INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un autre avantage de la présente invention est que le besoin de matériau de remplissage est réduit du fait de la disposition du bloc capa et des modules de puissance entre le module de commande et l’élément de dissipation de chaleur. Conformément à la présente invention, l’espace vacant à l’intérieur du convertisseur de puissance électrique est réduit, d’où la nécessité de moins de remplissage pour occuper lesdits espaces. En conséquence, le convertisseur de puissance électrique peut être plus léger et rentable pendant la fabrication.
Dans la description qui suit, il est fait référence aux figures ci-jointes, qui en font partie et dans lesquelles est représentée, de manière illustrative, des implémentations spécifiques dans lesquelles la présente invention peut être mise en pratique. Ces implémentations sont décrites de manière suffisamment détaillée pour permettre à la personne du métier de mettre en pratique l’invention, et il convient de noter que les implémentations peuvent être combinées ou que d’autres implémentations peuvent être utilisées et que des modifications structurelles et logiques peuvent être apportées sans sortir du domaine d’application de la présente invention. La description détaillée suivante ne doit donc pas être interprétée comme étant limitative et le domaine d’application de la présente invention est défini par les revendications ci-jointes et leurs équivalents.
La illustre un convertisseur de puissance électrique 100 selon le présent sujet. Plus précisément, un convertisseur de puissance électrique 100 d’un ensemble électrique rotatif est représenté pour être utilisé dans un véhicule à moteur. Le convertisseur de puissance électrique 100 est connecté électriquement à une machine électrique rotative de manière à pouvoir générer au moins un signal de puissance électrique destiné à fournir une phase électrique à un stator de la machine électrique rotative. Le convertisseur de puissance électrique 100, tel que décrit ci-dessus, peut être un convertisseur de tension qui fonctionne comme un pont redresseur en mode générateur et/ou comme un onduleur en mode moteur de la machine électrique rotative. Le convertisseur de puissance électrique 100 comprend un ou plusieurs modules de puissance 102, un module de commande, un bloc de condensateurs (ou « bloc capa ») et un élément de dissipation de chaleur 106. Chacun des modules de puissance 102 est configuré pour être en connexion électrique, par exemple au moyen de connecteurs de bornes de fils, avec la machine électrique rotative. Le module de commande, logé dans un boîtier 104, commande les modules de puissance 102 au moyen d’au moins un signal de commande. Le bloc de condensateurs (non représenté dans la ) comprend au moins un condensateur monté sur une base électriquement conductrice. Les condensateurs peuvent être configurés pour filtrer les échanges de courant entre les modules de puissance 102 et un réseau électrique, tel qu’un réseau embarqué du véhicule à moteur. En outre, des bornes d’alimentation 108 peuvent être fournies, configurées pour recevoir une tension d’une source d’alimentation électrique, telle qu’une batterie.
Conformément à la présente invention, une extrémité de chaque condensateur est montée sur la base électriquement conductrice, telle qu’une barre omnibus électrique surmoulée de matière plastique, et l’autre extrémité forme une face de dissipation à partir de laquelle l’énergie thermique est générée lorsque les condensateurs sont en fonctionnement. Autrement dit, la majeure partie de la chaleur générée par le bloc capa provient de la face de dissipation du condensateur. L’élément de dissipation de chaleur 106 est prévu pour recevoir et loger le bloc capa. Dans l’exemple illustré, les modules de puissance 102 sont montés sur le bloc capa. En outre, dans ledit exemple, les modules de puissance 102 sont partiellement logés par l’élément de dissipation de chaleur 106 et seule une borne de connexion 114 des modules de puissance 102 est exposée pour permettre une connexion électrique du convertisseur de puissance électrique 100 avec la machine électrique rotative. En conséquence, le bloc capa et les modules de puissance 102 sont configurés pour se trouver entre le boîtier 104 du module de commande et l’élément de dissipation de chaleur 106. Le bloc capa, sur lequel sont montés et connectés électriquement les modules de puissance 102, est ensuite monté sur l’élément de dissipation de chaleur 106. L’élément de dissipation de chaleur 106, en plus d’être un logement pour le bloc capa et les modules de puissance 102, peut également être utilisé pour une dissipation efficace de la chaleur générée à l’intérieur du convertisseur de puissance électrique 100. Plus précisément, dans l’exemple illustré, l’élément de dissipation de chaleur 106 peut comprendre une pluralité d’ailettes 112 pour une dissipation efficace de la chaleur. L’élément de dissipation de chaleur 106 est spécifiquement avantageux, dans ladite configuration où les modules de puissance 102 sont montés sur le bloc capa, pour un refroidissement efficace des modules de puissance 102. Dans ladite configuration, les modules de puissance 102 sont à proximité immédiate de l’élément de dissipation de chaleur 106 par rapport à la face de dissipation de chaleur des condensateurs. En conséquence, l’élément de dissipation de chaleur 106 peut dissiper efficacement la chaleur générée par les modules de puissance 102.
La illustre une vue éclatée de l’élément de dissipation de chaleur 106 et du bloc de condensateur 200 (non illustré dans la ), conformément à la présente invention. L’élément de dissipation de chaleur 106 est configuré pour avoir une cavité 210 pour accueillir le bloc condensateur 200. Dans un exemple, l’élément de dissipation de chaleur 106 a une première surface 206 et une seconde surface 208, la seconde surface 208 étant configurée pour être le côté opposé de la première surface 206. Dans ledit exemple, la cavité 210 est formée sur la première surface 206 de l’élément de dissipation de chaleur 106. Le bloc de condensateurs 200, ou bloc capa 200, tel que décrit ci-dessus, comprend des condensateurs 202 pour filtrer les échanges de courant entre les modules de puissance 102 et le réseau électrique. Dans l’exemple représenté, le bloc de condensateurs 200 est configuré de telle sorte qu’une extrémité de chaque condensateur 202 est montée sur une base électriquement conductrice 204, telle qu’une barre bus électrique surmoulée, pour la distribution de l’énergie électrique. En outre, l’autre extrémité des condensateurs 202 est une face de dissipation 214 à partir de laquelle la chaleur est générée. À titre d’exemple, au moins la moitié, voire au moins les trois quarts de l’énergie thermique produite par les condensateurs 202, lorsqu’ils sont en fonctionnement, sont dissipés par la face de dissipation 214.
Le bloc capa 200, configuré de la manière décrite ci-dessus, est monté sur la première surface 206 de l’élément de dissipation de chaleur 106 de telle sorte que l’extrémité du condensateur 202 montée sur la base électriquement conductrice 204 se trouve à l’intérieur de la cavité 210. En d’autres termes, la base électriquement conductrice 204 est montée dans la cavité 210 de l’élément de dissipation de chaleur 106. Dans l’exemple où les modules de puissance 102 sont montés sur le bloc capa 200, le bloc capa 200 et les modules de puissance 102 sont configurés pour être pris en sandwich entre le boîtier 104 et l’élément de dissipation de chaleur 208. Le montage, ou l’assemblage, du bloc capa 200 et des modules de puissance 102 avec l’élément de dissipation de chaleur 106 est facilité par des éléments de fixation 216, tels que des vis.
Dans l’exemple de configuration précité, les modules de puissance 102 sont en butée contre la première surface 206. Par conséquent, dans ledit exemple, la première surface 206 de l’élément de dissipation de chaleur 106 peut être une face de réception de chaleur configurée pour absorber la chaleur, et la seconde surface 208, étant en contact thermique avec la première surface 206, peut être une face de dissipation de chaleur pour dissiper la chaleur absorbée par la première surface 206. En conséquence, l’élément de dissipation de chaleur 106 agit comme un dissipateur thermique, pour absorber la chaleur générée par les modules de puissance 102 et dissiper ensuite la chaleur absorbée dans l’air ambiant.
Le deuxième moteur thermique 20 fonctionne et recharge l’au moins une batterie 40
Le mode discret permet d’être plus silencieux que dans le mode normal grâce à l’arrêt du premier moteur thermique. De plus, ce mode discret permet de limiter l’ensemble des nuisances environnementales, ce qui représente un avantage par exemple pour des utilisations, telles que des parades ou défilés.
L’autonomie n’est limitée que par la quantité de carburant embarqué pour le fonctionnement du deuxième moteur thermique.
En outre, en cas de défaillance du premier moteur thermique ou de la chaîne cinématique correspondant au premier moteur thermique, il est possible de déplacer l’engin uniquement grâce au deuxième moteur thermique.
Dans un troisième mode de propulsion dit silencieux, le premier moteur thermique 18 et le deuxième moteur thermique 20 sont arrêtés, ainsi que, le cas échéant, le troisième moteur thermique 50.
Le mode silencieux est particulièrement discret grâce à l’arrêt des moteurs thermiques. Il peut être qualifié de furtif.
L’autonomie est limitée par la capacité de l’au moins une batterie embarquée 40.
En outre, en cas de défaillance du premier et du deuxième moteur thermique ou de la chaîne cinématique correspondant au premier moteur thermique, il est possible de déplacer l’engin uniquement grâce aux moteurs électriques.
Ainsi, l’engin est susceptible d’être propulsé selon chacun des modes décrits précédemment en fonction de la situation.
Le premier moteur thermique 18 est dédié à la propulsion, alors que le deuxième moteur thermique 20 remplit en outre des fonctions annexes.
Cela permet ainsi de disposer d’au moins l’ensemble de l’énergie produite par le premier moteur thermique pour la propulsion.
Il est, en outre, possible d’optimiser le fonctionnement du deuxième moteur thermique suivant ses fonctions annexes de manière à réduire sa consommation de carburant et à maitriser ses émissions.
De plus, le deuxième moteur thermique n’étant pas relié à la transmission par le biais du tube de vitesses, ainsi que par les mêmes transferts du premier moteur thermique, mais agissant par l’intermédiaire des deux moteurs électriques 42 et 44 sur les différentiels, il est possible d’utiliser un tube de vitesses et des transferts dimensionnés pour supporter les contraintes relatives au premier moteur thermique uniquement, par exemple pour des gammes de puissance inférieures ou égales à 900 kilowatts.
Procédé et un système de gestion d’un dispositif de batterie électrique d’un véhicule à motorisation électrique ou hybride L’invention concerne un procédé et un système de gestion d’un dispositif de batterie électrique. L’invention porte encore sur un véhicule automobile à motorisation électrique ou hybride équipé dudit système et/ou mettant en œuvre ledit procédé.
Le bouton-poussoir 22 comporte ici un corps cylindrique 26 qui s’étend suivant une direction axiale principale A1 et qui est monté coulissant axialement par rapport au corps de pompe 20 entre une position haute, qui correspond à une position de repos et qui est représentée sur la , et une position basse permettant d’aspirer le produit contenu dans le récipient 16 pour le distribuer par l’orifice de distribution 24.
Selon le mode de réalisation représenté ici, le bouton-poussoir 22 comporte dans sa partie supérieure une buse 28 qui s’étend globalement transversalement à partir du corps cylindrique 26, l’orifice de distribution 24 étant agencé à l’extrémité libre de la buse 28.
Le bouton-poussoir 22 comporte aussi une surface d’appui 30 qui déborde sur les bords du corps cylindrique 26 en formant un rebord 32.
Le dispositif de fermeture 14 qui équipe la pompe de distribution 12 est représenté dans un état fermé, monté sur la pompe de distribution 12, sur les figures 1, 3 et 4, et il est représenté dans un état déplié, avant son montage sur la pompe de distribution 12, sur la . La illustre un état intermédiaire du dispositif de fermeture 14 qui sera décrit par la suite.
Comme on peut le voir sur la , le dispositif de fermeture 14 se présente à l’état déplié sous la forme d’une feuille de matériau, en une seule pièce, par exemple une matière plastique recyclée. A l’état complètement déplié, ou état de repos, le dispositif de fermeture 14 s’étend globalement dans un même plan, à plat, ses deux faces principales étant planes.
Selon des variantes de réalisation, le dispositif de fermeture 14 pourrait être fabriqué dans un autre matériau, par exemple du papier ou du carton, de préférence recyclé, ou de l’aluminium, ou un composé de différents matériaux comprenant au moins un matériau recyclé.
Le dispositif de fermeture 14 comprend une portion annulaire 36, ici de forme circulaire, qui délimite un trou 38 de diamètre légèrement supérieur au diamètre du corps cylindrique 26 de manière à permettre d’enfiler la portion annulaire 36 sur le corps cylindrique 26.
Un rabat 40 prolonge la portion annulaire 36 sur un côté, à gauche en considérant la , jusqu’à une extrémité libre 42 qui comporte une zone d’accrochage 44 permettant la fixation du rabat 40 sur la pompe de distribution 12.
Le rabat 40 a ici, dans l’état déplié, la forme d’une bande de matière de dimension transversale inférieure au diamètre externe de la portion annulaire 36 et de longueur supérieure au diamètre externe de la portion annulaire 36. La longueur du rabat 40 doit être suffisante pour lui permettre, comme on le voit sur la , de passer sous la buse 28, de passer devant l’orifice de distribution 24, et de venir s’accrocher sur une surface supérieure du bouton-poussoir 22.
Dans l’exemple de réalisation représenté, le rabat 40 a ici une longueur légèrement supérieure à deux fois la longueur de la buse 28.
Le rabat 40 comporte, entre son extrémité libre 42 et la portion annulaire 36 une portion occultante 45 prévue pour venir fermer l’orifice de distribution 24 en s’appuyant sur les bords de cet orifice de distribution 24.
Avantageusement, le rabat 40 comporte aussi une excroissance latérale qui forme une languette de préhension 46, ici en vis-à-vis de la zone d’accrochage 44. La languette de préhension 46 permet, lorsque le dispositif de fermeture 14 est à l’état fermé, de saisir le rabat 40 pour le décrocher du bouton-poussoir 22 et ainsi découvrir l’orifice de distribution 24.
Avantageusement, la portion annulaire 36 comporte un tronçon frangible 48 qui permet de désolidariser le dispositif de fermeture 14 de la pompe de distribution 12 en déchirant la portion annulaire 36 au niveau du tronçon frangible 48.
Comme on peut le voir sur les figures 1, 3, et 4, à l’état fermé, la portion annulaire 36 est enfilée sur le corps cylindrique 26 et le rabat 40 vient recouvrir l’orifice de distribution 24 en passant sous la buse 28 puis au-dessus de la buse 28. La zone d’accrochage 44 est fixée ici sur une portion de la surface d’appui 30 du bouton-poussoir 22, par exemple au moyen d’une soudure à ultrasons qui permet au matériau constituant la zone d’accrochage 44 d’adhérer à la surface du bouton-poussoir 22.
On note que la réalisation du dispositif de fermeture 14 sous la forme d’une feuille de matériau permet d’assurer une bonne flexibilité du rabat 40 pour permettre son installation sur la pompe de distribution 12, et en particulier pour permettre de replier le rabat 40 par-dessus le bouton-poussoir 22. Cette flexibilité est permise notamment par l’épaisseur de la feuille et par le matériau choisi.
On note que la zone d’accrochage 44 peut alternativement être fixée par collage sur le bouton-poussoir 22, ou au moyen d’un dispositif de fixation amovible, par exemple un clip.
Il convient cependant de noter que le séparateur de flux 30 et la portion de circuit associée 10F peuvent être omis dans une variante de réalisation et, ainsi, le système de conditionnement ne comprend qu'une seule portion de circuit en sortie de la turbine 18 pour l'alimentation en hydrogène de la partie aval du système qui comprend notamment la pré-chambre de combustion 32. Dans une telle variante, la chambre de combustion CC n'est ainsi alimentée qu'à partir d'une seule portion de circuit et d'un seul mélange de gaz issu directement de la pré-chambre de combustion 32.
La configuration du système de conditionnement de carburant SC1 qui vient d'être décrite (incluant la variante précitée), et notamment du système d’alimentation en carburant 10 qui intègre le système SC1, permet d’améliorer les performances énergétiques du moteur d'aéronef par rapport à une configuration à cycle ouvert, tout en minimisant les pertes de fluide dans le système. Ici, l’intégralité du débit d’hydrogène est réinjectée dans le moteur, contrairement à un cycle ouvert pour lequel une partie du carburant est utilisée pour d’autres fonctions et est relâchée dans l’atmosphère sans contribuer au fonctionnement du moteur.
Bien que cela ne soit pas représenté sur la , plusieurs composants ou sous-systèmes de même type peuvent être présents dans le système concerné tels que, par exemple, le réservoir 12 du système d’alimentation en carburant 10 et, dans le système de conditionnement de carburant SC1 : la turbopompe (16, 18), l’échangeur principal 24 et la pré-chambre de combustion 32. Par exemple, l’échangeur principal 24 et la pré-chambre de combustion 32 peuvent être réalisés sous la forme d’un seul composant ou bloc.
Le fonctionnement du système de conditionnement de carburant précité SC1 de la et le fonctionnement du système d’alimentation en carburant 10 dont il fait partie dans ce mode de réalisation, est illustré sur la sous la forme d’un logigramme décrivant les principales étapes du procédé de conditionnement de carburant pour le moteur M et, plus généralement, du procédé d’alimentation en carburant de ce moteur.
Plus particulièrement, le procédé de la comprend les étapes respectives S1 à S4 de fourniture d’hydrogène liquide, de montée en pression d’hydrogène liquide et de montée en température d’hydrogène, notamment par refroidissement d’un fluide (en l’occurrence le carburant provenant de la pré-chambre de combustion 32). Ce procédé comprend ensuite une étape S5 de détente partielle de l’hydrogène dont la pression et la température ont été augmentées au cours des étapes précédentes, puis une étape S6 (optionnelle) de séparation du flux issu de la détente partielle de l’étape précédente et une étape S7 de combustion partielle de l’hydrogène avec de l’air afin de produire un carburant comprenant un mélange de gaz incluant de l’hydrogène gazeux et qui est dépourvu d’oxygène. Au cours de l’étape suivante S8, le carburant ainsi produit est refroidi par échange thermique avec l’hydrogène monté en pression, comme indiqué ci-dessus, et qui, quant à lui, est réchauffé. Le carburant refroidi est ensuite injecté dans la chambre de combustion CC du moteur aérobie à hydrogène M au cours d’une étape S9. Les étapes S2-S8 sont réalisées par le procédé de conditionnement de carburant pour un moteur aérobie à hydrogène et les étapes S1 et S9 ne sont réalisées que par le procédé d’alimentation en carburant du moteur aérobie à hydrogène.
La représente une deuxième architecture possible d'un circuit d'un système de conditionnement de carburant SC2 pour une chambre de combustion CC d'un moteur aérobie à hydrogène M d'aéronef selon l'invention.
Le système de conditionnement de carburant SC2 de la utilise, en entrée, d’une part, de l’hydrogène liquide fourni par une ou plusieurs sources d’hydrogène liquide présentes à bord de l’aéronef, ici au moins un réservoir d’hydrogène liquide 112 (plusieurs réservoirs peuvent être présents) et, d’autre part, de l’air fourni par au moins une source d’air présente à bord de l’aéronef afin de produire du carburant qui sera fourni, en sortie du système SC2, à un dispositif d’injection du carburant DI dans la chambre de combustion CC du moteur M, comme cela sera décrit ultérieurement.
Comme représenté sur la , le système de conditionnement de carburant SC2 fait ici partie d’un système 110, plus général, d'alimentation en carburant qui comprend des éléments ou composants externes au système de conditionnement SC2, tels que ledit au moins un réservoir d’hydrogène liquide 112 et le dispositif d’injection du carburant DI décrits ci-après.
Comme pour la première architecture de la , le réservoir d'hydrogène liquide 112 dans laquelle une pompe de gavage 114 peut être immergée est configurée pour fournir, en sortie du réservoir (et en aval de celui-ci dans le sens de circulation de l’hydrogène dans le circuit à partir du réservoir) de l'hydrogène liquide sous pression, par l'intermédiaire d'une portion de circuit 110A, à une pompe à hydrogène 116 du système de conditionnement de carburant SC2 (entrée du système SC2). La pompe 116 est raccordée, par l'intermédiaire d'un arbre de transmission mécanique 120, à une turbine 118 et forme conjointement avec cette dernière une turbopompe. Le système de conditionnement de carburant SC2 comprend également, en aval de la pompe 116 ayant servi à monter en pression l'hydrogène liquide, une portion de circuit 110B qui comporte une vanne de régulation 122 et, en aval de celle-ci, un ou plusieurs échangeurs de chaleur pour assurer une montée en température de l'hydrogène sous pression. Dans cette architecture le système 110 peut comporter les échangeurs de chaleur 124, 126 et 128 correspondant respectivement aux échangeurs de chaleur 24, 26 et 28 de la (ou au moins l’échangeur principal 124).
La portion de circuit 110 B peut comporter également, en aval du ou des échangeurs de chaleur, une autre vanne de régulation 123 qui, comme la vanne de régulation 122, permet également d'ajuster le débit en hydrogène dans le circuit.
À la différence de l'architecture de la , dans l'architecture de la : - la portion de circuit 10B qui comporte le ou les échangeurs de chaleur n'est pas raccordée à la turbine 118 de la turbopompe mais à la pré-chambre de combustion 132 et l'hydrogène réchauffé par ce ou ces échangeurs thermiques est ainsi directement admis dans la pré-chambre de combustion 132 pour y être brûlé partiellement grâce à de l'air provenant du circuit d'alimentation d'air 110E identique au circuit 10G de la ; - le mélange de gaz de combustion (carburant) généré par la pré-chambre de combustion 132 (comme pour l'architecture de la , ce mélange comprend de l'hydrogène gazeux partiellement brûlé, de l'azote, de la vapeur d'eau et est exempt d'oxygène ; il peut comprendre la même composition molaire que celle indiquée plus haut) est transporté par une portion de circuit 110C qui raccorde directement la sortie de la pré-chambre de combustion 132 à l'entrée de la turbine 118 de la turbopompe et est ainsi injecté directement dans cette turbine où il subit une détente partielle.
Le système de conditionnement de carburant SC2 comporte, en aval de la turbine 118, une portion de circuit 110D qui raccorde la sortie de la turbine 118 au dispositif d'injection DI de la chambre de combustion du moteur (le dispositif d'injection DI fait, quant à lui, partie du système d'alimentation en carburant 110).
Comme pour l'architecture de la , la portion de circuit 110D traverse l'échangeur thermique 124 (même configuration que pour la portion de circuit 10E avec l'échangeur thermique 24 de la ) dans lequel le mélange de gaz de combustion (carburant) issu de la pré-chambre de combustion 132 est refroidi, alors que l'hydrogène circulant dans la portion de circuit 110B est réchauffé.
On notera que la turbine 118 est une turbine de gaz chaud qui présente des caractéristiques de fonctionnement et de performance supérieures à celles de la turbine 18 de l'architecture de la . La puissance délivrée par la turbine 118 qui fonctionne avec des gaz chauds permet également, comme pour l'architecture de la , de réduire les contraintes de fonctionnement de la pompe à hydrogène 116 (par exemple, une pompe centrifuge) via l'arbre de transmission 120 reliant la turbine à la pompe 116.