INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La table fournissant une valeur du paramètre physique représentatif du fonctionnement de la source électrique peut être une cartographie bidimensionnelle.
Deux paramètres indépendants peuvent ainsi être pris en compte, ce qui améliore la précision de l’estimation.
Selon un exemple de mise en œuvre du procédé de contrôle, la valeur du paramètre physique représentatif du fonctionnement d’une source électrique est une valeur calculée à partir d’un modèle de prédiction et d’au moins une grandeur parmi les grandeurs : puissance électrique produite, température de fonctionnement, humidité ambiante, type de combustible utilisé.
Ces grandeurs permettent de prendre en compte les conditions réelles de fonctionnement des sources électriques, susceptibles d’évoluer dans le temps.
Le procédé peut comprendre les étapes : (i2) Déterminer pour chaque source électrique une puissance électrique maximale pouvant être produite par cette source électrique, (ii2) Si la valeur du paramètre physique représentatif du fonctionnement de la source électrique est inférieure à un seuil prédéterminé, contrôler la puissance électrique fournie par la source électrique à la puissance électrique maximale pouvant être produite par cette source électrique, (iii3) Mettre à jour l’ensemble de sources électriques en supprimant la source pour laquelle la valeur du paramètre physique représentatif du fonctionnement de la source électrique est inférieure au seuil prédéterminé, (ii3) Mettre à jour le besoin de puissance électrique totale à fournir au réseau électrique par l’ensemble de sources électriques mis à jour.
Afin de faire converger plus rapide le procédé, il est possible de privilégier les sources électriques pour lesquelles la valeur du paramètre physique représentatif du fonctionnement de cette source électrique est très faible. Le seuil défini permettant de forcer l’utilisation d’une source à sa puissance maximale actuelle est choisi pour permettre de différencier les sources renouvelables de type notamment photovoltaïque ou éolien des sources non renouvelables.
Généralement, dans un procédé classique à base de solvant, le liant polymère et d’autres composants sont mélangés avec un liquide approprié pour former une suspension qui peut ensuite être appliquée sur le substrat. Des quantités liquides typiques utilisées sont d’au moins environ 40 % en fonction du poids total des ingrédients utilisés ; de nombreux procédés par voie humide exigent des quantités de solvant plus élevées. À mesure que le solvant est éliminé (par exemple, pendant le séchage), le liant devient de plus en plus collant et adhère aux particules présentes et/ou au substrat.
Contrairement aux techniques basées sur des suspensions, les modes de réalisation décrits ici font intervenir un procédé « sans solvant » également appelé « par voie sèche ». Dans cette approche sans solvant, certains et typiquement tous les constituants (par ex., matière active, liant, additifs, etc.) nécessaires pour préparer la composition d’électrode sont fournis en guise de matériaux particulaires libres, par ex., des poudres, flocons, pastilles, billes coulant librement, et ainsi de suite. Des modes de réalisation décrits ici peuvent comporter une ou plusieurs opérations conçues pour mélanger ces constituants (à l’aide, par exemple, d’un équipement conçu pour mélanger des matériaux particulaires libres) ainsi qu’au moins une opération conçue pour traiter le liant. Soumettre le liant à certaines conditions de cisaillement, par exemple, peut entraîner des déformations du liant, par ex., des élongations du liant, la formation de brins de liant, des enchevêtrements, et ainsi de suite. Avec certains types de liants, on appelle cela la « formation de fibrilles » du liant. Typiquement, la composition ainsi obtenue est un matériau particulaire libre.
Dans de nombreux aspects de l’invention, les ingrédients sont combinés, et le liant est traité, par exemple, formé de fibrilles, sans ajouter de liquide, par exemple, de solvant.
Alors que la plupart des modes de réalisation font intervenir un procédé qui est mené sans addition liquide et qui est complètement sans solvant, des petites quantités de liquide, par ex., de solvant, peuvent être utilisées dans certains cas, pour humidifier, par exemple, au moins certaines des particules étant mélangées. Ceci peut se produire lors de la formation d’un prémélange qui est ensuite complètement séché avant de mener des opérations ultérieures. Dans un exemple, l’un quelconque solvant utilisé pour former un tel prémélange est éliminé, par exemple, par séchage, avant que le liant ne soit déformé. Le traitement (par ex., formation de fibrilles) du liant est ensuite mené avec des particules libres, coulant librement ou pouvant être versées, dans des conditions entièrement sans solvant.
Alors que des ingrédients peuvent être mélangés et le liant traité (par ex., formé de fibrilles) dans des conditions entièrement sans solvant, un solvant peut être utilisé dans certains cas dans une post-opération (une opération qui a lieu après que la composition d’électrode sèche a été formée) telle que, par exemple, pendant la fabrication du film ou la stratification de l’électrode, pour faciliter la faculté de mise en œuvre du film, par exemple. Des procédés qui font intervenir une utilisation de solvant pendant une post-opération sont également dénommés ici « par voie sèche » ou « sans solvant ». Généralement, un quelconque solvant utilisé (pour pulvériser le film pendant la fabrication du film de stratification, par exemple) est éliminé, par ex., par séchage, lorsque l’électrode est passée à travers des cylindres de calandre chauffés.
Des solvants appropriés peuvent être choisis parmi des solvants typiquement rencontrés dans la production de LIB et comportent, mais sans caractère limitatif, la N-méthylpyrrolidone (NMP), l’acétone, des alcools et de l’eau. S’il est utilisé, le solvant peut être éliminé par des techniques de séchage standard. On s’attend à ce que de tels taux faibles de solvants puissent être éliminés complètement ou presque.
Si elle est utilisée, la quantité de solvant n’est pas supérieure à environ 1 % en poids de la composition d’électrode de produit entière, et souvent inférieure à environ celle-ci (une composition contenant une matière électroactive, traitée, par ex., formée de fibrilles, un liant et d’autres ingrédients, un composant additif, par exemple). Dans des exemples illustratifs, la quantité de solvant utilisée est dans une plage d’environ 0 à au plus 1 % en poids, telle que d’environ 0 à environ 0,2, à environ 0,4, à environ 0,6, à environ 0,8 % en poids ; ou d’environ 0,2, à environ 0,4, à environ 0,6, à environ 0,8, à environ 1 % en poids ; ou d’environ 0,2 à environ 0,4, à environ 0,6, à environ 0,8, à environ 1 % en poids ; ou d’environ 0,4 à environ 0,6, à environ 0,8, à environ 1 % en poids ; ou d’environ 0,6 à environ 0,8, à environ 1,0 % en poids ; ou d’environ 0,8 à environ 1 % en poids, en fonction du poids total d’ingrédients utilisés.
Dans d’autres situations, le solvant peut être ajouté en des quantités dans une plage d’environ 0 à environ 10 % en poids, telle que dans une plage d’environ 0 à environ 2, à environ 4, à environ 6 à environ 8 % en poids ; ou d’environ 2 à environ 4, à environ 6, à environ 8, à environ 10 % en poids ; ou d’environ 4 à environ 6, à environ 8 à environ 10 % en poids ; ou d’environ 6 à environ 8, à environ 10 % en poids ; ou d’environ 8 à environ 10 % en poids.
Des produits finis, par exemple, des films ou des films stratifiés sur un collecteur de courant, préparés par le procédé sans solvant ou par voie sèche décrit ici, peuvent être reconnus par l’absence de solvants de traitement détectables ou de résidus de solvants de traitement. Contrairement à ces produits « secs », les produits obtenus par des techniques humides (suspension) vont typiquement comporter des solvants de traitement et/ou des résidus de solvants de traitement détectables. Dans une approche différente, des électrodes sèches ou des films secs préparés selon des modes de réalisation de l’invention sont censés afficher une distribution de liant uniforme ou sensiblement uniforme sur toute l’épaisseur de l’électrode ou du film ; en général, moins d’uniformité est observée avec des techniques humides, qui conduisent souvent à des migrations du liant vers une surface de film.
Comme pour les constituants utilisés, le procédé sans solvant décrit ici fait intervenir : un composant électroactif (un matériau ou une combinaison de matériaux qui participe aux réactions électrochimiques de charge/décharge d’une cellule électrochimique telles que par absorption ou désorption du lithium) ; un liant, qui peut être un liant pouvant former des fibrilles ou ne pouvant pas former de fibrillles ; et des nanotubes de carbone. Dans certains modes de réalisation, les nanotubes de carbone sont un constituant dans un composant d’additif de carbone. Dans dʼautres modes de réalisation, ce composant contient également du noir de carbone (CB).
Pour de nombreuses anodes de LIB, la matière électroactive (également appelée simplement ici « matière active » ou « MA ») est le graphite, par ex., le graphite naturel, le graphite artificiel (par ex., du graphite artificiel massif (GAM) ou des mélanges des deux. Des microbilles de mésocarbone (MCMB), des fibres de carbone à base de mésophase de brai (MCF) et des fibres de carbone mises à croître en phase vapeur (VGCF) peuvent également être utilisées. D’autres matériaux anodiques pouvant être utilisés en plus ou alternativement au graphite comportent le titanate de lithium, l’oxyde d’étain, le silicium (Si) et SiO x (x étant typiquement 1,04, 1,06, etc.). Dans des exemples illustratifs, l’anode comporte du graphite et/ou un composé contenant du silicium.
Des principes décrits ici peuvent également être utilisés avec d’autres matières actives d’anode telles que, par exemple, celles connues ou actuellement explorées, ou celles à développer dans le futur.
La quantité de la matière active d’anode peut varier, en fonction du type particulier de dispositif de stockage d’énergie. Dans des exemples illustratifs, la quantité de matière active d’anode (du graphite, par exemple) est d’au moins 80 % en poids, par ex., au moins 85, au moins 90, au moins 95, ou au moins 99 % en poids, par rapport au poids total de la composition d’électrode (sèche). La matière active d’anode, par ex., le graphite, peut être fournie en une quantité d’environ 80 à environ : 85, 90, 93, 96, 99 % en poids ; ou d’environ 85 à environ : 90, 93, 96, 99 % en poids ; ou d’environ 90 à environ : 93, 96, 99 % en poids ; ou d’environ 93 à environ : 96, 99 % en poids ; ou d’environ 96 à environ 99 % en poids.
Les cathodes des LIB peuvent avoir recours à du LCO (lithium oxyde de cobalt), LMO (oxyde de manganèse lithium), NCM (oxyde de manganèse nickel cobalt lithium), NCA (oxyde d’aluminium nickel cobalt lithium), LCP (phosphate de cobalt lithium), LFP (phosphate de fer lithium), LFMP (fer phosphate de manganèse lithium), LFSF (fluorosulfate de fer lithium), LTS (sulfure de titane lithium), pour n’en citer que quelques-uns. Les matières telles que celles-ci sont généralement dénommées ici « composés de métal de transition au lithium », par ex., « oxydes de métal de transition au lithium ». En plus des matières de cathode basées sur la chimie d’intercalation, par ex., impliquant typiquement des réactions chimiques qui transfèrent un électron unique, d’autres types de matières de cathode (ayant des ions lithium insérés dans FeF 3 , par exemple) peuvent transférer de multiples électrons par des mécanismes de réaction plus complexes, appelés réactions de conversion. D’autres matières actives de cathode connues dans la technique ou développées dans le futur peuvent être utilisées.
Dans certains modes de réalisation, le procédé par voie sèche décrit ici utilise des compositions de cathode NCM ou NCA. Le NCM (également appelé « NMC ») et le NCA sont généralement connus de l’homme du métier.
Plus en détail, le NCM peut être représentée par la formule Li 1+x (Ni y Co 1-y-z Mn z ) 1-x O 2 , dans laquelle x est dans la plage de 0 à 1, y est dans la plage de 0 à 1 (par ex., 0,3 à 0,8), et z est dans la plage de 0 à 1 (par ex., 0,1 à 0,3). Des exemples de NCM comportent Li 1+x (Ni 0,33 Co 0,33 Mn 0,33 ) 1-x O 2 , Li 1+x (Ni 0,4 Co 0,3 Mn 0,3 ) 1-x O 2 , Li 1+x (Ni 0,4 Co 0,2 Mn 0,4 ) 1-x O 2 , Li 1+x (Ni 0,4 Co 0,1 Mn 0,5 ) 1-x O 2 , Li 1+x (Ni 0,5 Co 0,1 Mn 0,4 ) 1-x O 2 , Li 1+x (Ni 0,5 Co 0,3 Mn 0,2 ) 1-x O 2 , Li 1+x (Ni 0,5 Co 0,2 Mn 0,3 ) 1-x O 2 , Li 1+x (Ni 0,6 Co 0,2 Mn 0,2 ) 1-x O 2 , Li 1+x (Ni 0,8 Co 0,1 Mn 0,1 ) 1-x O 2 et Li1+x(Ni0,9C0,05Mn0,05)1-xO2.
Le brevet EP1825424 décrit une méthode de programmation assistée. L’assistance se limite au débogage de règles isolées, qui doivent ensuite être intégrées dans un code général, destiné à exécuter plusieurs règles. Ce procédé offre donc une assistance limitée.
Enfin, des inconvénients existent pour les deux types de WCS, que le WCS soit conçu par un éditeur de logiciel, ou par un fabricant de trieur : - la modification de la programmation du WCS implique généralement un redémarrage du WCS, ce qui est synonyme d’une interruption du trieur automatisé. Dans le cas de modifications mineures ou concernant une partie isolée du WCS, l’interruption globale du trieur ne semble pas justifiée ; - au cours de la vie du logiciel, la complexification progressive du code source entraîne des risques de dépendance de règles : certaines règles peuvent être impactées par d’autres développements ultérieurs, sans qu’il ne soit possible de détecter ces dépendances ; - l’analyse a posteriori d’un tri d’un colis peut s’avérer complexe, car il faut alors soit disposer d’un outil spécifique de suivi de l’exécution du WCS, soit accéder à des fichiers de trace du WCS et comprenant un volume important de données. L’analyse a posteriori, qu’il s’agisse d’un débogage du WCS ou d’une détection d’une erreur de tri d’un colis, est difficile.
L’un des buts de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur, notamment en proposant une interface qui simplifie la programmation d’un logiciel de gestion d’entrepôt dit « WCS ».
A cet effet, il a été mis au point un dispositif de pilotage d’un trieur automatisé d’un centre logistique, exécutant un logiciel de gestion d’entrepôt « WCS », et comprenant : - une interface homme machine « IHM » exécutant un logiciel de programmation du WCS : - le logiciel de programmation étant configuré pour concevoir un organigramme de programmation du WCS, dit « logigramme » ; - le logiciel de programmation comprenant une bibliothèque de blocs de logigramme ; - la conception du logigramme consistant à disposer, relier et paramétrer des blocs de logigramme paramétrables, au moyen de l’IHM ; - un compilateur pour générer un code objet à partir du logigramme.
De cette manière, la programmation du WCS est simplifiée car la conception d’un logigramme permet : - de structurer facilement les enchaînements des blocs, alors qu’un équivalent du logigramme rédigé en code source serait long de plusieurs milliers de lignes de codes, au sein desquelles il serait difficile de situer une règle précise ou un enchaînement de règles, car seules des indentations du code ou des référencements de fonctions seraient disponibles ; - de fournir une interface visuelle de la structure du programme. En particulier, si le logigramme présente des légendes désignant le but ou le fonctionnement de chaque bloc, ces légendes permettent de comprendre le fonctionnement du logigramme sans aucun lecture de code source. Le fonctionnement du logigramme est donc plus compréhensible.
Les blocs sont paramétrables au moyen de courtes instructions en code source, ce qui permet de segmenter les instructions à coder. Ainsi : - le codage est simplifié, car des fonctions simples peuvent être reprises facilement, - le débogage est également simplifié, car il est plus facile d’isoler, au sein du logigramme, un embranchement qui serait non fonctionnel.
Les blocs du logigramme sont la base d’un « code source équivalent », composé de blocs codés individuellement, et dont l’enchaînement est effectué par le logiciel de programmation sur la base des liens établis entre les blocs. En particulier, le logiciel de programmation constitue le code source équivalent, sur la base des codes sources individuels contenus dans chaque bloc, en structurant par exemple le passage de paramètres ou de variables d'un bloc au suivant.
La génération de code objet par le compilateur permet toutefois de surmonter l’inconvénient des logigrammes, qui est leur lenteur d’exécution : en effet, lors de l’exécution d’un logigramme rédigé en code source, l’ordinateur exécutant le logigramme doit interpréter le code source au moyen d’un interpréteur, dont une des tâches est l’analyse syntaxique du code source. Cette analyse rallonge les temps d’exécution du logigramme.
Or les cadences des trieurs automatiques, de l’ordre de 10 colis par seconde, ne sont pas compatibles avec la durée d’exécution directe d’un logigramme.
Le compilateur permet de traduire le code source équivalent du logigramme en un code objet dont l’exécution sera beaucoup plus rapide, car les étapes d’interprétation ou d’analyse syntaxique sont supprimées.
L’invention rend donc possible : - une programmation aisée du trieur, car les compétences nécessaires au codage de blocs à relier de manière graphique sont bien inférieures aux compétences nécessaires pour rédiger un code source codant l’intégralité des règles de tri ; - d’obtenir un WCS dont la vitesse d’exécution est compatible avec la cadence d’un trieur automatique.
Le logiciel de programmation prend en compte et implémente automatiquement les contraintes et les considérations techniques de codage informatique dans le code source équivalent. Il s’agit par exemple de la gestion de la temporalité des tâches, du nommage de variables du code ou de fonctions, ou encore de l’allocation de la mémoire vive de l’ordinateur. L’utilisateur n’a donc pas besoin de coder lui-même tous ces éléments, qui relèvent de l’expertise du codage informatique.
Avantageusement, la bibliothèque comprend des blocs d’interfaçage préprogrammés, comprenant des instructions de code d’un protocole de communication programmé pour assurer la compatibilité entre un code objet du WCS et un protocole de communication du trieur. Plusieurs blocs d’interfaçage sont préprogrammés par l’éditeur du logiciel de programmation, de sorte que le WCS peut être compatible avec la majorité des trieurs automatiques du marché. La bibliothèque comprend également des blocs d’interfaçage programmables, conçus pour que l’utilisateur programme un protocole de communication manquant. Ainsi, un seul langage de code source est nécessaire pour programmer le WCS, alors que le WCS est compatible avec une multitude de trieurs, même s’ils doivent être pilotés par des langages différents.
De préférence, le logiciel de programmation est configuré pour recharger à chaud le code objet, c’est-à-dire que le code objet généré est chargé dynamiquement dans le WCS : il n’y a pas besoin de redémarrer le WCS pour modifier les règles de tri. Ainsi, une modification du WCS peut se faire sans interruption du trieur automatique. La compilation puis le déploiement à chaud du code objet généré est généralement dénommée « compilation à chaud », sans que ne soit exclue la mise en œuvre d’une compilation à la volée.
De manière à programmer plus facilement un WCS qui soit compatible avec plusieurs trieurs, le WCS comprend un premier logigramme dit « logigramme-règle » conçu pour déterminer des sorties logiques d’une règle de tri, et un second logigramme dit « logigramme-machine ». Le logigramme-machine peut être conçu pour faire correspondre les sorties logiques de la règle à des sorties physiques du trieur. Avantageusement, le logigramme-machine est également conçu pour programmer l’interopérabilité entre le WCS et le trieur. Pour cela, il comprend des blocs d’interfaçage nécessaires pour adapter les données issues du code objet et les rendre interprétables par l’automate du trieur, et réciproquement. De cette manière : - Un même logigramme-règle peut être mutualisé pour le pilotage de plusieurs trieurs mettant en œuvre la même règle de tri. Seule l’affectation d’une sortie physique pour chaque sortie logique de la règle doit être traitée au cas par cas pour chaque trieur, lors de la conception. - les spécificités d’interfaçage de chaque trieur sont isolées dans le logigramme-machine de chaque trieur, ce qui permet de simplifier le logigramme-règle. - Une modification matérielle du trieur, impliquant une modification des sorties physique, est gérée au sein d’un logigramme-machine qui est plus petit qu’un logigramme complet du trieur, et donc plus simple à mettre à jour.
De manière que le WCS et le logiciel de programmation soient exécutés au sein d’une même interface graphique, le logiciel de programmation du WCS est un sous-programme du WCS, et de préférence le logiciel de programmation du WCS est lancé lors du démarrage du WCS. Cette structure logicielle facilite le déploiement à chaud du code objet, et offre également à l’utilisateur la possibilité de procéder à des modifications du logigramme et à des tests, sans nécessiter de naviguer entre plusieurs logiciels. L’ergonomie est améliorée.
Selon un mode de réalisation particulier, et tel qu’illustré par la , l’invention se rapporte à un système électrochrome (8) déposé sur un substrat (1) à fonction verrière et comprenant, dans leur ordre de dépôt : une première couche conductrice transparente (2A), de préférence en oxyde d'indium-étain (ITO), une électrode de travail (3) en oxyde de tungstène (WOx) qui peut être dopé de préférence par un élément choisi parmi Ni, Nb, Mo, Ta, Ti, V, Zn, Zr, un électrolyte (4), par exemple comprenant ou constitué par un oxyde de silicium et de lithium (LiSiO x ), une contre-électrode (5) comprenant ou constitué par un oxyde de lithium nickel et tungstène selon l’invention de formulation générale Li x Ni 2 W 2 O 9 , 0≤x≤2, et une deuxième couche conductrice transparente (2B) en oxyde d'indium-étain (ITO).
A noter que des ions Lithium (Li) ont à ce stade déjà été introduits au sein dudit système électrochrome par dépôt de deux couches distinctes de Lithium, la première entre l’électrode de travail et l’électrolyte, la deuxième entre la contre-électrode et la deuxième couche conductrice transparente, chaque dépôt étant suivi d’une étape de chauffe afin de provoquer la diffusion des ions Lithium dans l’empilement électrochrome.
Selon un mode de réalisation privilégié, au moins une partie et préférentiellement l’ensemble des couches formant l’empilement électrochrome sont déposées par magnétron. Selon un mode de réalisation alternatif, au moins une partie de ces couches est déposé selon un procédé alternatif, par exemple via un dépôt par voie liquide.
En fonctionnement, le matériau anodique de l’électrode selon l’invention (préférentiellement Li x Ni 2 W 2 O 9 ) est capable d'échanger du lithium par voie électrochimique. Cet échange de lithium est suivi par le changement de l'état d'oxydation du matériau. A l'état réduit (c'est-à-dire avec un maximum de Li dans le réseau cristallin, par exemple x=2), l'absorbance de la lumière du matériau est minimale. À l'état oxydé (c'est-à-dire avec un minimum de Li dans le réseau cristallin, par exemple 1≤x 2+ /Ni 3+ , les espèces Ni 3+ absorbant plus la lumière visible que les espèces Ni 2+ .
Selon un mode de réalisation alternatif non illustré, l’ordre de dépôt de l’empilement électrochrome sur le substrat peut être inversé, de sorte qu’il se présente dans l’ordre de dépôt suivant : une première couche conductrice transparente (2A) en oxyde d'indium-étain (ITO), une contre-électrode (5) en oxyde de lithium nickel-tungstène selon l’invention, un électrolyte (4), par exemple comprenant ou constitué par un oxyde de silicium et de lithium comme LiSiO x , une électrode de travail (3) en oxyde de tungstène éventuellement dopé (WOx), et une deuxième couche conductrice transparente (2B) également en oxyde d'indium-étain (ITO). L’électrode de travail est alors déposée au-dessus de la contre-électrode.