INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
l’épaisseur étant comprise entre 1 mm et 10 mm, de préférence entre 1 mm et 5 mm.
- formation d’au moins un vérin hydraulique du dispositif de puissance ;
- réalisation d’une ébauche du corps de l’au moins une unité de pilotage par fabrication additive de sorte qu’au moins une cavité tubulaire présente une fibre neutre courbe ;
Le système de batterie BAT présente à ses bornes une tension de plusieurs centaines de volts, par exemple 350 Volts ou 1000 Volts. En 350 volts, chaque ligne LT1, LT2, LT3 est équipée par exemple de 24 modules élémentaires de cellule ou clusters de cellules connectés en série. Toutefois, selon les besoins électriques, le système de batterie BAT a une tension nominale de seulement plusieurs dizaines de volts (24V, 36V, 48V par exemple), notamment les applications de véhicule automobile, ou à une tension maximale de 1500 Volts continu voire au-delà, notamment pour les systèmes de stockage stationnaires.
Le système de batterie BAT comporte en outre une unité de commande BMS dont une de ses fonctions est le pilotage de la forme d’onde en tension de la ligne LT1 ou chaque ligne LT1, LT2, LT3 en fonction d’une consigne de référence Vref à partir des modules élémentaires MCLk. Chaque module élémentaire MCLk peut comporter une unique cellule CLk, ou un cluster de cellules CLk pouvant être au nombre de deux, trois, quatre, cinq, six cellules ou plus, formant la tension élémentaire Vclk. Le module élémentaire MCLk comporte en outre un module de commutation COMk apte à configurer le module élémentaire MCLk dans trois états différents pour délivrer la tension Vmclk qui est respectivement ladite tension élémentaire Vclk, une tension nulle et la tension Vclk inversée auxdites bornes de connexion du module MCLk.
Le module de commutation COMk est par exemple constitué de deux parties de commutation formant un pont en H pilotable dans les trois états différents par un signal de commande de l’unité de commande BMS de la batterie BAT adressant spécifiquement le module MCLk. Les états sont représentés par une variable de commande uik pouvant prendre par exemple les valeurs 1, 0, -1 représentant les trois états différents commandant respectivement ladite tension élémentaire Vclk, une tension nulle et ladite tension inversée -Vclk auxdites bornes de connexion du module élémentaire k adressé par le signal de commande uik. Chaque module de commutation COMk comprend des composants électroniques, tels que des transistors de puissance, éventuellement de type MOSFET ou HEMT (« High Electron Mobility Transistor » en anglais), pilotés par les signaux de commande de l’unité de commande BMS. Ainsi, la tension Vmclk aux bornes de chaque module élémentaire MCLk parmi l’ensemble d’une totalité n de modules peut être pilotée en fonction d’un signal de commande uik selon la relation suivante :
L’unité de commande BMS peut commander sur chaque ligne de tension LT1, LT2 et LT3, toute forme d’onde en tension formée par paliers d’amplitude égale à la tension élémentaire Vclk en fonction d’une consigne de tension de référence Vref. La consigne de tension de référence Vref peut être de forme sinusoïdale de fréquence de 50 Hz, toute forme alternative, par exemple carré, ou peut être de tension constante par exemple.
Dans le cadre de l’invention, l’unité de commande comporte les moyens de synchroniser la consigne de tension de référence Vref avec une tension du réseau et de réguler un courant de charge et décharge par une régulation de la consigne de référence Vref. L’unité de commande BMS est apte à déterminer à chaque instant le nombre q de modules élémentaires nécessaires parmi la pluralité n pour réaliser la forme d’onde en tension pour chaque phase en tension demandée par la consigne Vref et où toutes les cellules élémentaires ont une même tension élémentaire Vclk.
On rappelle qu’une cellule électrochimique est un accumulateur d’énergie électrique ayant deux bornes, une électrode positive et une électrode négative, et présentant une tension de quelques volts, le plus souvent comprise entre 2,3V et 4,2V, environ. Les cellules peuvent être de type Lithium ion, Nickel Cadmium ou Nickel-Métal-Hydrure. Plus précisément, une cellule Lithium-ion est composée principalement d’une électrode positive poreuse, une électrode négative poreuse, un séparateur et un électrolyte. Le principe de fonctionnement d’une cellule Lithium-ion repose sur l’échange réversible d’ions lithium entre les deux électrodes poreuses. Les cellules peuvent par exemple être de type Lithium fer phosphate, Lithium polymère ou à électrolyte solide.
En référence à la , on décrit les moyens de l’unité de commande BMS qui mettent en œuvre la fonction de synchroniser les ondes de tension générées par le système de batterie et de réguler le courant de charge et décharge une fois que le système de batterie est connecté électriquement au réseau d’alimentation. Ce mode de réalisation concerne le cas d’une synchronisation de tensions triphasées. La fonction de synchronisation intervient avant de connecter électriquement le système de batterie au réseau d’alimentation afin d’éviter une situation de sur-courant au moment de la connexion. Ce mode de réalisation décrit en n’est pas limitatif, en particulier on envisage des variantes de synchronisation des tensions et de régulation du courant du système de batterie pouvant être monophasé ou polyphasé, c’est-à-dire biphasé, triphasé ou plus.
L’unité de commande BMS est munie d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques, le calculateur et les mémoires étant configurés pour les fonctions intervenant pour la synchronisation et régulation de courant. L’unité de commande peut être réalisée sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels comme par exemple des circuits de type ASIC (« Application Specific Integrated Circuit » en anglais), ou DSP (« Digital Signal Processor » en anglais).
L’unité de commande BMS comporte les moyens d’estimer ou mesurer les caractéristiques électriques instantanées d’une onde de tension Vres de chaque ligne de courant du réseau d’alimentation. La mesure est réalisable lorsque le système de batterie n’est pas encore relié électriquement au réseau. En outre, l’unité de commande comporte un moyen d’estimer ou mesurer les caractéristiques électriques instantanées de la tension Vbat et du courant Ibat de chaque ligne de courant du système de batterie. En référence à la , ces moyens sont représentés par les entrées Vres, Vbat et Ibat respectivement de l’unité de commande BMS. Ces moyens permettant d’estimer la valeur des tensions Vres du réseau d’alimentation.
Il est prévu en outre un moyen 20 d’estimer la phase de chaque ligne de courant du réseau d’alimentation. Il permet d’estimer simultanément la fréquence (autour de 50 Hz ou 60 Hz) et le déphasage 201 des tensions du réseau.
L’unité de commande BMS comporte un module de régulation en tension 21 dont la fonction est de synchroniser en tension et en phase le réseau d’alimentation et le système de batterie et un module de régulation en courant 22 intervenant pour commander le courant de charge et décharge une fois que le système de batterie est synchronisé avec le réseau.
La fonction du module de régulation 21 est de réguler en tension en amplitude et en phase les tensions du système de batterie en prenant comme consigne les tensions du réseau d’alimentation. A partir de ce régulateur 21, l’unité de commande détermine une consigne Vref qui pilote le module de commande des clusters de cellules de la batterie pour générer les ondes de tension sur chaque ligne lors de la phase de synchronisation.
Le module de régulation 21 peut agir soit directement sur les grandeurs sinusoïdales, soit via le contrôle des composantes directes et en quadrature qui sont estimées, soit par des techniques de commande impliquant des transformées mathématiques, par exemple. En monophasé ou polyphasé (biphasé, triphasé ou plus), le module de régulation 21 comporte une boucle de régulation mettant en œuvre un correcteur à partir des caractéristiques électriques estimées du système de batterie et du réseau d’alimentation pour piloter la consigne de tension Vref de la ligne ou chaque ligne de courant du système de batterie.
Dans le cas d’une application triphasée, en référence à la , il est prévu des moyens de transformation 210 et 211 des signaux de tension du réseau d’alimentation Vres et du système de batterie Vbat en un modèle numérique de commandes vectorielles dans le plan de Park Vres1 et Vbat 1 respectivement avec un champ tournant à 50 Hz. Les commandes vectorielles résultantes Vres1 et Vbat1 sont utilisées dans une boucle de régulation par un correcteur 212 pour déterminer une consigne de tension du système de batterie sous la forme d’une consigne de commande vectorielle Vsync. En outre, le correcteur 212 détermine une estimation d’erreur instantanée Verr des signaux de tension.
Les moyens de transformations 210 et 211 sont des fonctions mathématiques et de traitement de signaux exécutant une transformée de Park, connues de l’homme du métier dans le domaine de l’électrotechnique pour la commande d’une machine électrique triphasée. La transformée de Park présente l’avantage de simplifier et améliorer les performances des contrôleurs de courant et de tension. On n’écarte pas la possibilité de mettre en œuvre d’autres principes de commande. Le correcteur 212 est une fonction d’asservissement connue que l’homme du métier saura adapter pour le pilotage de la consigne de tension. Le correcteur 212 est par exemple de type proportionnel intégral. D’autres types de correcteurs sont envisageables. En variante, les moyens de transformation 210 et 211 peuvent être des estimateurs des caractéristiques électriques sinusoïdales des signaux mesurés ou des estimateurs des composantes directes et en quadrature.
Un module 23 de commutation de commande a pour fonction de sélectionner le pilotage soit en régulation de tension opéré lors de la phase de synchronisation, soit en régulation de courant une fois que la synchronisation est effective. Le module 23 utilise un bloc de commutation de commande 231 qui active l’un ou l’autre mode de pilotage en fonction de l’estimation de l’erreur Verr entre les tensions du réseau et du système de batterie.
Chaque embase 43 est quant à elle solidarisée par vissage au corps principal de volet 10 et à l’extrémité arrière du panneau supérieur de couverture 30 par l’intermédiaire d’un point de fixation 16 ménagé également dans la portion latérale d’extrémité correspondante de la partie supérieure du corps principal de volet 10, mais dans une zone plus proche du plan longitudinal vertical médian du volet 1.
L’articulation à pivotement de ce volet arrière de coffre 1 vis-à-vis de la structure de caisse du véhicule est assurée classiquement par deux charnières d’articulation 50 dont l’une est représentée sur la .
Chaque charnière 50 comprend un premier charnon métallique 51 fixé par deux vis 52 (non représentées sur cette mais dont l’une est visible sur la ) à l’extrémité supérieure du corps principal de volet 10, ainsi qu’un second charnon métallique 53 prévu pour être fixé également par vissage sur la structure de caisse du véhicule et monté articulé à pivotement vis-à-vis du premier charnon.
Afin d’assurer la fixation des premiers charnons 51 des charnières 50 sur le corps principal de volet 10, le volet arrière de coffre 1 est pourvu, au niveau de chaque zone d’attache d’un tel premier charnon 51, d’un renfort charnière 60 mieux visible sur les figures 4 et 5.
Réalisé par emboutissage à partir d’une feuille de tôle métallique d’épaisseur comprise avantageusement entre 1 et 2 millimètres, chaque renfort charnière 60 comprend classiquement une plaque rectangulaire 61 rapportée contre ce corps principal de volet 10, à l’opposé d’un premier charnon 51 correspondant, et présentant deux orifices 62 prolongés axialement par des manchons taraudés de vissage 63 saillant perpendiculairement à son plan moyen et dans lesquels sont vissées les deux vis de fixation 52 ayant chacune préalablement traversé successivement des orifices superposés ménagés dans ce premier charnon 51 et dans le corps principal de volet 10 (voir ).
Selon l’invention, chaque renfort charnière 60 comprend également une excroissance 64 prenant racine depuis un bord (en l’occurrence le bord supérieur) de la plaque 61 et s’étendant longitudinalement à l’arrière de cette dernière en s’inclinant vers le bas jusqu’à une portion d’extrémité 64A reposant contre une paroi support correspondante 17 du corps principal de volet 10.
En référence à la , le point de fixation 16 de chaque portion latérale du becquet flottant 40 est assuré au moyen d’une vis 67 traversant successivement une paroi support 17 du corps principal de volet 10, l’excroissance 64 d’un renfort charnière 60 et la portion d’extrémité avant du panneau supérieur de couverture 30 (via trois orifices superposés ménagés respectivement dans cette paroi 17, cette excroissance 64 et ce panneau 30) avant d’être vissée dans un fût correspondant 45 de la doublure intérieure 40B de ce becquet 40.
Ces excroissances 64 constituent ainsi des moyens de reprise d’efforts permettant ainsi au becquet flottant 40 de satisfaire aux exigences réglementaires de tenue à l’arrachement.
De sorte à limiter leur masse et leur encombrement tout en conservant une reprise d’efforts optimale, chaque excroissance 64 se présente avantageusement chacune sous la forme d’une languette dont la largeur diminue progressivement entre son extrémité proximale raccordée à la plaque 61 et son extrémité distale,
Afin d’améliorer leur tenue mécanique à la torsion, chacune de ces excroissances 64 comprend en outre deux bords latéraux tombés 65 s’étendant sur au moins une partie de sa longueur.
Avec le même objectif de renforcer leur tenue mécanique à la torsion, chacune des plaques 61 comprend également un bord tombé 66 s’étendant le long du côté de cette plaque opposé à l’excroissance 64.
Par ailleurs et afin de permettre un parfait positionnement de la portion d’extrémité de l’excroissance 64 de chaque renfort charnière 60 sur la paroi support correspondante 17 du corps principal de volet 10, chaque paroi support 17 présente deux ergots latéraux de centrage 18 (visibles sur la ) saillant de sa face supérieure et coopérant en butée avec les bords latéraux de la portion d’extrémité 64A de l’excroissance 64 d’un renfort charnière 60 correspondant.
Selon des variantes de réalisation non représentées, le volet arrière de coffre peut être dépourvu de panneau supérieur de couverture 30, chaque vis 67 traversant seulement une paroi support 17 du corps principal de volet 10 et l’excroissance 64 d’un renfort charnière 60 avant d’être vissée dans un fût correspondant 45 de la doublure intérieure 40B de ce becquet 40.
Selon d’autres variantes de réalisation non représentées, l’excroissance de chaque renfort charnière peut être conformée différemment.
Support de train roulant pour véhicule automobile Le contexte technique de la présente invention est celui de l’intégration d’une batterie électrique de traction sous un soubassement d’un véhicule automobile électrifié. Plus particulièrement, l’invention a trait à un support de train roulant pour véhicule automobile facilitant l’intégration d’une telle batterie électrique de traction.
Pour assurer le montage et la retenue des fibres conductrices 20, le support 22 comprend une portion de montage 26, un premier rebord 28 latéral prolongeant la portion de montage 26 d’une part et un deuxième rebord 30 latéral prolongeant la portion de montage 26 d’autre part.
La plaque de montage 18 est solidaire du support 22. La plaque de montage 18 comprend un corps principal 32 axialement en appui contre le premier rebord 28 du support, une pluralité de languettes 34 de retenue axiale et radiale de la brosse 16, et une pluralité de portions radiales 36.
Lesdites portions radiales 36 de la plaque de montage 18 s’étendent radialement vers l’extérieur à partir du corps principal 32 de la plaque de montage 18 et sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. En variante, il pourrait être possible de prévoir que la plaque de montage 18 comprenne une portion radiale 36 annulaire.
Les languettes 34 de retenue s’étendent à partir du corps principal 32 de la plaque de montage 18 et sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, chaque languette 34 de retenue étant située dans le sens circonférentiel entre deux portions radiales 36 de la plaque de montage 18 successives. Chaque languette 34 de retenue s’étend à partir du corps principal 32 de la plaque de montage 18 de sorte que la languette 34 de retenue entoure localement radialement le support 22 de la brosse 16 en étant en contact radial et axial avec le support 22. Le support 22 est ainsi maintenu axialement et radialement par les languettes 34 de retenue.
Dans l’exemple représenté, la plaque de montage 18 comprend six portions radiales 36 et six languettes 34 de retenue espacées régulièrement dans le sens circonférentiel. En variante, la plaque de montage comprend un nombre différent de portions radiales 36 et un nombre différent de languettes 34 de retenue.
La portion de montage 26 du support 22 est en contact radial contre les languettes 34 de retenue et le deuxième rebord 30 latéral est en contact axial contre lesdites languettes. La portion de montage 26 prolonge le bord de grand diamètre du premier rebord latéral 28. La portion de montage 26 s’étend ici axialement. En variante, la portion de montage 26 s’étend obliquement.
Le deuxième rebord 30 latéral du support 22 prolonge radialement vers l’intérieur la portion de montage 26. Le deuxième rebord 30 latéral prolonge la portion de montage 26 du côté opposé au premier rebord latéral 28. La portion de montage 26 et les premier et deuxième rebords 28, 30 latéraux sont de forme annulaire et délimitent un canal ouvert radialement du côté intérieur à l’intérieur duquel est située une extrémité des fibres conductrices 20. Les premier et deuxième rebords 28, 30 latéraux enserrent axialement les fibres conductrices 20. Les fibres conductrices 20 sont axialement en appui de part et d’autre contre les premier et deuxième rebords 28, 30 latéraux.
Dans l’exemple de réalisation illustré, les fibres conductrices 20 viennent radialement en appui contre la portion de montage 26, les premier et deuxième rebords 28, 30 latéraux s’étendant obliquement vers l’intérieur à partir de la portion de montage 26. En variante, les premier et deuxième rebords 28, 30 latéraux pourraient s’étendre radialement.
Dans l’exemple de réalisation illustré, la plaque de montage 18 et le support 22 sont deux pièces distinctes. En variante, la plaque de montage 18 pourrait être réalisée en une seule pièce avec le support 22, par exemple réalisés par découpe et emboutissage. Dans ce cas, le corps principal 32 de la plaque de montage 18 prolonge le bord de petit diamètre du premier rebord 28 latéral.
La plaque de montage 18 et la brosse 16 de mise à la terre comprennent un matériau électriquement conducteur, tel que par exemple de l’aluminium, acier inoxydable, bronze, cuivre ou autre matériau.
La plaque de montage 18 comprend encore une portion axiale 38 annulaire prolongeant axialement le bord de grand diamètre des portions radiales 36 de la plaque de montage 18. Ladite portion axiale 38 entoure radialement la portion de montage 26 du support 22 et est espacée radialement de celle-ci. Ladite portion axiale 38 s’étend ici purement axialement. En variante, ladite portion axiale 38 pourrait s'étendre à la fois axialement et radialement, i.e. obliquement, vers l'intérieur ou vers l’extérieur.
En variante, la plaque de montage 18 pourrait comprendre, en remplacement de la portion axiale annulaire, une pluralité de portions axiales 38 espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel.
La plaque de montage 18 comprend également une collerette 40 annulaire prolongeant radialement vers l’extérieur l’extrémité distale de la portion axiale 38 annulaire de la plaque de montage 18. L’extrémité proximale de la portion axiale 38 se raccorde aux portions radiales 36.
Dans l’exemple représenté, la collerette 40 présente une portion de raccordement à la portion axiale 38 courbe, et une portion s’étendant radialement prolongeant cette portion de raccordement. En variante, la collerette 40 pourrait s’étendre purement radialement. Dans une autre variante, la collerette 40 pourrait prolonger radialement vers l’intérieur l’extrémité distale de la portion axiale 38 annulaire de la plaque de montage 18.
En se référant de nouveau à la , l’ensemble 10 est monté radialement en partie entre l’alésage 12 du carter et la surface cylindrique externe 14 de l’arbre de sorte que la pluralité de portions radiales 36 de la plaque de montage 18 est en appui axial contre un épaulement du carter 4. Les portions radiales 30 de la plaque de montage 18 sont radialement en appui contre l’alésage 12 du carter. Les portions radiales 36 s’étendant axialement en saillie vers l’extérieur par rapport au carter 4. Ainsi, la collerette 40 annulaire de la plaque de montage 18 de l’ensemble 10 est espacée axialement du carter 4. Un jeu 42 axial subsiste entre le carter 4 et la collerette 40 annulaire de la plaque de montage 18 de l’ensemble 10. Ce jeu 42 axial permet l’insertion d’un outil (non représenté) permettant de démonter l’ensemble 10 aisément, l’outil permettant de tirer axialement sur la collerette 40 annulaire de la plaque de montage 18 en exerçant un effort du côté opposé au carter 4.
La représente un autre montage de l’ensemble 10 à l’intérieur du moteur. La collerette 40 annulaire de la plaque de montage 18 est ici en contact axial avec le carter 4 et les portions radiales 36 sont espacées axialement de l’épaulement du carter 4. Un jeu 44 axial subsiste entre les portions radiales 36 et le carter 4.
Plus précisément, un bloc 230 compare le signal d’erreur Verr par rapport à un seuil prédéterminé. Tant que le signal Verr est supérieur au seuil, la régulation en tension reste opérative. La consigne de tension Vsync résultante du bloc de régulation 21 est utilisée pour piloter la batterie et générer la forme d’onde sur chacune des lignes de courant.
Lorsque le signal Verr devient inférieur au seuil, le bloc 230 détecte que la synchronisation des tensions est conforme en amplitude et déphasage et que le système de batterie peut être connecté électriquement au réseau. Cette situation active la régulation du courant du système de batterie. Les tensions étant synchronisées on évite un effet de sur-courant dans le système de batterie. Le bloc 230 est apte à piloter les commutateurs haute tension Kres référencés en . Quand la synchronisation est détectée et maintenue stable pendant une durée de confirmation, les commutateurs sont fermés.
En outre, l’unité de commande BMS comporte une fonction de modulation 24 permettant de délivrer une consigne de tension adaptée au pilotage du système de batterie à partir d’une consigne de tension issue soit du module de régulation en tension 21, soit du module de régulation en courant 22. Pour la synchronisation de la tension, le bloc 240 opère la modulation de la consigne Vsync en sortie de la boucle d’asservissement en régulation de tension.
Identiquement aux blocs de transformation 210 et 211, le bloc 240 prend en entrée l’estimation de déphasage 201 des signaux de tension du réseau de manière que la transformation inverse s’adapte à une éventuelle variabilité des phases du réseau.