INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans l’exemple de la , le compartiment de refroidissement V136 est délimité par un cadre de compartiment comprenant seulement un cadre de transfert 330, sans cadre d’étanchéité 432. Ainsi, l’interstice périphérique I220 associé au premier séparateur 110 n’est obturé par un cadre d’étanchéité 432 que d’un seul côté du premier séparateur 110, et ce cadre d’étanchéité 432 apparentant au cadre de compartiment du compartiment voisin, à savoir ici au premier compartiment réactif V132. De même, par l’effet de motif dû à l’empilement de cellules identiques, l’interstice périphérique I220 associé au deuxième séparateur 120 n’est obturé par un cadre d’étanchéité 432 que d’un seul côté du premier séparateur 110, ce cadre d’étanchéité 432 apparentant au cadre de compartiment du premier compartiment réactif V132. Bien entendu, pour sécuriser l’étanchéité, on aurait pu prévoir, pour le compartiment de refroidissement V136, un cadre de compartiment comprenant un cadre d’étanchéité d’un seul côté du cadre de transfert 330, ou comprenant deux cadres d’étanchéité, de chaque côté, du cadre de transfert 330.
Une cellule unitaire 200 conforme à un mode de réalisation alternatif est représentée sur la . La cellule unitaire 200 comprend le premier compartiment réactif V132 et le deuxième compartiment réactif V134, mais ne comprend pas de compartiment de refroidissement. Le refroidissement de la cellule unitaire 200 est ici assuré par le passage de l’air, qui circule ici dans le deuxième compartiment réactif V134.
À la différence de la cellule unitaire 100 du mode de réalisation précédent, le deuxième compartiment réactif V134 est ici délimité par un cadre de compartiment comprenant un seul cadre d’étanchéité 432. Dans l’exemple de la , l’interstice périphérique I220 associé à la membrane 130 est obturé d’un seul côté par un cadre d’étanchéité 432. Pour compenser l’absence du cadre d’étanchéité sans que ne soit diminuée la hauteur du compartiment, le cadre de transfert 330 reçu dans le deuxième compartiment réactif présente ici une épaisseur supérieure au cadre de transfert 330 du mode de réalisation précédent, de sorte que le passage de fluide 332 autorise un débit supérieur du fluide de fonctionnement associé – ici l’air –, qui sert à la fois à la réaction électrochimique de la pile à combustible et au refroidissement de la pile.
Quel que soit le nombre de compartiments V100 de la cellule unitaire 100, avec ou sans compartiment de refroidissement V136, pour chaque compartiment V100, et pour chacune des parois 102 délimitant ce compartiment V100, l’interstice périphérique I220 associé à cette paroi 102 est obturé, sur au moins une des faces de cette paroi 102, par un cadre d’étanchéité 432, qui est fixé à cette paroi par la couche d’adhésif 240 associée. Dit autrement, l’interstice périphérique I220 associé à cette paroi 102 est obturé, sur au moins une des faces de cette paroi, par un cadre continu sur toute la circonférence de cet interstice I220.
De préférence, le compartiment réactif où circule l’hydrogène, ici le premier compartiment V132, est délimité par un cadre de compartiment comprenant deux cadres d’étanchéité 432 agencés de part et d’autre d’un cadre de transfert 330 selon l’axe d’empilement A50, chacun de ces cadres d’étanchéité 432 obturant un interstice périphérique I220 associé aux deux parois 201 délimitant ce compartiment réactif. Chaque cadre d’étanchéité est fixé au cadre de transfert par un film d’adhésif 440. Le cadre de compartiment ainsi formé est associé à deux couches d’adhésif 240 agencées de part et d’autre du cadre de compartiment selon l’axe d’empilement A50. Chacune de ces deux couches d’adhésif 240 est donc interposée entre, d’une part, un cadre d’étanchéité 432, et, d’autre part, la paroi 102 et le cadre de paroi 220 associé à cette paroi.
De préférence, chaque cadre d’étanchéité 432 et la couche d’adhésif 240 associée sont réalisés par découpage d’une plaque adhésive simple face.
De préférence, chaque cadre de transfert 330 et les deux films adhésifs 440 associés sont réalisés par découpage d’une plaque adhésive double face.
Les autres paramètres et procédés de préparation sont conformes à ceux de l’exemple 1.
Dans cet exemple comparatif, du lithium phosphate de fer et de manganèse disponible dans le commerce a été utilisé, dont la formule chimique est LiMn 0,75 Fe 0,25 PO 4 .
Le lithium phosphate de fer et de manganèse fourni dans l’exemple comparatif 1, et de l’amidon avec une fraction de masse de 10%, ont été soumis à un mélange en phase solide, et un matériau de cathode à base de lithium phosphate de fer et de manganèse enrobé de carbone a été obtenu après calcination.
Les matériaux de cathode composites fournis dans les exemples 1-9 et les exemples comparatifs 1-2 ont été mélangés à un agent conducteur, le noir d’acétylène, et à un liant, le polyfluorure de vinylidène (PVDF), selon un rapport de masse de 8: 1: 1, et additionnés d’une quantité donnée de solvant organique, le n-méthyl pyrrolidone (NMP), agités et ensuite enduits sur un film d’aluminium pour préparer une feuille de cathode ; un film de cuivre constituait une électrode négative, du PE constituait un séparateur, une solution d’hexafluorophosphate de lithium dans du carbonate d’éthylène / carbonate de diéthyle constituait une solution électrolytique, et une demi-batterie lithium-ion a été assemblée dans une boîte à gants, et un test de charge et de décharge a été effectué à une tension de fonctionnement de 2-4,35 V et à différentes densités de courant.
Les résultats du test sont présentés dans le [Tableau 1].
Capacité de décharge spécifique initiale à 0,1 C (mAh/g) Capacité de décharge spécifique initiale à 1 C (mAh/g) Exemple 1 158,5 148,2 Exemple 2 156,4 145,3 Exemple 3 156,7 150,2 Exemple 4 150,2 146,8 Exemple 5 149,4 140,2 Exemple 6 158,9 150,7 Exemple 7 150,6 142,5 Exemple 8 149,2 140,8 Exemple 9 150,1 141,6 Exemple comparatif 1 70,5 54,9 Exemple comparatif 2 140,7 128,3
Les résultats des données des exemples 1 à 5 montrent que les performances électrochimiques du matériau de cathode à base de lithium phosphate de fer et de manganèse préparé par la présente demande sont considérablement améliorées.
La comparaison des résultats des données de l’exemple 1 et de l’exemple 6 montre que, lorsque le rapport entre y et z est trop faible, la capacité de décharge spécifique du matériau augmente, mais le plateau de tension diminue.
La comparaison des résultats des données de l’exemple 1 et des exemples 7 et 8 montre que lorsque la quantité d’acide phosphorique utilisée est insuffisante, la réaction ne peut pas être entièrement effectuée et la capacité en grammes est réduite ; et lorsque la quantité d’acide phosphorique utilisée est trop élevée, le sel de pyrophosphate sans activité électrochimique est produit, ce qui réduit par conséquent la proportion du matériau actif et affecte la capacité en grammes.
La comparaison des résultats des données de l’exemple 1 et de l’exemple 9 montre que lorsque du ferrocyanure de lithium-manganèse est préparé à une température plus élevée, les teneurs en radical libre de ferrocyanure et en lithium dans le produit diminuent, ce qui réduit par conséquent la conductivité et la capacité en grammes.
La comparaison des résultats des données de l’exemple 1 et de l’exemple comparatif 1 montre que, par rapport au matériau de cathode disponible dans le commerce, les performances électrochimiques du matériau de cathode composite préparé par le procédé de préparation fourni dans la présente demande sont d’autant plus excellentes.
La comparaison des résultats des données de l’exemple 1 et de l’exemple comparatif 2 montre que l’enrobage de carbone est réalisé en utilisant le procédé de préparation fourni dans la présente demande, ce qui permet d’améliorer de manière significative les performances électrochimiques du matériau de cathode composite.
Les configurations de positionnement comprennent des ouvertures pour les vis du stator, les ouvertures étant formées en oreilles au niveau de l'anneau d’éjection. Les ouvertures permettent d'orienter positivement la position de rotation de l'anneau d'éjection par rapport au stator.
De préférence, les oreilles sont prévues sur la circonférence extérieure de l'anneau d'éjection de sorte que l'anneau d'éjection peut être formé avec une circonférence intérieure fermée.
De préférence, une pluralité d'ouvertures uniformément réparties est prévue, adaptée au nombre et à la position des vis du stator.
Selon un mode de réalisation préféré, une douille est reçue dans chacune des ouvertures. La douille peut être utilisée pour transférer la charge axiale exercée par la vis de stator respective directement dans le stator sans imposer de charges élevées aux parties de l'anneau d'éjection autres que les douilles.
Selon un mode de réalisation préféré, les douilles sont en métal et l'anneau d'éjection est formé d'une matière plastique. Les douilles métalliques peuvent supporter des charges axiales élevées, tandis que l'anneau d'éjection en tant que tel peut être formé avec une grande précision, par exemple par moulage par injection.
Les douilles peuvent être fixées à l'anneau d'éjection, par exemple en les plaçant dans l'outil de moulage par injection et en injectant la matière plastique autour des douilles pour qu'elles y adhèrent. Aucune étape distincte n'est alors nécessaire pour monter les douilles dans les ouvertures de l'anneau d'éjection.
De préférence, l'anneau d'éjection comporte des ouvertures d'éjection disposées dans une direction circonférentielle entre les configurations de positionnement, guidant le liquide de refroidissement sur la tête d'enroulement. Selon la conception particulière, les ouvertures d'éjection peuvent être orientées parallèlement à l'axe de rotation du rotor ou être orientées vers l'intérieur en direction de l'axe de rotation. Les ouvertures orientées vers l'intérieur présentent l'avantage de permettre le guidage d'une plus grande quantité de liquide de refroidissement vers les parties des têtes d'enroulement proches du stator. Les ouvertures qui sont orientées parallèlement à l'axe de rotation permettent un processus de moulage par injection plus facile.
Selon un mode de réalisation préféré, l'anneau d'éjection est prévu à une extrémité axiale du stator tandis qu'un capuchon d'éjection est disposé à une extrémité axiale opposée du stator. L'anneau d'éjection n'est utilisé que du côté où les vis du stator sont présentes, tandis qu'un capuchon d'éjection de conception plus simple est utilisé à l'extrémité axiale opposée du stator, ce qui permet de réduire les coûts de fabrication.
L'invention va maintenant être décrite en référence aux dessins ci-joints. Dans les dessins, montre une coupe transversale schématique d'une machine électrique, montre une coupe transversale d'un stator selon l'invention, montre à une échelle agrandie le détail III de la , montre à une échelle agrandie le détail IV de la , montre, dans une vue en perspective, le stator placé dans un boîtier partiellement sectionné, montre en perspective, en coupe, un anneau d’éjection de la machine électrique selon l'invention, montre une vue en plan de l'anneau d’éjection de la , montre une coupe transversale en perspective d'une machine électrique selon l'invention, montre une autre section transversale en perspective de la machine électrique selon l'invention et, montre une autre section transversale en perspective de la machine électrique selon l'invention.
La montre une machine électrique 1 qui sera utilisée ici pour expliquer de manière générale comment un liquide de refroidissement peut être guidé à travers la machine électrique pour évacuer la chaleur résiduelle.
La machine électrique 1 comprend un rotor dont les éléments les plus essentiels sont un arbre de rotor 2, une pile 3 de plaques de rotor disposées sur l'arbre de rotor 2 et portant des aimants permanents, et des plaques d'extrémité 4 qui maintiennent les plaques de rotor individuelles dans une direction axiale.
Le rotor est monté de manière rotative dans un boîtier 5 qui porte un stator 6. À l'intérieur du stator 6, une pluralité d'enroulements de stator 7 sont reçus, les parties de l'enroulement de stator 7 faisant saillie axialement du stator 6 étant appelées ci-après têtes d'enroulement 8.
Les flèches de la indiquent l'écoulement d'un fluide de refroidissement à l'intérieur de la machine électrique 1. En ce qui concerne le refroidissement du stator, le liquide de refroidissement est guidé vers une chambre de distribution annulaire 10 formée dans le boîtier 5 et ouverte vers le stator 6. Le fluide de refroidissement guidé dans la chambre 10 s'écoule dans une direction axiale le long des rainures 12 (voir également la ) formées sur la surface extérieure du stator 6.
Le liquide de refroidissement sortant des rainures 12 sur les faces d'extrémité axiales du stator 6 est utilisé pour refroidir les têtes d'enroulement 8. À cette fin, des anneaux de guidage du liquide de refroidissement peuvent être placés sur les faces d'extrémité axiales du stator 6 pour contrôler la direction dans laquelle le liquide de refroidissement est guidé sur les têtes d'enroulement.
Sur les figures 2 et 4, on peut voir un capuchon d'éjection 14 qui est un anneau annulaire serrée à l'intérieur du boîtier 5 de façon à être immédiatement adjacent à la face d'extrémité du stator 6. Le capuchon d'éjection 14 est pourvu d'une pluralité de trous d'éjection 16 pour guider le liquide de refroidissement sur la tête d'enroulement 8 respective.
Le capuchon d'éjection 14 peut être une pièce moulée par injection en matière plastique.
Selon un aspect de l’invention, le support pince le jeu de barres omnibus lorsque le volume des fentes se réduit.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de fixation est en matériau non conducteur. Le dispositif est par exemple en plastique, notamment renforcé.
Selon un aspect de l’invention, chacun du support et du couvercle présente une rampe inclinée, les rampes inclinées glissant l’une sur l’autre.
La coopération rampe inclinée contre rampe inclinée donne lieu à une surface plane de contact entre le support et le couvercle. Cette surface plane facilite l’insertion du support dans le couvercle et permet un pincement uniforme du jeu de barres omnibus.
En variante, seul un du support et du couvercle présente une rampe inclinée, l’autre du support et du couvercle présente une forme quelconque qui permet de mettre en œuvre un contact linéaire, par exemple une forme arrondie.
Selon un aspect de l’invention, le support comprend une base depuis laquelle s’étend dans la direction d’insertion au moins un muret central et au moins deux murets latéraux de part et d’autre du muret central. Les deux murets latéraux et le muret central peuvent délimiter les fentes. Le muret central peut présenter une extrémité libre. Les murets latéraux peuvent présenter chacun une extrémité libre.
Selon un aspect de l’invention, chacune des extrémités libres des murets latéraux comprend une des dites rampes inclinées. Le support comprend deux rampes inclinées qui peuvent glisser, lors de l’insertion, chacune sur une des rampes inclinées du couvercle.
Selon un aspect de l’invention, le muret central est creux. Le muret central peut présenter des renforts.
Selon un aspect de l’invention, la base présente une direction d’extension sensiblement perpendiculaire à la direction d’insertion.
Selon un aspect de l’invention, les fentes sont délimitées par la base et par le couvercle dans la direction d’insertion.
Selon un aspect de l’invention, le muret central et/ou les murets latéraux comprennent des godrons qui coopèrent avec les barres omnibus.
Selon un aspect de l’invention, les godrons peuvent s’étendre de part et d’autres des barres omnibus.
Selon un aspect de l’invention, les godrons sont rectilignes dans la direction d’insertion.
Selon un aspect de l’invention, les godrons peuvent être déformables notamment plastiquement, notamment par la mise en place des barres omnibus dans les fentes et par le glissement du support par rapport au couvercle.
Selon un aspect de l’invention, la base peut présenter au moins un passage de fixation pour la fixation du dispositif de fixation sur le boitier.
Selon un aspect de l’invention, le passage de fixation présente un axe parallèle à celui de la direction d’insertion.
Le module de batterie peut comprendre au moins un support défini précédemment, les cellules étant montées serrées dans les ouvertures traversantes.
Selon l’invention, une batterie comprend plusieurs modules définis précédemment, les modules étant assemblés ou fixés directement ou indirectement les uns aux autres.
La batterie peut être configurée ou agencée de sorte qu’elle a globalement la forme de : - un cylindre, ou - un anneau.
Selon l’invention, un véhicule automobile comprend une batterie définie précédemment, notamment une batterie définie précédemment et positionnée dans un logement initialement destiné à recevoir une roue de secours.
Selon l’invention, un procédé de réalisation d’un module défini précédemment comprend les étapes suivantes : - fournir un support défini précédemment, - fournir un ensemble de cellules électrochimiques , - assembler le support et les cellules électrochimiques de sorte à positionner et maintenir ou fixer les cellules de l’ensemble les unes par rapport aux autres.
Selon l’invention, un procédé de réalisation d’une batterie défini précédemment comprend les étapes suivantes : - fournir au moins deux modules définis précédemment, - assembler les modules les uns aux autres de sorte à positionner et maintenir ou fixer les modules les uns par rapport aux autres.
La est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’un support d’un ensemble de cellules électrochimiques.
La est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’un ensemble de cellules électrochimiques représenté seul dans une configuration dans laquelle il se trouve dans une batterie.
La est une vue partielle en perspective d’un mode de réalisation d’un module de batterie.
La est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’une structure de support-embase.
La est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’un support-embase, incluant une structure de support-embase et une plaque de connexion électrique.
La est une vue en perspective éclatée du mode de réalisation d’un module de batterie.
La est une vue en perspective du mode de réalisation d’un module de batterie.
La est une vue en perspective éclatée d’un mode de réalisation d’un fond d’un carter de batterie.
La est une vue en perspective du mode de réalisation d’un fond d’une enveloppe de batterie.
Bien sûr, le circuit électrique pourrait aussi être intégré dans le dispositif d’alimentation dès la fabrication de celui-ci.
On a indiqué ici que le dispositif d’alimentation est destiné à alimenter une tour de télécommunication mais, plus généralement, il est destiné à alimenter au moins un système client quelconque. Il pourrait s’agir d’une ou de plusieurs installations électriques quelconques, et par exemple d’un dispensaire, d’une ou de plusieurs habitations, etc.
Les modes de réalisation décrits ici ne sont aucunement limitatifs.
En particulier, le module de commutation pourrait être différent de celui décrit ici. On pourrait ainsi avoir un interrupteur et un compteur qui compte la durée prédéfinie et qui actionne l’interrupteur (à la place d’un relais « intégré »). Le deuxième composant d’alimentation n’est pas obligatoire.
La tension d’alimentation pourrait être produite de manière différente et par exemple, dans le premier mode de réalisation, par un quatrième composant d’alimentation alimenté par le premier composant d’alimentation.
Circuit de convertisseur de puissance, convertisseur et installation La présente invention concerne le domaine de l’électronique de puissance, et concerne plus particulièrement les convertisseurs de puissance statiques du type à condensateur flottant (« Flying Capacitor » en anglais).
La topologie dite « Flying Capacitor » est une structure de convertisseur statique de puissance multi-niveaux. Sa version à trois niveaux est représentée sur la , avec une approche de type Boost unidirectionnel.
La topologie « Flying Capacitor » repose sur l’établissement d’une tension aux bornes d’un ou de plusieurs condensateur(s) interne(s) au circuit, tension qui intervient ensuite au sein des états de commutation du circuit, afin de créer des sous-niveaux de tension. Par exemple, la structure illustrée sur la à 3 niveaux équirépartis (et donc 4 interrupteurs + 1 condensateur flottant Cfc + 1 inductance Lin connectée à un point milieu central S + 1 condensateur de bus Cbus) possède 4 états de commutation possibles, avec des tensions au point S listées dans le tableau 1 ci-dessous. Certains états rechargeant le condensateur Cfc et d’autres le déchargeant, le principe de la commande de cette topologie est de répartir la période de commutation en différentes fractions de temps passées dans chaque état nécessaire, afin à la fois de réguler la tension de condensateur flottant Cfc et le courant dans l’inductance Lin reliée au point S.
Commande g1 Commande g2 Tension au point central S Tension au point central S si V_Cfc = V_Cbus / 2 Comportement du condensateur Cfc OFF OFF V_Cbus V_Cbus Repos ON OFF V_Cbus – V_Cfc V_Cbus / 2 Décharge OFF ON V_Cfc V_Cbus / 2 Recharge ON ON 0 0 Repos
La représente les formes d’onde des signaux pour le circuit de la , pour une période de commutation, avec une commande usuelle appliquée à cette topologie, la source à l’entrée du convertisseur étant par exemple une source photovoltaïque (PV) régulée à son point maximal de puissance (MPP), la tension photovoltaïque Vpv étant située entre V_Cfc et V_Cbus pour le cas usuel à 3 niveaux.
Usuellement, lorsque deux ou plus de deux sources ou charges reliées au convertisseur ont des tensions (ou des courants) légèrement différents, on constate que deux approches sont mises en œuvre dans l’art antérieur, ces approches étant parfois combinées.
La première approche est celle dite de « négligence des écarts ». Elle a pour principe que les sources ou charges sont mises en parallèle sans égard pour leurs différences de caractéristiques. Selon cette approche et dans un onduleur PV avec suivi de point maximal de puissance (MPPT), des chaînes PV sont placées en parallèle et on les utilise comme une seule chaîne à courant supérieur. Cette chaîne équivalente a des performances inférieures à la somme de toutes les chaînes constituantes, et elle est bridée par la plus faible des chaînes constituantes. Dans certains cas, une différence de tension importante peut être présente entre les chaînes constituantes, et un courant circule donc de l’une à l’autre, ce qui n’est pas souhaitable. Parmi les autres inconvénients de cette approche, on peut citer une perte de production par la sous-exploitation des chaînes, une nécessité de mettre en place des mesures de sécurité supplémentaires, comme les fusibles dès 3 chaînes, afin de limiter le courant inverse (d’une chaîne à l’autre) à celui de la chaîne elle-même (avec des coûts et pertes supplémentaires).
La deuxième approche est celle dite de « multiplication des convertisseurs complets ». Selon cette approche et dans un onduleur PV avec MPPT, on associe chaque chaîne PV à un convertisseur réalisant son MPPT, les sorties de ces convertisseurs DC/DC étant ensuite à nouveau associées à des onduleurs séparés, ou regroupées vers un onduleur unique. C’est le cas des convertisseurs dits « multi-MPPT », qui intègrent dans une seule enceinte plusieurs convertisseurs Boost MPPT indépendants, et un onduleur. La productibilité PV est alors exploitée au maximum, chaque chaîne étant à son MPP. Parmi les inconvénients de cette approche, on peut citer un investissement important, avec une multiplication des convertisseurs indépendants. Un autre inconvénient est une indépendance complète superflue, entre des éléments qui sans être identiques, sont pourtant souvent très semblables. Et en termes de complexité, par rapport à la première approche, il y a une augmentation du taux de défaillance des éléments auxiliaires et de contrôle commande.
Il existe donc un besoin pour remédier aux défauts des topologies de convertisseurs de l’art antérieur, notamment en présence de plusieurs sources ou charges différentes ou susceptibles de générer ou d’absorber des courants différents à un même instant.