INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans un autre mode de réalisation possible du circuit électrique, l’extrémité de la première, respectivement deuxième, portion de longueur de câble supraconducteur opposée à celle s’étendant dans le boîtier cryostat de jonction du premier arrangement est connectée à une première, respectivement deuxième, terminaison reliée électriquement à une phase d’un réseau électrique.
Un système triphasé peut comprendre trois de ce circuit électrique câblé supraconducteurs définissant chacun une phase du système.
Dans un mode de réalisation possible d’un tel système triphasé, le premier arrangement d’une première phase parmi les trois phases du système comporte un canal d’entrée/sortie additionnel et une dérivation d’entrée/sortie additionnelle, et est connecté aux premiers arrangements de chacune des deux autres phases de façon à ce que : son canal d’entrée/sortie et sa dérivation d’entrée/sortie soient connectés respectivement au canal d’entrée/sortie et à la dérivation du premier arrangement associé à une deuxième phase parmi les trois phases ; son canal d’entrée/sortie additionnel et sa dérivation d’entrée/sortie additionnelle soient connectés respectivement au canal d’entrée/sortie et à la dérivation d’entrée/sortie du premier arrangement associé à une troisième phase parmi les trois phases.
Un tel système triphasé peut en outre comporter : un premier système de refroidissement injectant un premier flux principal de fluide cryogénique dans la première portion de longueur de câble de la première phase à travers la terminaison correspondante ; un second système de refroidissement injectant un second flux principal de fluide cryogénique dans la deuxième portion de longueur de câble de la première phase à travers la terminaison correspondante. dans lequel le premier, respectivement le deuxième, flux principal est divisé par le premier arrangement de la première phase en deux demi-flux, puis recombinés par le premier, respectivement le deuxième, système de refroidissement pour être réinjectés de nouveau, après réajustement de la pression et de la température, dans la première, respectivement la deuxième, portion de longueur de câble de la première phase.
La illustre schématiquement et partiellement un exemple de circuit électrique câblé supraconducteur selon un premier mode de réalisation conforme à l’invention ;
La illustre schématiquement et partiellement un exemple de circuit électrique câblé supraconducteur selon un deuxième mode de réalisation conforme à l’invention ;
La représente une première configuration possible pour la gestion du refroidissement et de la pression de fluides cryogéniques pour un exemple de circuit électrique câblé supraconducteur ;
La représente une deuxième configuration possible pour la gestion du refroidissement et de la pression de fluides cryogéniques pour un exemple de circuit électrique câblé supraconducteur ;
La représente une troisième configuration possible pour la gestion du refroidissement et de la pression de fluides cryogéniques pour un exemple de circuit électrique câblé supraconducteur ;
La représente une configuration possible pour la gestion du refroidissement et de la pression de fluides cryogéniques pour un exemple de système électrique triphasé.
La illustre schématiquement et partiellement un circuit électrique câblé supraconducteur comportant deux portions de longueur de câble supraconducteur connectées en série selon un premier mode de réalisation conforme à l’invention.
Plus précisément, le circuit comprend, dans l’exemple non limitatif schématisé sur la , une première portion 1a de longueur de câble supraconducteur et une deuxième portion 1b de longueur de câble supraconducteur. Dans la suite, la lettre « a » sera ajoutée aux références numériques relatives à la portion 1a de longueur de câble, et la lettre « b » sera ajoutée aux références numériques relatives à la portion 1b de longueur de câble. Chaque portion 1a, 1b de longueur de câble supraconducteur comprend, en allant de l’élément le plus interne au câble à l’élément le plus externe : un cœur 2a, 2b de câble supraconducteur, une couche d’isolation électrique 3a, 3b entourant le cœur 2a, 2b de câble supraconducteur, un écran 4a, 4b entourant la couche d’isolation électrique 3a, 3b et servant de blindage électromagnétique, et une enveloppe cryogénique 5a, 5b entourant l’écran 4a, 4b pour permettre la circulation d’un fluide cryogénique dans un espace annulaire 6a, 6b délimité par l’écran 4a, 4b et la surface interne de l’enveloppe cryogénique 5a, 5b.
Le cœur 2a, 2b comprend par exemple un élément longitudinal métallique (par exemple un ou plusieurs brins de cuivre) entouré d'au moins une couche supraconductrice (formée par exemple de plusieurs fils ou rubans supraconducteurs).
On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que le calculateur de batterie CB (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une mémoire de masse MM1, notamment pour le stockage temporaire de la vitesse en cours du véhicule V, et d’éventuelles données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de batterie CB (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins la vitesse en cours du véhicule V et le résultat de chaque vérification d’isolement électrique pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mis en forme et/ou démodulés et/ou amplifiés, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce calculateur de batterie CB (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer des ordres d’interdiction de recharge en mode 4 (par exemple à destination du calculateur de batterie CB ou du calculateur CC), ou des messages contenant des codes défaut, ou des messages signalant une interdiction d’effectuer une recharge en mode 4 et un besoin de faire vérifier le véhicule V dans un service après-vente.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance décrit ci-avant pour surveiller l’isolement électrique de la ligne de recharge LR qui interconnecte le connecteur de recharge CN à au moins un contacteur K4 ou K5 du circuit d’isolement CI couplé à la batterie principale BP dans le véhicule V.
PROCEDE D’ESTIMATION DE LA PUISSANCE ELECTRIQUE MAXIMALE DELIVREE PAR UNE BATTERIE ELECTRIQUE L’invention se rapporte à un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique. La batterie électrique est typiquement mais non limitativement une batterie de traction du véhicule, notamment une batterie lithium-ion. L’invention se rapporte également à un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, de limitation de la puissance électrique délivrée par la batterie électrique, le procédé comprenant un tel sous-procédé d’estimation de la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique.
Un procédé de « derating » est également décrit dans le document brevet EP 0 909 675 A2. Le procédé décrit dans ce document brevet permet de limiter la puissance électrique de charge ou de décharge de la batterie électrique en fonction de la température de cette dernière et de son environnement. Plus précisément, le procédé décrit une commande de charge et de décharge d'une batterie électrique secondaire, et plus particulièrement une commande de charge et de décharge par laquelle une puissance électrique de charge et de décharge est limitée en fonction de l'environnement dans lequel la batterie électrique secondaire se situe et de l’état de la batterie électrique secondaire. Toutefois, un inconvénient d’un tel procédé de limitation est que la limitation de la puissance qu’il propose est relativement imprécise, et qu’il exploite relativement peu les performances de la batterie électrique, ce qui nuit à la fiabilité de la loi de commande de limitation.
Une autre solution consiste à utiliser un contrôleur apte à mettre en œuvre un contrôle-commande par rétroaction pour réaliser la limitation de puissance ou « derating ». Toutefois, une telle solution impose d’implanter de nombreux capteurs thermiques sur les différents composants électroniques de la batterie électrique, afin de mesurer leur température, ce qui implique un coût très élevé.
En outre, la batterie électrique craint également le froid. Ainsi, la puissance électrique disponible en sortie de la batterie réduit fortement quand sa température est inférieure à une plage optimale de températures prédéfinie. D’autres contraintes électriques et chimiques s’appliquent par ailleurs sur la batterie électrique. Dans ce contexte, il existe un besoin de pouvoir estimer la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique, afin de pouvoir adapter en conséquence la limitation de la puissance électrique délivrée par cette dernière. Cette puissance électrique maximale dépend du niveau de charge ou état de charge de cette dernière (aussi appelé SOC en anglais pour « State Of Charge » - qui représente la charge électrique accumulée dans la batterie), de la durée de chargement ou de déchargement des cellules de stockage de la batterie électrique, de sa température, et de son vieillissement qui dépend lui-même de son état de santé (aussi appelé SOH en anglais pour « State Of Health » - qui représente le rapport entre la capacité maximale courante de la batterie électrique et la capacité maximale de la batterie électrique lorsqu’elle était neuve). Le fournisseur de la batterie électrique offre notamment une série de tableaux pour plusieurs durées de chargement ou de déchargement des cellules de stockage de la batterie électrique. Pour chacune de ces durées, un tableau de la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique est défini selon l’état de charge et la température de la batterie. Il est alors connu de déterminer la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique (notamment pour les points correspondant à des valeurs non mesurées, entre les points de mesure connus) par interpolation linéaire des valeurs contenues dans ces tableaux. Toutefois, une telle interpolation linéaire ne donne pas une valeur fiable, car la corrélation entre les valeurs n’est pas linéaire.
En outre, pour obtenir la température de la batterie électrique, la température qui est mesurée est généralement celle d’un des modules de stockage d’énergie électrique que contient cette batterie. Or, cette température mesurée est bien plus basse que celle des cellules de stockage d’énergie électrique à l’intérieur du module. Pour dériver la température des cellules, un modèle physique est construit pour relier la température mesurée du module à la température des cellules. Toutefois, cette modélisation physique est peu fiable, car les propriétés thermiques de la batterie électrique ainsi que la chaleur générée en fonction de l’état de charge, de la température, et de l’état de santé de la batterie électrique sont inconnues. Ceci conduit à un manque de précision et de fiabilité dans l’estimation de la température de la batterie électrique qui est effectuée.
Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique, qui soit simple, précis et fiable, qui exploite pleinement la performance de la batterie électrique afin de permettre une limitation précise et fiable de sa puissance électrique et d’éviter ainsi sa surchauffe, et qui ne nécessite pas de recourir à un ou plusieurs capteur(s) de température destiné(s) à mesurer la température des composants électroniques de la batterie.
Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé, mis en œuvre dans un système de gestion d’une batterie électrique d’un véhicule ou dans une unité de commande électronique du véhicule, d’estimation de la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique, la batterie électrique comprenant plusieurs modules de stockage d’énergie électrique reliés en série, chaque module de stockage d’énergie électrique comportant plusieurs cellules de stockage d’énergie électrique, ledit système de gestion ou ladite unité de commande électronique étant relié(e) à la batterie électrique et stockant un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant, le réseau de neurones ayant au préalable été entraîné pour son apprentissage à l’aide de données d’entraînement comportant des données de mesure de la température des cellules de stockage d’énergie électrique à l’intérieur d’au moins un des modules de stockage d’énergie électrique et des données de mesure de l’état de charge de la batterie électrique, le procédé comportant les étapes suivantes :
une mesure, pour au moins un des modules de stockage d’énergie électrique, de la température courante des cellules de stockage d’énergie électrique à l’intérieur dudit module, ladite température mesurée étant prise comme température initiale de la batterie électrique et étant fournie en entrée du réseau de neurones ; une mesure de l’état de charge courant de la batterie électrique, ledit état de charge courant mesuré de la batterie électrique étant fourni en entrée du réseau de neurones ; et une détermination, par le réseau de neurones, à partir de ladite température initiale mesurée et dudit état de charge courant mesuré de la batterie électrique, d’une valeur estimée de la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique.
Grâce à l’utilisation d’un réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant, qui reçoit en entrée une température mesurée des cellules de stockage d’énergie électrique contenues dans au moins un des modules de stockage d’énergie électrique et un état de charge mesuré de la batterie électrique, le procédé selon l’invention permet de fournir une estimation précise et fiable de la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique. En outre, l’utilisation d’un tel réseau de neurones fournit une solution simple permet d’exploiter pleinement la performance de la batterie électrique afin de permettre une limitation précise et fiable de sa puissance électrique et d’éviter ainsi sa surchauffe, et ne nécessite pas de recourir à un ou plusieurs capteur(s) de température destiné(s) à mesurer la température des composants électroniques de la batterie. La température mesurée des cellules de stockage d’énergie électrique d’au moins un des modules de stockage d’énergie électrique est prise comme température initiale de la barre et est fournie en entrée du réseau de neurones.
Avantageusement, les données d’entraînement comportent en outre des données de mesure de l’état de santé de la batterie électrique, et/ou des données de mesure d’une durée de chargement ou de déchargement des cellules de stockage de la batterie électrique, le procédé comporte en outre une étape de mesure de l’état de santé courant de la batterie électrique, et/ou une étape de mesure d’une durée de chargement ou de déchargement des cellules de stockage de la batterie électrique, et ledit état de santé courant mesuré et/ou ladite durée de chargement ou de déchargement mesurée des cellules de stockage de la batterie électrique sont fournis en entrée du réseau de neurones à apprentissage supervisé avec propagation avant. Ceci permet d’améliorer la précision de l’estimation de la puissance électrique maximale délivrée par la batterie électrique.
L’emploi d’un ou plusieurs volets permet de nouveaux modes de fonctionnement en autorisant le flux d’air sur une seule ouverture d’entrée d’air et/ou en protégeant au moins partiellement le ou les filtres de telle sorte à en augmenter encore leur durée de vie en limitant leur encrassement.
Dans des modes de réalisation, le ou les filtres mobiles et le ou les volets montrent des formes de segment de cylindre ou de segment de tube ou de segment d’anneau, mobiles en rotation autour de l’axe du cylindre de la chambre d’admission d’air ; et les moyens de déplacement comprennent un moteur électrique associé à un mécanisme d’embrayage configuré pour entrainer sélectivement en rotation le ou les volets mobiles et le ou les filtres mobiles.
L’emploi d’un seul moteur pour déplacer le volet et le filtre mobile indépendamment l’un de l’autre permet de réduire le nombre de moteurs nécessaires pour le fonctionnement du dispositif de filtration et donc à la fois son coût et son encombrement.
De préférence, le ou les volets mobiles peuvent montrer une forme en segment de cylindre ou en segment de tube ou en segment d’anneau. Par exemple, la face externe du ou au moins un volet mobile définit un arc de cercle d’un angle et d’un rayon donné. De préférence, l’arc de cercle montre un angle compris entre 120° et 270° ; de préférence, un angle compris entre 150° et 240° ; de préférence encore, un angle de 180°. Lorsqu’un volet mobile montre une face externe qui définit un arc de cercle d’un angle 180°, le volet mobile est de forme semi-cylindrique, ou semi-tubulaire ou semi-annulaire.
Dans des modes de réalisation, au moins un filtre mobile est un filtre mobile de type filtre à air à haute efficacité (EPA) ou de type filtre à air à très haute efficacité (HEPA) tel que défini selon la norme NF EN 1822-1 (Janvier 2010). Un filtre HEPA permet une filtration améliorée des particules fines présentes en suspension dans l’air.
Avantageusement, l’entrée d’air extérieur comprend un préfiltre formé par un filtre à particules solides (à poussières), de diamètre supérieur à 2,5 µm, de manière à réduire l’encrassement du filtre mobile et à augmenter sa durée de vie.
De préférence, le dispositif de filtration comprend en outre au moins un capteur de qualité de l’air intérieur et/ou extérieur configuré pour déterminer le taux de particules dans un flux d’air, par exemple le taux de particules fines c’est-à-dire d’un diamètre inférieur à 2,5 µm. Cela permet de n’activer la filtration de l’air que dans le cas où la pollution de l’air dépasse un seuil prédéterminé.
Selon un deuxième aspect, l’invention a pour objet un système de climatisation d’un véhicule automobile comprenant un dispositif de filtration. Le système de climatisation est remarquable en ce que le dispositif de filtration est selon le premier aspect, et en ce qu’il est configuré pour mettre en œuvre un procédé d’optimisation de l’utilisation du ou des filtres mobiles comprenant, lorsque le véhicule a démarré, le test de la pertinence de la mise en œuvre d’une opération de filtration de l’air en vérifiant de manière simultanée ou successive la véracité d’une condition de défaut de qualité de l’air extérieur et d’une condition de défaut de qualité de l’air intérieur, le test comprenant la détermination du taux de particules d’un diamètre inférieur à 2,5 µm en suspension dans l’air extérieur ou dans l’air intérieur respectivement, les conditions étant remplies si les taux déterminés sont supérieur ou égal à des valeurs seuil prédéterminées; la valeur seuil prédéterminée pour la condition de défaut de qualité de l’air intérieur pouvant être la même ou différente de la valeur seuil prédéterminée pour la condition de défaut de qualité de l’air extérieur ; le procédé comprenant en outre la commande du placement du ou des filtres mobiles du dispositif de filtration:
en position de filtration du ou des flux d’air extérieur et du ou des flux d’air intérieur lorsque les deux conditions de défaut de qualité de l’air extérieur et intérieur sont remplies ; ou
en position de filtration du ou des flux d’air extérieur uniquement lorsque seule la condition de défaut de qualité de l’air extérieur est remplie ; ou
en position de filtration du ou des flux d’air intérieur uniquement lorsque seule la condition de défaut de qualité de l’air intérieur est remplie ; ou
en position hors service lorsqu’aucune des conditions de défaut de qualité de l’air extérieur et intérieur est remplie.
De préférence, le système de climatisation comprend un module de contrôle électronique intégrant une fonction de détermination du taux de particules d’un diamètre inférieur à 2,5 µm présent dans l’air extérieur et/ou intérieur. Le module de contrôle va comprendre classiquement au moins une mémoire et au moins un calculateur.
De préférence, le module de contrôle est relié à des moyens de détermination directe du taux de particules dans l’air extérieur et/ou intérieur au moyen d’un ou plusieurs capteurs. Le ou les capteurs étant soit compris dans le dispositif de filtration soit disposés en dehors du dispositif de filtration. De manière alternative ou complémentaire, le module de contrôle comprend des moyens connexion à une source d’information extérieure au véhicule pour la détermination taux de particules dans l’air extérieur.
De préférence, les moyens de déplacement sont commandés par le module de contrôle dont la fonction de détermination du taux de particules permet en outre de définir un mode de fonctionnement du dispositif de filtration.
Dans des modes de réalisation, le procédé d’optimisation de l’utilisation du ou des filtres mobiles comprend en outre un mode de préconditionnement dans lequel le véhicule n’a pas démarré, le mode préconditionnement comprenant le test de la pertinence de la mise en œuvre d’une entrée d’air en provenance de l’intérieur en vérifiant la véracité de la condition de défaut de qualité de l’air intérieur ; et lorsque la condition de défaut de qualité de l’air intérieur est remplie, tester la véracité de la condition de défaut de qualité de l’air extérieur; et commander à la fois l’entrée d’au moins un flux d’air extérieur dans l’habitacle et le placement du ou des filtres mobiles du dispositif de filtration :
On envisage en outre un véhicule automobile comportant une unité de commande de gestion de l’alimentation électrique, un système de freinage électro-hydraulique, au moins un équipement électrique et un système d’alimentation électrique alimentant au moins le système de freinage et l’équipement électrique, dans lequel l’unité de commande est configurée pour mettre en œuvre le procédé de gestion selon l’un quelconque des modes de réalisation précédent.
L’invention est avantageuse car elle permet de garantir les conditions optimales d’alimentation électrique du système de frein lors de l’activation d’un système autonome de freinage d’urgence. Cela permet de respecter les nouvelles réglementations des systèmes électriques pour les fonctions de conduites autonomes.
représente schématiquement une architecture de véhicule automobile prévue pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention.
représente un diagramme fonctionnel d’un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
En , on présente un mode de réalisation préférentiel de l’invention pour un véhicule automobile dans lequel le groupe motopropulseur comprend une chaîne de traction comportant une machine de traction 10, une transmission automatisée 11 d’un couple moteur vers les roues 13 du véhicule, un système de frein robotisé 12, un système d’alimentation électrique 14 du véhicule, et une unité de commande de supervision 15 du véhicule.
La machine de traction 10 est un moteur thermique ou une machine électrique de traction. Pour un moteur thermique, la transmission automatisée 11 comporte classiquement un organe d’accouplement, de type embrayage, et une boite de vitesse automatisée. Pour un véhicule à traction entièrement électrique, la chaine de transmission 11 comporte généralement un réducteur de vitesse. L’invention s’applique à tout véhicule automobile à transmission automatisée.