INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un RCD de type B est représenté schématiquement à la , il est représenté dessiné des conducteurs L1 à L3 de phase et un conducteur N neutre. S'il apparaît un courant différentiel, le RCD se déclenche et interrompt les conducteurs au moyen d'interrupteurs S. Il est prévu un circuit 31 d'excitation (l'alimentation en énergie électrique du circuit 31 d'excitation n'est pas représentée), qui produit un courant d'excitation, typiquement par une tension V exc alternative, qui chute aux bornes de la résistance R sense ou 33 de mesure, c'est-à-dire que le courant d'excitation est un courant alternatif. Celui-ci attaque périodiquement le noyau magnétique d'un transformateur 1 de courant ZCT à l'aide d'une inductance 32, d'un point de saturation au point de saturation opposé (détection de saturation au moyen d'un détecteur 34). On produit ainsi un champ magnétique moyen de 0 A/m. Par la production d'une intensité de champ magnétique de 0 A/m, on produit également, dans le cas de la présence d'un courant résiduel, un courant de compensation.
Ce courant emporte une chute de tension aux bornes de la résistance R sense (repère 33) de mesure. Un circuit de traitement du signal ayant le filtre 35 passe-bas compense l'influence du courant d'excitation. Un amplificateur 36 amplifie le signal et un additionneur additionne un décalage afin que le signal puisse, à l'aide d'un convertisseur (entrée 41) analogique-numérique monté dans une micro-unité 4 de commande, être mesuré. On peut alors calculer le courant résiduel par la formule suivante :
dans laquelle S est le facteur d'amplification, VADC est la tension numérisée au convertisseur vAN, Vo est la tension de décalage ajoutée, N2 est l'indice d'enroulement secondaire du transformateur ou l'indice d'enroulement de l'inductance 32 et R sense correspond à la résistance 33 ohmique de la .
La micro-unité 4 de commande calcule la valeur du courant résiduel. Elle effectue par exemple le calcul de la valeur RMS (RMS est une abréviation de "root mean square" et désigne la valeur efficace du courant). Sur la base de la valeur RMS on contrôle des critères pour une interruption du courant (par exemple valeur de seuil de la valeur RMS reliée éventuellement à un critère de temps pour le dépassement de la valeur de seuil). Si les conditions d'une interruption sont satisfaites, la micro-unité 4 de commande émet à la sortie 42 un signal d'interruption, par lequel une unité 5 d'interruption (c'est habituellement c'est aussi la notion anglaise de "trip unit") est excitée pour l'ouverture de l'interrupteur S.
Il convient de s'assurer qu'une aimantation du noyau ne donne pas un courant résiduel apparent et ainsi un déclenchement du RCD. L'effet de l'aimantation du noyau du transformateur est représenté dans la courbe d'hystérésis de la . L'intensité B du champ magnétique est portée en fonction de l'intensité du champ H d'aimantation. La courbe d'hystérésis d'origine est la courbe inférieure. Si l'on aimante le noyau du transformateur d'une manière permanente par un champ magnétique positif ayant une intensité Hsurge de champ, qui est significativement plus grande que l'intensité Hexc de champ produite par le générateur d'excitation, la boucle d'hystérésis ne peut plus être centrée autour de l'origine B = 0, mais est décalée légèrement dans le sens des intensités B de champ positives (courbe supérieure), il s'ensuit une petite différence entre les valeurs de rémanence positive et négative : ΔBr.
L'aimantation du noyau a le même effet sur la détection qu'un courant résiduel en courant continu, qu'un champ magnétique correspondant aurait induit dans le noyau. Le circuit de détection compense automatiquement cette aimantation, au moyen d'une intensité de champ de compensation correspondant :
ΔH c = ΔB r / μ
le circuit de détection détecte alors un courant en courant continu présumé, qui en réalité n'est même pas présent :
I app =L Fe x ΔH c .
La représente le courant apparent en fonction de l'impulsion Hsurge de champ et de l'intensité Hexc de champ d'excitation. Le point A de travail d'origine est décalé vers le point B. La désaimantation partielle qui s'ensuit à la valeur Hexc par le point C se traduit par une aimantation résiduelle au point D et correspond au courant I_app apparent.
Les figures 4a et 4b représentent cette même aimantation et ses effets dans la représentation temporelle. Le passage du point A au point D en passant par B et C ne peut pas être représenté dans cette résolution, parce qu'il est bien plus rapide que la période de l'intensité Hexc du champ d'excitation.
Des scénarios possibles, qui pourraient conduire à une aimantation du noyau sont : de grandes impulsions de courant par forte élévation du courant lors d'un coup de foudre ou d'un court-circuit du circuit à une mise à la terre. Dans des courants de ce genre (plusieurs milliers d'ampères) l'intensité de champ d'aimantation peut dépasser 100,000 A/m, ce qui est à comparer à l'intensité de champ d'aimantation de Hexc de l'ordre de 50 A/m.
Le véhicule selon l’invention présente donc un châssis de structure simplifiée – avec un nombre de pièces réduit – mais néanmoins robuste.
En outre, en prévoyant de monter les trains roulants dans les mêmes zones d’assemblage que les châssis partiels, c’est la structure globale du véhicule qui est simplifiée et renforcée, et le véhicule obtenu présente une esthétique améliorée. Cela peut également permettre d’intégrer dans une même opération d’assemblage les composants du châssis et ceux des trains roulants, ce qui simplifie considérablement la construction et réduit le temps d’assemblage.
Le plan moyen des quatre zones d’assemblage peut être situé à mi-hauteur du châssis. Dans ce cas, les châssis partiels inférieur et supérieur forment des demi-châssis. En prévoyant que ces demi-châssis soient identiques ou sensiblement identiques, on arrive à une solution technique particulièrement simple structurellement, et on limite considérablement les pièces à fabriquer et à stocker.
En position montée et lorsque le véhicule est sur un sol horizontal, les portions d’assemblage des châssis partiels inférieur et supérieur sont sensiblement verticales.
Avantageusement, les trains roulants peuvent être situés sensiblement ou majoritairement à l’extérieur de l’emprise de l’habitacle, c'est-à-dire, en vue de dessus, à l’extérieur de la zone occupée par l’habitacle.
Selon une réalisation possible, pour au moins un montant et par exemple pour chaque montant, la portion d’assemblage d’un des châssis partiels, de préférence le châssis partiel inférieur, est munie d’un tourillon coaxial au montant, et la portion d’assemblage de l’autre des châssis partiels possède une partie extrême creuse apte à recevoir le tourillon, pour permettre l’assemblage par emboîtement desdits châssis partiels.
Un tel assemblage par simple emboîtement de pièces concentriques est particulièrement aisé et rapide à mettre en œuvre.
De préférence tous les tourillons sont agencés sur le même châssis partiel, par exemple le châssis partiel inférieur.
La forme extérieure du tourillon ne correspond pas nécessairement à la forme intérieure de la partie extrême creuse de la portion d’assemblage le recevant. Si les formes et/ou les dimensions du tourillon et de la partie extrême creuse de la portion d’assemblage sont différentes, il peut être prévu une pièce intermédiaire d’adaptation et/ou un organe de fixation mutuel.
La partie extrême du système de liaison de chaque train roulant directeur, et de préférence de chaque train roulant, peut comprendre un manchon.
Selon une réalisation possible, pour chaque montant sur lequel est monté un train roulant directeur, et de préférence pour chaque montant, le tourillon prévu sur la portion d’assemblage de l’un des châssis partiels est engagé dans le manchon du système de liaison du train roulant, ledit manchon étant interposé entre la portion d’assemblage du châssis partiel inférieur et la portion d’assemblage du châssis partiel supérieur.
Ainsi, le tourillon qui permet l’assemblage des châssis partiels inférieur et supérieur constitue également le pivot de direction du train roulant correspondant, ce pivot de direction se trouvant donc totalement intégré à la structure, ce qui le rend particulièrement robuste et esthétique.
On peut prévoir que le tourillon soit cylindrique de même que la face du manchon qui est en regard du et coopère avec le tourillon, afin de former la liaison pivot.
Les portions d’assemblage, et de préférence l’ensemble des éléments structurels formant les châssis partiels inférieur et supérieur, peuvent être tubulaires. Ceci contribue à la simplicité structurelle, la robustesse et la rapidité d’assemblage du châssis.
Selon une réalisation possible, le manchon est également tubulaire, et les diamètres extérieurs du manchon et des portions d’assemblage sont sensiblement identiques. Ainsi, la liaison entre la structure rigide du véhicule et ses trains roulants, en particulier les trains roulants directeurs, est minimaliste voire quasiment invisible.
Avantageusement, l’axe du pivot de direction passe sensiblement par le point de contact de la roue correspondante avec le sol.
La est une vue schématique en perspective de l’enroulement de l’élément de renfort.
La est une vue schématique en coupe de l’enroulement de l’élément de renfort.
La est une vue schématique en perspective de l’enroulement de la partie intermédiaire de la texture fibreuse.
La est une vue schématique en perspective du début de l’enroulement de la deuxième partie de la texture fibreuse.
La est une vue schématique en coupe du début de l’enroulement de la deuxième partie de la texture fibreuse.
La est une vue schématique en perspective de la fin de l’enroulement de la deuxième partie de la texture fibreuse.
La est une vue schématique en coupe de la fin de l’enroulement de la deuxième partie de la texture fibreuse.
La est une vue schématique en coupe montrant le positionnement de secteurs d’injection sur la préforme du carter des figures 12 et 13.
La est une vue schématique partielle en perspective de l’assemblage du carter de soufflante avec un panneau acoustique.
La illustre une texture fibreuse 1000 réalisée de manière bien connue par tissage, par exemple au moyen d’un métier à tisser de type jacquard sur lequel on a disposé un faisceau de fils de chaîne en une pluralité de couches, les fils de chaîne étant liés par des fils de trame. La texture fibreuse 1000 est destinée à être enroulée autour d’un mandrin.
Afin d’obtenir des caractéristiques mécaniques intéressantes pour le carter de soufflante, la texture fibreuse 1000 est de préférence réalisée par tissage tridimensionnel. Par « tissage tridimensionnel » ou « tissage 3D », on entend ici un mode de tissage par lequel certains au moins des fils de trame lient des fils de chaîne sur plusieurs couches de fils de chaîne ou inversement. La texture fibreuse peut présenter une armure de tissage interlock. Par tissage « interlock », on entend ici une armure de tissage dans laquelle chaque couche de fils de trame lie plusieurs couches de fils de chaîne, avec tous les fils d'une même colonne de trame ayant le même mouvement dans le plan de l'armure. D’autres armures de tissage sont envisageables.
Les fibres de la texture fibreuse 1000 peuvent être des fibres de carbone, de céramique, de verre ou d’aramide, ou encore un mélange de telles fibres. En particulier, la texture fibreuse 1000 peut être réalisée à partir de fibres constituées des matériaux suivants : le carbure de silicium, l’alumine, la mullite, la silice, un aluminosilicate, un borosilicate, ou un mélange de plusieurs de ces matériaux.
Comme illustré sur la , la texture fibreuse 1000 présente une forme de bande qui s’étend en longueur suivant une direction longitudinale D X , en largeur suivant une direction transversale D Y et en épaisseur suivant une direction d’épaisseur D E . La direction longitudinale D X peut correspondre à la direction suivant laquelle s’étendent les fils de chaîne, et la direction transversale D Y peut correspondre à la direction suivant laquelle s’étendent les fils de trame.
La texture fibreuse 1000 comprend une première partie 100 et une deuxième partie 200. La première partie 100 de la texture fibreuse 1000 s’étend sur une longueur X 100 suivant la direction longitudinale D X . La première partie 100 de la texture fibreuse 1000 s’étend sur une largeur Y 100 suivant la direction transversale D Y . La deuxième partie 200 de la texture fibreuse 1000 s’étend sur une longueur X 200 suivant la direction longitudinale D X . La deuxième partie 200 de la texture fibreuse 1000 s’étend sur une largeur Y 200 suivant la direction transversale D Y . La largeur Y 100 de la première partie 100 suivant la direction transversale D Y est plus petite que la largeur Y 200 de la deuxième partie 200 suivant la direction transversale D Y .
La première partie 100 de la texture fibreuse 1000 s’étend suivant la direction transversale D Y entre un premier bord longitudinal 100a et un deuxième bord longitudinal 100b. La deuxième partie 200 de la texture fibreuse 1000 s’étend suivant la direction transversale D Y entre un premier bord longitudinal 200a et un deuxième bord longitudinal 200b.
La première partie 100 de la texture fibreuse 1000 s’étend suivant la direction longitudinale D X entre un premier bord transversal 100c et un deuxième bord transversal 100d. Le premier bord transversal 100c de la première partie 100 est destiné à former le début de l’enroulement de la texture fibreuse sur le mandrin. La deuxième partie 200 de la texture fibreuse 1000 s’étend suivant la direction longitudinale D X entre un premier bord transversal 200c et un deuxième bord transversal 200d. Le deuxième bord transversal 200d de la deuxième partie 200 est destiné à former la fin de l’enroulement de la texture fibreuse sur le mandrin.
La matière électroactive et le liant présentant souvent des mauvaises propriétés électroconductrices voire des propriétés isolantes, les cathodes comportent souvent un composant additif qui améliore la conductivité électrique de l’électrode. Des additifs conducteurs, des additifs conducteurs au carbone, par exemple, peuvent également se trouver dans des compositions d’anode LIB.
Pour fabriquer l’électrode, la matière active d’électrode, le graphite par exemple, est mélangée avec un liant, typiquement un polymère ou une résine. De nombreux procédés de fabrication existants ont recours à des techniques de coulée à base de suspensions humides qui contiennent non seulement le liant mais également des solvants, des plastifiants, des additifs conducteurs, et ainsi de suite. Lors de la fabrication, la suspension est revêtue ou extrudée sur un substrat conducteur. Le solvant étant préjudiciable au produit final, il est éliminé par séchage.
Cependant, les opérations de séchage, en particulier celles visant à éliminer le solvant, nécessitent un temps, ralentissant le procédé de production global. Elles peuvent également augmenter les coûts et susciter des inquiétudes en matière d’environnement. En termes de produit final, l’élimination du solvant lors du procédé de séchage conduit souvent à la migration du liant vers la surface de l’électrode. Bien qu’une migration minimale puisse être acceptable dans certains cas, elle est problématique dans d’autres. Pour des électrodes à chargement élevé (épaisses, > 4,5 mAh/g), par exemple, la migration est exacerbée, entraînant un délaminage et une mauvaise performance des électrodes.
Par conséquent, des alternatives « sèches » visant à réduire ou à éliminer l’étape de séchage associée aux techniques utilisant une suspension sont développées. Alors que les procédés secs produisent également des électrodes qui contiennent typiquement une matière électroactive, un liant et un composant additif conducteur, ils ne nécessitent pas d’utiliser de solvant.
Les approches sèches proposées comportent un mélange à cisaillement élevé faisant intervenir un liant pouvant former des fibrilles, l’utilisation d’un liant sacrificiel retiré lors du traitement de l’électrode, une pulvérisation de poudre sèche, un dépôt par pulvérisation électrostatique, un dépôt par plasma froid, un dépôt par pulvérisation cathodique, une impression de poudre, pour n’en citer que quelques-unes. Dans certains, un promoteur de formation de fibrilles est incorporé dans le liant et la formulation obtenue est soumise à un mélange à cisaillement élevé pour fibriller le liant, générant de ce fait une structure de type toile qui peut mieux maintenir les matières ensemble et supporter la matière active.
À l’heure actuelle, l’additif le plus habituellement utilisé pour favoriser la formation de fibrilles du liant a été le charbon actif (AC). Généralement, l’AC est dérivé de matières sources carbonées tels que le bambou, l’enveloppe de noix de coco, la tourbe, le bois, la fibre de coco, le lignite, le charbon et le brai pétrolier. L’activation est réalisée par des approches physiques ou chimiques, telles que connues dans la technique. Pour de nombreuses applications, les poudres d’AC sont broyées à des dimensions de particules de dizaines de micromètres (µm) avant activation.
Alors que les procédés de fabrication par voie sèche ont le potentiel d’éliminer bon nombre des défis posés par l’addition et/ou l’élimination de solvants (souvent néfastes), des problèmes subsistent.
Par exemple, les techniques de fabrication « par voie sèche » actuelles utilisent non seulement la matière active d’électrode mais de nombreux autres ingrédients tels que des promoteurs de formation de fibrilles, des additifs conducteurs et des liants. Étant donné que bon nombre de ces composants n’interviennent pas dans les réactions électrochimiques qui produisent de l’énergie électrique, ils peuvent affecter négativement certaines caractéristiques de performances (par exemple, capacité et densité énergétique) de la batterie, car ils abaissent efficacement la quantité de matière active pouvant être contenue dans un volume donné.
Les agents de formation de fibrilles de l’état de la technique tels que les AC contiennent souvent des taux d’impuretés élevés. Également, des surfaces spécifiques élevées et des groupes contenant de l’oxygène de surface qui sont typiques pour les AC ont tendance à favoriser une absorption d’eau significative. Ces caractéristiques peuvent contribuer à des pertes irréversibles de capacité, diminuant les performances de la batterie. De plus, les AC ne parviennent pas à ajouter une conductivité suffisante, élevant le besoin de quantités accrues d’additifs conducteurs dans la formulation globale. Même en guise de simple promoteur de formation de fibrilles, l’AC nécessite souvent des chargements relativement élevés (5 à 10 % en poids, dans de nombreux cas) ce qui, en soi, limite également la quantité de matières actives qui peuvent être comprises.
Il existe donc un besoin pour des compositions et des procédés qui traitent au moins certains des problèmes associés aux approches existantes.
D’une manière générale, l’invention concerne l’utilisation de nanotubes de carbone (un ou plusieurs CNT) pour apporter des améliorations nécessaires au procédé de fabrication, à l’électrode de produit et/ou à la batterie assemblée. Plus spécifiquement, l’invention concerne l’utilisation des CNT dans le cadre de procédés de fabrication d’électrodes sèches ou sans solvant.
Il a été découvert que, lorsqu’ils sont utilisés dans de tels procédés, les CNT peuvent jouer le rôle d’agent de traitement liant. En fait, les nanotubes de carbone peuvent avoir un caractère multifonctionnel, fournissant deux caractéristiques souhaitables ou plus. Par exemple, les nanotubes de carbone peuvent agir en guise d’auxiliaire à la formation de fibrilles, servant de substitut à l’AC ; en guise d’additif de carbone conducteur (en formant des réseaux électroconducteurs) ; et/ou en guise de renfort mécanique, en ajoutant une résistance mécanique et une flexibilité à un film/une électrode de produit.
Il a en outre été découvert que certaines combinaisons des CNT et de noir de carbone (CB) peuvent traiter efficacement un liant dans l’approche sans solvant décrite ici. Dans de nombreux cas, les combinaisons CNT-CB peuvent en outre communiquer des propriétés mécaniques et/ou une conductivité électrique souhaitables au film et/ou à l’électrode traités par voie sèche ainsi obtenus. Les cathodes préparées à l’aide de CNT et de CB, par exemple, peuvent afficher une conductivité électrique à courte et longue plage combinée avec une bonne diffusion du Li.
Ainsi, dans certains modes de réalisation, le procédé par voie sèche décrit ici est mené à l’aide d’une combinaison de CNT et de CB (par exemple, un mélange) qui comporte un ou plusieurs types de CNT et un ou plusieurs types de CB. Au moins l’un parmi les CB utilisés peut avoir des propriétés multifonctionnelles (agissant, dans une illustration, comme additif conducteur, auxiliaire de traitement du liant et renforcement mécanique).
Typiquement, le procédé décrit ici est mené sans utiliser aucun liquide (un solvant, par exemple). Les ingrédients sont fournis en guise de matériaux particulaires libres tels que des poudres, flocons, billes, granules, pastilles coulant ou pouvant être versés, et ainsi de suite.
Cependant, il est possible, dans certains cas, d’utiliser de petites quantités de liquide (un solvant, par exemple) pour mettre en œuvre le procédé décrit ici, typiquement une étape autre que l’étape de formation de fibrillesou de traitement de liant. Généralement, si un liquide est ajouté, les quantités utilisées ne sont pas supérieures à environ 10 % en poids de la quantité totale en poids des ingrédients utilisés. Dans de nombreuses situations, un liquide, par exemple, un solvant, est ajouté en une quantité qui n’est pas supérieure à 1 % en poids.
La est un zoom de l’étape 4 du procédé de la .
L’oxyde de silicium sert ensuite de masque pour une étape de gravure chimique (TMAH) qui a la particularité de graver de manière anisotrope les différents plans cristallins du silicium. L’intersection du plan (111), de la face verticale droite de la préforme et de la face inférieure (en contact avec la couché de SiO 2 (BOX), permet de former un tétraèdre.
La est un zoom de l’étape 3 du procédé de la avec des dimensions de la préforme selon une première variante de réalisation du procédé selon l’invention.
Dans cette première variante, la première partie PF de la préforme a une première largeur W PF et la seconde partie C de la préforme a une seconde largeur t. Dans cette première variante, nous avons la relation suivante entre les largeurs : W PF <E/√2.
La est un zoom de l’étape 4 du procédé de la avec des dimensions de la préforme selon la première variante de réalisation du procédé selon l’invention.
Ce procédé consiste à utiliser le mur d’oxyde MO de manière à bloquer la gravure sur la plan cristallin (111) tel qu’il est représenté sur la coupe AA’ de la . On obtient alors une petite portion tétraédrique uniquement au bout de la pointe. Le tétraèdre est tronqué et la masse de la pointe est réduite.
On notera que pour la préforme des figures 14 et 15, la valeur de MO dy est supérieure à t. Pour rappel, t correspond à l’épaisseur du levier comme cela est illustré à la .
En variante, l’équation W PF dy inférieure ou égale à t.
La illustre une sonde selon une première variante de réalisation obtenue à partir des étapes du procédé de fabrication des figures 14 et 15.
Comme il a déjà été décrit, la sonde comprend un levier C et une pointe. Cette pointe comprend la première partie PT et la seconde partie ZI. Cette seconde partie ZI est disposée entre la première partie PT et le levier C.
La sonde de la est réalisée à l’aide des paramètres suivants de fabrication : - MO dy >t ; - W PF - MO dx <0.
La illustre une sonde selon une seconde variante de réalisation obtenue à partir des étapes du procédé de fabrication des figures 14 et 15.
- une unité centrale de traitement ou microprocesseur 810 (CPU) ;
- une mémoire morte 815 (ROM) pouvant comporter un système d’exploitation et des programmes ;
- une mémoire vive ou mémoire cache 820 (RAM) comportant des registres adaptés à enregistrer des variables et paramètres créés et modifiés au cours de l'exécution des programmes précités ;