INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’épaisseur de l’enveloppe autour du bloc aimant limite donc les performances de la machine électrique en imposant un entrefer magnétique minimum.
Présentation de l'invention Dans ce contexte, la présente invention propose un procédé d’usinage d’un élément à pôles magnétiques comprenant un bloc aimant en matériau magnétique et une enveloppe, le bloc aimant présentant une face principale, l’enveloppe recouvrant la face principale, le procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : - installation de l’élément à pôles magnétiques sur un dispositif d’usinage ; - mesure d’une distance entre un point de référence du dispositif d’usinage et la face principale ; - positionnement, sur la base de la distance, d’un organe d’enlèvement de matière du dispositif d’usinage ; - enlèvement d’une partie de l’enveloppe recouvrant la face principale au moyen de l’organe d’enlèvement de matière.
Ainsi, grâce à l’invention, l’épaisseur de l’enveloppe sur la face principale peut être réduite de manière précise. En effet, la mesure de la distance entre la face principale du bloc aimant et le dispositif d’usinage permet de positionner l’organe d’enlèvement de matière de sorte que l’enveloppe restante (non-enlevée par l’organe) présente une épaisseur cible prédéterminée. L’épaisseur cible est typiquement inférieure à la distance minimum nécessaire à l’injection de l’enveloppe entre le bloc aimant et le moule.
Sur la , on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif de détection 1. Dans ce mode de réalisation, la résistance variable R3 a une première borne R3a couplée électriquement à la deuxième borne de sortie SP2, c’est-à-dire à une borne de la jauge de contrainte 7, par l’intermédiaire d’une première résistance additionnelle R4. Par ailleurs, la résistance variable R3 a une deuxième borne R3b couplée électriquement à la deuxième borne de sortie SP2, c’est-à-dire à la borne de la jauge de contrainte 7, par l’intermédiaire d’une deuxième résistance additionnelle R5. De préférence, la valeur de la deuxième résistance additionnelle R5 est strictement inférieure à celle de la première résistance additionnelle R4. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté pour des résistances Rx d’une jauge de contrainte 7 ayant une valeur nominale de 350 Ohms et une sensibilité de quelques milliohms. Ce mode de réalisation permet d’obtenir une résistance variable R3 ayant une valeur nominale supérieure, par exemple égale à 5 kOhms, et donc une meilleure précision autour de la valeur nominale de la jauge de contrainte 7. Si par exemple on imagine avoir 256 possibilités de réglage de la résistance variable R3 (équivalents à des pas d’environ 19,5 ohm entre 0 et 5 kohms), on peut obtenir une résistance variable R3 en variant de 334 ohm jusqu’à 358 ohm environ autour de la valeur de 350 Ohms. Dans ce mode de réalisation, on obtient la relation définie par l’équation 5 suivante :
(équation 5) où : - R4 est la première résistance additionnelle du pont de Wheatstone 6 (en Ohm) ; - R5 est la deuxième résistance additionnelle du pont de Wheatstone 6 (en Ohm) ; - Req est la résistance équivalente (en Ohm) qui remplace la résistance variable R3 dans l’équation 1 précédente.
Par exemple, on peut choisir R4 = 3 kOhms et R5 = 375 Ohms. Ainsi, on peut choisir une résistance variable R3 dont la valeur de résistance peut varier entre 0 et 5 kOhms.
Par ailleurs, un procédé de détection d’une déformation de l’emballage 2 d’une cellule 3 de batterie 30 peut être mis en œuvre par le dispositif 1 qui vient d’être décrit. Le procédé comprend les principales étapes suivantes : une mesure d’une température courante Tc de l’emballage 2 ; un accès à la table de correspondance 14 du dispositif 1 ; et un placement d’une valeur de la résistance variable R3 du dispositif 1 à une valeur associée à la température courante Tc dans la table de correspondance 14.
Le procédé peut en outre comprendre une mesure de la tension de sortie Vout du pont de Wheatstone 6 du dispositif 1 ; et une détection d’une déformation de l’emballage 2 lorsque la tension de sortie Vout est différente du seuil de tension de référence Vref. Le procédé peut également comprendre une mesure d’une déformation de l’emballage 2 à partir de la tension de sortie Vout mesurée.
Par exemple, avant l’accès à la table de correspondance 14, le procédé comprend : une création de la table de correspondance 14 et un enregistrement, dans la mémoire 11 du dispositif, de la table de correspondance 14.
La création de la table de correspondance peut comprendre : pour chaque température Ti de la table de correspondance 14 : un placement de l’emballage 2 à une température correspondant à la température Ti de la table de correspondance 14 ; une mesure de la tension de sortie Vout du pont de Wheatstone 6 ; un placement de la valeur de la résistance variable R3 à une valeur associée à la température Ti de sorte que la tension de sortie Vout soit égale au seuil de tension de référence Vref correspondant à un état de fonctionnement normal de la cellule 3 de batterie 30 ; et un enregistrement, dans la table de correspondance 14, de la valeur de la résistance variable R3 associée à la température Ti.
Lors de la création de la table de correspondance 14, la cellule 3 est dans l’état de fonctionnement normal. Puis on place l’emballage 2 à différentes températures Ti. C’est-à-dire que l’emballage 2 est exposé à plusieurs températures Ti. Avantageusement, à chaque nouvelle température Ti un temps de stabilisation de la température est effectué. Plus particulièrement, le temps de stabilisation de la température est effectué avant une nouvelle mesure de la tension de sortie Vout. Le temps de stabilisation permet d’exposer et de stabiliser l’ensemble de la cellule 3 et de la batterie 30, ainsi que l’électronique du dispositif 1 à la même température que celle de l’emballage 2, pour être proche des conditions d’utilisation réelles (les composants électroniques du dispositif 1 peuvent être affectés par la température eux aussi). Puis, à chaque température Ti, on modifie la valeur de la résistance variable R3 afin de ramener la tension de sortie Vout égal à, ou le plus proche de, la valeur du seuil de tension de référence Vref pour lequel la cellule 3 est dans l’état de fonctionnement normal. Puis on enregistre dans la table de correspondance 14, pour chaque température Ti, la température Ti mesurée par le capteur de température 10 et la valeur modifiée de la résistance variable 3 associée à la température Ti. La valeur modifiée enregistrée correspond à la valeur qui a été réglée, par exemple une valeur comprise entre 0 et 255 lorsque la résistance variable R3 est un potentiomètre numérique. Ainsi, on obtient une table de correspondance 14 comprenant une liste de températures Ti et une liste de valeurs de la résistance variable R3 associées respectivement aux températures Ti de la liste. Cette table de correspondance 14 permettra de modifier la valeur de la résistance variable R3 en fonction de chaque température courante Tc mesurée par le capteur de température 10.
En procédant ainsi, les effets de la température sur la détection ou la mesure de la déformation de l’emballage 2 peuvent être diminués ou annulés lors de l’étape d’ajustement de la valeur de la résistance variable R3 à partir de la table de correspondance 14, pouvant être assimilée à une étape de calibration. Ces effets couvrent en particulier l’influence de la température sur la jauge de contrainte, l’effet de la température sur les autres éléments de l’électronique de mesure, mais également l’effet de la température sur la ou les cellules 3, et sur la batterie 30 au travers des effets naturels de dilatation mécanique de ses différents constituants entrainant des déformations de l’emballage 2 que l’on ne souhaite pas détecter/mesurer. Dans un besoin de détection et mesure de déformations anormales de la cellule/batterie, il est en effet important de cibler la détection uniquement sur les phénomènes anormaux, par exemple le signe d’une accumulation anormale de gaz provoquée par exemple par une surcharge, une décharge trop importante ou un début d’emballement thermique.
Avantageusement, on peut modifier la valeur de la résistance variable R3 durant l’utilisation de la batterie 30, et à chaque mesure de la tension de sortie Vout, afin de réduire au minimum l’erreur sur la mesure de la tension de sortie Vout due à la température.
L’invention qui vient d’être décrite permet de limiter l’influence de la température sur la jauge de contrainte et sur l’électronique du dispositif. Avantageusement, on ne calcule pas la dérive en température de la jauge de contrainte et on ne la corrige pas non plus par calcul, mais on modifie la valeur d’une résistance variable du pont de Wheatstone pour calibrer à nouveau le pont de Wheatstone, afin de rester dans une plage de mesure sans perdre en résolution (il n’y a pas de diminution du gain). Plus généralement, on met en place une procédure d’auto-calibration d’une jauge par un dispositif rattaché à la cellule de batterie. En outre, la simple détection d’une déformation permet de mettre en évidence un disfonctionnement de la batterie pouvant être dû à différents paramètres, comme un dégagement gazeux ou un emballement thermique, sans avoir à calculer ces derniers.
PROCÉDÉ POUR ÉLIMINER LES IMPURETÉS DU LIXIVIAT DE BATTERIE AU LITHIUM USAGÉE La présente demande se rapporte au domaine technique de l’élimination des impuretés par un procédé par voie humide, et se rapporte spécifiquement à un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée.
Le matériau actif de cathode de la batterie au lithium ternaire est un composant important d’une batterie, contenant de grandes quantités de métaux précieux tels que le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium. La récupération de ces métaux précieux à partir de matériau de batterie usagée et la réalisation d’une utilisation des ressources produiront des avantages environnementaux et économiques significatifs, ce qui montre une profonde importance.
La récupération des métaux précieux à partir du matériau actif de cathode des batteries au lithium usagées nécessite généralement une séparation par prétraitement telle que le concassage, le démantèlement et le tamisage, et ensuite les métaux précieux sont récupérés par hydrométallurgie. Cependant, dans la partie de séparation par prétraitement, en raison de l’effet limité de la séparation mécanique, certaines impuretés telles que le cuivre, le fer et l’aluminium, etc. seront mélangées à la masse noire, et transmises dans un lixiviat lors du traitement de lixiviation ultérieur. Afin de réaliser le recyclage du nickel, du cobalt et du manganèse, il est nécessaire d’éliminer le cuivre, le fer et l’aluminium du lixiviat. À l’heure actuelle, le procédé pour éliminer le cuivre du lixiviat de matériau de batterie ternaire comprend principalement le remplacement de la poudre de fer et l’élimination du cuivre avec du sulfure de sodium. Cependant, ces procédés présentent les problèmes suivants.
Pour le procédé de remplacement de la poudre de fer, la quantité d’ajout de poudre de fer est plus importante, avec 50 à 100 kg pour le lixiviat de chaque tonne de matériau, ce qui entraîne une augmentation de 20% à 60% des scories de fer générées par chaque tonne de matériau. L’augmentation des scories enlèvera davantage de métaux précieux de nickel et de cobalt, etc., ce qui entraîne une perte plus importante de métaux précieux comme le nickel et le cobalt, etc. En raison de la présence de Fe 3+ dans le lixiviat, une partie de la poudre de fer ajoutée réagira avec Fe 3+ , la quantité d’ajout de la poudre de fer doit ainsi être augmentée, et la quantité de scories de fer sera encore augmentée. Dans la pratique de production, 10% de la poudre de fer réagissent avec Fe 3+ pour produire Fe 2+ ; de plus, la grande quantité de Fe 2+ doit être oxydée par l’agent oxydant pour être complètement éliminée lors du processus d’élimination du fer et de l’aluminium, ce qui augmente le processus d’oxydation et la quantité d’utilisation d’agent oxydant. Ainsi, le temps de fonctionnement total est prolongé de 20% à 40%, le temps d’arrêt pour le matériau est long et l’intensité du travail est augmentée. Lorsque l’élimination en profondeur des impuretés est réalisée après l’élimination du fer et de l’aluminium, les scories produites de l’élimination en profondeur des impuretés ne peuvent être renvoyées qu’à l’étape antérieure de lixiviation afin d’être récupérées, étant donné qu’elles contiennent une grande quantité de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt, entraînant une diminution de la quantité de traitement du matériau de batterie. En raison de la présence de sulfure de sodium, de sulfure de nickel, de sulfure de cobalt et de sulfure de cuivre, les scories d’élimination en profondeur des impuretés consommeront des quantités croissantes d’acides et d’agents oxydants lorsqu’elles sont renvoyées à l’étape antérieure de lixiviation, augmentant ainsi le coût.
Lorsque les dimensions du bloc aimant sont connues, par exemple transmises au calculateur, déterminer la position d’une des faces principales au moyen des capteurs permet au calculateur de déterminer la position de l’autre face principale. Une seule série de capteurs est alors nécessaire.
Il est aussi possible d’usiner les faces principales l’une après l’autre. Le dispositif d’usinage peut alors comprendre une seule série de capteurs et un seul organe d’enlèvement de matière, par exemple monté sur la même traverse.
L’organe d’enlèvement de matière peut aussi comprendre d’autres moyens que les meules rotatives pour enlever de la matière. L’enlèvement de matière peut par exemple être réalisé par laser, par jet d’eau haute pression, ou par une fraise dont l’axe de rotation est parallèle à la hauteur.
Le positionnement des organes d’enlèvement de matière peut aussi être modifié au cours du déplacement de l’élément à pôles magnétiques de manière à obtenir des épaisseurs supérieure et inférieure variables sur les faces principales, par exemple pour former des motifs spécifiques.
Il est aussi envisageable que les faces principales ne soient pas planes. Une pluralité de mesures de distances entre les faces principales et le dispositif d’usinage peut alors permettre d’obtenir une représentation tridimensionnelle des faces principales dans le référentiel lié au dispositif d’usinage, ce qui permet ensuite de positionner les organes d’enlèvement de matière en conséquence.
Il est aussi envisageable que les faces principales ne soient pas parallèles. Elles sont alors par exemple usinées l’une après l’autre ou avec un déplacement les organes d’enlèvement de matière lors de l’usinage.
Enfin, si la machine électrique ne comporte qu’un stator et qu’un rotor, il est envisageable de n’usiner qu’une seule face de l’élément à pôles magnétiques.
Rotor de machine électrique tournante et machine électrique tournante correspondante La présente invention concerne les machines électriques tournantes. Plus précisément, l’invention concerne des machines tournantes mettant en œuvre des aimants permanents intégrés au rotor ou au stator de la machine. L’invention concerne plus particulièrement un rotor pour de telles machines électriques tournantes.
Arrière-plan technique Une machine électrique tournante peut être sous la forme d’un alternateur, d’un moteur électrique, ou d’une machine réversible pouvant fonctionner dans les deux modes. De façon connue en soi, les machines électriques tournantes comportent un stator et un rotor solidaire d’un arbre. Le rotor peut être solidaire d’un arbre menant et/ou mené.
Le stator est généralement monté dans un carter configuré pour porter à rotation l’arbre sur des paliers par l’intermédiaire de roulements. Le stator peut comporter un corps de stator constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est généralement pourvue d’encoches ouvertes vers l’intérieur pour recevoir un bobinage. Le bobinage comporte par exemple des enroulements polyphasés dont les sorties sont reliées à un pont redresseur.
Par ailleurs, le rotor peut comporter un corps de rotor formé par au moins un paquet de tôles, par exemple dans un matériau magnétique, notamment en acier, ainsi que des pôles formés par une pluralité d’aimants permanents reçus dans des logements définis dans le corps de rotor. Les aimants peuvent être de différentes matières, notamment ferrites, terres rares.
Compte tenu des tolérances de fabrication des différentes pièces, il est possible que les aimants soient mal plaqués à l’intérieur des logements. Cela est susceptible d’engendrer la détérioration des aimants du fait des chocs entre les aimants et les faces internes des logements lors du fonctionnement de la machine, ou du fait des chocs entre deux aimants entre eux lors du fonctionnement de la machine. Il existe également un risque lié à la perte d’équilibrage, qui peut engendrer une augmentation du bruit, de vibrations, et peut détériorer la machine.
Les aimants peuvent être de différentes dimensions, ce qui peut complexifier leur insertion et leur maintien en position dans les logements formés dans les tôles.
Un disque peut être mis en place à chaque extrémité axiale du corps de rotor et permettent de fermer chacun une extrémité des logements. Ces disques peuvent en outre assurer un équilibrage du rotor. L’équilibrage peut être effectué par ajout ou retrait de matière.
Selon une solution connue, un mélange de résine ou vernis et d’un durcisseur est injecté dans le corps du rotor via des évents prévus à cet effet, notamment au niveau des disques d’équilibrage, et vient s’écouler entre les aimants pour les maintenir en position après un temps de polymérisation. Le vernis peut enrober l’aimant dans sa totalité ou partiellement afin de le maintenir mécaniquement.
Cependant, il a été constaté une certaine fragilité du paquet de tôles à haute vitesse liée à la force centrifuge.
Les décrochements 71 peuvent être ménagés de sorte que le trou de fixation 7 présente au moins trois zones de contact avec l’organe de fixation 6, et de sorte qu’au moins deux zones de contact soient orientées vers les aimants 11 / vers leurs logements 13. Les trous de fixation 7 peuvent présenter par exemple au moins trois décrochements 71.
Dans l’exemple particulier de la , les trous de fixation 7 présentent trois décrochements 71 décalés angulairement de 120°, ce qui permet de diriger les déformations selon les flèches F entre deux décrochements 71. La matière se déforme ainsi dans un sens désiré, notamment vers les aimants 11.
Une telle configuration n’est pas limitative. Les décrochements 71 peuvent être répartis selon une autre configuration autour du trou de fixation 7. Dans l’exemple particulier de la , les trous de fixation présentent quatre décrochements 71. Trois des décrochements 71 sont plus proches de de la périphérie interne et de l’arbre de rotor que de la périphérie externe, le quatrième étant plus proche de la périphérie externe.
Les décrochements 71 peuvent être sous formes de lobes ( ), ou de fentes rectangulaires ( ), ou encore de fentes triangulaires ou en pointe ou en dent.
Les trous de fixations 7 peuvent être de forme générale cylindrique. Dans les exemples précédents, les décrochements 71 peuvent être prévus autour d’une telle forme cylindrique.
De façon alternative, les trous de fixation 7 peuvent être de forme triangulaire par exemple, de façon à concentrer les déformations vers les aimants 11.
Selon encore une autre variante, les trous de fixations 7 peuvent présenter une section de forme carrée, rectangulaire, ou toute autre forme adaptée au passage des organes de fixation 6 et permettant de diriger les déformations vers les aimants 11 avec ou sans décrochements 71.
Ainsi, les modes de réalisation précédemment décrits avec une pièce rapportée ou en utilisant la déformation de la tôle pour maintenir l’aimant 11 permettent de s’affranchir de la solution antérieure nécessitant l’injection d’une matière telle qu’une résine ou du vernis dans les logements 13, de façon à bloquer les aimants 11 dans les logements 13.
Le aimants 11 sont maintenus mécaniquement par exemple par des organes de maintien 15 tels que des goupilles montées en appui contre les faces d’extrémité internes 11d d’un ou plusieurs aimants 11 correspondants. Lorsque les aimants 11 sont disposés radialement, et plus particulièrement en « V », et non le long de la périphérie externe du rotor, les organes de maintien 15 permettent de venir plaquer radialement les aimants 11 dans les logements 13 pour que le maximum de contraintes soit vers le diamètre extérieur du rotor 1. Ceci permet de stabiliser les aimants 11 lors de la mise en centrifugation.
Le aimants 11 peuvent aussi être maintenus mécaniquement directement par les tôles, lorsque les organes de fixation 6 sont montés en force dans les trous de fixation 7 déjà prévus pour serrer les disques 5 d’équilibrage et le paquet de tôles. La matière est alors déformée au niveau des trous de fixation 7 ce qui comprime les logements 13 et les parois 17 délimitant ces logements 13 permettent de retenir les aimants 11 dans ces derniers.
Selon l’un ou l’autre des modes de réalisation, l’aimant ou les aimants 11 peuvent être maintenus de façon simple pendant les différents cycles en vitesse du rotor 1 permettant de garder l’équilibrage et d’avoir un niveau de bruit acceptable sans détériorer la machine.
Dans ce troisième mode de réalisation, la vanne de purge est remplacée par deux vannes 42, 43 montées en parallèle. Cela permet à la fois une redondance et une possibilité de modulation du débit de purge selon que l’on commande l’ouverture d’une seule ou des deux vannes 42, 43 simultanément. Les vannes 42, 43 peuvent être identiques ou différentes.
Au travers des exemples précédemment décrits, il apparaît clairement que le système de pile à combustible selon l’invention, présentant une compacité, une réactivité, un contrôle et une fiabilité améliorés, est parfaitement adapté pour des applications automobiles ou de transports lourds (terrestres, maritimes, aériens…).
En particulier, le nombre d’injecteurs par ligne d’alimentation secondaire, le nombre de capteurs de pression et la position de ces capteurs de pression sur le circuit fluidique, peuvent varier. L’homme du métier saura sans difficulté adapter le nombre d’injecteurs et de capteurs et leurs positions pour former une configuration de circuit fluidique correspondant à ses besoins.
De même, la capacité d’un ou de plusieurs injecteurs à assurer la détente d’une pression amont relativement élevée vers une basse pression avale est dépendante du choix du dimensionnement de l’injecteur et de l’énergie que l’on est prêt à lui fournir afin d’assurer ses cycles de détente, et pourra être adapté par l’homme du métier à la spécificité de son installation. La notion de moyenne pression décrite pour l’invention pourra ainsi être supérieure à 50 bars, moyennant des injecteurs adaptés.
Plusieurs piles, avec des groupes de cellules imbriquées, peuvent également être envisagées dans le cadre de la présente invention, en mettant en œuvre le principe de détente/commutation par injecteurs.
Électrolyseur / pile à combustible à oxyde solide, à inversions d’écoulement L’invention concerne le domaine technique des réacteurs électrochimiques à oxyde solide, et plus précisément les électrolyseurs à oxyde solide (SOEC, « Solide Oxide Electrolysis Cell », en anglais) et les piles à combustible à oxyde solide (SOFC « Solide Oxide Fuel Cell », en anglais).
Ces électrolyseurs et piles à combustible sont des réacteurs électrochimiques de même nature, fonctionnant à haute température, actuellement de l’ordre de 700ºC à 900ºC.
ART ANTÉRIEUR Les électrolyseurs et les piles à combustible à oxyde solide de l’art antérieur sont constitués de cellules formées chacune d’une couche d’électrolyte solide prise entre deux électrodes. Les cellules sont mécaniquement assemblées et électriquement connectées, et sont disposées dans une enceinte délimitant une zone de haute température. Le système comporte de plus un organe fluidique traversant la paroi de l’enceinte à la faveur de conduits d’alimentation et de retour, afin d’alimenter et de récupérer sur chaque électrode les fluides adéquats (vapeur d’eau, air, dioxygène, dihydrogène, etc.).