La présente invention concerne un procédé de commande d’une pile à combustible d’un système d’alimentation en énergie électrique alimentant une charge à alimenter. La présente invention se rapporte également à un procédé détermination d’une loi de commande de la pile à combustible. L’invention concerne aussi des dispositifs associés, à savoir un dispositif de commande, un système d’alimentation, un produit programme d’ordinateur et un support lisible d’informations.

Pour un certain nombre d’applications impliquant une charge importante à alimenter, par exemple 30 kiloWatts, la connexion au réseau électrique est difficile voire impossible. C’est notamment le cas pour des applications éphémères comme des travaux ou des événements ponctuels tels un concert ou un meeting. Un autre exemple est celui des antennes ou des relais positionnés dans des zones difficiles d’accès.

Pour cela, il est connu d’utiliser des groupes électrogènes fonctionnant totalement ou partiellement sur carburant fossile.

Toutefois, de tels groupes électrogènes s’avèrent bruyants à l’usage.

De plus, ces groupes électrogènes présentent un mauvais bilan écologique en impactant la qualité de l’air et en produisant du carbone.

En outre, ils s’avèrent peu adaptables à la charge, ce qui génère une surconsommation augmentant encore ce mauvais bilan pour l’environnement.

Dans le cadre d’une application non connectée au réseau électrique existant, il existe donc un besoin pour un procédé permettant d’assurer une alimentation adaptable à une charge électrique susceptible d’évoluer au cours du temps par une technologie moins polluante.

A cet effet, la description décrit un procédé de commande d’un bloc pile à combustible d’un système d’alimentation en énergie électrique alimentant une charge à alimenter, le système d’alimentation comprenant un bloc pile à combustible et une alimentation de stockage tampon, le bloc pile à combustible comportant la pile à combustible et un convertisseur et l’alimentation de stockage tampon comportant notamment au moins une batterie, le procédé de commande comportant les étapes de mesure de l’état de charge de l’alimentation de stockage tampon et de la puissance électrique requise par la charge à alimenter, et de commande de la pile à combustible par une loi de commande en courant appliquée en commandant le convertisseur selon au moins trois modes de fonctionnement, les transitions entre les trois modes de fonctionnement dépendant de l’état de charge mesurée et de la puissance requise de la charge à alimenter mesurée. Selon des modes de réalisation particuliers, le procédé de commande présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- les modes de fonctionnement sont ordonnés et repérés par un entier respectif noté i variant de 1 au nombre de modes de fonctionnement, les transitions entre modes de fonctionnement n’étant possible qu’entre deux modes sont les entiers sont consécutifs, la transition d’un mode i vers un mode i+1 ayant lieu lorsque l’état de charge mesuré est inférieur ou égal à un seuil d’état de charge et la puissance requise de la charge à alimenter mesurée est supérieure ou égale à un seuil de puissance de charge, et la transition d’un mode i+1 à un mode i ayant lieu lorsque l’état de charge mesuré est supérieur ou égal à un seuil d’état de charge ou si la puissance requise de la charge à alimenter mesurée est inférieure ou égale à un seuil de puissance de charge.

- une première transition définie comme la transition du premier mode de fonctionnement au deuxième mode de fonctionnement a lieu lorsque l’état de charge mesuré est inférieur ou égal à un premier seuil d’état de charge et la puissance requise de la charge à alimenter mesurée est supérieure ou égale à un premier seuil de puissance de charge, une deuxième transition définie comme la transition du deuxième mode de fonctionnement vers le premier mode de fonctionnement a lieu lorsque l’état de charge mesuré est supérieur ou égal à un deuxième seuil d’état de charge ou lorsque la puissance requise de la charge à alimenter mesurée est inférieure ou égale à un deuxième seuil de puissance de charge, une troisième transition définie comme la transition du deuxième mode de fonctionnement au troisième mode de fonctionnement a lieu lorsque l’état de charge mesuré est inférieur ou égal à un troisième seuil d’état de charge et la puissance requise de la charge à alimenter mesurée est supérieure ou égale à un troisième seuil de puissance de charge, une quatrième transition définie comme le passage du troisième mode de fonctionnement vers le deuxième mode de fonctionnement a lieu lorsque l’état de charge mesuré est supérieur ou égal à un quatrième seuil d’état de charge ou lorsque la puissance requise de la charge à alimenter mesurée est inférieure ou égale à un quatrième seuil de puissance de charge, les conditions suivantes étant, en outre, respectées : le deuxième seuil d’état de charge est strictement supérieur au premier seuil d’état de charge, le deuxième seuil de puissance de charge est inférieur au produit de 0,9 par le premier seuil de puissance de charge, le troisième seuil d’état de charge est strictement inférieur au deuxième seuil d’état de charge, le troisième seuil de puissance de charge est supérieur ou égal au premier seuil de puissance de charge, le quatrième seuil d’état de charge est strictement supérieur au troisième seuil d’état de charge, le quatrième seuil de puissance de charge est supérieur ou égal au deuxième seuil de puissance de charge, et le quatrième seuil de puissance de charge est inférieur au produit de 0,9 par troisième seuil de puissance de charge.

- au moins une des conditions suivantes est respectée :

- le premier seuil d’état de charge est inférieur ou égal à 50%, de préférence, compris entre 30% et 50%,

- le premier seuil de puissance de charge est supérieur ou égal à 50% de la puissance maximale que peut fournir la pile à combustible,

- le deuxième seuil d’état de charge est supérieur ou égal à 60%, de préférence, compris entre 60% et 80%,

- le deuxième seuil de puissance de charge est inférieur ou égal à 50% de la puissance maximale que peut fournir la pile à combustible,

- le troisième seuil d’état de charge est inférieur ou égal à 40%, de préférence, compris entre 20% et 40%,

- le troisième seuil de puissance de charge est supérieur ou égal à 66% de la puissance maximale que peut fournir la pile à combustible,

- le quatrième seuil d’état de charge étant supérieur ou égal à 50%, de préférence, compris entre 50% et 70%, et

- le quatrième seuil de puissance de charge étant inférieur ou égal au troisième seuil de puissance de charge est diminuée d’une valeur prédéfinie, la valeur prédéfinie étant, de préférence inférieure ou égale à 10% du troisième seuil de charge.

- au moins une transition n’a lieu que si au moins une condition supplémentaire est remplie, la condition supplémentaire étant, par exemple, une condition de température ou de quantité de combustible restant dans la pile à combustible.

- la loi de commande est une première intensité constante dans le premier mode de fonctionnement, une deuxième intensité constante dans le deuxième mode de fonctionnement et une intensité variable dépendant de la puissance requise de la charge à alimenter mesurée dans le troisième mode de fonctionnement, la transition entre deux modes de fonctionnement étant, de préférence, effectuée par application d’une rampe en courant, la loi de commande étant, lorsque d’autres modes de fonctionnement que les trois premiers modes de fonctionnement existent, une intensité constante ou une intensité variable dépendant de la puissance requise de la charge à alimenter mesurée. - le convertisseur comporte une entrée, l’intensité variable dans le troisième mode de fonctionnement étant obtenue par application d’une régulation de type proportionnelle intégrateur, en particulier une régulation proportionnelle intégrateur dérivée, la régulation étant appliquée sur l’entrée du convertisseur.

- l’étape de mesure comporte la mesure de la puissance en sortie du convertisseur et la mesure de la puissance délivrée par l’alimentation de stockage tampon, la puissance électrique requise par la charge à alimenter mesurée étant la différence entre la puissance de sortie du convertisseur mesurée et la puissance délivrée par l’alimentation de stockage tampon.

- chaque puissance est une puissance moyenne mesurée pendant un intervalle de temps prédéterminé, de préférence compris entre 1 seconde et 30 secondes.

- la loi de commande comporte, en outre, au moins l’un des éléments suivants : un ordre d’allumage de la pile à combustible dans le deuxième mode de fonctionnement lorsque l’état de charge mesuré est inférieur ou égal à un cinquième seuil d’état de charge et que l’état de la pile à combustible est éteint, le cinquième seuil d’état de charge étant inférieur ou égal à 50%, et un ordre d’extinction de la pile à combustible lorsque l’état de charge mesuré est supérieur ou égal à un sixième seuil d’état de charge et que l’état de la pile à combustible est allumé, Le sixième seuil d’état de charge est strictement supérieur au cinquième seuil d’état de charge, le sixième seuil d’état de charge étant, de préférence, inférieur ou égal à 90%.

La description se rapporte également à un procédé de détermination d’une loi de commande d’un bloc pile à combustible d’un système d’alimentation en énergie électrique alimentant une charge à alimenter, le système d’alimentation comprenant un bloc pile à combustible et une alimentation de stockage tampon, le bloc pile à combustible comportant la pile à combustible et un convertisseur et l’alimentation de stockage tampon comportant notamment au moins une batterie, le procédé de détermination comportant les étapes d’obtention d’une mesure de l’état de charge de l’alimentation de stockage tampon et de la puissance électrique requise par la charge à alimenter, de détermination de la commande de la pile à combustible selon au moins trois modes de fonctionnement, les transitions entre les trois modes de fonctionnement dépendant de l’état de charge mesurée et de la puissance requise de la charge à alimenter mesurée, pour obtenir une commande déterminée, et de conversion de la loi de commande déterminée en une loi de commande du convertisseur assurant que la pile à combustible soit alimentée selon la loi de commande déterminée. La description concerne aussi un dispositif de commande d’un bloc pile à combustible d’un système d’alimentation en énergie électrique alimentant une charge à alimenter, le système d’alimentation comprenant un bloc pile à combustible et une alimentation de stockage tampon, le bloc pile à combustible comportant la pile à combustible et un convertisseur et l’alimentation de stockage tampon comportant notamment au moins une batterie, le dispositif de commande comportant une unité d’obtention de l’état de charge mesuré de l’alimentation de stockage tampon et de la puissance électrique requise par la charge à alimenter, et un contrôleur propre à commander la pile à combustible par une loi de commande en courant appliquée en commandant le convertisseur selon au moins trois modes de fonctionnement, les trois modes de fonctionnement dépendant de l’état de charge mesurée et de la puissance requise de la charge à alimenter mesurée.

La description décrit également un système d’alimentation en énergie électrique alimentant une charge à alimenter, le système d’alimentation comportant un bloc pile à combustible comportant une pile à combustible et un convertisseur, une alimentation de stockage tampon, l’alimentation de stockage tampon comportant notamment au moins une batterie, et un dispositif de commande tel que précédemment décrit.

La description se rapporte aussi à un produit programme d’ordinateur comportant un support lisible d’informations, sur lequel est mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions de programme, le programme d’ordinateur étant chargeable sur une unité de traitement de données et mettant en œuvre l’étape de commande du procédé de commande tel que précédemment décrit ou les étapes du procédé de détermination tel que précédemment décrit lorsque le programme d’ordinateur est mis en œuvre sur l’unité de traitement des données..

La description concerne également un support lisible d’informations comportant des instructions de programme formant un programme d’ordinateur, le programme d’ordinateur étant chargeable sur une unité de traitement de données et mettant en œuvre l’étape de commande du procédé de commande tel que précédemment décrit ou les étapes du procédé de détermination tel que précédemment décrit lorsque le programme d’ordinateur est mis en œuvre sur l’unité de traitement de données.

Dans la présente description, l’expression « propre à » signifie indifféremment « adapté pour », « adapté à » ou « configuré pour ».

Des caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique d’un système d’alimentation en énergie électrique et d’une charge à alimenter, et - la figure 2 est un diagramme schématique des transitions possibles entre différents modes de fonctionnement d’une partie du système d’alimentation de la figure 1 .

Un système d’alimentation 10 en énergie électrique et une charge utilisateur 12 sont représentés sur la figure 1 .

Le système d’alimentation 10 alimente des charges en énergie électrique.

Parmi les charges alimentées par le système d’alimentation, la charge utilisateur 12 est la charge généralement la plus consommatrice en énergie.

La charge utilisateur 12 est, par exemple, une station de télécommunications, un moteur électrique ou une pompe d’extraction.

Le système d’alimentation 10 comporte un bloc pile à combustible 14, une alimentation de stockage tampon 16, un dispositif d’adaptation 18, des charges auxiliaires internes 20 et un dispositif de commande 22.

Le bloc pile à combustible 14 comporte une pile à combustible 24 et un convertisseur 26.

Une pile à combustible 24 est un générateur dans lequel la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant.

Autrement formulé, la pile à combustible 24 est une unité génératrice électrochimique à combustible gazeux.

Selon l’exemple décrit, le combustible est du dihydrogène et l’oxydant est le dioxygène.

Plus précisément, la pile à combustible est une pile utilisant la technologie à membrane d’échange de protons (plus souvent désignée sous l’abréviation PEM renvoyant à la dénomination anglaise de « Proton Exchange Membrane »).

La pile à combustible 24 fonctionne selon deux états, un premier état E1 dans lequel la pile à combustible 24 est allumée et un deuxième état E2 dans lequel la pile à combustible 24 est éteinte.

Dans le premier état E1 , la pile à combustible est capable de fournir de la puissance électrique jusqu’à une puissance maximale notée P _max .

Le convertisseur 26 est un convertisseur continu-continu permettant d’ajuster la tension générée par la pile à combustible 24.

Selon l’exemple décrit, l’alimentation de stockage tampon 16 comporte plusieurs batteries.

Les batteries permettent de stocker l’énergie de la pile à combustible 24 qui n’est pas consommée par l’ensemble des charges et de la relâcher lorsque l’énergie de la pile à combustible 24 devient insuffisante. Les batteries sont, par exemple, des batteries de type lithium-ion pour garantir une bonne longévité du système d’alimentation 10.

Le dispositif d’adaptation 18 comporte un onduleur 28 et un transformateur 30.

Un onduleur 28 sert à convertir une tension continue en une tension alternative alors que le transformateur 30 adapte la tension en amplitude.

Le dispositif d’adaptation 18 est reliée électriquement au bloc pile à combustible 14, à l’alimentation de stockage tampon 16 et aux charges auxiliaires 20.

Les charges auxiliaires internes 20 sont des charges qui sont alimentées en interne du système d’alimentation 10.

En particulier, par exemple, le système de ventilation fait partie des charges auxiliaires 20.

Le dispositif de commande 22 est un dispositif de commande du bloc pile à combustible 14.

Le dispositif de commande 22 est ainsi propre à commander électriquement le fonctionnement du bloc pile à combustible 14 pour l’ajuster aux besoins du système d’alimentation 10, et plus spécifiquement à la puissance requise pour alimenter les différentes charges dont notamment la charge utilisateur 12 et les charges auxiliaires 20.

Le dispositif de commande 22 comporte une unité d’obtention 32.

L’unité d’obtention 32 est à la fois une unité d’obtention de l’état de charge de l’alimentation de stockage tampon 16 d’une part et une unité d’obtention de la puissance électrique par la charge à alimenter d’autre part.

Dans la suite, l’état de charge est noté SOC et la puissance requise de la charge à alimenter est notée puissance requise P.

Selon l’exemple décrit, l’unité d’obtention 32 obtient l’état de charge du système de contrôle de l’alimentation de stockage 16, le système de contrôle n’étant pas représenté sur la figure 1 .

Un tel système calcule l’état de charge de la batterie SOC en mesurant la tension et le courant aux bornes de celle-ci puis en en déduisant l’état de charge.

Le système de contrôle est aussi appelé système de gestion de la batterie ou BMS en référence à la terminologie anglaise correspondante de « Battery Management System ».

L’unité d’obtention 32 obtient la puissance requise P à partir de plusieurs mesures.

La première mesure est la puissance en sortie du convertisseur 26 et la deuxième mesure est la puissance délivrée par l’alimentation de stockage tampon 16.

Par exemple, la puissance est obtenue par une mesure de tension et de courant suivie d’une multiplication de ces valeurs. La puissance requise est la différence entre la puissance de sortie du convertisseur 26 mesurée et la puissance délivrée par l’alimentation de stockage tampon 16.

La puissance requise P regroupe ainsi la puissance consommée par la charge consommateur, la puissance requise pour l’alimentation des charges auxiliaires 20 et la puissance perdue par le convertisseur 26.

Dans chacun des cas, chaque puissance est une puissance moyenne mesurée pendant un intervalle de temps prédéterminé, de préférence compris entre 1 seconde et 30 secondes.

Le dispositif de commande 22 comporte également un contrôleur 34 propre à commander la pile à combustible 24 par une loi de commande.

La loi de commande est une loi de commande en courant appliquée en commandant le convertisseur 26 selon au moins trois modes de fonctionnement M1 , M2 et M3.

Les trois modes de fonctionnement M1 , M2 et M3 dépendent de l’état de charge calculé et de la puissance requise de la charge à alimenter mesurée.

Le fonctionnement du contrôleur 34 sera mieux compris en référence au diagramme schématique de la figure 2.

Dans ce diagramme, chacun des trois modes de fonctionnement M1 , M2, M3 est représenté sous la forme d’un cercle.

Dans le premier mode de fonctionnement M1 , la loi de commande est une première intensité constante notée 11 .

Dans le deuxième mode M2 de fonctionnement, la loi de commande est une deuxième intensité constante notée I2.

Dans le troisième mode de fonctionnement M3, la loi de commande est une intensité variable dépendant de la puissance requise P dans le troisième mode de fonctionnement M3.

Le troisième mode de fonctionnement M3 est obtenue par application d’une régulation de type proportionnelle intégrateur appliquée sur l’entrée du convertisseur 26.

En particulier, la régulation appliquée est une régulation PID, c’est-à-dire une régulation de type proportionnel, intégrateur et dérivée.

Une telle régulation vise à réguler le courant de chaque batterie à 0.

Le contrôleur 34 est aussi propre à contrôler les transitions entre les différents modes de fonctionnement M1 , M2 et M3. Les transitions entre modes de fonctionnement M1 , M2 et M3 sont représentées schématiquement par des flèches sur la figure 2.

Il est à noter qu’en l’absence de flèches, cela indique qu’il n’est pas possible de passer d’un mode de fonctionnement à un autre. Par exemple, la loi de commande ne permet pas de passer directement du troisième mode de fonctionnement M3 au premier mode de fonctionnement M1. Il convient de passer par le deuxième mode de fonctionnement M2.

Les différentes transitions et les conditions à respecter pour que chaque transition ait lieu sont décrites dans ce qui suit.

La première transition T1 est la transition depuis le premier mode de fonctionnement M1 vers le deuxième mode de fonctionnement M2.

La première transition T 1 a lieu lorsque l’état de charge mesuré SOC est inférieur ou égal à un premier seuil d’état de charge SOCi et la puissance requise P est supérieure ou égale à un premier seuil de puissance de charge Pi.

Mathématiquement, cela correspond au fait qu’il y a une transition dès que les deux conditions suivantes sont remplies :

SOC < SOC ₁ et P > P

Le premier seuil d’état de charge SOCi est inférieur ou égal à 50%, de préférence, compris entre 30% et 50%.

Le premier seuil de puissance de charge Pi est, de préférence, supérieure ou égale à 50% de la puissance maximale P _ma x de la pile à combustible 24.

La deuxième transition T2 est la transition depuis le deuxième mode de fonctionnement M2 vers le premier mode de fonctionnement M1 .

La deuxième transition T2 a lieu lorsque l’état de charge mesuré SOC est supérieur ou égal à un deuxième seuil d’état de charge SOC2 ou la puissance requise P est inférieure ou égale à un deuxième seuil de puissance de charge P ₂ .

Mathématiquement, cela correspond au fait qu’il y a une transition dès que l’une des deux conditions suivantes est remplie :

SOC > SOC ₂ ou P < P ₂

Selon l’exemple décrit, le deuxième seuil d’état de charge SOC2 est strictement supérieur au premier seuil d’état de charge SOC1 pour limiter les oscillations entre le premier mode M1 et le deuxième mode M2.

Par exemple, le deuxième seuil d’état de charge SOC2 est supérieur ou égal à 60%, de préférence, compris entre 60% et 80%.

Le deuxième seuil de puissance de charge P2 est inférieur au premier seuil de puissance de charge Pi pour éviter les aller-retours entre le mode 1 et 2 en utilisant une hystérésis en puissance.

A titre d’exemple particulier, la relation suivante est vérifiée entre les premier et deuxième seuils de puissance de charge Pi et P2 :

P ₂ < 0,9 * ?! Le deuxième seuil de puissance de charge P2 est, de préférence, inférieur ou égal à 50% de la puissance maximale P _ma x de la pile à combustible 24.

La troisième transition T3 est la transition depuis le deuxième mode de fonctionnement M2 vers le troisième mode de fonctionnement M3.

La troisième transition T3 a lieu lorsque l’état de charge mesuré SOC est inférieur ou égal à un troisième seuil d’état de charge SOC3 et la puissance requise P est supérieure ou égale à un troisième seuil de puissance de charge P ₃ .

Mathématiquement, cela correspond au fait qu’il y a une transition dès que les deux conditions suivantes sont remplies :

SOC < SOC ₃ et P > P ₃

Le troisième seuil d’état de charge SOC3 est strictement inférieur au deuxième seuil d’état de charge SOC2 pour éviter tout risque de conflit dans le deuxième mode M2.

Par exemple, le troisième seuil d’état de charge SOC3 est inférieur ou égal à 40%, de préférence, compris entre 20% et 40%, et préférentiellement inférieur ou égal au premier seuil d’état de charge SOC1.

Le troisième seuil de puissance de charge P ₃ est supérieur ou égal au premier seuil de puissance de charge Pi.

Par exemple, le troisième seuil de puissance de charge P3 est supérieur ou égal à 66% de la puissance maximale P _ma x de la pile à combustible 24.

La quatrième transition T4 est le passage depuis le troisième mode de fonctionnement M3 vers le deuxième mode de fonctionnement M2.

La quatrième transition T4 a lieu lorsque l’état de charge mesuré SOC est supérieur ou égal à un quatrième seuil d’état de charge SOC4 ou si la puissance requise P est inférieure ou égale à un quatrième seuil de puissance de charge P ₄ .

Mathématiquement, cela correspond au fait qu’il y a une transition dès que l’une des deux conditions suivantes est remplie :

SOC > S0C ₄ ou P < P ₄

Le quatrième seuil d’état de charge SOC ₄ est strictement supérieur au troisième seuil d’état de charge SOC3. Comme précédemment pour les modes M1 et M2, cela permet d’éviter les aller-retours dans le troisième mode M3.

Par exemple, le quatrième seuil d’état de charge SOC4 est supérieur ou égal à 50%, de préférence, compris entre 50% et 70%.

Le quatrième seuil de puissance de charge P 4 est inférieur ou égal au troisième seuil de puissance de charge P3 diminuée d’une valeur prédéfinie, la valeur prédéfinie étant, de préférence inférieure ou égale à 10% du troisième seuil de puissance de charge P ₃ . A titre d’exemple particulier, la relation suivante est vérifiée entre les troisième et quatrième seuils de puissance de charge P3 et P4 :

P ₄ < 0,9 * P ₃

Par ailleurs, la relation suivante est vérifiée entre les deuxième et quatrième seuils de puissance de charge P2 et P4 :

P ₂ < P

Il est à noter que, selon l’exemple décrit, la transition entre deux modes de fonctionnement M1 , M2, M3 est effectuée par application d’une rampe en courant.

Selon l’exemple de la figure 2, la loi de commande comprend également un ordre d’allumage de la pile à combustible 24 dans le deuxième mode M2 lorsque l’état de charge mesuré SOC est inférieur ou égal à un cinquième seuil d’état de charge SOC5 et que l’état de la pile à combustible 24 est éteint.

En termes mathématiques, cela s’écrit :

SOC < SOC ₅ et état = E ₂

Le cinquième seuil d’état de charge SOC5 est inférieur ou égal à 50%.

En outre, toujours selon l’exemple de la figure 2, la loi de commande comprend un ordre d’extinction de la pile à combustible 24 lorsque l’état de charge mesuré SOC est supérieur ou égal à un sixième seuil d’état de charge SOCe et que l’état de la pile à combustible 24 est allumé.

En termes mathématique, cela s’écrit :

SOC > SOC ₆ et état = E ₄

Le sixième seuil d’état de charge SOCe est strictement supérieur au cinquième seuil d’état de charge SOC5 pour empêcher que la pile à combustible 24 ne puisse s’arrêter juste après un démarrage, ce qui pourrait limiter sa durée de vie.

Le sixième seuil d’état de charge SOCe est supérieur ou égal à 90%.

La loi de commande qui vient d’être décrite de manière générale est maintenant explicitée dans un cas particulier.

La pile à combustible 24 est allumée lorsque l’état de charge mesuré SOC est inférieur à 50% et s’éteint lorsque l’état de charge mesuré SOC atteint 95%.

Lorsque la pile à combustible 24 est allumée, trois modes de fonctionnement sont utilisées.

Le premier mode de fonctionnement M1 correspond au cas où la charge utilisateur 12 est faible (ici inférieure à 20 kW) et l’alimentation de stockage tampon 16 est bien chargée (SOC supérieur à 80%). Dans le premier mode de fonctionnement M1 , la pile à combustible 24 fournit 10 kW de manière constante. Le deuxième mode de fonctionnement M2 correspond au cas où la charge utilisateur 12 est faible (ici inférieure à 20 kW) et l’alimentation de stockage tampon 16 est insuffisamment chargée (SOC inférieur à 80%). Dans le deuxième mode de fonctionnement M2, la pile à combustible 24 fournit 20 kW de manière constante.

Le troisième mode de fonctionnement M3 correspond au cas où la charge utilisateur 12 est élevée (ici supérieure à 20 kW) et l’alimentation de stockage tampon 16 est déchargée (SOC supérieur à 50%). Dans le troisième mode de fonctionnement M3, la pile à combustible 24 fournit un courant régulé par le PID pour fournit la puissance requise P. Le troisième mode de fonctionnement M3 est conservée tant que la puissance requise P reste supérieure à 18 kW.

La demanderesse a montré qu’une telle loi de commande permet de répondre aux besoins en électricité de manière efficace.

En outre, un bloc pile à combustible 14 et une alimentation en stockage tampon 18 sont bien moins polluants qu’un groupe électrogène fonctionnant à partir d’un carburant fossile.

De ce fait, le procédé de commande est un procédé permettant d’assurer une alimentation adaptable à une charge électrique susceptible d’évoluer au cours du temps par une technologie moins polluante.

En complément, certaines transitions n’ont lieu que si des conditions supplémentaires sont remplies.

Une condition sur la température d’un élément du bloc pile à combustible 14, une condition sur la quantité de dihydrogène disponible ou une condition sur le courant admissible par la pile à combustible 24 sont des exemples de telles conditions supplémentaires.

Dans l’exemple présenté, trois modes de fonctionnement interviennent.

Toutefois, il est possible d’ajouter des modes de fonctionnement complémentaires ordonnées selon un entier i.

Dans un tel cas, les mêmes transitions que précédemment sont utilisées.

Ainsi, la transition d’un mode i à un mode i+1 a lieu uniquement lorsque l’état de charge mesuré SOC est inférieur ou égal à un i-ième seuil d’état de charge SOCi et la puissance requise P est supérieure ou égale à un i-ième seuil de puissance de charge Pi.

Mathématiquement, cela correspond au fait qu’il y a une transition dès que les deux conditions suivantes sont remplies :

SOC < SOCi et P > P _t Similairement, la transition d’un mode i+1 à un mode i a lieu lorsque l’état de charge mesuré SOC est supérieur ou égal à un j-ième seuil d’état de charge SOCj et la puissance requise P est inférieure ou égale à un j-ième seuil de puissance de charge Pj.

Mathématiquement, cela correspond au fait qu’il y a une transition dès que l’une des deux conditions suivantes est remplie :

SOC > SOCj ou P < Pj

Le fonctionnement des modes supplémentaires peut être au choix un mode de consigne à courant fixe (qui correspond à une puissance fixe) ou un mode de suivi de charge (comme le cas du troisième mode de fonctionnement M3).

En outre, le principe qui vient d’être décrit pour le procédé de commande peut être exploité pour d’autres objets comme un procédé de détermination.

Un tel procédé comporte une étape d’obtention d’une mesure de l’état de charge SOC de l’alimentation de stockage tampon 16 et de la puissance électrique requise P par la charge à alimenter.

Le procédé de détermination comprend également une étape de détermination de la commande de la pile à combustible 24 selon les au moins trois modes de fonctionnement M1 , M2 et M3, les transitions T1 , T2, T3 et T4 entre trois modes de fonctionnement M1 , M2 et M3 dépendant de l’état de charge mesurée SOC et de la puissance requise P de la charge à alimenter mesurée, pour obtenir une commande déterminée.

Le procédé de détermination comporte enfin une étape de conversion de la loi de commande déterminée en une loi de commande du convertisseur 26 assurant que la pile à combustible 24 soit alimentée selon la loi de commande déterminée.

De même que pour le procédé de commande, un tel procédé de détermination est mis en œuvre par un ordinateur.

Plus précisément, c’est l’interaction d’un produit programme d’ordinateur avec un système qui permet de mettre en œuvre au moins certaines étapes des procédés précités.

Le système est un ordinateur.

Plus généralement, le système est un calculateur électronique propre à manipuler et/ou transformer des données représentées comme des quantités électroniques ou physiques dans des registres du système et/ou des mémoires en d’autres données similaires correspondant à des données physiques dans des mémoires, des registres ou d’autres types de dispositifs d’affichage, de transmission ou de mémorisation.

Le système comporte un processeur comprenant une unité de traitement de données, des mémoires et un lecteur de support d’informations. Le système comprend également un clavier et une unité d’affichage.

Le produit programme d’ordinateur comporte un support lisible d’informations. Un support lisible d’informations est un support lisible par le système, usuellement par l’unité de traitement de données. Le support lisible d’informations est un médium adapté à mémoriser des instructions électroniques et capables d’être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible d’informations est une disquette ou disque souple

(de la dénomination anglaise de « floppy disk »), un disque optique, un CD-ROM, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, une mémoire EPROM, une mémoire EEPROM, une carte magnétique ou une carte optique.

Sur le support lisible d’informations est mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions de programme.

Le programme d’ordinateur est chargeable sur l’unité de traitement de données et est adapté pour entraîner la mise en œuvre d’étapes des procédés précités.