[go: up one dir, main page]

FR2986911A1 - Dispositif de refroidissement et anti-incendie pour une batterie a cellule(s) de stockage - Google Patents

Dispositif de refroidissement et anti-incendie pour une batterie a cellule(s) de stockage Download PDF

Info

Publication number
FR2986911A1
FR2986911A1 FR1251251A FR1251251A FR2986911A1 FR 2986911 A1 FR2986911 A1 FR 2986911A1 FR 1251251 A FR1251251 A FR 1251251A FR 1251251 A FR1251251 A FR 1251251A FR 2986911 A1 FR2986911 A1 FR 2986911A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
alert
battery
space
auxiliary
receipt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1251251A
Other languages
English (en)
Inventor
Bertrand Feriot
Frederic Vantalon
Mathieu Pinson
Stephane Floquet
Walter Desjardins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority to FR1251251A priority Critical patent/FR2986911A1/fr
Publication of FR2986911A1 publication Critical patent/FR2986911A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567Liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222Inorganic material
    • H01M50/224Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10Temperature sensitive devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Un dispositif (D) est dédié au refroidissement d'une batterie (BR) qui comprend un boîtier (BO) définissant un espace (E) dans lequel est installée au moins une cellule (C1) propre à stocker de l'énergie électrique. Ce dispositif (D) comprend un circuit (CR) dans lequel circule un liquide de refroidissement et comportant i) au moins un conduit principal (CP) propre à être logé dans cet espace (E) afin de le refroidir, ii) au moins un conduit auxiliaire (CA) propre à être logé dans cet espace (E) et muni de trous (T), et iii) un premier moyen de contrôle d'accès (MC1) agencé pour alimenter en liquide de refroidissement soit chaque conduit principal (CD) en l'absence de réception d'une instruction d'alerte, soit chaque conduit auxiliaire (CA) pour inonder l'espace (E) via les trous (T) en cas de réception d'une instruction d'alerte générée consécutivement à la réalisation d'au moins une condition d'alerte choisie.

Description

9 86 9 11 1 DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT ET ANTI-INCENDIE POUR UNE BATTERIE À CELLULE(S) DE STOCKAGE L'invention concerne les batteries rechargeables comprenant au moins une cellule de stockage d'énergie électrique. Certains systèmes, comme par exemple des véhicules de type tout électrique ou hybride et éventuellement de type automobile, comprennent au moins une batterie rechargeable comprenant un boîtier qui définit un espace dans lequel est installée au moins une cellule propre à stocker de l'énergie électrique. Afin d'éviter que la température interne de cette batterie ne devienne trop importante, notamment lors d'une phase de recharge, il a été proposé de lui adjoindre un circuit dans lequel circule un liquide de refroidissement. Plus précisément, ce circuit comporte au moins un conduit principal qui est logé dans l'espace du boîtier, par exemple au-dessus de la (des) cellule(s), afin de le refroidir, notamment lorsque la température qui règne dedans est supérieure à une valeur prédéfinie. Hélas, comme le sait l'homme de l'art, lorsque la batterie fait l'objet d'un incendie, par exemple consécutivement à un court-circuit, le circuit de refroidissement est incapable de le circonscrire, et encore moins de l'arrêter. L'incendie peut alors se propager au système qui comprend la batterie, ce qui peut le détruire partiellement ou totalement, y compris en cas d'intervention des pompiers. En effet, pour interrompre un incendie survenu à l'intérieur du boîtier d'une batterie, les pompiers doivent faire en urgence dans la paroi de ce boîtier un trou suffisamment gros pour permettre l'introduction d'eau au moyen d'une lance, ce qui n'est pas toujours possible, notamment en cas d'inaccessibilité. En outre, le trou ainsi formé peut permettre à l'eau de ressortir au moins partiellement du boîtier, si bien que les cellules peuvent se retrouver au moins partiellement émergées après l'intervention des pompiers.
Pour améliorer cette situation, il a été proposé, notamment dans les documents brevet US 2011/250477 et WO 2011/123808, d'adjoindre à la batterie un circuit d'extinction chargé de diffuser un agent anti-incendie dans l'espace du boîtier lorsque sa température interne dépasse un seuil prédéfini. Hélas, cette solution est essentiellement destinée à avoir une action immédiate, en particulier lorsque l'agent anti-incendie est un gaz. Or, certains incendies de batterie peuvent se déclencher plusieurs jours, voire plusieurs semaines, après qu'un véhicule ait cessé de fonctionner, notamment consécutivement à un accident. De plus, cette solution complexifie notablement la batterie et augmente son encombrement, notamment du fait que le réservoir de l'agent anti-incendie est généralement logé dans le boîtier. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation, en particulier sans 1 o que cela n'augmente significativement la complexité et/ou l'encombrement de la batterie. Elle propose notamment à cet effet un dispositif, destiné à refroidir une batterie comprenant un boîtier définissant un espace dans lequel est installée au moins une cellule propre à stocker de l'énergie électrique, et 15 comprenant un circuit dans lequel circule un liquide de refroidissement et comportant au moins un conduit principal propre à être logé dans cet espace afin de le refroidir. Ce dispositif se caractérise par le fait que son circuit comprend : - au moins un conduit auxiliaire propre à être logé dans l'espace du boîtier et 20 muni de trous, et - un premier moyen de contrôle d'accès agencé pour alimenter en liquide de refroidissement soit chaque conduit principal en l'absence de réception d'une instruction d'alerte, soit chaque conduit auxiliaire pour qu'il inonde l'espace du boîtier via ses trous en cas de réception d'une instruction 25 d'alerte générée consécutivement à la réalisation d'au moins une condition d'alerte choisie. L'invention permet donc avantageusement de conférer au dispositif de refroidissement une seconde fonction de lutte anti-incendie en complément de sa première fonction de refroidissement, sans que cela 30 n'augmente significativement l'encombrement et/ou la complexité de la batterie rechargeable (du fait que l'on réutilise le circuit de refroidissement et que le réservoir de liquide de refroidissement est placé à l'extérieur du boîtier). Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - chaque condition d'alerte peut être choisie parmi (au moins) une température dans l'espace du boîtier qui est supérieure à un seuil choisi, et un accident subi par le système qui comporte la batterie ; - en présence d'une batterie comportant N cellules, avec N > 1, son circuit peut comprendre au moins N conduits auxiliaires associés respectivement aux N cellules, de manière à permettre l'inondation sensiblement simultanée de chacune des N cellules ; il peut comprendre une quantité de liquide de refroidissement au moins égale à la quantité qui est nécessaire pour immerger chaque cellule ; - son circuit peut également comprendre un second moyen de contrôle d'accès installé en sortie de chaque conduit principal et de chaque conduit auxiliaire et agencé soit pour autoriser la sortie du liquide de refroidissement hors du (des) conduit(s) principal(aux) et interdire la remontée de liquide de refroidissement dans le(s) conduit(s) auxiliaire(s) en l'absence d'instruction d'alerte, soit pour interdire la sortie du liquide de refroidissement hors des conduit(s) principal(aux) et conduit(s) auxiliaire(s) en cas de réception de l'instruction d'alerte ; il peut comprendre des moyens de commande agencés pour générer l'instruction d'alerte lorsqu'au moins une condition d'alerte choisie est réalisée ; le premier moyen de contrôle d'accès peut être une électrovanne comprenant une entrée et un nombre de sorties qui est égal à la somme du nombre de conduits principaux et du nombre de conduits auxiliaires.
L'invention propose également une batterie comprenant un boîtier, définissant un espace dans lequel est installée au moins une cellule propre à stocker de l'énergie électrique, et un dispositif de refroidissement du type de celui présenté ci-avant et partiellement installé dans cet espace. Ce boîtier peut être réalisé au moins en partie dans un matériau capable de résister à un incendie de cellule, et peut présenter une hauteur strictement supérieure à la hauteur de chaque cellule, de sorte que chaque cellule puisse être entièrement immergée dans le liquide de refroidissement consécutivement à la réception d'une instruction d'alerte. L'invention propose également un système comprenant une batterie du type de celle présentée ci-avant. Un tel système peut, par exemple, constituer un véhicule de type tout électrique ou hybride, et éventuellement de type automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement une batterie multicellulaire couplée à un exemple de réalisation d'un dispositif de refroidissement selon l'invention, placé dans un état de fonctionnement dit normal, la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement la batterie multicellulaire de la figure 1 avec son dispositif de refroidissement placé dans un état dit d'alerte, et la figure 3 illustre, dans une vue en coupe selon l'axe III-III de la figure 2, une partie de la batterie multicellulaire de la figure 2 avec son dispositif de refroidissement placé dans l'état d'alerte. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de refroidissement D destiné à être associé à une batterie rechargeable BR comportant au moins une cellule de stockage Cn. Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que la batterie rechargeable BR est de type multicellulaire, et donc qu'elle comprend au moins deux cellules de stockage Cn. Mais l'invention n'est pas limitée à ce nombre de cellules de stockage. En effet, elle concerne toute batterie rechargeable comportant au moins une cellule de stockage capable de stocker (et de restituer) de l'énergie électrique sous « haute tension » (typiquement 380 V). On notera que dans l'exemple non limitatif illustré sur les figures 1 et 2, la batterie (rechargeable) BR comprend N cellules de stockage d'énergie électrique Cn (n = 1 à N, avec N 4).
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les cellules (de stockage) Cn de la batterie BR sont de type Li-ion. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de cellule. Elle concerne en effet tout type de cellule capable de stocker de l'énergie électrique en vue de la restituer. Ainsi, les cellules pourront être également de type Ni-Mh ou plomb ou encore Lithium-Métal-Polymère (ou LMP), par exemple. De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif que la batterie BR fait partie d'un système constituant un véhicule de type hybride ou tout électrique, et éventuellement de type automobile. Par exemple, le véhicule est une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système comportant au moins une batterie rechargeable (comportant au moins une cellule), quel que soit son domaine technique d'utilisation, et notamment les cars (ou bus), les camions, les engins de chantier, les engins de voirie, et les véhicules utilitaires. Comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, une batterie BR comprend un boîtier BO qui définit un espace E dans lequel est installée au moins une cellule (de stockage) Cn (n = 1 à N). On notera qu'il est nécessaire pour la mise en oeuvre de l'invention qu'au moins une partie « inférieure » du boîtier BO soit réalisée dans un matériau qui est capable de résister à des débuts d'incendie d'une ou plusieurs cellules Cn. Par exemple, ce matériau est de l'acier. Mais tout matériau ignifuge peut être utilisé. On notera également que, comme illustré non limitativement sur la figure 3, le boîtier BO peut comporter la partie inférieure précitée, qui définit un réceptacle destiné à loger les cellules Cn et une partie d'un dispositif de refroidissement D, et une partie « supérieure » CB, définissant un capot ou couvercle destiné à fermer l'espace E, de préférence de façon étanche aux liquides, et d'interdire l'accès aux cellules Cn et à cette partie du dispositif de refroidissement D. On notera qu'il n'est pas indispensable que cette partie supérieure CB du boîtier BO soit réalisée dans un matériau capable de résister à des débuts d'incendie d'une ou plusieurs cellules Cn. Mais cela est cependant préférable, comme on le comprendra plus loin.
Un dispositif de refroidissement D selon l'invention comprend au moins un circuit CR dans lequel circule un liquide de refroidissement et comportant au moins un conduit principal CP, au moins un conduit auxiliaire CA, et un premier moyen de contrôle d'accès MC1.
On notera que, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le circuit CR comprend généralement une pompe électrique PE, chargée de faire circuler le liquide de refroidissement, et des moyens d'échange (non représentés) chargés d'évacuer les calories transférées dans le liquide de refroidissement au niveau de l'espace E du boîtier BO. Par ailleurs, le circuit CR peut également comprendre un réservoir R de liquide de refroidissement couplé à sa pompe PE et/ou une entrée (non représentée) dont l'accès est très facile et qui est agencée de manière à permettre son alimentation en liquide de refroidissement (par exemple lors d'une intervention d'urgence de pompiers).
Chaque conduit principal CP est couplé à un conduit d'alimentation CD du circuit CR, via au moins le premier moyen de contrôle d'accès MC1, afin d'être alimenté en liquide de refroidissement en fonctionnement normal (c'est-à-dire en l'absence d'alerte). Par ailleurs, chaque conduit principal CP est destiné à être logé dans l'espace E du boîtier BO afin de participer à la fonction de refroidissement de l'espace E (et donc le refroidir par absorption de calories). On notera qu'un conduit principal CP n'est pas forcément linéaire, comme illustré schématiquement et non limitativement sur les figures 1 à 3. En effet, il pourrait présenter une ou plusieurs courbures (et donc constituer une espèce de serpentin). D'une manière générale, il peut présenter toute forme, et notamment celles qui sont adaptées à son environnement. Chaque conduit auxiliaire CA est couplé au conduit d'alimentation CD du circuit CR, via au moins le premier moyen de contrôle d'accès MC1, afin d'être alimenté en liquide de refroidissement en cas d'alerte. Par ailleurs, chaque conduit auxiliaire CA est destiné à être logé dans l'espace E du boîtier BO et comprend des trous T destinés à évacuer dans l'espace E le fluide de refroidissement du circuit CR en cas d'alerte. On notera qu'un conduit auxiliaire CA n'est pas forcément linéaire, comme illustré schématiquement et non limitativement sur les figures 1 à 3. En effet, il pourrait présenter une ou plusieurs courbures (et donc constituer une espèce de serpentin). D'une manière générale, il peut présenter toute forme, et notamment celles qui sont adaptées à son environnement.
Le premier moyen de contrôle d'accès MC1 est agencé pour alimenter en liquide de refroidissement soit chaque conduit principal CP lorsqu'il ne reçoit pas d'instruction d'alerte, soit chaque conduit auxiliaire CA pour qu'il inonde l'espace E via ses trous T lorsqu'il reçoit une instruction d'alerte générée consécutivement à la réalisation d'au moins une condition l a d'alerte choisie. On comprendra qu'en l'absence de réception d'une instruction d'alerte le premier moyen de contrôle d'accès MC1 est dans un état normal de fonctionnement dans lequel il ne permet que l'alimentation en fluide de refroidissement du (des) conduit(s) principal(aux) CP, comme illustré sur la 15 figure 1. Dans ce cas, le(s) conduit(s) principal(aux) CP constitue(nt) un échangeur de chaleur de type radiateur chargé d'absorber des calories produites par le fonctionnement de(s) cellule(s) Cn afin de les évacuer vers l'extérieur de l'espace E. En revanche, en cas de de réception d'une instruction d'alerte le premier moyen de contrôle d'accès MC1 est dans un 20 état d'alerte dans lequel il ne permet que l'alimentation en fluide de refroidissement du (des) conduit(s) auxiliaire(s) CA, comme illustré sur les figures 2 et 3. En noyant les cellules Cn dans le liquide de refroidissement, on refroidit rapidement celles qui se sont échauffées, et donc on évite qu'un 25 incendie ne se déclenche. En outre, le fait qu'elles demeurent immergées dans le liquide de refroidissement augmente très notablement la probabilité qu'un incendie se déclenche en différé, par exemple consécutivement à un court-circuit. On notera que le liquide de refroidissement doit être non inflammable. 30 A cet effet, on pourra par exemple utiliser de l'eau, éventuellement additionnée de glycol. On notera également que l'instruction d'alerte est générée par des moyens de commande MCD lorsqu'au moins une condition d'alerte choisie est réalisée (ou satisfaite). Ces moyens de commande MCD peuvent faire éventuellement partie du dispositif (de refroidissement) D, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2. Mais cela n'est pas obligatoire. Ils pourraient en effet faire partie d'un autre équipement (ici) du véhicule, comme par exemple un calculateur (éventuellement celui qui est chargé de contrôler le fonctionnement de la batterie BR, ou celui qui est chargé de contrôler la chaîne de traction, ou bien l'ordinateur de bord). De tels moyens de commande MCD sont préférentiellement réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques). Mais ils pourraient également être réalisés sous la forme d'une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. Parmi les conditions d'alerte qui peuvent être utilisées, on peut notamment citer une condition relative à la température t dans l'espace E (par exemple lorsque cette température t est supérieure à un seuil choisi), et une condition relative à une détection d'accident subi par le véhicule. Lorsque le système est un véhicule, il est avantageux que l'instruction d'alerte soit générée quand au moins l'une ou l'autre des deux conditions précitées est réalisée (ou satisfaite). On notera que la température t à l'intérieur de l'espace E peut être déterminée par un capteur CT qui est éventuellement couplé aux moyens de commande MCD. Ce capteur CT peut faire partie du dispositif D. Mais cela n'est pas obligatoire étant donné que la batterie BR comprend habituellement un capteur CT dont les mesures de température sont utilisées par le calculateur qui est chargé de contrôler son fonctionnement. On comprendra que lorsque les moyens de commande MCD détectent que la température t dans l'espace E est anormalement élevée (ce qui est généralement le signe d'un début d'incendie au niveau d'une ou plusieurs cellules Cn), ils génèrent une instruction d'alerte qu'ils transmettent au moins au premier moyen de contrôle d'accès MC1 pour qu'il se place dans l'état d'alerte illustré sur les figures 2 et 3 et dans lequel il permet l'alimentation en liquide de refroidissement de chaque conduit auxiliaire CA en vue de l'inondation de l'espace E via les trous T. De même, lorsque les moyens de commande MCD détectent (ou sont avertis du fait) que leur véhicule a fait l'objet d'un accident, ils génèrent une instruction d'alerte qu'ils transmettent au moins au premier moyen de contrôle d'accès MC1 pour qu'il se place dans l'état d'alerte illustré sur les figures 2 et 3. On notera que lorsque la batterie BR comporte N cellules Cn, avec N > 1, il est avantageux qu'elles puissent être inondées sensiblement simultanément. A cet effet, le circuit CR peut comprendre au moins N conduits auxiliaires CA associés respectivement aux N cellules Cn, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2. Bien entendu, on peut prévoir plus de conduits auxiliaires CA qu'il n'y a de cellules Cn. De même lorsque la batterie BR ne comporte qu'une seule cellule Cn, le circuit CR peut éventuellement comprendre plusieurs conduits auxiliaires CA. Par exemple, le premier moyen de contrôle d'accès MC1 peut être agencé sous la forme d'une électrovanne comprenant une entrée connectée à une extrémité du conduit d'alimentation CD et des sorties dont le nombre est égal à la somme du nombre de conduits principaux CP et du nombre de conduits auxiliaires CA et qui sont connectées respectivement à ces derniers (CP et CA). En fonctionnement normal les sorties de l'électrovanne MC1 qui contrôlent les accès aux entrées des conduits auxiliaires CA sont fermées, alors que les sorties de l'électrovanne MC1 qui contrôlent les accès aux entrées des conduits principaux CP sont ouvertes. Inversement, en cas d'alerte les sorties de l'électrovanne MC1 qui contrôlent les accès aux entrées des conduits auxiliaires CA sont ouvertes, alors que les sorties de l'électrovanne MC1 qui contrôlent les accès aux entrées des conduits principaux CP sont fermées. D'autres types de moyen de contrôle d'accès peuvent être utilisés, et notamment des combinaisons de vannes. On notera également qu'afin d'optimiser le transfert du fluide de refroidissement du circuit CR dans l'espace E, en vue d'inonder les cellules Cn, il est avantageux, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, que le circuit CR comprenne en aval des sorties des conduits auxiliaires CA et des conduits principaux CP un second moyen de contrôle d'accès MC2 agencé soit pour autoriser la sortie du liquide de refroidissement hors des conduits principaux CP et interdire la remontée de liquide de refroidissement dans les conduits auxiliaires CA en l'absence d'instruction d'alerte, soit pour interdire la sortie du liquide de refroidissement hors des conduits principaux CP et conduits auxiliaires CA en cas de réception de l'instruction d'alerte. Par exemple, le second moyen de contrôle d'accès MC2 peut être agencé sous la forme d'une électrovanne comprenant des entrées connectées respectivement aux sorties des conduits principaux CP et conduits auxiliaires CA et une sortie connectée à une autre extrémité du conduit d'alimentation CD du circuit CR. En fonctionnement normal les entrées de l'électrovanne MC2 qui contrôlent les accès aux sorties des conduits auxiliaires CA sont fermées, alors que les sorties de l'électrovanne MC2 qui contrôlent les accès aux sorties des conduits principaux CP sont ouvertes. En cas d'alerte les entrées de l'électrovanne MC2 qui contrôlent les accès aux sorties des conduits auxiliaires CA et des conduits principaux CP sont fermées. D'autres types de moyen de contrôle d'accès peuvent être utilisés, et notamment des combinaisons de vannes.
On notera également qu'afin d'optimiser le transfert du fluide de refroidissement du circuit CR dans l'espace E, en vue d'inonder les cellules Cn, les trous T définis dans le(s) conduit(s) auxiliaire(s) peuvent avoir une forme particulière ou bien être munis d'une buse ou d'un gicleur présentant une forme particulière. Cette forme particulière peut, par exemple, être adaptée à l'aspersion. De préférence, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, au moins les conduits auxiliaires CA et les conduits principaux CP sont placés au dessus des cellules Cn. Mais cela n'est pas une obligation. Afin de garantir que les cellules seront totalement immergées en cas d'alerte, il est préférable que la quantité de liquide de refroidissement contenue dans le circuit CR soit au moins égale à la quantité nécessaire à l'immersion totale de chaque cellule Cn dans l'espace E. Cette caractéristique peut éventuellement nécessiter que le circuit CR comprenne un réservoir R de liquide de refroidissement.
En outre, lorsque le boîtier BO comprend une partie supérieure susceptible de fondre en cas d'incendie, il faut que la partie inférieure du boîtier BO présente une hauteur strictement supérieure à la hauteur de chaque cellule Cn, afin que chaque cellule Cn puisse être effectivement entièrement immergée dans le liquide de refroidissement en cas d'alerte. On notera également que le débit d'entrée du liquide de refroidissement dans l'espace E peut être optimisé afin que la durée nécessaire à l'extinction d'un incendie soit minimisée. Cela peut se faire en choisissant judicieusement les dimensions des conduits auxiliaires CA, les dimensions des trous T, le nombre de trous T, la puissance de la pompe PE et les positions des conduits auxiliaires CA et/ou des trous T. L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : - elle confère une seconde fonction de lutte anti-incendie au dispositif de refroidissement existant simplement en lui adjoignant des conduits auxiliaires à trous et au moins un moyen de contrôle d'accès, - elle n'augmente pas significativement l'encombrement de la batterie rechargeable, puisque les conduits auxiliaires peuvent être implantés sensiblement dans le même plan que les conduits principaux, et de façon intercalée entre ces derniers, - elle n'augmente pas significativement la complexité de la batterie rechargeable, - elle garantit que les cellules vont demeurer immergées dans le liquide de refroidissement après l'arrêt du fonctionnement du système qui comporte la batterie rechargeable, et donc qu'il n'y aura pas de court-circuit bien après un accident, - elle peut permettre aux pompiers d'injecter dans le circuit CR un liquide anti-incendie destiné à consolider l'extinction d'un incendie, via une éventuelle entrée facilement accessible depuis l'extérieur du véhicule.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de refroidissement, de batterie rechargeable et de système décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif (D) de refroidissement pour une batterie (BR) comprenant un boîtier (BO) définissant un espace (E) dans lequel est installée au moins une cellule (Cn) propre à stocker de l'énergie électrique, ledit dispositif (D) comprenant un circuit (CR) dans lequel circule un liquide de refroidissement et comportant au moins un conduit principal (CP) propre à être logé dans ledit espace (E) afin de le refroidir, caractérisé en ce que ledit circuit (CR) comprend i) au moins un conduit auxiliaire (CA) propre à être logé dans ledit espace (E) et muni de trous (T), et ii) un premier moyen de contrôle d'accès (MC1) agencé pour alimenter en liquide de refroidissement soit chaque conduit principal (CP) en l'absence de réception d'une instruction d'alerte, soit chaque conduit auxiliaire (CA) pour inonder ledit espace (E) via lesdits trous (T) en cas de réception d'une instruction d'alerte générée consécutivement à la réalisation d'au moins une condition d'alerte choisie.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque condition d'alerte est choisie dans un groupe comprenant au moins une température dans ledit espace (E) supérieure à un seuil choisi, et un accident subi par un système comportant ladite batterie (BR).
  3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'en présence d'une batterie (BR) comportant N cellules (Cn), avec N > 1, ledit circuit (CR) comprend au moins N conduits auxiliaires (CA) associés respectivement auxdites N cellules (Cn), de manière à permettre l'inondation sensiblement simultanée de chacune desdites N cellules (Cn).
  4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une quantité de liquide de refroidissement au moins égale à la quantité nécessaire pour immerger chaque cellule (Cn).
  5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit circuit (CR) comprend en outre un second moyen de contrôle d'accès (MC2) installé en sortie de chaque conduit principal (CP) et de chaque conduit auxiliaire (CA) et agencé soit pour autoriser la sortie du liquide de refroidissement hors desdits conduit(s) principal(aux) (CP) et interdire laremontée de liquide de refroidissement dans le(s)dit(s) conduit(s) auxiliaire(s) (CA) en l'absence d'instruction d'alerte, soit pour interdire la sortie du liquide de refroidissement hors desdits conduit(s) principal(aux) (CP) et conduit(s) auxiliaire(s) (CA) en cas de réception de ladite instruction d'alerte.
  6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (MCD) agencés pour générer ladite instruction d'alerte lorsqu'au moins une condition d'alerte choisie est réalisée.
  7. 7. Batterie (BR) comprenant un boîtier (BO) définissant un espace (E) dans lequel est installée au moins une cellule (Cn) propre à stocker de l'énergie électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de refroidissement (D) selon l'une des revendications précédentes, partiellement installé dans ledit espace (E).
  8. 8. Batterie selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit boîtier (BO) est réalisé au moins en partie dans un matériau résistant à un incendie de cellule (Cn), et présente une hauteur strictement supérieure à la hauteur de chaque cellule (Cn), de sorte que chaque cellule (Cn) puisse être entièrement immergée dans ledit liquide de refroidissement consécutivement à la réception d'une instruction d'alerte.
  9. 9. Système, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une batterie (BR) selon l'une des revendications 7 et 8.
  10. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il constitue un véhicule de type tout électrique ou hybride.
FR1251251A 2012-02-10 2012-02-10 Dispositif de refroidissement et anti-incendie pour une batterie a cellule(s) de stockage Withdrawn FR2986911A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1251251A FR2986911A1 (fr) 2012-02-10 2012-02-10 Dispositif de refroidissement et anti-incendie pour une batterie a cellule(s) de stockage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1251251A FR2986911A1 (fr) 2012-02-10 2012-02-10 Dispositif de refroidissement et anti-incendie pour une batterie a cellule(s) de stockage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2986911A1 true FR2986911A1 (fr) 2013-08-16

Family

ID=46022405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1251251A Withdrawn FR2986911A1 (fr) 2012-02-10 2012-02-10 Dispositif de refroidissement et anti-incendie pour une batterie a cellule(s) de stockage

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2986911A1 (fr)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3232492A1 (fr) * 2016-04-14 2017-10-18 PSA Automobiles SA Dispositif de protection multiple pour une batterie à cellule(s) de stockage
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
US10632857B2 (en) 2016-08-17 2020-04-28 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US10661646B2 (en) 2017-10-04 2020-05-26 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US10886513B2 (en) 2017-05-16 2021-01-05 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based integration
WO2021108048A1 (fr) * 2019-11-27 2021-06-03 Saft America Système de suppression d'incendie pour modules de batterie
WO2021122430A1 (fr) * 2019-12-18 2021-06-24 Renault S.A.S Boîtier pour système de refroidissement pour une batterie
US11088412B2 (en) 2017-09-13 2021-08-10 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall
US11155150B2 (en) 2018-03-01 2021-10-26 Shape Corp. Cooling system integrated with vehicle battery tray
US11211656B2 (en) 2017-05-16 2021-12-28 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support feature
US11214137B2 (en) 2017-01-04 2022-01-04 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
US12347879B2 (en) 2017-09-13 2025-07-01 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136349A (ja) * 1983-12-26 1985-07-19 Hitachi Ltd 半導体チップの冷却装置
US7043933B1 (en) * 2003-08-26 2006-05-16 Isothermal Systems Research, Inc. Spray coolant reservoir system
EP2045852A1 (fr) * 2007-08-17 2009-04-08 Carl Freudenberg KG Agencement doté d'une climatisation et d'un dispositif de stockage d'énergie
JP2009238654A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Sanyo Electric Co Ltd バッテリ装置
US20100136391A1 (en) * 2009-09-12 2010-06-03 Tesla Motors, Inc. Active Thermal Runaway Mitigation System for Use Within a Battery Pack
DE102009038065A1 (de) * 2009-08-19 2011-02-24 Li-Tec Battery Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen eines elektrochemischen Energiespeichers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136349A (ja) * 1983-12-26 1985-07-19 Hitachi Ltd 半導体チップの冷却装置
US7043933B1 (en) * 2003-08-26 2006-05-16 Isothermal Systems Research, Inc. Spray coolant reservoir system
EP2045852A1 (fr) * 2007-08-17 2009-04-08 Carl Freudenberg KG Agencement doté d'une climatisation et d'un dispositif de stockage d'énergie
JP2009238654A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Sanyo Electric Co Ltd バッテリ装置
DE102009038065A1 (de) * 2009-08-19 2011-02-24 Li-Tec Battery Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen eines elektrochemischen Energiespeichers
US20100136391A1 (en) * 2009-09-12 2010-06-03 Tesla Motors, Inc. Active Thermal Runaway Mitigation System for Use Within a Battery Pack

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3050325A1 (fr) * 2016-04-14 2017-10-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de protection multiple pour une batterie a cellule(s) de stockage
EP3232492A1 (fr) * 2016-04-14 2017-10-18 PSA Automobiles SA Dispositif de protection multiple pour une batterie à cellule(s) de stockage
US11660950B2 (en) 2016-08-17 2023-05-30 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US10632857B2 (en) 2016-08-17 2020-04-28 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US11273697B2 (en) 2016-08-17 2022-03-15 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US11214137B2 (en) 2017-01-04 2022-01-04 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
US10886513B2 (en) 2017-05-16 2021-01-05 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based integration
US11211656B2 (en) 2017-05-16 2021-12-28 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support feature
US11691493B2 (en) 2017-05-16 2023-07-04 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
US12347879B2 (en) 2017-09-13 2025-07-01 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall
US11088412B2 (en) 2017-09-13 2021-08-10 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall
US10661646B2 (en) 2017-10-04 2020-05-26 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US10960748B2 (en) 2017-10-04 2021-03-30 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US11267327B2 (en) 2017-10-04 2022-03-08 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US11787278B2 (en) 2017-10-04 2023-10-17 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US11155150B2 (en) 2018-03-01 2021-10-26 Shape Corp. Cooling system integrated with vehicle battery tray
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
WO2021108048A1 (fr) * 2019-11-27 2021-06-03 Saft America Système de suppression d'incendie pour modules de batterie
CN114746155A (zh) * 2019-11-27 2022-07-12 帅福得美国有限公司 用于电池模块的灭火系统
US11833377B2 (en) 2019-11-27 2023-12-05 Saft America Fire suppression system for battery modules
FR3105601A1 (fr) * 2019-12-18 2021-06-25 Renault S.A.S. Boîtier pour système de refroidissement pour une batterie.
WO2021122430A1 (fr) * 2019-12-18 2021-06-24 Renault S.A.S Boîtier pour système de refroidissement pour une batterie

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2986911A1 (fr) Dispositif de refroidissement et anti-incendie pour une batterie a cellule(s) de stockage
FR2986910A1 (fr) Dispositif de refroidissement a piece(s) creuse(s) fusible(s) anti-incendie pour une batterie a cellule(s) de stockage
FR3007209A1 (fr) Dispositif anti-incendie autonome pour une batterie a cellule(s) de stockage
TWI690350B (zh) 淹浸式電池滅火系統及其方法
EP2820689B1 (fr) Dispositif de remplissage par les pompiers d'une batterie de traction d'un vehicule electrique ou hybride
FR3002910A1 (fr) Structure porteuse d'un vehicule hybride ou electrique, pour l'extinction d'un incendie des batteries
FR2974227A1 (fr) Systeme passif a reservoir d'injection de securite a haute pression (hpsit) pour repondre a une perte de reseau de la station (sbo) et a des accidents de perte de fluide caloporteur (loca)
EP3204978B1 (fr) Système de batteries pour véhicule comportant des pentes de répartition de l'eau de refroidissement
FR3134241A1 (fr) Batterie comportant un élément de refroidissement actionnable en dérivation et procédé de refroidissement d’un gaz produit dans une telle batterie
FR2986654A1 (fr) Systeme d'evacuation de chaleur residuelle par aspersion d'eau pour une centrale nucleaire
FR2988039A1 (fr) Systeme de batteries de vehicule comportant un conduit de ventilation.
FR3111690A1 (fr) Dispositif thermique à alimentation controlee en fluide fusible
EP3991803A1 (fr) Système d'extinction d'un feu et/ou d'empêchement de prise ou reprise d'un feu de véhicule électrique, procédé de fonctionnement associé
WO2023203189A1 (fr) Système de régulation thermique d'une batterie
EP3232492B1 (fr) Dispositif de protection multiple pour une batterie à cellule(s) de stockage
FR3085546A1 (fr) Module avec un caisson de confinement destine a une batterie electrique modulaire pour aeronef et batterie electrique modulaire pour aeronef
FR2988824A3 (fr) Caloduc offrant un mode de refroidissement estival et un mode de refroidissement hivernal
WO2021064298A1 (fr) Procédé pour éviter la propagation d'un événement thermique dans une enceinte comprenant plusieurs modules d'éléments électrochimiques
KR102851131B1 (ko) 배터리화재 외부소화장치
TWM585991U (zh) 淹浸式電池機櫃系統
EP4511906A1 (fr) Système de régulation thermique d'une batterie
FR3148786A1 (fr) Machine de manutention avec un réservoir de stockage de gaz positionné sous la cabine
EP3711109B1 (fr) Systeme de generation d'energie electrique nomade pour un aeronef comprenant une pile a combustible
FR2857632A1 (fr) Vehicule automobile avec reservoir de combustible gazeux et circuit d'alimentation basse pression
FR2994480A1 (fr) Dispositif de detection de liquide dans un boitier, au moyen de photons injectes dans un prisme

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20141031