INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Pour la suite de la description, une direction longitudinale est parallèle à l’axe moteur A18 de la motorisation 18 et une direction radiale est perpendiculaire à l’axe moteur A18. Un plan longitudinal contient l’axe moteur A18 de la motorisation 18. Un plan transversal est un plan perpendiculaire à l’axe moteur A18. Les notions avant/arrière, notées Av/Ar, font référence au sens d’écoulement d’un flux d’air 22 dans la nacelle 20 s’écoulant de l’avant (Av) vers l’arrière (Ar).
La nacelle 20 a une forme approximativement tubulaire et comprend à l’avant une entrée d’air 24 via laquelle pénètre le flux d’air 22. Selon une configuration visible sur la , l’entrée d’air 24 comprend une lèvre 26, un conduit intérieur 28 prolongeant la lèvre 26 vers l’intérieur de la nacelle 20 ainsi qu’une paroi extérieure 30 prolongeant la lèvre 26 à l’extérieur de la nacelle 20.
Ce matériau permet d’isoler efficacement le pack batterie de l’air ambiant et rend la couche d’isolation thermique simple à réaliser.
Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, la couche d’isolation thermique comprend en outre une couche d’entretoises destinées à former une lame d’air isolante entre la deuxième face de l’échangeur de chaleur et le pack batterie.
On permet ainsi une meilleure isolation thermique du pack batterie.
On prévoit également selon l’invention un pack batterie pour véhicule automobile, comprenant un boîtier présentant en surface inférieure un échangeur de chaleur tel que défini dans ce qui précède.
Avantageusement, la surface inférieure du boîtier comporte un échangeur de chaleur supplémentaire destiné à échanger de l’énergie calorifique entre un circuit de gestion thermique et des modules de batteries.
L’échangeur thermique permet ainsi un échange de chaleur entre l’air ambiant et deux circuits de gestion thermique du véhicule, ce qui rend l’échangeur particulièrement compact. Cela permet d’éviter d’avoir à installer deux échangeurs distincts dédiés à chacun des circuits de gestion thermique.
On prévoit aussi selon l’invention un véhicule automobile électrique ou hybride comportant un échangeur de chaleur tel que défini dans ce qui précède ou un pack batterie tel que défini dans ce qui précède, dans lequel les ailettes sont disposées de sorte à être orientées dans le même axe que le sens de déplacement dudit véhicule.
la est une vue générale d’un véhicule automobile selon l’invention,
la est une vue schématique d’un pack batterie, selon l’invention, du véhicule de la équipé d’un échangeur de chaleur selon un premier mode de réalisation de l’invention,
la est une vue schématique du pack batterie de la équipé d’un échangeur de chaleur selon une variante de réalisation du premier de mode de réalisation de l’invention, et
la est une vue schématique d’un pack batterie, selon l’invention, du véhicule de la équipé d’un échangeur de chaleur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.
On a illustré en un véhicule automobile 2 selon l’invention. Ce véhicule 2 est du type électrique ou hybride et comprend un pack batterie 4 ; 4’ ; 4’’ comprenant une ou plusieurs batteries configurées pour produire de l’énergie électrique afin d’alimenter le véhicule notamment pour le faire avancer. Ce type de sources d’énergie étant connu, il ne sera pas davantage décrit dans ce qui suit.
Liste des références numériques 1. Ensemble 2. Flotte 11. Véhicules autonomes sous-marins 20, 20’, 20’’ et 20’’’. Dispositifs de surface 30. Centre opérationnel 50. Signaux acoustiques 52. Signaux satellites 61. Première position 62. Deuxième position 1000. à 1013., 1100. et 1200. Etapes du procédé
Procédé de localisation d’une cible au moyen d’un détecteur à plusieurs quadrants. L’invention concerne le domaine de la détection d’une cible au moyen d’un détecteur à plusieurs quadrants, la cible étant de préférence éclairée. L’invention trouve notamment application dans le domaine du guidage semi-actif laser d’un objet vers la cible pour le guidage automatique d’armements air/surface ou surface/surface.
ETAT DE LA TECHNIQUE Un dispositif de localisation d’une cible comprenant un photodétecteur à quatre quadrants exploite un flux diffusé par la cible à détecter pour mesurer la direction de la cible dans son repère de visée. Une telle localisation permet notamment de poursuivre une cible en mouvement telle un avion, engin, missile, véhicule, char etc. Un tel dispositif peut être monté sur un système de guidage par exemple un missile autoguidé, ou sur un poste de tir permettant de poursuivre une balise portée par le missile et une cible.
L’écart entre l’axe de visée et la direction de la cible est l’écartométrie ou écart angulaire ou encore dépointage angulaire. Cette écartométrie est usuellement dans le cas du guidage soit ramenée à zéro soit conservée constante pour que le système de guidage comprenant le dispositif de localisation soit correctement guidé vers la cible.
La cible peut naturellement émettre de la lumière. Toutefois, dans le cadre d’un guidage semi-actif laser, un faisceau laser de forte puissance et à faible divergence émis par un désignateur marque la cible et le flux laser diffusé (rétrodiffusé) par la cible est alors exploité pour mesurer l’écartométrie. Le désignateur est par exemple intégré dans le viseur ou bien encore porté par un dispositif tiers et coopératif.
On connait notamment deux catégories de systèmes de guidage ou capteurs qui exploitent un tel flux laser diffusé par la cible à localiser.
Les localisateurs Laser, ou LST, de l'anglais, Laser-Spot-Tracker, sont des équipements intégrés dans un viseur dont la fonction est d'assurer que le faisceau laser émis par le désignateur est bien positionné sur la cible. Un LST est plus précisément un écartomètre qui détermine la direction angulaire du flux laser diffusé par la cible et cette direction est comparée à la direction de la cible observée dans un imageur harmonisé avec le LST.
Les autodirecteurs ou Ecartomètres Semi-Actifs Lasers, désignés par le terme E-SAL, sont intégrés dans les armements et leur apportent la capacité à se guider avec précision sur le spot laser positionné sur la cible, qui peut être fixe, déplaçable ou mobile.
Les principales fonctions de ces systèmes sont les suivantes :
la détection d’un flux laser réfléchi par la cible pointée et associé au laser de désignation ; la poursuite de cette cible à partir de la réflexion du flux laser maintenu positionné sur celle-ci ; la fourniture d’une écartométrie de la cible dans le repère du capteur LST ou du capteur E-SAL.
Pour la localisation et le guidage, une solution usuelle consiste à utiliser un photodétecteur multi-quadrants, notamment un photodétecteur de type 4-quadrants, dont la surface photo-détectrice est en en forme de disque ou de carré coupé en quatre surfaces de photodétection égales et indépendantes. Ce photodétecteur est associé à une optique collectrice de flux permettant une répartition d’énergie plus ou moins localisée, typiquement un disque homothétique de l’éclairement dans la pupille d’entrée de l’optique, sur la surface active du photodétecteur. La position de cette répartition d’énergie dépend de la direction angulaire de provenance du flux incident.
Les niveaux d’énergie collectés par chacun des quadrants varient donc selon cette direction et c'est ce qui permet de déterminer l’écartométrie.
Prenons en exemple un photodétecteur quatre-quadrants. Pour déterminer l’écartométrie, les opérations à effectuer avec un détecteur 4-quadrants consistent en deux comparaisons des signaux reçus sur les secteurs appairés : d’une part somme des 2 quadrants en haut vs somme des 2 quadrants en bas et d’autre part somme des 2 quadrants à gauche vs somme des 2 quadrants à droite. On effectue donc deux pesées du signal détecté selon les axes vertical et horizontal. Puis une tabulation préalablement réalisée en usine est appliquée et donne les positions angulaires vraies en site et gisement de la tache par rapport au référentiel du détecteur, en correspondance avec les valeurs de pesées haut-bas et gauche-droite.
Cette étape de conversion entre pesées et écartométrie suppose que la répartition de l’énergie sur le détecteur 4 quadrants est identique dans le moyen mis en œuvre en usine et dans le contexte d’utilisation.
Or ce n’est pas toujours le cas.
On a représenté en un véhicule automobile électrique ou hybride 2. Il comprend une batterie 4 configurée pour fournir de l’énergie au véhicule afin de le faire rouler, de manière connue en soi. Le véhicule 2 comprend également un dispositif de refroidissement 6 configuré pour notamment refroidir la batterie 4 pendant un rechargement de celle-ci. En effet, le rechargement de la batterie 4 se fait par le passage d’un courant à travers la batterie, ce qui génère de la chaleur par effet Joule. A cet effet, le dispositif de refroidissement 6 comprend classiquement un compresseur, un évaporateur agencé pour refroidir la batterie 4 et un condenseur agencé pour dissiper la chaleur issue de la batterie 4. Le dispositif de refroidissement 6 comporte en outre un ventilateur agencé de sorte à générer un flux d’air au travers du condenseur, la vitesse de rotation dudit ventilateur suivant les mêmes paliers que le compresseur. Une telle configuration de dispositif de refroidissement étant connue, elle ne sera pas décrite davantage dans ce qui suit.
Le véhicule 2 comprend une unité de commande électronique 8 permettant la mise en œuvre d’un procédé de refroidissement, selon l’invention, de la batterie 4 pendant un rechargement de celle-ci. On va désormais décrire un tel procédé.
On a représenté en un graphique représentant l’évolution de la puissance thermique dissipée par la batterie 4, de la puissance P de refroidissement fournie par le dispositif de refroidissement 6 et de la température T de la batterie 4 en fonction du temps t selon un premier mode d’implémentation du procédé de refroidissement. De telles puissances sont généralement exprimées en Watt.
On commence par réaliser des mesures de certaines grandeurs théoriques qui permettent de calibrer au mieux le procédé à l’état réel de la batterie et aux conditions extérieures.
Tout d’abord, on simule un rechargement de la batterie (4) au moyen d’une station de recharge prédéterminée, par exemple une borne de recharge à laquelle le véhicule est branchée, avec une puissance de refroidissement maximal de la batterie 4 au moyen du dispositif de refroidissement 6. Cette simulation se fait à puissance de recharge maximale, c’est-à-dire sans limiter l’ampérage de la station de rechargement et pour un rechargement complet de la batterie 4. Cette simulation permet de déterminer une courbe de puissance thermique théorique 102 montrant la puissance thermique dissipée par la batterie 4 en fonction du temps durant le rechargement. Cette courbe de puissance thermique théorique 102dissipée par la batterie 4 permet ainsi de déterminer une puissance thermique maximale Ptmax dissipée par la batterie (4).
Cette simulation permet également de déterminer une courbe de l’évolution de la température théorique 104 de la batterie 4 en fonction du temps durant le rechargement. Cette courbe de température théorique 104 de la batterie 4 permet également de déterminer une température maximale T max qu’atteint la batterie 4 durant le rechargement. De préférence, cette simulation prend compte la résistance interne de la batterie 4 qui peut varier notamment en fonction du vieillissement des cellules composants la batterie.
Cette simulation permet en outre de déterminer la durée minimale du rechargement. Cette simulation prend notamment en compte la température extérieure, par exemple mesurée avec un thermomètre équipant le véhicule, ainsi que l’état de charge initial de la batterie, c’est-à-dire l’état de charge de la batterie au début t 0 de la simulation.
Parallèlement, on détermine une puissance maximale de refroidissement Pcmax, symbolisée par la droite 106, du dispositif de refroidissement 6 de la batterie 4. Il s’agit d’une puissance prédéterminée qui dépend notamment du dimensionnement et de l’architecture du dispositif de refroidissement 6 ainsi que de la vitesse maximale de rotation de son compresseur. D’autres paramètres tels que la puissance thermique des échangeurs de chaleurs et la température ambiante rentrent également en compte pour la détermination de la puissance maximale de refroidissement Pcmax. C’est donc une valeur connue, par exemple fournie par le fournisseur du dispositif de refroidissement 6. La puissance de refroidissement peut être réduite à tout instant en commandant une réduction de la vitesse du compresseur et/ou de la vitesse du ventilateur générant le flux d’air traversant le condenseur, de manière à obtenir une puissance de refroidissement comprise entre 0 et la puissance maximale de refroidissement Pcmax du dispositif de refroidissement 6.
On peut prévoir que le dispositif de refroidissement de la batterie soit compris dans un dispositif de climatisation d’un habitacle de véhicule. Dans ce cas, la détermination de la puissance maximale Pcmax de refroidissement du dispositif de refroidissement 6 de la batterie 6 correspond à la puissance maximale de refroidissement du dispositif de climatisation retranché de la puissance de refroidissement utilisé pour le refroidissement de l’habitacle. Le procédé de refroidissement tel que décrit dans ce qui suit est alors mis en œuvre de façon similaire en considérant la partie de la puissance de refroidissement dédiée à la batterie 4.
Au moment de démarrer le rechargement, on compare les valeurs de la température maximale théorique Tmax de la batterie 4 et une température d’utilisation maximale Tlim de la batterie 4. Cette température d’utilisation maximale Tlim de la batterie 4 est une valeur prédéterminée qui dépend de la nature, notamment de la chimie, de la batterie 4 et est connue, par exemple fournie par le fournisseur de la batterie 4. Cette température d’utilisation maximale Tlim correspond à une température au-delà de laquelle les performances de la batterie 4 sont réduites et également au-delà de laquelle la batterie 4 peut commencer à se détériorer.
Le mode d’implémentation de la correspond au cas où la température maximale théorique Tmax de la batterie 4 est supérieure à température d’utilisation maximale Tlim de la batterie 4. Cela signifie qu’en dépit de la puissance maximale de refroidissement Pcmax du dispositif de refroidissement 6, un rechargement non bridé va causer une élévation en température de la batterie trop importante pour reste en deçà de la température d’utilisation maximale Tlim de la batterie 4.
On a représenté sur la une courbe de puissance thermique réelle 112 dissipée par la batterie 4, la courbe de température réelle 114 de la batterie 4 et la courbe de puissance de refroidissement 116 fournie par le dispositif de refroidissement 6 en fonction du temps durant le rechargement afin d’illustrer les effets du procédé selon l’invention.
Le procédé selon mode d’implémentation de la comprend alors premièrement une phase A de haut refroidissement, lors de laquelle la puissance de recharge est à puissance de recharge maximale et lors de laquelle on impose une puissance de refroidissement maximale Pcmax au dispositif de refroidissement 6, par exemple selon un palier de vitesse de rotation du compresseur maximal, tout le long de la phase A de haut refroidissement. Ainsi, lors de cette phase A de haut refroidissement, la puissance de refroidissement 116 fournie par le dispositif de refroidissement 6 est maintenue à la puissance de refroidissement maximale Pcmax du dispositif de refroidissement 6. Pendant cette première phase A, la puissance thermique réelle 112 dissipée par la batterie 4 au cours du temps est égale à la puissance thermique théorique 102 dissipée par la batterie 4 au cours du temps. Cela s’explique du fait que le chargement de la batterie 4 est réalisé à sa puissance maximale. Pendant cette phase A de haut refroidissement , la puissance de refroidissement 116 du dispositif de refroidissement 6 est inférieure à la puissance thermique dissipée 112 par la batterie 4, si bien que cette dernière monte en température comme le montre l’évolution de la température réelle 114 de la batterie 4 qui est égale à l’évolution de la température théorique 104 de la batterie 4. La phase A de haut refroidissement s’achève lorsque la température réelle 114 de la batterie 4 atteint sa température d’utilisation maximale Tlim.
Préférentiellement, cette phase A de haut refroidissement débute lorsque la température réelle 114 de la batterie 4 est supérieure ou égale à une température seuil d’utilisation optimale Tmin de la batterie 4. Cette température seuil d’utilisation optimale Tmin est une température en-deçà de laquelle la batterie 4 ne peut délivrer ou recevoir une puissance électrique pour son fonctionnement normal ou pour sa recharge. Cette température seuil d’utilisation optimale Tmin est une donnée connue fournie notamment par le fournisseur de la batterie 4. En d’autres termes, on commence alors le rechargement de la batterie 4 sans la refroidir. Cela permet de profiter du rechargement afin de chauffer la batterie pour que sa température initiale T0 dépasse sa température seuil d’utilisation optimale Tmin.
Le procédé selon mode d’implémentation de la comprend successivement à la phase A de haut refroidissement, une phase B de régulation du rechargement lors de laquelle on impose toujours une puissance de refroidissement maximal au dispositif de refroidissement 6, par exemple selon un palier de vitesse de rotation du compresseur maximal. La puissance de refroidissement 116 fournie par le dispositif de refroidissement 6 est ainsi toujours égale à la puissance de refroidissement maximale Pcmax du dispositif de refroidissement 6 durant cette phase B de régulation du rechargement. Toutefois, on impose désormais une puissance de rechargement de la batterie 4 selon une consigne inférieure à la puissance de recharge maximale de sorte que la puissance thermique réelle 112 dissipée par la batterie 4 soit égale à la puissance de refroidissement maximale Pcmax imposée au dispositif de refroidissement 6. Cette diminution de la puissance de rechargement peut notamment être réalisée par diminution de l’ampérage de recharge. La puissance thermique réelle 112 dissipée par la batterie 4 n’est alors non plus égale à la puissance thermique théorique 102 dissipée par la batterie 4 mais est égale à la puissance de refroidissement maximale Pcmax du dispositif de refroidissement 6. Cela permet de stabiliser la température réelle 114 de la batterie 44 pour empêcher qu’elle ne dépasse sa température d’utilisation maximale Tlim, ce qui arriverait si on ne bridait pas la puissance de rechargement. La température réelle 114 de la batterie 4 est alors maintenue à la température d’utilisation maximale Tlim de la batterie 4. La phase B de régulation du rechargement s’achève lorsque la puissance thermique réelle 112 dissipée par la batterie 4, donc soumise à la consigne, rejoint la puissance thermique théorique 102 dissipée par la batterie 4.
Le procédé selon mode d’implémentation de la comprend successivement à la phase B de régulation du rechargement, une phase C de bas refroidissement lors de laquelle la puissance de recharge est à puissance de recharge maximale et lors de laquelle on impose une puissance de refroidissement 116 au dispositif de refroidissement 6 selon un ou plusieurs paliers inférieurs à la puissance maximale de refroidissement Pcmax du dispositif de refroidissement 6, jusqu’à la fin du rechargement de la batterie 4. Ces paliers sont réalisés par exemple selon différents paliers de vitesse de rotation intermédiaires du compresseur inférieurs à la vitesse de rotation maximum. Lors de la phase C de bas refroidissement, la puissance moyenne de refroidissement est ainsi égale à la puissance moyenne thermique dissipée par la batterie 4. Par puissance moyenne de refroidissement on entend ici la moyenne entre les différentes puissances de refroidissement imposées selon les différents paliers de puissance de refroidissement 116. La phase de bas refroidissement s’achève à la fin du rechargement de la batterie 4. L’exemple de la montre la présence d’un unique palier P1 de puissance de refroidissement 116, mais il est possible d’en prévoir plusieurs. Cela se traduit par le fait que la puissance de refroidissement 116 fournie par le dispositif de refroidissement 6 forme un palier à une puissance de refroidissement P1. La phase C de bas refroidissement permet d’éviter de trop refroidir la batterie 4, ce qui constituerait une dépense énergétique inutile. La température réelle 114 de la batterie 4 est ainsi maintenue proche de sa température d’utilisation maximale Tlim. En outre, des paliers dégressifs de puissance de refroidissement 116 de par des paliers décroissants de vitesse de rotation du compresseur peuvent être perçus par l’utilisateur et permettent de lui indiquer que la recharge de la batterie 4 approche de son terme.
On a représenté en le pack batterie 4 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le pack batterie 4 comprend un échangeur de chaleur 8 situé en zone inférieure du pack batterie 4, sous un boîtier 6 du pack batterie 4 contenant les batteries. A titre de variante, l’échangeur de chaleur peut être placé sous le fond de caisse du véhicule.
L’échangeur de chaleur 8 comprend une plaque 10 ayant une forme globale plane. La plaque 10 comprend notamment une surface supérieure 12 orientée en regard du boîtier 6 et une surface inférieure 14, opposée à la surface supérieure 12, exposée à l’air ambiant.
La plaque 10 est de préférence réalisée par accolement de deux demi-plaques, une première demi-plaque 16 dite supérieure configurée pour former la surface supérieure 12 de la plaque 10 destinée à être disposée en regard du boitier 6, et une deuxième demi-plaque 18 dite inférieure configurée pour former la surface inférieure 14 de la plaque 10 destinée à être exposée à l’air ambiant.
La plaque 10 peut être réalisée en aluminium ou en alliage d’aluminium. Les première 16 et deuxième demi plaques 18 peuvent ainsi être embouties et accolées l’une à l’autre par brasage par exemple.
La face supérieure 12 de la plaque 10 et plus particulièrement sa première demi-plaque supérieure 16 peut notamment présenter une première portion 20 de forme générale plane et une seconde portion 22, adjacente à la première portion 20, présentant une forme en relief de manière à ménager un espace 24 entre la première 16 et la deuxième 18 demi-plaque. L’espace 24 est dimensionné de sorte qu’il forme un conduit de liquide caloporteur du véhicule destiné à être relié à un circuit de gestion thermique du véhicule, quelle que soit la fonction de ce circuit. Grâce à la forme et à l’agencement de la plaque 10, l’échangeur de chaleur 8 permet un échange de chaleur entre l’air ambiant et le conduit de liquide caloporteur tout en isolant le boîtier 6 de tout échange de chaleur avec l’air ambiant.
Dans l’exemple illustré à la , la surface inférieure 14 de la plaque 10 est plane afin d’échanger de la chaleur avec l’air ambiant.
L’échangeur de chaleur 8 peut également comprendre une couche d’isolation thermique 26 disposée sur la face supérieure 12 de la plaque 10. La couche d’isolation thermique 24 permet d’isoler thermiquement le boîtier 6 de la plaque 10 pour éviter tout échange de chaleur entre le boîtier 6 et l’air ambiant au moyen de la plaque 10. Ici, la couche d’isolation thermique 24 est réalisée en une couche thermoplastique isolante par exemple en PP, PA6, ou PC.
On a représenté en un pack batterie 4’ selon une variante de réalisation du premier mode de réalisation de l’invention. Les éléments constitutifs du pack batterie 4’ similaires à ceux du pack batterie de la portent des références numériques identiques.
Le pack batterie 4’ diffère de celui de la en ce qu’il comprend un échangeur de chaleur 8’ dont la face inférieure de la plaque 10 comporte des ailettes 28 faisant saillie de la face inférieure de la plaque 10. Les ailettes 28 permettent d’augmenter la surface de contact entre la plaque 10 et l’air ambiant, ce qui permet d’augmenter les échanges de chaleur entre le conduit de liquide caloporteur et l’air ambiant.