INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Comme cela est visible à la , la portion d’entrée du fil 40 est maintenue contre la face externe des murets 32 et 34. Aussi, la présence de ces murets permet d’empêcher un contact entre les portions d’entrée et de sortie du fil de bobinage. En outre, de part son positionnement, le premier muret 32 permet d’éviter un contact entre la portion d’entrée 42 du fil de bobinage 40.
Les murets peuvent avoir une forme différente que celle présentée sur les figures.
Arbre de rotor pour machine électrique tournante La présente invention concerne le domaine des machines électrique tournantes, configurées pour être embarquées dans un véhicule automobile, tel qu’un véhicule électrique (EV) ou un véhicule hybride (HV).
La présente invention concerne, en particulier, le domaine des rotors intégrés aux machines électriques tournantes, notamment leurs moyens de refroidissement.
ETAT DE LA TECHNIQUE Il est connu qu’un véhicule automobile électrique ou hybride présente un système de propulsion électrique comprenant un moteur électrique alimenté en énergie électrique par une batterie d’alimentation haute tension par exemple, de sorte à délivrer une puissance mécanique suffisante pour assurer la propulsion du véhicule.
De manière générale, un moteur électrique comporte un stator, faisant référence à une partie fixe du moteur électrique, et un rotor, faisant référence à une partie tournante du moteur électrique. Le rotor comprend un arbre de rotor configuré pour assurer la transmission de la puissance mécanique entre le moteur électrique et un appareil moteur extérieur, notamment les roues du véhicule.
Lors de leur fonctionnement, le rotor et le stator génèrent de la chaleur et doivent être refroidis et maintenus à des températures nominales de fonctionnement pour être fonctionnels. Un refroidissement efficace permet un maintien de la performance du système et une augmentation de leur durée de vie. Ainsi, il est connu un système de refroidissement comprenant un circuit de refroidissement à eau aux abords du stator, permettant le refroidissement de ce dernier.
Toutefois un tel système de refroidissement aux abords du stator n’a aucun effet significatif sur le rotor qui génère de la chaleur au-delà des températures nominales de fonctionnement ce qui engendre l’une part sa détérioration et d’autre part limite l’efficacité du refroidissement global ce qui empêche le bon fonctionnement du système de refroidissement puisque la chaleur générée par le rotor est transmise au moins en partie au stator. Par ailleurs, l’augmentation de la température des aimants limite le flux magnétique créé par le rotor ce qui réduit significativement les performances globales du système.
Il existe donc un besoin d’améliorer le refroidissement de l’ensemble rotor/stator afin d’obtenir un meilleur rendement d’échange thermique de sorte à améliorer la dissipation thermique du moteur électrique.
PRESENTATION DE L’INVENTION Plus précisément, l’invention a pour objet un arbre de rotor pour machine électrique tournante comportant un axe, un corps creux ayant une paroi extérieure et délimitant une chambre s’étendant dans une direction axiale, le long de l’axe, au moins une ouverture débouchant ménagée dans ladite paroi extérieure de la chambre et débouchant radialement, l’ouverture débouchant mettant en liaison fluidique la chambre et l’extérieur de l’arbre, ledit arbre comportant au moins une pale s’étendant dans ladite chambre, ladite chambre étant configurée pour recevoir un fluide et ladite au moins une pale étant configurée pour guider un flux de fluide de la chambre vers ladite au moins une ouverture débouchant.
Puce photonique apte à fonctionner en émission Lorsque la puce photonique PIC est apte à fonctionner en émission, par exemple lorsqu’elle comporte une source lumineuse couplée par le guide d’onde WG à une zone d’émission, le dispositif de conversion multiplan MPLC peut être configuré pour transformer le mode optique produit au niveau de cette zone d’émission, au niveau du premier port optique P1, en un rayonnement externe dont la forme peut être choisie. En d’autres termes, le dispositif de conversion multiplan MPLC est configuré pour guider le rayonnement lumineux interne reçu au niveau du premier port optique P1 et le conformer à la forme choisie (i.e. déterminée) au niveau du second port optique P2. Cette forme peut notamment être choisie pour s’injecter avec efficacité dans une fibre optique disposée au niveau de son second port optique P2, par exemple en produisant au niveau de ce second port optique un rayonnement de forme gaussienne.
Si le rayonnement interne au sein d’un guide d’onde WG de la puce photonique est composé d’une pluralité de modes, il est possible de configurer le dispositif de conversion multiplan MPLC en démultiplexeur spatial, certains au moins des modes de ce rayonnement interne pouvant être isolés les uns des autres et transformés pour, par exemple, s’injecter dans une fibre optique dédiée au niveau du second port optique P2.
Lorsque la puce photonique PIC comporte une source lumineuse ou une pluralité de sources lumineuses dont le rayonnement est distribué dans une pluralité de guides d’onde disjoints, le dispositif de conversion multiplan MPLC peut être configuré pour transformer le mode optique composant le rayonnement interne se propageant dans chaque guide d’onde WG en un rayonnement dont la forme, au niveau du second port optique P2, permet son injection efficace dans une fibre optique dédiée. Alternativement, les modes optiques propagés collectivement par les guides d’onde jusqu’au zones d’émission de la puce photonique PIC peuvent entre traités par le dispositif de conversion multiplan MPLC, configuré en multiplexeur spatial, pour être respectivement conformées aux modes d’une fibre optique multimode.
Lorsque la forme du rayonnement produit au niveau du second port optique P2 n’est pas contraint par un guide d’onde, fibre optique ou faisceau de fibres optiques par exemple, et que le rayonnement externe est destiné à se propager en espace libre, on peut néanmoins souhaiter que ce rayonnement externe se compose de modes choisis dans une famille de modes prédéterminée, pour faciliter son traitement en aval de sa propagation. Il peut par exemple s’agir une famille de modes de Hermite-Gauss (présentant un support circulaire ou elliptique),ou de Hermite-Gauss généralisés, de Laguerre-Gauss, de Slepian, LP ou OAM ou toute transformation unitaire spatiale de ces familles de modes.
Le dispositif de conversion multiplan MPLC peut mettre en œuvre d’autres traitements sur le rayonnement produit par la puce photonique PIC que ceux visant à en transformer la forme. Ce dispositif peut par exemple réaliser une combinaison cohérente ou incohérente des rayonnements produits.
Puce photonique apte à fonctionner en réception La puce photonique PIC peut être également apte à fonctionner en réception pour traiter le rayonnement interne se propageant dans le guide d’onde WG. Ce traitement peut être quelconque, par exemple détecter l’intensité de ce rayonnement par l’intermédiaire d’un photo-détecteur, ou combiner entre eux des rayonnements internes se propageant dans une pluralité de guides d’onde WG de la puce. Il peut également s’agir de procéder à une détection cohérente via un oscillateur local, d’une démodulation par changement de phase en interférant deux symboles consécutifs, d’améliorer le diagramme de l'œil.
Le dispositif de conversion multiplan MPLC peut être configuré dans ce cas pour guider une partie au moins du rayonnement externe reçu sur le second port optique P2 et conformer cette partie au(x) mode(s) du rayonnement lumineux interne au niveau du premier port optique P1.
Lorsque ce rayonnement lumineux externe est guidé jusqu’au second port optique P2 du dispositif de conversion multiplan MPLC par une fibre optique, ce dispositif peut être configuré pour transformer la forme, typiquement gaussienne, du rayonnement lumineux produit par cette fibre optique dans une forme correspondant au mode optique associé au guide d’onde WG de la puce photonique PIC.
Lorsque le rayonnement externe est guidé par plusieurs fibres ou par une fibre optique multimode, le dispositif de conversion multiplan MPLC peut être configuré pour décomposer ce rayonnement externe selon certains au moins des modes guidés par la ou les fibres et pour l’injecter dans une pluralité de guide d’onde WG de la puce photonique, par l’intermédiaire d’une pluralité de zones de réception auxquelles ces guides d’onde sont respectivement couplés.
Similairement, lorsque le rayonnement externe se propage en espace libre jusqu’au second port optique P2, le dispositif le dispositif de conversion multiplan MPLC peut être configuré pour décomposer spatialement au moins une partie de ce rayonnement en une pluralité de modes, et pour guider la propagation de ces modes jusqu’au premier port optique P1 et les conformer aux modes optiques d’un ou d’une pluralité de guide d’onde WG de la puce photonique PIC.
Configuration d’un dispositif de conversion multiplan.
D'une manière très générale, un dispositif de conversion multiplan opère une transformation unitaire de la forme d'un rayonnement lumineux incident. Cette transformation peut être précisément décrite sous une forme modale, c'est-à-dire en définissant une relation entre des modes d'une première famille de modes définie dans un premier plan transverse (par exemple au niveau du premier port optique P1) et des modes d'une seconde famille de modes définie dans un second plan transverse (par exemple au niveau du second port optique P2). Les familles de modes sont généralement formées à partir de bases orthonormées et permettent de décomposer au mieux un rayonnement lumineux quelconque sur chacun des ports optiques.
Dans le cadre de la présente description, on pourra par exemple choisir les modes de la première famille pour qu’ils correspondent aux modes optiques d’un guide d’onde ou d’une pluralité de guides d’onde WG de la puce photonique PIC. Les modes de la seconde famille peuvent être ceux décomposant au mieux le rayonnement externe, par exemple des modes gaussiens spatialement associés aux fibres optiques d’un faisceau de fibres couplé au second port optique ou des modes disposés spatialement en matrice pour capturer et décomposer un rayonnement externe se propageant en espace libre. D’autres types de décomposition sont possibles, par exemple à partir de famille de modes de Hermite-Gauss (présentant un support circulaire ou elliptique), ou de Hermite-Gauss généralisés, de Laguerre-Gauss, de Slepian, LP ou OAM ou toute transformation unitaire spatiale de ces familles de modes.
On rappelle que dans un dispositif de conversion multiplan, le rayonnement lumineux qui s’y propage subit une succession de réflexions et/ou de transmissions, chaque réflexion et/ou transmission étant suivie par une propagation du rayonnement en espace libre. Certaines au moins des pièces optiques sur lesquelles s’opèrent les réflexions et/ou les transmissions, et qui guident la propagation du rayonnement lumineux dans le dispositif de conversion multiplan, présentent des zones microstructurées sur lesquelles s’opèrent les réflexions et/ou transmissions et qui modifient la forme de ce rayonnement lumineux pour mettre en œuvre une transformation unitaire choisie des modes spatiaux.
Par « zones microstructurées » on signifie que la surface de la pièce optique présente sur chacune de ces zones un relief, qui peut par exemple se décomposer sous la forme de « pixels » dont les dimensions peuvent être comprises entre quelques microns à quelques centaines de microns. Il peut s’agir de métasurfaces. Le relief ou chaque pixel de ce relief présente une élévation variable par rapport à un plan moyen définissant la surface en question, d’au maximum quelques microns ou d’au maximum quelques centaines de microns. Quelle que soit la nature de la microstructuration des zones, une pièce optique présentant de telles zones forme un masque de phase introduisant un déphasage local au sein de la section transverse du rayonnement qui s’y réfléchit ou qui s’y transmet.
De préférence, les premier et deuxième murets sont disposés à une distance sensiblement identique du bord latéral de l’anneau, notamment supérieure ou égale au quart de largeur de l’anneau, par exemple égale les deux murets sont disposés à mi-largeur de l’anneau.
De préférence, le collecteur comporte au moins une bague d’excitation réalisée en matériau conducteur.
De préférence, le collecteur comporte deux éléments de connexion, notamment des crochets, fixés au corps. Les premier et deuxième éléments de connexion définissent respectivement une connexion d’entrée de courant et une connexion de sortie de courant. De préférence, le fil de bobinage est fixé aux premier et deuxième éléments de connexion au niveau des extrémités de ses portions d’entrée et de sortie, respectivement.
De préférence, un des premier et deuxième murets est disposé en regard de l’élément de connexion de sortie de courant. Cela permet d’éviter un contact entre la portion d’entrée du fil de bobinage et l’élément de connexion de sortie.
L’invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un rotor de machine électrique, tournant autour d’un axe de rotation X, le rotor comportant : un arbre de rotation d’axe longitudinal X, un corps de rotor monté sur l’arbre, un collecteur selon l’invention.
La illustre le collecteur de la sur lequel une première portion d’un fil de bobinage est enroulée; et
La illustre le collecteur de la sur lequel une deuxième portion d’un fil de bobinage es enroulée.
Comme illustré, le collecteur 10 comporte un corps allongé 20 s’étendant le long d’un axe longitudinal confondu avec l’axe de rotation X du rotor. Le corps allongé 20 est de forme générale cylindrique et comporte un anneau 25 ainsi qu’un manchon non représenté sur les figures. Le corps 20 comportent en outre deux branches, dont une 62 est représentée, reliant l’anneau 25 au manchon 60.
Dans l’exemple illustré, les deux branches 62 s’étendent parallèlement à l’axe de rotation X et sont coudées à leur jonction avec l’anneau.
Comme décrit précédemment, la fréquence de surveillance ajustée est notifiée à l’UE 3 par la gNB 2 via son module 2D de notification à l’étape E60 au moyen d’un message RRC contenant ici la période T PDCCH-adj . Ce message RRC est reçu par le module 3A d’obtention de l’UE 3 (étape F10).
Suite à la réception du message RRC, l’UE 3 et plus particulièrement ici son module 3B de surveillance, est reconfiguré avec la valeur de la période T PDCCH-adj représentative de la fréquence de surveillance ajustée pour surveiller le canal PDDCH (étape F20).
Suite à cette reconfiguration, le module 3B de surveillance surveille le canal PDCCH à la fréquence de surveillance ajustée (étape F30). Autrement dit, toutes les T PDCCH-adj , il scanne le canal PDCCH pour détecter si des informations lui étant destinées, et en particulier des informations de contrôle DCI, sont transmises à son attention dans le canal PDCCH par la gNB 2. Le cas échéant, il décode ces informations et les utilise ou les exécute selon la nature des informations.
Par exemple, suite à l’envoi par la gNB 2 à l’étape E70 d’informations de contrôle DCI incluant les ressources allouées à l’UE pour la transmission des flux DF1 et DF2 et l’indicateur de BWP désignant BWP1(µ1), l’UE 3 active via son module 3C d’activation la BWP1(µ1) et bascule vers cette BWP1(µ1) pour transmettre les flux de données DF1 et DF2 conformément aux ressources qui lui ont été allouées et dans le délai maximum autorisé par le standard 3GPP indiqué au paragraphe 8.6 du document 3GPP TS 38.133 intitulé « Technical Specification Group Radio Access Network ; NR ; Requirements for support of radio resource management (Release 17 », v17.8.0 (2022-12) (étape F40).
Les figures 6 et 7 illustrent, sur un exemple simple, les gains apportés par l’invention.
Dans cet exemple, on envisage la transmission pour un UE d’un flux de données F1 relatif à un service offert par la slice SL(1) sur une partie de bande BWP1 et d’un flux de données F2 relatif à un service offert par une slice SL(2) sur une partie de bande BWP2, le service offert par la slice SL(2) étant plus prioritaire (ex. uRLLC) que le service offert par la slice SL(1) (ex. eMBB).
La représente, en l’absence de mise en œuvre de l’invention, le timing des informations DCI envoyées à l’UE pour la transmission des flux F1 sur BWP1 et F2 sur BWP2, et la façon dont ces informations DCI sont exploitées par l’UE 3. Sur la , la période T PDCCH de surveillance du canal PDCCH par l’UE 3 est fixe, et prise égale à 5 slots ou TTI.
Dans ce contexte, certains paquets des flux F1 et F2 (marqués d’une croix sur la ) ne peuvent pas respecter l’ordonnancement (PRB, TTI et BWP) prévu pour garantir le SLA des services offerts par les slices SL(1) et SL(2), ce qui se traduit par une qualité de service dégradée pour les services offerts par les deux slices. En effet, d1 désigne le temps restant après transmission sur BWP1 de paquets du flux F1 jusqu’au prochain canal de contrôle PDCCH comprenant des informations DCI permettant le basculement de BWP1 vers BWP2 ; par conséquent, des paquets de données relatifs au flux F2 prévus selon l’ordonnancement pour être transmis avant l’expiration de d1 ne peuvent pas être transmis sur BWP2. Il en est de même suite au basculement vers BWP2 pour la transmission de paquets de données relatifs au flux F1 prévus selon l’ordonnancement pour être transmis avant l’expiration de d2, d2 désignant le temps d’attente pour basculer de BWP1 vers BWP2.
La représente le timing des informations DCI envoyées à l’UE 3 pour la transmission des flux F1 et F2, et la façon dont ces informations DCI sont exploitées par l’UE 3, lorsque l’invention est mise en œuvre. Sur cette , la période T PDCCH initialement fixée à 5 slots, est ajustée à 2 slots (T PDCCH-adj(1) ), puis à 3 slots (T PDCCH-adj(2) ), puis une nouvelle fois à 2 slots (T PDCCH-adj(3) ). Dans ce contexte, tous les paquets des flux F1 et F2 peuvent être transmis conformément à l’ordonnancement et la qualité des services offerts par les slices SL(1) et SL(2) est garantie.
Dans le mode de réalisation décrit ici, on a considéré par souci de simplification uniquement des flux de données sortants c’est-à-dire UL. L’invention s’applique toutefois également aux flux de données entrants envoyés à destination de l’UE (c’est-à-dire en DL), et cela ne poserait aucune difficulté à l’homme du métier d’adapter la description qui vient d’être faite à la transmission de flux de données entrants, en appliquant de façon similaire ou identique ce qui vient d’être décrit pour les flux de données UL aux flux de données DL.
L’invention s’applique également lorsque le trafic associé à l’équipement utilisateur comprend des flux de données entrants (DL) et des flux de données sortants (UL), quelle que soit la technique de multiplexage considérée entre UL et DL (TDD ou FDD). L’invention est en effet appliquée individuellement (indépendamment) sur chaque voie. Il convient toutefois de noter que le canal PDCCH étant susceptible de véhiculer des informations de contrôle DCI qui concernent les transmissions UL comme DL, si l’application de l’invention en UL et l’application de l’invention en DL mènent à un ajustement différent de la fréquence de surveillance, alors c’est la fréquence de surveillance la plus élevée parmi les deux fréquences de surveillance ajustées qui est retenue pour être appliquée par l’équipement utilisateur.
Par ailleurs, le mode de réalisation qui vient d’être décrit, l’entité du réseau 5G NR conforme à l’invention et configurée pour mettre en œuvre le procédé de contrôle selon l’invention est une station de base de type gNB. L’invention s’applique également à d’autres architectures de réseau, et en particulier à une architecture Open-RAN telle que définie par l’Alliance O-RAN.
De façon connue en soi, Open-RAN ou réseau d’accès radio ouvert, propose une évolution des architectures de réseaux mobiles qui s’appuie sur un réseau d’accès radio (RAN pour « Radio Access Network » en anglais) entièrement programmable constitué de fonctions virtualisées et désagrégées. Typiquement, comme illustré sur la , pour un RAN 5G NR, la station de base ou gNB est désagrégée en de multiples unités radio (O-RU pour « Open Radio Unit » en anglais), distribuée (O-DU pour « Open Distributed Unit » en anglais) et centralisée (O-CU pour « Open Centralized Unit » en anglais). Les interfaces entre ces unités (ex. A1, E1, E2, etc.) sont ouvertes et interopérables. Chaque unité est responsable d’une fonction et d’une couche protocolaire spécifiques. Par exemple, l’unité O-RU est responsable de la couche physique inférieure (traitements tels que FFT, beamforming, etc.), tandis que l’unité O-DU est responsable du scheduling, de la couche physique supérieure et de la couche 2 incluant le protocole MAC (pour « Medium Access Control » en anglais).
Dans cette architecture, les fonctions RAN sont contrôlées et optimisées au moyen d’un contrôleur logiciel intelligent ou RIC (pour « RAN Intelligent Controller » en anglais). Le RIC est repris sous deux formes logiques, chacune réalisant une fonction différente : un Non-RT RIC (pour « Non-Real Time RIC » en anglais), qui s’occupe notamment de la gestion des configurations, des dispositifs, des fautes, des performances et du cycles de vie de tous les éléments du réseau, au moyen d’algorithmes intelligents (ex. AI ou ML) opérant sur une échelle temporelle supérieure à 1s ; et un Near-RT-RIC (pour « Near-Real Time RIC » en anglais), qui héberge un grand nombre de micro-services ou xApps, s’appuyant sur des algorithmes opérant sur une échelle temporelle comprise entre 10ms et 1s. Le contrôle de la fréquence de surveillance du canal PDCCH par l’UE conformément à l’invention entre dans cette catégorie d’algorithmes et peut ainsi, dans un autre mode de réalisation, être implémenté par une xApp 5 hébergée par le Near-RT-RIC. La xApp 5 est une entité (logicielle) du réseau conforme à l’invention, comprenant des modules fonctionnels 5A à 5E similaires ou identiques aux modules fonctionnels 2A à 2E de la gNB 2, décrits précédemment. Ils ne sont pas décrits plus en détail ici.
Les étapes E10 à E70 décrites précédemment sont mises en œuvre par la xApp 5, dans cet autre mode de réalisation, de façon similaire ou identique à ce qui a été décrit précédemment pour la gNB 2, mais impliquent des interfaces de communication propres à l’architecture Open-RAN. Il en est de même pour les étapes F10 à F30 mises en œuvre par l’UE 3.
Ainsi, dans cet autre mode de réalisation, les informations provenant de l’UE 3 et de l’AMF utilisées par la xApp 5 et éventuellement d’autres entités du réseau NW pour construire la matrice des flux FMAT(3) comme décrit à l’étape E10, sont obtenues par la xApp 5 par l’intermédiaire d’une interface E2. C’est aussi via cette interface que la fréquence de surveillance ajustée le cas échéant est fournie par la xApp 5 à l’UE 3.
Le fluide injecté par des orifices d’injection ménagés dans l’arbre de rotor permet l’introduction dudit fluide à l’intérieur de la chambre de l’arbre 2. De plus, la pale crée un flux de fluide orienté de l’extérieur vers l’intérieur de la chambre, c’est-à-dire de l’orifice d’injection vers le rotor à refroidir. La pale guide ledit flux dans la chambre, vers l’ouverture débouchant. La force centrifuge généré par la rotation du rotor, permet l’expulsion du fluide au travers de l’ouverture débouchant, en direction du rotor mais également du stator, ce qui permet de les refroidir.
Avantageusement, l’arbre comporte : une première extrémité, aux abords de laquelle est ménagée l’ouverture débouchant et au moins une autre ouverture débouchant ; et une seconde extrémité, agencée en face de ladite première extrémité et aux abords de laquelle d’autres ouvertures débouchant es sont ménagées, la pale étant configurée pour créer un flux de fluide et guider ledit flux dans la chambre vers chaque ouverture débouchant.
La pluralité d’ouvertures débouchant es permet une expulsion du fluide à une pluralité d’emplacement le long de l’arbre, en particulier de part et d’autre du rotor. Ainsi, une plus grande quantité de fluide est expulsée de la chambre, ce qui permet un meilleur refroidissement du rotor, mais également du stator.