INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans cet exemple, le calcul est réalisé ligne par ligne, par un circuit mémoire adapté à mettre en oeuvre des opérations de calcul. A titre d'exemple, on vient lire la première ligne des vecteurs colonne (Kernel) et la première ligne des vecteurs colonne (Window), on fait une multiplication point à point des deux vecteurs ligne de n éléments lus, et on stocke le résultat (i.e. un vecteur ligne de n éléments). On lit ensuite la deuxième ligne des vecteurs colonne (Kernel) et la deuxième ligne des vecteurs colonne (Window), on fait une multiplication point à point des deux vecteurs ligne de n éléments lus, on additionne le vecteur résultant au vecteur stocké à l'issue de l'étape précédente, et on stocke le résultat (i.e. un vecteur ligne de n éléments). Ces opérations sont réitérées pour chacune des lignes des vecteurs colonne (Kernel) et des vecteurs colonne (Window).
Plus généralement, les modes de réalisation décrits sont tout particulièrement avantageux pour mettre en œuvre des calculs de type SIMD (de l'anglais "Single Instruction Multiple Data" – instruction simple données multiples), c'est-à-dire dans lesquels une même opération, ou séquences d’opérations, est répétée en parallèle à partir de différentes données.
Dans un système du type décrit en relation avec les figures 1 à 4, il peut être souhaitable de transférer les données du circuit mémoire externe 253 vers la mémoire 201, en vue de l'exécution des calculs de produits de convolution dans la mémoire 201. Lors du transfert, il est souhaitable que les données soient réagencées de façon à passer d'un agencement matriciel (tel que représenté en partie gauche de la ) dans le circuit mémoire externe 253, à un agencement en colonnes (tel que représenté en partie droite de la ) dans le circuit mémoire 201.
Pour cela, et afin de limiter l'occupation du processeur, le circuit d'accès direct 203 (DIMA) est de préférence adapté à réagencer les données selon une consigne prédéfinie lors de la mise en œuvre d'un transfert du circuit mémoire 253 vers le circuit mémoire 201, ou inversement.
La consigne de réagencement peut alors être transmise au circuit d'accès direct 203 par le processeur 231, via le jeu d'instructions dédié utilisé par le processeur pour commander le circuit d'accès direct 203.
La illustre plus en détail un exemple d'agencement des données dans le circuit mémoire externe 253.
Sur cette figure, on a représenté une matrice A de M lignes par N colonnes, correspondant, par exemple, à la matrice A de la , avec des dimensions M et N quelconques (M et N entiers supérieurs à 1). En partie gauche de la figure, on a représenté les valeurs A x,y de la matrice selon un agencement matriciel (avec x entier allant de 0 à M-1 désignant le rang de la ligne à laquelle appartient la valeur A x,y , et y entier allant de 0 à N-1 désignant le rang de la colonne à laquelle appartient la valeur A x,y ).
En pratique, les données ne sont pas stockées selon cet agencement au sein du circuit mémoire 253, mais sont stockées selon un agencement prédéfini, par exemple de type "row-major" (ordre principal des lignes) ou "column major" (ordre principal des colonnes). A titre d'exemple, toutes les valeurs A x,y de la matrice A sont stockées à des adresses consécutives dans le circuit mémoire 253 à partir d'une adresse @0, selon un ordre de parcours prédéfini de la matrice A.
La partie droite de la représente le stockage des M*N valeurs A x,y de la matrice dans le circuit mémoire 253, à partir d'un emplacement d'adresse @0. Dans cet exemple, les valeurs A x,y sont stockées selon un agencement de type "row major", c'est-à-dire en partant de la valeur A 0,0 , en balayant chaque ligne de gauche (y=0) à droite (y=N-1) et en parcourant successivement les différentes lignes de haut (x=0) en bas (x=M-1). A chaque nouvelle valeur, l'adresse correspondante dans le circuit mémoire 253 est incrémentée d'un emplacement. Ceci permet que toutes les valeurs A x,y de la matrice soient stockées à des emplacements consécutifs dans le circuit mémoire 253. Ceci facilite l'accès aux données dans le circuit mémoire et permet notamment un gain en consommation électrique.
Si la taille de chaque valeur A x,y est différente de la taille d'un mot de données dans le circuit mémoire 253, l'incrémentation des adresses peut être adaptée en conséquence. Par exemple, si la taille des valeurs A x,y est égale au double de la taille d'un mot de données dans le circuit mémoire 253, l'adresse sera incrémentée de deux emplacements à chaque nouvelle valeur A x,y . Dans un autre exemple, si la taille des valeurs A x,y est égale à la moitié de la taille d'un mot de donnée dans le circuit mémoire 253, on peut stocker deux valeurs A x,y consécutives à chaque emplacement mémoire. Ainsi, l'adresse sera incrémentée d'un emplacement toutes les deux valeurs A x,y .
Connaissant l'adresse @0 de la première valeur A 0,0 de la matrice, l'adresse Addr(A x,y ) de chaque valeur A x,y de la matrice peut être déterminée par la formule suivante : Addr(A x,y ) = @0 + EL_SIZE*(x*N+y), où EL_SIZE désigne la taille des valeurs A x,y en nombre de mots de données du circuit mémoire 253 (par exemple EL_SIZE=2 si les valeurs A x,y font le double de la taille d'un mot de de données dans le circuit mémoire 253, ou EL_SIZE=1/2 si les valeurs A x,y font la moitié de la taille d'un mot de de données dans le circuit mémoire 253).
De façon similaire, à l'issue d'une opération de traitement, les données de la matrice résultante (la matrice B dans l'exemple de la ) peuvent être réécrite selon un agencement du même type dans le circuit mémoire 253.
La illustre schématiquement un exemple d'un jeu d'instructions utilisé par le processeur pour commander le circuit d'accès direct 203 dans le système de la , ou dans un système plus générique tel que décrit infra ( notamment). Ces instructions peuvent être envoyées au circuit d'accès direct 203 par le processeur par l'intermédiaire du circuit de distribution 207, ou d'un circuit équivalent.
Dans un cas où, pendant l’utilisation du pack, le paramètre optimisé ne soit pas l’équilibrage des éléments (comme pour l’exemple précédent), il est possible que, en fin de charge, des éléments soient complètement chargées alors que d’autres ne le soient pas et qu’il ne soit possible de continuer la charge. En mettant en court-circuit la sortie, l’invention permet de rééquilibrer les éléments et de reprendre en suite la charge avec un pack équilibré.
représente une réalisation d’un pack de batterie selon l'invention, mettant en oeuvre une architecture à éléments commutés, muni de moyens pour court-circuiter sa sortie;
représente schématiquement une réalisation des moyens de commande mise en oeuvre dans le cadre d’un pack de batterie selon l'invention;
représente des étapes d'un procédé selon l'invention;
représente une variante du dispositif de la , avec une inductance en sortie;
] représente encore une autre variante d’un dispositif selon l’invention, avec plusieurs interrupteurs permettant d'en court-circuiter la sortie ;
permettent d’expliquer des exemples de coefficients de priorité.
La représente un pack batterie en architecture commutée, qui peut être mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention.
Un tel pack peut comporter M modules (Ei, (1 i M)) 12, 14, 16, chaque module comportant une pluralité de N i (le nombre N i pouvant être variable d’un module à l’autre) éléments 121-124,141-144,161-164. En figure 1, M=3 et N=4, mais M peut être quelconque et le nombre N peut aussi être quelconque pour chaque module (par exemple, un module peut comporter un seul élément). Par exemple M peut être inférieur ou égal à 500 ou à 1000 ; pour M = 500, dans le cas de modules Ei comportant chacun N=2 éléments de 1,5 V, la tension fournie à ses bornes par le pack peut atteindre 1500 V. Par exemple encore N peut être inférieur ou égal à 250 ou à 500 ; pour N = 250, dans le cas de 2 modules Ei comportant chacun 250 éléments de 1,5 V, la tension fournie à ses bornes par le pack peut atteindre 1500 V. Plusieurs modules peuvent comporter plusieurs séries d’éléments ou de cellules, ces séries étant disposées en parallèle l’une de l’autre. Chaque module comporte une borne 120, 140, 160 et une borne 125, 145, 165.
Cette architecture à éléments commutés permet : - de réguler un courant de charge lorsqu’il est connecté à une source de tension, continue ou alternative, en ajustant en temps réel le nombre d’éléments placées en série ; - et/ou de prélever sur un réseau AC un courant AC en phase avec la tension réseau grâce à un mécanisme de synchronisation ; - et/ou d’assurer des services réseau en prélevant un courant déphasé par rapport à la tension réseau (compensation de puissance réactive) ou en ajoutant des harmoniques de courant ou pulse de courant pour améliorer la forme de la tension réseau/compenser des perturbations réseau ; - et/ou de gérer de manière unitaire chaque élément du système, qui peut être soit connecté en série avec les autres éléments du pack batterie, soit isolé et contourné par un chemin parallèle ou un élément parallèle (il n'y a alors plus de courant qui passe par l'élément, mais le courant circule sur un chemin en parallèle de celle-ci ou de celui-ci), soit mis en série, avec une polarité opposée, avec les autres modules, ; en particulier, on peut noter qu’un élément a la même polarité que les autres éléments du même module ; si 2 modules du pack ont des polarités opposées, les éléments du premier module auront une polarité opposée aux éléments du second module; par exemple, dans le cas de la , une inversion de tension s’effectue au niveau des modules 12, 14, 16, chaque module pouvant contenir un élément ou bien plusieurs éléments commutables c’est-à-dire accompagné de transistors de commutation, chacun des éléments eux-mêmes pouvant contenir plusieurs cellules électrochimiques en série et/ou parallèle ; - et/ou de générer, en sortie de la batterie, une tension fixe ou une tension variable (par exemple sinusoïdale), avec un pas égal à la tension d’un élément, en connectant, l’un après l’autre, les éléments directement à la sortie du système. En effet, un tel système peut faire évoluer dynamiquement le nombre d'éléments connectés en série, parmi les éléments disponibles.
Un « élément » au sens du présent texte peut représenter un groupe de cellules élémentaires placées en série et/ou parallèle, le pas de tension peut alors être par exemple de l’ordre de 3.6 V, de 12V de 24V, de 48V ou d'une tout autre valeur.
Comme déjà indiqué ci-dessus, chaque élément peut être mis en série ou en parallèle avec d’autres éléments du même module ou être isolé et le courant principal dévié sur un chemin parallèle et/ou remplacé(e) par un court-circuit. A cette fin, des interrupteurs, par exemples des transistors, sont prévus. Dans cet exemple, comme les autres exemples ou modes de réalisation de la présente demande, les interrupteurs peuvent être réalisés à l'aide de transistors de puissance, de préférence de type NMOS, ou de transistors bipolaires, ou FET, ou JFET, ou IGBT. Les interrupteurs ainsi mis en oeuvre permettent d'utiliser ou non certains éléments et/ou certains modules d’éléments en fonction des besoins et/ou réaliser une optimisation de l'utilisation du pack batterie.
Comme dans l’exemple illustré, chaque élément peut être muni (seuls certains interrupteurs associés à l ‘élément 121 sont numérotés sur la ) : - d'un ou plusieurs interrupteur(s) d’élément 121 i pour connecter ou déconnecter cet élément de la batterie ; il est possible d’avoir plusieurs éléments en parallèle avec chaque élément qui possède son interrupteur série ; dans ce cas, un élément peut être déconnecté et le courant principal continue de passer au travers des éléments restant en parallèle ; et/ou on peut, comme dans FR2977986, basculer des éléments ou cellules d’une configuration série à parallèle et inversement, et/ou écarter l’élément ou la cellule ; - d'un ou plusieurs interrupteur(s) parallèle(s) 121 p pour bypasser, ou non, cet élément, donc d’établir un chemin conducteur parallèle à l‘élément un court-circuit de cet élément lorsque celui-ci est déconnecté, en particulier au regard du courant principal qui circule sur le chemin de puissance entre les bornes 101 et 102 du pack batterie.
Le pack de batterie et/ou chaque élément, ou un ou plusieurs éléments, peu(ven)t être munie(s) d’un capteur de charge de l’élément et/ou d’un capteur de mesure de tension aux bornes de l’élément et/ou d’un capteur de mesure de température de l’élément et/ou d’un capteur de déformation mécanique de l’élément et/ou d’un capteur de gaz dans l’élément (par exemple pour détecter une surcharge, ou une surchauffe ou une fuite qui peut engendrer la génération de gaz) et/ou d’un capteur acoustique (soit pour détecter une réaction chimique dans l’élément, ou bien, s’il s’agit d’un capteur de type ultrason, pour caractériser l’élément, de manière similaire au principe de l’échographie ou sous forme de caractérisation d’un canal acoustique) et/ou un capteur chimique, par exemple pour mesurer la densité d’ions Li libres ou autres dans l’élément. On peut en général mesurer l’état de charge (« SOC ») ou l’état de santé (« SOH ») à partir des mesures de tension et/ou de courant et/ou de température.
RÉSERVOIR CRYOGENIQUE EMBARQUÉ LÉGER DE FORME QUELCONQUE OPTIMISÉ STRUCTURELLEMENT La présente invention concerne un dispositif de réservoir léger de forme quelconque pour un ou des fluides cryogéniques. La problématique des réservoirs cryogéniques consiste à trouver un compromis entre la sécurité, la performance thermique, le poids, la fiabilité notamment mécanique et les coûts d’achats, de montage et d’entretien de l’installation. Les technologies actuelles s’agencent autour d’un réservoir interne isolé contenant le fluide cryogénique, et contenu dans une enveloppe extérieure sous un vide poussé. Le dimensionnement de l’enveloppe extérieure, également appelée « enveloppe à vide », est particulièrement difficile, car soumis à une dépression. En effet, la dépression interne de l’enveloppe provoque des contraintes de compression et de cisaillement, et des déformations de flambage et d’écrasement. Ces phénomènes souvent instables sont d’autant plus critiques que l’enveloppe est élancée, non-circulaire, et de faible épaisseur.
Pour diminuer ces contraintes les réservoirs sont généralement cylindriques avec une géométrie assez précise et relativement épais ce qui pénalise la masse du réservoir. Pour les mêmes raisons, les grandes surfaces planes sont proscrites, ce qui contrarie la réalisation de réservoirs plats qui pourraient plus facilement s’intégrer dans des espaces exigus. Par ailleurs les matériaux composites qui constituent une grande capacité à diminuer la masse structurale des réservoirs, résistent bien aux contraintes de traction, mais relativement mal aux contraintes de compression et de cisaillement. L’ajout de raidisseurs dans la structure pénalise soit le volume utile du réservoir, soit son isolation thermique, soit les deux. L’étape de l’isolation du réservoir interne par de la « superisolation » est délicate et coûteuse en temps de fabrication et de mise sous vide.
L’innovation consiste donc à créer un réservoir cryogénique dont le mode de chargement mécanique de l’enveloppe extérieure ne sera pas de la compression et du cisaillement élevé, mais une diminution des contraintes, voire même la transformation en une contrainte principale en traction. Comme le montre la , la présente invention est constituée d’un réservoir interne (1) étanche à l’intérieur duquel est stocké le fluide cryogénique à pression ambiante ou de préférence en surpression, et contenue dans une enveloppe extérieure (2). L’espace entre le réservoir interne (1) et l’enveloppe extérieure (2) est rempli par des sphères ou des microsphères creuses (3) sous contraintes mécaniques, et mis sous vide. Ces sphères ou microsphères creuses, dont le diamètre moyen peut varier de quelques dizaines de micromètres à quelques millimètres, peuvent être réalisées en verre, en matière polymère ou céramique, en carbone voir à base de matériaux métalliques. Elles sont éventuellement revêtues par un ou des traitements isolants et/ou aux pouvoirs rayonnants. Les sphères ou microsphères creuses (3) jouent simultanément un rôle structural et d’isolation thermique.
Le vide entre les sphères ou microsphères creuses (3) sera soit un vide scellé ou un vide dynamique. Dans le cas d’un vide dynamique, le dispositif disposera de son propre circuit de pompage (10) de l’enveloppe extérieure (2). Comme dans toutes les installations nécessitant une mise sous un vide, la propreté de l’ensemble des éléments internes sera essentielle, notamment les sphères ou microsphères creuses qui pourront être lavées et étuvées avant montage. Des composants dessiccateurs pourront être introduit dans l’enveloppe extérieure (2), pour éliminer l’humidité résiduelle et les éventuels produits de dégazage. Les techniques traditionnelles de chauffage autour de 100°C pour faciliter le dégazage des matériaux internes pourront être utilisées et les températures de chauffage même augmenter dans le cas de sphères ou de microsphères creuses en verre. Des capteurs de pression et de présence des molécules du ou des fluides cryogéniques permettent de s’affranchir d’éventuelles fuites du réservoir interne (1) ou de l’enveloppe extérieure (2).
Le réservoir interne (1) est constitué d’une structure rigide ou d’un liner interne (4). Par liner il faut entendre ici, une structure étanche à faible rigidité, d’une certaine souplesse ou extensibilité dans un matériau élastique et/ou malléable et de faible épaisseur, offrant peu de résistance à la pression et capable de se déformer sans se déchirer. Le liner peut être métallique, textile, plastique ou sur la base de tous matériaux ou assemblage de multimatériaux. Le liner peut se présenter sous forme d’une poche ou d’une coque autoportante, obtenu par soudage, formage, thermoformage, moulage, rotomoulage, infusion, drapage ou tout autre procédé, et peut contenir des raidisseurs pour rigidifier ou pour limiter les déformations de tout ou partie de la structure du réservoir interne (1). Sous l’effet de la pression interne du fluide cryogénique et de la dépression dans l’interstice entre l’enveloppe extérieure (2) et le réservoir interne (1), la structure rigide ou le liner interne se déforme, gonfle légèrement et met les sphères ou microsphères creuses (3) sous contraintes qui se plaquent contre l’enveloppe externe (2). Cette dernière subit donc simultanément sur sa face interne la dépression du vide dans l’interstice et la poussée des sphères ou microsphères creuses sous contraintes, ce qui a pour conséquence de diminuer la contrainte dans l’enveloppe extérieure (2). Si la somme de la pression des sphères ou microsphères moins la dépression dans l’interstice, est supérieure à la pression ambiante à l’extérieure de l’enveloppe extérieure (2), cette dernière, bien que sous vide, subit un mode de chargement de type traction et une déformation en extension, comme s’il s’agissait d’un réservoir sous une faible pression. La structure de l’enveloppe extérieure (2) plus résistante pour ce type de chargement, peut donc être allégée au regard des technologies traditionnelles et leurs modes de charges et de flambage. L’enveloppe extérieure (2) peut être réalisée dans tous types de matériaux, mais le concepteur pourra par ce dispositif, tirer pleinement profit des excellentes caractéristiques en traction des matériaux composites et tout particulièrement des fibres de carbone.
Associé à un réservoir interne (1) peu épais ou composé d’un simple liner interne de faible épaisseur, le gain de masse d’un tel réservoir est conséquent, malgré l’utilisation de sphères ou microsphères creuses comme isolant dont la densité est particulièrement faible. Pour optimiser la masse du réservoir cryogénique, des renforts pourront être ajoutés sur l’enveloppe extérieure (2) et/ou sur le réservoir interne (1). Le dispositif pourra disposer d’un ensemble de piquages, de pompes, de vannes, de filtres, de soupapes, d’évents, de sondes et/ou de capteurs nécessaires au fonctionnement, à la surveillance et à l’entretien du réservoir cryogénique, ainsi qu’un circuit d’alimentation (4).
Pour augmenter la sécurité en cas de fuite du fluide cryogénique au travers du réservoir interne (1), l’enveloppe extérieure (2) pourra comprendre également un liner étanche (5) sur sa face interne. De même, pour améliorer l’isolation du réservoir et particulièrement en cas de dysfonctionnement et de rupture de vide, l’enveloppe extérieure (2) pourra comprendre un matériau isolant de type « foamglas » sur sa partie externe. En ultime recours, le réservoir interne (1) sera équipé d’un système de décharge et de purge (6) qui permettra d’éviter une trop forte pression et l’évacuation du fluide cryogénique.
Lors du remplissage du fluide cryogénique, la mise en froid provoque une rétractation du réservoir interne (1) et donc une augmentation du volume de l’interstice entre l’enveloppe extérieure (2) et le réservoir interne (1) et par conséquent une diminution de la pression des sphères ou microsphères creuses (3) sur l’enveloppe extérieure (2). Pour compenser cette perte de pression, le dispositif prévoit un système de type vase d’expansion (7) qui permet de régler et de compenser cette pression en ajoutant des sphères ou microsphères creuses (3). Ce ou ces vases d’expansion (7) permettent également d’amortir ou de compenser l’éventuel endommagement d’une partie des sphères ou microsphères creuses lors d’un choc ou d’une forte accélération accidentelle ou de vibrations internes ou externes au réservoir. Le vase d’expansion est également mis sous vide et comprend une réserve de sphères ou microsphères creuses associée à un système mécanique de mise sous contraintes des sphères ou microsphères, capable de les transférer vers l’interstice entre le réservoir interne (1) et l’enveloppe externe (2). In fine, c’est le ou les vases d’expansion qui régulent et règlent la contrainte de l’enveloppe extérieure à un faible niveau en générant le niveau de contrainte dans les sphères ou microsphères creuses.
Dans la plupart des cas, le réservoir interne (1) est autoporté par les sphères ou microsphères creuses. Son centrage par rapport à l’enveloppe externe (2) sera réalisé pendant la fabrication. Pour garantir sa géométrie et son intégrité, une mise sous une certaine pression pendant ou à partir du remplissage des sphères ou microsphères creuses peut être nécessaire. Dans le cas de réservoirs élancés et verticaux ou pour des réservoirs embarqués soumis à de fortes accélérations ou des vibrations importantes, des systèmes de supportages classiques peuvent s’avérer nécessaires. Pour tenir compte de la souplesse et de l’élasticité et garantir l’intégrité du réservoir interne (1), ces systèmes classiques pourront être remplacés par des bandes textiles (8) d’une largeur suffisante pour répartir la charge. La matière de ces bandes textiles (8) sera résistante et isolante thermiquement, comme par exemple de la fibre de verre. Une autre solution ou une solution complémentaire consiste à mettre sur le réservoir interne (1) des butées (9) qui permettront de garantir dans tous les cas une épaisseur minimum de sphères ou de microsphères creuses entre le réservoir interne (1) et l’enveloppe extérieure (2). Une variante consiste à intégrer dans une même enveloppe extérieure plusieurs réservoirs internes reliés entre eux ou pas.
Le canal de refroidissement 103 est superposé selon une direction parallèle à l’axe X de la bride à l’évidement permettant un refroidissement efficace d’un système de serrage qui peut être logé, par échange de chaleur à travers la paroi d’échange thermique 115 qui sépare la rainure annulaire du canal de refroidissement.
La bride selon le deuxième exemple a été produite par une technique de fabrication additive et a été soudée sur un tube 140, comme illustré par la photographie sur la .
Cet ensemble a ensuite été accouplé avec une autre bride 150 comme cela est illustré sur la afin de former un assemblage 145.