Pile à combustible à hydrogène

Stellantis travaille sur de très nombreux types de vecteurs énergétiques et de technologies de motorisations afin de répondre à toutes les exigences de mobilité. Et cela inclut l’hydrogène.

Stellantis a développé une solution zéro émission à l’échappement associant pile à combustible à hydrogène, qui combine les avantages des piles à combustible avec ceux des batteries électriques dans un véhicule électrique à pile à combustible (FCEV). Cette solution est particulièrement adaptée aux besoins des clients de véhicules utilitaires légers (VUL), qui recherchent une grande autonomie, une charge rapide et zéro émission à l’échappement... le tout sans compromettre la charge utile.

En nous basant sur le profil de nos clients, nous avons conçu une architecture mid-power exclusive offrant une autonomie record dans le segment atteignant jusqu’à 400 km (249 miles) pour nos fourgons de taille moyenne. Dans les grands fourgons, cette solution offre jusqu’à 500 km (311 miles) d’autonomie et un temps de recharge de cinq minutes seulement.

L’hydrogène fournit l’énergie nécessaire pour une plus grande autonomie, tandis que la batterie de moyenne capacité permet d’associer puissance et performances avec la récupération d’énergie et la capacité de recharge.  

Pour préserver la charge utile, tous les composants du système de propulsion par pile à combustible sont implantés en dehors de l’espace de chargement. Le système peut également être intégré au sein de notre plateforme de VUL électriques sur batterie existants, pour un minimum d’adaptations et un maximum de synergies entre les versions à hydrogène et les modèles 100 % électriques.

Image de Gamme de fourgons moyens (en haut) et grands (en bas) à pile à combustible à hydrogène de Stellantis

Gamme de fourgons moyens (en haut) et grands (en bas) à pile à combustible à hydrogène de Stellantis (janvier 2024)

Stellantis a lancé la production, en interne, de ses véhicules à pile à combustible à hydrogène pour les fourgons de moyenne et grande taille à Hordain (France) et à Gliwice (Pologne). La production concernera huit versions hydrogène : les Citroën ë-Jumpy et ë-Jumper, les Fiat Professional E-Scudo et E-Ducato, les Opel/Vauxhall Vivaro-e et Movano-e, et les Peugeot E-Expert et E-Boxer.

En 2023, Symbio, une co-entreprise détenue à parts égales, a inauguré sa première gigafactory en France. Ce site intégré de production de piles à combustible, le plus grand d’Europe, permettra à Stellantis d’élargir son offre de piles à combustible à hydrogène.

À l’avant-garde sur les véhicules électriques à pile à combustible

Qu’est-ce qu’une pile à combustible ?

Lorsque l’on met de l’hydrogène et de l’air au contact d’un catalyseur, la pile à combustible génère de l’électricité permettant d’alimenter un moteur électrique, le seul résidu libéré étant de la vapeur d’eau. Comparée à une batterie, une pile à combustible est donc plutôt considérée comme un convertisseur d’énergie que comme un dispositif de stockage.

Les architectures de véhicules électriques à pile à combustible vont d’une configuration « full-power » à une configuration « range-extender », de part et d’autre du spectre.

Full-Power : la pile à combustible est la principale source de propulsion dans toutes les conditions. Cette configuration requiert une pile à combustible puissante et de grande taille, complétée par une petite batterie.
Range-Extender : un véhicule électrique équipé d’une grosse batterie est associé à une petite pile à combustible de faible puissance qui prolonge l’autonomie du véhicule en alimentant la batterie. La pile à combustible est toutefois incapable de générer suffisamment de puissance pour propulser le véhicule lorsque la batterie est vide.

Chez Stellantis, nous avons opté pour une solution mid-power permettant de répondre aux exigences de nos clients.

Quels sont les avantages de notre architecture mid-power ?

Elle permet d’optimiser l’encombrement par rapport à un système full-power

La pile à combustible mid-power étant aussi de taille moyenne, le système complet peut être intégré au sein de nos modèles de VUL électriques existants. Nous avons remplacé la batterie de traction par trois réservoirs de stockage qui fournissent l’hydrogène au système de pile à combustible.

Cela nous permet de transformer un VUL électrique en VUL électrique à pile à combustible à hydrogène sans modifier la carrosserie, et donc sans compromis sur l’espace de chargement ou la charge utile. Cette solution offre une autonomie pouvant atteindre 400 kilomètres pour les fourgons de taille moyenne en cycle WLTP (procédure de test mondiale harmonisée des véhicules légers), et jusqu’à 500 km pour les grands fourgons.

Comparé à un système range-extender, il n’y a aucun compromis sur la performance

Le système de pile à combustible est capable de fournir suffisamment de puissance pour garantir une vitesse constante sur autoroute. La batterie, située sous les sièges avant, assure les pics de puissance lorsque c’est nécessaire. La batterie est un composant issu de notre programme de véhicules hybrides rechargeables existant.

La batterie assure les besoins en énergie pour l’accélération et d’autres fonctions telles que le démarrage et les premiers kilomètres

Plus durable qu’un système full-power, cette configuration permet au système de pile à combustible de fonctionner dans des conditions optimales.

De plus, la batterie se régénère lors des phases de freinage, ce qui est un atout important de ce système hybride. Le système de branchement permet également de recharger la batterie à partir d’une source d’alimentation externe. Chargée, la batterie peut offrir une autonomie de 50 km.