INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
C’est pourquoi dans le domaine des radars de recul nécessitant de détecter des obstacles dans un grand champ de vue, ce sont des dispositifs à caméra et non pas des lidars qui ont supplanté ou complété les capteurs à ultrasons. En effet pour la protection anticollision le champ large d’un capteur à ultrasons est un avantage sur le lidar traditionnel 3D, qui pour balayer un champ large nécessite d’être monté sur une platine tournante. En outre les capteurs à ultrason sont à priori plus faciles d’utilisation de par la faible vitesse de propagation des ondes acoustiques en regard de celle des ondes électromagnétiques, avec pour conséquence des temps d’échos beaucoup plus longs et simples à mesurer. Ces derniers sont notamment retrouvés dans de nombreuses applications telles anticollision véhicules, la robotique, la détection de présence d’objets ou d’êtres vivant.
Cependant les caractéristiques de longueur d’onde et de vitesses de propagation des ondes acoustiques font que les capteurs à ultrasons ont des défauts fondamentaux : -la forte sensibilité aux conditions atmosphériques et environnementales : humidité, pluie, température, bruit, et il est difficile d’obtenir des portées au-delà du mètre avec une sensibilité raisonnable dans ces conditions climatiques, -la présence de lobes secondaires parasites dans le champ de mesure avec risque de fausses détections, -l’insensibilité aux surfaces de faible rugosité (inférieure au mm) vues sous une incidence forte (phénomène de réflexion totale empêchant leur détection). -la difficulté de détection d’objets fins, de petites dimensions ou surface -la lenteur de mesure est une limite à la détection d’obstacles en mouvement relatif par rapport au capteur
Mais le champ large n’est pas le domaine naturel du lidar. En effet le flux optique rétrodiffusé décroît avec la distance (d) en d -4 pour les petits objets au lieu de décroître en d -2 pour un champ étroit, ce qui en limite la portée. En effet la différence se fait sur la densité d’intensité lumineuse incidente. En champ dit « étroit », il est considéré que toute l’énergie incidente est incluse sur la surface de l’obstacle (autrement exprimé, la surface de l’obstacle est supérieure à la surface éclairée suivant l’angle solide) : l’obstacle reçoit l’intégralité de l’énergie de l’émetteur. Chaque point de l’obstacle rétrodiffuse alors de l’énergie vers le récepteur suivant une loi en d -2 . Dans le cas d’un champ large, l’obstacle est totalement inclus dans le cône d’éclairement : l’obstacle ne reçoit qu’une partie de l’énergie de l’émetteur suivant une loi en d -2 , et rétrodiffuse cette énergie vers le récepteur également suivant une loi en d -2 , avec au global une énergie sur récepteur en d -4 de l’énergie de l’émetteur.
En outre les gros objets en arrière-plan masquent les petits en premier plan, pour des raisons expliquées plus loin. La résolution centimétrique est plus difficile à obtenir, les coûts sont à priori plus élevés que pour un capteur à ultrasons.
Le contacteur de puissance 100, 200 comprend un moteur 110, 210, une partie fixe 140, 240 comprenant deux éléments fixes 141, 142, 241, 242 et une partie mobile 130, 230 apte à venir en contact avec la partie fixe 140, 240. La partie mobile 130, 230 est apte à se déplacer entre une position d’ouverture et une position de fermeture du contacteur.
En position d’ouverture, la partie fixe et la partie mobile ne sont pas en contact et aucun courant électrique ne circule entre les deux. En position de fermeture, la partie fixe et la partie mobile sont en contact de manière à ce qu’un courant électrique circule entre les deux parties.
La partie mobile 130, 230 comprend deux éléments de commutation 131, 132, 231, 232 et deux éléments de conduction 133, 134, 233, 234. La distance d1 entre la partie fixe 140, 240 et les éléments de conduction 133, 134, 233, 234 est supérieure à la distance d2 entre la partie fixe 140, 240 et les éléments de commutation 131, 132, 231, 232.
Dans cet exemple de réalisation, les éléments de conduction 133, 134, 233, 234 sont montés en parallèle des éléments de commutation 131, 132, 231, 232 sur un même axe 150, 250.
Le contacteur 200 comprend également un ressort 270 placé autour de l’axe 250 entre le moteur 210 et les éléments de commutation 231, 232 de manière à appliquer une pression sur les éléments de commutation, et un ressort 260 placé autour de l’axe 250 entre le moteur 210 et les éléments de conduction 233, 234 de manière à appliquer une pression sur les éléments de conduction 233, 234.
Les deux ressorts 260, 270 appliquent chacun un effort initial sur la partie mobile 230 quand le contacteur est en position d’ouverture.
Le moteur 110, 210 peut être un moteur électromagnétique comprenant une bobine ou un moteur mécanique.
Le contacteur de puissance 100, 200 peut également comprendre un moyen de contrôle du moteur 110, 210 de manière à alimenter ou bloquer le moteur 110, 210 pour pouvoir fermer ou ouvrir le contacteur 100, 200.
La représente le contacteur 200 en train de s’ouvrir ou de se fermer, c’est-à-dire en train de passer de la position d’ouverture à la position de fermeture (et inversement), tandis que la représente le contacteur 200 en position de fermeture.
Pour fermer le contacteur 200, le moteur 210 est alimenté et par un effort de contact donné par le moteur 210 et un effort d’affirmation donné par les ressorts 260 et 270, les éléments de commutation 231 et 232 sont dans un premier temps mis en contact sur les éléments fixes 241 et 242. Ces efforts permettent de maintenir les éléments de commutation 231, 232 en pression mécanique sur les éléments fixes 241, 242. Le contacteur 200 est alors dans un état semi-ouvert (ou semi-fermé), comme représenté sur la . Dans cet état, des arcs électriques peuvent apparaître entre les éléments 241, 242 de la partie fixe 240 et les éléments de commutation 231, 232. Aucun courant électrique ne circule entre la partie fixe 240 et les éléments de conduction 241 et 242 dans cet état.
Puis dans un deuxième temps, les éléments de conduction 233, 234 sont mis en contact avec les éléments 241, 242 de la partie fixe 240. Un courant électrique peut alors circuler entre la partie fixe 240 et les éléments de conduction 241, 242 et la partie fixe 240 et les éléments de commutation 231, 232, via les quatre points de contact formés entre les couples d’éléments 233 et 242, 231 et 242, 232 et 241, 234 et 241. Le contacteur 200 est alors en position de fermeture, comme représenté sur la .
Pour ouvrir le contacteur 200, on coupe l’alimentation du moteur 210, et les éléments de conduction 233, 234 vont d’abord s’ouvrir (comme représenté sur la ), puis ensuite les éléments de commutation 231, 232 s’ouvrent (comme représenté sur la ).
La représente, de manière schématique, un procédé 300 de fermeture d’un contacteur de puissance selon un mode de réalisation de l’invention.
Le contacteur est initialement en position d’ouverture 310, donc les parties fixe et mobile ne sont pas en contact et aucun courant électrique ne circule entre ces deux parties.
Pour que le contacteur passe en position de fermeture 320, le moteur est alimenté de manière à appliquer une force de pression sur la partie mobile du contacteur, et les éléments de commutation sont d’abord mis en contact avec la partie fixe (étape 301), puis les éléments de conduction sont mis en contact avec la partie fixe (étape 302).
La représente, de manière schématique, un procédé 400 d’ouverture d’un contacteur de puissance selon un mode de réalisation de l’invention.
Par ailleurs, les procédés de fabrication industrielle d’électrodes par enroulement (en anglais « roll to roll ») impliquent une valeur minimale d’adhésion de la matière sèche déposée sur le collecteur de courant. Pour une bonne tenue mécanique de l’électrode, cette valeur d’adhésion obtenue par un test de pelage à 180° doit être supérieure à 20N/m.
Il existe toujours un besoin de développer des compositions de liant pour cathode qui permettent d’augmenter la densité d’énergie massique dans une batterie Li-ion pour une application dans les véhicules électriques, tout en gardant de bonnes propriétés mécaniques et d’adhésion.
De manière surprenante, les inventeurs ont découvert l’importance d’un paramètre physique du liant polymère utilisé dans la fabrication de cathodes sur les performances rhéologiques et mécaniques des cathodes obtenues. En effet, sur des matériaux actifs de cathode revêtus par du carbone, la présente invention démontre qu’une turbidité initiale du liant polymère fluoré comprise entre 45 et 390 NTU permet d’être dans un optimum de processabilité et de tenue mécanique des électrodes finales.
La solution technique proposée par la présente invention est de fournir une composition de cathode pour une batterie, ladite composition comprenant un liant polymère fluoré, une matière active d’électrode et un matériau conducteur.
De manière caractéristique, ledit liant polymère fluoré présente une turbidité initiale du liant polymère comprise entre 45 et 390 NTU, de préférence comprise entre 100 et 300 NTU.
De manière caractéristique, ladite matière active d’électrode est revêtue d’une couche de carbone.
L’invention vise également à fournir un procédé de fabrication des compositions de cathode mettant en œuvre des matériaux actifs revêtus par du carbone, et un liant polymère fluoré présentant une turbidité initiale comprise entre 45 et 390 NTU à une concentration de 7% dans la NMP.
Un autre objet de l’invention est une batterie secondaire Li-ion comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte (liquide ou solide), dans laquelle la cathode est telle que décrite ci-dessus.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l’état de la technique. Elle fournit une composition de cathode pour une batterie permettant de remplir tous les spécificités requises pour la fabrication et obtention de cathodes performantes, en matière de propriétés mécaniques et d’adhésion sur le collecteur de courant, et ce, quelque-soit la nature du liant polymère fluoré utilisé, du moment que sa turbidité est comprise entre 45 et 390 NTU à une concentration de 7% dans la NMP.
Selon un premier aspect, l’invention concerne une composition de cathode pour une batterie ladite composition comprenant :
- un liant polymère fluoré (composant A),
- une matière active d’électrode (composant B), et
- un matériau conducteur (composant C),
dans laquelle ledit liant polymère présente une turbidité initiale du liant polymère comprise entre 45 et 390 NTU, de préférence comprise entre 100 et 300 NTU, et ladite matière active d’électrode est revêtue d’une couche de carbone.
Les différents aspects de l’invention susmentionnés présentent de nombreux avantages. Parmi ceux-ci, on peut citer : S’assurer du bon fonctionnement des capteurs de température 4 agencés pour mesurer la température des cellules 3 d’une batterie de traction 1 ; Améliorer la sécurité des passagers du véhicule 5 vis-à-vis du risque d’incendie de la batterie de traction.
Module pour batterie comprenant un fluide appliquant une pression sur une cellule. Domaine technique de l'invention L’invention concerne un module pour une batterie. L’invention porte encore sur une batterie comprenant un tel module. L’invention porte encore sur un système comprenant un tel module ou une telle batterie. L’invention porte encore sur un véhicule comprenant un tel système ou une telle batterie ou un tel module. L’invention porte encore sur un procédé de fonctionnement d’un tel système.
Etat de la technique antérieure Un véhicule électrique ou hybride, par exemple un véhicule automobile, comprend généralement une batterie. Une telle batterie, par exemple de traction et/ou de propulsion, comprend généralement un ou plusieurs modules. De tels modules comprennent chacun au moins une cellule électrochimique de stockage d’énergie électrique, de type lithium-ion par exemple.
Une cellule, en particulier de type Lithium-Ion, d’un module de batterie subit des variations de volume tout au long de sa vie. Plus précisément, lors des cycles de charge / décharge, le volume d’une cellule varie respectivement en se gonflant et en se rétractant. De tels changements de volume sont particulièrement conséquents en cas d’utilisation de certains matériaux dans la cellule, en particulier le silicium. De plus, au fur et à mesure du vieillissement d’une cellule, elle gonfle petit à petit sans se rétracter.
De plus, une cellule subit des variations de température. En effet, au cours de sa charge notamment, une cellule peut chauffer. Cette augmentation de température, en particulier au niveau de ses connexions, est conséquente lors de recharges rapides, généralement obtenue à partir de courants élevés. Ainsi, une telle cellule a besoin d’être refroidie pour maximiser ses performances, en particulier en termes d’autonomie et de temps de recharge.
Ainsi, il est particulièrement complexe de gérer simultanément le conditionnement thermique et les gonflements / dégonflements des cellules d’un module de batterie.
Le document KR10-2256604 décrit un module de batterie visant à la fois le contrôle du gonflement des cellules et leur refroidissement avec une structure compacte. Ce module comprend une pluralité de « tampons » disposés entre les cellules, les tampons étant des poches faites d’un matériau élastique remplies d’un matériau à changement de phase. Les tampons élastiques sont comprimés au gonflement des cellules, le matériau à changement de phase étant capable de contrôler leur température. Le principal inconvénient de cette solution est notamment qu’il s’agit d’un système passif fonctionnant indépendamment de l’état réel des cellules, que ce soit leur état à court terme en matière de charge ou de température, ou encore leur état à long terme en matière d’état de vieillissement ou d’état de santé.
Présentation de l'invention Le but de l’invention est de fournir un module résolvant les problématiques de gonflement / dégonflement ainsi que de conditionnement thermique des cellules. En outre l’invention propose un système pilotable en fonction de l’état des cellules.
Pour atteindre cet objectif, l’invention porte sur un module pour une batterie, notamment de véhicule, le module comprenant : - une enceinte, - des cellules agencées au sein de l’enceinte, chaque cellule comprenant une première face principale et une deuxième face principale, - un espace ménagé entre la première face principale d’une cellule et la deuxième face principale d’une cellule adjacente et/ou un espace ménagé entre l’une des première et deuxième faces principales d’une cellule et l’enceinte, - un moyen d’admission d’un fluide et un moyen d’évacuation du fluide, le fluide occupant le ou les espaces de sorte à refroidir les premières faces principales et/ou les deuxièmes faces principales, le module comprenant des parois souples s’étendant chacune en vis-à-vis et au contact, ou sensiblement au contact, de la première face principale ou de la deuxième face principale d’une cellule et le débit du fluide étant piloté de sorte à permettre de faire varier une pression du fluide s’appliquant sur les parois souples au niveau des premières faces principales et/ou au niveau des deuxièmes faces principales des cellules, afin de suivre une rétractation et/ou un gonflement des cellules au cours des cycles de charge / décharge des cellules et/ou au cours du vieillissement des cellules.
Une paroi souple s’étendant en vis-à-vis d’une première face principale d’une cellule et une paroi souple s’étendant en vis-à-vis d’une deuxième face principale d’une cellule adjacente peuvent être monoblocs et peuvent ne former qu’une seule membrane.
Au moins une paroi souple peut être en polymère, éventuellement recouverte au moins partiellement d’une plaque du côté de son contact avec une cellule, la plaque pouvant être obtenue dans un matériau davantage conducteur de la chaleur que le polymère, notamment un métal, ou au moins une paroi souple peut comprendre un insert en forme de plaque rectangulaire obtenue dans un matériau davantage conducteur de la chaleur que le polymère, notamment un métal.
Le module peut comprendre un premier moyen de maintien de chaque membrane et un deuxième moyen de maintien de chaque membrane, de sorte à tendre chaque membrane en vis-à-vis de la première face principale d’une cellule et en vis-à-vis de la deuxième face principale d’une cellule adjacente, ou de sorte à tendre chaque membrane en vis-à-vis de la première face principale ou de la deuxième face principale d’une cellule et en vis-à-vis de l’enceinte.
Chaque premier moyen de maintien de chaque membrane peut être cylindrique, notamment de type tube, et/ou chaque deuxième moyen de maintien de chaque membrane peut être cylindrique, notamment de type tube, chaque membrane pouvant entourer notamment partiellement le premier moyen de maintien et le deuxième moyen de maintien.
L’enceinte peut comprendre une partie supérieure, notamment une partie supérieure comprenant le moyen d’évacuation du fluide, et une partie inférieure, notamment une partie inférieure comprenant le moyen d’admission du fluide, la partie supérieure et la partie inférieure pouvant être agencées de sorte à transmettre le fluide depuis la partie inférieure vers les espaces puis vers la partie supérieure.
La partie supérieure peut comprendre un premier moyen de positionnement des premiers et deuxièmes moyens de maintien et des membranes et/ou la partie inférieure peut comprendre un deuxième moyen de positionnement des premiers et deuxièmes moyens de maintien et des membranes.
L’invention s’applique en particulier aux réacteurs de petite ou moyenne puissances ou SMR en anglais (acronyme de « Small Modular Reactor »), typiquement d’une puissance de fonctionnement entre 100 et 500 MWth pour un réacteur calogène et entre 50 et 200 MWe pour un réacteur électrogène.
On rappelle ici que la puissance résiduelle d'un réacteur nucléaire (« decay heat » en anglais) est la chaleur produite par le cœur postérieurement à l'arrêt de la réaction nucléaire en chaîne et constituée par l'énergie de désintégration des produits de fission. En effet, en cas de perte de l’alimentation électrique, la réaction neutronique en chaine est interrompue grâce à la chute des barres de contrôle au sein d’un réacteur. Cependant une partie de la puissance thermique est encore présente, elle est appelée puissance résiduelle. Bien que décroissante, cette puissance doit impérativement être évacuée pour éviter une montée en température trop élevée dans le cœur du réacteur.
Pour l’évacuation de la puissance résiduelle, il est constamment recherché l’amélioration de la passivité et la diversification des systèmes pour garantir une meilleure fiabilité globale. L’objectif est de préserver l’intégrité des structures, à savoir les première (gaine des assemblages de combustible) et deuxième (cuve principale) barrières de confinement, et ce même en cas de manque de tension électrique généralisée sur une longue durée (Station Blackout), qui correspond à un scénario de type Fukushima, avec une perte totale des moyens de refroidissement alimentés par l’électricité.
Plus particulièrement, l’évacuation de la puissance résiduelle d’un réacteur à métal liquide de manière totalement passive au travers de la cuve principale est actuellement envisagée. Si cet objectif apparaît non atteignable pour un réacteur de grosse taille, à cause de la puissance trop élevée, il peut être considéré de manière réaliste pour les réacteurs de petite puissance (SMR) afin de garantir une amélioration intrinsèque de la sûreté et des systèmes d’évacuation de la puissance résiduelle, ci-après appelés systèmes d’EPuR, au travers de la cuve principale.
Les systèmes EPuR utilisés actuellement dans les réacteurs refroidis au sodium ne sont pas totalement passifs, car de fait ils mettent en œuvre un contrôle-commande et/ou des interventions humaines. De plus, ces systèmes utilisent souvent des circuits de circulation de sodium avec une source froide en air qui peuvent présenter des défaillances. En outre, les systèmes actuels ne disposent pas de solutions diversifiées par rapport aux puits de chaleur fournissant le refroidissement ultime du réacteur en cas d’accident, que l’on désigne aussi par source froide finale. Elles peuvent être sensibles aux agressions internes, externes et à la malveillance.
De manière générale, on peut classer en trois catégories les systèmes d’EPUR réalisés ou connus dans la littérature :
Certains de ces systèmes B/ consistent à agencer soit le collecteur froid, soit le collecteur chaud à l’intérieur de la cuve primaire : [1]. Outre les inconvénients majeurs précités pour les systèmes A/, ils présentent également le risque de contact avec le métal liquide radioactif en cuve, et nécessitent l’arrêt du réacteur en cas de manutention des composants constitutifs de ces systèmes B/.
La demande de brevet JP2013076675A divulgue également un système B/ qui est présenté comme un système de refroidissement passif dont une partie traverse la dalle. La solution proposée présente de nombreux inconvénients, dont l’étanchéité à réaliser à travers la dalle, un possible transfert de chaleur vers le dôme, la nécessité d’arrêt du réacteur en cas de manutention des composants du système et un poids supplémentaire à soutenir par la dalle.
Selon une autre caractéristique, le premier transistor est connecté électriquement par sa face inférieure à la plaque principale de la première pièce de connexion électrique.
Selon une autre caractéristique le premier transistor est un transistor bipolaire à grille isolée (de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor » ou IGBT) ou un transistor à effet de champ (de l’anglais « Field Effect Transistor » ou FET), par exemple un transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur (de l’anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » ou MOSFET) en silicium ou en carbure de silicium ou un transistor à effet de champ en nitrure de gallium.
Selon une autre caractéristique, l’intersection du plan de référence et du plan comprenant ladite surface plane s'étend perpendiculairement à la direction longitudinale de la projection du premier ruban métallique sur le plan de référence.
Selon une autre caractéristique, l’intersection est incluse dans un demi plan inclus dans le plan de référence, ledit demi plan étant délimité par une droite s'étendant perpendiculaire à la direction longitudinale de la projection dudit premier ruban métallique sur le plan de référence et comprenant la projection orthogonale sur le plan de référence du point le plus élevé du premier pont, ledit demi plan ne contenant pas la projection orthogonale sur le plan de référence de l’extrémité du premier pont reposant à plat sur la face supérieure de la plaque principale de la deuxième pièce de connexion électrique.
Selon une autre caractéristique, la surface plane est inclinée vers ledit premier transistor.
Selon une autre caractéristique, un segment du premier pont est tangent à ladite surface plane dudit fond de la première cavité.
Selon une autre caractéristique, la première cavité est entièrement réalisée lors de la réalisation par moulage du surmoulage isolant électrique.