INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’unité de production thermique comprenant au moins une interface de liaison fluidique entre le circuit de fluide réfrigérant et un échangeur thermique installé à l’extérieur du dispositif d’isolation thermique et acoustique. C’est notamment le cas quand l’un des deux échangeurs thermiques du circuit de fluide réfrigérant est à l’extérieur du dispositif d’isolation thermique et acoustique. Il convient donc de faciliter la circulation du fluide réfrigérant entre l’intérieur de l’unité de production thermique et l’extérieur de celle-ci, et l’interface de liaison fluidique visé ici atteint cet objectif.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’unité de production thermique comprend une enveloppe participant à délimiter au moins en partie un volume interne recevant les composants du circuit de fluide réfrigérant et le circuit de fluide caloporteur, le dispositif d’isolation thermique et acoustique prenant la forme d’une mousse s’étendant au moins dans le volume interne entre l’enveloppe et les composants du circuit de fluide réfrigérant et le circuit de fluide caloporteur. Plus précisément, l’enveloppe comprend une pluralité de parois dont les faces internes participent à délimiter le volume interne recevant les composants du circuit de fluide réfrigérant et le circuit de fluide caloporteur, le dispositif d’isolation thermique et acoustique s’étendant entre la face interne d’au moins une des parois de l’enveloppe et les composants du circuit de fluide réfrigérant et le circuit de fluide caloporteur, de sorte à maintenir physiquement ces derniers.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif d’isolation thermique et acoustique maintient, notamment à lui seul, la position des composants du circuit de fluide caloporteur au sein de l’unité de production thermique. On comprend que le dispositif d’isolation thermique et acoustique s’étend au moins en partie autour du circuit de fluide caloporteur, le dispositif d’isolation thermique et acoustique maintenant la position du circuit de fluide caloporteur au sein de l’unité de production thermique.
De plus, le dispositif d’isolation thermique et acoustique maintient la position du circuit de fluide réfrigérant et la position du fluide caloporteur l’un par rapport à l’autre au sein de l’unité de production thermique. On évite ainsi une interférence mécanique entre ces éléments.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif d’isolation thermique et acoustique comprend une première demi-coque et une deuxième demi-coque coopérant l’une avec l’autre pour délimiter des logements dans lesquelles s’étendent les composants du circuit de fluide réfrigérant et le circuit de fluide caloporteur. Dans ce mode de réalisation, les demi-coques sont préformées séparément l’une de l’autre avant d’être installées autour des composants du circuit de fluide réfrigérant et du circuit de fluide caloporteur. On comprend que la tenue mécanique des composants du circuit de fluide réfrigérant et du circuit de fluide caloporteur est réalisée par la coopération des demi-coques l’une avec l’autre.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’unité de production thermique comprend au moins un dispositif de fixation de l’unité de production thermique destiné à solidariser l’unité de production thermique sur un châssis d’un véhicule. Le dispositif de fixation rend solidaire l’unité de production thermique du châssis du véhicule, bloquant la position de l’unité de production thermique sur le véhicule.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif de fixation comprend une base et une tige faisant saillie de la base, ainsi qu’un cylindre isolant installé autour de la tige, le dispositif de fixation comprenant une paroi solidaire du cylindre isolant et du dispositif d’isolation thermique et acoustique. On comprend que la paroi est installée autour du cylindre isolant en assurant une liaison mécanique du cylindre isolant avec le dispositif d’isolation thermique et acoustique. Avantageusement, le cylindre isolant limite la transmission de vibrations de l’unité de production thermique vers son environnement extérieur.
La tige et la base comprennent préférentiellement un même matériau. La tige et la base présentent par ailleurs une rigidité suffisante pour empêcher la déformation mécanique du dispositif de fixation une fois installée sur l’unité de production thermique et sur le châssis du véhicule.
Par exemple, la cartographie délivre des valeurs maximales de la puissance acceptée dans les plages de température comprises entre 15°C et 45°C pour une plage d’état de charge comprise entre 0% de SOC et 80% de SOC. Par exemple, la puissance de recharge maximale acceptée en mode 4, à puissance constante, pour ce domaine de température et d’état de charge SOC est comprise entre 115 et 120KW. Entre 80% et 100% du SOC de la batterie, le dispositif de contrôle 4 autorise une recharge où la puissance de recharge décroit, par exemple avec des valeurs de puissance Pmax comprises entre 0kW et 80kW selon la température T de la batterie 3. Par exemple, à 90% du SOC la puissance maximale délivrée est comprise entre 15KW et 80KW, à 97% du SOC, Pmax est comprise entre 1KW et 10kW, et à 100% du SOC, la puissance Pmax devient égale à 0 KW. Entre les valeurs mémorisées de la cartographie, la puissance Pmax est déterminée par interpolation entre ces valeurs. Ainsi, le module 22 est apte à délivrer à chaque instant de la recharge une valeur de puissance Pmax. On notera que la recharge est autorisée dans ce cas d’exemple jusqu’à un SOC de 100% de la capacité totale de la batterie.
Une telle cartographie est connue de l’homme du métier et dépend de la chimie des cellules électriques, des stratégies de recharge prenant en compte une vitesse de charge souhaitée et le vieillissement accepté. En outre, on envisage que des moyens alternatifs de détermination de la puissance de recharge maximale autorisée puissent être mis en œuvre par le module 22, par exemple une matrice d’optimisation ou une fonction de calcul en temps réel dépendante de la valeur du SOC instantanée et de la température de la batterie.
Un troisième module 23 est configuré pour calculer une valeur de la consigne de courant maximal autorisé CSImax à partir de la puissance Pmax et de la valeur mesurée de la tension totale U de la batterie CSImax selon la relation suivante :
CSImax = Pmax / U, où Pmax est la puissance délivrée par la cartographie et U est la tension totale mesurée de la batterie.
Dans le cadre de l’invention, le dispositif de contrôle 9 comporte un moyen de calcul 24 configuré pour surveiller la consigne de recharge communiquée à la borne par rapport à un seuil S1 représentatif d’une valeur de courant minimum délivrable par la borne. Selon un mode préférentiel, S1 est strictement inférieur à 2A et égal à environ 1A. Le seuil S1 dépend de la valeur minimale de courant délivrable par la borne. S1 peut être paramétré en mémoire du dispositif de contrôle 9 ou peut être, en variante, obtenu avant la recharge directement par la borne ou par un système de gestion de la recharge par communication de donnée. En outre, le moyen de calcul 24 est apte à commander une procédure de fin de recharge par une requête CSFR lorsque la consigne CSImax est strictement inférieure audit seuil S1. La procédure de fin de recharge consiste à commander immédiatement à la borne la fin de recharge, la commande d’un courant nul, et à signaler l’arrêt de la charge, lorsque le courant est nul, au dispositif de contrôle de la batterie, lequel peut piloter la déconnexion électrique à courant nul de la batterie. Le moyen de calcul 24 pourrait être, en variante, intégré au dispositif de contrôle 4 de la batterie 3, ou dans l’unité de commande centrale 2.
En outre, de façon connue en soi, le dispositif de contrôle 4 de la batterie 3 est configuré pour commander une mesure de protection lorsque le courant de charge est supérieur à la consigne CSImax, c’est-à-dire une déconnexion électrique en urgence de la batterie par ouverture des contacteurs haute tension. Dans le cadre de l’invention, en fin de recharge pour permettre la commande de la procédure de fin de recharge CSFR décrite précédemment, il est prévu une temporisation configurée dans le dispositif de contrôle 4 permettant de différer la mesure de protection dans la situation où le courant de recharge est supérieur à la consigne de recharge CSImax dans une marge de tolérance définie par un deuxième seuil S2. S2 est supérieur à la consigne CSImax par exemple d’une valeur environ égale à 1A. La temporisation est par exemple égale à environ 10 secondes. Le seuil S2 limite le dépassement de la valeur de courant par rapport à la consigne CSImax et ainsi les dégradations des cellules le temps de déclencher la procédure de fin de charge.
En , on a représenté un mode préférentiel du procédé de pilotage d’une recharge selon l’invention. Le dispositif de contrôle de la recharge 9 est muni d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques configurés pour exécuter le procédé selon l’invention. Il peut être mis en œuvre au moyen du calculateur du dispositif de contrôle de la recharge 9, du calculateur 4 de la batterie, ou l’unité centrale 2 du véhicule, ou bien encore par une combinaison desdits calculateurs opérant en coopération par exemple. Dans ce dernier cas, le dispositif de contrôle de la recharge selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.
A une première étape 30 du procédé selon l’invention, une recharge est déclenchée. On prend l’hypothèse que la batterie présente un état de charge bas et que la recharge est prévue pour charger complètement la batterie. En outre, dans cette situation la borne de recharge est incapable de délivrer un courant de charge inférieur à la valeur du seuil S1. Le procédé selon l’invention permet d’éviter le déclenchement de mesure de protection en fin de recharge ou une situation durant laquelle le courant de charge reste supérieur à la consigne CSImax du fait de la limitation en valeur inférieure.
La recharge est de type rapide ou mode 4 préférentiellement. La tension appliquée par la borne est une tension continue. Les contacteurs haute tension sont fermés. La borne de recharge délivre, par connexion électrique directe, le courant de charge à la batterie du véhicule conformément à la consigne de recharge calculée par le calculateur de la batterie. Par connexion électrique directe, on entend que le dispositif de recharge 9 n’opère pas de conversion de la tension de recharge pendant le déroulement de la recharge. Le courant de charge est un courant continu et est commandé par la borne de recharge directement et non à travers un convertisseur embarqué du véhicule.
Durant la recharge, on a représenté par l’étape 31 l’opération de la recharge comprenant le calcul en permanence de la consigne de recharge CSImax effectué par le dispositif de contrôle 4 de la batterie 3. La consigne est communiquée à la borne par l’intermédiaire du dispositif de recharge 9. La consigne de recharge CSImax est dans ce mode de réalisation, la consigne de courant maximum accepté qui est déterminée à partir de la cartographie. En retour, la borne délivre le courant de recharge respectant la consigne. Dans cet exemple non limitatif, le courant de charge, à puissance maximale est compris entre 100 et 150A pour une tension de recharge de 450V environ.
Durant la recharge, le procédé comporte en permanence la surveillance 32 de la consigne de recharge CSImax par rapport au seuil S1, de valeur par exemple égale à environ 1A. La surveillance est opérée par le dispositif de recharge 9 préférentiellement, ou en variante par le dispositif de contrôle 4 de la batterie. Selon la cartographie, ce seuil correspond à une valeur de la consigne de courant maximum lorsque le SOC de la batterie 3 atteint plus de 97% de SOC, voire plus de 99% du SOC selon la cartographie configurée. Dans tous les cas, il s’agit des derniers instants de la recharge pour des valeurs de SOC supérieures à 90%, voire comprises entre 99% et 99,9% du SOC. A 100% du SOC, la consigne de recharge est égale à 0A. En effet, pour 1A, la puissance de recharge maximale équivalente est de 450W pour une tension de batterie de 450V. La surveillance 32 consiste à détecter l’instant où la consigne CSImax devient strictement inférieure à S1, puis à déclencher la procédure de fin de recharge pour déconnecter la batterie en toute sécurité sans dégradation des contacteurs haute tension, ni des cellules électriques.
En cas de détection que la consigne CSImax est strictement inférieure au seuil S1, alors le procédé comporte l’étape de la commande de la procédure de fin de recharge conformément à l’invention.
A une étape 33, le dispositif de recharge 9 communique une consigne d’arrêt de la recharge à la borne. Cette consigne est immédiate dès l’instant de détection que la consigne de recharge CSImax est inférieure au seuil S1. Puis, le dispositif de recharge 9 détecte que le courant de charge est nul à une étape 34, et signale la fin de la recharge au dispositif de contrôle 4 de la batterie 3. Ce dernier pilote alors à une étape 35 la déconnexion électrique de la batterie de la borne de recharge 7, c’est-à-dire l’ouverture des contacteurs haute tension 5. Grâce à ce protocole de fin de recharge, l’ouverture des contacteurs est réalisée à courant nul, pour éviter une dégradation des contacteurs, et le courant de recharge ne dépasse à aucun instant la consigne de recharge. On évite ainsi une dégradation des cellules électriques.
En parallèle des étapes 33, 34 et 35, le dispositif de contrôle de la batterie opère une temporisation de la mesure de protection de manière à permettre la déconnexion électrique de la batterie avant le déclenchement de la mesure de sécurité. Plus précisément, suivant l’instant de détection que la consigne de recharge CSImax est inférieure au seuil S1, le procédé comporte une étape de détermination 36 du deuxième seuil de tolérance S2, S2 dépendant de la valeur de la consigne de recharge CSImax. S2 est représentatif d’une valeur de courant, supérieure à la consigne de recharge CSImax, mais qui reste acceptable en fin de recharge durant un court instant. S2 est par exemple défini selon la relation suivante : S2 = CSImax + 1A environ.
Puis, en cas de détection que le courant de charge I mesuré et circulant à travers la batterie 3 est supérieur à la consigne CSImax tout en restant inférieur au deuxième seuil S2, le procédé comporte le déclenchement d’une temporisation 37, puis une requête de la mesure de protection 39 après vérification 38 que la temporisation se soit écoulée. La temporisation est égale à environ 10 secondes par exemple. Cette requête 39 sera effectuée seulement si les contacteurs haute tension sont encore fermés après la temporisation afin d’éviter de maintenir un courant de charge supérieure à la consigne au-delà de la temporisation, même pour ces valeurs de courant faibles. Il s’agit d’une stratégie stricte du constructeur visant à empêcher un vieillissement des cellules. Toutefois, on rappelle que si le protocole de fin de charge 33, 34, 35 s’est bien déroulé, cette mesure de protection n’est pas nécessaire car les contacteurs seront déjà ouverts.
Dans une autre situation, si le dispositif de contrôle de la recharge détecte que le courant de charge I mesuré est supérieur au deuxième seuil S2, le procédé comporte alors la commande 40 de la mesure de protection immédiatement à l’instant de détection. Ainsi, on évite la circulation d’un courant de charge pouvant dégrader les cellules électriques. Le protocole de fin de charge tel que défini aux étapes 33, 34 et 35 n’est alors pas commandé car le dépassement de courant dépasse le niveau de tolérance.
Description détaillée de l'invention La a déjà été décrite dans ce qui précède.
La décrit une turbomachine 1 qui comporte, de manière classique, une soufflante S, un compresseur basse pression 1a, un compresseur haute pression 1b, une chambre annulaire de combustion 1c, une turbine haute pression 1d, une turbine basse pression 1e et une tuyère d’échappement 1h. Le compresseur haute pression 1b et la turbine haute pression 1d sont reliés par un arbre haute pression 2 et forment avec lui un corps haute pression (HP). Le compresseur basse pression 1a et la turbine basse pression 1e sont reliés par un arbre basse pression 3 et forment avec lui un corps basse pression (BP).
La soufflante S est entraînée par un arbre de soufflante 4 qui est entrainé par l’arbre BP 3 au moyen d’un réducteur 6. Ce réducteur 6 est généralement de type planétaire ou épicycloïdal.
La description qui suit concerne un réducteur du type épicycloïdal, dont le porte-satellites et le solaire sont mobiles en rotation, la couronne du réducteur étant fixe dans le repère du moteur.
Le réducteur 6 est positionné dans la partie amont de la turbomachine. Une structure fixe comportant schématiquement, ici, une partie amont 5a et une partie aval 5b qui compose le carter moteur ou stator 5 est agencée de manière à former une enceinte K entourant le réducteur 6. Cette enceinte K est ici fermée en amont par des joints au niveau d’un palier permettant la traversée de l’arbre de soufflante 4, et en aval par des joints au niveau de la traversée de l’arbre BP 3.
La montre un réducteur épicycloïdal 6. En entrée, le réducteur 6 est relié à l’arbre BP 3, par exemple par l’intermédiaire de cannelures internes 7a. Ainsi, l’arbre BP 3 entraîne un pignon planétaire appelé le solaire 7. Classiquement, le solaire 7, dont l’axe de rotation est confondu avec celui de la turbomachine X, entraîne une série de pignons appelés satellites 8, qui sont équirépartis sur le même diamètre autour de l’axe de rotation X. Ce diamètre est égal au double de l’entraxe de fonctionnement entre le solaire 7 et les satellites 8. Le nombre de satellites 8 est généralement défini entre trois et sept pour ce type d’application.
L’ensemble des satellites 8 est maintenu par un châssis appelé porte-satellites 10. Chaque satellite 8 tourne autour de son propre axe Y, et engrène avec la couronne 9.
En sortie nous avons :
Dans cette configuration épicycloïdale, l’ensemble des satellites 8 entraine en rotation le porte-satellite 10 autour de l’axe X de la turbomachine. La couronne est fixée au carter moteur ou stator 5 via un porte-couronne 12 et le porte-satellites 10 est fixé à l’arbre de soufflante 4. Dans une autre configuration planétaire, l’ensemble des satellites 8 est maintenu par un porte-satellites 10 qui est fixé au carter moteur ou stator 5. Chaque satellite entraine la couronne qui est rapportée à l’arbre de soufflante 4 via un porte-couronne 12. Dans une autre configuration différentielle, l’ensemble des satellites 8 est maintenu par un porte-satellites 10 qui est relié à un premier arbre de soufflante 5. Chaque satellite entraine la couronne qui est rapportée à un second arbre de soufflante contrarotatif 4 via un porte-couronne 12.
Chaque satellite 8 est monté libre en rotation à l’aide d’un palier 11, par exemple de type roulement ou palier hydrodynamique. Chaque palier 11 est monté sur un des axes 10b du porte-satellites 10 et tous les axes sont positionnés les uns par rapport aux autres à l’aide d’un ou plusieurs châssis structurels 10a du porte-satellites 10. Il existe un nombre d’axes 10b et de paliers 11 égal au nombre de satellites. Pour des raisons de fonctionnement, de montage, de fabrication, de contrôle, de réparation ou de rechange, les axes 10b et le châssis 10a peuvent être séparés en plusieurs pièces.
Pour les mêmes raisons citées précédemment, la denture d’un satellite peut être séparée en plusieurs hélices ou dents présentant chacune un plan médian P, P’. Dans notre exemple, nous détaillons le fonctionnement d’un réducteur dont chaque satellite comprend deux séries de dents en chevron coopérant avec une couronne séparée en deux demi-couronnes:
Une demi-couronne amont 9a constituée d’une jante 9aa et d’une demi-bride de fixation 9ab. Sur la jante 9aa se trouve l’hélice avant engrenée avec une hélice de la denture 8d de chaque satellite 8. L’hélice de la denture 8d engrène également avec celle du solaire 7. Une demi-couronne aval 9b constituée d’une jante 9ba et d’une demi-bride de fixation 9bb. Sur la jante 9ba se trouve l’hélice arrière engrenée avec une hélice de la denture 8d de chaque satellite 8. L’hélice de la denture 8d engrène également avec celle du solaire 7.
Si les largeurs d’hélice varient entre le solaire 7, les satellites 8 et la couronne 9 à cause des recouvrements de denture, elles sont toutes centrées sur un plan médian P pour les dents amont et sur un autre plan médian P’ pour les dents aval.
La illustre ainsi le cas d’un réducteur à simple étage d’engrènement, c'est-à-dire qu’une même denture 8d de chaque satellite 8 coopère à la fois avec le solaire 7 et la couronne 9. Même si la denture 8d comprend deux séries de dents, ces dents ont le même diamètre moyen et forment une seule et même denture appelée chevron.
La demi-bride de fixation 9ab de la couronne amont 9a et la demi-bride de fixation 9bb de la couronne aval 9b forment la bride de fixation 9c de la couronne. La couronne 9 est fixée à un porte-couronne en assemblant la bride de fixation 9c de la couronne et la bride de fixation 12a du porte-couronne à l’aide d’un montage boulonné par exemple.
Les flèches de la décrivent l’acheminement de l’huile dans le réducteur 6. L’huile arrive dans le réducteur 6 depuis la partie stator 5 dans un distributeur 13 par différents moyens qui ne seront pas précisés dans cette vue car ils sont spécifiques à un ou plusieurs types d’architecture. Le distributeur 13 comprend des injecteurs 13a et des bras 13b. Les injecteurs 13a ont pour fonction de lubrifier les dentures et les bras 13b ont pour fonction de lubrifier les paliers. L’huile est amenée vers l’injecteur 13a pour ressortir par l’extrémité 13c afin de lubrifier les dentures. L’huile est également amenée vers le bras 13b et circule via la bouche d’alimentation 13d du palier. L’huile circule ensuite à travers l’axe dans une ou des zones tampons 10c pour ensuite ressortir par les orifices 10d afin de lubrifier les paliers des satellites.
Sur les Figs. 7 et 8, le cadre Cd est formé de quatre barreaux creux assemblés deux à deux à angle droit. Les deux crochets Cr sont fixés aux deux extrémités d'un axe commun de liaison Al qui est tenu dans un barreau transversal.
L'un des deux crochets Cr est équipé d'une poignée de manœuvre Pm destinée à basculer les deux crochets Cr autour de leur axe commun de liaison Al entre une position de blocage du filtre à air 452 sur le bac de collecte 430, visible sur la , et une position de dégagement du filtre à air 452, visible sur la , pour les dégager de la barre de retenue Bt, position dans laquelle le filtre à air 452 peut être extrait du bac de collecte 430, à la manière d'un tiroir comme le montre la .
À cet effet chaque crochet Cr incorpore une portion en forme d'arc de cercle dimensionnée pour s'accrocher sur le profil cylindrique de la barre de retenue Bt.
Chaque crochet Cr incorpore à son extrémité opposée à l'axe commun de liaison Al, un profil en forme de came convexe dimensionné pour coopérer avec la barre de retenue Bt pour écarter ledit crochet afin que sa portion en forme d'arc de cercle puisse s'accrocher automatiquement sur le profil cylindrique de la barre de retenue Bt. Cette caractéristique permet de bloquer automatiquement le filtre à air 452 sur le bac de collecte 430 pendant la remontée de celui-ci, si l'opérateur a oublié de refermer l'applicateur 600 sur ledit filtre à air. La fermeture de l'applicateur 600 est alors mise en œuvre par appui du cadre Cd sur le débouché périmétrique de la hotte 442.
Dans la position de dégagement de l'applicateur 600, il est ainsi possible d'extraire le filtre à air 452, pour le nettoyer ou le remplacer, comme cela est montré sur la .
L'un des deux crochets Cr est ramené vers sa position de blocage par l'intermédiaire d'un moyen de rappel, tel qu'un ressort.