INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ces dispositifs de régulation thermique peuvent par exemple équiper un véhicule. Ils sont alors agencés au sein de ce véhicule pour permettre la régulation thermique d’un premier fluide circulant dans un premier circuit, d’un deuxième fluide circulant dans un deuxième circuit distinct du premier circuit, et d’un troisième fluide parcourant un troisième circuit annexe aux premier et deuxième circuits. Les fluides peuvent notamment être un fluide réfrigérant circulant au sein d’une boucle de climatisation du véhicule ou encore un liquide de refroidissement destiné à réguler la température d’un moteur thermique.
Au sein des dispositifs de régulation thermique et circuits thermodynamiques auxquels ils sont rattachés, les fluides circulent en dissipant ou en absorbant des calories. L’efficacité des dispositifs de régulation thermique et des circuits thermodynamiques est principalement déterminée par les échanges thermiques entre les fluides les parcourant. Il est donc recherché la conception de dispositifs de régulation thermique dans lesquels les échanges thermiques entre les fluides circulant en leur sein sont optimisés. A cette fin, il est connu d’équiper les dispositifs de régulation thermique de perturbateurs d’écoulement des fluides, de façon à augmenter les échanges thermiques entre les fluides.
Dans une première étape E1, l’unité de calcul 4 génère, de façon périodique, des séquences de données initiales Seq01, Seq02. Les séquences initiales Seq01, Seq02 sont, dans l’exemple décrit, des séquences de type binaire, composée de « 0 » et de « 1 », pseudo aléatoire et de taille maximum, également nommée M-séquence, présentant un rapport cyclique de 50%.
Dans une deuxième étape E2, l’unité de calcul génère les première et la deuxième séquences de données modulantes Seqa, Seqb à partir des séquences initiale Seq01 et Seq02.
Plus précisément, l’unité de calcul 4 est agencée pour générer la générer la première séquence Seqa en opérant une fonction ou exclusif sur les première et deuxième séquences initiales Seq01 et Seq02 et pour générer la deuxième séquence Seqb en opérant une fonction ou exclusif sur la première séquence initiale Seq01 avec un décalage circulaire et la deuxième séquence initiale Seq02.
Les première et deuxième séquences de données modulantes Seqa, Seqb sont ainsi des séquences de Gold, dont le pic de la fonction de corrélation Fcorr croisée est inférieur à une valeur seuil Vs donnée.
L’unité de calcul 4 transmet de manière synchrone la première et la deuxième séquence de données modulantes Seqa, Seqb aux unités de modulation 22a, 22b des premier et deuxième modules d’émission 2a, 2b pour l’émission simultanée des premier et deuxième faisceaux lumineux F1a, F1b par les premier et deuxième modules d’émission 2a, 2b.
Dans une troisième étape E3, les unités de modulation 22a, 22b modulent les faisceaux lumineux F1a, F1b émis par les modules lumineux 21a, 21b à partir de cette séquence de données Seqa, Seqb. Ainsi, chaque unité de modulation 22a, 22b convertit respectivement les séquence de données Seqa, Seqb en un signal modulant et module le signal de contrôle initial à l’aide de ce signal modulant.
On notera, que dans l’exemple décrit, chaque impulsion lumineuse des faisceaux lumineux F1a, F1b émis par les modules lumineux 21a, 21b correspond à un bit de valeur « 1 » des séquences modulante Seqa, Seqb. La puissance moyenne d’une portion des premier et deuxième faisceaux lumineux F1a, F1b contenant respectivement les séquences Seqa, Seqb est ainsi définie par le nombre de bits de valeur « 1 » de ces séquence Seqa, Seqb au regard du nombre de bits total de ces séquences, par la durée des impulsions et par la puissance pic de ces impulsions.
Le faisceau lumineux composé par les premier et deuxième faisceaux lumineux F1a, F1b est ainsi émis jusqu’à atteindre un objet O, situé dans l’environnement du véhicule, lequel le réfléchit en direction des modules de réception 3a, 3b.
Le faisceau lumineux F2 reçu par les modules de réception 3a, 3b est ainsi concentré sur l’un ou plusieurs des photodétecteurs 321a, 322a.
Lorsque les conditions d’ensoleillement au voisinage du véhicule sont particulièrement importantes, la lumière du soleil vient ainsi s’ajouter au faisceau lumineux F2 reçu par les modules de réception 3a, 3b. Le faisceau lumineux F2 reçu par les modules de réception 3a, 3b est ainsi composé d’une partie du faisceau lumineux global F1a, F1b réfléchi par l’objet O et de bruit, par exemple généré par des sources de lumière parasite comme de l’éclairage urbain, de l’éclairage automobile, voire le soleil.
Dans une quatrième étape E4, chacun des photodétecteurs 321a, 322a convertit la portion du faisceau lumineux F2 qu’il reçoit, en un signal électrique Sel qu’il transmet aux unités de démodulation 33a, 33b, laquelle peut alors en extraire une séquence de données Seq2, dite démodulée, dans une cinquième étape E5.
Les unités de démodulation 33a, 33b comptabilisent, depuis les signaux électriques Sel, le nombre de photons reçus par un module d’acquisition élémentaires 32 pendant un intervalle de temps correspondant à une durée d’impulsion, puis déterminent par seuillage au regard d’une valeur déterminée à partir de la puissance pic si cette quantité de photons correspond ou non à une impulsion du premier faisceau lumineux F1a, et donc à un bit de valeur « 1 » ou à un bit de valeur « 0 ».
La séquence binaire démodulée Seq2 est ainsi transmise à l’unité de calcul 4, qui estime, dans une sixième étape E6, des valeurs d’une fonction de corrélation Fcorr entre l’une ou l’autre des séquences modulantes Seqa et Seqb, selon que la séquence binaire démodulée Seq2 provienne de l’un ou l’autre des modules de réception 3a, 3b, et la séquence démodulée Seq2.
L’unité de calcul 4 évalue ainsi, pour une pluralité de valeurs de décalage temporel, la valeur de la corrélation croisée, au moyen d’un produit de convolution cyclique, entre la séquence démodulée Seq2 et la séquence modulante Seqa, Seqb retardée selon chacune des valeurs de décalage temporel.
Compte tenu des propriétés d’autocorrélation et de corrélation croisée des séquences de type Gold, la fonction de corrélation Fcorr sera ainsi maximum pour une valeur de décalage temporel correspondant au temps de vol du faisceau lumineux F1a, F1b, séparant l’instant où il est émis par les modules d’émission 2a, 2b et l’instant où il est respectivement reçu par les modules de réception 3a, 3b, les séquences modulantes Seqa, Seqb retardées de cette valeur correspondant ainsi sensiblement à la séquence démodulée Seq2, au bruit près.
La surveillance de l’installation est effectuée lorsqu’une information de surveillance est déterminée pour chaque organe de sectionnement, cette information de surveillance étant définie comme l’association du repère fonctionnel et de l’état de fonctionnement de cet organe de sectionnement.
La est un schéma synoptique illustrant l’enchaînement des étapes d’un procédé 100 automatique de surveillance d’une installation selon l’invention.
La surveillance est effectuée à partir d’un flux vidéo FV capturant potentiellement un ou plusieurs organes de sectionnement de l’installation.
Pour cela, le procédé 100 débute avec une étape S101 de réception du flux vidéo FV.
Ce flux vidéo FV présente une fréquence d’acquisition restituant le temps réel, et est représenté par une série temporelle d’images I 1 , I j , I n .
La fréquence d’acquisition est de préférence comprise entre 1 image par seconde et 30 images par seconde, de préférence comprise entre 10 images par seconde et 30 images par secondes, et de préférence égale à 15 images par seconde.
Ce flux vidéo FV peut être acquis directement par un module vidéo (non représenté sur la ) comprenant une caméra, une carte d’acquisition et des moyens de transmission vers un terminal de traitement.
Ce module vidéo peut être manipulé (orienté) par un rondier effectuant une surveillance selon un parcours déterminé dans l’installation, ce parcours permettant de capturer dans plusieurs flux vidéo la totalité des organes de sectionnement de l’installation. Dans ce cas, le module vidéo peut être installé sur un bras tenu à la main par le rondier, ou il peut être installé sur un accessoire porté par le rondier, tel que des lunettes.
Ce module vidéo peut alternativement être installé sur un robot mobile parcourant l’installation et programmé pour capturer dans le flux vidéo les organes de sectionnement de l’installation.
Alternativement, la réception S101 du flux vidéo FV comprend d’abord une réception d’un flux vidéo primaire (non représenté sur la ) acquis par le module vidéo puis une conversion de ce flux vidéo primaire pour obtenir le flux vidéo FV utilisé par le procédé 100.
Le flux vidéo primaire présente alors une fréquence d’acquisition supérieure à la fréquence d’acquisition du flux vidéo FV utilisé par le procédé 100. La fréquence du flux vidéo primaire est ainsi, par exemple, comprise entre 30 images par seconde et 60 images par seconde.
La série temporelle d’images I 1 , I j , I n représentant le flux vidéo FV comprend préférence, lorsque la fréquence du flux vidéo primaire est 30 images par seconde, entre 1 et 30 images, de préférence 10 images.
La est une représentation schématique d’organes de sectionnement O i-1 , O i , O i +1 capturés dans le flux vidéo FV et soumis au procédé 100 de surveillance.
Par « capturés dans le flux vidéo FV », on entend que ces organes de sectionnement sont chacun présents dans au moins une image I j du flux vidéo FV. Ils peuvent être présents de manière individuelle (un seul organe de sectionnement dans une image) ou ensemble (plusieurs organes de sectionnement dans une image).
Les organes de sectionnement O i-1 , O i , O i +1 ont été installés dans des emplacements déterminés de l’installation INST, le long de circuits de lignage LIGN de cette installation INST.
Les organes de sectionnement O i-1 , O i , O i+1 peuvent être des vannes, des interrupteurs, ou autre.
La position B est adoptée par la vanne VTS lorsque la température du fluide ffc sollicitant la vanne a augmenté par rapport au cas précédent (position A) et est devenue telle qu’il est requis de débuter l’obturation de la section de passage à travers le conduit de bypass BP. Dans cette position B, le niveau d’obturation peut atteindre jusqu’à 5% de la section de passage.
La position C est adoptée par la vanne VTS lorsque la température du fluide ffc sollicitant la vanne a augmenté par rapport au cas précédent (position B) et a atteint un niveau intermédiaire qui requiert une obturation conséquente de la section de passage du fluide ffc à travers le conduit de bypass BP. Dans cette position C, le niveau d’obturation pourra atteindre environ 20 à 50% de la section de passage.
La position D est adoptée par la vanne VTS lorsque la température du fluide ffc sollicitant la vanne a augmenté par rapport au cas précédent (position C) et a atteint un niveau haut, par exemple compris entre 80°C et 110°C. Dans cette position C, le niveau d’obturation sera le plus élevé et pourra atteindre jusqu’à 60 à 90% de la section de passage. Le passage du fluide ffc à travers le conduit de bypass BP ne sera donc jamais totalement obstrué.
Il est clair pour l’homme du métier que le système de gestion thermique de l’invention, conçu pour équiper un véhicule électrique à pile à combustible, ne se limite pas à l’exemple de réalisation décrit du système SGT. Dans l’invention, le nombre de circuits caloporteurs coopérant thermiquement avec le circuit caloporteur de la pile à combustible n’est pas limité à deux comme dans l’exemple du système SGT. Ainsi, par exemple, les vannes VD, VE, assurant la connexion à l’échangeur thermique HX des circuits caloporteurs coopérant avec le circuit caloporteur de la pile à combustible pourront être remplacées par des vannes avec davantage de voies pour connecter un ou plusieurs autres circuits caloporteurs comme typiquement le circuit de thermorégulation du stockeur électrochimique de motricité du véhicule et/ou le circuit de refroidissement des convertisseurs électriques de puissance du véhicule.
De manière générale, l’invention est applicable pour de multiples combinaisons d’échanges thermiques entre le fluide caloporteur de la pile à combustible et le fluide caloporteur du circuit de refroidissement de la machine motrice électrique et/ou le fluide caloporteur de convertisseurs électriques de puissance et/ou le fluide caloporteur du circuit de chauffage de l’habitacle et/ou le fluide caloporteur du circuit de thermorégulation du stockeur électrochimique de motricité.
L’invention compte-tenu des possibilités offertes de cession de calories du circuit caloporteur de la pile à combustible vers d’autres circuits caloporteurs du véhicule autorise un dimensionnement à la baisse du circuit caloporteur de la pile à combustible et une réduction consécutive du coût de celui-ci. L’invention procure une capacité de refroidissement importante pour la pile à combustible, ainsi qu’un chauffage de l’habitacle et/ou du stockeur électrochimique de motricité, et cela sans augmenter la masse, les dimensions et la consommation électrique des organes de refroidissement et/ou de réchauffage, sans augmenter la traînée aérodynamique de captation du véhicule qui affecte la consommation en carburant (H2) de celui-ci et son autonomie, et sans réduire les prestations longitudinales (accélérations, reprises, vitesses maximales admissibles, capacités en pente et autres performances) du véhicule et sa capacité de chargement.
Dans le cas d’un véhicule commercial léger ou d’un véhicule poids lourd ayant besoin d’une capacité de production électrique alors que le véhicule est stationnaire, l’invention permet une amélioration de la mise à disposition de l’énergie électrique issue de la pile à combustible, avec davantage d’autonomie et de puissance fournie.
Dispositif contrôlé thermiquement de stockage d'énergie électrique et véhicule associé Le domaine technique concerné est celui de la maîtrise ou du contrôle thermique des dispositifs de stockage d'énergie électrique sous forme chimique pour un véhicule, autrement dit des accumulateurs électriques.
Comme cela est connu, une batterie électrique est un ensemble d'accumulateurs électriques reliés entre eux de façon à créer un générateur électrique de tension et de capacité désirée. Ces accumulateurs sont souvent appelés éléments de la batterie ou cellules. Une telle batterie, et donc ces accumulateurs ou cellules, permet(tent) de stocker l'énergie électrique sous forme chimique et de la restituer sous forme de courant continu, de manière contrôlée.
On connaît déjà des dispositifs contrôlés thermiquement comprenant une batterie électrique, elle-même comprenant une pluralité de cellules électriques disposées parallèlement entre elles, suivant une ligne, chaque cellule présentant un premier côté, un deuxième côté et un troisième côté, le deuxième côté et le troisième côté étant parallèles entre eux et transversaux au premier côté.
Parmi les inconvénients des batteries, on peut noter : - leur coûts élevés, - leur autonomie, - leur temps de charge, - la difficulté à contrôler la température qu’elles atteignent, notamment en situation de « charge (ultra) rapide) (« (ultra)fast charge » en anglais).
Pouvoir refroidir, ou plus généralement contrôler thermiquement une ou des cellules, nécessite non seulement la présence de certains moyens d’échange thermique comme par exemple un caloduc en capacité d’échange thermique avec les cellules (formant une source chaude) et une source froide, mais la position de certaines parties de ces éléments par rapport à certaines parties des cellules est également importante.
En effet, toutes les zones ou parties d’une cellule ne varient pas en température de la même manière, notamment en situation de charge (ultra) rapide).
Aussi est-il proposé que le dispositif contrôlé thermiquement présenté ci-avant comprenne, outre ce qui précède, un premier dispositif d’échange thermique comprenant un caloduc en capacité d’échange thermique avec les cellules et une source froide d’au moins un deuxième dispositif d’échange thermique, le caloduc étant défini par un corps monobloc intégrant intérieurement une série de canaux disposés les uns à côté des autres, et contenant une substance caloporteuse. Les canaux présentent au moins une partie de vaporisation où la substance caloporteuse peut être échauffée, jusqu’à être vaporisée, par des calories issues d’au moins une des cellules, et une partie de condensation où la substance caloporteuse peut être refroidie, jusqu’à être condensée, par échange thermique avec la source froide du deuxième dispositif d’échange thermique. Le corps est coudé, de sorte que les canaux présentent chacun au moins une partie incurvée située entre ladite au moins une partie de vaporisation et la partie de condensation.
Le caloduc est agencé de telle sorte que : - la tranche de chaque cellule est située le long de la partie de vaporisation et de la partie de condensation des canaux du corps monobloc, - la borne de cathode et/ou la borne d’anode de chaque cellule sont située(s) en regard de la partie de vaporisation ou de la partie de condensation des canaux du corps monobloc ; et - la partie de condensation est située à un niveau d’élévation plus haut que celui de la partie de vaporisation par rapport à la gravité.
Selon l’invention, la première paroi 14a et la quatrième paroi 14d, par exemple, comportent des perturbateurs de flux 15 tels qu’ils seront décrits plus en détails en relation avec la . Vu de l’extérieur, ces perturbateurs de flux 15 se présentent sous forme de cavités 17 ouvertes sur un environnement extérieur du boîtier 2.
La plaque terminale 12 comprend un bloc de raccordement 18 comportant un premier orifice 20a et un deuxième orifice 20b configurés pour le passage du fluide réfrigérant destiné à parcourir un premier circuit constituant un premier moyen de refroidissement pour l’un des composants cibles du véhicule. Le premier circuit s’étend donc depuis le premier orifice 20a jusqu’au deuxième orifice 20b. Le premier circuit est interne à l’échangeur thermique 4.
Un deuxième circuit interne à l’échangeur thermique 4 est parcouru par le liquide caloporteur 7, et est prolongé par un troisième circuit 23 externe à l’échangeur thermique 4, délimité par l’espace 30 référencé , compris entre le boîtier 2 et l’échangeur thermique 4.
La plaque terminale 12 comprend une première bouche 22a configurée pour alimenter le troisième circuit 23 en liquide caloporteur 7. Les deuxième et troisième circuits constituent un deuxième moyen de refroidissement pour l’un des composants cibles du véhicule. Plus précisément, la première bouche 22a est agencée dans une oreille 24 de la plaque terminale 12. L’oreille 24 ferme un renflement latéral 27 du boîtier 2 tel que visible sur les figures 3 et 4.
Le liquide caloporteur 7 pénètre initialement dans l’espace 30 formant le troisième circuit 23, entre le boîtier 2 et l’échangeur thermique 4, par la première bouche d’alimentation 22a. Le liquide caloporteur 7 circule dans le troisième circuit 23 jusqu’à sortir de l’espace 30 par une entrée d’un collecteur d’entrée de liquide caloporteur 7 présent dans l’échangeur thermique 4. On comprend que le deuxième circuit et le troisième circuit 23 sont connectés en série.
Puis, le liquide caloporteur 7 parcourt le corps de chauffe de l’échangeur thermique 4 jusqu’à sortir du corps de chauffe par une sortie 22b d’un collecteur de sortie de liquide caloporteur présent dans l’échangeur thermique 4, cette sortie 22b étant agencée sur une plaque terminale 12b de l’échangeur thermique, cette plaque terminale 12b étant disposée du côté opposé à la plaque terminale 12 sur l’échangeur thermique 4. Cette sortie 22b est connectée de manière étanche à un circuit de refroidissement externe au boîtier 2 par une tubulure mâle agencée sur la plaque terminale 12b et insérée dans une tubulure femelle d’une pompe d’alimentation non représentée. La pompe d’alimentation est extérieure au boîtier sauf au niveau de sa tubulure femelle, qui pénètre dans le boîtier 2 en étant montée dans une tubulure d’accès (visible ) moulée à même le boîtier 2 sur le fond 16 du boîtier 2.
La illustre l’échangeur thermique 4 logé au sein du boîtier 2. L’échangeur thermique 4 participe au refroidissement d’au moins un élément du véhicule automobile qu’il équipe. Il est à cet effet configuré pour opérer un échange thermique entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur 7.
L’échangeur thermique 4 s’étend principalement selon une direction verticale V lorsqu’il est entreposé dans le boîtier 2. Il comporte une pluralité de plaques 26 qui s’étendent toutes dans les directions verticale V et longitudinale L. Plus particulièrement, l’échangeur thermique 4 est formé par un empilement 28 de plaques 26 qui sont superposées les unes sur les autres selon une direction d’empilement E parallèle à la direction transversale T.
Chaque plaque 26 de l’empilement 28 présente une forme sensiblement rectangulaire.
Tel que visible sur la , l’empilement 28 de plaques 26 est recouvert par la plaque terminale 12 qui constitue une plaque d’extrémité de l’échangeur thermique 4. La plaque terminale 12 a une forme globalement rectangulaire. A l’exception de la plaque terminale 12 et d’une éventuelle autre plaque terminale 12b disposée à son opposé selon la direction d’empilement E, l’ensemble des plaques 26 constitue le corps de chauffe de l’échangeur thermique 4, c’est-à-dire une portion au sein de laquelle ont lieu les échanges thermiques entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur 7. Par ailleurs, l’empilement 28 de plaques 26 est agencé dans le boîtier 2 de sorte à laisser une distance non nulle formant l’espace 30, entre ledit boîtier 2 et au moins l’une des faces latérales 32a, 32b, 32c, 32d de l’échangeur thermique 4 ainsi qu’entre le boîtier 2 et la plaque terminale 12b par laquelle le liquide caloporteur 7 entre dans l’échangeur thermique 4. L’espace 30 est donc traversé par le liquide caloporteur 7 constituant le troisième circuit 23. La face latérale 32b n’est pas représentée car elle est coupée par la vue en coupe de la .
Tel que détaillé sur les figures 3 et 4, les quatre parois du boîtier 14a, 14b, 14c, 14d sont reliées par le fond 16 de boîtier 2.
Le fond 16 du boîtier 2 présente également un dégagement 33 configuré pour y loger au moins en partie la tubulure d’accès du boîtier 2 permettant le raccordement étanche du deuxième circuit à une pompe d’alimentation externe au boîtier 2. Ce dégagement permet à ce raccordement de ne pas nécessiter un espace trop important entre le fond 16 du boîtier 2 et la plaque terminale 12b proximale à ce fond 16.
Des perturbateurs de flux 15 font saillie des quatre parois 14a, 14b, 14c, 14d du boîtier 2 vers l’échangeur thermique 4 logé dans ledit boîtier 2. Un perturbateur de flux 15 est ici un cône tronqué ou une demi-boule qui est issu de matière avec au moins l’une des quatre parois 14a, 14b, 14c, 14d du boîtier 2. En présence de plusieurs cônes tronqués, ceux-ci sont répartis selon un motif régulier. Les parois du boîtier 14a, 14b, 14c, 14d présentent également des portions lisses 36 interposées entre ces motifs réguliers comprenant les perturbateurs de flux 15.