INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Etat de la technique antérieure Parmi les différents systèmes de stockage de l’énergie sous forme chimique, la batterie lithium-ion, dit LIB, s’est imposée depuis une trentaine d’années du fait de l’énergie et de la puissance que ce type de dispositif peut restituer. Cette technologie s’est largement développée et est utilisée dans la quasi-totalité des applications électroniques nomades ainsi que dans les véhicules électriques les plus récents au détriment des autres batteries rechargeables.
Jusqu'à présent, la plupart des batteries commerciales Lithium-ion utilisent du graphite comme matériau d'anode. Le graphite a l'avantage d'être un matériau peu coûteux et très abondant. Il a également une conductivité électrique élevée et une capacité spécifique théorique de 370 mAh/g.
On trouve principalement des cathodes dans les batteries Lithium-ions structurées en couches de type LiMO 2 , où M est un métal tel que le Nickel, le Fer, le Cobalt, le Manganèse ou un mélange de ces métaux. A titre d’exemple, on connait l’utilisation de cathodes à base d’olivines LiMPO 4 ou de spinelle LiM 2 O 4 . Parmi ces matériaux de cathode, LiNi 1 /3Mn 1 /3Co 1 /3O 2 est la cathode la plus utilisée en raison de son moindre coût, de sa moindre toxicité, et d'une meilleure stabilité au cyclage même à haute température. Cette cathode présente une capacité spécifique théorique d'environ 100 mAh/g.
Aujourd'hui, la technologie des LIBs a atteint 87 % de sa limite de densité d'énergie commercialement réalisable ; l'acquisition des 13 % restants sera coûteuse et lente avec des retours sur investissements très limités.
Le contexte environnemental et énergétique actuel et les limitations des batteries Lithium-ion motivent la recherche de nouvelles technologies de batterie, moins onéreuses, ayant un impact écologique moins important, s’affranchissant de l’utilisation de métaux problématiques et se raréfiant, tel le cobalt, et délivrant des densités de puissance et d’énergie plus élevées.
Dans le but d'accroître la densité d'énergie de ces systèmes électrochimiques, une des solutions consiste à maximiser le stockage du lithium dans les matériaux hôtes. Ceci peut-être réaliser par l’augmentation de la matière active par unité de surface et en utilisant des matériaux ayant une grande capacité de stockage. Il s'agit d'augmenter la capacité, à savoir le nombre de charges (mAh) par unité de poids et/ou de volume.
L’une des technologies phares et la plus prometteuse envisagée pour les prochaines générations de batteries demeure la technologie Silicium lithié – Soufre.
Avantageusement, le système 100 comprend optionnellement un échangeur ou un système de filtration. On note que le système 100 peut également fonctionner en insufflation, auquel cas la référence 102 correspond à la sortie d’air tandis que la référence 103 correspond à l’entrée d’air.
Selon une variante avantageuse, le système 100 est conformé pour résister au moins 30 min à une température de 400°C.
Le caisson 2 est adapté au système de ventilation 100. L’entrée 5 de la visière 1 est posée sur la sortie 103 du boîtier 101. Avantageusement, la section S5 est supérieure ou égale à une sortie de passage d’air de la sortie 103.
Le caisson 2 comprend des moyens de fixation, éventuellement amovible, du dispositif 1 au système de ventilation 100, ce qui assure une montabilité optimisée du dispositif 1, garantit l’étanchéité et améliore l’intégration du produit 1 au système 100.
Sur la , on note que les parois latérales 9 et 10 comprennent chacune une pluralité (trois sur le mode de réalisation illustré) d’ergots 47 faisant saillie vers le bas, en position de service, pour solidariser le caisson 2 au boîtier 102. De préférence, des vis 48 assurent la fixation des ergots 47 au boîtier 102.
Comme il ressort de la , les parois latérales 9 et 10, de même que la paroi de sortie 6, sont disposées dans le prolongement de parois latérales respectivement du boîtier 101, ce qui contribue à une meilleure intégration du dispositif 1 vis-à-vis du système 100. Alternativement, les parois latérales 9 et 10 sont disposées légèrement à l’extérieur de la face latérale du caisson afin d’orienter le ruissèlement de l’eau de pluie sur les faces latérales du caisson.
La face d’entrée d’air 5 est montée sur la face de prise d’air du boîtier 101 (il s’agit de la sortie 103 sur la ), et présente avantageusement une même aire que celle-ci.
Cet agencement garantit également une meilleure intégration du dispositif 1 au système 100.La illustre le niveau de bruit en décibel (axe vertical) en fonction de la fréquence exprimée en Hz (axe horizontal), avec le dispositif 1 (colonnes noires) et sans le dispositif 1 (colonnes blanches).Comme visible sur cette figure, la visière 1 réduit de façon conséquente l’intensité sonore en sortie du caisson 2.
Comme il ressort déjà de la description qui précède, la visière pare-pluie selon la présente invention présente de multiples avantages, notamment : - atténuation par les parois à absorption élevée aux moyennes et hautes fréquences. Le caisson avec son volume à un effet résonateur permet une augmentation marquée des atténuations en basses fréquences ; - Limitation des pertes de charges ; - la visière est déclinable sur toute une gamme de systèmes de ventilation ; - esthétique travaillée pour une adaptation au système de ventilation : le volume fermé du caisson et ses dimensions adaptées à celles du système assurent une discrétion du caisson et une meilleure intégration de l’installation à l’environnement ; - la visière peut avantageusement équipée un caisson d’un système de ventilation double flux et/ou qui résiste à 400°C pendant 30 minutes minimum ; - le caisson 2 peut être monté directement sur les caissons des systèmes de ventilation ; - le caisson 2 accepte différentes positions de montage sur le caisson du système de ventilation.
BOITE FROIDE POUR HYDROGENE LIQUIDE Désignation du domaine technique concerné La présente invention est relative au domaine technique des boites froides. Une boite froide est une structure autoportante protégeant des équipements cryogéniques tel que des échangeurs de chaleur, des réacteurs, de la tuyauterie ou encore des équipements fluidiques. L’invention concerne plus précisément des boites froides destinées au refroidissement et à la liquéfaction d’hydrogène pour des températures de 80 °K à 20 °K.
Problèmes techniques auxquels répond l’invention Selon l’état de la technique, les boites froides destinées au refroidissement et à la liquéfaction d’hydrogène comprennent typiquement :
. au moins un échangeur pour le refroidissement de l’hydrogène,
. au moins un réacteur dans lequel est réalisé une réaction physico-chimique de conversion ortho-para de l’hydrogène,
. des équipements fluidiques tels que des organes de contrôle et de régulation, notamment des turbines (turbodétendeurs), des vannes ou des capteurs, ainsi qu’un ensemble de tuyauteries de liaison.
Elles prennent la forme d’un cylindre vertical ou horizontal, d’un diamètre constant et d’une hauteur ou longueur importante, par exemple d’une hauteur de 12 mètres et d’un diamètre de 4 mètres.
Le volume intérieur de la boite froide est maintenu à une pression absolue nulle (sous vide) pour assurer une isolation thermique des équipements se trouvant à l’intérieur. En effet, le vide permet de limiter l’apport de calories par les parois extérieures de la boite froide en supprimant l’échange par convection entre les parois extérieures et les équipements se trouvant dans la boite froide.
Ceci permet d’obtenir un rotor qui, entre autres avantages, peut tourner à grande vitesse et qui ne comprend pas de fer, ce qui limite les pertes rotoriques. Il a aussi été découvert qu’une pluralité d’aimants unitaires donne une structure d’aimant plus résistante au niveau de la flexion globale du rotor tout en produisant très peu de chaleur du fait des faibles pertes générées, la chaleur dissipée par les aimants unitaires étant moindre que la chaleur dissipée par un aimant plus grand d’un seul tenant leur correspondant.
Avantageusement, chaque structure d’aimant forme pôle d’aimant en comprenant plus de vingt aimants unitaires liés par une résine les isolant électriquement les uns des autres ou insérés chacun dans un logement respectif délimité par une des mailles d’un maillage.
Avantageusement, chaque structure d’aimant est enrobée individuellement dans une couche de composite.
Cette mesure renforce encore la résistance mécanique de la structure d’aimant prise en un tout. La structure d’aimant formant pôle d’aimant peut ensuite être enrobée en un tout dans une couche de composite non conductrice en plus que les aimants unitaires soient enrobés dans une couche de composite.
L’invention concerne enfin un moyen de transport électrique ou hybride, caractérisé en ce qu’il comprend un groupe moteur tel que précédemment décrit.
représente une vue schématique d’un groupe moteur comprenant un moteur à flux axial avec un rotor intercalé entre deux rotors, deux variateurs et une unité de pilotage, un tel groupe moteur mettant en œuvre un procédé de commande selon la présente invention,
représente une vue en perspective d’un moteur à flux axial pouvant faire partie d’un groupe moteur selon la présente invention, le rotor du moteur comprenant des structures d’aimant formant des pôles d’aimants et composées d’aimant unitaires,
A la , un seul bobinage est référencé 5 mais ce qui est énoncé pour ce bobinage référencé l’est pour tous les bobinages. Il en va de même pour un pion 4 sur chaque stator, un aimant unitaire 15, une structure d’aimant 12 et une branche 14 du rotor.
La montre un groupe moteur à flux axial comportant un moteur 10 à flux axial comprenant au moins un rotor 3 intercalé entre deux stators 1, 2 alimentés électriquement par deux variateurs 6, 8 d’intensité électrique. La commande du moteur 10 en fonction d’une valeur souhaitée de couple en sortie du moteur 10 est déterminée par une unité de pilotage 9 des variateurs 6, 8.
Une borne inférieure de couple en sortie du moteur 10 est prédéterminée. Ceci peut être fait par expérience et dépend du type de moteur 10. Cette borne inférieure correspond à des couples en sortie faibles qui entraînent des pertes, le moteur 10 étant surdimensionné pour fonctionner à de tels faibles couples.
Pour une valeur de couple souhaitée en dessous de la borne inférieure, il est procédé à l’alimentation électrique du moteur 10 uniquement par un premier variateur des deux variateurs 6, 8. Ceci permet de minimiser les pertes.
Au-dessus de la borne inférieure et jusqu’à l’obtention du couple maximal si souhaitée, l’alimentation électrique du moteur 10 est effectuée simultanément par les deux variateurs 6, 8 pour que le moteur 10 ait sa pleine puissance.
Il est plus judicieux d’allouer un variateur 6, 8 à un stator 1, 2 respectif. Dans ce cas, chaque variateur peut alimenter électriquement un stator respectif. En dessous de la borne inférieure, un des deux stators 1, 2 reste alors non alimenté électriquement et donc le volume de parties actives du moteur 10 diminue ainsi que les pertes à couple relativement faible.
La borne inférieure peut être entre 1 à 50% du couple maximal du moteur 10. Cela dépend de la taille du moteur 10. Plus le volume des parties actives du moteur 10 est important et plus la borne inférieure devra être relevée pour minimiser les pertes à faible couple.
Sans que cela soit limitatif, la borne inférieure peut être fixée entre 10 et 30% du couple maximal du moteur 10. La valeur de la borne inférieure peut être déterminée lors de tests du moteur 10 sur banc.
Le procédé de surveillance commence lorsqu’est exécutée l’instruction située à l’adresse de début s{Rst} de la portion de code de réinitialisation Rst.
La portion de code de modification d’horloge ClkSet est appelée et commence à la marque s{ClkSet}, la surveillance du programme de réinitialisation Rst est suspendue et le procédé de surveillance est mis en œuvre pour l’exécution du code de modification d’horloge ClkSet.
La portion de code de boucle d’activation d’horloge ClkEnLp est appelée et commence à la marque s{ClkEnLp}, la surveillance du programme de modification d’horloge ClkSet est suspendue et le procédé de surveillance est mis en œuvre pour la boucle d’activation d’horloge ClkEnLp. La portion de code de boucle d’activation d’horloge ClkEnLp n’a pas de fonction d’appel et se termine à la marque de fin e{ClkEnLp}. Si la durée chronométrée dans la surveillance de la portion de code de boucle d’activation d’horloge ClkEnLp est située dans la gamme de durées nominale NmnlRng respective, alors le signal d’erreur Err n’est pas généré.
La surveillance reprend pour la portion de code de modification d’horloge ClkSet, exécutée jusqu’à la marque de fin e{ClkSet}, et le signal d’erreur Err n’est pas généré si la durée chronométrée est située dans la gamme de durées nominale NmnlRng respective.
L’exécution et la surveillance de la portion de code de réinitialisation Rst reprennent.
La portion de code de vérification des protections ProtChck est appelée et commence à la marque s{ProtChck}, la surveillance du programme de réinitialisation Rst est suspendue et le procédé de surveillance est mis en œuvre pour l’exécution de la vérification des protections ProtChck. La portion de code de vérification des protections ProtChck n’a pas de fonction d’appel et se poursuit jusqu’à la marque de fin e{ProtChck}. Le signal d’erreur Err n’est pas généré si la durée chronométrée est située dans la gamme de durées nominale NmnlRng respective.
La portion de code de mise en place de protections ProtSet est appelée et commence à la marque s{ProtSet}, la surveillance du programme de réinitialisation Rst est suspendue et le procédé de surveillance est mis en œuvre pour l’exécution de la mise en place de protections ProtSet. La portion de code de mise en place de protections ProtSet n’a pas de fonction d’appel et se poursuit jusqu’à la marque de fin e{ProtSet}. Le signal d’erreur Err n’est pas généré si la durée chronométrée est située dans la gamme de durées nominale NmnlRng respective.
La portion de code d’interruption Intr est appelée et commence à la marque s{Intr}, la surveillance du programme de réinitialisation Rst est suspendue et le procédé de surveillance est mis en œuvre pour l’exécution de l’interruption Intr. La portion de code d’interruption Intr n’a pas de fonction d’appel et se poursuit jusqu’à la marque de fin e{Intr}. Le signal d’erreur Err n’est pas généré si la durée chronométrée est située dans la gamme de durées nominale NmnlRng respective.
L’exécution et la surveillance de la portion de code de réinitialisation Rst reprennent, jusqu’à la marque de fin e{Rst}, et le signal d’erreur Err n’est pas généré si la durée chronométrée cumulée est située dans la gamme de durées nominale NmnlRng respective.
La illustre un autre exemple d’exécution correcte de la portion de code de réinitialisation et de ses appels, dans lequel la portion de code de la boucle d’activation d’horloge ClkEnLp est répétée plusieurs fois en série. Cela peut être le cas en pratique par exemple pour paramétrer une boucle à verrouillage de phase.
Etant donnée que le procédé de surveillance de l’exécution du code ClkSet qui a appelé la boucle d’activation d’horloge ClkEnLp est suspendu pendant les exécutions successives de la boucle d’activation d’horloge ClkEnLp, la répétition de cette portion de code n’influence pas la surveillance des autres portions de codes. D’autre part, chaque exécution de la boucle d’activation d’horloge ClkEnLp est surveillée indépendamment des autres de la série, entre chaque marqueur s{ClkEnLp} et e{ClkEnLp}, et ainsi le nombre de répétition dans la série n’est pas contraint par avance.
La illustre un exemple d’exécution incorrecte de la portion de code de réinitialisation Rst et de ses appels.
Dans cet exemple, les portions de code sont exécutées correctement, dans les gammes de durées nominale NmnlRng respectives, jusqu’à la reprise de l’exécution du code de réinitialisation Rst après la fin e{ProtChck} de la portion de code de vérification des protections ProtChck.
En effet, dans cet exemple l’exécution de la portion de code de réinitialisation Rst se termine e{Rst} à ce moment, ce qui arrête trop tôt le chronométrage du procédé de surveillance de cette portion de code Rst. Dans ce cas, la durée du chronométrage est inférieure à la gamme de durées nominale NmnlRng respective et le signal d’erreur Err est généré.
Selon l’invention, la vanne de distribution 4 est configurée pour diviser le circuit de carburant 1 en une branche d‘alimentation 11 montée entre la vanne de distribution 4 et la turbomachine M et une branche de recirculation 12 montée entre la vanne de distribution 4 et l’entrée de carburant 31E du premier échangeur de chaleur 31 via ledit premier échangeur de chaleur 31. Aussi, comme représenté sur la , la vanne de distribution 4 est configurée pour diviser le flux de carburant principal Qp en : un flux de carburant direct Q1 configuré pour circuler dans la branche d’alimentation 11 et alimenter la turbomachine M, et un flux de carburant recirculé Q2, configuré pour circuler dans la branche de recirculation 12.
Grâce à la vanne de distribution 4 et à la branche de recirculation 12, le flux de carburant principal Qp est réchauffé dans le premier échangeur de chaleur 31 jusqu’à la température de circulation Tc au moyen du flux de carburant recirculé Q2 dont la température aura été préalablement élevée, comme cela sera décrit plus en détails par la suite. Ainsi, seule une fraction du flux de carburant principal Qp est redirigée, depuis le référentiel turbomachine REF-M vers le référentiel aéronef REF-A, vers le premier échangeur de chaleur 31, permettant au reste du flux de carburant principal Qp d’être directement acheminé dans la turbomachine M.
Dans une forme de réalisation préférée, le flux de carburant direct Q1 présentant un premier débit d1 et le flux de carburant recirculé Q2 présentant un deuxième débit d2, le deuxième débit d2 est compris entre 5% et 25% du premier débit d1 du flux de carburant direct Q1.
De manière préférée, la branche de recirculation 12 débouche dans le circuit de carburant 1 entre les deux pompes mécaniques 21, 22.
Comme représenté sur les figures 2 et 3, le système de conditionnement SC selon l’invention comprend également un deuxième échangeur de chaleur 32, monté en aval du premier échangeur de chaleur 31, dans le référentiel turbomachine REF-M. Le deuxième échangeur de chaleur 32 est de préférence un échangeur de chaleur dans lequel circule un fluide caloporteur F pour apporter des calories au flux de carburant Q qui est à l’état gazeux. Le fluide caloporteur F ne présente ainsi pas de risque de givrage, étant donné que le flux de carburant Q est à l’état gazeux à une température supérieure à la température de vaporisation.
Dans cet exemple, le fluide caloporteur F peut être de différentes natures, par exemple, un gaz ou un liquide, en particulier, de l’air, de l’huile issue de la turbomachine M, des gaz chauds en sortie de turbine basse pression, du dioxyde de carbone ou de l’azote.
Dans une première forme de réalisation, en référence à la , le deuxième échangeur de chaleur 32 est monté sur le circuit de carburant 1 entre le premier échangeur de chaleur 31 et la vanne de distribution 4. Le deuxième échangeur de chaleur 32 est alors configuré pour chauffer le flux de carburant principal Qp jusqu’à une température d’injection Ti, la température d’injection Ti étant supérieure à la température de circulation Tc. Dans cet exemple, la température d’injection Ti est comprise entre-73 et 127°C (200 et 400K). Le flux de carburant principal Qp est configuré pour traverser le vanne de distribution 4 à la température d’injection Ti. En sortie de la vanne de distribution 4, le flux de carburant direct Q1, alors à la température d’injection Ti, est configuré pour être acheminé directement dans la branche d’alimentation 11 pour être dirigé vers la turbomachine M. Le flux de carburant recirculé Q2, également à la température d’injection Ti, est configuré pour être acheminé vers le premier échangeur de chaleur 31 via la branche de recirculation 12.
Dans une deuxième forme de réalisation, en référence à la , le deuxième échangeur de chaleur 32 est monté sur la branche d’alimentation 11 du circuit d’alimentation 1. Le flux de carburant principal Qp est configuré pour traverser le vanne de distribution 4 à la température de circulation Tc. En sortie de la vanne de distribution 4, le flux de carburant direct Q1, alors à la température de circulation Tc, est configuré pour être acheminé, via la branche d’alimentation 11, dans le deuxième échangeur de chaleur 32, lui-même configuré pour chauffer le flux de carburant direct Q1 jusqu’à la température d’injection Ti. Le flux de carburant recirculé Q2, à la température de circulation Tc, est configuré pour être acheminé dans la branche de recirculation 12.
Une telle forme de réalisation permet avantageusement de régler la température dans la branche d’alimentation 11 et la température dans la branche de recirculation 12 de manière indépendante, ce qui est avantageux pour optimiser le système de conditionnement en fonction des conditions de fonctionnement.
Dans cette forme de réalisation, toujours en référence à la , le système de conditionnement SC comprend, de préférence, un troisième échangeur de chaleur 33, monté sur la branche de recirculation 12 entre la vanne de distribution 4 et le premier échangeur de chaleur 31. Le troisième échangeur de chaleur 33 peut être monté soit dans le référentiel turbomachine REF-M, soit dans le référentiel aéronef REF-A.
Le troisième échangeur de chaleur 33 est configuré pour réchauffer le flux de carburant recirculé Q2 jusqu’à une première température de recirculation Tr1, supérieure ou égale à la température d’injection Ti, au moyen d’un fluide caloporteur F. Une telle première température de recirculation Tr1 permet de réchauffer efficacement le flux de carburant principal Qp dans le premier échangeur de chaleur 31 en lui transférant suffisamment de calories pour qu’il chauffe jusqu’à la température de circulation Tc et qu’il soit uniquement à l’état gazeux en sortie du premier échangeur de chaleur 31. Dans cet exemple, la première température de recirculation Tr1 est comprise entre 77 et 227°C (350 et 500K).
Après avoir traversé le premier échangeur de chaleur 31 et avoir transféré des calories au flux de carburant principal Qp, le flux de carburant recirculé Q2 est configuré pour être refroidi jusqu’à une deuxième température de recirculation Tr2. Dans cet exemple, la deuxième température de recirculation Tr2 est comprise entre -238 et -223 °C (35 et 50K). Le flux de carburant recirculé Q2 est configuré pour, en sortie du premier échangeur de chaleur 31, après avoir réchauffé le flux de carburant principal Qp, être mélangé au flux de carburant principal Qp, en amont du premier échangeur de chaleur 31, de manière à le réchauffer jusqu’à une température de mélange Tm, comme cela sera décrit plus en détails par la suite. De préférence, la température de mélange Tm, supérieure à la température primaire T1, permet de s’assurer que le mélange entre le flux de carburant recirculé Q2 et le flux de carburant principal Qp est à l’état liquide. Dans cet exemple, la température de mélange Tm est comprise entre -247 et -238°C (26 et 35K).
Dans la forme de réalisation dans laquelle le deuxième échangeur de chaleur 32 est monté entre le premier échangeur de chaleur 31 et la vanne de distribution 4, comme représentée sur la , le système de conditionnement SC comprend également de préférence un troisième échangeur de chaleur 33 monté dans la branche de recirculation 12 entre la vanne de distribution 4 et le premier échangeur de chaleur 31. Le troisième échangeur de chaleur 33 est alors configuré pour réchauffer le flux de carburant recirculé Q2 à la température d’injection Ti jusqu’à la première température de recirculation Tr1, supérieure à la température d’injection Ti.