INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le déchargement complet est associé à un état de charge (SOC (t 0 )) de 0 %, le chargement complet est associé à un état de charge de 100 %. Pour certaines technologies de batterie, la mesure de la tension à vide peut également renseigner sur un SOC intermédiaire de la batterie, qui peut être issus d’essais, et paramétré dans le contrôleur. Les tensions à vide correspondant à une batterie pleinement chargée ou une batterie pleinement déchargée dépendent de la technologie de batterie et de son dimensionnement. Il est possible de constater qu’un déchargement complet correspond à une tension minimale Umin et un chargement complet correspond à la tension maximale Umax. Ces tensions sont indiquées dans la spécification de la batterie, par exemple Umin=2 V et Umax =3.6 V pour une cellule de batterie Lithium ion LFP. De façon alternative, Umin=2.7 V et Umax =4.2 V pour une cellule de batterie Lithium ion NMC. Dans le cas d’un assemblage de cellules de batteries, les tensions minimales et maximales seront multiples des tensions minimales et maximales à l’échelle cellule.
Le calcul du SOC(t) est avantageusement effectué en découpant la période entre t 0 et t 1 en différentes journées, les journées représentant généralement une forme de répétitivité sur les profils d’usage et de production. Des profils journaliers d’usage peuvent par exemple être utilisés, en différenciant les jours de la semaine. Un profil journalier de production peut être également estimé quand cela est nécessaire.
Avantageusement, le contrôleur calcule une puissance électrique étant entrée dans la batterie ou une puissance électrique étant sortie de la batterie. Ladite puissance électrique P B est calculée comme une fonction de P C (t) et P S (t) en intégrant d’autres connaissances sur le système qui permettent d’être plus précis sur la puissance chargée et déchargée dans la batterie et donc dans l’estimation de l’évolution de son état de charge au cours du temps. Ceci se traduit par la formule :
Par exemple, pour obtenir l’état de charge de la batterie avec plus de précision sur base de l’intégration de P B (t) au cours du temps, la puissance temporelle fournie par la source P S (t) est réduite par un facteur de rendement réseau R. Autrement dit, P S (t) est multiplié avec un chiffre entre 0 et 1. Ledit facteur de rendement réseau prend en compte les pertes de transmission d’énergie entre la source d’énergie et la batterie. Ces pertes peuvent par exemple être causées par une résistance électrique des câbles. Dans ce cas, ledit facteur de rendement réseau représente aussi une perte de puissance entre la sortie de la source d’énergie et une entrée de la batterie. L’évolution de la charge batterie se calcule alors par une intégration au cours du temps par :
P B (t) = R *P s (t) - P c (t)
où R est le facteur de rendement réseau.
Optionnellement, ledit procédé peut également être mis en œuvre si une tension de la batterie (30) est mesurée au niveau de la batterie. Dans ce cas, un voltmètre installé au niveau de la batterie peut être utilisé pour fournir une tension de la batterie U B (t). Le contrôleur est connecté à ce voltmètre pour obtenir ladite tension. Le contrôleur mesure ainsi la tension de la batterie, de préférence entre t 0 et t 1 .
Une charge électrique (Q B ) entrée dans la batterie ou sortie de la batterie peut dans ce cas facilement être établie à partir de la tension de la batterie et la puissance électrique (P B ) entrée dans la batterie ou sortie de la batterie. Ladite charge électrique est déterminée par
Ensuite, l’état de charge de la batterie au moment t 1 est déterminé par SOC(t 1 ) = SOC(t 0 )+ Q B / C. La capacité C de la batterie est considéré constante.
La montre une évolution de l’état de charge de la batterie avec le temps. La figure montre un état de charge (100) de la batterie en pourcentage et différents points dans le temps (70). Une production d’énergie (130) et une consommation d’énergie (120) sont également indiquées.
L’évolution de l’état de charge de la batterie peut être déterminée par une application récursive du procédé pour déterminer l’état de charge d’une batterie (30) à un moment donné t 1 décrit auparavant. Ainsi, le contrôleur peut appliquer de façon récursive le procédé de calcul de l’état de charge de la batterie pour déterminer une évolution avec le temps.
La indique un premier point de temps t 0-0 au moment duquel l’état de la charge de la batterie SOC(t = t 0-0 ) est connu. Il peut s’agir par exemple d’un point de déchargement complet ou de chargement complet de la batterie ou d’un point d’inflexion, de maximum local ou de minimum local.
Ensuite, un premier état de charge de la batterie SOC(t = t 1 ) à un moment t 1 est calculé selon le procédé décrit auparavant. Ce premier état de charge est ensuite utilisé comme point de départ d’une nouvelle application du procédé de calcul. Autrement dit, la valeur de SOC(t = t 1 ) précédemment calculé est fournie comme charge de la batterie à un nouveau moment dénommé t = t 0 pour calculer l’état de charge à un moment ultérieur t 1 .
L’évolution de l’état de charge de la batterie ainsi calculé peut dériver de l’état de charge réel, par exemple à cause d’une erreur de mesure de la puissance électrique fabriquée ou consommée. Due à l’application récursive du procédé de calcul d’état de charge, une erreur s’accumule avec le temps et la différence entre l’état de charge calculé et l‘état de charge réel grandit avec le temps. Ainsi, de façon avantageuse, le procédé pour déterminer l’évolution de la charge de la batterie peut être recalé en utilisant un état de charge connu avec haute précision (SOC X ) à un moment donné (t X ). Autrement dit, durant l’application du procédé pour déterminer l’évolution de l’état de charge de la batterie, l’état de charge SOC X est utilisé pour remplacer un état de charge calculé par le procédé.
Ledit état de charge connu avec haute précision peut notamment être un état de charge évalué comme pour l’obtention du SOC(t 0 ) précédemment, sur la base d’une mesure de tension à vide de la batterie. Ceci peut préférentiellement correspondre à un SOC de 0% (état de pleine décharge), de 100% (état de pleine charge), identifiable par une mesure de la tension à vide de la batterie. Ce peut aussi être un SOC de valeur intermédiaire, pour certaines technologies de batterie permettant une évaluation fiable de SOC intermédiaire sur base de la tension à vide. Une mesure de tension à vide de la batterie peut être effectuée régulièrement afin d'identifier l'état de pleine charge ou l'état de pleine décharge. Il est également possible de contrôler l’injection dans la batterie d’une production et/ou d’une consommation du système afin d'amener la batterie à l'état de pleine charge ou de pleine décharge, par exemple acceptant de perdre la production en la déconnectant temporairement, ou en déconnectant temporairement la consommation. Dans ce cas, de préférence, la batterie est amenée à un état de pleine charge ou à un état de pleine décharge à un intervalle de temps régulier.
Cet état de charge connu avec haute précision peut également être un état de pleine charge connu, par exemple suite à une recharge complète de la batterie sur base du réseau électrique, ou un état de décharge complète suite un pilotage forcé de la décharge complète de la batterie par le contrôleur. Ces différents états constituent des points de calage permettant de recaler le SOC batterie sur une valeur connue avec précision.
Il est également possible d'utiliser la tension de la batterie pour estimer l'état de charge de la batterie. Pourtant, cette estimation est liée à la résistance interne de la batterie qui évolue avec son vieillissement. Cette estimation est ainsi peu fiable.
La montre un procédé pour déterminer un état de charge SOC(t) de la batterie (30) à un point de temps ou moment t = t 1 . Comme montré dans la , la batterie (30) est connectée à une source d’énergie (10) et à un consommateur d’énergie (50). Le procédé peut être mis en œuvre par un contrôleur (140), tel que montré dans la . Le contrôleur est connecté à la source d’énergie et au consommateur d’énergie. Avantageusement, le contrôleur peut également être connecté à la batterie.
Dans une première étape (210) un état de charge de la batterie à un moment t = t 0 est donné et fourni au contrôleur.
Le moment t 0 précède le moment t 1 dans le temps. De manière générale, le moment t 1 peut être le présent et t 0 un moment ou point de temps dans le passé. De façon alternative, t 0 présente le présent et t 1 un moment dans le futur. Il est également envisageable que les deux moments t 0 et t 1 se trouvent dans le passé ou dans le futur.
Dans le cas où le moment t 1 se trouve dans le présent ou dans le passé, une puissance fournie P S par la source d’énergie (10) et une puissance consommée P C par le consommateur entre t 0 et t 1 peuvent être mesurées comme cela sera décrit par la suite.
Dans le cas où le moment t 1 se trouve dans le futur, la puissance fournie P S par la source d’énergie (10) et la puissance consommée P C par le consommateur sont prédites dans le futur par un modèle. Par exemple, la source d’énergie peut comprendre une source photovoltaïque (10). Dans ce cas, ladite prévision dans le futur comprend une prévision d’un ensoleillement de la source photovoltaïque.
La puissance électrique consommée par le consommateur peut être prédite à la base d’une connaissance de consommation fonction d’un jour d’une année. Le consommateur peut par exemple être un moteur d’un vélo électrique. Dans ce cas, une utilisation du vélo pour chaque jour d’une année à venir peut être estimée. Ainsi, une puissance consommée peut être prédite pour chaque jour de l’année à venir.
Cette estimation de la puissance de production ou de la puissance de consommation peut également être exploitée sur une période passée lorsque qu’un moyen de mesure de la puissance de production ou de consommation n’est pas disponible sur le système.
Dans une deuxième étape (220) la charge de la batterie au moment t 1 est déterminée par le contrôleur à partir de la charge de la batterie au moment t 0 et la première puissance électrique fournie par la source d’énergie entre t 0 et t 1 et la deuxième puissance électrique consommée par le consommateur d’énergie entre t 0 et t 1 .
Le contrôleur (140) détermine une puissance fournie P S par la source d’énergie (10) et une puissance consommée P C par le consommateur entre t 0 et t 1 . Par exemple, le contrôleur peut calculer une valeur moyenne de la fonction temporelle de P S (t) entre t 0 et t 1 et calculer une valeur moyenne la fonction temporelle de P C (t) entre t 0 et t 1 .
La puissance temporelle fournie par la source P S (t) peut être fournie par un premier puissance-mètre ou wattmètre, installé auprès de la source (10). De façon alternative, pour un système photovoltaïque, il est possible de mesurer une irradiance du panneau solaire en (W/m²) et de convertir ensuite cette mesure d’irradiance en ladite puissance temporelle, connaissant la surface du panneau solaire en m 2 . La puissance temporelle consommée par le consommateur P C (t) peut être fournie par un deuxième puissance-mètre ou wattmètre installé auprès du consommateur.
Le contrôleur calcule ensuite l’énergie fournie (E S ) et consommée (E C ) entre t 0 et t 1 . L’état de charge au moment t 1 est ensuite calculé par :
où E nom est la capacité totale de la batterie en terme d’énergie
Différentes solutions sont possibles pour connaître l’état de charge de la batterie au départ du procédé, c’est à dire au moment t = t 0 .
Avantageusement, au moment t 0 , la batterie est complètement déchargée ou complètement chargée. Un chargement complet ou un déchargement complet de la batterie peut être détecté de manière fiable par une mesure de la tension à vide au niveau de la batterie seule. Autrement dit, le contrôleur mesure la tension de la batterie (30) au niveau de la batterie.
Un chargement complet correspond à une tension déterminée préalablement en fonction du dimensionnement et de la technologie de la batterie. Un déchargement complet correspond à une autre tension déterminée également préalablement.
PROCEDE D’ESTIMATION D’UN ETAT DE CHARGE D’UNE BATTERIE SANS MESURE DE COURANT AU NIVEAU DE LA BATTERIE D omaine technique et état de la technique antérieure
Une batterie intégrée dans un système de production d’énergie intermittente peut être assujetti à des conditions pénalisantes, causées par l’intermittence de la fabrication de l’énergie.
Par exemple, dans un système photovoltaïque, les batteries sont souvent trop chargées durant les jours d’un fort ensoleillement et profondément déchargées durant la nuit ou durant les jours de faible ensoleillement. En particulier les batteries lithium-ion présentent un vieillissement rapide quand elles restent pleinement chargées pendant de longues périodes. Ce vieillissement est encore accentué si accompagné d’une température élevée, comme souvent le cas durant des journées d’ensoleillement important.
Une estimation de l’évolution de l’état de charge de la batterie au cours du temps permet de mettre en place un système de management de la batterie. Le système de management détermine la charge de la batterie et veille à éviter, par exemple, un déchargement trop important ou une charge trop élevée durant les périodes de fort ensoleillement. La charge électrique de la batterie peut être déterminée en intégrant le courant entrant dans la batterie ou sortant de la batterie en fonction du temps. Habituellement, un capteur de courant est installé au niveau de la batterie pour mesurer le courant entrant ou sortant de la batterie.
Pour réduire le cout du système il serait pourtant avantageux de pouvoir déterminer l’état de charge de la batterie sans la nécessité d’installer un capteur de courant au niveau de la batterie. La présente invention se rapporte ainsi à une estimation d’un état de charge d’une batterie sans la nécessité d’une mesure d’un courant au niveau de la batterie.
C’est par conséquent un but de la présente invention d’offrir un procédé pour déterminer un état de charge d’une batterie à un moment donné t 1 , la batterie étant connecté à au moins une source d’énergie et à au moins un consommateur d’énergie. Le procédé comprend les étapes suivantes :
Avantageusement, durant ladite deuxième étape, le calcul d’une puissance électrique étant entrée dans la batterie ou étant sortie de la batterie peut être effectué. Danc ce cas, l'état de charge de la batterie à t 1 peut être déterminé par la formule suivante :
SOC(t 0 ): état de charge de la batterie à t 0 ,
E nom : capacité totale de la batterie en terme d’énergie,
P B : puissance électrique d'entrée et/ou de sortie de la batterie entre t 0 et t 1 .
Il est également possible de mesurer une tension de la batterie, de préférence entre t 0 et t 1 , et de déterminer une charge électrique entrée dans la batterie ou sortie de la batterie à partir de la tension de la batterie et de la puissance électrique entrée dans la batterie ou sortie de la batterie.
L'état de charge de la batterie à t 1 peut être déterminé par la formule :
SOC(t 1 ) = SOC(t 0 )+ Q B / C dans lequel :
Antenne RF directive passive à balayage en une ou deux dimensions L’invention se situe dans le domaine des antennes, et plus particulièrement des antennes directives. Elle s’applique en particulier pour les antennes fonctionnant dans la bande de fréquences HF (Hyper Fréquences), s’étalant dans la bande 300 MHz à 300 GHz, mais peut s’appliquer à n’importe quelle bande de fréquence pour laquelle les ondes électromagnétiques peuvent être transmises par des guides d’ondes.
En référence aux figures 6A et 6B, le procédé de fabrication selon le premier aspect de l’invention comprend en outre les étapes suivantes : imprimer sur une face 101 du substrat 10 une couche sacrificielle 31 à base d’un premier élastomère par sérigraphie à l’aide du premier écran maillé 11, puis déposer, sur cette même face 101, une couche conductrice 33 à base d’une encre électriquement conductrice dans une partie au moins du premier motif 21 pour former les nervures 211 du premier guide d’écoulement 1.
L’encre électriquement conductrice est plus particulièrement déposée entre des nervures de la couche sacrificielle 31, pour remplir au moins partiellement, de préférence totalement et sans débordement, le négatif du motif 21 de nervures 211 du guide d’écoulement 1 à former.
Selon un exemple du premier aspect de l’invention, le procédé comprend en outre des étapes similaires réalisées sur l’autre face 102 (Cf. ) du substrat 10, de manière à former un deuxième guide d’écoulement 1’ au verso de la première face 101. Ces étapes sont les suivantes : Imprimer, sur une seconde face 102 du substrat 10, une couche sacrificielle 32 à base d’un deuxième élastomère par sérigraphie à l’aide du deuxième écran maillé 12, puis Déposer, sur la face 102 du substrat 10, une couche conductrice 34 à base d’une encre électriquement conductrice pour former les nervures 221 du deuxième guide d’écoulement 1’.
L’étape d’impression de l’une au moins, voire de chacune, des couches sacrificielles 31 et 32 va maintenant être décrite.
L’impression d’au moins une des couches sacrificielles 31, 32 s’effectue par dépôt par sérigraphie d’un élastomère compatible en terme de viscosité avec la technique d’impression par sérigraphie. De façon préférentielle, mais non limitative, l’élastomère est choisi parmi le silicone, le polyuréthane, le caoutchouc nitrile, l’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), le fluoroélastomère et le perfluoroélastomère. L’élastomère peut également être constitué d’un mélange de ces composés. Il est à noter que les élastomères constituant les couches sacrificielles 31 et 32 peuvent être identiques ou différents l’un de l’autre. Il est à noter en outre que la matière imprimée par sérigraphie peut être à base d’un des élastomères listés ci-dessus, voire à base de plusieurs d’entre eux. Par ailleurs, chaque couche sacrificielle 31, 32 peut en fait être un multicouche comprenant plusieurs sous-couches et dont une sous-couche peut être à base d’un élastomère différent de celui à base duquel au moins une autre sous-couche est constituée.
L’impression par sérigraphie d’au moins une des couches sacrificielles 31, 32 est réalisée en appliquant une contrainte de cisaillement sur l’élastomère à base duquel la couche sacrificielle 31, 32 considérée est constituée. La viscosité de l’élastomère à base duquel la couche sacrificielle 31, 32 considérée est constituée est avantageusement comprise entre 10 et 500 Pa.s pour une vitesse de cisaillement sensiblement égale à 0,1 s -1 , et entre 5 et 100 Pa.s pour une vitesse de cisaillement sensiblement égale à 100 s -1 .
L’épaisseur de chacune des couches sacrificielles 31, 32 ainsi formées, le cas échéant après réticulation et/ou séchage, doit être au moins égale, de préférence supérieure (en considérant que l’encre conductrice en séchant va réduire en volume, et donc en hauteur), à l’épaisseur des nervures 211, 221 souhaitées de chaque motif 21, 22 respectivement.
L’étape de dépôt des couches conductrices 33, 34 va maintenant être décrite.
L’impression de chacune des couches conductrices 33, 34 a pour but de remplir une partie au moins des espaces laissés vides lors du dépôt de la couche sacrificielle 31, 32 correspondante. Ces zones correspondent aux espaces laissés vides entre les nervures 211, 221 après le retrait des écrans maillés 11, 12, et plus précisément aux emplacements des émulsions lors du dépôt des couches sacrificielles 31, 32.
Plusieurs méthodes de dépôt sont envisageables. Par exemple, il est possible de réaliser les couches conductrices 33, 34 par enduction, pulvérisation ou encore raclage. Ces méthodes présentent l’avantage de tolérer des encres dont le caractère thixotrope ne doit pas être nécessairement élevé et dont la viscosité est potentiellement beaucoup plus faible que celle des encres compatibles avec la sérigraphie.
Comme mentionné précédemment, la présente invention présente l’avantage de permettre d’éviter de devoir choisir l’encre conductrice en fonction des contraintes liées à la sérigraphie. Il n’est cependant pas exclu que la sérigraphie soit tout de même mise en œuvre pour réaliser les couches conductrices 33, 34.
Une étape de stockage des guides d’écoulement, successive à l’étape de dépôt des couches conductrices 33, 34, est envisageable. Les guides obtenus par une mise en œuvre partielle du procédé selon l’invention, et plus particulièrement avant le retrait de la ou de couches sacrificielles, sont en effet aptes à être stockés en prévision de leur utilisation dans la fabrication de réacteurs électrochimiques. La présence des couches sacrificielles 31, 32 durant cette étape de stockage permet d’assurer la protection des couches conductrices 33, 34.
De façon avantageuse mais non limitative, on prévoit une étape de calandrage des nervures 211, 221 de chaque guide d’écoulement 1,1’ suite à l’étape de dépôt de chacune des couches conductrices 33, 34 ou suite aux étapes de dépôts des deux couches conductrices 33 et 34. L’étape de calandrage permet généralement d’améliorer la conductivité et la rugosité des couches conductrices 33 et 34, ainsi que de les densifier. Avantageusement, dans le cadre de la présente invention, cette étape n’induit en outre aucun élargissement significatif des nervures 211 du fait que chaque couche conductrice 33, 34 est maintenue entre des parois d’élastomère de la couche sacrificielle 31, 32 correspondante. Il est entendu que cette étape est entièrement facultative. Le procédé selon l’invention permet en effet d’utiliser des encres conductrices plus fluides et ainsi d’obtenir des couches conductrices 33, 34 pouvant être performantes au sein du réacteur électrochimique, notamment en termes de conduction électrique, mais également en termes d'une limitation de leur porosité, sans avoir été soumises à une étape de calandrage. Si toutefois une étape de calandrage est incorporée au procédé, ce dernier présente l’avantage supplémentaire de permettre que les couches conductrices 33 et 34 soient maintenues par les couches sacrificielles 31 et 32, et donc d’assurer une densification des couches conductrices 33 et 34, sans élargissement significatif de leurs nervures 211 et 221.
De préférence, l'étape de calandrage peut être réalisée une fois sèches les encres conductrices déposées de part et d'autre du substrat, le cas échéant avec des hauteurs différentes entre elles, de manière simultanée sur les deux faces du substrat, pour un résultat au moins équivalent, voire améliorée, au moins en termes de planéité des surfaces en jeu et/ou de gestion des efforts sur le substrat.
Pour au moins un substrat 10 en tant que plaque anodique ou cathodique, il peut être nécessaire d’imprimer au dos les canaux pour le circuit de refroidissement. Toutefois, du fait notamment de la différence de viscosité des fluides (gaz pour l’anode et la cathode et eau pour le circuit de refroidissement), il est préférable que les espacements entre les dents et/ou les hauteurs des dents soient différents, de part et d'autre du substrat 10. L'on comprend que, dans ce contexte, la mise en œuvre d'une impression par sérigraphie d'un négatif en élastomère permet avantageusement de calandrer simultanément les deux faces du substrat 10. Par ailleurs, les couches 31 et 32 en élastomère servant de négatif aux dents 211 et 221 peuvent être réalisées avec des élastomères différents entre eux, et notamment avec des élastomères de duretés différentes entre elles, ceci notamment afin d’obtenir des calandrages dissymétriques de part et d'autre du substrat 10 ou de retrouver une symétrique dans les calandrages.
Pour la compensation dans les chambres actives du vérin récepteur VR1, à travers l’électrovanne EVCF, la sortie de la pompe P est reliée à un réducteur de pression à 3 voies LPR1 (association d’un limiteur et d’un réducteur de pression permettant de maintenir une pression constante quel que soit le sens de déplacement du vérin récepteur) dont la sortie peut être reliée de manière commandée à l’une ou l’autre des deux chambres actives VR1CA1 ou VR1CA2 au moyen de deux électrovannes commandées EVC11 et EVC12.