INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le dispositif selon l’invention permet de remédier à ces inconvénients. Il se compose en effet selon une première caractéristique d’un dispositif de recharge connecté de véhicule électrique présentant un mécanisme de connexion sur les réseaux informatiques au protocole IP capable de s’interconnecté sur une passerelle domestique. Cette connexion, qui confère au dispositif de recharge l’observabilité sur les données de consommation de l’installation électrique au travers d’une carte d’interface connectée au compteur intelligent, permet d’optimiser la densité de puissance délivrée au véhicule électrique au travers d’un asservissement dynamique suivant la relation et ainsi satisfaire d’une part, l’optimisation de la recharge du véhicule par l’usage de la puissance maximale disponible par l’installation sur le réseau électrique du bâtiment, et d’autre part, garantir la non disjonction de ce même réseau lors des variations d’absorptions en énergie des dispositifs conventionnels intégrant le bâtiment (chauffage, luminaires, électroménagers, etc.).
En outre, cette même connexion au protocole IP sur les réseaux informatiques donne de surcroit la capacité de délestage des réseaux de transport d’électricité lors des fortes demandes en énergie; en effet, l’usage d’un serveur distant offrant un portail WEB à destination des fournisseurs d'électricité capable de modifier la consigne de charge sur les dispositifs en cours de traitement, permettrai un délestage massif du réseau.
Selon des modes particuliers de réalisation: Le dispositif de recharge de véhicule électrique peut utiliser différents moyens de communication sur le réseau au protocole IP ; notamment, par l’utilisation de la technologie Wifi, du courant porteur en ligne ou bien d'une liaison filaire par l’usage d’une connectique Ethernet. Le mode de communication entre le dispositif de recharge de véhicule électrique et le serveur distant utilise les réseaux de communications mobiles. Le dispositif de recharge est directement connecté aux bornes de télé information client du compteur intelligent, se passant de la carte d'interface.
Le dessin annexé illustre l'invention; la représente la topologie du dispositif de l'invention.
En référence à ce dessin, l'invention comporte un dispositif de recharge (1) permettant la recharge d'un véhicule électrique (2). Construit autour d'un moyen de communication au protocole IP sur les réseaux informatiques, cette stratégie offre la capacité au dispositif de recharge (1) d'extraire les données de consommation électrique de l'installation issues du compteur intelligent (5) au travers d'une carte d'interface (3) par l'usage du réseau intranet. Cette stratégie permet une adaptation dynamique et temps réel de l'asservissement en puissance du véhicule électrique (2) connecté au dispositif de recharge (1), par la satisfaction de la relation , permettant non seulement, d'éviter la disjonction de l'installation du bâtiment, mais en outre, de permettre l'optimisation de l'énergie disponible sur le réseau électrique au profit du véhicule (2) connecté au dispositif de recharge (1) par un algorithme maximisant en temps réel le courant distribué au véhicule électrique (2) suivant la tangente exprimée par le courant souscrit.
Construit autour d'un mécanisme de communication au protocole IP, le dispositif de recharge (1) de véhicule électrique (2) offre en supplément, la capacité de délestage des réseaux de transport d'électricité (8) par l'usage d'un serveur distant (7) au travers de la passerelle domestique (4) et du réseau internet (6). Offrant une interface WEB à destination des fournisseurs d'électricité, le serveur distant (7) permet un délestage massif des dispositifs de recharges, par la diminution en temps réel de la densité de puissance absorbée par les véhicules électriques en cours de charge.
A titre d'exemple non limitatif, un délestage de trois ampères pendant une heure sur une grappe géographique de milles dispositifs de recharges en cours de traitement, permettrai un gain de 0,69 Mégawatts sur le réseau de transport d'électricité, imputant à un utilisateur final, une perte de 0,69 kilowattheure, soit l'équivalent d'environ 4,6 kilomètres d'autonomie, sur un véhicule électrique consommant 15 kilowattheure au cents kilomètres parcourus.
Machine électrique Domaine de la divulgation L’invention appartient au domaine technique des machines électriques, aptes à former un moteur ou un générateur électrique.
Etat de la technique Le document WO 2021/236565 divulgue une machine électrique comportant un stator et un rotor apte à pivoter autour d’un axe, un élément de refroidissement s’étendant autour d’au moins une partie du stator. L’élément de refroidissement comporte des canaux de circulation permettant la circulation d’un fluide de refroidissement, les canaux comportant des moyens de génération de turbulences ou turbulateur aptes à créer des turbulences dans l’écoulement de fluide.
Il existe actuellement un besoin d’augmenter encore l’efficacité de tels turbulateurs tout en limitant les pertes de charge, de façon à améliorer encore le refroidissement de la machine électrique.
Exposé de la divulgation Pour répondre à un tel besoin, l’invention propose une machine électrique comportant un stator et un rotor apte à pivoter autour d’un axe X, un élément de refroidissement s’étendant autour d’au moins une partie du stator, ledit élément de refroidissement comportant au moins un canal de circulation apte à permettre la circulation d’un fluide de refroidissement, au moins une zone dudit canal comportant au moins un turbulateur apte à créer une turbulence dans l’écoulement de fluide, caractérisé en ce que le turbulateur comporte une forme générale de V comportant deux branches inclinées l’une par rapport à l’autre et inclinées par rapport à la direction d’écoulement du fluide dans la zone correspondante, lesdites branches étant reliées l’une à l’autre au niveau d’un sommet tourné vers l’amont par rapport au sens d’écoulement du fluide.
Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe de rotation du rotor.
Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation du fluide dans le canal de refroidissement.
D'autres composants, par exemple un additif ionique, peuvent être ajoutés au mélange de composants.
De préférence, ces composants du mélange cathodique de composants sont ajoutés sous forme de poudres, et/ou de polymères.
Dans un mode de réalisation préféré, le matériau actif, le matériau conducteur et/ou le liant sont capables d'absorber et/ou de complexer des sels, molécules, etc, sous forme ionique. Ceci s'applique en particulier pour l'agent réactif, qui est de préférence ajouté sous forme d'un sel, de préférence d'un halogénure métallique.
La cathode est préparée de préférence par l'ajout d'un solvant pour mélanger et, le cas échéant, contribuer à la dissolution des composants, afin de former une pâte homogène. La pâte homogène est ensuite déposée et séchée. En raison de ce qui précède, la présence du solvant au mélange cathodique des composants est en principe optionnel.
Dans un mode de réalisation préféré, la méthode comporte la formation d'une cathode en comprimant ledit mélange de composants, de préférence en utilisant une pression et une température suffisamment élevée et/ou une température choisie pour assumer une forme définie, condensée et/ou solide, de préférence durant l’assemblage final de la batterie c’est à dire comprimé directement avec l’anode.
Dans un mode de réalisation préféré, la méthode comporte l'induction de la formation in situ d'une couche de passivation. De préférence, cette étape comporte la mise en contact du mélange de composants avec l'anode.
Selon un exemple, une cathode est formée à partir du mélange de composants, et la cathode formée est ensuite mise en contact avec l'anode. Dans le cas où une pâte a été formée en ajoutant un solvant aux composants secs du mélange cathodique de composants, il est possible de sécher le mélange afin d'obtenir la cathode finale. Cette dernière est mise en contact avec l'anode.
Selon un autre exemple, le mélange de composants comportant le solvant, par exemple la pâte mentionnée ci-dessus, est directement mise en contact avec l'anode. Dans ce cas, le solvant est de préférence évaporé après l'assemble de l'anode et de la cathode, ce qui est aussi couvert par la présente invention.
Dans un mode de réalisation, ledit mélange de composants est une pâte comportant un solvant, ladite pâte étant mise en contact avec ladite anode, ou ladite pâte étant séchée avant la mise en contact du mélange de composant séché avec ladite anode.
Comme l'homme du métier le sait, certains composants, comme le lithium métal ou les sels de lithium, sont réactifs en présence d'air et/ou d'humidité, raison pour laquelle la fabrication de la cathode et l'assemblage de la batterie doivent être effectués dans une ambiance protégée ou atmosphère inerte, comme une atmosphère privée d’oxygène, d’azote et d’humidité par exemple dans une chambre sous un gaz inerte comme l'argon ou dans une chambre privée d’humidité dans l’air.
De manière surprenante, la mise en contact de la cathode préparée comme décrite et de l'anode engendre la création in situ d'une couche de passivation fonctionnant à la fois comme séparateur et d'électrolyte solide.
Alors que cette couche de passivation se forme de manière spontanée, l'invention n'empêche pas la préparation séparée d'un film ayant une composition analogue à la couche de passivation et l'assemblage de la batterie en plaçant le film entre l'anode et la cathode. Dans ce cas, une batterie fonctionnelle peut être obtenue également. Il serait également possible d'utiliser un séparateur ayant une composition autre que celui de la couche de passivation formée spontanément. En principe, la création séparée du séparateur et l'assemblage à l'aide du séparateur séparé constitue une étape en plus et n'est pas considéré comme avantageux selon l'invention, car cette étape n'est pas obligatoire. Selon une autre optique, cette étape séparée pourrait être considérée comme étant avantageuse, même s'il s'agit d'une ou plusieurs étapes additionnelles, lorsqu'elles permettent de mieux définir la constitution et/ ou la dimension du séparateur ou encore lorsqu'elles permettent d'éviter le déroulement d'une réaction chimique qui ne peut pas être contrôlée.
Dans certains modes de réalisation, la batterie de l'invention peut être fabriquée sans collecteur de courant et/ou peut être dépourvue de collecteur de courant. Dans un mode de réalisation, la batterie est dépourvue de collecteur de courant anodique. Dans un mode de réalisation, la batterie est dépourvue d'un collecteur de courant cathodique. Dans un mode de réalisation, la batterie est dépourvue des deux collecteurs de courant.
La montre une anode 11 et une cathode 12 avant la mise en contact. La montre une batterie 1 sans collecteur de courant. La batterie 1 comporte une anode 11, une cathode 12, et le séparateur 13. La montre une batterie 2 comportant un collecteur de courant anodique 21 en plus des constituants précités. La montre une batterie 3 comportant un collecteur de courant anodique et un collecteur de courant cathodique 22.
Une configuration avec un ou aucun collecteur de courant est envisageable en raison de la conductivité élevée éventuelle de l'anode et de la cathode. Comme décrit ci-dessus, l'anode peut être réalisée sous forme d'un métal, par exemple un fil ou une plaque métallique, raison pour laquelle un collecteur de courant séparé n'est pas nécessaire dans tous les cas. Du côté de la cathode, elle contient nécessairement un matériau conducteur, raison pour laquelle un collecteur de courant cathodique peut être absent. En outre la possibilité d’utiliser des matériaux non-toxiques et biodégradables, la batterie est de préférence à l’état solide et donc sans électrolyte, ce qui permet de fabriquer la batterie sans emballage et dépourvue de collecteur de courant supplémentaire, en outre les collecteurs de courant peuvent être prévue par le constructeur d’appareils susceptible d’accueillir une batterie parmi de la présente invention.
La montre une batterie 4 comportant un fil métallique fonctionnant comme anode 31 et la cathode 32 étant déposée sur une partie de l'anode. Le séparateur 33 formé in situ est indiqué à la , alors qu'il ne serait pas visible depuis l'extérieur, car il est couvert par la cathode et présent entre l'anode et la cathode afin d'empêcher un court-circuit.
Ainsi, ce procédé permet de déterminer un état fonctionnel ou un état en panne de l’actionneur avant son utilisation, sans nécessiter l’intervention d’un technicien sur l’actionneur. Le procédé permet notamment de détecter des pannes correspondant d’une part à un court-circuit ou à un circuit ouvert au niveau de l’actionneur ou d’un circuit d’alimentation électrique de l’actionneur et d’autre part à une dégradation de la valeur de l’impédance de l’actionneur. Etant donné que la durée de l’impulsion électrique aux bornes de l’actionneur est inférieure à la durée minimale d’excitation de l’actionneur nécessaire pour engendrer un fonctionnement de l’actionneur, le procédé permet de tester l’actionneur sans risque de déclencher son fonctionnement. Cela est particulièrement avantageux lorsque l’actionneur est un actionneur d’une gouverne d’aéronef : l’actionneur peut ainsi être testé à distance, par exemple depuis le cockpit de l’aéronef ou depuis un terminal de maintenance, sans risquer de mettre en mouvement la gouverne.
- l’étape de détermination de l’état de l’actionneur comprend la détermination d’un état en panne lorsque l’impédance déterminée est à l’extérieur d’un intervalle d’impédances prédéterminé dont une première borne correspond à une impédance nominale de l’actionneur pour une température minimale d’un domaine d’utilisation de l’actionneur et une deuxième borne correspond à une impédance nominale de l’actionneur pour une température maximale du domaine d’utilisation de l’actionneur ;
- l’étape de détermination de l’état de l’actionneur comprend la détermination d’un état en panne lorsque la valeur de l’au moins une mesure de courant est supérieure à un seuil d’intensité prédéterminé ;
- l’étape de détermination de l’état de l’actionneur comprend la détermination d’un état en panne lorsque la valeur de l’au moins une mesure de courant est inférieure à un seuil d’intensité prédéterminé ;
- l’étape de détermination de l’état de l’actionneur comprend la détermination d’un état en panne lorsque la valeur de l’au moins une mesure de tension est inférieure à un seuil de tension prédéterminé ;
- l’étape de détermination de l’impédance de l’actionneur électrique comprend la détermination d’une pente de variation du courant électrique dans l’actionneur entre lesdits au moins deux instants puis la détermination d’une composante résistive et de la composante inductive de l’impédance de l’actionneur ;
- le système utilisateur étant un aéronef, préalablement à la mise en œuvre des différentes étapes, le contrôleur de l’actionneur acquiert une information relative à l’état de l’aéronef et il ne met en œuvre les différentes étapes du procédé que si cet état de l’aéronef correspond à un état dans lequel l’aéronef est arrêté au sol.
L’invention est également relative à un système utilisateur comprenant un actionneur électrique commandé par un contrôleur. Le système est remarquable en ce que le contrôleur de l’actionneur électrique est configuré pour mettre en œuvre les étapes suivantes :
- appliquer une impulsion électrique aux bornes de l’actionneur, cette impulsion électrique correspondant à une tension prédéterminée appliquée aux bornes de l’actionneur pendant une durée prédéterminée, telles que la valeur de la tension prédéterminée correspond à une tension nominale de fonctionnement de l’actionneur et la durée prédéterminée est inférieure d’une marge prédéterminée à une durée minimale d’excitation de l’actionneur nécessaire pour engendrer un fonctionnement de l’actionneur ;
- acquérir des mesures de tension et de courant aux bornes de l’actionneur de façon répétitive à différents instants pendant au moins ladite durée prédéterminée, selon une fréquence d’échantillonnage ;
- déterminer une impédance de l’actionneur électrique en fonction de mesures de tension et de courant correspondant à au moins deux instants pendant ladite durée prédéterminée, ladite impédance comprenant au moins une composante inductive ;
- déterminer un état de l’actionneur correspondant à l’un d’un état fonctionnel ou d’un état en panne, en fonction de l’impédance de l’actionneur déterminée à l’étape précédente, d’au moins une mesure de tension et/ou d’au moins une mesure de courant acquises pendant ladite durée prédéterminée ; et
- afficher l’état de l’actionneur déterminé à l’étape précédente, sur un écran d’affichage du système utilisateur dans lequel l’actionneur est installé.
Dans un mode de réalisation, le système correspond à un système de commandes de vol d’un aéronef dans lequel l’actionneur électrique est associé à une gouverne de l’aéronef.
Cette mesure est réalisée à l’aide de la technique 4 pointes, de la manière suivante : - on place les 4 pointes alignées loin des bords de la couche à caractériser ; - ces 4 pointes sont équidistantes les unes des autres ; et - du courant est généré par un générateur de courant entre les pointes extérieures, tandis que la tension est mesurée entre les pointes intérieures. Le rapport de la tension mesurée sur l'intensité qui traverse l'échantillon donne la résistance du tronçon entre les pointes intérieures.
Le viscosimètre utilisé est de type Ubbelhod e, il est placé dans un thermostat maintenu à température constante (25 °C dans notre cas d’étude). On mesure le temps d’écoulement d’un volume constant V défini par deux traits de repères (M1 et M2) situés de part et d’autre d’un petit réservoir surmontant le capillaire.
Mesure des performances Photovoltaïques à l’intérieur :
La source d’éclairage utilisée pour effectuer les mesures intérieures ainsi que les mesures des performances est une Dalle LED Philips 60x60 cm 2 - 4385K avec un spectre d’émission dans le visible.
Caractérisation de la morphologie :
Facteur de remplissage
Le facteur de remplissage correspond au ratio de la puissance électrique maximale sur le produit du courant de court-circuit et la tension en circuit ouvert. Il est généralement exprimé en pourcentage.
EXEMPLE 1 : obtention d’un exemple de composition d’encre E11 pour la réalisation de la première couche interfaciale organique 211 sur la couche d’électrode inférieure 210.
On utilise le PEI pour obtenir la composition d’encre E11 dont la composition est détaillée ci-après :
La préparation de la formulation d’encre E11 s’effectue en deux étapes:
Étape 2 : Préparation de la formulation d’encre E11 : - Prélever un volume de 250 µL de la solution mère, - Rajouter 9 ml de Butanol, - Rajouter 400 µL d’éthylène Glycol, Mettre le mélange sous agitation à température ambiante pendant 24H pour obtenir la formulation E11. - La formulation E11 est filtrée avant toute impression en utilisant un filtre AC présentant un seuil de coupure environ égal à 0, 2 µm.
Etat de la technique et problèmes à l'origine de l'invention
En plusieurs aspects, l'énergie électrique représente la forme d'énergie la plus intéressante car elle peut être convertie en d'autres formes d'énergie de manière relativement facile.
Pour plusieurs raisons, la production de l'énergie électrique ne coïncide dans la plupart des cas pas avec les besoins d'énergie actuels. En effet, la consommation de l'énergie électrique est soumise aux habitudes quotidiennes et au rythme circadien des consommateurs et varie également en fonction des saisons. Ensuite, dans des applications électriques mobiles, telles que les véhicules électriques, il est nécessaire de disposer de l'énergie électrique stockée. Enfin, de plus en plus d'appareils sont alimentés par des batteries. Pour ces raisons, entre autres, les batteries attirent de plus en plus d'intérêt.
Les batteries sont des dispositifs contenant des composants susceptibles de générer l'énergie électrique moyennant des réactions électrochimiques qui ont lieu dans la batterie, par exemple, lorsque celle-ci est connecté à un circuit électrique externe. De manière plus général, les batteries sont des dispositifs permettant de stocker l'énergie électrique.
Les batteries au lithium sont largement disponibles dans le commerce. Elles peuvent être composées d'une anode, d'un électrolyte, d'un séparateur, d'une cathode, de deux collecteurs de courant métalliques et d'un emballage métallique. L'anode est généralement faite de polymère PVDF chargé de poudre de graphite. La cathode est généralement faite de polymère PVDF chargé d'oxyde métallique, tel que l'oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt ou l'oxyde lithium-fer-phosphate et du carbone SP. Les séparateurs sont généralement constitués d'un film polymère plastique mince et poreux les électrolytes sont généralement constitués d'électrolyte non aqueux avec un sel de lithium dissous. Les collecteurs de courant sont généralement faits de feuille d'aluminium et de feuille de cuivre. Les emballages ou protections métalliques dans lesquels tous les éléments cités juste avant sont emballés est généralement faits d'aluminium ou inox. Les défis actuels des batteries au lithium sont la durée de vie, la capacité d'énergie, la sécurité, et la réduction des frais de fabrication. Dans le cadre de la présente invention, un autre objectif est de limiter les déchets toxiques et de réduire l'impact écologique en général, par exemple l'émission de CO 2 et l'utilisation des matières premières.
Une nouvelle classe de batteries au lithium a été étudiée au cours des dernières décennies pour une application commerciale visant à remplacer l'électrolyte non-aqueux des batteries au lithium. Ce sont des batteries à l'état solide qui utilisent un électrolyte solide au lieu d'un électrolyte liquide non-aqueux. La batterie tout solide a l'avantage d'être plus sûre que l'électrolyte liquide utilisé dans la batterie au lithium, ce qui empêche la batterie de prendre feu. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'avoir des composants pour la sécurité. De plus, cette approche permet l'utilisation d'une anode en lithium métal, permettant d'atteindre une capacité plus élevée. Enfin, elle permet d'avoir une densité d'énergie gravimétrique et spécifique plus élevée. Cependant, il est toujours nécessaire de simplifier l'intégration pour la fabrication, d'augmenter leur cycle de vie et de réduire le coût des batteries tout solide à grande échelle.
Le document US 3,937,635 divulgue une batterie comportant une anode en lithium et une cathode comportant une source d'iode. Un séparateur est placé entre l'anode et la cathode, et un électrolyte en lithium iode se forme de manière spontanée à la surface de l'anode lors de l'assemblage. Toutefois, cette batterie nécessite un nombre relativement élevé de pièces et de couches différentes.
WO 2017/023884 A1 divulgue une batterie comportant une cathode en iode élémentaire, une anode comportant du lithium ou de l'argent métallique, et de l'iodure entre l'anode et la cathode servant comme séparateur et électrolyte. La formation de l'iodure d'argent à la surface de l'argent métallique a été observé. L'ensemble de la batterie peut se constituer, y compris la cathode en iode, à partir d'un mélange de l'iodure d'argent et de l'iodure de lithium en présence d'un potentiel extérieur appliqué sur des collecteurs de courant.
Un objectif de l'invention est de réaliser une batterie primaire ou secondaire de manière simple, à un coût avantageux, et de préférence une batterie sans électrolyte liquide. Une telle batterie permettrait d'éviter les inconvénients des batteries à électrolyte liquide.
Il est un autre objectif de l'invention de réaliser une batterie à base de matériaux non-toxiques, par exemple une batterie compostable.
Un autre objectif de l'invention est la mise en œuvre d'une plateforme et/ou d'une approche généralisée qui peut être appliquée avec différent types d'espèces redox et/ou de cation métalliques, par exemple.
Un objectif de l'invention est de mettre en œuvre une batterie dans laquelle l'utilisation d'un collecteur de courant n'est pas obligatoire dans tous les cas, selon le métal et/ou cation utilisé.