INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’un des inconvénients majeurs des solutions actuelles est que la masse et le volume augmenteront au fur et à mesure que les puissances demandées aux batteries augmenteront. Ces solutions se décomposent entre, d’une part, des solutions dédiées à la mesure de température et, d’autre part, des solutions dédiées à la mesure des contraintes mécaniques. On connait ainsi des solutions exploitant des capteurs de température filaires répartis sur quelques positions de mesure. Outre qu’elles fournissent des données thermiques partielles et aucune mesure de contraintes mécaniques, ces solutions présentent des inconvénients liés à la limitation du nombre de capteurs (conséquence notamment de leur volume non négligeable et du nombre important de voies d’acquisition), à la masse et à la fiabilité. On connait par ailleurs des solutions pour la mesure des contraintes mécaniques qui exploitent des capteurs de pression, de déplacement ou des accéléromètres dont les désavantages sont liés à leur précision (plage de mesure et réponse aux changements d’altitude) et à difficulté d’intégrer ces éléments dans une batterie en raison de leur volume et de leur masse.
L’invention a pour objectif de fournir une solution de surveillance de l’état de sûreté d’une batterie qui permette d’assurer une protection optimale en venant acquérir une cartographie thermique et mécanique complète des cellules composants la batterie, tout en maîtrisant la masse et le volume des moyens dédiés à une telle acquisition afin que cette solution puisse répondre aux exigences aéronautiques notamment celles de l’embarquabilité au sein d’un aéronef.
A cet effet, l’invention propose un procédé mis en œuvre par ordinateur de surveillance de la sûreté d’une batterie, comprenant les étapes consistant à :
acquérir une mesure réalisée par un capteur optique comprenant une fibre optique à réseau de Bragg agencée le long d’une ou plusieurs cellules élémentaires composant la batterie, le capteur optique étant apte à réaliser une interrogation optique du réseau de Bragg pour la détermination d’une mesure d’une modification dans la bande passante du réseau de Bragg consécutive d’une contrainte thermique ou mécanique appliquée à la fibre ; traduire la mesure de ladite modification en des données de température et de pression au niveau de chacune de la ou des cellules élémentaires ; et déterminer un indicateur d’un niveau de sûreté de la batterie à partir desdites données de température et de pression.
Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé sont les suivants :
il comprend en outre les étapes consistant à déterminer si une évolution des données de température et de pression est ou non significative d’une probabilité de risque affectant la batterie et à réduire l’indicateur d’un niveau de sûreté lorsque l’évolution est déterminée comme étant significative d’une probabilité de risque ; pour déterminer si l’évolution est significative d’une probabilité de risque les données de température, respectivement de pression, sont confrontées à un seuil de température, respectivement à un seuil de pression ; pour déterminer si l’évolution est significative d’une probabilité de risque une durée pendant laquelle les données de température, respectivement de pression, excèdent le seuil de température, respectivement le seuil de pression, est mesurée et cette durée est confrontée à une durée maximale de température excessive, respectivement à une durée maximale de pression excessive ; pour déterminer si l’évolution est significative d’une probabilité de risque, lorsque la durée maximale de température excessive, respectivement la durée maximale de pression excessive, est dépassée, une détection d’un effet de bord est vérifiée ; il comprend en outre l’émission d’une alerte lorsque le niveau de sûreté est en dessous d’un seuil d’alerte.
La est un schéma en vue de dessus d’un agencement possible de la fibre optique à réseau de Bragg avec un cheminement en serpentin entre les cellules ;
La est un schéma en vue de côté de l’agencement de la ;
La est un schéma représentant un système de contrôle d’une batterie couplé à un capteur optique dont une fibre optique à réseau de Bragg est agencée le long d’une pluralité de cellules élémentaires composant la batterie ;
La est un ordinogramme représentant les différentes étapes mises en œuvre par le procédé de surveillance selon un mode de réalisation possible de l’invention.
L’invention porte sur un procédé mis en œuvre par ordinateur de surveillance de l’état de sûreté d’une batterie, par exemple une batterie embarquée au sein d’un aéronef. La batterie B est classiquement constituée de plusieurs cellules individuelles d'accumulateurs électriques C chacune caractérisée par une tension de cellule et une capacité de puissance ou d’énergie. Les cellules sont typiquement câblées en groupes série et parallèle pour obtenir la tension batterie souhaitée et sa capacité attendue. Chaque ensemble de cellules constitue un module, et plusieurs modules constituent un pack batterie.
En référence à la , l’invention porte également sur une unité de traitement de données 21 configurée pour mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’invention, ainsi que sur un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de traitement de données, conduisent celle-ci à mettre en œuvre ce procédé de surveillance. L’invention s’étend également à un système de contrôle d’une batterie 20 (également dit BMS pour « Battery Management System ») comprenant ladite unité de traitement de données 21 et une unité de protection 22 configurée pour mettre en œuvre une mesure de protection de la batterie sur réception d’une alerte émise par l’unité de traitement de données 21 comme cela sera décrit ci-après. Le système BMS 20 assure la surveillance en temps réel de la batterie, notamment lorsque celle-ci est embarquée. Il peut prendre la forme d’une carte électronique dotée d’un processeur sur lequel est implémenté le programme d’ordinateur mettant en œuvre le procédé de surveillance selon l’invention.
Message de notification Notif envoyé par l’entité EM à G2: Observation : [demande de Op1 à Op2=0, demande de Op3 à Op2=0, demande de Op4 à Op2=0, offre de Op1 à Op2= 0, offre de Op3 à Op2= 0, offre de Op4 à Op2= 0, onguard-Op1=1, onguard-Op2=0, onguard-Op3=0, onguard-Op4=0, blacklisted-Op1=0, blacklisted -Op2=0, blacklisted -Op3=0, blacklisted -Op4=0, rec=-0.01, fin=0]
Message de notification Notif envoyé par l’entité EM à G3: Observation : [demande de Op1 à Op3=0, demande de Op2 à Op3=0, demande de Op4 à Op3=0, offre de Op1 à Op3= 0, offre de Op2 à Op3= 0, offre de Op4 à Op3= 0, onguard-Op1=1, onguard-Op2=0, onguard-Op3=0, onguard-Op4=0, blacklisted-Op1=0, blacklisted -Op2=0, blacklisted -Op3=0, blacklisted -Op4=0, rec=-0.01, fin=0]
Message de notification Notif envoyé par l’entité EM à G4: Observation : [demande de Op1 à Op4=0, demande de Op2 à Op4=0, demande de Op3 à Op4=0, offre de Op1 à Op4= 0, offre de Op2 à Op4= 0, offre de Op3 à Op4= 0, onguard-Op1=1, onguard-Op2=0, onguard-Op3=0, onguard-Op4=0, blacklisted-Op1=0, blacklisted -Op2=0, blacklisted -Op3=0, blacklisted -Op4=0, rec=-0.01, fin=0]
Les messages de notification peuvent en outre comprendre une information indiquant si un ou plusieurs opérateurs recevant le message de notification est retiré du précédé, c’est-à-dire placé sur liste noire, lui indiquant ainsi quels opérateurs ne peuvent participer au procédé de substitution. Un opérateur peut être positionné sur liste noire lorsque par exemple il n’achemine pas les données des autres opérateurs alors que le procédé a abouti et qu’il a été déterminé qu’il était l’opérateur actif. Cette information concernant un opérateur retiré peut être complétée par une information sur la durée pendant laquelle l’opérateur est retiré.
Selon un exemple, les messages de notification peuvent en outre comprendre une donnée relative à la consommation de ressources économisée lors de la prochaine période d’inactivité. Cette donnée peut être une ressource estimée qui pourra être modifiée par les informations réelles de consommation transmises par exemple par l’intermédiaire d’une entité d’enregistrement.
Lors de l’étape E6 les entités de gestion G1, G2, G3 et G4 transmettent un nouveau message de requête Req puisque la valeur d’état (fin) était à 0 dans les messages de notification reçus lors de l’étape E5.
Ces messages de requête ont la forme suivante :
Message de requête Req envoyé par l’entité G1 à l’entité EM: Action : [demande de Op1 à Op2=0, demande de Op1 à Op3=0, demande de Op1 à Op4=0, offre de Op1 à Op2= 1, offre de Op1 à Op3= 1, offre de Op1 à Op4= 1, agent-id=1]
Message de requête Req envoyé par l’entité G2 à l’entité EM: Action : [demande de Op2 à Op1=0, demande de Op2 à Op3=0, demande de Op2 à Op4=0, offre de Op2 à Op1= 0, offre de Op2 à Op3= 0, offre de Op2 à Op4= 0, agent-id=2]
Message de requête Req envoyé par l’entité G3 à l’entité EM: Action : [demande de Op3 à Op1=0, demande de Op3 à Op2=0, demande de Op3 à Op4=0, offre de Op3 à Op1= 0, offre de Op3 à Op2= 0, offre de Op3 à Op4= 0, agent-id=3]
Message de requête Req envoyé par l’entité G4 à l’entité EM: Action : [demande de Op4 à Op1=0, demande de Op4 à Op2=0, demande de Op4 à Op3=0, offre de Op4 à Op1= 0, offre de Op4 à Op2= 0, offre de Op4 à Op3= 0, agent-id=4]
Ces messages de requête indiquent que l’entité de gestion G1 offre un service de substitution aux trois autres opérateurs, via les informations présentes dans le paramètre d’interaction du message Req transmis par l’entité de gestion G1.
A la réception de ces messages de requête, l’entité de médiation EM procède lors de l’étape E7 conformément à l’étape E4 et met à jour les paramètres d’interaction des messages de notification à renvoyer aux entités de gestion en fonction des informations présentes dans les paramètres d’interaction des messages de requête Req.
Lors de l’étape E8, l’entité de médiation EM transmet de nouveaux messages de notification aux entités de gestion G1, G2, G3, G4. Ces messages ont le format suivant :
Message de notification Notif envoyé par l’entité EM à G1: Observation : [demande de Op2 à Op1=0, demande de Op3 à Op1=0, demande de Op4 à Op1=0, offre de Op2 à Op1= 0, offre de Op3 à Op1= 0, offre de Op4 à Op1= 0, onguard-Op1=1, onguard-Op2=0, onguard-Op3=0, onguard-Op4=0, blacklisted-Op1=0, blacklisted -Op2=0, blacklisted -Op3=0, blacklisted -Op4=0, rec=-1.00, fin=1]
Message de notification Notif envoyé par l’entité EM à G2: Observation : [demande de Op1 à Op2=0, demande de Op3 à Op2=0, demande de Op4 à Op2=0, offre de Op1 à Op2= 1, offre de Op3 à Op2= 0, offre de Op4 à Op2= 0, onguard-Op1=1, onguard-Op2=0, onguard-Op3=0, onguard-Op4=0, blacklisted-Op1=0, blacklisted -Op2=0, blacklisted -Op3=0, blacklisted -Op4=0, rec=0.00, fin=1]
Avantageusement, le mortier préparé par le procédé selon l’invention comprend du ciment dans une proportion volumique inférieure ou égale à 5%, de préférence inférieure ou égale à 1% et, de manière particulièrement préférée, une proportion volumique inférieure à 0,5% de ciment, voir de 0% de ciment.
La représente schématiquement un nœud N i . Dans le mode de réalisation décrit ici, un nœud N i comporte un réseau de neurones RN qui peut être entraîné par une méthode d’apprentissage à partir du jeu de données locales ds i de ce nœud.
Dans un mode de réalisation de l’invention, les structures (nombre et topologie des couches) des modèles des réseaux de neurones RN des différents nœuds N i sont identiques. Mais les poids (ou paramètres) des modèles de ces réseaux sont potentiellement différents, puisque ces réseaux sont entraînés à partir de jeux de données locales ds i différentes.
L’entraînement d’un réseau de neurones d’un nœud N i pour obtenir un modèle plus performant peut comprendre quelques itérations (ou tour, en anglais round) de descente de gradient. Plus précisément, une fois que les poids du réseau ont été initialisés, au cours d’une itération, un nœud N i peut effectuer une descente de gradient durant époques (en anglais epoch) avec des données différentes (c’est-à-dire, qu’il calcule un gradient en utilisant chacune de ses données locales ds i fois).
Dans la suite de la description on notera : : notation générale pour désigner les poids (ou paramètres) du modèle d’un nœud : Poids courants du modèle du nœud N i : Poids d’un modèle au tour t = : mise à jour d’un modèle au tour t : mise à jour d’un modèle au tour t calculé localement avec le jeu de données ds i du nœud N i : gradient de la fonction de coût f : taux d’apprentissage : nombre d’époques : taille du batch de données (tirées au hasard par exemple).
Dans un mode de réalisation de l’invention, et comme représenté à la , les nœuds N i sont organisés en groupes ou clusters C j .
Dans le mode de réalisation décrit ici, dans chaque cluster C j , un des nœuds N i représenté en noir est un nœud d’agrégation A j du cluster C j . Dans le mode de réalisation décrit ici, les nœuds N i au sein d’un cluster C j ne communiquent que via le nœud d’agrégation A j de sorte que le coût de communication entre deux nœuds au sein d’un cluster est la somme des coûts de communication entre chacun de ces nœuds et le nœud d’agrégation A j de ce cluster.
Le nombre de niveaux de clusters peut être quelconque, chaque nœud d’agrégation d’un niveau n supérieur ou égal à 1, étant configuré pour communiquer avec un nœud d’agrégation de niveau inférieur n-1 avec la convention introduite ci-dessus.
Dans le mode de réalisation décrit ici, et par souci de simplification, on considèrera uniquement deux niveaux d’agrégation (niveaux 0 et 1) et que le niveau le plus bas, le niveau 0, est constitué par un nœud d’agrégation A 0 (entité de coordination au sens de l’invention).
La représente les nœuds de la regroupés en deux clusters C j de niveau 1, les nœuds d’agrégation A j de ces clusters étant configurés pour communiquer avec le nœud d’agrégation A 0 de niveau 0. Les traits pointillés représentent les clusters et les lignes pleines représentent les communications entre les nœuds.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le nœud d’agrégation A 0 de niveau 0 est apte à communiquer directement avec chacun des nœuds N i mais pour ne pas surcharger la , ces communications directes ne sont pas représentées.
Dans le mode de réalisation décrit ici, chaque nœud d’agrégation A j est configuré pour constituer un modèle agrégé pour le cluster C j à partir des modèles locaux des nœuds N i de ce cluster.
De la même façon, chaque nœud d’agrégation de niveau n, n supérieur ou égal à 0, est configuré pour constituer un modèle agrégé de niveau n à partir des modèles agrégés des clusters de niveau n+1.
On notera : : Poids courants du modèle du cluster C j : Modèle du cluster C j obtenu par agrégation des modèles de tous les nœuds N i du cluster C j : Mise à jour du modèle du cluster C j au tour t.
D’une façon générale, et comme décrit précisément par la suite, dans le mode de réalisation décrit ici : - le nœud d’agrégation A 0 de niveau 0 est configuré pour constituer, optimiser et réorganiser les clusters C j et pour désigner un nœud d’agrégation A j au sein de chacun de ces clusters ; - un nœud d’agrégation de niveau n est configuré pour pouvoir envoyer les poids d’un modèle à un nœud soit directement soit via une chaîne de nœuds d’agrégation de niveaux intermédiaires entre le niveau du nœud d’agrégation et le niveau de ce nœud; - le nœud d’agrégation A j d’un cluster C j est configuré pour demander aux nœuds N i de son cluster de mettre à jour leurs modèles (en effectuant par exemple une descente de gradient à partir de leurs jeux de données locales ds i ), - les nœuds N i sont configurés pour envoyer au nœud d’agrégation A j de leur cluster C j la mise à jour de leur modèle ; - un nœud d’agrégation de niveau n-1, n supérieur ou égal à 1, est configuré pour mettre à jour son modèle à partir des mises à jour des modèles des clusters de niveau n ; - le nœud d’agrégation A j d’un cluster C j est configuré pour restructurer son cluster C j , par exemple pour regrouper certains nœuds de ce cluster en sous-clusters ou pour exclure certains nœuds de son cluster C j , par exemple s’il détermine que l’évolution des modèles de certains nœuds de son cluster ne suit pas celle de son modèle agrégé ou celle d’autres nœuds de son cluster.
Dans un mode de réalisation de l’invention, les clusters issus des partitions et des restructurations successives sont constitués en poursuivant un double objectif, à savoir : - limiter (par exemple minimiser) les coûts de communication entre les nœuds, et ; - constituer des clusters de nœuds possédant des jeux de données locales avec des distributions homogènes.
La représente un regroupement des nœuds N i de la en quatre clusters qui optimisent les coûts de communication, les nœuds N i étant regroupés sur un critère purement géographique (premier critère ci-dessus).
- au moins une réception en provenance de chaque entité de gestion d’un message de requête comprenant un identifiant du fournisseur de services dont l’entité de gestion émet le message et le paramètre d’interaction mis à jour en fonction du message d’information ou du message de notification reçu,
- au moins une émission à destination de chaque entité de gestion d’un message de notification comprenant un identifiant du fournisseur de services actif déterminé, le paramètre d’interaction entre chacun des fournisseurs de services mis à jour en fonction des messages de requêtes reçus, une valeur de rétribution du fournisseur de services destinataire du message de notification et la valeur d’état mise à jour en fonction du paramètre d’interaction du message de notification.
Selon un aspect de l'invention, dans le procédé de substitution, le paramètre d’interaction entre chaque fournisseur de services comprend un paramètre de demande de substitution d’un fournisseur de services de la pluralité à chacun des autres fournisseurs de services de la pluralité, et un paramètre d’offre de substitution d’un fournisseur de services de la pluralité à chacun des autres fournisseurs de services de la pluralité.
Le paramètre d’interaction se structure avantageusement en une demande de substitution transmise par une entité de gestion d’un fournisseur de services de la pluralité et une offre de substitution permettant à un fournisseur de services de se proposer comme fournisseur de services actif, par exemple à la réception d’un message d’information lui indiquant qu’il a été déterminé comme fournisseur de services actif pour le prochain cycle. Un fournisseur de services peut ainsi, via ces informations, requérir auprès d’un autre fournisseur de services l’acheminement de ses données ou bien proposer à d’autres fournisseurs de services d’acheminer leurs données, par exemple pendant une durée de cycle.
Selon un aspect de l'invention, dans le procédé de substitution, la mise à jour du paramètre d’interaction en fonction des messages de requête reçus comprend la configuration dans le message de notification émis à destination de l’entité de gestion du fournisseur de services actif des demandes de substitution reçues dans les messages de requête émis par les fournisseurs de services non actifs de la pluralité.
Le procédé de substitution n’étant pas basé sur des échanges directs de messages, c’est-à-dire sans intermédiaire, entre les entités de gestion des fournisseurs de services respectifs de la pluralité contribuant au procédé de substitution, l’entité de médiation a pour objet d’une part de partager les offres et demandes d’un fournisseur de services vers les autres fournisseurs de services, de traiter ces offres et demandes et également de s’assurer que les différents fournisseurs de services contribuent effectivement au procédé de substitution en vérifiant les messages reçus. Le cas échéant, l’entité de médiation peut mettre un fournisseur de services sur liste noire en modifiant le paramètre d’interaction en fonctions des messages reçus.
Selon un autre aspect de l'invention, dans le procédé de substitution, le paramètre d’interaction mis à jour du message de requête comprend en outre une donnée relative à la technologie d’un réseau de communication du fournisseur de services dont l’entité de gestion émet le message de requête.
Le paramètre d’interaction des messages de requête peut être avantageusement modifié pour inclure une information sur la technologie utilisée par le fournisseur de services pour transmettre les données. La donnée relative à la technologie peut indifféremment être une donnée relative au type de réseau opéré, par exemple de type 2G, 3G, 4G ou 5G, et/ou une bande de fréquences utilisée par le fournisseur de services, et/ou une information sur la bande passante utilisée par un fournisseur de services pour l’acheminement des données. L’entité de médiation, et finalement le fournisseur de services actif, prend en compte ces informations pour respectivement sélectionner un fournisseur de services actif et acheminer les données en utilisant la technologie utilisée par le fournisseur de services souhaitant être substitué via le paramètre d’interaction.
Selon un autre aspect de l'invention, dans le procédé de substitution, le message de notification comprend en outre une information indiquant si le fournisseur de services dont l’entité de gestion reçoit le message de notification est retiré de la pluralité dans la mise en œuvre du procédé de substitution.
Le procédé de substitution est vertueux si les différents fournisseurs de services contribuent au procédé en étant désigné lors de certains cycles comme fournisseur de services actif et en offrant leur disponibilité pour acheminer les données des autres fournisseurs de services via la mise à jour du paramètre d’interaction. Par exemple, si une entité de gestion n’offre pas de substitution à d’autres fournisseurs de services bien qu’indiqué comme fournisseur de services actif dans un message d’information ou si un fournisseur de services n’a pas indiqué une ressource consommée correcte correspondant à l’acheminement des données des fournisseurs de services de la pluralité, alors il peut être retiré de la pluralité pour un ou plusieurs cycles, l’empêchant ainsi de voir son trafic acheminé par un autre fournisseur de services pendant une période de temps. Les fournisseurs de services contribuant au procédé, en ayant connaissance qu’un des fournisseurs de services est retiré de la pluralité via l’information dans le message de notification, sait qu’il doit assurer l’acheminement des données de façon plus fréquente.
Selon un autre aspect de l'invention, dans le procédé de substitution, le message de notification comprend en outre une donnée relative à la consommation de ressources économisée par la substitution des fournisseurs de services de la pluralité par le fournisseur de services actif. Le procédé de substitution vise à ce que les fournisseurs de services contribuant au procédé aient une consommation de ressources équilibrée pour l’acheminement des données sur un ensemble de cycles. Cette donnée sur la consommation de ressources peut être la ressource économisée pour les fournisseurs de services non actifs et la ressource consommée pour le fournisseur de services actif. Ainsi chaque entité de gestion peut être informée de l’économie ou de la dépense estimée dans la mise en œuvre du procédé et s’assurer de façon individuelle que le procédé n’avantage pas un fournisseur de services par rapport à un autre. Cette donnée permet en outre de comparer la valeur estimée avec la valeur calculée et le cas échéant informer l’entité de médiation, voire une entité d’enregistrement de la différence, pour que la détermination d’un fournisseur de services actif lors d’un prochain cycle le prenne en compte.
Selon un autre aspect de l'invention, dans le procédé de substitution, la valeur d’état indique une fin de négociation si le paramètre d’interaction du message de requête émis par le fournisseur de services actif comprend un paramètre d’offre de substitution ou si le nombre de messages de requête et/ou de notification atteint une valeur prédéterminée.