A COMBUSTIBLE

Domaine technique

[0001] La présente divulgation relève du domaine des dispositifs d’alimentation électrique à piles à combustible et notamment des dispositifs d’alimentation de matériels tels que des ordinateurs personnels portables (PC portables), des téléphones portables, des éclairages ou autres dispositifs, ou des véhicules de type bicyclette électrique utilisant une pile à combustible associée à une source de production d’hydrogène non régulée, et dépourvus de batterie. Technique antérieure

[0002] Il est connu de réaliser des dispositifs d’alimentation électrique utilisant des piles à combustibles, ou piles à hydrogène, comme source primaire d’énergie. [0003] Le document US2020/0044299 A1 concerne un dispositif d’alimentation à pile à combustible dont la régulation met en œuvre une batterie, une pile à hydrogène et une supercapacité pour lequel la gestion de la pile à combustible dépend de l’état de charge de la batterie. Un tel dispositif qui met en œuvre trois sources d’énergie est complexe à gérer et son bon fonctionnement dépend du bon fonctionnement de la batterie qui est un objet lourd et dont la durée de vie est limitée. [0004] Le document CN 105299495 A prévoit un dispositif d’alimentation électrique à pile à combustible dont l’hydrogène est produit à partir de méthanol et prévoit de réguler la production d’hydrogène et un empilement de sous cellules de pile à combustibles comportant une supercapacité. Dans ce document une régulation de la production d’hydrogène est prévue.

[0005] Ces documents sont difficilement applicables à un dispositif ne comportant pas de batterie et dont la source de production d’hydrogène ne peut être régulée, comme dans le cas d’un matériau réactif en poudre produisant de l’hydrogène lorsqu’il est mis en contact avec de l’eau dont la réaction ne peut être régulée, ou dans le cas d’une bouteille d’hydrogène sous pression si l’on ne souhaite pas gérer l’arrivée d’hydrogène. Par ailleurs il est souhaitable de supprimer la batterie tampon de dispositifs antérieurs pour limiter le poids de dispositifs portatifs et leur durée de vie de stockage notamment. Résumé

[0006] Vis-à-vis de l’art antérieur, la présente divulgation vise ainsi à améliorer la gestion du fonctionnement d’un générateur électrique à pile à combustible dépourvu de batterie tampon et dépourvu de régulation de sa source d’alimentation en hydrogène pour rendre son démarrage, son fonctionnement et son arrêt indépendant du débit d’hydrogène dans la pile à combustible.

[0007] Pour ce faire la présente divulgation prévoit un procédé de gestion de fonctionnement d’un générateur électrique à pile à combustible comportant :

- un premier circuit de fourniture d’énergie à une unité centrale basse consommation de pilotage dudit générateur, ledit premier circuit, raccordé à la pile à combustible, étant pourvu d’un premier étage de supercondensateurs LPSC, d’alimentation de ladite unité centrale,

- au moins un second circuit, dit circuit de puissance, de fourniture d’énergie à au moins une sortie de puissance d’alimentation d’un équipement raccordé audit générateur, distinct du premier circuit, ledit deuxième circuit, raccordé à la pile à combustible, étant pourvu d’un second étage de supercondensateurs HPSC (aussi appelé HP SCAP), le premier circuit étant configuré pour que le premier étage d’hybridation à supercondensateurs fournisse une réserve d’énergie adaptée à permettre à l’alimentation de l’unité centrale d’être indépendante du fonctionnement du second circuit, le procédé comprenant, lors d’un début d’alimentation en hydrogène de la pile à combustible avec montée en tension progressive de ladite pile, un mode de démarrage comportant une alimentation de l’unité centrale par une première tension limitée de sortie de la pile suffisante pour charger le premier étage de supercondensateurs du premier circuit, une coupure du second circuit par l’unité centrale, un mode de préchauffage de la pile pour lequel l’unité centrale autorise la charge du second étage de supercondensateurs du second circuit et maintient ouvert le circuit de ladite au moins une sortie de puissance jusqu’à ce que la pile atteigne une tension de fonctionnement nominale et un mode de marche pour lequel l’unité centrale autorise l’alimentation de ladite au moins une sortie de puissance SHP, le procédé comprenant en outre une séquence d’arrêt initiée par l’unité centrale sur détection d’une baisse de tension de sortie de la pile pendant un temps donné. [0008] La séquence de démarrage peut comporter un test de tension de sortie de pile et pour lequel, dans le cas où la tension de sortie de la pile n’atteint pas une valeur minimale Vo après un nombre d’essais donnés dans la séquence de démarrage, le générateur ladite séquence d’arrêt. [0009] La séquence de préchauffage peut comporter une séquence de test de tension de sortie du premier étage de supercondensateurs VLPSC et de tension de sortie du second étage de supercondensateurs VHPSC répétée tant que la tension de sortie du premier étage et la tension de sortie du second étage n’ont pas atteint des valeurs nominales données et se terminant, soit par le passage dans ladite étape de marche si lesdites tensions de sortie ont atteint lesdites valeurs nominales, soit par le déclenchement de ladite séquence d’arrêt si la température Q de la pile dépasse une température maximale 0 _ma x.

[0010] Cette séquence de préchauffage permet la charge des supercondensateurs du second circuit tout en contrôlant que la température de la pile reste dans des limites acceptables.

[0011] La séquence de marche peut comporter une première boucle comportant une première comparaison entre la tension de sortie pile V _P ii _e et une tension de seuil Vmin, ladite boucle déclenchant une boucle de régénération comportant au moins une purge calibrée de la pile lorsque la tension de la pile est inférieure à ladite tension de seuil.

[0012] Il y a lieu de noter que la tension de seuil V _m in est inférieure à la tension à vide de la pile Vo selon la courbe courant/tension traditionnelle d’une pile à combustible.

[0013] La boucle de régénération peut comporter une seconde boucle pourvue d’une seconde comparaison entre la tension de sortie de la pile et ladite tension de seuil et pour lequel ladite séquence d’arrêt est déclenchée si la tension de sortie de la pile reste inférieure à ladite tension de seuil pendant une durée U _max et pour lequel le générateur retourne en séquence de marche si la tension de sortie de la pile est redevenue supérieure ou égale à ladite tension de seuil après une dite purge calibrée pendant une durée inférieure à T 1 _ma x.

[0014] Ladite séquence d’arrêt peut comporter la coupure de la ou des sorties de puissance, la coupure d’un convertisseur d’alimentation du second étage de supercondensateurs HPSC. [0015] La séquence d’arrêt peut comporter une ouverture de l’électrovanne de purge qui va vider le circuit hydrogène de la pile.

[0016] La séquence d’arrêt peut en outre comporter l’arrêt de la pile, la décharge du premier étage de supercondensateurs et un arrêt de l’unité centrale.

[0017] La pile comportant un capteur de température et un ventilateur reliés à l’unité centrale, le procédé peut comporter un arrêt dudit ventilateur lors de la séquence de démarrage et lors de la séquence d’arrêt, une mise en route à petite vitesse dudit ventilateur lors de la séquence de préchauffage et un fonctionnement du ventilateur à vitesse contrôlée par l’unité centrale en fonction de la température de la pile dans les séquences de marche et de régénération.

Brève description des dessins

[0018] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : [0019] [Fig. 1] montre un schéma de principe d’un générateur électrique ;

[0020] [Fig. 2] montre un schéma de détail d’un exemple de circuit d’alimentation d’une unité centrale ;

[0021] [Fig. 3] montre un schéma de détail d’un premier mode de réalisation d’étage d’hybridation à supercondensateurs ;

[0022] [Fig. 4] montre un schéma de détail d’un second mode de réalisation d’étage d’hybridation à supercondensateurs ;

[0023] [Fig. 5] montre un logigramme de gestion d’électrovanne de purge ;

[0024] [Fig. 6] montre un exemple de logigramme et d’états de fonctionnement d’un générateur réalisable selon la présente divulgation.

Description des modes de réalisation

[0025] Selon la figure 1 , l’architecture proposée pour le générateur électrique à pile à combustible de la présente divulgation repose sur la réalisation d’un premier circuit, circuit LP, de fourniture d’énergie à un dispositif de gestion de fonctionnement du générateur, le premier circuit étant pourvu d’un premier étage d’hybridation à supercondensateurs 43, et, d’au moins un second circuit, circuit HP, de fourniture d’énergie à au moins une sortie de puissance 52a d’alimentation d’un équipement raccordé au dispositif générateur d’électricité, le second circuit étant pourvu d’un second étage d’hybridation à supercondensateurs 42 distinct dudit premier étage. [0026] Ainsi la présente divulgation concerne un générateur électrique à pile à combustible comportant une séparation de la génération d’électricité destinée à produire du courant pour alimenter un ou plusieurs dispositifs externes et de la génération d’électricité du circuit de gestion de fonctionnement du générateur. [0027] Pour donner un exemple, la présente divulgation s’adresse en particulier à un générateur comportant une pile dimensionnée pour délivrer 8.6A à 0.63V/cellule pour 8 cellules.

[0028] L’invention n’est toutefois pas limitée à ces valeurs et la pile peut notamment comporter plus ou moins de cellules et délivrer plus ou moins de courant selon sa configuration.

[0029] Le dispositif de gestion de fonctionnement du générateur assurant la gestion du générateur électrique comporte une unité centrale 60, microprocesseur ou microcontrôleur qui constitue un dispositif de contrôle/commande ou de pilotage du générateur recevant des informations de tension/courant de divers étages du générateur électrique et qui pilote des moyens de contrôle des circuits comme il sera vu plus loin.

[0030] Le dispositif de gestion de fonctionnement du générateur est alimenté à partir de la pile à combustible 10 par le premier circuit qui comporte un tampon d’alimentation régulé par un premier étage de supercondensateurs indépendant 43 pourvu d’un premier circuit de charge 31 d’un circuit d’équilibrage 41 et qui est suivi d’un convertisseur continu/continu (ci-après convertisseur DC/DC) 53 pour alimenter l’unité centrale 60. L’unité centrale comporte un microprocesseur ou un microcontrôleur associé à une mémoire 61 qui comporte une partie de mémoire non volatile dans laquelle se trouve le programme de gestion du générateur et une partie de mémoire vive de travail.

[0031] Ce premier circuit de basse puissance dit circuit LP peut être dimensionné en sorte de réaliser une réserve d’énergie longue durée pour l’alimentation de l’unité centrale. Le circuit de charge 31 comporte alors un convertisseur DC/DC élévateur de tension 31a représenté en figure 2 dont la sortie est reliée à un dispositif SBC 41 de pilotage et d’équilibrage de cellules auquel sont raccordées les supercondensateurs 431, 432, 433, le convertisseur 31a et le dispositif de pilotage et d’équilibrage 41 comportant respectivement des modules 23, 24 de surveillance et de transmission de données de tension et de courant sur bus, par exemple un bus l ² C ou SMBUS relié à l’unité centrale 60. Le circuit fournit de l’énergie à l’unité centrale au travers d’un second convertisseur de tension DC/DC abaisseur de tension 53a pourvu d’une sortie SLP compatible avec la tension de fonctionnement de l’unité centrale de type microprocesseur ou microcontrôleur faible consommation. [0032] L’unité centrale va gérer les auxiliaires d’une unité d’équilibrage de la pile (BOP pour Balance of Plant en anglais) soit I ‘électrovanne de purge 71, un ventilateur de refroidissement 73 de la pile et recevoir une information de température de la pile au moyen d’un capteur de température 72 comme représenté en figure 4. Le dispositif de contrôle commande gère aussi la mise en route et l’arrêt des convertisseurs DC/DC des circuits de charge et les interrupteurs de sécurité des sorties de puissance. Il va contrôler la tension de sortie de la pile notamment durant les phases transitoires de démarrage, de purge et d’arrêt de la pile pour vérifier que la pile fournit une tension de sortie suffisante.

[0033] En particulier, l’unité centrale va gérer des paramètres de fonctionnement de la pile à combustible 10 comme notamment la gestion de l’électrovanne de purge 71 de la pile lors la phase transitoire de démarrage de la pile, de la phase transitoire d’arrêt de la pile et des phases de purge de la pile pendant son fonctionnement c’est à dire les phases d’ouverture de l’électrovanne de purge pour évacuer l’eau générée par le fonctionnement de la pile. L’unité centrale va aussi gérer la température de la pile au moyen de la mesure de température de la pile par le capteur 72 et le démarrage, l’arrêt et la vitesse du ventilateur 73 de refroidissement de la pile qui va être asservie à la température de la pile. Cette vitesse est contrôlée par un circuit PWM selon une loi de commande dépendante du courant généré par la pile.

[0034] Pour ce qui concerne les sorties de puissance, le second circuit dont un schéma simplifié est donné en figure 4 comporte comme dit plus haut un étage d’hybridation 40, 42 à supercondensateurs qui est destiné à fournir la puissance nécessaire en sortie de générateur durant des phases transitoires de durée limitée où la puissance en sortie de la pile à combustible est inférieure à la demande en sortie de système.

[0035] Ce second circuit, dit circuit de puissance, distinct du premier circuit, comporte un circuit de charge pourvu d’un troisième convertisseur DC/DC 30a suivi d’un étage de supercondensateurs 42 comportant plusieurs supercondensateurs 420, 421 , 422, 423 dont la charge est équilibrée par un circuit 40 d’équilibrage et de protection. La mise en route et l’arrêt du troisième convertisseur sont pilotés par l’unité centrale au travers d’une commande 301. En sortie de l’étage de supercondensateurs, le second circuit comporte un ou plusieurs quatrièmes convertisseurs DC/DC 50a, 50b, ..., 50n selon les tensions à fournir sur des voies de puissance S1 , S2, ... qui vont alimenter des appareils connectés au générateur. Ces voies sont par exemple une voie de puissance 12V, une voie 5V ou autre. [0036] Du fait que l’alimentation de l’unité centrale et de l’unité d’équilibrage de la pile repose sur un tampon d’énergie indépendant du circuit d’alimentation des sorties de puissance et comprenant une réserve d’énergie non impactée par la puissance consommée par ces sorties, la gestion du générateur est possible même lorsque la puissance fournie par la pile diminue et devient insuffisante pour alimenter lesdites sorties. Lorsque l’unité centrale détecte une chute de tension de sortie de la pile telle que l’alimentation de la ou des sorties de puissance n’est plus possible, il commande l’arrêt des convertisseurs DC/DC alimentant lesdites sorties avant de démarrer une procédure d’arrêt du système et sa propre mise en veille. [0037] Par ailleurs, au moyen de la mesure des tensions et courants 21 , 22 sur la ou les voies de sortie 50a, 50b, ... du circuit de puissance et des moyens interrupteurs 301, 51 au niveau du circuit de puissance et des convertisseurs DC/DC d’alimentation des sorties représentés sur la figure 4 détaillant le second circuit, l’unité centrale est à même de couper l’alimentation desdites sorties en cas de consommation trop élevée ou de court-circuit sur l’une ou l’autre de ces sorties. [0038] Soit on détecte une surconsommation en courant sur l’une des sorties et on coupe cette sortie puis on la réactive temporairement cycliquement pour vérifier si le défaut a disparu pour la réalimenter, soit on détecte que la somme des puissances en sortie est supérieure à la puissance théorique de la pile pendant une durée supérieure à une durée donnée et on coupe l’ensemble des sorties jusqu’à réduction de la puissance demandée en sortie.

[0039] Par ailleurs, l’unité centrale va gérer l’activation du troisième convertisseur 30a du second circuit lorsque la pile aura atteint une puissance suffisante après son démarrage et va gérer la désactivation de ce troisième convertisseur et/ou la désactivation du ou des quatrièmes convertisseurs 50a, 50b ... de ladite ou desdites sorties de puissance lorsque la tension de sortie de la pile n’est plus suffisante pour fournir l’alimentation desdites sorties.

[0040] Comme représenté en figure 1 , le dispositif peut comporter au niveau du premier circuit une dérivation en aval de l’étage à supercondensateurs avec un cinquième convertisseur DC/DC pour alimenter des accessoires de la pile tels que le ventilateur de refroidissement par exemple.

[0041] Un rôle important du premier circuit est d’alimenter en énergie l’unité centrale de la pile à combustible ainsi que l’unité d’équilibrage indépendamment du débit d’hydrogène, inconnu et variable, et potentiellement multi-source, production par réaction chimique, bouteille sous pression..., présent à l’entrée de la pile. Une fois la source d’hydrogène raccordée à la pile, par exemple par l’ouverture d’une vanne ou le démarrage de la réaction chimique, le premier circuit doit fonctionner dès l’apparition d’une tension minimale en sortie de pile suffisante pour alimenter l’unité centrale, par exemple avec des composants de type convertisseur DC/DC traditionnels une tension supérieure à 2,5 V. L’unité centrale contrôlera alors la montée en tension de la pile, autorisera la charge des supercondensateurs du second circuit en autorisant la charge des supercondensateurs du second circuit au travers de leur circuit de charge 30 et n’autorisera le fonctionnement du ou des convertisseurs de sortie 50a, ..., 50n du second circuit que lorsque la charge des supercondensateurs de ce second circuit sera suffisante pour que ces derniers puissent alimenter les sorties de puissance. Ensuite, l’unité centrale : a. - surveille les paramètres tension/courant de la pile pour déterminer la nécessité de procéder à des purges en ouvrant l’électrovanne de purge, en contrôlant que l’ouverture de cette électrovanne permet une remontée de la puissance fournie par la pile, b. - initie les phases de reconditionnement éventuelles de la pile.

[0042] L’unité centrale va en outre piloter l’arrêt maîtrisé de la pile lorsque la production d’hydrogène se réduit au point que la puissance de sortie de la pile devient insuffisante par rapport à la puissance demandée en sortie du générateur pendant une durée supérieure à un premier seuil ou lorsque la puissance nominale de la pile ne peut être rétablie par une purge.

[0043] Ceci est réalisé en stoppant la production d’énergie dans le circuit de puissance, par exemple en arrêtant le troisième convertisseur DC/DC 301 afin de conserver la puissance résiduelle de la pile pour alimenter l’unité centrale et les organes auxiliaires (BOP). L’unité centrale va alors arrêter le ou les ventilateurs, ouvrir l’électrovanne de purge et se mettre en veille. La tension fournie par la pile va alors chuter complètement et le premier circuit va s’arrêter. [0044] Enfin dans le cas où la source d’hydrogène alimentant la pile est une source d’hydrogène non régulée à réactif chimique, l’unité centrale va être raccordée à un capteur de température 75 mesurant la température de la réaction chimique et va comporter une sortie de pilotage d’un ventilateur 74 de refroidissement de ladite source d’hydrogène en sorte de gérer la température de ladite source en fonction de la température de réaction afin de maîtriser la cinétique chimique à l’origine de la production d’hydrogène.

[0045] Un logigramme représentant les phases de démarrage et de fonctionnement de la pile en rapport avec les phases de purge de la pile est représenté en figure 5. [0046] Dans le cas d’une alimentation en hydrogène de la pile par un dispositif non régulé, l’unité centrale n’est pas alimentée tant que la pile ne reçoit pas d’hydrogène. Lorsque de l’hydrogène commence à arriver dans la pile, la tension de cette dernière s’élève suffisamment pour démarrer le convertisseur DC/DC du circuit de charge LP 31 et réveiller l’unité centrale en étape 490. L’unité centrale s’initialise, ouvre l’électrovanne VS de purge du circuit d’hydrogène de la pile et remet à zéro un compteur de purge CP. Une fois la tension de la pile V _P ii _e supérieure à une valeur minimale définie Vo correspondant pratiquement à la tension en circuit ouvert de la pile compte tenu du fait que l’unité centrale nécessite très peu de puissance en étape 510, le dispositif passe dans un mode de préchauffage 520, dans lequel le ventilateur de la pile fonctionne, la charge des supercondensateurs du second circuit est activée, comportant une temporisation 530 puis une fermeture de l’électrovanne VS de purge puis un test de la tension de pile à l’étape 550. Si la tension de pile avec l’électrovanne en fonctionnement, la charge des supercondensateurs du second circuit en fonction et le ventilateur de pile en marche, tombe au-dessous d’une valeur de seuil V _m in et devient donc insuffisante pour charger les supercondensateurs du second circuit, le compteur de purge CP est incrémenté à l’étape 630 et, si le compteur de purge n’a pas atteint une valeur limite CPmax à l’étape de test 640, le système reste dans l’état de préchauffage. Si la tension de pile reste supérieure à la valeur de seuil minimale prédéfinie V _m in à l’étape 550, le système passe dans un mode de fonctionnement en générateur standard 560. De retour à l’étape de test 640, dans le cas où le compteur de purge CP a atteint la valeur limite CPmax, un défaut sur le circuit hydrogène est considéré à l’étape 650, un témoin d’erreur est allumé à l’étape 652 puis le système est arrêté à l’étape 654. [0047] Pour fixer les idées, une pile à combustible utilisable pour le dispositif de l’invention peut comporter une vingtaine de cellules ayant chacune une tension à vide de l’ordre de 0,90 V à 0,95 V et qui fonctionne en générateur de courant dans sa plage dite ohmique. La tension V0 sera proche de la tension à vide de la pile alors que la tension Vmin sera un peu supérieure à la tension basse de la plage ohmique.

[0048] Lorsque le générateur est en mode de fonctionnement en générateur 560 après la phase de préchauffage, le circuit HP est mis en marche en autorisant le fonctionnement du circuit de charge HP 30 et le dispositif réalise en parallèle une vérification de la tension de sortie de la pile à l’étape 610 et des séquences de purge. [0049] Les séquences de purge sont réalisées après avoir atteint un délai prédéfini à l’étape 570 et comportent une ouverture de l’électrovanne de purge VS à l’étape 580 pendant une durée donnée. Lorsque la durée de purge fixée est atteinte à l’étape 590, l’électrovanne de purge est fermée et le compteur de délai de purge est remis à zéro à l’étape 600. La séquence se répète tant que le dispositif est dans son mode de fonctionnement en générateur 560. La vérification de la tension de sortie de pile V _Piie réalisée en parallèle à l’étape 610 maintient le dispositif dans le mode de fonctionnent en générateur tant que cette tension est supérieure au seuil V _min . Cependant si la tension pile passe sous le seuil V _min , le dispositif ouvre l’électrovanne de purge VS à l’étape 615 pendant une temporisation tempo3 définie et, si la tension ne se rétablit pas à l’étape 620, on considère que la source d’hydrogène n’est plus capable d’alimenter le dispositif, l’unité centrale arrête alors le circuit HP, maintient l’électrovanne de purge ouverte et passe en mode d’arrêt à l’étape 625. [0050] La figure 6 représente un exemple de logigramme en rapport avec des états de fonctionnements d’éléments d’un générateur réalisé selon la présente divulgation.

[0051] Lorsque la pile n’est pas alimentée, le générateur est dans un mode arrêté 700 pour lequel le ventilateur de la pile 73 est arrêté, le ventilateur de la source d’hydrogène 74, par exemple un réservoir dans lequel on met un matériau qui dégage de l’hydrogène en présence d’eau, est arrêté, l’électrovanne de purge 71 est en position ouverte en l’absence d’alimentation électrique. Dans ce mode, le circuit de charge basse puissance LP 31, le circuit de charge haute puissance HP 30 et la ou les sortie 50a, 50n sont inactifs et les voyants témoins 76, 77 sont éteints.

[0052] Lorsqu’une alimentation en hydrogène de la pile est démarrée, la tension pile monte et permet le démarrage du convertisseur DC/DC du circuit de charge LP en étape 710, le générateur passe dans un mode de démarrage du fait que la pile commence à alimenter l’unité centrale au travers du circuit de charge basse puissance LP. En effet, le convertisseur DC/DC alimentant le circuit de l’unité centrale n’a besoin que d’une tension pile réduite pour fonctionner. Dans cette étape l’unité centrale active un circuit d’inhibition 78 qui maintient le circuit de charge haute puissance et la ou les sorties de puissance arrêtés. En outre, l’unité centrale maintient l’électrovanne de purge en position ouverte.

[0053] En étape 730 un test de montée en tension de la pile est réalisé après une temporisation 725 et, dans le cas où la tension de la pile n’a pas atteint une valeur suffisante après 5 essais selon le test 727, une procédure d’arrêt 860, 870, 880 est mise en route.

[0054] Lorsque la tension de la pile a atteint une valeur suffisante, le générateur passe dans un mode de préchauffage 750. Dans ce mode, le ventilateur de la pile est démarré à petite vitesse, par exemple de 10% à 20% de sa vitesse nominale selon le type de ventilateur utilisé, l’électrovanne de purge est mise en fonctionnement automatique, c’est à dire qu’elle est fermée mais susceptible de s’ouvrir temporairement pour purger l’eau du circuit, le circuit de charge des supercondensateurs HPSC 42 (aussi appelés HP SCAP) est mis en fonction mais les sorties de puissance restent coupées. La tension de la pile, qui fonctionne alors en charge, diminue par rapport à Vo. [0055] Lorsque la tension VHPSC des supercondensateurs du circuit HP a dépassé une valeur seuil qui correspond à environ 75% à 80% de leur charge maximale et que la tension VLPSC des supercondensateurs du circuit LP est stabilisée à une tension suffisante pour l’alimentation de l’unité centrale et des auxiliaires de la pile à l’étape 760 le générateur passe en mode de marche à l’étape 770. Dans le cas où la tension des supercondensateurs du circuit HP ou la tension des supercondensateurs LPSC 43 aussi appelés LP SCAP du circuit LP n’a pas atteint sa valeur nominale mais que la température Q a dépassé un seuil maximum Omax 850, le générateur retourne à la séquence d’arrêt 860, 870, 880. [0056] Dans le mode de marche 770, les sorties HP sont en fonctionnement, le témoin de fonctionnement correct 76 est allumé fixe et des séquences régénération 790 avec purge 800 d’une durée donnée et coupure des sorties puissance sont réalisées lorsque la tension de la pile chute au-dessous de la tension des supercondensateurs du circuit HP en 780.

[0057] Dans les séquences de régénération, dans le cas où la tension pile redevient normale lors du test 830 avant la fin d’une temporisation T1 au test 820, le générateur retourne en mode de fonctionnement normal, en revanche si la tension de la pile ne revient pas à la normale à la fin de la temporisation T1 au test 820, la séquence d’arrêt est initiée.

[0058] La séquence d’arrêt comporte en premier lieu la coupure des sorties HP, la coupure du circuit de charge des supercondensateurs du circuit HP l’ouverture de l’électrovanne de purge à l’étape 860, l’arrêt de la pile lorsque la génération d’hydrogène s’arrête ce qui conduit à la décharge des supercondensateurs du circuit LP, l’arrêt de l’unité centrale et l’arrêt des ventilations à l’étape 880.

[0059] En résumé, le générateur est architecturé autour de convertisseurs de puissance à supercondensateurs munis d’un circuit de charge, d’un circuit de décharge et comporte une unité de calcul à microprocesseur ou microcontrôleur alimentée par un circuit indépendant d’un circuit de puissance pour gérer des phases de démarrage de fonctionnement et d’arrêt du convertisseur. L’architecture du générateur permet de s’affranchir de l’état et de la disponibilité de la source d’hydrogène pour cette gestion.

[0060] Du fait de son fonctionnement à basse tension par rapport au circuit HP, par exemple une tension de 2,5 V à 3,5V en sortie de pile permet de faire fonctionner le convertisseur 31a alimentant les supercondensateurs du circuit LP pour obtenir une tension en sortie du second convertisseur 53a adaptée à l’alimentation d’un microcontrôleur basse consommation, le sous ensemble constitué par le circuit LP alimente en énergie les auxiliaires et l’unité centrale de contrôle/commande de la pile à combustible indépendamment du débit d’hydrogène inconnu et variable d’une source non régulée présente à l’entrée de la pile. De ce fait, l’unité centrale permet de piloter le démarrage 720, la montée en puissance progressive pendant le préchauffage 750, les phases de reconditionnement 790 et l’arrêt maîtrisé de la pile à combustible 880 sans interruption de puissance pour les organes auxiliaires 70. [0061] L’unité centrale gère le générateur et protège la pile en surveillant sa tension de sortie et protège les sorties et la pile contre des surconsommations.

[0062] La présente divulgation n’est pas limitée aux exemples représentés et notamment le générateur peut comporter des témoins de fonctionnement gérés par l’unité centrale pour indiquer l’état dans lequel il se trouve, notamment le fait que les sorties soient actives ou inactives. Le dispositif générateur décrit est applicable à des dispositifs nomades ou de secours pour alimenter des dispositifs tels qu’éclairage de secours, appareils tels que téléphone portable ou satellitaire, GPS ou ordinateur portable mais est aussi applicable à des dispositifs générateurs de puissance plus importante tels que des bicyclettes électriques par exemple.