INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En , un graphique représente une simulation de l’opération de synchronisation en tension du système de batterie. L’abscisse est l’axe temporel. Ce graphique représente dans le cadre supérieur la tension du système de batterie sur une ligne de courant et la tension du réseau d’alimentation configurée dans cet exemple en 400 Volts RMS sur la ligne correspondante. Le cadre du milieu représente l’erreur de synchronisation Verr entre les tensions du réseau et du système de batterie, exprimée en Volts. Le cadre inférieur représente le nombre Qcl de clusters de cellules activé lors de la synchronisation. Dans cet exemple, la ligne de courant comporte 24 clusters de cellules connectés en série dans la ligne de courant de la batterie.
Sur ce graphique, on observe qu’à partir de 0,2 secondes les premiers clusters de cellules de la batterie sont activés et que l’erreur diminue puis se stabilise à l’instant de 0,6 secondes. On observe dans le cadre supérieur la montée progressive de la tension batterie Vbat par l’activation des cellules où 22 des 24 clusters sont utilisés. En parallèle, l’erreur de synchronisation diminue et, après une durée de confirmation, l’unité de commande pilote la fermeture du contacteur de la ligne de courant et la régulation du courant est activée.
En référence à la , la fonction du module de régulation 22 est de réguler en courant le système de batterie en prenant comme paramètres d’entrées une consigne de courant de référence Iref et le courant instantané Ibat estimé sur système de batterie en valeur Irms. A partir de ce régulateur 22, 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.
La régulation de courant s’opère par pilotage de la consigne Vref du système de batterie. La régulation de courant s’opère par une boucle d’asservissement du courant mesuré de la batterie et d’une consigne de courant. Le courant résultant traversant le système de batterie est dépendant d’un écart d’amplitude de tension par rapport à la tension du réseau. En régulant une tension à une valeur supérieure à celle du réseau, on commande un courant de décharge et en régulant une tension à une valeur inférieure à celle du réseau, on commande un courant de recharge.
Le module de régulation de courant 22 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 22 comporte une boucle de régulation mettant en œuvre un correcteur à partir des caractéristiques électriques mesurées du système de batterie et d’une consigne de courant 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 220 et 221 d’une consigne de courant Iref en ampères RMS et du courant mesuré du système de batterie Ibat en commandes vectorielles dans le plan de Park Iref1 et Ibat1 respectivement avec un champ tournant à 50 Hz. Les commandes vectorielles résultantes Iref1 et Ibat1 sont utilisées dans une boucle de régulation par un correcteur 222 pour déterminer une consigne de tension du système de batterie sous la forme d’une consigne de commande vectorielle Vregc.
Les moyens de transformations 220 et 221 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 222 est une fonction d’asservissement connue que l’homme du métier saura adapter pour le pilotage de la consigne de tension. Le correcteur 222 est par exemple de type proportionnel intégral. D’autres types de correcteurs sont envisageables. En variante, les moyens de transformation 220 et 221 peuvent être des estimateurs des caractéristiques électriques des signaux mesurés ou des estimateurs des composantes directes et en quadrature.
Chacun des blocs fonctionnels de transformation 210 et 211 pour la régulation en tension et les blocs 220 et 221 pour la régulation en courant prend en entrée l’estimation de déphasage 201 des signaux de tension du réseau de manière que les commandes vectorielles utilisées dans la boucle de régulation s’adaptent à une éventuelle variabilité des phases du réseau. En effet, les phases sont susceptibles de varier en cas d’appel de charge ou d’augmentation de la production d’énergie du réseau. On améliore ainsi la précision de la synchronisation et de la régulation du courant.
La consigne Vregc en commandes vectorielles issue de la régulation en courant 22 assure l’asservissement du courant en régulant la consigne de tension Vref du système de batterie pour la ou chaque ligne de courant. La consigne Vregc est transmise au bloc de modulation 240 une fois qu’on détecte que la synchronisation est conforme pour délivrer une consigne de référence en tension adaptée au pilotage du système de batterie. On utilise le même bloc de modulation 240 que pour la synchronisation 21 ou un autre bloc de modulation spécifique à la régulation de courant.
En , un graphique représente une simulation de l’opération de régulation en courant du système de batterie. L’abscisse est l’axe temporel. Ce graphique représente dans le cadre supérieur la consigne de courant Iref et le courant résultant en valeur RMS d’une ligne de courant. Le cadre du milieu représente le courant de la ligne du réseau Ires et le courant de la ligne correspondant du système de batterie. Le cadre inférieur représente le nombre Qcl de clusters de cellules activés lors de la régulation de courant. Dans cet exemple, la ligne de courant comporte 24 clusters de cellules connectés en série dans la ligne de courant de la batterie.
Sur ce graphique, on observe qu’à partir de 1,15 seconde on pilote une consigne de courant Iref à une valeur de 16A RMS. Très rapidement, la valeur de courant de la batterie augmente jusqu’à atteindre la valeur de consigne Iref à l’instant de 1,4 secondes. La dynamique de régulation du courant pendant cette phase transitoire est très rapide puisque l’impédance du circuit électrique est très faible. La convergence du courant se réalise en moins de 200 millisecondes. On observe que la forme du courant est stabilisée, le courant traversant les clusters Icl est toujours positif. Le courant alternatif Ires correspond au courant dans le réseau.
En , on a représenté un logigramme décrivant le procédé de commande du système de batterie selon l’invention pour la synchronisation et la régulation du courant de charge et décharge. Le procédé est mis en œuvre par les moyens de calcul à circuits intégrés de l’unité de commande du système de batterie. Un programme ordinateur peut être prévu par l’unité de commande du système de batterie comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé de commande pour la synchronisation et régulation du courant du système de batterie. Le procédé s’applique pour la recharge et décharge sur un réseau d’alimentation monophasé et polyphasé. La synchronisation et régulation de courant peuvent s’effectuer sur une ligne de courant de la batterie ou bien plusieurs lignes de courant, par exemple deux lignes de courant de la batterie dans une configuration biphasée en connexion avec un réseau biphasé, trois lignes de courant de la batterie dans une configuration triphasée en connexion avec un réseau triphasé, ou quatre lignes de courant ou plus.
L’unité de commande 10 effectue alors l’opération a’) consistant à envoyer à l’équipement électrique 2 un signal d’actionnement 46. A la , le signal d’actionnement 46 est identique au signal d’actionnement 42 et est constitué par un créneau long suivi de deux créneaux courts. Tel qu’illustré à la , à réception du signal d’actionnement 46, l’état de fonctionnement 60 de l’équipement électrique 2 présente un quatrième changement 66 consistant en un passage à l’arrêt. En variante, le signal d’actionnement 46 pourrait être différent du signal d’actionnement 42, de sorte que l’unité de commande 10 transmettrait un signal différent pour commander la mise en fonctionnement de l’appareil électrique 2 et pour commander l’arrêt de l’appareil électrique 2.
L’unité de commande 10 retourne ensuite à l’opération a).
Les figures 8 à 11 illustrent un deuxième mode de réalisation. Le deuxième mode de réalisation se distingue du premier mode de réalisation illustré aux figures 2 à 7 en ce que la face externe 4a du panneau de commande 4 comprend une pluralité de protubérances formant des nervures 6 s’étendant suivant la direction longitudinale X. Perpendiculairement à la direction longitudinale X, les nervures 6 présentent une section constante suivant la direction X. Les nervures 6 présentent une saillie h sur la face externe 4a du panneau de commande 4 de préférence comprise entre 0,5 millimètre et 5 millimètres.
Lorsque l’utilisateur 7 déplace son doigt en appui sur la face externe 4a du panneau de commande 4 entre le premier bord longitudinal 3 et le deuxième bord longitudinal 5, et inversement, au lieu d’avoir une variation continue du premier signal de deuxième commande 34a et du deuxième signal de deuxième commande 34b comme dans le premier mode de réalisation, tel qu’illustré aux figures 10 et 11, dans le deuxième mode de réalisation le premier signal de deuxième commande 34a présente une succession d’un creux 36, 36’, 36’’, 36’’’, 36’’’’ suivi d’un pic 38, 38’, 38’’, 38’’’, 38’’’’. De même, le deuxième signal de deuxième commande 34b présente une succession d’un creux 37, 37’, 37’’, 37’’’, 37’’’’ suivi d’un pic 39, 39’, 39’’, 39’’’, 39’’’’. Au lieu de déterminer la variation de l’écart entre le premier signal de deuxième commande 30a et le deuxième signal de deuxième commande 30b comme dans le premier mode de réalisation, dans le deuxième mode de réalisation l’unité de commande 10 détermine le nombre de successions de creux et de pics pour en déduire la variation de niveau de fonctionnement souhaité par l’utilisateur et donc le signal de réglage à transmettre à l’équipement électrique 2. A chaque succession d’un creux et d’un pic correspond la variation d’un niveau de fonctionnement. Les figures 10 et 11 illustrant successivement cinq creux suivis chacun d’un pic, la variation de niveau souhaité déterminée par l’unité de commande 10 est donc de cinq. L’unité de commande 10 pourra envoyer soit cinq signaux de réglages successifs, soit un seul signal de réglage correspondant à la variation de cinq niveaux de fonctionnement.
Par ailleurs, comme pour le premier mode de réalisation, dans le deuxième mode de réalisation, l’unité de commande 10 détermine si le rapport entre le premier signal de deuxième commande 34a et le deuxième signal de deuxième commande 34b augmente ou décroit avec le temps pour déterminer si l’utilisateur déplace son doigt au contact de la face externe 4a du panneau de commande 4 du premier bord longitudinal 3 vers le deuxième bord longitudinal 5 ou inversement. Autrement dit, le signal de réglage transmis à l’équipement électrique 2 est fonction du sens de variation du rapport entre le premier signal de deuxième commande 30a et le deuxième signal de deuxième commande 30b, afin de faire varier le niveau de fonctionnement de l’équipement électrique 2 en conséquence.
Les figures 12 à 16 illustrent un troisième mode de réalisation. Le troisième mode de réalisation se distingue du premier mode de réalisation en ce que l’ensemble de capteurs de force 20 comprend des capteurs de force 22 répartis sensiblement uniformément sur le panneau de commande 4, plus précisément sur la face interne 4b du panneau de commande 4. Tous les capteurs de force 22 sont de préférence imprimés sur un unique film 28. Les premières électrodes 21 de tous les capteurs de force 22 sont reliées entre elles et à la première entrée de l’unité de commande 10 par le premier conducteur 11. Les deuxièmes électrodes 23 de tous les capteurs de force 22 sont reliées entre elles et à la deuxième entrée de l’unité de commande 10 par le deuxième conducteur 12.
En conséquence, l’unité de commande 10 reçoit de l’ensemble de capteurs de force 20 non pas un premier signal de contact et un deuxième signal de contact comme dans le premier mode de réalisation, mais un unique signal de contact 30 dans le troisième mode de réalisation. Le déplacement du doigt de l’utilisateur 7 sur la face externe 4a du panneau de commande 4 n’est donc pas détecté par l’unité de commande 10.
Tel qu’illustré à la , jusqu’à ce que l’unité de commande 10 détermine que le signal de contact 30 contient le code de première commande prédéterminé 33, le signal de contact 30 forme un signal de première commande 32. L’unité de commande 10 est configurée pour réaliser l’opération a) visant à vérifier si le signal de première commande 32 correspond à l’un des codes de première commande prédéterminé 33. Comme dans les modes de réalisation précédents, dans le troisième mode de réalisation, le code de première commande prédéterminé 33 correspond à deux pressions exercées par l’utilisateur 7 surface externe 4a du panneau de commande 4 dans un intervalle de temps inférieur à l’intervalle de temps prédéterminé T.
Le signal de première commande 32 présente au premier instant t1 successivement un creux 36 puis un pic 38 et au deuxième instant t2 successivement un creux 36’ puis un pic 38’.
L’unité de commande détermine à partir du signal de première commande 32 une pression de l’utilisateur 7 au premier instant t1 du fait que le creux 36 dépasse un premier seuil 35a et une autre pression de l’utilisateur 7 au deuxième instant t2 du fait que le creux 36’ dépasse également le premier seuil 35a. L’unité de commande 10 détermine en outre que le deuxième instant t2 est postérieur d’un intervalle de temps (t2-t1) après le premier instant t1 qui est inférieur à l’intervalle de temps prédéterminé T.
L’unité de commande 10 effectue alors l’opération a’) consistant à ce que le signal de commande 40 envoyé à l’équipement électrique 2 par l’intermédiaire du cinquième conducteur 15 comprenne le signal d’actionnement 42. A la , le signal d’actionnement 42 est constitué par deux créneaux courts. A réception du signal d’actionnement 42 l’état de fonctionnement 60 de l’équipement électrique 2 présente un premier changement 62 consistant en un passage de l’état arrêté en un fonctionnement au premier niveau de fonctionnement N1.
Et, l’unité de commande 10 effectue alors l’opération b). Le signal de contact 30 forme alors une succession de signaux de deuxième commande 34, 34’, 34’’.
A partir d’un troisième instant t3, l’unité de commande 10 reçoit le signal de deuxième commande 34. L’unité de commande 10 détermine que le troisième instant t3 est postérieur d’un intervalle de temps (t3-t2) après le deuxième instant t2 qui est inférieur au seuil de durée S. L’opération b) se poursuit donc. L’unité de commande 10 détermine que le creux 36’’ est compris entre le premier seuil 35a et un deuxième seuil 35b. L’unité de commande 10 émet alors un premier signal de réglage 44 vers l’équipement électrique 2, afin de faire varier l’équipement électrique 2 de un niveau de fonctionnement. A la , le premier signal de réglage 44 est constitué par un créneau court suivi d’un créneau long. En conséquence, l’état de fonctionnement 60 de l’équipement électrique 2 présente un deuxième changement 64 consistant en un passage au deuxième niveau de fonctionnement N2, un cran supérieur au premier niveau de fonctionnement N1.
A partir d’un quatrième instant t4, l’unité de commande 10 reçoit le signal de deuxième commande 34’. L’unité de commande 10 détermine que le quatrième instant t4 est postérieur d’un intervalle de temps (t4-t3) après le troisième instant t3 qui est inférieur au seuil de durée S. L’opération b) se poursuit donc. L’unité de commande 10 détermine que le creux 36’’’ est supérieur à un troisième seuil 35c. L’unité de commande 10 émet alors un deuxième signal de réglage 44’ vers l’équipement électrique 2, afin de faire varier l’équipement électrique 2 de trois niveaux de fonctionnement. A la , le deuxième signal de réglage 44’ est constitué par deux créneaux longs. En conséquence, l’état de fonctionnement 60 de l’équipement électrique 2 présente un troisième changement 64’ consistant en un passage au cinquième niveau de fonctionnement N5, trois crans supérieurs au deuxième niveau de fonctionnement N2. Le cinquième niveau de fonctionnement N5 est le niveau de fonctionnement maximal.
A partir d’un cinquième instant t5, l’unité de commande 10 reçoit le signal de deuxième commande 34’’. L’unité de commande 10 détermine que le cinquième instant t5 est postérieur d’un intervalle de temps (t4-t3) après le quatrième instant t4 qui est inférieur au seuil de durée S. L’opération b) se poursuit donc. L’unité de commande 10 détermine que le creux 36’’’’ est compris entre le deuxième seuil 35b et le troisième seuil 35c. L’unité de commande 10 émet alors un troisième signal de réglage 44’’ vers l’équipement électrique 2, afin de faire varier l’équipement électrique 2 de deux niveaux de fonctionnement. A la , le troisième signal de réglage 44’’ est constitué par un créneau long suivi d’un créneau court. En conséquence, l’état de fonctionnement 60 de l’équipement électrique 2 présente un quatrième changement 64’’ consistant en une variation de deux niveaux de fonctionnement. Comme le cinquième niveau de fonctionnement N5 est le niveau de fonctionnement maximal, après avoir effectué les variations de niveau de fonctionnement à la hausse, l’équipement électrique 2 effectue les variations de niveau de fonctionnement à la baisse. Autrement dit, le quatrième changement 64’’ consiste en un passage du cinquième niveau de fonctionnement au troisième niveau de fonctionnement N3, deux crans inférieurs au niveau de fonctionnement N5. L’équipement électrique présente un quatrième niveau de fonctionnement N4.
Si une nouvelle entrée de commande utilisateur 8 correspondant au code de première commande prédéterminé 33 est effectuée en laissant un intervalle de temps supérieur au seuil de durée S après le cinquième instant t5, comme dans le premier mode de réalisation, l’unité de commande émet à nouveau un signal d’actionnement et l’équipement électrique 2 s’arrête.
Dans le mode de réalisation de l’invention représenté , le mât 2 étant disposé verticalement sur son pied 22, sa hauteur est d’environ un mètre et la bague 4 est maintenue à environ 80 centimètres du pied 22 dans sa position maintenue par les moyens de blocage. On comprend que cette valeur est donnée à titre d’exemple, pour indiquer que préférentiellement la bague 4 est sensiblement à hauteur de la taille d’un être humain de corpulence standard lorsque le mât est positionné dans le conteneur. Bien entendu, cette valeur pourra varier selon les dimensions du conteneur et notamment selon la présence ou non de pieds sous le conteneurs.
Le mât 2 s’étend selon un axe X vertical sur la , définissant une direction axiale, une direction radiale étant définie comme orthogonale à cette direction axiale et passant par l’axe X du mât, tandis qu’une direction angulaire est définie comme ortho-radiale par rapport à la direction axiale.
La bague 4 comporte quatre bras 8 angulairement répartis autour du mât 2. Ces bras 8 sont chacun articulés à la bague 4 par des charnières 82 venues de matière avec la bague 4, l’axe d’articulation de chaque charnière 82 étant orthogonal à l’axe X. Chaque bras 8 s’étend depuis une charnière 82 jusqu’à une extrémité du bras 8 opposée à cette charnière 82 et pourvue d’une roulette 12. La roulette 12 est montée en rotation sur cette extrémité du bras 8 selon un axe orthogonal à l’axe X. Les roulettes 12 ont dans l’exemple illustré un diamètre d’environ 5 centimètres soit environ 0,05 fois la hauteur du mât 2. On comprend que selon la hauteur du mât du dispositif de l’invention, le diamètre des roulettes 12 peut varier, mais il est souhaitable que le diamètre des roulettes soit d’une valeur comprise entre 0,04 à 0,08 fois la longueur du mât.
La longueur de chaque bras 8 est inférieure à celle du mât 2. Notamment lorsque la bague 4 est maintenue en hauteur sur le mât 2 par les moyens de blocage 6, et que le pied 22 en bout du mât repose sur le sol, les roulettes 12 disposées à l’extrémité des bras ne touchent pas le sol et présentent un angle par rapport à la verticale du mat pour faciliter leur déploiement. Il est en effet recherché que les roulettes 12 ne soient pas au contact du conteneur lorsque la bague est déplacée et que les bras sont déployés, afin de s’assurer que les roulettes ne gênent pas au bon déploiement de l’ensemble. Dans la position évoquée où la bague est maintenue par les moyens de blocage, les roulettes sont verticalement proches du sol. La longueur des bras dans l’exemple illustré est d’environ soixante-dix centimètres.
Une portion médiane de chaque bras 8 est munie d’une charnière 84 dans laquelle est montée en rotation une première extrémité d’une bielle 10, l’autre extrémité de la bielle 10 étant montée en rotation dans une charnière 26 agencée sur le pied 22 du mât 2. Les axes d’articulation de la bielle 10 sont parallèles à l’axe d’articulation du bras 8 dans la charnière 82 solidaire de la bague 4. Les bielles 10 permettent d’accompagner le déploiement des bras 8 à distance du mât 2 lorsque la bague 4 coulisse le long du mât 2 en direction du pied 22, et d’accompagner à l’inverse le repliement des bras 8 le long du mât 2 lorsque la bague est remontée vers les moyens de blocage 6.
Le trou des moyens de blocage 6, agencé dans le mât 2, forme un dispositif d’indexage d’une position de début de course C1 de la bague 4, correspondant à une position de la bague 4 pour laquelle les bras 8 sont repliés et agencés sensiblement le long du mât, cette position étant visible sur la . A titre d’exemple, dans cette position de début de course C1, chacun des bras forme un angle aigu inférieur à trente degrés avec l’axe X du mât 2. Dans cette position C1, les roulettes 12 des bras 8 ne touchent pas le sol lorsque le pied 22 repose sur celui-ci, la distance dans la direction axiale entre les roulettes 12 et l’extrémité du pied 22 opposée au mât étant non nulle. Tel qu’évoqué précédemment, cela permet, lorsque le dispositif est positionné dans le fond du conteneur, d’éviter que les roulettes soient au contact de l’enveloppe préalablement au déploiement des bras et donc d’éviter que la force de frottement de l’enveloppe lutte contre le déploiement des bras et provoque le cas échéant un arrachement de l’enveloppe.
Il est à noter qu’en variante d’autres moyens de blocage sont utilisables. Par exemple, à la place d’un trou, le mât comporte en variante une rainure dans laquelle une vis traversant la bague vient s’engager, pour bloquer la bague par compression lors du serrage de la vis contre la surface du mât, la position de début de course étant alors déterminée par un utilisateur du dispositif d’aide au conditionnement selon l’invention, c’est-à-dire sans dispositif d’indexage. Dans encore une autre variante, le dispositif d’aide au conditionnement selon l’invention ne comporte pas de moyens additionnels tels que des vis ou des goupilles, les moyens de blocage étant générés par l’ajustement de la bague sur le mât.