INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une couche 1e de matériau isolant électrique appelée « backsheet » est ajoutée sur la face arrière 11 du module photovoltaïque 1. Cette couche 1e assure, en plus de l'isolation électrique, une fonction d'étanchéité entre le module photovoltaïque 1 et l'échangeur thermique 2. Cette couche 1e peut, par exemple, être un film de fluorure de polyvinyle ou une plaque de verre, et permet d'empêcher la pluie et/ou l'humidité de l'air ambiant d'entrer en contact direct avec le module photovoltaïque 1, évitant ainsi tout problème électrique, comme par exemple des faux contacts ou des courts circuits.
Si l’on envisage un échangeur thermique non métallique ou au moins les parties en contact avec le module photovoltaïque comme non métalliques, il est toutefois possible de supprimer la couche 1e de matériau isolant électrique. Dans ce cas particulier la face arrière 11 est constituée par la couche d'encapsulation 1b. La fonction d'étanchéité et d'isolant électrique est alors reprise par l'échangeur thermique 2, qui couvre alors toute la surface du module photovoltaïque 1.
Le système 120 comporte aussi un module gestionnaire d’informations relatives à l’aéronef meneur 301 (envergure, masse, position géographique, vitesse, altitude, attitude, variations de vent subies, dynamique (par exemple, roulis, …) LInfMgr 511. Lesdites informations incluent des informations de vent subi par l’aéronef meneur 301 (force, direction…). Le module LInfMgr 511 reçoit ces informations, et leurs éventuelles mises à jour en temps réel, en provenance d’un système gestionnaire de communications ComMgr 501 de l’avionique 150 en communication avec un système embarqué de l’aéronef meneur 301, éventuellement via un relais intermédiaire (e.g., système de communication au sol ou système satellitaire).
Outre par le biais de cette fenêtre d’inconfort potentiel qui représente un inconfort subi par les passagers à cause des turbulences induites par le tourbillon de sillage 303, le confort (ou l’inconfort) des passagers est défini en fonction d’un ensemble de règles relatives aux manœuvres de l’aéronef suiveur 302, notamment le facteur de charge.
Le module VPosCmp 516 est ainsi configuré pour déterminer, par exemple à l’aide d’un filtre bayésien récursif, une position estimée du tourbillon de sillage à partir des informations relatives à l’aéronef meneur obtenues et d’un modèle de tourbillon de sillage, et pour déterminer une incertitude d’estimation sur la position estimée du tourbillon de sillage par comparaison de l’effet du tourbillon de sillage 303 subi par l’aéronef suiveur 302 et d’un effet théorique du tourbillon de sillage 303 sur l’aéronef suiveur 302 d’après le modèle de tourbillon de sillage. En effet, du fait notamment d’imprécisions de mesures et/ou d’imprécisions de modèles utilisés, il existe une incertitude concernant la géométrie et le géoréférencement effectifs du tourbillon de sillage 303 calculée et géoréférencée par le module VPosCmp 516 grâce au filtre de type bayésien récursif.
En variante du filtre particulaire présenté ci-dessus, le module VPosCmp 516 peut inclure un autre type de filtre bayésien récursif, tel qu’un filtre de Kalman.
D’autres approches pour estimer la position du tourbillon de sillage 303 et l’incertitude d’estimation associée, comme un calcul de gradients locaux, peuvent être dérivées des connaissances générales de l’homme du métier. La position du tourbillon de sillage 303 peut être également obtenue grâce à des mesures directes du tourbillon de sillage 303 (grâce par exemple à une technologie LIDAR (« Light Detection And Ranging » en anglais)) et un modèle de propagation géométrique.
Le système 120 comporte en outre un module de prédiction VTrajCmp 519. Le module VTrajCmp 519 est configuré pour effectuer différents calculs de trajectoires pour l’aéronef suiveur 302.
La présente invention est relative au domaine du diagnostic de machines industrielles, et plus particulièrement aux équipements portables permettant de vérifier l’état de fonctionnement de machines. Elle s’applique à tous types de machines industrielles, par exemple les machines-outils de fraisage et de tournage assistées par des commandes numériques, des laveurs et des évacuateurs de gaz toxiques pilotés par des variateurs, ou des ponts roulants et autres moyens de levage.
L’invention est particulièrement adaptée au diagnostic de machines en opération dans un environnement difficile où du matériel robuste et résistant doit être utilisé.
Problèmes techniques auxquels répond l’invention Le diagnostic d’une machine industrielle nécessite de mesurer des grandeurs physiques, comme par exemple une température, un courant électrique, des vibrations, une pression, un débit, une vitesse, ou encore une position, pour des phénomènes physiques dont la fréquence peut varier dans de grandes proportions, par exemple entre 1 Hz à 5 kHz.
On peut combiner à ces mesures la surveillance de la commande numérique et/ou de l’automate de la machine en regardant en particulier des signaux digitaux et des signaux analogiques, par exemple en 4-20 mA et/ou 0-10 V.
De façon connue, on utilise des appareils dédiés pour chaque type de mesures, par exemple un appareil pour les mesures de vibrations, un ordinateur équipé de logiciels pour traiter les entrées/sorties et dessiner des chronogrammes, ou des boucles de courants sur un collecteur pour des mesures d’intensités. Cela multiplie les dispositifs de mesures in situ nécessaires pour collecter l’ensemble des données nécessaire à un bon diagnostic d’une machine industrielle.
La collecte de données à la bonne fréquence d’échantillonnage, la structuration des informations à un format adéquat pour leur exploitation, le stockage de ces mesures et leur visualisation est particulièrement complexe dès lors que le nombre de grandeurs physiques augmente et que les sources d’où proviennent ces informations grandissent. On multiplie les connectiques, les technologies de capteurs et donc des systèmes de mesures.
L’invention apporte une solution nouvelle et optimisée à tous ces problèmes.
Selon un premier aspect de l’invention, il est proposé un banc de mesures compact et transportable sous forme de valise, destiné au diagnostic de machines industrielles et communicant selon des protocoles industriels avec lesdites machines industrielles, ledit banc comprenant des ports de raccordements analogiques destinés à être reliés à des sources de signaux analogiques en provenance de ladite machine, un module d’acquisition de signaux analogiques reçus sur les ports de raccordements analogiques et de conversion de ceux-ci en données numériques, des ports de raccordements numériques destinés à être reliés à des sources de données numériques en provenance de ladite machine, un programme d’ordinateur implémenté dans un ordinateur industriel apte à recevoir, à stocker et à traiter des données numériques issus du module d’acquisition de signaux analogiques et de conversion de ceux-ci en données numériques et des ports de raccordements numériques, une passerelle reliée à l’ordinateur industriel et à des ports de raccordements numériques.
Le banc de mesures selon l’invention constitue une combinaison ingénieuse de technologies dans un seul et même produit. Il permet de rassembler dans un unique appareil des dispositifs permettant de faire ce qui est fait avec plusieurs moyens d’acquisitions distincts selon l’état de la technique. Le banc de mesures selon l’invention permet ainsi de gagner de la place en rassemblant dans un espace restreint tous les appareils de collecte. De plus, les équipements du banc de mesures étant interconnectés, les difficultés rencontrées habituellement pour les raccordements de plusieurs moyens d’acquisition distincts sont supprimées.
Les ports de raccordements analogiques du banc de mesures sont aptes à recevoir des signaux analogiques sous la forme 4-20 mA, et/ou 0-10 V et/ou en provenance d’un thermomètre à résistance de platine et/ou d’un capteur de vibrations selon la technologie IEPE.
Le banc de mesures est ainsi apte à collecter les données fournies par tous les capteurs et équipements présents sur la machine à diagnostiquer ainsi que celles situées dans son environnement à prendre en compte pour une bonne compréhension des conditions de fonctionnement de la machine.
La passerelle du banc de mesures est apte à recevoir, à stocker et à traiter simultanément des signaux numériques selon différents protocoles industriels et à communiquer avec la machine selon lesdits protocoles.
Des échanges entre le banc de mesures et la machine à diagnostiquer se font selon le protocole OPC UA, et/ou OPC DA, et/ou SNAP 7, et/ou CANOpen, et/ou Modbus et/ou EtherCAT, et/ou ADS, et/ou TCP/IP, et/ou FOCAS.
Les données numériques viennent enrichir les données analogiques captées par le banc de mesures permettant ainsi que toutes les données disponibles soient exploitées pour un diagnostic précis et complet de la machine.
Le banc de mesures selon l’invention permet de collecter in situ des informations sur un ou plusieurs jours, plusieurs mois ou plusieurs années. Si besoin, la capacité d’enregistrement du moyen de stockage des données du banc de mesures, par exemple un disque dur, peut être étendue en stockant des informations sur le Cloud.
Le banc de mesures peut ainsi être installé ponctuellement près de machines successives pour un diagnostic de celles-ci ou être installé à demeure afin de rester continuellement près d’une machine à surveiller. Le format compact du banc de mesures, sous la forme d’une valise, facilite son utilisation nomade de machine en machine ou sur plusieurs sites industriels.
Le terme de « profilé » renvoie dans le cadre de la présente invention ainsi à des techniques d’extrusion mais également à des techniques d’emboutissage, voire de laminage, pliage et/ou découpage. Autrement dit, ce terme « profilé » ne définit aucune technique d’obtention ou de fabrication privilégiée.
Tous ces modes d’exécution sont compris dans l’énoncé général susvisé puis décliner dans les différents modes d’exécution alternatifs ou complémentaires présentés ci-dessous.
Les ailettes sont en contact direct avec le conduit de circulation de sorte que la dissipation d’énergie est particulièrement améliorée. Par ailleurs, la conduite de circulation est positionnée à une hauteur h c dite moyenne des ailettes. Soit la hauteur h a des ailettes, la hauteur h c des ailettes : 0 ≤ h c ≤ 0,7 x h a , autrement dit la conduite est positionnée à une hauteur située entre 0% et 70% de la hauteur de l’ailette pour tous les modes de réalisation susmentionnés. Ainsi, dans le deuxième mode de réalisation susvisé, soit avec la présence d’orifices dans les ailettes, la conduite de circulation se trouve classiquement à une hauteur h c par rapport à la hauteur h a des ailettes selon la formule : 0,1 x h a ≤ h c ≤ 0,7 x h a , autrement dit la conduite est positionnée à une hauteur située entre 10% et 70% de la hauteur h a de l’ailette. Dans le troisième mode d’exécution, soit lorsque le profilé forme les ailettes par emboutissage, le conduit de circulation peut éventuellement dépasser le haut des ailettes, soit à une hauteur d’au moins 0,7 fois la hauteur h a des ailettes, comme illustré sur la - ou conformément au susdit premier mode de réalisation ne pas le dépasser la hauteur desdites ailettes.
Il est bien noté par ailleurs que le diamètre du conduit de circulation présente de 10% à 100% de la hauteur h a des ailettes.
Cette disposition dite « en hauteur » du conduit de circulation est particulièrement intéressante tant au niveau de l’efficacité de dissipation thermique que de la tenue mécanique dudit conduit. A nouveau, cette disposition en hauteur est particulièrement marquée dans le susdit deuxième mode d’exécution et de manière encore plus marquée dans le troisième mode d’exécution.
Un aspect particulièrement intéressant de l’invention réside dans le fait que le moyen dissipateur d’énergie thermique (les ailettes) s’étend sensiblement perpendiculairement au conduit ou à la portion de conduit dans lequel circule le fluide caloporteur, d’où une efficacité accrue de l’échangeur thermique.
Selon une interprétation de l’invention, la géométrie croisée perpendiculaire du conduit de circulation par rapport au dissipateur d’énergie (les ailettes s’étendant longitudinalement) présente, considérant l’échangeur thermique de manière globale, un méandre en S entre ces deux éléments, contribuant à l’efficacité de l’échangeur thermique. Localement le conduit de circulation forme à ses extrémités des U, ledit conduit formant ainsi plusieurs segments parallèles sur l’ensemble de l’échangeur thermique.
Un aspect particulièrement intéressant de l’invention réside dans l’aspect modulaire de l’échangeur thermique doté de ce profilé, constituant à lui seul la zone d’échange thermique, comportant à la fois le moyen dissipateur d’énergie et le conduit transportant le fluide caloporteur qui directement fixé, mécaniquement, au dissipateur. Par souci de simplification, l’échangeur thermique est classiquement composé d’une pluralité de profilés accolés les uns aux autres pour couvrir la zone d’échange thermique d’un module photovoltaïque. Or, s’il est nécessaire de remplacer l’échangeur thermique, en particulier au niveau de sa zone d’échange thermique, il suffit d’enlever l’élément d’appui et éventuellement le conduit de circulation (lorsque ce dernier n’a pas une fonction d’appui destinée à plaquer la paroi du profilé contre le module photovoltaïque) et de remplacer le ou les profilés considérés. Cette opération, de par le caractère bloc ou unitaire du profilé avec le moyen dissipateur, est particulièrement aisée et rapidement exécutée.
On entend par l’expression « sensiblement perpendiculaire » en lien avec les ailettes le fait que ces dernières s’étendent à 90° ± 15° (soit en formant un angle compris entre 75° et 105°) par rapport à la paroi (= zone d’échange thermique) du profilé (également désignée en tant que face inférieure de l’échangeur thermique), de préférence à 90° ± 5° (soit en formant un angle compris entre 85° et 95°) par rapport à la paroi, de façon encore plus préférée à 90° par rapport à la paroi.
On entend par l’expression « fixation par emmanchement » en lien avec la portion du conduit de circulation le fait que le conduit est fixé aux ailettes essentiellement par simple contact, autrement par friction ou frottement, entre ces deux éléments. Dans le mode d’exécution dans lequel le conduit est emmanché dans les orifices des ailettes, cette expression renvoie également à un enfilement ou enfilage dudit conduit dans chaque orifice desdites ailettes. Cette très simple fixation entre le moyen dissipateur et le conduit de circulation peut éventuellement être complétée par un ou plusieurs points de collage, voire soudage si la compatibilité des matériaux le permet.
Avantageusement, selon le premier et le troisième mode d’exécution, la susdite découpe (de chaque ailette) pour la fixation par emmanchement de la portion du conduit de circulation consiste en un évidement de forme en U.
Avantageusement, selon le second mode d’exécution, la susdite découpe (de chaque ailette) pour la fixation par emmanchement de la portion du conduit de circulation consiste en un orifice traversé par la portion du conduit de circulation.
Un deuxième objet de la présente invention concerne un dispositif mobile ou immobile comprenant au moins une cellule solaire HCMJSC selon la présente invention, et optionnellement au moins un élément optique qui est configuré pour diriger l'énergie solaire vers la cellule solaire HCMJSC (concentration).
Le dispositif selon l’invention peut notamment être un panneau solaire constitué de plusieurs cellules HCMJSC selon l’invention.
Un troisième objet de la présente invention concerne un procédé de fabrication d’une cellule solaire HCMJSC selon l’invention.
La cellule solaire HCMJSC ou une partie seulement de celle-ci, notamment les jonctions inférieures, peut notamment être réalisée par croissance épitaxiale, par exemple jet moléculaire (MBE pour épitaxie par faisceau moléculaire ou PA-MBE pour épitaxie par faisceau moléculaire assistée par plasma), MOVPE (épitaxie en phase vapeur organométallique), ou ALD (dépôt de couche atomique).
La cellule solaire HCMJSC ou une partie seulement de celle-ci, notamment la jonction supérieure, peut notamment être réalisée par impression jet d’encre, avec une lame ou de type « fente-matrice », par dépôt chimique en phase vapeur (CVD pour dépôt chimique en phase vapeur ou PECVD pour dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma) ou par pulvérisation.
Il est possible d’adopter une approche séquentielle pour réaliser la cellule solaire HCMJSC selon l’invention. Par exemple, il est envisageable de fabriquer la partie arrière (jonction(s) inférieure(s)), indépendamment de la partie avant (jonction(s) supérieure(s)) puis de combiner chaque partie ensemble.
Selon un mode de réalisation, la cellule solaire HCMJSC selon l’invention est en configuration substrat et comporte au moins une jonction inférieure qui est configurée comme suit. Une telle jonction peut notamment être fabriquée par croissance épitaxiale. La première couche est le substrat. Celui-ci peut notamment être en verre, pour des raisons de coût et ses propriétés mécaniques adéquates. Il peut alternativement être composé de plastique, ce qui est avantageux pour certaines applications spécifiques telles que des panneaux solaires flexibles. La seconde couche est une couche de contact métallique, qui peut à titre indicatif être composée de Mo. Le Mo est un candidat idéal pour jouer le rôle de contact arrière en raison, d’une part, de son coefficient de dilatation thermique proche de celui du verre et du film absorbeur et d’autre part, parce qu’il forme un contact ohmique avec la couche absorbante assurant ainsi une résistivité minimale. Cette couche a classiquement une épaisseur comprise entre 0,2 µm et 1 µm, par exemple entre 0,4 µm et 0,8 µm. On ajoute ensuite les jonctions constitutives de la cellule solaire, c’est-à-dire la ou les jonctions inférieures et au moins une jonction supérieure HCSC, toutes séparées par des jonctions tunnel. Au-dessus de la dernière couche de la jonction supérieure peut alors être déposée une couche de contact métallique avant. Cette couche peut par exemple être sous la forme d’une grille d’aluminium, de nickel ou d’un alliage de ces deux derniers. Enfin, une couche anti-reflet peut être posée pour réduire les réflexions au sommet de la cellule et maximiser son efficacité.
Un quatrième objet de la présente invention concerne un procédé de production d’électricité, selon lequel : au moins une cellule solaire HCMJSC ou un dispositif mobile ou immobile selon l’invention, est exposé au rayonnement solaire par son côté jonction supérieure, et on collecte un courant électrique.
Ensemble batterie La présente invention concerne un ensemble batterie, comportant notamment un dispositif de refroidissement et un véhicule équipé d’un tel ensemble batterie.
Les accumulateurs d’énergie électrochimiques, ci-après « batteries », peuvent présenter des puissances différentes en fonction de la température, c.-à-d. notamment que la quantité d’énergie exploitable par unité ainsi que la quantité d’énergie exploitable dans l’absolu peuvent être fortement dépendantes de la température de la batterie.
Les batteries mises en œuvre notamment pour l’alimentation du moteur de propulsion des véhicules électriques ou hybrides doivent non seulement accumuler une grande quantité d’énergie pour offrir une grande autonomie, mais aussi produire de fortes puissances pour satisfaire les exigences de puissance du moteur. Elles doivent de surcroît pouvoir être chargées avec une puissance suffisante pour permettre une réutilisation rapide après un déchargement.
Lors du déchargement et du chargement, il se produit des courants élevés susceptibles de conduire à une élévation de température non négligeable au niveau des inévitables résistances internes ou lors des réactions chimiques qui accompagnent le chargement et le déchargement. Non seulement cette élévation de température peut avoir une forte influence sur les caractéristiques de charge-décharge et sur la vie utile de la batterie mais une forte montée en température peut également conduire à une détérioration de la batterie ou des composants couplés thermiquement à celle-ci, jusqu’à déclencher les dispositifs de protection, voire jusqu’à provoquer une réaction exothermique non contrôlée qui se traduit par une impossibilité d’utiliser la batterie et, éventuellement, le dispositif qu’elle alimente.
Les batteries à haute performance comprennent habituellement une pluralité de cellules de batterie connectées en série et/ou en parallèle pour pouvoir fournir une tension et une intensité nominales voulues. Les cellules de batterie sont généralement agencées dans un boîtier qui offre une protection contre les dommages mécaniques et qui abrite par ailleurs des capteurs et circuits électroniques connexes. Le boîtier peut encore être conçu pour chauffer et/ou refroidir la batterie afin de produire une température optimale pour la charge ou la décharge de ladite batterie. Le boîtier est également désigné ci-après par l’appellation « module de batterie ».
Les cellules de batterie peuvent exister entre autres sous la forme de cellules rondes avec un boîtier cylindrique rigide, de cellules prismatiques avec un boîtier rigide parallélépipédique ou sous la forme de cellules dites « poches », c.-à-d. des cellules plates sans boîtier rigide. Les cellules dotées d’un boîtier rigide propre offrent des avantages de manipulation lors de la conception et de la fabrication des modules de batterie. Les exigences mécaniques pour le boîtier sont également moindres que pour les cellules de poche. De surcroît, les cellules à boîtier rigide propre sont disponibles dans une multiplicité de variantes auprès d’un grand nombre de fabricants, permettant également la production à moindres frais de séries plus petites de modules de batterie.
Le refroidissement des cellules de batterie est fréquemment mis en œuvre au moyen de plaques de refroidissement ou par circulation d’un fluide autour des cellules de batterie, lequel fluide est refroidi dans un dispositif réfrigérant avant d’être renvoyé en circuit vers les cellules de batterie. Cette circulation de fluide liquide autour des cellules de batterie est onéreuse, du point de vue de la construction, notamment du fait que les modules de batterie doivent être en contact étanche avec un circuit de refroidissement. Une circulation de fluide gazeux, par exemple un refroidissement par air, demande un apport d’air extérieur passant par un filtre afin d’éliminer au moins la saleté grossière et la poussière de l’air. Un refroidissement à l’aide de plaques de refroidissement demande qu’il y ait un bon contact thermique durable entre les cellules de batterie et leur plaque de refroidissement respective, ce qui entraîne des frais supplémentaires lors de la fabrication des modules de batterie.
Il faut par conséquent rechercher un refroidissement de cellules de batterie d’un module de batterie qui s’effectue à l’intérieur du module de batterie en circuit fermé et qui offre toutefois une forte capacité de refroidissement concernant chacune des cellules de batterie.
Réaliser une maintenance prédictive est avantageux, car on limite ainsi les arrêts de production de la machine qui résulteraient de pannes impromptues.
Le banc de mesure selon l’invention est apte à être utilisé dans un milieu où il est préférable de n’utiliser que du matériel durci pour résister à un environnement hostile aux appareils fragiles. Ainsi le banc de mesures est adapté au fonctionnement dans un milieu où le matériel doit résister à la poussière, aux bruits, aux vibrations, et à des températures élevées, par exemple pouvant atteindre 150°C. Toutefois, le banc de mesures selon l’invention est aussi bien utilisable dans un environnement standard, non hostile aux appareils fragiles, par exemple un laboratoire de recherches et développements. Il peut également être embarqué sur un véhicule terrestre, aéronautique, marin ou sous-marin.
Du fait de leurs natures et de leurs caractéristiques, le banc de mesures et le système de diagnostic selon l’invention sont adaptés à tout type de systèmes et machines industriels.