INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En cours d'utilisation, la température du flux à l'entrée de turbine haute pression peut être particulièrement élevée. Cette température, qui peut être dénommée TET, peut être mesurée à la sortie de la chambre de combustion, par exemple immédiatement en amont de la première aube de turbine, qui elle-même peut être appelée aube directrice de tuyère. Dans certains exemples, la TET peut dépendre, pour une condition de poussée donnée, de la composition spécifique du carburant fourni à la chambre de combustion. aux conditions de croisière, la TET peut être au moins (ou de l'ordre de) l'une quelconque des suivantes : 1400 K, 1450 K, 1500 K, 1550 K, 1600 K ou 1650 K. Ainsi, strictement à titre d'exemple non limitatif, la TET aux conditions de croisière d'un moteur à turbine à gaz à engrenages ayant un diamètre de soufflante dans la plage allant de 200 cm à 210 cm peut être dans la plage allant de 1540 K à 1600 K. Strictement à titre d'exemple non limitatif, la TET aux conditions de croisière d'un moteur à turbine à gaz à engrenages ayant un diamètre de soufflante dans la plage allant de 210 cm à 230 cm peut être dans la plage allant de 1590 K à 1650 K. Strictement à titre d'exemple non limitatif, la TET aux conditions de croisière d'un moteur à turbine à gaz à engrenages ayant un diamètre de soufflante dans la plage allant de 340 cm à 360 cm peut être dans la plage allant de 1600 K à 1660 K. Strictement à titre d'exemple non limitatif, la TET aux conditions de croisière d'un moteur à turbine à gaz à engrenages à entraînement direct ayant un diamètre de soufflante dans la plage allant de 300 cm à 340 cm peut être dans la plage allant de 1590 K à 1650 K. Strictement à titre d'exemple non limitatif, la TET aux conditions de croisière d'un moteur à turbine à gaz à engrenages à entraînement direct ayant un diamètre de soufflante dans la plage allant de 300 cm à 340 cm peut être dans la plage allant de 1570 K à 1630 K.
Si le BMS détecte une fin de décharge, alors on considère que C r (t k ) = 0. Si le BMS détecte une fin de charge, alors on considère que C r (t k ) = C tot_ref (t k ). On peut alors recalculer le SOC (t k ) tel que SOC (t k ) = Cr(t k )/ C tot_ref (t k )
On peut alors calibrer la valeur Q d (t k ) = Q c (t k ) = 0.
La quantité d'Ah déchargée au temps t k est égale à la quantité d'Ah chargée au temps t k , calibrée à 0, ce qui termine l’étape de calibration.
Dans cette phase de calibration, le SOC est recalibré à 100%, respectivement 0%, à chaque fois que le critère de fin de charge, respectivement de fin de décharge, est atteint par le BMS, ce qui permet à chaque fois que c’est possible de corriger les éventuelles dérives d’un algorithme Ah-métrique.
Mode de charge de la batterie On prévoit de déterminer le mode de charge de la batterie, c’est-à-dire si celle-ci est en charge, en décharge, ou ni l’un ni l’autre, c’est-à-dire en mode neutre.
Pour ce faire, on prévoit de mesurer l’intensité I aux bornes de la batterie.
Si I ref , alors on considère que la batterie est en mode de décharge ;
Si I > I ref , alors on considère que la batterie est en mode de charge ;
Si I = I ref pendant une durée prédéterminée, alors on considère que la batterie est en mode neutre.
I ref est une valeur de référence d’intensité. Par exemple I ref = 0. Toutefois, il peut être souhaitable de définir une valeur non nulle pour I ref , afin de prendre en compte notamment le courant lié à l’autoconsommation du système intégrant la batterie, qui est généralement en veille lors de la mise en œuvre de l’invention.
Calcul du SOC Une fois le mode de charge de la batterie déterminé, on peut calculer le SOC de la manière suivante.
Pour le mode de dé charge :
On détermine tout d’abord la valeur Q d (t k ), la quantité d'Ampères-heure déchargée au temps t k , ou durant un pas de temps égal à t k . La quantité d’Ah peut être mesurée ou calculée, par intégration du courant en fonction du temps.
En particulier, la valeur Q d (t k ) est calculée en fonction de la température, et de l’intensité de décharge, comme décrit ultérieurement.
On peut alors calculer la valeur C r (t k ), qui est la capacité stockée restante, considérant une décharge complète dans les conditions de référence.
La valeur C r (t k ) au temps t k dépend : de la valeur C r (t k -1 ) au pas de temps précédent t k-1 , et de la valeur Q d (t k ).
L’écoulement d’huile est ensuite acheminé vers/en retour vers un générateur d’entraînement intégré 2006, où il lubrifie des composants mobiles et est réchauffé pendant le procédé. Dans certaines mises en œuvre, l’huile peut être utilisée principalement comme liquide de refroidissement pour l’IDG 2006, et peut effectuer une lubrification minimale ou nulle.
À partir du générateur d’entraînement intégré 2006, l’huile est collectée dans un carter 2008. Une pompe de récupération 2010 est conçue pour pomper de lʼhuile du carter 2008 en retour dans le réservoir dʼhuile 2002, prête à être réutilisée.
Un second système d’huile à boucle fermée 2000’ tel qu’illustré sur la comprend un réservoir d’huile supplémentaire 2002’ approprié pour contenir un volume d’huile. Dans certaines mises en œuvre, les gaz sont retirés de l’huile au sein du réservoir d’huile 2002’ du second système à boucle fermée par un dé-aérateur.
Une seconde pompe d’alimentation 2004’ est conçue pour pomper de l’huile du réservoir d’huile 2002’ du second système d’huile à boucle fermée à l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007. La température moyenne de l’huile entrant dans l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007, aux conditions de croisière, est supérieure à la température moyenne du carburant entrant dans l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007. Dans l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007, l’énergie thermique est transférée de l’écoulement d’huile vers l’écoulement du carburant. De cette manière, la température moyenne de l’huile sortant de l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007 est inférieure à la température moyenne de l’huile entrant dans l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007, de sorte qu’elle est refroidie avant réutilisation comme lubrifiant, permettant à l’huile refroidie d’éliminer plus de chaleur du système à lubrifier. De cette manière également, la température moyenne du carburant sortant de l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007 est supérieure à la température moyenne de carburant entrant dans l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007.
L’écoulement d’huile est ensuite acheminé vers un réducteur de puissance 30, qui peut également être décrit en tant que réducteur principal 30 du moteur à turbine à gaz 10, et généralement également à d’autres composants de moteur 33 comportant un réducteur auxiliaire (AGB) et une ou plusieurs chambres de palier.
L’écoulement d’huile peut être divisé en deux ou plusieurs écoulements parallèles, par exemple un écoulement à travers le réducteur principal 30 et un écoulement à travers les autres composants de moteur 33, ou plusieurs écoulements parallèles à travers le réducteur principal 30 (par exemple par l’intermédiaire de composants différents du réducteur) et des écoulements séparés à travers l’AGB 33 et la ou chaque chambre de palier 33.
Le réducteur de puissance 30 est agencé pour recevoir une entrée provenant de l’arbre de cœur et pour délivrer en sortie un entraînement à la soufflante par l’intermédiaire de l’arbre de soufflante 42, et donc peut comprendre ou avoir associé à celui-ci un ou plusieurs paliers pour supporter les arbres, qui peuvent être des paliers lisses. En outre, le réducteur 30 a des engrenages à l’intérieur de celui-ci, et peut avoir un ou plusieurs paliers lisses associés aux engrenages à l’intérieur de celui-ci, qui peuvent également avoir besoin de lubrification et/ou de refroidissement. L’huile peut être utilisée pour lubrifier les paliers lisses et/ou les engrenages, et augmente généralement en température de façon significative en utilisation dans des conditions de croisière, de manière à aider à refroidir les paliers et/ou engrenages lorsque l’écoulement d’huile transporte la chaleur à l’écart de ceux-ci.
On aura à l’esprit que le réducteur principal 30 peut comprendre plusieurs composants différents à lubrifier – par exemple des engrenages (et par exemple plus spécifiquement des dents d’engrenage qui s’engrènent) et également un ou plusieurs paliers lisses au sein du réducteur 30. Une mise en œuvre plus complexe de ce second système d’huile à boucle fermée 2000’ agencé pour permettre des écoulements d’huile différents à différents composants de réducteur est décrite ci-dessous par rapport à la .
Les composants de moteur 33 refroidis, et éventuellement également lubrifiés, par l’écoulement d’huile comprennent généralement un AGB 33. L’AGB, également appelé entraînement accessoire, est un réducteur faisant partie du moteur à turbine à gaz 10, bien qu’il ne soit pas une partie du cœur du moteur 11 et n’entraîne pas la soufflante 23. L’AGB entraîne à la place les accessoires moteur, par exemple les pompes à carburant, et généralement de grandes charges manipulées. Une quantité relativement importante de chaleur peut donc être déversée dans l’huile depuis l’AGB. Une ou plusieurs chambres de palier peuvent être lubrifiées par la même huile, et peuvent de manière similaire évacuer de la chaleur dans l’huile. Par unité d’huile qui s’écoule à travers eux, l’AGB et les chambres de palier 33 peuvent ajouter plus de chaleur à l’huile que le réducteur principal 30 dans la plupart des mises en œuvre.
Par exemple, dans diverses mises en œuvre dans des conditions de croisière, la température de sortie de l’huile provenant du réducteur de puissance 30 peut être un maximum de 160 °C, et éventuellement dans la plage allant de 100 °C à 160 °C. En revanche, l’huile sortant de l’AGB et/ou des différentes chambres de palier 33 peuvent avoir une température comprise entre 160 °C et 220 °C. Dans des mises en œuvre dans lesquelles l’écoulement ne se divise pas, l’huile peut s’écouler à travers le réducteur de puissance 30 avant d’entrer dans l’AGB 33. Une ou plusieurs soupapes peuvent être fournies pour contrôler la division de l’écoulement d’huile.
En revenant à la , à partir du réducteur de puissance 30 et d’autres composants de moteur 33, l’huile est collectée dans un second carter 2008’. Le carter 2008’ peut être un carter unique, ou peut être composé d’une pluralité de carters séparés, par exemple comme décrit plus en détail ci-après par rapport à la . Une seconde pompe de récupération 2010’ est conçue pour pomper de l’huile du second carter 2008’ en retour dans le réservoir d’huile 2002’ du second système d’huile à boucle fermée, prête à être réutilisée. De manière similaire au ou aux carters, plusieurs pompes de récupération peuvent être utilisées dans certaines mises en œuvre.
La montre schématiquement un exemple de section alternatif du second système d’huile à boucle fermée 2000’ illustré sur la . Dans cette section un écoulement d’huile est pompé par la pompe d’alimentation 2004’ par une soupape 2016. La soupape 2016 est actionnable pour diviser l’écoulement d’huile entre l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007 et un premier échangeur de chaleur air-huile 2020, le premier échangeur de chaleur air-huile 2020 étant agencé en parallèle de l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007. L’écoulement d’huile ramifié peut se reconnecter ensuite, avant que l’huile ne soit envoyée au réducteur 30 et d’autres composants de moteur 33 à refroidir et/ou lubrifier. L’écoulement d’huile recombiné est ensuite acheminé vers le réducteur de puissance 30 et d’autres composants de moteur 33 à refroidir et/ou à lubrifier. Dans divers exemples, un échangeur de chaleur huile-huile (non représenté) peut être agencé en série avec/sur la même branche de l’agencement parallèle que le premier échangeur de chaleur air-huile 2020. L’échangeur de chaleur huile-huile peut permettre un échange de chaleur entre les premier et second systèmes d’huile à boucle fermée 2000, 2000’.
Tout pourcentage approprié d’huile peut s’écouler à travers chacun du premier échangeur de chaleur air-huile 2020 et de l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007. Dans certains exemples, la soupape 2016 est exploitable pour faire varier l’écoulement d’huile vers l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007 et le premier échangeur de chaleur air-huile 2020.
On aura à l’esprit également que dans différentes mises en œuvre, l’un quelconque des échangeurs de chaleur carburant-huile 1005, 1007 peut être agencé en série ou en parallèle avec un ou plusieurs échangeurs de chaleur air-huile.
La montre schématiquement un exemple d’agencement et d’interaction du premier système d’huile à boucle fermée 2000, du second système d’huile à boucle fermée 2000’ et du système de carburant 1000, avec un écoulement de carburant montré dans une ligne noire épaisse et un écoulement d’huile montré dans une ligne noire plus mince.
Le premier système d’huile à boucle fermée 2000 de cet exemple d’agencement est agencé comme illustré sur la . Le second système d’huile à boucle fermée 2000’ de cet exemple d’agencement est agencé comme illustré sur la . Le système de carburant 1000 de cet exemple d’agencement est agencé comme illustré sur la .
Pour fournir de l’huile aux engrenages 28, 32, 38, le reste de cette huile refroidie peut être mélangé à l’huile non refroidie du réservoir principal 2002’ de façon à fournir de l’huile à une température d’environ 120 °C aux engrenages.
On aura à l’esprit que ces températures sont fournies à titre d’exemple de valeurs au fonctionnement en croisière uniquement, et peuvent varier entre des mises en œuvre.
Dans certaines mises en œuvre, l’huile la plus chaude (par exemple, des composants du moteur 33 comportant l’AGB) peut être envoyée directement à un échangeur de chaleur carburant-huile 1007 au lieu d’être mélangée à l’huile plus froide dans le réservoir principal 2002’ d’abord pour augmenter une montée en température du carburant.
Le système d’huile peut comprendre en outre une ou plusieurs soupapes agencées pour contrôler le mélange d’écoulements d’huile – par exemple, une soupape d’arrêt lisse (JSOV) et une soupape de remise en circulation à huile variable (VORV) peuvent être fournies pour contrôler l’écoulement d’huile vers les paliers lisses 44. La JSOV peut être une soupape passive basée sur la pression d’huile – si la pression d’huile est faible, la soupape peut créer automatiquement un circuit à boucle fermée alimentant de l’huile du carter de réducteur de puissance (PGB) 2008a’ en retour vers les paliers lisses de PGB 44. La VORV peut contrôler les proportions d’huile du carter 2008a’, du réservoir auxiliaire 2008b’ et du système d’échange de chaleur 2020, 1007, dans l’huile envoyée aux paliers lisses de PGB 44, par exemple en fonction d’une rétroaction d’un ou plusieurs capteurs de température.
Les inventeurs étaient conscients que l’utilisation de carburants différents des carburants à base de kérosène traditionnels, tels que des carburants aviation durables par exemple, peut permettre à plus de chaleur d’être transférée de l’huile au carburant par unité de volume du carburant à travers le système d’échange de chaleur. Des températures de carburant plus élevées à l’entrée de la chambre de combustion peuvent permettre une efficacité de combustion de carburant améliorée, et/ou un refroidissement d’huile amélioré, comme décrit ci-dessus.
La illustre un exemple de procédé 18000 de fonctionnement d’un moteur à turbine à gaz à engrenages 10 avec un réducteur 30 comprenant des engrenages 28, 32, 38 et des paliers lisses 44. Le procédé 18000 comprend les étapes consistant à :
Étape 18100 : Contrôle du système d’échange de chaleur de manière à transférer 200 à 600 kJ/m 3 de chaleur au carburant à partir de l’huile dans des conditions de croisière.
Ce transfert de chaleur de l’huile vers le carburant peut être utilisé pour contrôler la température de l’huile à l’entrée du réducteur.
Le contrôle du système d’échange de chaleur peut comprendre le contrôle de l’écoulement d’huile et/ou de l’écoulement de carburant à travers les échangeurs de chaleur carburant-huile principal et d’IDG 1005, 1007, par exemple à l’aide d’une ou plusieurs conduites de contournement ou de boucles de remise en circulation 6010, 6011 telles que décrites ci-dessus.
Dans divers mises en œuvre telles qu’abordées précédemment, le contrôle 18100 du système d’échange de chaleur peut comprendre le contrôle de l’écoulement de carburant à travers les échangeurs de chaleur carburant-huile principal et d’IDG 1005, 1007.
L’écoulement du carburant peut être contrôlé à l’aide d’une soupape de remise en circulation 6010 lorsqu’elle est présente. Une quantité de carburant activement contrôlée sortant de l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007 peut être remise en circulation vers l’entrée de l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1007 plutôt que de s’écouler directement vers la chambre de combustion 16. Cette remise en circulation peut également amener du carburant qui a déjà traversé la pompe à carburant moteur 1003 en retour vers une position en amont de la pompe à carburant moteur 1003, en fonction de l’emplacement de la boucle de remise en circulation.
Le contrôle 18100 du système d’échange de chaleur peut comprendre le contrôle d’écoulement d’huile à travers les échangeurs de chaleur carburant-huile primaire et d’IDG 1005, 1007, et/ou à travers un ou plusieurs autres échangeurs de chaleur, par exemple, un échangeur de chaleur huile-huile 2030 entre des systèmes d’huile à boucle fermée séparés, dans des architectures de moteur avec plusieurs systèmes d’huile à boucle fermée, ou un échangeur de chaleur air-huile 2020.
En complément ou alternativement, comme pour l’écoulement de carburant, l’écoulement d’huile peut être contrôlé à l’aide d’une ou plusieurs conduites de contournement, lorsqu’elles sont présentes, permettant à l’huile de contourner un ou plusieurs échangeurs de chaleur 1005, 1007 au lieu de s’écouler à travers ceux-ci. L’huile peut également être remise en circulation dans certaines mises en œuvre, et/ou l’écoulement d’huile peut être ajusté en contrôlant une ou plusieurs pompes à huile.
Le système d’échange de chaleur peut comprendre un contrôleur agencé pour mettre en œuvre ce contrôle. Le contrôleur peut recevoir des entrées d’un ou plusieurs capteurs de température, et peut contrôler une ou plusieurs soupapes, et/ou la pompe 1003, en fonction des données reçues. Le système d’échange de chaleur peut comprendre une ou plusieurs soupapes, pompes, et/ou conduites de remise en circulation ou de contournement en plus de celles explicitement représentées et décrites ici pour faciliter ce contrôle.
La présente invention permet de déterminer le SOH d’une cellule, quelle que soit la tension, mais elle est avantageusement mise en œuvre pour des tensions correspondant au plateau de tension.
Elle permet également une mise en œuvre sur une portion réduite du plateau de tension, correspondant à une plage de variation réduite du SOC, et est donc particulièrement applicable dans le contexte d’applications de batteries n’effectuant pas des cycles de charges et décharges complets.
Elle est avantageusement mise en œuvre : pour des batteries connectées au réseau électrique, notamment des batteries mises en œuvre dans le domaine des énergies renouvelables (solaire, éolien, hydraulique, géothermie, biomasse, etc.), et par exemple des batteries d’onduleurs ; pour des batteries de systèmes autonomes (maisons individuelles / bâtiments autonomes, satellites, dispositifs électroportatifs, etc.).
La présente invention peut être mise en œuvre en charge ou en décharge de la batterie.
De préférence, la charge est contrôlée, réalisée à courant constant et tension constante (CC-CV).
Dans ce contexte, la présente invention concerne selon un premier de ses objets un procédé de détermination de l’état de santé (SOH) d’une cellule de batterie Li-ion, la cellule étant destinée à être opérée dans une plage de tension d’usage pour une application d’usage, le procédé comprenant des étapes consistant à :
- définir une plage de tension de mesure comprise dans la plage de tension d’usage, et délimitée par une première valeur prédéterminée de tension de mesure et une deuxième valeur prédéterminée de tension de mesure, et
- lorsque la tension aux bornes de la cellule est comprise entre la première valeur prédéterminée de tension de mesure et la deuxième valeur prédéterminée de tension de mesure :
- déterminer l’une des valeurs parmi :
o l’acceptance de charge totale en décharge (Qd-T) sur la plage de tension de mesure ;
o l’acceptance de charge totale en charge (Qc-T) sur la plage de tension de mesure ;
l’acceptance de charge totale en décharge (Qd-T), respectivement en charge (Qc-T), étant déterminée par la somme des valeurs Qd (tk), respectivement Qc (tk), entre la première valeur prédéterminée de tension de mesure et la deuxième valeur prédéterminée de tension de mesure,
la valeur Qd (tk), respectivement Qc (tk), étant la valeur de l’acceptance de charge en décharge, respectivement en charge, correspondant à la quantité d'Ampère-heure déchargée, respectivement chargée, de la cellule au temps k (tk) ou durant un pas de temps égal à tk ; et
Les performances fonctionnelles dʼune composition donnée, ou mélange de carburant pour une utilisation dans une mission donnée, peuvent être définies, au moins en partie, par la capacité du carburant à traiter le cycle de Brayton du moteur à turbine à gaz 10. Les paramètres définissant les performances fonctionnelles peuvent comporter, par exemple, une énergie spécifique ; une densité d’énergie ; une stabilité thermique ; et des émissions comportant des matières particulaires. Une énergie spécifique relativement plus élevée (c’est-à-dire une énergie par unité de masse), exprimée en MJ/kg, peut réduire au moins partiellement le poids au décollage, ce qui fournit potentiellement une amélioration relative du rendement en carburant. Une densité énergétique relativement plus élevée (c’est-à-dire une énergie par unité de volume), exprimée en MJ/L, peut réduire au moins partiellement le volume du carburant au décollage, ce qui peut être particulièrement important pour des missions limitées en volume ou des opérations militaires impliquant un ravitaillement. Une stabilité thermique relativement plus élevée (c’est-à-dire le fait d’inhiber la dégradation ou la cokéfaction du carburant sous contrainte thermique) peut permettre au carburant de subir des températures élevées dans le moteur et des injecteurs de carburant, fournissant ainsi potentiellement des améliorations relatives dans l’efficacité de la combustion. Les émissions réduites, comportant des matières particulaires, peuvent permettre une formation de traînée de condensation réduite, tout en réduisant l’impact environnemental d’une mission donnée. D’autres propriétés du carburant peuvent également être essentielles à des performances fonctionnelles. Par exemple, un point de congélation relativement plus faible (°C) peut permettre à des missions à longue portée d’optimiser les profils de vol ; les concentrations minimales aromatiques (%) peuvent assurer un gonflement suffisant de certains matériaux utilisés dans la construction de joints toriques et de joints préalablement exposés aux carburants à fort contenu aromatique ; et, une tension superficielle maximale (mN/m) peut assurer une rupture de pulvérisation et une atomisation suffisantes du carburant.
Le rapport entre le nombre d’atomes d’hydrogène et le nombre d’atomes de carbone dans une molécule peut influencer l’énergie spécifique d’une composition donnée, ou mélange de combustible. Les carburants présentant des rapports supérieurs d’atomes d’hydrogène aux atomes de carbone peuvent avoir des énergies spécifiques plus élevées en l’absence de souche de liaison. Par exemple, les carburants hydrocarbonés à base fossile peuvent comprendre des molécules ayant environ 7 à 18 carbones, avec une partie significative d’une composition donnée issue de molécules de 9 à 15 carbones, avec une moyenne de 12 carbones.