INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De sa première extrémité 34 à sa deuxième extrémité 36, la nourrice transverse 32 est équipée d’une pluralité de conduites de pulvérisation 38. De telles conduites de pulvérisation 38 s’étendent principalement selon la direction verticale V, perpendiculairement à la direction transversale T dans laquelle s’inscrit la nourrice transverse 32 de sa première extrémité 34 à sa deuxième extrémité 36. Les conduites de pulvérisation 38 sont destinées à projeter le fluide diélectrique sur les cellules électrochimiques 2, et plus précisément sur leurs portions de liaison électrique 10. Elles sont à cet effet disposées au sein de logements 40 formés au sein des portions de liaison électrique 10 entre deux cellules électrochimiques 2 adjacentes, de sorte que chaque conduite de pulvérisation 38 s’étend dans un logement 40.
Le logement 40 est délimité par les connecteurs électriques 12. À l’exception des cellules électrochimiques 2 d’extrémité, c'est-à-dire les cellules électrochimiques 2 qui sont disposées en regard des cloisons du boîtier 14 selon la direction transversale T, les connecteurs électriques 12 des cellules électrochimiques 2 présentent chacun une partie extrémale repliée 42 qui participe à délimiter l’un des logements 40. Une telle partie extrémale repliée 42 correspond à une portion ployée du connecteur électrique 12, qui s’étend sensiblement à angle droit par rapport à un plan longitudinal-transversal dans lequel s’étend principalement chaque cellule électrochimique 2.
Les parties extrémales repliées 42 des connecteurs électriques 12 sont disposées de telle sorte que la partie extrémale repliée 42 d’une première cellule électrochimique 2 donnée est repliée à angle droit en direction d’un premier côté, la partie extrémale repliée 42 de la cellule électrochimique 2 directement adjacente étant repliée à angle droit d’un deuxième côté opposé au premier côté. On entend ici par « premier côté » un côté faisant face à la première extrémité 34 de la nourrice transverse 32, le « deuxième côté » étant celui qui est tourné vers la deuxième extrémité 36 de cette nourrice transverse 32. Deux cellules électrochimiques 2 adjacentes ont donc des parties extrémales repliées 42 orientées vers des côtés opposés, de façon à se juxtaposer l’une à l’autre pour délimiter le logement 40. Une fois ces parties extrémales repliées 42 juxtaposées, elles sont associées l’une à l’autre par soudage au niveau d’au moins une zone soudée 44 qui permet leur maintien en position relatif, de telles zones soudées 44 étant particulièrement visibles en . Les parties extrémales repliées 42 présentent ici quatre zones soudées 44, qui sont alignées selon la direction verticale V.
Chaque logement 40 reçoit, entre les parties extrémales repliées 42 et deux cellules électrochimiques 2 adjacentes, une conduite de pulvérisation 38, cette conduite de pulvérisation 38 permettant alors une pulvérisation du fluide diélectrique au plus proche des connecteurs électriques 12. À cet effet, chaque conduite de pulvérisation 38 présente des orifices de pulvérisation 46 qui sont particulièrement visibles en . De tels orifices de pulvérisation 46 sont ménagés dans une paroi périphérique des conduites de pulvérisation 38 au bord de laquelle ils affleurent. Ces orifices de pulvérisation 46 sont des orifices calibrés. Ils prennent la forme de trous arrondis, comme c’est le cas sur cette , ou encore de fentes s’étendant au sein de la paroi périphérique selon la direction verticale V tel qu’illustré en . Quel que soit le mode de réalisation, les orifices de pulvérisation 46 sont disposés sur la paroi périphérique à l’opposé du corps principal 3 des cellules électrochimiques, c'est-à-dire qu’ils sont orientés en regard des parties extrémales repliées 42 des connecteurs électriques 12. Une telle orientation permet de diriger le fluide diélectrique en direction de ces parties extrémales repliées 42, des jets de fluide diélectrique étant représentés sous forme de pointes à la .
Une fois que le fluide diélectrique a été projeté sur les parties extrémales repliées 42 des connecteurs électriques 12, il retombe par gravité sur la paroi de fond 20 ; cette paroi de fond 20 correspond ainsi à une zone de réception du fluide diélectrique. Le fluide diélectrique est ensuite capté depuis cette paroi de fond 20 par l’utilisation de la pompe du véhicule automobile, et il est acheminé jusqu’au réservoir en circulant via l’embout de sortie de fluide 28.
Comme cela a été évoqué précédemment, les cellules électrochimiques 2 d’extrémité ne disposent pas de partie extrémale repliée 42 participant à délimiter un logement 40. Tel que cela est particulièrement visible aux figures 3, 5 et 6 notamment, les connecteurs électriques 12 des deux cellules électrochimiques 2 d’extrémité présentent une plaquette 48 qui est au contact d’une borne électrique 50, 52 du dispositif de stockage d’énergie électrique 1 permettant de l’alimenter électriquement. Chaque plaquette 48 s’étend ici selon la direction longitudinale L, dans la continuité longitudinale du connecteur électrique 12. Le dispositif de stockage d’énergie électrique 1 comprend ici une borne électrique positive 50 disposée au voisinage de la première extrémité 34 de la nourrice transverse 32, et une borne électrique négative 52 disposée au voisinage de la deuxième extrémité 34 de cette nourrice transverse 32, chacune de ces bornes électriques 50, 52 étant électriquement reliée aux cellules électrochimiques 2 par l’intermédiaire de la plaquette 48 de la cellule électrochimique 2 la plus proche. On pourrait alternativement envisager, sans sortir du cadre de l’invention, des modes de réalisation dans lesquels la borne électrique positive 50 et la borne électrique négative 52 sont toutes deux disposées au voisinage d’une même extrémité 34, 36 de la nourrice transverse 32.
Un procédé d’assemblage du dispositif de stockage d’énergie électrique 1 selon l’invention va maintenant être décrit, selon deux modes de réalisation qui diffèrent de par l’ordre de réalisation de leurs étapes.
Selon un premier mode de réalisation du procédé d’assemblage, celui-ci comprend une étape de disposition des cellules électrochimiques 2 les unes contre les autres, de sorte qu’elles soient alignées selon la direction transversale T. Les connecteurs électriques 12 des cellules électrochimiques 2 sont alors pliés, au cours d’une étape de pliage, afin de former les parties extrémales repliéss 42. Les connecteurs électriques 12 de deux cellules électrochimiques 2 adjacentes sont ainsi repliés en direction de côtés opposés, de sorte à former des logements 40 au niveau de chacune des portions de liaison électrique 10. Les parties extrémales repliées 42 sont ensuite soudées deux à deux lors d’une étape de soudage, au niveau des zones soudées 44 qui assurent le maintien mécanique des logements 40. Une fois les parties extrémales repliées 42 soudées, le procédé d’assemblage comprend une étape de positionnement, au cours de laquelle chacune des conduites de pulvérisation 38 du système de refroidissement 24 est insérée au sein d’un logement 40 ainsi formé. Un ensemble formé des cellules électrochimiques 2 et du système de refroidissement 24 peut alors être disposé au sein du boîtier 14.
Inversement, selon un deuxième mode de réalisation du procédé d’assemblage du dispositif de stockage d’énergie électrique 1, l’étape de positionnement survient dès lors que les cellules électrochimiques 2 alignées. Les logements 40 n’étant à ce stade pas délimités, cette étape de positionnement consiste ici à disposer chacune des conduites de pulvérisation 38 entre les connecteurs électriques 12 de deux cellules électrochimiques 2 adjacentes, au sein des portions de liaison électrique 10. Une fois les conduites de pulvérisation 36 positionnées, au cours de l’étape de pliage les connecteurs électriques 12 sont repliés de sorte à former les parties extrémales repliées 42 qui participent à délimiter les logements 40 en enfermant ces conduites de pulvérisation 38. L’étape de pliage est représentée à la , les parties extrémales 42 d’un logement 40 étant partiellement repliées tandis que les autres logements 40 ne sont pas encore complètement délimités. Le procédé d’assemblage se poursuit par l’étape de soudage, au cours de laquelle chaque partie extrémale repliée 42 est soudée à la partie extrémale repliée 42 d’une cellule électrochimique 2 adjacente, formant les zones soudées 44. Les cellules électrochimiques 2 et le système de refroidissement 24 peuvent alors être disposés au sein du boîtier 14 similairement au premier mode de réalisation.
La présente invention propose ainsi un dispositif de stockage d’énergie électrique qui présente un système de régulation thermique, ici un système de refroidissement, ciblant spécifiquement les endroits du dispositif de stockage d’énergie électrique qui chauffent le plus lors de son fonctionnement, à savoir les zones comprenant ses connecteurs électriques.
Cellule pour accumulateur à arrangement optimisé La présente invention se rapporte au domaine des accumulateurs électriques et plus particulièrement au domaine des accumulateurs électriques pour véhicules.
Lors de leurs constructions, les accumulateurs électriques sont réalisés sous la forme d’un ensemble de cellules électriques individuelles réunies à l’intérieur d’un bloc logement, de sorte que ces différentes cellules soient connectées entre elles par l’intermédiaire de bornes respectives pour stocker et restituer de l’énergie électrique. Ces cellules à l’intérieur du bloc logement se trouvent ainsi individuellement réalisées sous la forme d’un arrangement aplati comportant à l’une de leurs extrémités une paire de languettes dans le prolongement plan du corps de la cellule
formant des bornes respectives de connexion. La connexion de ces différentes cellules entre elles s’opère ainsi, par un montage en série, par l’intermédiaire de ces languettes formant des éléments de connexion respectivement positif et négatif pour chacune des cellules.
Ces languettes en extrémités de cellules présentent ainsi la forme de deux excroissances qui dépassent du corps de la cellule pour interagir avec des languettes homologues de cellules juxtaposées. Cependant, même à l’intérieur d’un bloc logement, de telles languettes sont structurellement des éléments de fragilité par rapport au reste du corps des cellules. En effet, en cas de choc, le risque d’une rupture au niveau de la jonction entre la languette et le corps de la cellule est susceptible de survenir. Par ailleurs, il convient de relever que, à l’intérieur du bloc logement, la portion du logement occupée par la paire de languettes dans le prolongement du corps de la cellule n’est alors pas dédié à un stockage d’énergie électrique mais est uniquement destinée à la connexion des cellules entre elles.
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant une solution qui limite les risques de vulnérabilité des cellules positionnées à l’intérieur d’un bloc logement, tout en permettant d’opérer une optimisation du volume dédié au stockage d’énergie électrique à l’intérieur d’un bloc logement pour ces cellules.
Le chronogramme de la représente plus particulièrement un exemple d'allures des signaux ph1,1, ph2,1, ph1,2 et ph2,2.
On suppose arbitrairement un rapport cyclique de 50% comme en . Les signaux ph1,1 et ph2,1 ont donc des allures similaires à celles décrites en relation avec la . Comme les deux étages peuvent fonctionner simultanément, les signaux ph1,2 et ph2,2 présentent un même rapport cyclique que les signaux ph1,1 et ph2,2, soit ici 50%. Dans l’exemple de la , les signaux ph1,1 et ph1,2, respectivement ph2,1 et ph2,2 sont déphasés de 90° (tout autre déphasage peut être prévu).
L’exemple représenté est similaire à l’exemple de la à l’exception du bloc 414 qui est remplacé par un bloc 1302, (dIs/dt) déterminant une variation temporelle (dérivée) du courant de sortie Is, par exemple liée à un changement d'appel de puissance par la charge, et un bloc 1304, appliquant une loi de variation f3(dIs/dt) à l'information représentative de la dérivée du courant de sortie, fournie pas le bloc 1302. L’oscillateur commandé en tension 416 reçoit la consigne Vvco du circuit 1304 et fournit les signaux ph1,1 et ph1,2.
L’exemple représenté sur la permet de basculer d’un mode ionique à un mode électrostatique de façon temporaire lors d’un appel de courant en sortie pour bénéficier d’une meilleure réponse en tension du convertisseur, puis de repasser en mode ionique.
Dans l’exemple de la , les circuits 1302 et 1304 sont représentés séparés. On notera toutefois qu'il pourra s'agir d'un seul et même circuit. Selon une autre variante, la loi de variation de la fréquence correspond à une mise en œuvre logicielle par un processeur.
La illustre, sous forme de graphe, le fonctionnement du convertisseur de la .
La illustre plus particulièrement la loi de variation f3(dIs/dt) mise en œuvre par le bloc 1304 sous la forme de l'évolution de la tension Vvco de commande de l'oscillateur 416 en fonction de la dérivée par rapport au temps dIs/dt du courant de sortie Is du convertisseur.
La loi de variation f3(dIs/dt) de la est similaire à la loi de variation représentée sur la , la tension Vvco de la décrochant pour une valeur th1 de façon équivalente au décrochement ayant lieu pour la valeur Isc dans la .
Il peut être intéressant de basculer d’un mode ionique à un mode électrostatique de façon temporaire lors d’un appel de courant en sortie pour bénéficier d’une meilleure réponse en tension du convertisseur, puis de repasser en mode ionique lorsque l'appel de puissance diminue de nouveau.
Le convertisseur représenté comprend la première cellule de commutation 420 de la .
Dans l’exemple de la , les signaux de commande ph1 et ph2 des commutateurs 421, 422, 431 et 432 sont fournis, soit par un oscillateur commandé en tension 1530 (VCOelec), soit par un oscillateur commandé en tension 1510 (VCOion), en fonction d’une sélection effectuée par un multiplexeur 1520 (MUX). L’oscillateur 1530 reçoit une consigne Vvcoelec d'un circuit 1580 (PIDelec) appliquant, à une information représentative de la puissance de sortie, ici la tension de sortie Vs (circuit de mesure V), une fonction de transfert, de type proportionnelle-intégrale-dérivée, définissant une loi de variation de la fréquence de commutation à appliquer aux commutateurs pour un fonctionnement de la capacité C1 en mode ionique. L’oscillateur 1510 reçoit une consigne Vvcoion d'un circuit 1590 (PIDelec) appliquant, à l’information représentative de la puissance de sortie, une fonction de transfert, de type proportionnelle-intégrale-dérivée, définissant une loi de variation de la fréquence de commutation à appliquer aux commutateurs pour un fonctionnement de la capacité C1 en mode électrostatique. Les fonctions de transfert de circuits 1580 et 1590 peuvent être identiques ou différentes, c’est-à-dire que leurs coefficients proportionnel, intégral et dérivé peuvent être identiques ou différents d'un circuit à l'autre.
Dans l’exemple représenté, le multiplexeur 1520 reçoit en entrée l'information représentative de la puissance de sortie (de la tension Vs dans le cas de la ) et est commandé par un bloc 1570 mettant en oeuvre une fonction f(Ie) de sélection du mode électrostatique ou ionique en fonction d’une information représentative de la puissance d’entrée du convertisseur (du courant d’entrée Ie, circuit A, dans le cas de la ). En fonction de la commande Sctrl issue du bloc 1570, le multiplexeur 1520 transfère la valeur de la tension Vs au circuit 1580 ou au circuit 1590.
Dans l’exemple de la , les circuits 1580 et 1590 ou 1530 et 1510 sont représentés séparés. On notera toutefois qu'il pourra s'agir d'un seul et même circuit.
Selon une autre variante, la loi de variation de la fréquence respective des circuits 1580 et/ou 1590 correspond à une mise en œuvre logicielle, les circuits 1580 et/ou 1590 correspondants alors à un processeur.
la illustre schématiquement un module de variation d’une inductance selon l’invention ;
la illustre schématiquement le module de variation de la , ledit module étant connecté pour recevoir un courant de consigne ;
la est une représentation graphique d’une variation d’une inductance, d’un facteur de qualité mesurés en fonction d’un courant de consigne ;
la est une représentation graphique d’une variation de l’inductance en fonction d’un courant de consigne ;
la illustre un filtre radiofréquence comportant au moins un module de variation d’une inductance selon les figures 1 et 2 ;
la est une représentation graphique d’une variation du filtre radiofréquence de la sur une large bande de fréquence.
Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement un module de variation d’une inductance selon l’invention. Ce module comprend : - une plaque en ferrite 10 ; - un électroaimant 20 ; - des moyens de maintien 30.
La plaque en ferrite 10 s’étend principalement selon une direction X et une direction Y et elle présente une épaisseur selon une direction verticale Z perpendiculaire à la direction horizontale X et à la direction Y. Cette épaisseur est comprise entre 0,1 et 2 mm. Préférentiellement, l’épaisseur de la plaque 10 a une épaisseur inférieure à 1 mm. Préférentiellement, l’épaisseur de la plaque 10 est de 0,5 mm.
La plaque en ferrite 10 est composée d’un ferrite NiZnCuCo.
Cette plaque en ferrite 10 comprend une ouverture centrale 11 traversant ladite plaque, de sorte que ladite plaque en ferrite 10 a une forme de tore. Cette ouverture centrale 11 présente une forme globalement rectangulaire.
L’électroaimant 20 encadre la plaque en ferrite 10. Il comprend pour cela deux parties d’électroaimant 21, 22. Chaque partie d’électroaimant présente un corps principal 210, 220 et une bobine électromagnétique 211, 221 enroulée autour du corps principal 210, 220. Chaque bobine électromagnétique 211, 221 est destinée à être alimentée par un courant de consigne. Chaque corps principal 210, 220 a une forme en U s’étendant principalement selon la direction Y et selon une direction verticale Z’. Les différentes formes en U définissent des espaces centraux 212, 222 s’étendant selon la direction verticale Z’. Les parties d’électroaimant 21, 22 sont disposées de part et d’autre de la plaque ferrite 10 en vis-à-vis au niveau de l’ouverture centrale 11, de sorte que les espaces centraux 212, 222 desdites parties d’électroaimant 21, 22 prolongent l’ouverture centrale 11 sensiblement perpendiculairement à ladite ouverture centrale 11. Par sensiblement perpendiculairement, on entend que l’axe vertical Z’ associé à l’électroaimant 20 fait un angle θ avec l’axe horizontal X de la plaque en ferrite 10, compris entre 80° et 100°.
Préférentiellement, l’axe vertical Z’ associé à l’électroaimant 20 fait un angle θ avec l’axe horizontal X de la plaque en ferrite 10, compris entre 85° et 95°.
Préférentiellement, l’axe vertical Z’ associé à l’électroaimant 20 fait un angle θ avec l’axe horizontal X de la plaque en ferrite 10, exactement égal à 90°. Dans ce cas, l’axe vertical Z’ et l’axe vertical Z sont confondus.
L’électroaimant 20 est ici en fer doux.
Les moyens de maintien 30 permettent de maintenir l’électroaimant 20 contre la plaque en ferrite 10. Ces moyens de maintien 30 se présentent sous la forme d’une patte qui va agir en compression sur chaque corps principal 210, 220 pour maintenir les parties d’électroaimant 21, 22 contre la plaque en ferrite 10.
L’exemple de la illustre le fait que plusieurs structures ou étages comportant, chacun, une cellule de commutation et une capacité à électrolyte solide peuvent être associées en parallèle. Dans l'exemple représenté, deux cellules de commutation 420 et 820 et deux capacité C1 et C2 à électrolyte solide, respectivement associées aux cellules 420 et 820 sont représentées. La cellule 820 est par exemple constituée de quatre commutateurs 821, 822, 831 et 832. Les quatre commutateurs couplent respectivement une première électrode NM3 de la deuxième capacité C2 au premier nœud N1 et au troisième nœud N3 et une deuxième électrode NM4 de la deuxième capacité C2 au deuxième nœud N2 et au troisième deuxième nœud N3. Les première et deuxième électrodes de la capacité C2 sont reliées, de préférence connectées, aux points milieux respectifs des associations en série des commutateurs 821, 822 et 831, 832.
En d'autres termes : - le commutateur 821 couple le nœud N1 à la première électrode NM3 de la capacité C2 ; - le commutateur 822 couple le nœud N3 à la première électrode NM3 de la capacité C2 ; - le commutateur 831 couple le nœud N2 à la deuxième électrode NM4 de la capacité C2 ; et - le commutateur 832 couple la deuxième électrode NM4 de la capacité C2 au nœud N3.
Du point de vue des signaux de commande, les signaux de commande de la cellule 420, référencés ph1 et ph2 en sont ici référencés ph1,1 et ph2,1.
De façon similaire, les commutateurs 821 et 832 de la cellule 820 sont commandés par un signal ph1,2 et les commutateurs 822 et 831 sont commandés par un signal ph2,2, les signaux ph1,2 et ph2,2 étant en opposition de phase. Comme pour la cellule 420, les commutateurs sont commandés en faisant varier leur fréquence de commutation avec une fréquence de commutation adaptée à la puissance requise en sortie du convertisseur, le rapport cyclique est par exemple gardé stable à 50%. En faisant varier la fréquence, l’impédance de sortie du convertisseur change ce qui fait varier la tension de sortie.
La deuxième capacité C2 est, de façon similaire à ce qui a été décrit en relation avec la capacité C1, dans un mode de fonctionnement électrostatique ou dans un mode de fonctionnement ionique selon la fréquence de commutation.
Dans l’exemple de la , les signaux de commande ph1,1 ph2,1 ph1,2 et ph2,2 sont obtenus à partir d’un signal de sortie ph1,1’ d’un oscillateur 416' commandé en tension, similaire à celui de la , et qui reçoit une consigne d'un circuit 814, similaire au circuit 414, appliquant, à une information représentative de la puissance de sortie, une loi f1(Ps) de variation de la fréquence de commutation à appliquer aux commutateurs. L'information représentative de la puissance de sortie correspond à une détermination (circuit 830, (Ps)) de la puissance de sortie à partir de mesures de courant (I) et de tension (V) au niveau du troisième nœud N3, fournies au circuit 830. Le circuit 416' fournit un signal ph1,1' servant à générer deux signaux ph2,1' et ph2,2' représentant respectivement, l'inverse (inverseur 810) du signal ph1,1' et le signal ph1,1' déphasé d'un déphasage phi (ϕ) de, par exemple, 90° puis inversé (inverseur 840). Ces signaux ph2,1' et ph2,2' sont combinés avec deux signaux Sph1 et Sph2 représentatifs du ou des étages à utiliser pour fournir les signaux ph1,1, ph1,2, ph2,1 et ph2,2. Les signaux Sph1 et Sph2 sont fournis par un circuit 816 qui applique une loi f2(Ps) donnant le nombre N (1 ou 2) d’étages à utiliser en fonction de la puissance Ps. Dans un exemple, lorsque N=1, Sph1=1 et Sph2=0, et lorsque N=2, Sph1=Sph2=1.
La illustre, sous forme de graphes, le fonctionnement du convertisseur de la .
La illustre plus particulièrement la loi de variation f1(Ps) mise en œuvre par le bloc 814 sous la forme de l'évolution de la tension de commande de l’oscillateur 416' en fonction de la puissance de sortie Ps du convertisseur.
La illustre également la loi de variation f2(Ps) mise en œuvre par le bloc 816 sous la forme du nombre d’étages N=1 ou 2 en fonction de la puissance de sortie Ps du convertisseur.
Dans l’exemple de la , la tension Vvco suit une courbe comportant deux portions de pentes relativement douces, approximativement linéaires, séparées par une portion dite "de décrochement" de pente, d’abord négative au niveau d’une valeur de puissance dite « subcritique » Ps,subcrit, puis positive et relativement forte (par rapports aux pentes des deux autres portions) au niveau d’une valeur de puissance dite « critique » Ps,crit, supérieure à la valeur subcritique.