INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La est un schéma électrique montrant des condensateurs respectivement en série avec différents conducteurs d’un fil de Litz selon un mode de réalisation.
La comprend deux courbes d’amplitude de courant dans un dispositif de transfert d’énergie classique (à gauche) et deux courbes d’amplitude de courant dans un dispositif de transfert d’énergie selon un mode de réalisation de l’invention (à droite).
La montre des courbes d’amplitude de courant dans différents conducteurs d’un fil de Litz classique.
La montre des courbes d’amplitude de courant dans différents conducteurs d’un fil de Litz selon un mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Système de transfert d’énergie électrique On a représenté en un réseau électrique, un véhicule, et un système de transfert d’énergie entre le véhicule et le réseau électrique.
Le système de transfert d’énergie peut être désigné dans la littérature comme un système de transfert « véhicule vers le réseau électrique » (« Vehicle to Grid », en anglais, abrégé en V2G) mais il est à noter que ce système autorise un transfert d’énergie bidirectionnel. Un tel système permet en effet permet de charger une batterie du véhicule électrique, mais aussi de transférer au réseau électrique de l’énergie stockée dans cette batterie. Le V2G est un mode incluant la communication en temps réel entre la batterie et le réseau. Un objectif du système est de charger la batterie du véhicule en dehors de pics de consommation du réseau, et, lorsque ces derniers arrivent, de soutenir le réseau via un transfert d’énergie depuis la batterie du véhicule.
Est représenté en un schéma électrique du système de transfert, le système étant désigné par la référence numérique 1. Le système 1 est propre à être raccordé électriquement à un convertisseur AC/DC dit convertisseur « amont » agissant comme une interface entre le système et le réseau électrique.
Le système 1 comprend un premier dispositif 2 de transfert d’énergie, et un deuxième dispositif 4 de transfert d’énergie.
Les deux dispositifs 2 et 4 peuvent être raccordés de sorte qu’un transfert d’énergie puisse s’opérer entre eux, et être détachés. Typiquement, le deuxième dispositif 4 est incorporé dans le véhicule électrique, tandis que le premier dispositif 2 est adapté pour être couplé magnétiquement de manière temporaire au deuxième dispositif 4.
Le premier dispositif 2 comprend un convertisseur DC/AC, configuré pour convertir un courant d’entrée qui est continu en un courant alternatif. Le courant d’entrée est typiquement le courant continu en sortie du convertisseur amont.
Le premier dispositif 2 comprend par ailleurs un premier condensateur de capacité C1 ainsi qu’un bobinage primaire agencé en série avec le premier condensateur.
Le deuxième dispositif 4 comprend un bobinage secondaire. Le bobinage primaire et le bobinage secondaire peuvent être rapprochés l’un de l’autre de sorte à former un coupleur magnétique.
Le deuxième dispositif 4 comprend par ailleurs un deuxième condensateur de capacité C2 agencé en série avec la bobine secondaire.
Le deuxième dispositif 4 comprend en outre un convertisseur AC/DC, configuré pour convertir un courant alternatif en provenance du bobinage secondaire en un courant continu.
Parmi les composants apparaissant sur la figure 2, le coupleur au centre du schéma électrique est la partie permettant d’assurer un transfert d’énergie sans contact. Celui-ci repose sur le phénomène d’induction entre les bobinages primaire et secondaire, comme illustré sur la figure 3a , dont le schéma inductif équivalent est représenté sur la figure 3b. Les flux magnétiques notés φ correspondent aux flux vus par une spire d’un bobinage, tandis que les flux notés ϕ sont les flux vus par les toutes les spires du bobinage considéré. Ces derniers sont définis par les équations (1) à (8) énoncés plus bas. Sur la figure 3a, est le flux mutuel entre le bobinage primaire et le bobinage secondaire est représenté en bleu, et et sont des flux de fuite respectifs de ces bobinages.
Une solution simple et fiable connue de l’état de l’art pour assurer l’équilibrage en tension d’une mise en série de supercondensateurs consiste à mettre des résistances de valeurs identiques en parallèle sur chacun des supercondensateurs. Ces résistances sont parcourues par des courants supérieurs d’un facteur 10 ou 20 au courant de fuite maximum des supercondensateurs.
Cette solution est représentée à la . Chaque supercondensateur 1 est associé à une résistance 2 mise en parallèle, les résistances 2 ayant toutes des valeurs identiques.
La présence d’une résistance en parallèle parcourue par un courant beaucoup plus élevé que le courant de fuite va fortement limiter la variation de tension due à la différence de courant de fuite. C’est en effet la résistance qui va être traversée principalement par la différence de courant de fuite et qui aura donc à ses bornes une augmentation ou une diminution de tension égale à sa valeur multipliée par la différence de courant de fuite.
Cette solution résistive est très fiable car le taux de défaillance des résistances est faible. Cependant, elle entraîne une perte d’énergie en continu qui doit être compensée par une alimentation électrique, et un échauffement dû à la dissipation thermique de cette énergie.
Dans le cas d’un dispositif de secours, il est donc nécessaire de fournir en permanence l’énergie dissipée par les résistances et d’évacuer la chaleur générée par celles-ci.
D’autres dispositifs d’équilibrage en tension existent, par exemple basés sur des circuits électroniques qui comparent la tension d’un supercondensateur à celle de l’un de ses voisins dans la mise en série et égalisent les tensions.
Une autre solution connue consiste à utiliser un convertisseur d’électronique de puissance pour échanger de l’énergie entre un supercondensateur et l’un de ses voisins dans la mise en série si les tensions de ces deux supercondensateurs ne sont pas égales.
De nombreuses variantes de ces circuits électroniques existent, mais elles présentent l’inconvénient d’un risque de défaillance augmenté du fait du nombre de composants utilisés. En outre, les conséquences d’une défaillance sont plus graves que celles amenées par la défaillance d’une résistance. Il est vrai que la valeur d’une résistance peut évoluer ou que le film conducteur peut se couper : la résistance se comporte alors comme un circuit ouvert. En revanche, le risque de mise en court-circuit est très faible, voire nul.
Pour des électroniques d’équilibrage plus complexes, le risque de court-circuit provoqué par la défaillance d’un composant est significativement plus élevé. Cela peut provoquer un court-circuit du supercondensateur concerné. Ainsi, outre la défaillance de la mise en série de supercondensateurs, ce défaut peut provoquer un départ de feu électrique.
En résumé, l’équilibrage des tensions des supercondensateurs mis en série par des résistances de valeurs identiques placées en parallèle de chaque supercondensateur offre une très bonne fiabilité, avec des modes de défaillance qui ne sont pas critiques. En comparaison, les solutions électroniques plus complexes sont d’une fiabilité moindre et peuvent être assujetties à des modes de défaillance dangereux pour le dispositif de stockage.
L’équilibrage en tension est un besoin existant également dans le domaine des accumulateurs électrochimiques, et en particulier des accumulateurs électrochimiques Lithium-ion. Toutefois, le besoin d’équilibrage des accumulateurs est très différent de celui supercondensateurs.
Du fait des très faibles courants d’autodécharge des accumulateurs Lithium-ion par rapport à l’énergie stockée, il n’est pas nécessaire d’alimenter et de maintenir sous tension des accumulateurs Lithium-ion pour compenser les courants d’autodécharge. Des accumulateurs Lithium-ion de bonne qualité peuvent conserver leur énergie électrique pendant plusieurs années.
Lors d’une phase de recharge, l’équilibrage en tension consiste à limiter la tension maximale des accumulateurs à un seuil choisi et à amener tous les accumulateurs à ce seuil.
Classiquement, l’équilibrage de tension des accumulateurs Lithium-ion utilise des circuits électroniques complexes. Par exemple, la solution la plus répandue consiste à mesurer la tension de chacun des accumulateurs Lithium-ion mis en série, arrêter la charge lorsqu’un des accumulateurs atteint le seuil maximum en tension choisi, décharger les accumulateurs de plus haute tension jusqu’à atteindre la tension des accumulateurs de plus basse tension par fermeture de transistors pour permettre le passage d’un courant de décharge au travers d’une résistance de décharge. La recharge reprend alors jusqu’à ce que tous les accumulateurs Lithium-ion atteignent le seuil en tension choisi. Tous les accumulateurs en série sont alors équilibrés en tension à la valeur de seuil choisie.
L’équilibrage en tension des accumulateurs Lithium-ion tel que décrit nécessite une électronique de gestion complexe, dont la fiabilité est limitée du fait du nombre de fonctions électroniques à réaliser. D’autre part, l’équilibrage en tension réalisé, qui atteint une limite en tension aux bornes de chaque accumulateur, n’est pas adapté aux supercondensateurs mis en série.
En effet, il n’est pas seulement nécessaire de limiter la tension maximale aux bornes des supercondensateurs. Il faut également que les tensions aux bornes de chacun des supercondensateurs soient identiques quel que soit le niveau d’énergie et quel que soit le niveau de tension global aux bornes de la mise en série, pour optimiser la restitution d’énergie. Il est en outre nécessaire qu’en cas de décharge complète, les supercondensateurs soient seulement déchargés jusqu’à zéro volt et non inversés en tension, c’est-à-dire chargés en inverse avec apparition d’une tension négative à leurs bornes.
Selon un mode de réalisation, dans chaque pixel, la puce élémentaire du pixel comprend une LED inorganique et un circuit intégré de contrôle de la LED.
Un autre mode de réalisation prévoit un assemblage comportant des premier et deuxième dispositifs d'imagerie à rayons X tels que définis ci-dessus, superposés.
Selon un mode de réalisation, l'assemblage comprend une couche de filtrage entre les premier et deuxième dispositifs.
Un autre mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un dispositif d'imagerie à rayons X tel que défini ci-dessus, dans lequel les puces élémentaires sont reportées et fixées collectivement au substrat de report, au moyen d'un substrat de support temporaire.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de dépôt d'une couche de planarisation après le report et la fixation des puces élémentaires sur le substrat de report.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de report des détecteurs sur la face supérieure de la couche de planarisation.
Ces caractéristiques et leurs avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
les figures 1A, 1B, 1C, 1D, 1E et 1F sont des vues de dessus et en coupe illustrant des étapes d'un exemple d'un procédé de fabrication d'un dispositif d'imagerie à rayons X selon un mode de réalisation ;
la est une vue en coupe illustrant une variante du procédé des figures 1A,1B, 1C, 1D, 1E et 1F.
Encore plus avantageusement, ladite composition comprend en poids :
(a) de 30 à 59% d’au moins un polyamide aliphatique semi-cristallin,
(b) de 15 à 30% d’au moins un polyamide semi-aromatique,
(c) de 20 à 25% d’au moins un ignifugeant de type phosphinate,
(d) de 5 à 15% d’au moins une polyoléfine fonctionnalisée,
(e) de 1 à 6% notamment entre 2 et 4% d’au moins un plastifiant.
(a) de 30 à 58,9% d’au moins un polyamide aliphatique semi-cristallin,
Aux fins de mettre en évidence la présence d’hétérogénéité, procédons à quelques simplifications pour mieux dégager le raisonnement sous-jacent. Une approximation raisonnable est de considérer que les torons ont la même résistance notée , car ils ont les mêmes caractéristiques géométriques. Les torons ont en effet la même longueur et la même section de cuivre. (22)
De même, les inductances propres des torons peuvent être considérées égales du fait des mêmes caractéristiques physiques des bobines formées par chaque toron. Cela se traduisant par . Les torons étant couplés entre eux, il possible de reprendre le schéma inductif équivalent d’un coupleur à deux enroulements de la et de l’appliquée à chaque couple de torons possible. Dans notre cas :
Les torons T1 et T2 sont couplés, donnant lieu à un coefficient de couplage et une inductance mutuelle notés respectivement et . Ainsi : Les flux mutuels entre ces deux torons sont notés et tels que et Les torons T1 et T3 sont couplés, donnant lieu à un coefficient de couplage et une inductance mutuelle notés respectivement et . Ainsi : . Les flux mutuels entre ces deux torons sont notés et tels que et Les torons T2 et T3 sont couplés, donnant lieu à un coefficient de couplage et une inductance mutuelle notés respectivement et . Ainsi : . Les flux mutuels entre ces deux torons sont notés et tels que et , sachant que , , et .
Dans le cas idéal d’une construction du fil de Litz, les trois torons considérés sont disposés exactement de la même façon les uns par rapport aux autres, comme le montre la figure 13a . Dans ce cas idéal, les coefficients de couplage et inductances mutuelles sont égaux : et . Ce n’est cependant pas le cas dans la réalité, des distances différentes peuvent séparer les torons comme le montre la figure 13b , donnant lieu à différents coefficients de couplage et inductances mutuelles sont égaux : et .
Or ces inductances mutuelles différentes vont engendrer des réactances différentes dans les torons. Prenons l’exemple des deux impédances induites sur le toron T2 par les torons T1 et T3, notées respectivement et . Commençons par trouver l’expression de par la loi de Lenz-Faraday en convention récepteur, le flux mutuel émis par le courant du toron T1 et vu par le toron T2 induit une tension dans le toron T1, dont l’expression complexe est donnée ci-dessous : (23)
Où w est la pulsation, sachant que : .
L’équation (23) se comprend à la lumière de la loi de Lenz-Faraday dans le domaine temporel donnée dans l’équation (24) ci-dessous : (24)
Où , avec le module de .
Or en divisant par le courant parcourant le toron, une impédance induite notée apparaît, égale à : (25)
En appliquant le même raisonnement, l’expression de est : (26)
L’impédance totale induite sur le toron T2 par les torons T1 et T3 est notée et est égale à la somme de et . De même, les impédances totales induites dans les torons T1 et T3 seront notées respectivement et telles que et . L’impédance totale du toron T2 notée est ainsi égale à : (27)
De même, les impédances totales des torons T1 et T3, notées respectivement et sont données par les équations (28) et (29) ci-dessous : (28) (29)
Les schémas électriques en figure 14 reprennent celui de la Figure 12 en y représentant les impédances induites pour le schéma de gauche de la Figure 14. Sur cette dernière, les deux schémas sont équivalents. Les torons sont connectés électriquement à leurs extrémités, ils ont donc la même tension notée à leurs bornes. Les courants dans les torons sont différents en raison de la loi d’Ohm, leurs impédances , et étant différentes. Ceci est dû à la construction imparfaite du fil de Litz. L’hétérogénéité de courant résultante peut être illustrée par simulation et par expérimentation, comme on le verra plus loin.
Condensateurs pour compenser des écarts d’impédances
Le problème d’une distribution de courant hétérogène dans plusieurs conducteurs couplés a été illustré précédemment considérant l’exemple d’un fil de Litz à 3 torons. Les différents couplages entre les torons T1, T2, et T3 induisent dans ces derniers des impédances induites , et différentes, impliquant l’obtention d’impédances totales , , et différentes dans les torons 22. Considérant que la tension aux bornes des torons 22 est la même, les disparités de courants dans les torons seront proportionnelles aux disparités d’impédances totales en raison de la loi d’Ohm. Le raisonnement présenté ici peut être élargi à un nombre de torons 22 plus élevé ou réduit à l’échelle des chacun des brins.
Afin de réduire fortement les écarts d’impédance entre les conducteurs utilisés au sein du fil de Litz primaire, le premier dispositif 2 comprend une pluralité de condensateurs agencés respectivement en série avec les conducteurs 22 du fil de Litz primaire 20. Autrement dit, chaque conducteur 22 du fil de Litz primaire est mis en série avec un condensateur qui lui est propre.
Selon un exemple, la composition comprend, en poids par rapport au poids total de la composition : une proportion comprise entre 30 % et 50 % de charges de matériau électriquement conducteur une proportion comprise entre 1 % et 4 % de polymère servant de liant, une proportion comprise entre 45 % et 65 % de solvant.
Selon un exemple, lorsque le composé absorbeur de cations métalliques est un polymère servant de liant, la proportion comprise entre 1 % et 4 % de composé absorbeur de cations métalliques fait partie de la proportion de polymère servant de liant.
Selon un exemple alternatif, lorsque le composé absorbeur de cations métalliques n’est pas un polymère servant de liant, la proportion comprise entre 1 % et 4 % de composé absorbeur de cations métalliques est une proportion additionnelle à la proportion de polymère servant de liant.
La composition permet ainsi d’ériger des motifs et permet d’obtenir après l’étape de séchage des proportions offrant une bonne tenue à l’utilisation des nervures. Ces proportions sont en outre particulièrement adaptées à un dépôt des nervures par impression, et notamment par sérigraphie.
Selon un exemple, le dépôt de la composition est un dépôt par impression.
Selon un exemple, le dépôt de la composition est un dépôt par sérigraphie, et plus préférentiellement par sérigraphie par écran maillé
Selon un exemple, la composition présente une viscosité comprise entre 70 et 500 Pa.s pour une vitesse de cisaillement de 0,1 s -1 , et la viscosité de l’encre imprimée étant comprise entre 2,5 et 7 Pa.s pour une vitesse de cisaillement de 100 s -1 .
Selon un exemple, le matériau composite comprend, en poids sec par rapport au poids sec du matériau, une proportion comprise entre 1 % et 10 % de composé absorbeur de cations métalliques. Lors du développement de l’invention, il a été mis en évidence que cette gamme, de façon synergique avec le volume dans lequel est présent le composé absorbeur, permet une bonne captation des cations métalliques dans les nervures.
Selon un exemple, le matériau composite comprend, en poids sec par rapport au poids sec du matériau : une proportion comprise entre 70 % et 98 % de charges de matériau électriquement conducteur, une proportion comprise entre 2 % et 30 % de polymère servant de liant. Ces proportions offrent une bonne tenue mécanique à l’utilisation des nervures.
Selon un exemple, lorsque le composé absorbeur de cations métalliques est un polymère servant de liant, la proportion comprise entre 1 % et 10 % de composé absorbeur de cations métalliques fait partie de la proportion de polymère servant de liant.
Selon un exemple alternatif, lorsque le composé absorbeur de cations métalliques n’est pas un polymère servant de liant, la proportion comprise entre 1 % et 10 % de composé absorbeur de cations métalliques est une proportion additionnelle à la proportion de polymère servant de liant.
Selon un exemple, les nervures présentent une hauteur, prise selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan d’extension principale du substrat, supérieure ou égale à 100 µm, de préférence supérieure ou égale à 200 µm.
Selon un exemple, les nervures s’étendent depuis le substrat.
Selon un exemple, le substrat étant au moins en partie recouvert d’un revêtement, de préférence comprenant un composé absorbeur de cation métallique, et au moins une partie, et de préférence la totalité, des nervures s’étendent depuis le revêtement.
Selon un exemple, le réacteur électrochimique est une pile à combustible, de préférence à membrane échangeuse de protons.
Selon un exemple, le composé absorbeur des cations métalliques et le même ionomère que celui constitutif de la membrane et/ou que celui présent dans les couches catalytiques.
- Par « budget thermique », on entend un apport d’énergie de nature thermique, déterminé par le choix d’une valeur de la température de recuit et le choix d’une valeur de la durée du recuit.
- Par « agent oxydant », on entend une substance, de préférence sous forme gazeuse, capable d’oxyder la surface d’une couche de polysilicium par un transfert d’atomes.
- Par « activer électriquement », on entend un apport d’énergie de nature thermique pour provoquer la migration des dopants en sites substitutionnels dans lesquels ils seront susceptibles d’engendrer des porteurs.
- Par « prédéterminée », on entend que la première épaisseur est déterminée préalablement à la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention.
- Par « épaisseur », on entend une dimension selon la normale à la première surface (ou à la seconde surface) du substrat.
- Par « oxyde transparent conducteur » (TCO pour « Transparent Conductive Oxide » en langue anglaise), on entend un oxyde transparent dans tout ou partie du spectre solaire, et électriquement conducteur. Par exemple, l’oxyde transparent conducteur peut présenter une transmittance supérieure ou égale à 60% (de préférence supérieure ou égale à 80%) sur le spectre [300 nm, 1200 nm].
(1a à 1f) comporte des vues schématiques en coupe, illustrant des étapes d’un premier mode de mise en œuvre d’un procédé selon l’invention.
(2a à 2f) comporte des vues schématiques en coupe, illustrant des étapes d’un deuxième mode de mise en œuvre d’un procédé selon l’invention.
est un graphique représentant l’évolution de la température (en ordonnées, unité arbitraire) à laquelle est exécutée l’étape b) en fonction du temps d’exécution (en abscisses, unité arbitraire) de l’étape b).
Il est à noter que les dessins décrits ci-avant sont schématiques, et ne sont pas nécessairement à l’échelle par souci de lisibilité et pour en simplifier leur compréhension. Les coupes sont effectuées selon la normale à la première surface (ou à la seconde surface) du substrat.
Exposé détaillé des modes de réalisation Les éléments identiques ou assurant la même fonction porteront les mêmes références pour les différents modes de réalisation, par souci de simplification. Les première et seconde couche de polysilicium porteront respectivement les références « 3a » et « 3b » avant le premier instant. Les première et seconde couche de polysilicium porteront respectivement les références « 3’a » et « 3’b » après avoir subi une consommation de matière entre les premier et second instants.
Cas n°1 : les couches de polysilicium ont subi un dopage ex-situ