Brevet FR3003707A1 — publié le 20140926

Pompe à flux magnétique amplifié sur un circuit magnétique compartimenté. Description : Cette invention permet de produire une énergie électrique en partant d'un pack batterie qui se décharge pour lui fournir une énergie plus importante afin de recharger ce dernier. Cela permet de prolonger grandement l'autonomie d'un véhicule électrique et de le recharger automatiquement pendant ses périodes d'arrêt sans avoir à le brancher sur le réseau. Le système ouvre également le recours à l'utilisation de l'énergie électrique pour équiper les poids lourds afin de diminuer l'empreinte carbone des entreprises. Le système de base fait 10 Kg et occupe un encombrement réduit dans le coffre de la voiture. Il est positionné sur une base statique assurant son maintien pendant le transport. Il est destiné à être loué en station pour couvrir de longues distances. Il est équipé d'un mini compteur d'énergie pour que l'utilisateur ne soit facturé qu'à hauteur de ce qu'il a consommé. REVENDICATIONS1. Dans un transformateur monophasé standard, un seul flux circule pour véhiculer l'énergie du bobinage primaire vers un ou plusieurs bobinages secondaires. La nouveauté et l'intérêt du système sont d'amplifier la puissance du flux et de véhiculer des puissances magnétiques de sens opposé sur plusieurs portions d'un seul et même circuit magnétique. Le circuit magnétique comporte sur ce principe plusieurs compartiments. Le fonctionnement en mode compartimenté diminue la réluctance magnétique du circuit car elle divise la longueur totale du circuit en différentes parties autonomes et indépendantes. En totalisant des flux magnétiques d'origine électrique et des flux magnétiques amplifiés issus d'aimants permanents positionnés d'une manière pertinente, ce système permet d'obtenir un flux magnétique utile plus important. Cette augmentation de puissance magnétique est obtenue grâce à la transformation du flux constant d'un ensemble d'aimants, en un flux alternatif, rendu utile à la recharge du pack batterie, après sa conversion en énergie électrique. Comme la pompe à chaleur, ce système possède un coefficient de performance (COP), lié à la différence de flux et à la surface d'échange des aimants sur le circuit magnétique. On peut donc choisir des aimants développant un flux magnétique important sur plusieurs sections réduites pour que le COP soit grand. Le nombre de spires et la section des conducteur devant être choisie en fonction de l'énergie que l'on va récupérer. Ce système peut fonctionner sur tous types de circuits magnétiques toriques, carrés, etc. Un modèle torique est présenté à titre d'exemple dans les dessins. Les bobinages de ce dessin peuvent aussi être placés en séries suivant le rapport de tension que l'on souhaite obtenir entre plusieurs packs batteries (version poids lourds). Ce système peut être alimenté via un réseau d'alimentation alternatif ou continu avec un onduleur BF ou HF sur son entrée. Le flux magnétique utile de sortie du système étant alternatif, il est converti sous forme d'énergie électrique continue avant d'être réinjecté dans le pack batterie. a/ Composition : Ce système est composé de plusieurs bobinages plats qui fonctionnent par paire. Chaque paire de bobinages fonctionne alternativement comme générateur puis comme récepteur. Le fonctionnement en générateur ou en récepteur étant conditionné par des diodes de redressement qui sont placées en série avec les bobinages. Les aimants sont attirés sur le circuit magnétique de part sa caractéristique magnétique. Les aimants sont disposés en anneaux fermés autour du circuit magnétique. Les anneaux doivent être positionnés perpendiculairement à la longueur du circuit magnétique. Ils peuvent avoir une forme arrondie pour couvrir la forme initiale d'un circuit torique. Les anneaux magnétiques sont séparés les uns des autres par un bobinage plat. Les aimants d'un même anneau fermé ont tous la même orientation magnétique vers le tore (Nord ou Sud). Les anneaux voisins ont des polarités opposées. Ces polarités opposées contribuent au serrage du bobinage plat qui les sépare. Il convient de choisir la taille de l'aimant pour qu'il couvre à lui seul une section complète entre 2 bobinages sur un des quatre cotés du circuit magnétique. Un anneau est composé de 4 aimants si sa section est carrée. b/ Fonctionnement : Les lignes de forces sont figées dans l'aimant ; elles sont souples et déformables dès qu'elles sortent de l'aimant. Une ligne de force n'a pas de masse dans le vide. Les bobinages, dès qu'ils seront alimentés, vont permettre d'annuler l'équilibre magnétique naturel d'aimants placés sur le tore magnétique. L'effort de propulsion du flux d'un des bobinages générateurs étant très réduit par l'attraction développé par le second bobinage de la même paire. L'ensemble du tore magnétique peut être recouvert sur la totalité de sa surface d'aimants et de bobinages pour augmenter le COP du système. Le flux électromagnétique produit par deux bobinages sert à propulser les champs magnétiques des aimants d'anneaux voisins l'un vers l'autre, au travers du bobinage récepteur central, qui récupère l'énergie ainsi amplifiée. Par exemple, considérons 3 bobinages : 2 bobinages générateurs séparés par deux anneaux aimantés, eux mêmes séparés par un bobinage récepteur. Le bobinage de gauche génère un flux magnétique Nord, amplifié par les aimants qu'il traverse, vers la droite. Le bobinage de droite génère un flux magnétique Sud amplifié par les aimants qu'il traverse, vers la gauche. Les 2 flux magnétiques amplifiés et opposés, s'attirent mutuellement et provoquent une grande variation de flux sur le bobinage central, raccordé à la batterie. Nota : Sur les circuits HF, la réluctance du circuit étant plus élevé, le fonctionnement en mode compartimenté diminue la réluctance magnétique du circuit car elle divise la longueur totale du circuit en différentes parties autonomes et indépendantes. Un même circuit magnétique peut donc être utilisé plusieurs fois pour produire plusieurs fois la puissance qu'est capable de véhiculer sa section. Cela est important par rapport au rapport poids/puissance de l'équipement.c/ Construction : Avant leur implantation, les aimants d'un même anneau doivent être positionnés et collés à plat sur un support composé de 5 sous-éléments comportant 4 charnières et un dispositif de fermeture par goupille sur la cinquième partie. Ce support permet de ceinturer les aimants sur le circuit magnétique. La force développée par les aimants sera calibrée en fonction du flux magnétique nominal et la section du circuit magnétique. Il faut utiliser des fils multibrins ou des fils méplats dans la configuration haute fréquence pour réduire les pertes par effets de peau sur les bobines. La partie onduleur HF sera ventilée pour que les transistors de puissance fonctionnent à des températures standard. La base servant au maintien du système, assurera l'apport d'air extérieur et le refoulement d'air chaud. La mise place et le verrouillage mécanique par rotation du système assurera la qualité de connexion électrique entre la pompe à flux magnétique amplifié et la batterie. Le système pouvant comporter une à 2 poignées de transport selon la puissance du modèle et son poids.