pile à combustible.
  7. 7. Système selon la revendication 6, dans lequel le calculateur (17) comprend une table de diagnostic présentant au moins trois niveaux (Hff, Hf, Hh, Hhh) d'humidité relative globale, le calculateur (17) étant apte à émettre au moins trois consignes, en fonction de la valeur de l'humidité relative globale (He°) par rapport au niveau de la table de diagnostic et correspondant à un assèchement excessif, à un engorgement excessif, à un fonctionnement nominal ainsi qu'à un risque d'assèchement (Cf) et/ou d'engorgement (Ch) de la pile à combustible.
  8. 8. Système selon la revendication 7, comprenant un système d'injection d'eau (24) dans le collecteur amont, activé par la consigne (Cf) de risque d'assèchement du calculateur.
  9. 9. Procédé de régulation d'une pile à combustible comprenant un système de récupération (6) d'eau cathodique, caractérisé par le fait que l'humidité relative aval (HR°ut) est estimée de manière indirecte à partir de grandeurs physiques comprenant au moins la concentration (X 7t) en oxygène du mélange gazeux en aval des cathodes (2) de la pile à combustible.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'humidité relative amont (HR`n) est calculée indirectement par calcul à partir de grandeurs physiques comprenant au moins la concentration en oxygène (Xo du mélange gazeux en amont des cathodes (2) de la pile à combustible.
  11. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel une situation de risque d'assèchement et/ou de risque d'engorgement est détectée pour modifier le point de fonctionnement de la pile à combustible.
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