INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le modèle numérique 8 est par ailleurs élaboré autour d’une stratégie de charge photovoltaïque 14, qui est schématisée sur la par un sous-ensemble au sein du modèle numérique 8. La stratégie de charge photovoltaïque 14 est un ensemble d’étapes relatives aux opérations de charge des accumulateurs 2, 4 par l’énergie solaire captée par le module photovoltaïque 7. La stratégie de charge photovoltaïque 14, faisant partie du modèle numérique 8, est donc le reflet de la stratégie de charge effective qui sera programmée dans le module électronique de charge 5 du véhicule, et qui fixe la manière dont les accumulateurs électriques 2, 4 sont chargés par le module photovoltaïque 7.
La stratégie de charge photovoltaïque 14 incluse dans le modèle numérique 8 comporte au moins les étapes suivantes : – si la puissance fournie par le module photovoltaïque 7 est supérieure à une valeur seuil prédéterminée, l’accumulateur électrique de traction 2 est directement chargé par le module photovoltaïque ; et – si la puissance fournie par le module photovoltaïque 7 est inférieure à une valeur seuil prédéterminée, le module photovoltaïque charge uniquement l’accumulateur électrique de service 4. L’accumulateur électrique de traction 2 est quant à lui périodiquement chargé par déversement itératif de l’accumulateur électrique de service 4.
Cette stratégie de charge photovoltaïque incluse dans le modèle numérique 8 assure une synergie entre l’optimisation du procédé de conception et la stratégie de charge effective une fois implémentée dans le module photovoltaïque 7.
De préférence, la valeur seuil prédéterminée en deçà de laquelle le module photovoltaïque 7 charge uniquement l’accumulateur électrique de service 4 est une valeur de puissance correspondant à une intensité acceptable pour l’accumulateur électrique de service 4. Dans le cas d’un accumulateur de service 4 constitué d’une batterie au plomb, une valeur optimale d’intensité de charge se situe autour de la valeur correspondant au coefficient C10 (courant permettant une décharge complète de la batterie en 10 heures). Un courant au-delà de C10 reste acceptable mais ne doit pas de préférence dépasser le courant correspondant au coefficient C5 (courant permettant une décharge complète de la batterie en 5 heures).
La valeur seuil prédéterminée au-delà de laquelle le module photovoltaïque 7 charge directement l’accumulateur de traction 2 peut être égale ou différente de la valeur seuil précédente. Dans cet exemple, les deux valeurs seuil sont égales et correspondant à l’intensité C5.
Par exemple, pour un accumulateur de service 4 qui est constitué par une batterie au plomb de 100 Ah, les deux valeurs seuil prédéterminées de C5 correspondent à un courant de charge de 20 A.
Ainsi, dans cet exemple avec une batterie au plomb comme accumulateur de service 4 : – si la puissance fournie par le module photovoltaïque 7 est supérieure à une puissance correspondant à l’intensité C5 de cette batterie au plomb, l’accumulateur électrique de traction 2 est directement chargé par le module photovoltaïque 7 ; et – si la puissance fournie par le module photovoltaïque 7 est inférieure à une puissance correspondant à l’intensité C5 de cette batterie au plomb, le module photovoltaïque 7 charge uniquement l’accumulateur électrique de service 4, et l’accumulateur électrique de traction 2 est périodiquement chargé par déversement itératif de l’accumulateur électrique de service 4.
Lorsque la puissance fournie par le module photovoltaïque 7 est inférieure à la valeur seuil prédéterminée évoquée, l’intensité de charge fournie par le module photovoltaïque 7 est acceptable pour l’accumulateur de service 4 et la charge vise ainsi uniquement l’accumulateur de service 4. Ce dernier ne disposant pas de système de gestion de batterie, ou autre électronique consommant de l’énergie, cette charge est optimisée et présente une meilleure efficience, car l’électronique de charge relative à la batterie de traction est mise sous tension seulement de manière intermittente (à l’occasion des phases de déversement itératif). Ce n’est que lorsque l’intensité de charge est au-delà de la valeur seuil, et n’est plus applicable à la charge de l’accumulateur de service 4, que l’accumulateur de traction 2 est chargé directement, avec la mise sous tension concomitante de son électronique permettant la charge, et notamment son système de gestion de batterie.
Durant la phase de charge par l’accumulateur de service 4, ce dernier charge à son tour l’accumulateur de traction 2 par déversement itératif. Autrement dit, lorsque l’accumulateur de service 4 atteint un état de charge supérieur à un seuil haut (par exemple 80 % d’état de charge), ou lorsqu’il est complètement chargé, l’accumulateur de service 4 charge à son tour l’accumulateur de traction 2, jusqu’à ce que l’état de charge de l’accumulateur de service 4 descende jusqu’à un niveau d’état de charge égal à un seuil bas (par exemple 50 % d’état de charge). L’électronique nécessaire à la charge de l’accumulateur de traction 2 n’est alors mise sous tension que pendant cette phase de déversement, c’est-à-dire de charge intermittente de l’accumulateur de traction 2 par l’accumulateur de service 4. Après cette phase de déversement, la charge de l’accumulateur de service 4 par le module photovoltaïque 7 reprend, et l’électronique de charge de l’accumulateur de traction 2 est remise hors tension. L’accumulateur de traction 2 est ainsi chargé de manière cyclique, par déversement itératif de l’accumulateur de service 4 vers l’accumulateur de traction 2, l’état de charge de l’accumulateur de service 4 oscillant entre des seuils hauts et bas.
Lorsque la puissance fournie par le module photovoltaïque 7 est supérieure à la valeur seuil prédéterminée évoquée, le courant de charge est considéré comme trop élevé pour charger l’accumulateur de service 4 sans dommages, et l’accumulateur de traction 2 est ainsi directement rechargé par le module photovoltaïque 7. Ceci nécessite une mise sous tension d’éléments de l’architecture de charge relatifs à l’accumulateur de traction 2, notamment le système de gestion de batterie, et la consommation non négligeable correspondante.
En référence à la , le système 1 comprend également un carrousel 9 d’espacement des récipients 3 le long des moyens de convoyage 4.
Le carrousel 9 présente une pluralité d’alvéoles 91 régulièrement espacées, formant des logements de réception des récipients 3.
Le carrousel 9 permet ainsi d’espacer les récipients 3 le long des moyens de convoyage 4 de sorte à favoriser une coopération optimale entre l’organe tronconique 5 et les récipients 3.
Le système 1 comprend également des moyens de déplacement 10 relatif entre les récipients 3 et l’organe tronconique 5.
En référence aux figures 4 et 5, deux modes de réalisation des moyens de déplacement 10 sont à présent décrits.
Selon un premier mode de réalisation illustré par la , les moyens de déplacement 10 sont solidaires de l’organe tronconique 5.
Selon ce premier mode de réalisation, les moyens de déplacement 10 sont destinés à déplacer l’organe tronconique 5 entre une position d’écartement dans laquelle la portion de grand diamètre 502 de l’organe tronconique 5 est distante des récipients 3 (traits pointillés sur la ) et une position de coiffage dans laquelle la portion de grand diamètre 502 entoure au moins partiellement la portion supérieure des récipients 3 (traits pleins).
Dans ce premier mode de réalisation, les moyens de déplacement 10 prennent par exemple la forme d’un vérin présentant un corps 1001 solidaire d’un bâti 100 du système 1, et une tige 1002 à laquelle l’organe tronconique 5 est solidarisé.
En fonction du déplacement de la tige 1002 par rapport au corps 1001, l’organe tronconique 5 est déplacé entre sa position d’écartement et sa position de coiffage.
Selon un deuxième mode de réalisation illustré par la , les moyens de déplacement 10 comprennent un actionneur 1003 destiné à déplacer un à un les récipients 3 vers une position haute dans laquelle la portion supérieure les récipients 3 est entourée au moins partiellement par la portion de grand diamètre 502 de l’organe tronconique 5, depuis une position basse dans laquelle les récipients 3 sont écartés de l’organe tronconique 5.
Dans ce second mode de réalisation, les moyens de déplacement 10 sont couplés au carrousel 9.
Plus particulièrement, l’actionneur 1003 présente un piston intercalé entre deux portions des moyens de convoyage 4. Ainsi, les récipients 3 arrivent jusqu’au carrousel 9, depuis l’entrée du système, par l’intermédiaire de la première portion des moyens de convoyage 4 et sont extraits du carrousel 9, vers la sortie du système 1, par l’intermédiaire de la deuxième portion des moyens de convoyage 4.
Le carrousel 9 est conçu et positionné de telle sorte que ses alvéoles 901 circulent en vis-à-vis de l’actionneur 1003.
Autrement dit, les alvéoles 901 du carrousel 9 permettent de positionner les récipients 3 un à un sur le piston formant l’actionneur 5 de sorte à autoriser leur élévation afin de coopérer avec l’organe tronconique 5.
L’actionneur 1003 est solidaire du bâti 100.
Par ailleurs, tel qu’illustré schématiquement par la , le système comprend également des moyens de retenue 11 du support publicitaire 2 sur les récipients 3.
En particulier, dans le deuxième mode de fonctionnement, le convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 réalise la conversion DC/AC entre la source de tension continue 40 et le deuxième réseau électrique alternatif. Notamment, une borne d’entrée 111 du convertisseur abaisseur-élévateur 110 est alors connectée à une borne de sortie 121 du convertisseur abaisseur-élévateur 110. Une telle conversion DC/AC par le convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 est notamment rendue possible par des interrupteurs T1, T2, dits interrupteurs de basculement. Ces interrupteurs de basculement T1, T2 permettent de connecter sélectivement une des bornes d’entrée 111, 112 à une première 121 des bornes de sortie. Ce faisant, les interrupteurs T1, T2 déterminent la polarité de la source d’énergie qui est connectée à la première borne de sortie 121. En particulier, dans le deuxième mode de fonctionnement, les interrupteurs T1, T2 permettent d’inverser successivement la polarité de la source de tension continue 40 de manière à délivrer une tension alternative positive ou négative en sortie du circuit d’alimentation sans interruption 100. Ainsi, le convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 est utilisable aussi bien dans le premier mode de fonctionnement que dans le deuxième. Cette mutualisation des composants électriques entre le circuit réalisant la conversion AC/AC et celui réalisant la conversion DC/AC permet de diminuer les couts et d’augmenter la densité de puissance de l’alimentation sans interruption 100 par rapport à l’art antérieur. En outre, dans le deuxième mode de fonctionnement, le convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 permet notamment de contrôler la fréquence de la tension alternative délivrée en sortie. Ainsi, la fréquence de la tension alternative en sortie peut être variable.
Notamment, un premier interrupteur de basculement T1 est connecté entre une première borne d’entrée 111 du convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 et la première borne de sortie 121 du convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 ; et un deuxième interrupteur de basculement T2 est connecté entre une deuxième borne d’entrée 112 du convertisseur abaisseur-élévateur 110 et la première borne de sortie 121 du convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110. Grâce à cette configuration, les interrupteurs T1, T2 permettent de changer de façon simple, dans le deuxième mode de fonctionnement, la polarité de la source de tension 40 aux bornes d’entrée 111, 112 du convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 pour la mise en œuvre de la conversion DC/AC. De préférence, les interrupteurs T1, T2 sont dans des états complémentaires. Autrement dit, ils sont ne sont pas ouverts ou fermés en même temps.
En particulier, la première borne de sortie 121 est connectée, notamment directement connectée, à une borne négative du deuxième réseau électrique alternatif ; et la deuxième borne de sortie 122 est connectée, notamment directement connectée, à une borne positive du deuxième réseau électrique alternatif.
Le circuit d’alimentation sans interruption 100 peut en outre comprendre une première capacité 132 à l’interface entre le circuit d’alimentation sans interruption 100 et le premier réseau électrique alternatif 30 ou la source de tension continue 40 ; une deuxième capacité 134 entre le circuit d’alimentation sans interruption 100 et le deuxième réseau électrique alternatif. Ainsi, la première capacité 132 peut être connectée entre les bornes d’entrée 111, 112. La deuxième capacité 134 peut être connectée entre les bornes de sortie 121, 122.
Le premier mode de fonctionnement du circuit d’alimentation 100 va maintenant être décrit plus en détail en faisant référence à la . La présente en partie haute une allure de la tension VL aux bornes de l’inductance L et une allure du courant IL aux bornes de l’inductance L. Les schémas électriques en partie basse représentent chacun l’état du circuit d’alimentation sans interruption 100 et le courant y circulant dans une partie I, II, III, IV d’une période T de découpage des interrupteurs S1, S1c, S2, S2c du convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110.
Notamment, dans le premier mode de fonctionnement, le premier interrupteur T1 est fermé et le deuxième interrupteur T2 est ouvert. En particulier, la première borne d’entrée 111 est alors reliée à une borne négative du premier réseau électrique alternatif 30 ; et la deuxième borne d’entrée 112 est alors reliée à une borne positive du premier réseau électrique alternatif 30.
Notamment, la borne négative du premier réseau électrique alternatif 30 connectée à la première borne d’entrée 111 forme une masse du premier réseau électrique alternatif 30 ; et la borne négative du deuxième réseau électrique alternatif connectée à la première borne de sortie 121 forme une masse du deuxième réseau électrique alternatif. Ainsi, une connexion entre les masses du premier réseau électrique 30 et le deuxième réseau électrique est facilement obtenue. Une telle connexion (également connue sous l’expression « Neutral Passing Through » en anglais) peut être avantageuse dans les alimentations sans interruption. Une telle connexion est notamment imposée par certaines normes relatives aux alimentations sans interruption.
En particulier, les interrupteurs S1, S1c, S2, S2c sont commutés avec une fréquence de découpage, correspondant à la période de découpage T. Le rapport entre la tension d’entrée V30 et la tension de sortie V50 est notamment fonction d’un rapport cyclique α d’ouverture des interrupteurs S1, S1c, S2, S2c du convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110.
Un exemple de commutations des interrupteurs va être décrit dans ce qui suit. Dans une première partie I d’une durée αT de la période de découpage T, le premier interrupteur S1 du premier bras B1 est ouvert et le deuxième interrupteur S1c du bras est fermé ; et le premier interrupteur S2 du deuxième bras B2 est ouvert et le deuxième interrupteur S2c du bras est fermé. La tension VL aux bornes de l’inductance L est alors égale à celle V30 du premier réseau électrique 30. Le courant IL traversant l’inductance augmente progressivement. L’énergie issue du premier réseau électrique 30 s’accumule alors dans l’inductance L.
Dans une deuxième partie II facultative d’une durée (β/2)T de la période de découpage T, le premier interrupteur S1 du premier bras B1 est fermé et le deuxième interrupteur S1c du bras est ouvert ; et le premier interrupteur S2 du deuxième bras B2 est ouvert et le deuxième interrupteur S2c du bras est fermé. Cette partie II est une étape de roue libre qui permet de dissiper d’éventuelles charges résiduelles et d’éviter une casse des interrupteurs lors du changement entre la première phase I et une troisième partie III.
Dans la troisième partie III d’une durée (1-α-β)T de la période de découpage T, le premier interrupteur S1 du premier bras B1 est fermé et le deuxième interrupteur S1c du bras est ouvert ; et le premier interrupteur S2 du deuxième bras B2 est fermé et le deuxième interrupteur S2c du bras est ouvert. L’énergie accumulée dans l’inductance L lors de la première partie I se décharge vers le deuxième réseau électrique alternatif. La tension VL aux bornes de l’inductance L est alors égale à celle V50 du deuxième réseau électrique. Le courant IL traversant l’inductance diminue progressivement.
Dans une quatrième partie IV facultative d’une durée (β/2)T de la période de découpage T, le premier interrupteur S1 du premier bras B1 est fermé et le deuxième interrupteur S1c du bras est ouvert ; et le premier interrupteur S2 du deuxième bras B2 est ouvert et le deuxième interrupteur S2c du bras est fermé. Cette partie II est une étape de roue libre pour atténuer les irrégularités dans le passage de la troisième partie III à une première partie I de la période de découpage T suivante. La tension VL aux bornes de l’inductance L est alors nulle. Le courant IL traversant l’inductance reste sensiblement stable.
En , les flèches dans les circuits électriques indiquent le sens du courant. Les sens indiqués correspondent à une alternance positive du premier réseau électrique alternatif. Sur l’alternance négative les courants sont notamment de sens opposé.
Le deuxième mode de mode de fonctionnement du circuit d’alimentation 100 va maintenant être décrit plus en détail en faisant référence aux figures 3 et 4. Notamment, dans le deuxième mode de fonctionnement, la première borne d’entrée 111 est connectée, notamment directement connectée, à une borne négative de la source de tension continue 40 ; et la deuxième borne d’entrée 112 est connectée, notamment directement connectée, à une borne positive de la source de tension continue 40.
Comme dans le premier mode de fonctionnement, la conversion DC/AC du deuxième mode de fonctionnement repose notamment sur une accumulation d’énergie dans l’inductance L, qui permet d’élever ou abaisser la tension entre l’entrée et la sortie, et ainsi de générer une tension alternative en sortie. Grâce aux interrupteurs de basculement T1, T2, le convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 peut délivrer en sortie un signal alternatif présentant une alternance positive et une alternance négative. En effet, les interrupteurs T1, T2 permettent de connecter la source de tension continue 40 au convertisseur abaisseur-élévateur 110 avec une première polarité lors d’une alternance positive de la tension alternative V50 du deuxième réseau électrique ; et les interrupteurs T1, T2 permettent de connecter la source de tension continue 40 au convertisseur abaisseur-élévateur 110 avec une deuxième polarité, inverse de la première, lors d’une alternance négative de la tension alternative V50 du deuxième réseau électrique.
En particulier, comme par exemple illustré en , sur l’alternance négative de la tension alternative V50 du deuxième réseau électrique, le premier interrupteur T1 est ouvert et le deuxième interrupteur T2 est fermé. Ainsi, la deuxième borne d’entrée 112 est connectée à la première borne de sortie 121. En particulier, la borne positive de la source de tension 40 est connectée à la borne négative du deuxième réseau électrique alternatif. Les interrupteurs S1, S1c, S2, S2c du convertisseur de tension abaisseur-élévateur 110 sont alors commandés suivant une fréquence de découpage, notamment de manière similaire au premier mode de fonctionnement, pour délivrer l’alternance négative de la tension V50 du deuxième réseau électrique alternatif.
L’agent conducteur modifié pour préparer le collecteur de courant haute performance mentionné ci-dessus est composé de nanotubes de carbone multi-parois, modifiés par oxydation et modification chimique, puis connectés à d'autres particules de nanomatériaux conducteurs de plus grande taille pour former une structure en pont-île en forme d'haltère avec des extrémités ancrées. Dans ce deuxième exemple, le 1,4-butylènediamine est utilisé comme agent de modification et le diisopropylcarbodiimide (DIC) est utilisé comme agent de condensation.
La pâte conductrice pour préparer le collecteur de courant pour batterie au lithium haute performance mentionné ci-dessus est une pâte aqueuse obtenue par dispersion et par le mélange d'un agent conducteur modifié, de nanomatériaux conducteurs, de nanofibres modifiées, d'un dispersant, d'un liant et d'un solvant. La teneur en solides de cette pâte est de 4 à 6%, sa viscosité est de 300 à 1000 mPa·s (25℃) et son pH est de 8 à 9.
Dans cet exemple 2, le ratio en poids des composants de la pâte conductrice est le suivant : nanotubes de carbone multi-parois modifiés : agent conducteur nano : nanofibres modifiées : dispersant : liant : solvant = 0,6 : 0,1 : 6 : 20 : 20 : 53,3.
Dans cet exemple 2, les nanofibres modifiées sont des nanofibres de chitine carboxylée, le liant est une résine acrylique modifiée, et le dispersant utilisé est de l'alcool polyvinylique (PVA).
Dans cet exemple 2, lorsque la pâte conductrice est enduite sur une feuille de cuivre, elle permet de fabriquer un collecteur de courant pour batterie au lithium haute performance.
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 2 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 : 96 parts de matériau négatif (graphite artificiel) ; 1 part d'agent conducteur négatif (SP) ; 1 part de liant négatif 1 (carboxyméthylcellulose de sodium, CMC) ; 2 parts 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.
Le présent exemple fournit un collecteur de courant pour batterie au lithium haute performance, une pâte conductrice ainsi que leur méthode de préparation. Cet exemple est similaire aux exemples 1 et 2 à l’exception des quelques différences suivantes:
Dans cet exemple 3, pour préparer l'agent conducteur modifié du collecteur de courant haute performance mentionné ci-dessus, le 1,6-hexanediamine est utilisé comme agent de modification et le 1-(3-diméthylaminopropyl)-3-éthylcarbodiimide (EDCI) est utilisé comme agent de condensation.
La pâte conductrice du collecteur de courant haute performance pour batterie au lithium mentionné ci-dessus est une pâte aqueuse obtenue par dispersion et par le mélange d'un agent conducteur modifié, de nanomatériaux conducteurs, de nanofibres modifiées, d'un dispersant, d'un liant et d'un solvant. La teneur en solides de cette pâte est de 3 à 4%, sa viscosité est de 200 à 800 mPa·s (25℃) et son pH est de 9 à 10.
Dans cet exemple 3, le ratio en poids des composants de la pâte conductrice est le suivant : nanotubes de carbone multi-parois modifiés : agent conducteur nano : nanofibres modifiées : dispersant : liant : solvant = 0,3 : 0,1 : 4 : 12 : 14 : 69,6.
Dans cet exemple 3, les nanofibres modifiées sont des nanofibres de chitine carboxylée, le liant est du polyacrylonitrile (PAN) modifié, et le dispersant utilisé est le poly(N-vinylacetamide) (PNVA).
Lorsque l’exemple 3 est enduit sur une feuille de cuivre, il permet de fabriquer un collecteur de courant pour batterie au lithium haute performance.