INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le procédé de détermination d’une température cible de batterie de véhicule électrique comprend de préférence une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - si à l’étape iv), la puissance thermique dissipée par la batterie par échauffement est inférieure à la puissance thermique de refroidissement maximale que le véhicule peut fournir durant la phase de charge, alors la température cible est définie comme étant égale à une température maximale de la batterie en phase de charge ; - la température maximale de charge de la batterie est une température de la batterie limitant voire évitant le risque de déclassement de la batterie au cours de la phase de charge ; - la température maximale de charge de la batterie est inférieure à 80 °C ; - la température maximale de charge de la batterie est supérieure à 45 °C ; - le véhicule étant muni d’une installation de refroidissement de la batterie adaptée à refroidir la batterie, la puissance thermique de refroidissement maximale que le véhicule peut fournir durant la phase de charge est une puissance thermique maximale qui peut être dissipée par l’installation de refroidissement de la batterie ; - le gradient de température durant la phase de charge est défini comme étant égal au rapport entre : -- le produit de : --- la différence entre la puissance thermique dissipée par la batterie par échauffement et la puissance thermique de refroidissement maximale que le véhicule peut fournir durant la phase de charge, et --- d’un temps d’échauffement de la batterie durant la phase de charge, d’une part, et -- la capacité thermique de la batterie, d’autre part ; et - le temps d’échauffement de la batterie durant la phase de charge correspond au minimum entre : -- l’intervalle de temps entre un début de la phase de charge et un instant auquel la puissance thermique de refroidissement maximale devient supérieure à la puissance thermique dissipée par la batterie par échauffement, durant la phase de charge ; et -- une durée prévue de la phase de charge, dans le cas où la température de la batterie est maintenue inférieure à la température maximale de charge de la batterie durant la phase de charge.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de gestion d’une installation de refroidissement d’une batterie du véhicule électrique ou hybride et, de préférence, de chauffage, ventilation et climatisation d’un habitacle du véhicule, l’installation comprenant un premier circuit thermodynamique de refroidissement de la batterie du véhicule au moyen d’un fluide caloporteur, et un deuxième circuit thermodynamique de fluide frigorigène, comprenant au moins une première branche de refroidissement du fluide caloporteur, et, de préférence, au moins une deuxième branche de refroidissement d’un flux d’air destiné à être envoyé vers l’habitacle du véhicule, le deuxième circuit thermodynamique étant muni d’un compresseur, de préférence unique, le procédé comprenant les étapes consistant à : a) le véhicule étant dans une phase de roulage, déterminer un intervalle de temps avant une prochaine phase de charge de la batterie du véhicule ; b) déterminer une température cible de la batterie avant la prochaine phase de charge, de préférence en mettant en œuvre un procédé tel que décrit ci-avant, dans toutes ses combinaisons ; c) déterminer l’énergie thermique de refroidissement nécessaire avant la prochaine phase de charge en fonction d’une température de fonctionnement de la batterie dans la phase de roulage du véhicule et de la température cible, pour que la batterie atteigne la température cible ; d) déterminer une durée nécessaire pour que le deuxième circuit thermodynamique fournisse l’énergie thermique de refroidissement nécessaire déterminée à l’étape c) dans la première branche, sans modifier le régime du compresseur ; et e) si la durée nécessaire est supérieure à l’intervalle de temps avant la prochaine phase de charge de la batterie du véhicule, augmenter le flux de fluide frigorigène dans la première branche, de préférence en augmentant le régime du compresseur et/ou en réduisant le flux de fluide frigorigène dans la deuxième branche, le cas échéant.
Le procédé de gestion d’une installation de refroidissement d’une batterie de véhicule électrique ou hybride comprend de préférence une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - la température de fonctionnement de la batterie en phase de roulage du véhicule est une température maximale de fonctionnement de la batterie en phase de roulage du véhicule, limitant voire évitant les risques d’emballement thermique et/ou de vieillissement de la batterie ; - le procédé comprend une étape antérieure à l’étape a), consistant à déterminer si une recharge de la batterie est prévue, notamment dans un intervalle de temps déterminé ; - on détermine si une recharge de la batterie est prévue en fonction : -- d’une saisie par un occupant du véhicule d’une information relative à une recharge de la batterie, ou -- d’un trajet à réaliser ; - si aucune recharge de la batterie n’est prévue, le régime du compresseur est commandé pour conserver la batterie à une température sensiblement égale voire inférieure à la température maximale de fonctionnement de la batterie en phase de roulage du véhicule ; - à l’étape e), le régime du compresseur est augmenté pour que la batterie atteigne la température cible dans l’intervalle de temps avant la prochaine phase de charge de la batterie du véhicule ; - l’énergie thermique de refroidissement nécessaire pour refroidir la batterie, déterminée à l’étape c), est égale au produit de : -- la capacité thermique de la batterie, d’une part, et de -- la différence entre la température de fonctionnement de la batterie en phase de roulage du véhicule et la température cible de la batterie avant la prochaine phase de charge, d’autre part ; et - la durée nécessaire déterminée à l’étape d), est égale au rapport entre : -- l’énergie thermique de refroidissement nécessaire pour refroidir la batterie, d’une part, et -- la différence entre : --- une puissance de refroidissement fournie par la première branche du deuxième circuit thermodynamique sans modifier le régime du compresseur, et --- une puissance thermique dissipée par la batterie par échauffement, en phase de roulage du véhicule, d’autre part.
Selon encore un autre aspect, il est décrit un véhicule électrique ou hybride, comprenant : - une batterie, - une installation de refroidissement de la batterie et, de préférence, de chauffage, ventilation et climatisation d’un habitacle du véhicule, l’installation comprenant un premier circuit thermodynamique de refroidissement de la batterie du véhicule au moyen d’un fluide caloporteur, et un deuxième circuit thermodynamique de fluide frigorigène, comprenant au moins une première branche de refroidissement du fluide caloporteur, et, de préférence, au moins une deuxième branche de refroidissement d’un flux d’air destiné à être envoyé vers l’habitacle du véhicule, le deuxième circuit thermodynamique étant muni d’un compresseur, de préférence unique, et - une unité électronique de commande adaptée à mettre en œuvre un procédé tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons.
illustre schématiquement un véhicule électrique comprenant un exemple d’installation de climatisation et de refroidissement d’une batterie.
représente un ordinogramme d’un exemple de procédé de détermination d’une température cible d’une batterie de véhicule électrique ou hybride, avant le début d’une phase de charge.
représente un ordinogramme d’un exemple de procédé de gestion d’une installation combinée de refroidissement de la batterie et de chauffage, ventilation et climatisation de l’habitacle d’un véhicule électrique ou hybride.
La illustre un exemple d’installation combinée 10 de climatisation de l’habitacle 12 d’un véhicule automobile 14 et de refroidissement d’une batterie 16 du véhicule automobile 14 . Le véhicule automobile 14 est par exemple un véhicule automobile électrique ou un véhicule automobile hybride. La batterie 16 alimente ainsi au moins partiellement un moteur électrique du véhicule 14 . L’installation combinée 10 combine ici une installation 18 de chauffage, ventilation et climatisation l’habitacle 12 (aussi connue sous le nom d’installation HVAC, pour Heating , Ventilation and Air- Conditioning ), et une installation 20 de refroidissement de la batterie 16 du véhicule automobile 14 .
L’installation 18 de chauffage, ventilation et climatisation de l’habitacle 12 , telle qu’illustrée comprend tout d’abord un boîtier 22 . Le boîtier 22 comprend ici une entrée d’air 24 et deux sorties d’air 26 , 28 débouchant dans l’habitacle 12 . L’entrée d’air 24 permet d’aspirer de l’air dans le boîtier 22 , par exemple depuis l’extérieur du véhicule automobile 14 . La première sortie d’air 26 permet de souffler de l’air vers l’habitacle 12 du véhicule automobile 14 , par exemple vers les pieds des occupants du véhicule automobile 1 4 . La deuxième sortie d’air 28 permet également de souffler de l’air vers l’habitacle 12 du véhicule automobile 14 , par exemple vers le parebrise du véhicule automobile 14 . L’entrée d’air 24 et chaque sortie d’air 26 , 28 est associée à un clapet 25 , 27 , 29 respectif permettant de sélectivement ouvrir ou fermer l’entrée 24 ou la sortie 26 , 28 correspondante. Un ventilateur 30 , ménagé à l’intérieur du boîtier 22 , permet d’aspirer l’air depuis l’entrée 24 vers les sorties 26 , 28 . Le ventilateur 30 est par exemple du type centrifuge.
Une résistance 32 est disposée dans le boîtier 22 . La résistance 32 est adaptée pour chauffer le flux d’air traversant le boîtier 22 depuis l’entrée 24 vers au moins l’une des sorties 26 , 28 . Ici, la résistance électrique 32 est du type à coefficient de température positive ou CTP (de l’anglais « positive temperature coefficient » ou PTC).
Par ailleurs, un évaporateur 34 est disposé dans le boîtier 22 , pour être en contact avec un flux d’air traversant le boîtier 22 , depuis l’entrée 24 vers au moins l’une des sorties d’air 26 , 28 . Un clapet 36 peut être ménagé dans le boîtier 22 pour sélectivement diriger le flux d’air à l’intérieur du boîtier 22 , vers la résistance 32 ou non. On peut noter ici que la résistance 32 est disposée en aval de l’évaporateur 34 , dans le sens du flux d’air dans le boîtier 22 , depuis l’entrée d’air 24 vers au moins l’une des sorties d’air 26 , 28 .
L’évaporateur 34 permet de refroidir le flux d’air dans le boîtier 22 , par contact. En particulier, le flux d’air peut perdre des calories au profit d’un fluide frigorigène traversant l’évaporateur 34 , lequel s’évapore au moins en partie dans l’évaporateur 34 du fait de l’apport de calories provenant du flux d’air.
Enfin, une dernière option consiste à implanter une plaque de refroidissement sur au moins un côté d’un module ou pack-batterie, comme divulgué dans la demande FR3085542A1 ou le CN109149009B. Cette solution est simple à mettre en œuvre car la plaque de refroidissement régule une surface conductrice commune à tout un module d’accumulateurs. L’inconvénient majeur de troisième est similaire à une solution par immersion totale : la masse de la plaque de refroidissement doit être prise en considération dans le compromis à réaliser entre régulation thermique et gain en performance. En outre, du fait des contraintes d’encombrement et de masse, le refroidissement est souvent réalisé sur une seule surface commune du module.
Il existe donc un besoin pour améliorer les solutions de refroidissement de pack-batterie, notamment afin qu’elles soient optimisées en termes de poids et d’encombrement pour préserver les performances du pack.
Le but de l’invention est de répondre au moins en partie à ce(s) besoin(s).
Pour ce faire, l’invention concerne, sous l’un de ses aspects, une enveloppe, pour module de batterie comprenant une pluralité d’accumulateurs à emballage rigide sous la forme d’un boitier, l’enveloppe comprenant une membrane étanche délimitant un volume de liquide caloporteur au plus près de chaque accumulateur du module, la membrane étant percée d’une ouverture d’amenée du liquide caloporteur, d’une ouverture d’évacuation du liquide caloporteur, et d’une pluralité d’ouvertures de maintien et d’étanchéité dont la périphérie de chacune est délimitée par une lèvre d’étanchéité souple adaptée pour positionner et maintenir un des accumulateurs et garantir l’étanchéité autour de son boitier, chaque lèvre d’étanchéité étant destinée à être agencée pour laisser dégagée au moins une borne de sortie d’un des accumulateurs, en dehors du volume de liquide caloporteur.
Selon une variante de l’invention, la membrane est en au moins un matériau élastomère souple, de préférence choisi parmi un caoutchouc, un silicone, le nitrile (NBR).
Alternativement, la membrane est en au moins un matériau rigide, de préférence choisi parmi le polyéthylène (PE), le polyétherimide (PEI), le polyétheréthercétone (PEEK), le polytéréphtalate de butylène (PBT), à l’exception des lèvres d’étanchéité en au moins un matériau polymère souple, de préférence choisi parmi un silicone, un élastomère thermoplastique (TPE ou TPR), surmoulées sur le matériau rigide.
Avantageusement, le profil des lèvres d’étanchéité définit des surfaces planes de contact direct selon la hauteur des accumulateurs.
Selon un mode de réalisation avantageux, le ratio entre la surface développée de la surface de contact d’une lèvre d’étanchéité, définie par sa hauteur, avec un accumulateur et la surface d’extrémité de ladite lèvre est au moins égal à 7.
Selon ce mode et une configuration avantageuse, la surface développée définie par la hauteur de la lèvre d’étanchéité correspond à 7 fois la surface de l’extrémité de celle-ci.
Avec cette configuration, on peut optimiser les paramètres de la lèvre d’étanchéité comme suit:
un ajustement de serrage d’un accumulateur correspond à 93% de son diamètre avec un matériau souple de réalisation de la lèvre d’étanchéité d’une dureté égale de l’ordre de 50 shore, inférieure à 55 shore; une pression relative au sein du circuit de liquide caloporteur en fonctionnement de l’ordre de 200mbars. En effet, le fluide caloporteur est régulé par un flux continu, légèrement supérieur à la pression atmosphérique. Typiquement, avec 200mbars de pression relative au sein du circuit fermé, la régulation thermique devient efficace sans sollicitations excessives sur les lèvres d’étanchéité et de manière plus générale sur les parties élastiques de la membrane étanche.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, les ouvertures de maintien et d’étanchéité sont agencées deux-à-deux, l’une en regard de l’autre de sorte à ce qu’un de la pluralité des accumulateurs soit positionné et maintenu par les deux lèvres d’étanchéité des ouvertures en regard.
Les ouvertures de maintien et d’étanchéité peuvent être de section cylindrique ou prismatique, destinées à positionner et maintenir des accumulateurs de géométrie respectivement cylindrique ou prismatique.
De préférence, les lèvres d’étanchéité souples sont agencées à l’intérieur du volume.
L’invention a également pour objet un pack-batterie comprenant au moins un module comprenant:
- une pluralité d’accumulateurs de géométrie prismatique comprenant chacun au moins une cellule électrochimique C formée d’une cathode, d’une anode et d’un électrolyte intercalé entre la cathode et l’anode, et un boitier agencé pour contenir avec étanchéité la cellule électrochimique et deux bornes de sortie faisant saillie du couvercle et/ou du fond du boitier;
Les éléments lumineux 6 peuvent être connectés entre eux, en série et/ou parallèle, de manière à former une guirlande.
Les éléments lumineux 6 peuvent être agencés de manière échelonnée le long de la direction de translation (A) du fil abrasif F, dans un plan parallèle au plan de découpe.
Le dispositif de rétroéclairage 5 comporte une source d'alimentation électrique 50, sur laquelle est connecté chacun de ses éléments lumineux 6.
Selon une particularité, chaque élément lumineux peut se présenter sous la forme d'une bande de plusieurs diodes électroluminescentes 60. Chaque bande est par exemple insérée dans une rainure 41 réalisée sur la face d'appui du plateau support 4. Les rainures sont par exemple toutes parallèles et réalisées sur la face d'appui du plateau support 4, et par exemple agencées perpendiculairement à la direction de translation du fil abrasif F. Bien entendu, d'autres configurations de position des bandes de diodes électroluminescentes pourraient être envisagées, dès l'instant qu'un rétroéclairage suffisant est fourni.
La position du fil abrasif F lors de la découpe peut être déterminée par simple visualisation par un opérateur, qui peut ensuite régler manuellement chaque consigne appliquée aux moyens d'entraînement 8 chargés d'entraîner le fil abrasif F.
De manière avantageuse, l'installation peut aussi comporter des moyens de capture optique 7 des signaux lumineux S_L émis à travers ledit module photovoltaïque M. Ces moyens de capture optique 7 peuvent comporter une caméra et/ou un ou plusieurs capteurs optiques capables de capter lesdits signaux lumineux S_L émis à travers le module photovoltaïque par le dispositif de rétroéclairage 5.
Les moyens de capture optique 7 sont positionnés du côté opposé au dispositif de rétroéclairage 5, par rapport au plan formé par le module photovoltaïque M, de manière à capter les signaux lumineux S_L émis par le dispositif de rétroéclairage 5 à travers le module photovoltaïque M.
L'installation comporte alors une unité de contrôle UC recevant des données représentatives des signaux lumineux S_L captés par les moyens de capture optique 7. Les données reçues par l'unité de contrôle UC peuvent être de type analogique et/ou numérique. L'unité de contrôle UC peut être un automate programmable.
L'unité de contrôle UC est configurée pour déterminer la position du fil abrasif F lors de la découpe, par analyse des données reçues.
En fonction de la position du fil abrasif F, l'unité de contrôle UC est configurée pour régler la vitesse d'avance du fil abrasif F et/ou la vitesse de coupe du fil abrasif F dans le plan de découpe. Les consignes de vitesse V1, V2 déterminées sont envoyées aux moyens d'entraînement 8.
Selon un aspect particulier de l'invention, la détermination de la position du fil abrasif F peut être réalisée à partir du contraste lumineux existant entre les zones non occupées par le fil abrasif F et les zones occupées par le fil abrasif F.
Selon que l'éclairage est réalisé dans le visible ou dans l'infrarouge, le principe de détection de la position du fil abrasif F pourra différer. Comme déjà indiqué ci-dessus, les zones occupées par les rubans de connexion et par les cellules photovoltaïques, sont dites zones pleines Z2, par opposition aux zones inter-cellules Z1 (voir ).
Eclairage dans le visible : En l'absence du fil abrasif, avant l'opération de découpe, la lumière émise par le dispositif de rétroéclairage 5 traverse les zones inter-cellules Z1 où il n'y a aucun ruban de connexion ni cellule photovoltaïque, et ne traverse pas ou moins les zones pleines Z2.
Lors de la découpe, le passage du fil abrasif F à l'intérieur du module photovoltaïque M dans le plan de découpe modifie la transmission de la lumière à travers le module, les zones inter-cellules Z1 traversées par le fil abrasif F devenant alors plus sombres (car moins denses) et ainsi détectables.
Eclairage dans l'infrarouge : En l'absence du fil abrasif, avant l'opération de découpe, la lumière émise par le dispositif de rétroéclairage 5 traverse les zones pleines Z2, les cellules étant transparentes aux infrarouges, et ne traversent pas ou moins les zones inter-cellules Z1.
Lors de la découpe, le passage du fil abrasif F à l'intérieur du module photovoltaïque M dans le plan de découpe modifie la transmission de la lumière à travers le module, les zones inter-cellules Z1 traversées par le fil abrasif F devenant alors visibles et ainsi détectables.
En résumé, un utilisateur peut configurer le dispositif de gestion d’événements EVTC, par l’intermédiaire d’une commande CNFG initiée par un processeur hôte HOST. La commande CNFG configure la table de correspondance connectant les signaux déclencheurs TrgA-TrgM avec les données d’événement Evt0-EvtN, d’une manière permettant de choisir la priorité des signaux déclencheurs TrgA-TrgM. L’utilisateur peut parallèlement définir de façon logicielle la tâche Tsk0-TskN associée aux données d’événements respectives Evt0-EvtN (connectés aux signaux déclencheurs).
La table de correspondance est un ensemble de plusieurs tâches programmées lors d’une phase d’initialisation, de sorte que chaque tâche est associée à un événement ayant un index respectif pouvant définir une priorité. Avantageusement, les tâches ne sont réveillées que par un événement respectif, et ne sont pas interruptibles, de sorte qu’une tâche exécutée est exécutée jusqu’à sa fin. La planification des tâches par le processeur de signaux numériques commence lorsque la table de correspondance est entièrement créée, et ne comporte qu’une fonction d’attente d’événement « wfe() » et un appel de la fonction mettant œuvre la tâche.
L’exemple ci-dessous de code logiciel du planificateur SCHD du processeur de signaux numériques DSP, permet, en collaboration avec le dispositif de gestion d’événements EVTC, de commencer l’exécution d’une tâche en moins de 15 cycles du signal d’horloge cadençant le processeur de signaux numériques DSP après réception du signal déclencheur :
wfe(); /*attente de l'événement*/
index = getEvent(); /*lecture de l'événement reçu*/
ptrTask[index]->fonction(ptrTask[index]->ptrParam) /*appel de la tâche*/
Les termes situés entre les symboles « /* » et « */ » sont des commentaires décrivant sommairement l’action de la ligne de code correspondante.
SYSTEME DE CONTROLE DE SYSTEME DYNAMIQUE POUR VEHICULES AUTOMOBILES, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL SYSTEME DE CONTROLE L’invention se rapporte au domaine des systèmes de contrôle des systèmes dynamiques pour véhicules automobiles, en particulier pour des contrôles de type prédictif.
L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le cadre du contrôle de la boucle d’air d’un moteur thermique, et est en outre envisagée pour le contrôle de la boucle d’air de la cathode d’une pile à combustible.
La généricité de la solution proposée permet son application à un grand nombre de problèmes de commande optimales robustes rencontrés dans le domaine de l’automobile.
Une solution de contrôle de l’art antérieur est basée sur un contrôle en chaine directe (ou « feedforward » en langue anglaise) par un modèle inverse MI, du type présenté en , pour des actionneurs d’un système physique SP.
Ce type de loi de commande considère le modèle nominal d’un système piloté et l’utilise pour calculer une commande de sorte que . Malheureusement, cette loi de commande ne peut pas gérer les incertitudes paramétriques du système. En outre, elle n’est pas sensible aux bruits de mesure. Elle est souvent accompagnée par un régulateur feedback développé dans d’autres solutions.
Une autre solution de contrôle de l’art antérieur est basée sur un contrôle en chaine directe FF et rétroactif FB (ou « feedback » en langue anglaise) des actionneurs du système, du type présenté en .
Le contrôle en chaine directe FF permet de mettre en forme une commande nécessaire pour atteindre un objectif ou référence . Un régulateur rétroactif permet de conduire la sortie du système vers la référence en tenant compte des incertitudes paramétriques ainsi que de bruits de mesure .
Une autre solution de contrôle de l’art antérieur est basée sur un contrôle prédictif basé sur un modèle, de type MPC (« L inear Model Predictive Control » en langue anglaise) dit linéaire ou non-linéaire (NMPC – « Nonlinear Model Predictive Control » en langue anglaise), du type présenté en . Dans cette figure, O est un optimiseur, SE est un module de simulation embarquée intégrant un modèle du système MS.
Ce contrôle prédictif implique une loi de commande optimale en ligne. Son principe de fonctionnement est le suivant :
Après passage dans l’unité 1, celle-ci est autorisée à accéder à la troisième zone mémoire ZM3 par les troisièmes moyens de pare feu 23.