INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les paramètres de préparation de l'électrode négative pour le test comparatif de la batterie au lithium fabriquée à partir du collecteur de courant de cet exemple 3 sont les suivants: l'électrode négative comprend le collecteur de courant et une couche de matériau actif négatif enduite sur le collecteur de courant. Le collecteur de courant est le collecteur de courant haute performance pour batterie au lithium fabriqué dans cet exemple 2. La couche de matériau actif négatif est composée des matières premières suivantes en parts pondérales: 97 parts de matériau négatif (graphite artificiel); 1 part d'agent conducteur négatif (SP); 1 part de liant négatif 1 (carboxyméthylcellulose de sodium, CMC); 1 part de liant négatif 2 (caoutchouc styrène-butadiène, SBR). Une machine de traction électronique est utilisée pour tester la force de pelage de l'électrode, et une méthode de test à double sonde est utilisée pour mesurer la résistance de l'électrode. Les performances de l'électrode obtenues sont présentées dans le tableau 3 (données de test comparatives pour l'application du collecteur de courant haute performance de la présente invention sur l'électrode négative).
Comparaison 2
Les paramètres de préparation de l'électrode négative pour le test comparatif de la batterie au lithium, fabriquée selon l'exemple 2, sont les suivants : le matériau de l'électrode négative (graphite artificiel) : agent conducteur (SP) : liant 1 (CMC) : liant 2 (SBR) = 96 : 1 : 1 : 2. La seule différence réside dans le choix du collecteur de courant, qui est une feuille de cuivre lisse. Les performances de l'électrode sont présentées dans le tableau 3.
-un dispositif (7) d’éjection à jets d’air, par exemple sous la forme d’un barreau à buses, situé au niveau de l’extrémité de sortie (5’’) du convoyeur (5) et configuré pour éjecter sélectivement vers le haut les objets (2) détectés comme appartenant à au moins l’une des catégories de classification et chutant de ladite extrémité de sortie (5’’), et
-au moins une paroi de séparation (8) arrangée à distance de l’extrémité de sortie (5’’) du convoyeur (5) et configurée pour séparer entre eux un flux (FOCL) d’objets (2) chutant librement (sous l’effet de la pesanteur à la sortie du convoyeur), d’une part, et au moins un flux (FOE) d’objets (2) éjectés (sous l’action du dispositif 7), d’autre part.
Le dispositif (7) peut comprendre un barreau unique dont toutes les buses ont la même orientation (tri binaire), ou alors comprendre un barreau avec au moins deux types de buses alternées et orientées par type selon des directions propres différentes, voire au moins deux barreaux parallèles avec chacun ses buses orientées de manière adaptée (tri ternaire ou plus). De manière correspondante,
-une structure de confinement (9) s’étendant au-dessus du convoyeur (5) sur une partie longitudinale de ce dernier et formant avec lui un tunnel de guidage (9’) dans lequel est injecté, par le biais d’un dispositif (21) d’injection d’air extérieur, un flux d’air laminaire (FAL) circulant sensiblement à la même vitesse que les objets (2) à trier, et
-un caisson de sortie (10), faisant partie ou monté dans l’enveloppe (1’) le cas échéant, coopérant avec la ou les paroi(s) de séparation (8) pour constituer un compartiment (11) de réception des objets (2) non éjectés et au moins un compartiment (11’) de réception des objets (2) éjectés, ces compartiments (11, 11’) présentant des exutoires (12) respectifs d’évacuation vers le bas des objets (2) catégorisés qui y sont tombés ou projetés.
Conformément à l’invention, l’installation (1) comprend au moins une aile déviatrice (14) arrangée et configurée pour diriger le flux d’air laminaire (FAL) sortant du tunnel de guidage (9’) au moins partiellement, préférentiellement au moins pour moitié, vers l’exutoire (12) associé au compartiment (11) de réception des objets (2) non éjectés.
Grâce à ces dispositions, l’invention atteint le but principal fixé et permet en particulier de réduire, voire d’éliminer, en présence d’un flux d’air laminaire injecté, les possibles impacts négatifs pouvant résulter de surpressions et/ou de turbulences, par exemple sur la performance de tri (meilleures fiabilité et répétabilité des résultats), et ce tout en limitant les dépenses énergétiques pour l’aéraulique à celles nécessaires pour l’injection uniquement, en proposant une solution passive (absence d’aspiration d’air active ou forcée pour son éjection vers l’extérieur).
Préférentiellement, le caisson de sortie (10) est en outre pourvu, au moins en partie inférieure et/ou arrière, et notamment au niveau des exutoires (12) et/ou de la paroi arrière (1’) dudit caisson (10) située à l’opposé de la sortie (5’’) du convoyeur (5), d’une ou de plusieurs ouverture(s) (13, 22’) pour une évacuation d’air à pression atmosphérique, suffisante pour limiter ou éviter sensiblement une surpression dans ledit caisson (10) et la formation de matelas d’air dans les exutoires (12). Pour un fonctionnement satisfaisant de l’installation sur la durée, la configuration, le dimensionnement et l’arrangement de ces ouvertures, en particulier celle(s) (13) au niveau du premier exutoire (12) et éventuellement celle(s) (22’) en partie arrière du caisson, devront être conçus pour que ces ouvertures ne soient pas ou peu obstruées en fonctionnement par les objets triés sortant par lesdits exutoires. Le cas échéant des moyens de dégagement, avantageusement à fonctionnement automatique, peuvent être prévus à cet effet (râcle, soufflante, …).
En effet, en déviant la majeure partie du flux d’air (FAL) sortant du tunnel de guidage (9’) vers le premier exutoire (12) dans la direction du flux, lequel présente bien entendu une ou des ouvertures (13) vers l’extérieur de section suffisante et dégagée(s), l’invention permet à la fois i) de supprimer la propagation de ce flux plus avant dans le caisson de sortie (10) où il est susceptible de créer des turbulences (par exemple par rebond sur des parois), ii) d’éviter la formation d’une surpression dans le caisson, et de supprimer les effets matelas qui peuvent en résulter, et iii) de limiter ou d’éviter les bourrages au niveau de la ou des paroi(s) de séparation (8), en limitant la quantité d’objets venant atterrir sur son arête supérieure (8’), tout en ne perturbant pas l’action positive dudit flux (FAL) au niveau du convoyeur.
L’invention permet aussi de s’affranchir de la nécessité de la mise en œuvre d’une aspiration d’air forcée, notamment par recirculation avec l’injection, ou de la présence d’une sortie d’air particulière en partie supérieure du caisson (10), présentes dans des solutions connues de l’état de la technique.
Avec l’invention, il est notamment possible de garantir un environnement aéraulique optimisé pour le tri pour des vitesses de défilement variables, par exemple 3 m/s, 4,5 m/s ou 6m/s.
L’aile déviatrice (14), qui n’est représentée que schématiquement sur les figures, est définie plus précisément ci-après à titre de construction favorable, non limitative.
Selon une réalisation optimisée constructivement, il peut être prévu que l’aile déviatrice (14) soit située après la sortie du tunnel (9’) de guidage du flux d’air laminaire (FAL), préférentiellement dans le prolongement et à distance de la paroi supérieure de la structure de confinement (9) dans la direction du flux d’air laminaire (FAL), et s’étend transversalement à cette direction, de manière à être impactée par une fraction supérieure dudit flux (FAL), après son éjection hors dudit tunnel (9’). Ainsi, elle influence la direction de propagation dudit flux laminaire dans le caisson en l’infléchissant vers le bas, mais sans former un obstacle susceptible de bloquer sa propagation.
Avantageusement, l’aile déviatrice (14) est arrangée entre l’extrémité de sortie (5’’) du convoyeur (5) et un bord avant de la paroi déflectrice supérieure (15), à distance de la sortie du tunnel de guidage (9’). Ainsi, la fenêtre d’inspection du dispositif de détection (6) n’est pas affectée par la présence de cette aile.
Les solutions de refroidissement mentionnées ci-dessus s’avèrent bien souvent couteuses, complexes et parfois insuffisantes pour empêcher la propagation de l’emballement thermique aux cellules voisines.
C’est donc un objet de la présente invention que de proposer un nouveau système simple à mettre en œuvre, de refroidissement de batteries visant à empêcher la propagation de l’emballement thermique d’une cellule en défaut.
Plus précisément, la présente invention concerne une batterie électrique comprenant un boîtier, une pluralité de cellules et un fluide de refroidissement, dans laquelle : le fluide de refroidissement et la pluralité de cellules sont positionnés dans le boîtier ; le fluide de refroidissement est en contact direct avec au moins une cellule de la pluralité de cellules ; le fluide de refroidissement a un coefficient de variation de densité avec la température supérieur à un seuil prédéterminé.
Par boîtier il est ici entendu l’enveloppe dans laquelle est logée la pluralité de cellules. Le boîtier peut être formé en partie ou complètement par des éléments appartenant au système pour lequel la batterie est employée. Par exemple, le boîtier peut être formé par des éléments d’un véhicule. Le boitier de la batterie peut être hermétique au fluide de refroidissement sans pour autant empêcher la présence de valves ou autre dispositif permettant par exemple de changer le fluide de refroidissement.
Par fluide de refroidissement, également appelé liquide de refroidissement, il est entendu un fluide caloporteur utilisé pour refroidir la cellule ou la pluralité de cellules. C’est-à-dire un fluide qui absorbe l’énergie thermique produite par la cellule ou la pluralité de cellules.
Le fluide de refroidissement selon l’invention comprend une ou plusieurs huiles de base, de préférence en une teneur totale d’au moins 70% en poids, de préférence allant de 70 à 100% en poids, de préférence encore de 80 à 98% en poids, préférentiellement de 85 à 95% en poids, par rapport au poids total du fluide de refroidissement.
Les huiles de base du fluide de refroidissement considérées selon l’invention peuvent être en particulier des huiles d’origines minérales ou synthétiques appartenant aux groupes I à V selon les classes définies dans la classification API (ou leurs équivalents selon la classification ATIEL) et présentées dans le tableau 1 ci-dessous ou leurs mélanges. Le fluide de refroidissement peut être constitué de 100% d’huile de base d’origine minérale, synthétique, biosourcée ou recyclée.
Par exemple, le fluide de refroidissement mis en œuvre selon l’invention peut comprendre au moins 80% en poids ou au moins 90% en poids ou 100% en poids d’une coupe hydrocarbonée biosourcée isoparaffinique, ladite coupe hydrocarbonée biosourcée isoparaffinique comprenant une teneur en poids d’isoparaffines allant de 90 à 100%, une teneur en poids de paraffines normales allant de 0 à 10% et une teneur en carbone d’origine biologique supérieure ou égale à 90 % par rapport au poids total de l’huile hydrocarbonée. La coupe hydrocarbonée biosourcée isoparaffinique peut être préparée selon le procédé décrit dans le document WO2018078024. La teneur en carbone d’origine biologique peut être mesurée selon la norme ASTM D6866.
Ainsi, selon un mode de réalisation avantageux, le fluide de refroidissement mis en œuvre selon l’invention présente une biodégradabilité à 28 jours d’au moins 60%, de préférence d’au moins 70%, préférentiellement d’au moins 75% et encore plus préférentiellement d’au moins 80% mesurée selon la norme OCDE 301B.
Le fluide de refroidissement peut être issu en totalité ou en partie du recyclage d’une ou plusieurs huiles lubrifiantes. En particulier, le fluide de refroidissement peut être une huile recyclée ou reraffinée ou peut comprendre au moins une huile recyclée ou reraffinée. Par exemple, l’huile recyclée ou reraffinée peut être une huile ayant été soumise à une ou plusieurs étapes préalables choisies parmi les étapes de déshydratation, de distillation, de filtration, d’hydrogénation, d’extraction liquide/liquide, de décantation et/ou de passage du lubrifiant usagé sur un matériau adsorbant.
Il n’existe généralement aucune limitation quant à l’emploi d’huiles de base différentes pour réaliser les fluides de refroidissement mis en œuvre selon l’invention, si ce n’est qu’ils doivent avoir des propriétés, notamment en termes de viscosité, d’indice de viscosité, ou de résistance à l’oxydation, adaptées à une utilisation pour des systèmes de propulsion d’un véhicule électrique ou hybride.
Sur la la référence DISP désigne un dispositif de mémoire non volatile multi-niveaux, comprenant au moins une cellule-mémoire non volatile MLB comportant N niveaux, N étant pair et supérieur à deux.
N est par exemple mais non limitativement égal à 4.
Ces niveaux correspondent respectivement à N données logiques susceptibles d’être stockées dans la cellule-mémoire et à N plages de courants de lecture correspondantes.
Par exemple lorsque N est égal à 4, les 4 données logiques correspondantes peuvent être égales respectivement, en notation hexadécimale, à 0b00, 0b01, 0b10 et 0b11.
Le dispositif DISP comprend également des moyens de lecture de la donnée stockée dans la cellule-mémoire, configurés comme on le verra plus en détails ci-après, pour effectuer des comparaisons successives d’un courant de lecture Iread délivré par la cellule-mémoire MLB avec des courants de référence Iref choisis dans un jeu de de N-1 courants de référence ayant des valeurs respectivement situées entre deux plages successives différentes, à l’aide d’un algorithme dichotomique commençant par le courant de référence ayant la valeur médiane.
Chaque courant de référence est délivré par un moyen de référence REF réglable, dont on reviendra plus en détails ci-après sur une structure possible.
Les moyens de lecture comprennent ici, outre le moyen de référence REF, une unité de traitement DGC, par exemple un microcontrôleur, capable de régler le moyen de référence REF, et de récupérer une information représentative de la donnée D stockée dans la cellule-mémoire MLB.
Cette information est délivrée par un amplificateur de lecture classique AMP, faisant partie des moyens de lecture, et comportant une première entrée E1 connectée à la cellule-mémoire MLB pour recevoir le courant de lecture Iread, une deuxième entrée E2 connectée au moyen de référence REF pour recevoir le courant de référence Iref, et une sortie OUT destinée à délivrer l’information représentative de la donnée stockée D.
Bien que la cellule-mémoire puisse être tout type de cellule-mémoire non volatile, par exemple une cellule-mémoire du type à grille flottante et transistor de sélection enterré, ou bien une cellule-mémoire du type mémoire morte électriquement effaçable et programmable (EEPROM), on va maintenant décrire un mode de mise en œuvre et de réalisation dans lequel, sauf mention contraire, la cellule-mémoire MLB est du type à changement de phase.
Comme il est bien connu de l’homme du métier, les mémoires à changement de phase sont des mémoires non volatiles s’appuyant sur les propriétés des matériaux à changement de phase.
Un matériau à changement de phase a, en effet, la capacité de basculer d’un état faiblement résistif à un état résistif grâce à son échauffement.
Les mémoires à changement de phase tirent profit du fait que les résistances électriques des différents états des matériaux à changement de phase sont différentes afin de stocker des données.
Plus précisément, lorsque la mémoire est destinée à stocker une valeur logique binaire ayant deux états logiques, le matériau à changement de phase a la capacité de basculer d’un état résistif (HRS, High Resistif State) à un état faiblement résistif (LRS, Low Resistif State) sous l’effet de la chaleur et de l’effet Joule généré par l’application d’un courant entre des électrodes.
Le basculement d’un état résistif à un état faiblement résistif correspond à une opération de programmation ou d’activation dite « SET » c’est-à-dire une opération d’écriture d’une valeur de donnée binaire, par exemple d’une valeur logique 1.
La mémoire est alors dans un état dit « initialisé » (SET).
Le basculement d’un état faiblement résistif à l’état résistif correspond à une opération d’effacement ou de désactivation dite « RESET », c’est-à-dire une opération d’écriture d’une valeur de donnée binaire opposée, par exemple d’une valeur logique 0.
Autrement dit, les deux valeurs de tension de référence sont définies telles que pour : - la première fonction injective et monotone, la première valeur de tension de référence, représentative d’un un module de référence égale à 50 Ohms, est nulle ; et - la seconde fonction injective et monotone, la seconde valeur de tension de référence est égale, représentative d’une partie imaginaire nulle, est égale à zéro.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première tension de consigne est égale à la première valeur de tension de référence, et la seconde tension de consigne est égale à la seconde valeur de tension de référence
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’impédance de référence est égale à 50 Ohms, c’est-à-dire : que le module de référence de l’impédance de référence est égal à 50 Ohms ; et que la partie imaginaire de référence de l’impédance de référence est nulle.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé d’adaptation d’impédance est tel que le premier composant variable et le second composant variable : - correspondent chacun soit à un condensateur variable, soit à une inductance variable ; et - sont soit en série avec la ligne de transmission, soit en parallèle avec elle.
est logigramme présentant les étapes principales mises en œuvre dans le procédé d’adaptation d’impédance ;
est une vue schématique de l’ensemble d’une chaîne applicative radiofréquence pour laquelle est mis en œuvre le procédé d’adaptation d’impédance, avec : une charge en bout de chaîne associée à un réseau d’adaptation d’impédance à deux degrés de liberté, formant tous deux un bloc fonctionnel alimenté au travers d’une ligne de transmission par un générateur radiofréquence ; et un discriminateur radiofréquence qui est positionné à une position fixe en sortie du générateur radiofréquence et en amont du réseaux d’adaptation d’impédance, lequel discriminateur radiofréquence procédant à des mesures d’impédances vue à des distances distinctes du bloc fonctionnel en vue de découpler et piloter indépendamment les deux degrés de liberté du réseau d’adaptation d’impédance pour adapter l’impédance sur toute la longueur de chaîne ;
est une vue schématique illustrant le système d’asservissement contenu dans le réseau d’adaptation d’impédance et qui est conformé pour piloter les deux degrés de libertés, lesquels correspondent à deux composants variables, en fonction d’ordre de commande provenant d’une unité de contrôle intégrée dans le discriminateur radiofréquence ;
est logigramme d’une phase de détermination comprise dans le procédé d’adaptation d’impédance pour la détermination d’un coefficient de réflexion à la position où se trouve le discriminateur radiofréquence ;
est une illustration de l’évolution de deux tensions dites première phase analogique et seconde phase analogique, avec : la première phase analogique (courbe C1) représentative d’un argument du rapport d’une tension réfléchie sur une tension directe qui sont toutes deux mesurées sur la ligne de transmission par le discriminateur radiofréquence ; et la seconde phase analogique représentative d’un argument du rapport d’une tension réfléchie retardée sur la tension directe, avec la tension réfléchie retardée également qui est mesurée sur la ligne de transmission par le discriminateur radiofréquence et qui est déphasée d’un retard de 90° (courbe C2) et d’un retard de 100° (courbe C3) par rapport à la tension directe ;
illustre trois courbes d’évolution correspondant respectivement à l’évolution du cosinus de la phase du coefficient de réflexion à la position fixe qui est calculée à partir de la première phase analogique (courbe C4) ; et du sinus de la phase du coefficient de réflexion à la position fixe qui est calculée à partir de la seconde phase analogique lorsque la tension réfléchie retardée est mesurée avec un retard de 90° (courbe C5) et de 100° (courbe C6) ;
illustre une évolution de la phase du coefficient de réflexion à la position fixe, laquelle est déterminée à partir du calcul de la cotangente du cosinus de la phase sur le sinus de la phase, pour une tension réfléchie retardée déphasée de 90° (courbe C7) et de 100° (courbe C8) ;
illustre un logigramme d’une première étape d’identification mise en œuvre dans le procédé d’adaptation d’impédance et se déroulant après l’étape de détermination, dans le but d’identifier une première position d’intérêt sur la chaîne applicative radiofréquence, entre la sortie générateur radiofréquence et l’entrée du réseau d’adaptation d’impédance, telle que le module d’une l’impédance calculé en cette première position ne varie qu’en fonction de l’un des deux degrés de liberté du réseau d’adaptation d’impédance autour de l’impédance de référence, laquelle première étape d’identification comprend une première phase de calcul durant laquelle est calculée l’impédance à la première position et une première phase de test durant laquelle est testée la dépendance du module de l’impédance aux variations des deux composants variables ;
est un logigramme d’une seconde étape d’identification mise en œuvre dans le procédé d’adaptation d’impédance et se déroulant après l’étape de détermination, en parallèle de la première étape d’identification, dans le but d’identifier une seconde position d’intérêt sur la chaîne applicative radiofréquence, entre la sortie générateur radiofréquence et l’entrée du réseau d’adaptation d’impédance, telle qu’une partie imaginaire de l’impédance calculée en cette seconde position ne varie qu’en fonction de l’autre des deux degrés de liberté du réseau d’adaptation d’impédance autour de l’impédance de référence, laquelle seconde étape d’identification comprend une seconde phase de calcul durant laquelle est calculée l’impédance à la seconde position et une seconde phase de test durant laquelle est testée la dépendance de la partie imaginaire de l’impédance aux variations des deux composants variables ;
est un logigramme d’une sous-étape de test mise en œuvre au cours de la première et de la seconde étape d’identification.
est un logigramme détaillant l’ensemble de étapes comprises dans une phase d’adaptation mise en œuvre suite à l’identification de la première et de la seconde distance d’intérêt, et durant laquelle le premier composant variable et le second composant variable sont pilotés/réglés indépendamment afin d’adapter en impédance la chaîne applicative radiofréquence sur toute sa longueur, en fonction du module de la première impédance et de la partie imaginaire de la seconde impédance.
Selon un mode de réalisation alternatif, les moyens de guidage forment un canal s’étendant depuis la zone d’évacuation jusqu’à l’orifice de sortie.
La zone d’évacuation est formée par exemple par une zone plus basse dans la nervure. Par exemple, la nervure comporte une première hauteur au niveau de la zone d’évacuation, et une deuxième hauteur sur le reste de son pourtour, plus haute que la première hauteur. Ces hauteurs sont bien entendu non nulles. La première hauteur et la deuxième hauteur sont par exemple optimisées pour permettre au maximum la retenue du liquide en stationnement et l’évaporation de celui-ci en roulage. En variante, la zone d’évacuation est formée par un orifice dans la nervure.
Préférentiellement, le dispositif de fixation comporte plusieurs orifices de sortie, répartis le long de la nervure, la nervure comportant autant de zones d’évacuation que d’orifices de sortie, chaque orifice de sortie jouxtant une des zones d’évacuation et étant bordé par des moyens de guidage aptes à canaliser le liquide sortant de la zone d’évacuation jusqu’à l’orifice de sortie. Cette répartition est régulière afin de créer une répartition uniforme de l’huile issue de la cavité « blow-by » au niveau du plénum d’admission d’air du moteur.