INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Par exemple, pour le refroidissement des éléments de batterie, les véhicules sont actuellement équipés d’un circuit fermé de circulation d’un liquide caloporteur, tel que de l’eau, comprenant un ventilateur amenant l’air extérieur du véhicule dans un premier échangeur (air/eau) localisé par exemple à l’avant du véhicule. L’eau de refroidissement est acheminée par des tuyaux en matière isolante jusqu’à un deuxième échangeur (eau/air) localisé à proximité de la batterie. Dans ce circuit de régulation, l’eau se chauffe au contact du deuxième échangeur de la batterie et se refroidit au contact du premier échangeur en contact avec l’air extérieur plus froid. La circulation de l’eau est par ailleurs réalisée par une pompe électrique. Par temps très chaud, par exemple autour de 45°C, il est généralement prévu un couplage d’un circuit de climatisation du véhicule avec le circuit de circulation du liquide caloporteur couplé à l’unité de batterie.
En outre, pour réchauffer les éléments de batterie lorsque le véhicule est froid, il est connu de prévoir dans les éléments de batterie un circuit électrique présentant une résistance électrique afin de permettre son échauffement par effet joule.
Or, au cours de cette phase de réchauffage, une partie de l’énergie est consommée pour chauffer également les éléments du deuxième échangeur localisé à proximité de la batterie. Ce deuxième échangeur est formé par exemple par une pluralité de plaques métalliques qu’il est nécessaire également de réchauffer afin de permettre aux éléments de batterie d’atteindre une température comprise dans la plage optimale de fonctionnement.
On comprend dès lors que le réchauffage d’une partie du circuit de régulation thermique servant au refroidissement des éléments de batterie constitue une perte d’énergie inutile qui représente un des principaux inconvénients de la solution de régulation thermique proposée par l’art antérieur.
Le but de l’invention est de remédier à cet inconvénient en proposant une solution de régulation thermique des éléments de batterie qui soit la plus efficace possible en limitant les pertes d’énergies inutiles notamment pour le réchauffage des éléments de batterie.
A cet effet, l’invention a pour objet une unité de batterie, notamment pour véhicule automobile hybride et/ou électrique, comprenant essentiellement, d’une part, une pluralité d’éléments de batterie, le cas échéant regroupés physiquement et/ou électriquement en plusieurs blocs ou modules, d’autre part, un boîtier délimitant une enceinte logeant et entourant lesdits éléments, caractérisé en ce que l’enceinte du boîtier étant adiabatique, l’unité de batterie comprend un organe de transfert thermique passif, intégré dans une paroi du boîtier, qui est isolant thermiquement en-dessous d’un seuil prédéfini de température de telle sorte que les éléments de batterie sont maintenus isolés thermiquement de l’extérieur du boîtier dans l’enceinte adiabatique et qui est conducteur thermiquement au-dessus du seuil de température prédéfini de telle sorte qu’un transfert thermique entre les éléments de batterie et l’environnement extérieur du boîtier se produit par la paroi du boîtier portant l’organe passif permettant leur refroidissement.
Grâce à l’organe de transfert thermique passif de l’invention, l’unité de batterie permet de garantir un refroidissement optimal des éléments de batterie en permettant un transfert de chaleur de l’enceinte adiabatique vers l’environnement extérieur dès lors que la température des éléments de batterie dépasse le seuil de température prédéfini de l’organe.
Cet organe de transfert thermique fonctionne de manière autonome et passive, c’est-à-dire sans approvisionnement extérieur en énergie et ne comporte de préférence aucune pièce mobile, ce qui lui confère une grande simplicité et une excellente fiabilité. De façon avantageuse, le corps de l’organe de transfert thermique possède également une fonction intrinsèque de diode thermique, étant donné que toute évacuation de calories vers l’extérieur est automatiquement stoppée dès que la température des éléments de batterie est inférieure au seuil de température prédéfini de l’organe.
La présente invention propose ainsi une solution de refroidissement des éléments de batterie qui remédie aux inconvénients des dispositifs antérieurement connus. Elle en simplifie la réalisation et en accroît sensiblement le rendement thermique, en particulier puisqu’elle évite toute consommation d’énergie inutile par temps froid.
Une unité de batterie selon l’invention peut en outre comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, l’organe de transfert thermique passif comprend un corps creux fermé de transfert thermique rempli d’un fluide de travail à changement de phase qui est configuré pour passer d’une phase liquide à une phase vapeur lorsque la température des éléments de batterie est supérieure au seuil de température prédéfini.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, le corps de l’organe de transfert thermique passif comprend une première partie, dite partie d’évaporation qui est en contact thermique direct avec les éléments de batterie et comprend une deuxième partie, dite partie de condensation, qui est couplée à un dispositif de refroidissement externe de sorte que le fluide de travail passe de la phase vapeur à la phase liquide au contact de la partie de condensation.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, la partie d’évaporation est réalisée dans un matériau métallique capillo-poreux, tel que de l’aluminium.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, dans une configuration d’utilisation de l’unité de batterie, la partie d’évaporation est disposée en-dessous de la partie de condensation de sorte que le retour du fluide de travail en phase liquide de la partie de condensation vers la partie d’évaporation se fait sous l’effet de la gravité.
Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, la partie de condensation est formée par une section d’un circuit de circulation d’un fluide caloporteur traversant le corps de l’organe de transfert thermique passif ou est formée par une paroi du corps de l’organe de transfert thermique qui est couplée avec un radiateur de refroidissement formé par une pluralité d’ailettes s’étendant perpendiculairement à ladite paroi.
Arrière-plan technologique de l’invention Les batteries Li-ion sont utilisées comme source d’énergie dans de nombreux dispositifs tels que les appareils de téléphonie mobiles, les ordinateurs ou les véhicules électriques. La plupart des batteries actuelles contiennent une solution liquide d’un électrolyte constituée d’un sel de lithium dans un solvant, ce dernier est généralement hautement inflammable (par exemples des solvants de type carbonates. D’autres technologies émergentes font appel à un électrolyte sous forme de gel qui limite la teneur en liquide inflammable sans être néanmoins dépourvu de risque. La technologie la plus prometteuse repose sur des batteries tout solide ne contenant pas de composés chimiques inflammables et offrant une densité d’énergie importante.
De nombreux sels de lithium sont commercialisés pour ce type d’applications dans les batteries. On peut citer notamment le perchlorate de lithium, l’hexafluorophospahte de lithium, le bis(trifluorométhanesulfonyl)imide et le lithium bis(fluorosulfonyl)imide. Les sels de lithium sulfonyl imides sont les sels les plus prometteurs d’un point de vue de la stabilité et de la conductivité. De nouveaux sels de lithium adaptés aux nouvelles technologies de batteries ont été évalués. A ce titre, la mise en œuvre de matériaux polymères contenant le sel de lithium sulfonyl imides a été considérée. On connait par exemple WO 2016/012670 qui décrit la préparation de polymères conducteurs de type polyaryle éther cétones ou polyéther sulfones contenant des sels de lithium de bis(sulfonyl)imides greffés. La synthèse de ce type de polymères est complexe et nécessite de nombreuses étapes réactionnelles avec parfois des conditions opératoires plus sévères.
Il existe donc un besoin pour la préparation de nouveaux sels de lithium de bis(sulfonyl)imide suivant un mode opératoire simple et aboutissant à de bons rendements.
La présente invention vise à résoudre au moins en partie les inconvénients de l’art antérieur.
Selon un premier aspect, la présente invention fournit un procédé de préparation d’un sel de lithium A comprenant une étape a) de mise en contact d’un sel de lithium B comprenant au moins un groupement –S(O) 2 -F avec un composé C de formule (I) R-O-SiR 1 R 2 R 3 en présence d’un catalyseur D pour former un mélange de produits comprenant ledit sel de lithium A comprenant au moins un groupement –S(O) 2 -OR ; ledit catalyseur D étant un composé ayant un pKa supérieur à 11 mesuré à 25°C.
La présente invention permet de préparer un sel de lithium fonctionnalisé dans des réactions opératoires douces avec de bons rendements et évitant ainsi des réactions secondaires. En particulier, le présent procédé permet d’éviter l’utilisation de composés nucléophiles tels que des alkoxydes ou des amines qui entraine la dissociation de la structure sulfonyl imide. Le présent procédé permet de substituer l’atome de fluor porté par l’atome de soufre du sel de lithium B par un groupement fonctionnel –OR issu du composé C . Ledit sel de lithium A ainsi formé comprend un groupement fonctionnel –OR lié audit atome de soufre.
Selon un mode de réalisation préféré, le substituant R dudit composé C comprend au moins une double liaison carbone-carbone. La présence d’une double liaison carbone-carbone permettra de favoriser la préparation d’un polymère contenant le sel de lithium.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit sel de lithium B est de formule LiN(S(O) 2 -F)(S(O) 2 R’) et ledit sel de lithium A est de formule (IV) LiN(S(O) 2 -OR)(S(O) 2 R’) dans lesquelles R’ est un substituant sélectionné parmi le groupe consistant en F, C 1 -C 4 alkyle, C 1 -C 4 perfluoroalkyle, C 1 -C 4 alkoxy, C 1 -C 4 perfluoroalkoxy ; de préférence C 1 -C 4 alkyle, C 1 -C 4 perfluoroalkyle, C 1 -C 4 alkoxy, C 1 -C 4 perfluoroalkoxy.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit sel de lithium B comprend deux groupements –S(O) 2 -F pour former un sel de lithium A comprenant deux groupements –S(O) 2 -OR. Ainsi, ledit sel de lithium A comporte deux groupements -OR comportant chacun au moins une double liaison carbone-carbone permettant la formation facilitée d’un polymère contenant un sel de lithium.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit sel de lithium B est Li-N(S(O) 2 -F) 2 et ledit sel de lithium A est de formule (III) Li-N(S(O) 2 -OR) 2 .
Selon un mode de réalisation préféré, ledit composé C est de formule (I) R-O-SiR 1 R 2 R 3 dans laquelle les groupements R 1 , R 2 et R 3 sont indépendamment les uns des autres sélectionnés parmi le groupe consistant en H et C 1 -C 10 alkyle.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit composé C est de formule (I) R-O-SiR 1 R 2 R 3 dans laquelle le groupement R est de formule R 4 -X-(Y) n - dans lequel R 4 est un radical comprenant au moins une double liaison carbone-carbone ; X est un hétéroatome sélectionné parmi le groupe consistant en O, S et N(R 5 ) dans lequel R 5 est H ou C 1 -C 10 alkyle ; Y est un groupement sélectionné parmi le groupe consistant en -C(R 6 )(R 7 )-, -C(R 6 )(R 7 )C(R 6 )(R 7 )SC(R 6 )(R 7 )- et -[(O) z (C(R 8 )(R 9 )-C(R 8 )(R 9 )O) m -C(R 8 )(R 9 ) C(R 8 )(R 9 )]- avec R 6 et R 7 indépendamment sélectionnés pour chaque atome de carbone et pour chaque unité Y parmi H ou F, R 8 et R 9 indépendamment sélectionnés pour chaque atome de carbone et pour chaque unité Y parmi H, F ou CH 3 , m un entier de 1 à 50, z = 0 si X est O ; n est un nombre entier de 1 à 50.
Selon un mode de réalisation préféré, le groupement R 4 est de formule (Ia), (Ib), (Ic) ou (Id) :
A, B et V sont indépendamment les uns des autres sélectionnés parmi le groupe consistant en H, F, Cl, Br, I, C 1 -C 10 alkyle optionnellement substitué par un ou plusieurs substituant(s) R’’, C 2 -C 10 alkényle optionnellement substitué par un ou plusieurs substituant(s) R’’, C 3 -C 10 cycloalkyle optionnellement substitué par un ou plusieurs substituant(s) R’’ ou un ou plusieurs groupements C 1 -C 5 alkyle, C 4 -C 10 cycloalkényle optionnellement substitué par un ou plusieurs substituant(s) R’’ ou un ou plusieurs groupements C 1 -C 5 alkyle, C 6 -C 12 aryle optionnellement substitué par un ou plusieurs substituant(s) R’’ ou un ou plusieurs groupements C 1 -C 5 alkyle ;
W est sélectionné parmi O et S
- tension invalide, détecté par la mesure d’une valeur de tension égale à un cinquième niveau de tension différent des premier, deuxième, troisième et quatrième niveaux de tension ;
- tension valide lorsque le niveau de tension mesuré sur le fil pilote correspond au premier niveau, par exemple 6 ou 12 V.
Dans une quatrième opération 104, chaque deuxième calculateur 11 transmet au premier calculateur le résultat du ou des diagnostics réalisés pour chaque serrure 12. Le résultat est par exemple transmis sous la forme de données binaires codées sur 1 bit (une première valeur du bit correspondant à un résultat de diagnostic confirmant que le verrouillage est effectif et une deuxième valeur du bit correspondant à un diagnostic lorsqu’une erreur a été détectée, signifiant que le verrouillage de la serrure 12 présente un problème) ou sur 3 ou 4 bits, avec une valeur binaire pour chaque état courant déterminé à l’opération précédente 103.
Dans une cinquième opération 105, le premier calculateur 10 détermine l’état de verrouillage du véhicule en fonction des résultats de l’ensemble des diagnostics reçus de chaque deuxième calculateur 11 à la quatrième opération 104.
Par exemple, lorsque l’ensemble des résultats de diagnostics reçus correspondent à l’état « tension valide », c’est-à-dire que le diagnostic réalisé sur chaque serrure 12 du véhicule indique que la commande de verrouillage a été reçue et mise en œuvre, alors le premier calculateur 10 détermine que l’état de verrouillage du véhicule correspond à premier état, dit verrouillé.
Dans le cas contraire, lorsqu’un ou plusieurs résultats de diagnostics reçus indique qu’une ou plusieurs serrures ne sont pas dans l’état « tension valide », alors le premier calculateur 10 détermine que l’état de verrouillage du véhicule correspond à deuxième état, dit déverrouillé. Dans un tel deuxième état dit déverrouillé, une ou plusieurs portes sont susceptibles de pouvoir être ouvertes malgré la demande de verrouillage effectué par la personne ayant la clé du véhicule.
Selon un exemple de mise en œuvre particulier, la détermination de l’état de verrouillage du véhicule est en outre fonction d’une information représentative d’un état d’ouverture ou de fermeture de chaque porte. Selon cet exemple de mise en œuvre, le premier calculateur 10 reçoit d’un capteur de détection d’ouverture de porte associé à chaque porte du véhicule des données indiquant si la porte associée est ouverte ou fermée. Ces données sont par exemple reçues via le ou les deuxièmes calculateurs 11 associées aux différentes portes du véhicule.
Si une porte est en position d’ouverture, alors l’état de verrouillage du véhicule est déterminé comme correspondant au deuxième état dit déverrouillé.
Sinon, si toutes les portes sont en position de fermeture et si l’état de chaque serrure correspond à « tension valide », alors l’état de verrouillage du véhicule est déterminé comme correspondant au premier état dit verrouillé.
La illustre schématiquement un deuxième système 2 de contrôle de verrouillage d’un véhicule, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
Le système 2 comprend avantageusement un premier calculateur 10 relié en communication avec chaque serrure 12 du véhicule. Selon l’exemple de réalisation de la , le premier calculateur 10 contrôle directement le verrouillage / déverrouillage de l’ensemble des serrures du véhicule, le système ne comprenant pas de calculateur de porte contrairement au système 1 décrit en regard de la . Tel que décrit en regard de la , le premier calculateur 10 correspond par exemple à un calculateur central de véhicule tel que par exemple un boîtier de servitude intelligent ou BSI (en anglais « Built-in Systems Interface ») ou encore un module de supervision de véhicule ou VSM (de l’anglais « Vehicle Supervisor Module »).
Un processus de contrôle du verrouillage d’un véhicule est avantageusement mis en œuvre par le système 2, par exemple par un ou plusieurs processeurs du premier calculateur 10.
Les opérations mises en œuvre pour le verrouillage du véhicule et la détermination de l’état de verrouillage du véhicule sont identiques à celles du processus décrit en regard de la , l’ensemble des opérations étant mises en œuvre par le premier calculateur 10.
Dans le processus mis en œuvre par le système 2, la première opération 101 et la deuxième opération 102 décrites en regard de la ne forment qu’une seule opération au cours de laquelle le premier calculateur 10 transmet à chaque serrure 12 une commande de verrouillage (ou de déverrouillage le cas échéant). Une telle commande correspond par exemple à une commande en tension avec une valeur de tension déterminée transmise par le premier calculateur 10 à chaque serrure 12 via un fil pilote reliant le premier calculateur 10 à chaque serrure 12.
Dans le processus mis en œuvre par le système 2, la quatrième opération 104 n’est pas mise en œuvre.
Le processus mis en œuvre dans le système 2 comprend ainsi :
Avant l’injection, il est courant de stocker le dioxyde de carbone sous forme liquide, à des températures inférieures à -20 °C. De telles températures sont trop basses pour l’injection car elles impliquent des risques de formation d’hydrates dans les canaux de diffusion du réservoir, et/ou l’obturation desdits canaux. Avant l’injection, il est préférable de faire remonter la température du dioxyde de carbone, par exemple entre 0°C et 5°C.
Par ailleurs, l’eau extraite des réservoirs aquifères est souvent à une température élevée, par exemple entre 50°C et 65°C. L’eau extraite est par exemple rejetée en mer. Afin de respecter des normes environnementales, il convient de traiter l’eau avant de la rejeter et notamment d’abaisser sa température.
La présente invention a pour but de proposer un procédé amélioré d’injection de dioxyde de carbone dans un réservoir aquifère avec extraction simultanée d’eau dudit réservoir.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de mise en œuvre du type précité, dans lequel : l’installation comporte en outre un échangeur thermique relié à la structure et raccordé au conduit d’injection et au conduit d’extraction ; et le procédé comprend les étapes suivantes : injection du flux de dioxyde de carbone dans le réservoir géologique depuis la structure ; extraction simultanée du flux d’eau dudit réservoir géologique ; et mise en contact thermique, dans l’échangeur thermique, du flux de dioxyde de carbone en amont du réservoir géologique avec le flux d’eau extrait dudit réservoir géologique.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le procédé de mise en œuvre comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la structure comprend un compartiment de stockage de dioxyde de carbone à l’état liquide ; et l’injection du flux de dioxyde de carbone dans le réservoir géologique est réalisée depuis ledit compartiment de stockage ;
- l’injection du flux de dioxyde de carbone dans le réservoir géologique est réalisée en continu ;
- lors de la mise en contact thermique du flux de dioxyde de carbone et du flux d’eau extraite, lesdits flux circulent à contre-courant dans l’échangeur thermique ;
- lors de la mise en contact thermique du flux de dioxyde de carbone et du flux d’eau extraite, chacun desdits flux est en phase liquide.
L’invention se rapporte en outre à une installation pour la séquestration géologique de dioxyde de carbone, ladite installation comprenant : une structure, préférentiellement flottante ; un dispositif d’injection, apte à injecter un flux de dioxyde de carbone dans un réservoir géologique depuis la structure, ledit dispositif d’injection comprenant un conduit d’injection destiné à recevoir ledit flux de dioxyde de carbone en amont du réservoir géologique ; un dispositif d’extraction, apte à extraire un flux d’eau dudit réservoir géologique, ledit dispositif d’extraction comprenant un conduit d’extraction destiné à recevoir ledit flux d’eau liquide en aval du réservoir géologique ; et un échangeur thermique relié à la structure et raccordé au conduit d’injection et au conduit d’extraction ; l’installation étant munie de moyens de mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus.
Suivant un aspect avantageux de l’invention, l’échangeur thermique est un échangeur liquide/liquide.
la est une représentation schématique d’une installation pour la séquestration géologique de dioxyde de carbone, selon un mode de réalisation de l’invention ; et
la est une vue de détail de l’installation de la .
La représente une installation 10 pour l’injection et la séquestration géologique de dioxyde de carbone, selon un mode de réalisation de l’invention. L’installation 10 est apte à recevoir et injecter du dioxyde de carbone 11 dans un réservoir géologique 12.
Le réservoir géologique 12 est un réservoir aquifère, c’est-à-dire qu’il comprend une réserve 14 d’eau retenue sous un sol 16 solide.
Un tel témoin de positionnement permet de vérifier comment le dispositif est positionné et orienté.
Dans un exemple de réalisation, le témoin de positionnement comporte une nervure qui s’étend longitudinalement sur une partie d’un côté supérieur du dispositif.
Une telle nervure permet de s’assurer de l’alignement du dispositif lorsqu’il est en place, par exemple dans le vagin de la patiente, et de surveiller qu’il reste ainsi, par exemple selon un plan sagittal.
Une telle nervure est par exemple aussi possiblement configurée pour rigidifier le dispositif de collecte en flexion.
Le côté supérieur du dispositif, opposé au côté inférieur du dispositif, comporte ici un côté supérieur du conduit et le côté supérieur du tronçon évasé.
La nervure s’étend par exemple longitudinalement sur au moins une partie du côté supérieur du conduit, voire aussi sur une partie du côté supérieur du tronçon évasé.
Le dispositif de collecte étant par exemple de section ronde ou ovale, le côté supérieur désigne alors une ligne s’étendant longitudinalement depuis la partie supérieure de la première extrémité libre ouverte qui présente un écartement maximum par rapport au conduit. Ladite ligne forme alors une ligne de sommet du dispositif.
Une telle nervure peut aussi être configurée pour limiter une possibilité de rotation du dispositif de collecte, notamment lorsqu’il est en place dans le vagin, et ainsi contribuer à maintenir l’orientation voulue du dispositif une fois en place.
Dans un exemple de réalisation, le conduit, qui prolonge le tronçon évasé en formant ainsi un tuyau, comporte un embout de raccordement configuré pour y brancher un récipient de quantification, comme par exemple une poche de recueil graduée.
Par exemple, l’embout de raccordement comporte la seconde extrémité libre ouverte.
L’embout de raccordement comporte par exemple une canule.
Le conduit comporte alors aussi, par définition, un tronçon d’écoulement, disposé entre le tronçon évasé et l’embout de raccordement.
Est également proposé, selon un autre aspect de l’invention, un système de quantification de pertes fluidiques comportant un dispositif de collecte de pertes fluidiques tel que décrit précédemment et un récipient de quantification raccordé au conduit du dispositif de collecte.
Un tel système de quantification permet ainsi d’avoir une information objective et précise du volume de fluide, notamment des pertes sanguines extériorisées dans les heures qui suivent un accouchement.