FR3125360A1 - Batterie de stockage d’électricité et procédé de fabrication correspondant - Google Patents
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Abstract
Batterie de stockage d’électricité et procédé de fabrication correspondant La batterie de stockage d’électricité (3) comprend des poutres (33, 35) délimitant une pluralité de compartiments (37) de réception de modules (5) de stockage d’électricité, un ensemble (39) d’éléments en résine, disjoints et indépendants les uns des autres, étant rapportés sur les poutres (33, 35), chaque élément en résine définissant au moins une partie de la surface interne d’au moins un des compartiments (37). Figure pour l'abrégé : 3
Description
La présente invention concerne en général les batteries de stockage d’électricité.
Il est possible de prévoir qu’une telle batterie de stockage d’électricité comprend :
- une pluralité de modules, chaque module comprenant une pluralité de cellules de stockage d’électricité juxtaposées suivant une direction transversale ;
- une enveloppe délimitant intérieurement un volume de réception des modules ;
- des poutres solidaires de l’enveloppe et divisant le volume de réception en une pluralité de compartiments, chaque module étant reçus dans un des compartiments.
La demande déposée en France sous le N°2105349 propose de surmouler les cellules d’un même module à l’aide d’une couche de résine.
Une telle approche offre l’avantage qu’il est relativement facile de contrôler les dimensions du module en longueur, c’est-à-dire suivant la direction transversale, et en largeur, c’est-à-dire suivant la direction longitudinale. En effet, les tolérances de dimension cumulées de toutes les cellules d’un même module sont relativement importantes, et ceci peut être un problème pour insérer le module dans un compartiment de longueur déterminée. Avec le surmoulage, la tolérance de longueur est celle résultant de l’opération de moulage de la couche de résine. Les tolérances de dimension individuelles de chaque cellule n’ont pratiquement plus d’impact.
Par ailleurs, la couche de résine surmoulée peut avantageusement être utilisée pour organiser la circulation d’un fluide caloporteur au contact des cellules, notamment dans le cas où le fluide caloporteur est un liquide diélectrique circulant au contact direct des cellules.
Encore un autre avantage est qu’il est possible de remplacer une cellule défectueuse dans un module, de manière relativement aisée.
Toutefois, la résine adhère très bien aux cellules, ce qui rend le recyclage de celle-ci relativement difficile. Il faut d’abord débarrasser les cellules de la résine avant de les traiter.
Par ailleurs, le remplacement de la cellule défaillante dans un module demande d’abord de découper la couche de résine. Puis, après extraction de la cellule défaillante et remplacement par une cellule neuve, il est nécessaire d’effectuer un raccord dans la couche de résine, ce qui peut s’avérer délicat.
Dans ce contexte, l’invention vise à proposer une batterie de stockage d’électricité dans lequel le remplacement des cellules défectueuses est facilité, et qui reste de fabrication aisée.
A cette fin, l’invention porte sur une batterie de stockage d’électricité, la batterie comprenant :
- une pluralité de modules, chaque module comprenant une pluralité de cellules de stockage d’électricité juxtaposées selon une direction transversale ;
- une pluralité de modules, chaque module comprenant une pluralité de cellules de stockage d’électricité juxtaposées selon une direction transversale ;
- une enveloppe délimitant intérieurement un volume de réception des modules ;
- des poutres solidaires de l’enveloppe et divisant le volume de réception en une pluralité de compartiments chacun délimité par une surface interne, chaque module étant reçu dans un des compartiments ;
- un ensemble d’éléments en résine, disjoints et indépendants les uns des autres, rapportés sur les poutres, chaque élément en résine définissant au moins une partie de la surface interne d’au moins un des compartiments.
Ainsi, les éléments en résine définissant la surface interne des compartiments sont rapportés sur les poutres.
On entend par là que ces éléments sont fabriqués au cours d’une étape précédant la mise en place sur les poutres. A l’issue de l’étape de fabrication, et avant mise en place sur les poutres, ces éléments ont déjà leur forme définitive.
En conséquence, la couche de résine entourant chaque module n’est plus une couche solidaire du module, qu’il est nécessaire de découper pour remplacer une des cellules.
Le remplacement des cellules est facilité.
Par ailleurs, les éléments en résine sont disjoints et indépendants les uns des autres.
En d’autres termes, les compartiments sont habillés avec une pluralité d’éléments en résine, cet habillage étant constitué de plusieurs pièces indépendantes les unes des autres.
Par disjoints et indépendantes, on entend ici que les éléments en résine ne sont pas des parties d’une même pièce injectée ou formée directement dans l’enveloppe. Ces éléments ne sont pas directement fixés les uns aux autres. Ils sont chacun montés sur une des poutres, et sont maintenus en position les uns par rapport aux autres par l’intermédiaire des poutres et de l’enveloppe de la batterie.
Ces éléments en résine sont donc des pièces de petites tailles, faciles à produire, à transporter et à monter sur les poutres de la batterie.
Le recyclage des cellules est également facilité car la résine n’adhère pas aux cellules.
Par ailleurs, il est possible d’enlever les cellules une à une, ce qui n’était pas possible dans la demande déposée en France sous le N°2105349.
La fabrication de la batterie est plus rapide que quand les éléments en résine sont surmoulés dans l’enveloppe, comme envisagé dans la demande déposée sous le numéro FR2007331. Le nombre et le coût des machines nécessaires pour la fabrication sont significativement diminués.
Les éléments en résine peuvent être utilisés pour la gestion des tolérances et de la respiration des cellules, quelle que soit la géométrie de ces cellules. Cet aspect est moins bien maîtrisé dans la demande déposée sous le numéro FR2007331.
La batterie est nettement plus compacte que celle de la demande déposée sous le numéro FR2007331. On entend ici par compacité le ratio entre le volume des cellules et le volume de la batterie.
La batterie peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- les poutres comprennent des poutres transversales, l’ensemble d’éléments en résine comprenant une pluralité d’éléments transversaux ayant chacun une partie dressée placée à cheval sur une des poutres transversales, la partie dressée ayant deux ailes dressées couvrant deux grandes faces opposées de ladite poutre transversale ;
- ledit élément transversal comprend au moins une aile latérale, prolongeant l’une des ailes dressées et définissant le fond d’un compartiment délimité par ladite poutre transversale ;
- les cellules de stockage d’électricité d’un même module présentent des grandes faces respectives en vis-à-vis, les éléments transversaux de l’ensemble d’éléments en résine placés sur les deux poutres transversales délimitant le même compartiment ayant des ailes latérales respectives délimitant chacune une portion du fond dudit compartiment, lesdites ailes latérales étant séparées l’une de l’autre par un canal de distribution distribuant un fluide caloporteur dans des canaux de refroidissement ménagés entre les grandes faces des cellules de stockage d’électricité ;
- les cellules de stockage d’électricité d’un même module présentent chacune trois petites faces placées en vis-à-vis du fond et des poutres transversales délimitant le compartiment de réception dudit module, les éléments transversaux de l’ensemble d’éléments en résine placés sur lesdites poutres transversales délimitant, pour chaque cellule de stockage d’électricité, un canal de circulation d’un fluide caloporteur au contact des trois petites faces ;
- les poutres transversales comprennent des poutres transversales d’extrémité ayant une grande face intérieure délimitant un des compartiments et une grande face extérieure en vis-à-vis de l’enveloppe, un élément de rigidification étant fixé à la grande face extérieure de chaque poutre transversale d’extrémité ;
- la batterie comprend des barres de blocage des modules dans les compartiments correspondants, fixées aux poutres transversales et faisant saillie au-dessus des modules ;
- les poutres comprennent des poutres longitudinales délimitant chaque compartiment à des extrémités transversales opposées, l’ensemble d’éléments en résine comprenant une pluralité d’éléments longitudinaux ayant chacun une partie dressée placée à cheval sur une des poutres longitudinales, la partie dressée ayant une aile dressée intérieure couvrant une grande face intérieure de ladite poutre longitudinale tournée vers l’intérieur du compartiment ;
- l’aile dressée intérieure porte des reliefs en saillie vers l’intérieur du compartiment, le module étant en appui sur les reliefs ; et
- la batterie comprend un circuit de refroidissement des cellules de stockage d’électricité, rempli d’un fluide caloporteur, le circuit de refroidissement comporte un collecteur de distribution du fluide caloporteur et un collecteur d’évacuation du fluide caloporteur, au moins un des éléments en résine ayant une partie dressée placée à cheval sur une des poutres, la partie dressée ayant une aile dressée intérieure délimitant la surface interne d’un des compartiments et une aile dressée extérieure délimitant le collecteur de distribution et/ou le collecteur d’évacuation.
Selon un second aspect, l’invention porte sur un procédé de fabrication d’une batterie de stockage d’électricité ayant les caractéristiques ci-dessus, et comprenant les étapes suivantes :
- obtention de la pluralité de modules ;
- obtention de l’enveloppe ;
- obtention des poutres et fixation des poutres sur l’enveloppe ;
- obtention de la pluralité d’éléments en résine, disjoints et indépendants les uns des autres ;
- mise en place de la pluralité d’éléments en résine sur les poutres ;
- insertion des modules dans les compartiments.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la est une représentation schématique simplifiée d’un véhicule automobile équipé d’une batterie de stockage d’électricité selon l’invention ;
- la est une vue en perspective d’une batterie de stockage d’électricité selon un premier mode de réalisation, une partie du couvercle n’étant pas représentée pour laisser apparaitre des composants internes de la batterie ;
- la est une vue en perspective d’un compartiment pour le premier mode de réalisation de la batterie, partiellement rempli par les cellules pour laisser apparaitre les canaux de circulation du fluide caloporteur au contact des grandes faces des cellules ;
- la est une vue en section dans un plan perpendiculaire à la direction transversale, montrant deux compartiments pour le premier mode de réalisation de la batterie ;
- la est une vue en section d’une poutre transversale d’extrémité de la batterie de la , et de l’élément en résine agencé sur cette poutre ;
- la est une vue de côté d’une poutre longitudinale du compartiment de la , et de l’élément en résine agencé sur cette poutre ;
- la est une vue de côté d’une extrémité du compartiment de la , partiellement en section, pour une variante de réalisation de l’invention ;
- la est une vue en perspective de la batterie de la , le couvercle, les cellules et les éléments en résine n’étant pas représentés ;
- la est une vue en perspective des inserts délimitant les collecteurs de distribution et d’évacuation du fluide caloporteur sur la ;
- les figures 10 et 11 sont des vues en perspective des poutres transversales d’extrémité et des éléments en résine agencés sur ces poutres, pour une variante du premier mode de réalisation de la batterie ;
- la est une vue en perspective d’un compartiment pour un second mode de réalisation de la batterie ;
- la est une vue en perspective d’un élément en résine rapporté sur une poutre transversale du compartiment de la ;
- la est une vue en section dans perpendiculaire à la direction transversale, montrant deux compartiments pour le second mode de réalisation de la batterie ;
- la est une vue en perspective d’une barre de blocage des modules montée sur une poutre transversale ;
- la est une vue en perspective de dessous, de la barre de blocage de la ; et
- la est une vue de dessus de la partie inférieure de la batterie selon le second mode de réalisation, avec une représentation schématique du circuit de refroidissement des cellules.
Le véhicule 1 représenté sur la est équipé d’une batterie de stockage d’électricité 3.
Ce véhicule est typiquement un véhicule automobile, par exemple une voiture, un bus, un camion etc...
Ce véhicule comprend par un exemple un moteur de propulsion électrique alimenté électriquement par la batterie de stockage d’électricité 3. Le véhicule est propulsé exclusivement par le moteur électrique.
En variant, le véhicule est de type hybride et comporte ainsi un moteur thermique et un moteur électrique alimenté électriquement par la batterie électrique.
Selon encore une autre variante, le véhicule est propulsé par un moteur thermique, la batterie électrique étant prévue pour alimenter électriquement d’autres équipements du véhicule, par exemple le démarreur, les feux etc…
La batterie de stockage d’électricité 3 comprend, comme visible sur les figures 2 et 17, une pluralité de modules 5.
Chaque module 5 comprend une pluralité de cellules 7 de stockage d’électricité juxtaposées selon une direction transversale T. La direction transversale T est matérialisée sur certaines figures.
Les cellules de stockage d’électricité 7 constituent un alignement.
Chaque cellule de stockage d’électricité 7 présente deux grandes faces 9, perpendiculaires à la direction transversale T ( ).
Chaque cellule de stockage d’électricité 7 présente en outre une face supérieure 11, raccordant deux grandes faces 9 l’une à l’autre. La face supérieure 11 porte des contacts électriques 13.
Chaque cellule de stockage d’électricité 7 présente en outre trois petites faces, raccordant chacune les deux grandes faces 9 l’une à l’autre ( ).
L’une des petites faces, dénommée ci-après face inférieure 15, est opposée à la face supérieure 11.
Deux des petites faces, dénommées ici face latérales 17, sont opposées l’une à l’autre.
Typiquement, les cellules de stockage d’électricité 7 sont de formes prismatiques. Les faces latérales 17 sont perpendiculaires aux grandes faces 9, à la face supérieure 11 et à la face inférieure 15. La face supérieure 11 et la face inférieure 15 sont perpendiculaires aux grandes faces 9.
La face supérieure 11 et la face inférieure 15 sont perpendiculaires à une direction d’élévation E, matérialisée sur certaines figues.
Les faces latérales 17 sont perpendiculaires à une direction longitudinale L, matérialisée au moins sur certaines figures.
La direction d’élévation E, la direction longitudinale L et la direction transversale T sont perpendiculaires entre elles.
La direction d’élévation E est généralement perpendiculaire au plan de roulement du véhicule 1 quand la batterie 3 est montée à bord de celui-ci.
Dans la présente description, le dessus, le dessous, le haut, le bas, les côtés supérieur et inférieur s’entendent selon la direction d’élévation E.
Deux cellules de stockage d’électricité 7 voisines dans l’alignement ont des grandes faces 9 en vis-à-vis.
Les faces supérieures 11 des cellules de stockage d’électricité 7, portant les contacts électriques 13, sont tournées du même côté et sont alignées suivant la direction transversale T.
Les contacts électriques 13 des différentes cellules de stockage d’électricité 7 du module 5 sont raccordées les unes aux autres de manière à placer les cellules de stockage d’électricité 7 en série et/ou en parallèle.
Les connecteurs permettant de raccorder les contacts électriques 13 les uns aux autres ne sont pas représentés.
Les faces latérales 17 des cellules de stockage d’électricité 7 sont alignées suivant la direction transversale T, et s’inscrivent sensiblement dans deux plans latéraux parallèles entre eux, et perpendiculaires à la direction longitudinale L.
De même, les faces inférieures 15 sont alignées suivant la direction transversale T et s’inscrivent sensiblement dans un même plan inférieur perpendiculaire à la direction d’élévation E.
Les cellules de stockage d’électricité 7 d’un même module 5 ont donc ensemble la forme générale d’un bloc parallélépipédique, ayant une forme allongée suivant la direction transversale T.
Le nombre de modules 5 prévu dans la batterie 3 est fonction de la capacité de stockage d’électricité souhaitée.
Ils sont agencés en une ou plusieurs rangées, suivant les cas.
Dans l’exemple de réalisation des figures 2 à 8, la batterie 3 comporte neuf modules 5, chaque module 5 comportant vingt cellules de stockage d’électricité 7.
Les modules 5 sont agencés côte à côte suivant la direction longitudinale L, en une seule rangée. Ils sont tous parallèles les uns aux autres.
Dans l’exemple de réalisation de la , la batterie 3 comporte seize modules 5, chaque module 5 comportant douze cellules de stockage d’électricité 7.
Les modules 5 sont agencés sur une grille, en deux rangées de huit modules 5.
Dans une même rangée, les modules 5 sont juxtaposés suivant la direction longitudinale L.
Typiquement, chaque module 5 comprend entre six et trente cellules de stockage d’électricité 7.
La batterie de stockage d’électricité 3 comporte encore une enveloppe 19, délimitant intérieurement un volume 21 de réception des modules 5 ( ).
Dans l’exemple représenté, l’enveloppe 19 comporte un fond 23.
Le fond 23 se présente par exemple sous la forme d’une plaque sensiblement plane.
Le fond 23 porte les cellules de stockage d’électricité 7.
Il est sensiblement perpendiculaire à la direction d’élévation E.
L’enveloppe 19 comporte encore un couvercle 25, visible au moins sur la .
Le couvercle 25 présente une forme concave vers le fond 23. Le couvercle 25, dans l’exemple représenté, comporte un fond supérieur 27 et un bord périphérique 29 entourant le fond supérieur 27. Le bord périphérique 29 se dresse à partir du fond supérieur 27 vers le fond 23.
Le bord périphérique 29 est prolongé par une collerette sortante 31 en appui contre le fond 23.
La batterie de stockage d’électricité 3 comprend encore un ensemble de poutres 33, 35 solidaires de l’enveloppe 19 et divisant le volume de réception 21 en une pluralité de compartiments 37.
Les poutres 33, 35 sont typiquement des plaques métalliques. Elles sont rigidement fixées au fond 23.
Comme visible sur la , l’ensemble de poutres comprend des poutres 33 d’orientation transversales.
Les poutres comprennent encore des poutres 35 d’orientation longitudinales.
Chaque compartiment 37 est délimité par deux poutres transversales 33 opposées l’une à l’autre, et deux poutres longitudinales 35 opposées l’une à l’autre.
Les poutres transversales 33 sont toutes parallèles les unes aux autres. Elles s’inscrivent dans des plans parallèles entre eux, contenant la direction transversale T et la direction d’élévation E.
Les poutres longitudinales 35 sont elles aussi parallèles entre elles. Elles s’inscrivent dans des plans contenant la direction longitudinale L et la direction d’élévation E.
Certaines poutres transversales 33, appelées ci-dessous poutres transversales centrales, séparent deux compartiments 37 l’un de l’autre.
D’autres poutres transversales 33, appelées ci-dessous poutres transversales d’extrémité, sont situées au bout d’une rangée de modules 5 et ne délimitent qu’un seul compartiment 37. Dans l’exemple représenté, les poutres transversales d’extrémités 33 sont situées en vis-à-vis d’une portion du bord périphérique 29.
Dans l’exemple des figures 2 à 8, les poutres longitudinales 35 ne délimitent chacune qu’un seul compartiment. Elles sont chacune situées en vis-à-vis d’une portion du bord périphérique 29.
Dans l’exemple de la , certaines poutres longitudinales 35 séparent deux compartiments 37 l’un de l’autre, du fait qu’il y a plusieurs rangées de compartiments 37. Ces poutres longitudinales 35 sont appelées ci-dessous poutres longitudinales centrales.
D’autres poutres longitudinales 35, appelées ci-dessous poutres longitudinales d’extrémité, ne délimitent qu’un seul compartiment 37. Dans l’exemple représenté, les poutres longitudinales d’extrémités 35 sont situées en vis-à-vis d’une portion du bord périphérique 29.
Chaque module 5 est reçu dans l’un des compartiments 37. Les modules 5 sont orientés de telle sorte que les faces latérales 17 des cellules de stockage d’électricité 7 soient tournées vers les poutres transversales 33, et la face inférieure 15 vers le fond 23. La face supérieure 11, portant les contacts électriques 13, est tournée vers le fond supérieur 27.
Avantageusement, la batterie de stockage d’électricité 3 comporte un ensemble 39 d’éléments en résine, visibles sur les figures 3 à 7, et 10 à 14 au moins.
Les éléments en résine sont disjoints et indépendants les uns des autres.
On entend par là que ces éléments ne font pas partis d’une même pièce venue de matière. Ils ne sont pas directement fixés les uns aux autres, ils ne sont pas solidarisés par des ponts de matière.
Au contraire, ils peuvent être placés dans la batterie ou évacués hors de la batterie individuellement, c’est-à-dire indépendamment les uns des autres, sans avoir à découper ou séparer les éléments en résine les uns des autres.
Comme visibles sur les figures 3 à 7, et 10 à 14, ces éléments en résine sont rapportés sur les poutres 33, 35.
Par ailleurs, chaque élément en résine définit au moins une partie de la surface interne d’au moins un des compartiments 37.
Plus précisément, l’ensemble d’éléments en résine 39 comprend une pluralité d’éléments transversaux centraux 41 ayant chacun une partie dressée 43, placée à cheval sur une des poutres transversales centrales 33 (figures 3, 4, 12 et 13).
La partie dressée 43 comprend deux ailes dressées 45, couvrant les deux grandes faces opposées de ladite poutre centrale transversale 33.
Les deux ailes dressées 45 sont plaquées contre les grandes faces opposées de la poutre transversale centrale 33. Elles couvent sensiblement toute la surface des grandes faces.
La partie dressée 43 comporte une portion supérieure de liaison 47, solidarisant les deux ailes 45 l’une à l’autre. La partie 47 couvre le bord supérieur de la poutre transversale centrale 33.
L’élément transversal central 41 comprend encore deux ailes latérales 49, prolongeant les ailes dressées 45.
Les ailes latérales 49 définissent les fonds respectifs des deux compartiments 37 séparés par la poutre transversale centrale 33.
Les ailes latérales 49 sont plaquées contre le fond 23 de l’enveloppe 19, et couvrent chacune une zone de ce fond 23.
Les ailes latérales 49 sont sensiblement perpendiculaires à la direction d’élévation E.
Ainsi, l’élément transversal central 41 présente, considéré en section perpendiculairement à la direction transversale T, la forme générale d’un T inversé.
La batterie de stockage d’électricité 3 comprend un élément transversal central 41 pour chaque poutre transversale centrale 33.
La pluralité d’élément en résine 29 comprend encore des éléments transversaux d’extrémité 51, ayant chacun une partie dressée 53 placée à cheval sur l’une des poutres transversales d’extrémité 33 ( ).
La partie dressée 53 a une aile dressée intérieure 55 couvrant la grande face intérieure 57 de l’élément transversal d’extrémité 33. La grande face intérieure 57 est tournée vers l’intérieur du compartiment 37.
L’aile dressée intérieure 55 couvre toute la grande face intérieure 57 et est plaquée contre cette grande face intérieure 57.
L’élément transversal d’extrémité 51 comporte par ailleurs une aile latérale 59, prolongeant l’aile dressée intérieure 55 et définissant le fond du compartiment 37.
L’aile latérale 59 est plaquée contre le fond 23 de l’enveloppe 19.
La partie dressée 53 a également une aile dressée extérieure 61 plaquée contre la grande face extérieure 63 de la poutre transversale d’extrémité 33 ( ).
L’aile dressée extérieure 61 ne couvre pas la totalité de la grande face extérieure 63. Elle couvre seulement une bande supérieure de la grande face extérieure 63.
La partie dressée 53 comprend encore une partie de jonction 65, raccordant l’une à l’autre l’aile dressée intérieure 55 et l’aile dressée extérieure 61. La partie de jonction 65 couvre le bord supérieur de la poutre transversale d’extrémité 33 ( ).
Typiquement, la batterie 3 comprend un élément transversal d’extrémité 51 pour chaque poutre transversale d’extrémité 33.
La pluralité d’éléments en résine 39 comprend encore une pluralité d’éléments longitudinaux 67 visibles sur les figures 3, 6 et 7. Chaque élément longitudinal 67 comprend une partie dressée 69 placée à cheval sur une des poutres longitudinales 35.
Quand la poutre longitudinale 35 est une poutre longitudinale d’extrémité, elle présente une grande face intérieure tournée vers l’intérieur d’un des compartiments 37, et une grande face extérieure tournée à l’opposé du compartiment 37.
La grande face extérieure de la poutre longitudinale d’extrémité 35 s’étend en vis-à-vis du bord périphérique 29 du couvercle 25.
La partie dressée 69 comprend alors une aile dressée intérieure 71 couvrant la grande face intérieure de la poutre longitudinale d’extrémité 35.
La partie dressée 69 comprend également une aile dressée extérieure 73 couvrant la grande face extérieure de la poutre longitudinale d’extrémité 35.
L’aile dressée intérieure 71 couvre typiquement sensiblement toute la grande face intérieure de la poutre longitudinale d’extrémité 35.
L’aile dressée extérieure 73 ne couvre qu’une partie de la grande face extérieure de la poutre longitudinale d’extrémité 35. Typiquement, elle couvre une bande supérieure de la grande face extérieure de la poutre longitudinale d’extrémité 35.
La partie dressée 69 comporte encore une partie de jonction 75, raccordant l’une à l’autre l’aile dressée intérieure 71 et l’aile dressée extérieure 73. La partie de jonction 75 s’étend le long du bord supérieur de la poutre longitudinale 35, et couvre entièrement ce bord supérieur.
L’aile dressée intérieure 71 porte avantageusement des reliefs 77 en saillie vers l’intérieur du compartiment 37.
Le module 5 est en appui sur les reliefs 77.
Dans l’exemple représenté, les reliefs 77 sont des nervures longitudinales, s’étendant longitudinalement sur toute la largeur de l’aile dressée intérieure 71. Les reliefs 77 sont régulièrement espacés les uns des autres suivant la direction d’élévation E. Ils sont parallèles entre eux, et tous identiques.
Dans l’exemple représenté, chaque relief 77, considéré en section perpendiculairement à la direction longitudinale L, présente deux faces inclinées 79, convergeant vers une arrête 81. L’arrête 81 est plane, et présente par exemple une largeur de 0.5 mm. Elle est raccordée aux faces inclinées 79 par des parties en arc de cercle, de rayon sensiblement égale à 0.5 mm.
Les reliefs 77 donnent une souplesse supplémentaire aux zones de la surface interne du compartiment 37 qui sont en appui contre les cellules de stockage d’électricité 7. Ceci est particulièrement avantageux pour gérer les tolérances de fabrication des cellules de stockage d’électricité 7.
Par exemple, si le module 5 comporte un empilement de douze cellules de stockage d’électricité 7 de 50 mm d’épaisseur, la longueur du module 5 suivant la direction transversale T peut varier au maximum de 1.6 mm, c’est-à-dire plus ou moins 0.8 mm par rapport à la longueur nominale.
Par ailleurs, la tolérance de longueur du compartiment 37 suivant la direction transversale T, c’est-à-dire la tolérance sur la position des poutres longitudinales 35 l’une par rapport à l’autre suivant la direction transversale T, est d’environ 0.2 mm. La tolérance de fabrication sur la hauteur des reliefs 77 est elle aussi d’environ 0.2 mm.
La hauteur des reliefs 77 est choisie pour gérer l’ensemble de ces tolérances. Par exemple, la hauteur des reliefs 77 est d’environ 3.5 mm.
Elle est ajustée au cas par cas, en fonction de la tolérance de longueur du module 5 suivant la direction transversale T, et des variations de longueur de ce module 5 suivant la direction transversale t dues à la respiration des cellules de stockage d’électricité 7 en cours de cycle (cycle de charge et décharge électrique) ou dues au vieillissement des cellules de stockage d’électricité 7.
La géométrie de l’arrête 81 peut elle aussi être adaptée pour satisfaire l’ensemble des contraintes.
Notamment, les reliefs 77 doivent être suffisamment souples pour fléchir lors de l’introduction du module 5 dans son logement 37.
Lorsque l’élément longitudinal 67 est rapporté sur une poutre longitudinale centrale 35, séparant deux compartiments 37 l’un de l’autre, alors la partie dressée 69 comporte deux ailes dressées intérieures 71, du type de l’aile dressée intérieure décrite ci-dessus. Les deux ailes dressées intérieures 71 couvrent les deux grandes faces de la poutre longitudinale 35. Elles portent toutes les deux des reliefs 77 du type décrit ci-dessus.
Selon une variante de réalisation représentée sur la , une plaque 83 est interposée entre le module 5 et l’aile dressée intérieure 71. La plaque 83 est en appui d’un côté contre les reliefs 77. D’un autre côté, la plaque 83 est en appui contre la cellule de stockage d’électricité 7 située à l’extrémité de l’empilement de cellules. Plus précisément, elle est en appui contre la grande face 9 de la cellule de stockage d’électricité 7 tournée vers la poutre longitudinale 35.
La plaque 83 est typiquement en tôle d’acier ou aluminium, ou encore faite de plastique rigide tel que par exemple du polypropylène et du polyamide. Elle permet de répartir l’effort généré par l’écrasement de reliefs 77 sur toute la grande face 9 de la cellule de stockage d’électricité 7 qui est en contact avec la plaque 83.
En effet, la cellule de stockage d’électricité 7 comporte une enveloppe externe qui est typiquement en aluminium. Cette enveloppe présente une épaisseur comprise entre 0.5 et 0.8 mm. Si l’effort de compression appliqué par les reliefs 77 à l’enveloppe externe devient trop important, cette enveloppe peut se déformer.
L’utilisation d’une plaque 83 permet d’éviter une telle déformation.
Par ailleurs, il est possible de faire varier l’épaisseur de la plaque 83. Ainsi, si le module 5 a des tolérances en longueur suivant la direction transversale T qui ne peuvent pas être compensés uniquement par les reliefs 77, il est possible de jouer sur l’épaisseur de la plaque 83.
Chaque élément en résine 41, 51, 67 est d’une pièce. Il venu de matière. Typiquement, il est venu d’injection, comme décrit plus bas.
Chaque élément en résine 41, 51, 67 est dans une résine élastique et souple, ayant par exemple une dureté d’environ 70 Shore A.
La résine est de préférence très résiliente. On entend par là que la résine peut se déformer sous contrainte, mais qu’une fois la contrainte disparue, elle revient à son état et à sa géométrie initiale.
Typiquement, chaque élément en résine 41, 51, 67 est en polyuréthane, en EPDM, ou en tout autre élastomère ayant les caractéristiques mécaniques requises.
Les ailes sont des feuilles de matière de faible épaisseur, présentant chacune une épaisseur comprise entre 1 et 4 mm, plus précisément entre 1,7 et 3 mm, et typiquement d’environ 2 mm.
La batterie 3 comporte encore des barres 85 de blocage des modules 5 dans les compartiments correspondants 37 (figures 15 et 16).
Les barres 85 sont prévues pour bloquer les modules 5 en position par rapport aux poutres 33, 35 suivant la direction d’élévation E. Les barres 85 sont fixées aux poutres transversales 33 et font saillies au-dessus des modules 5.
Typiquement, la batterie 1 comporte une barre de blocage 85 pour chaque poutre transversale centrale 33.
Comme visible sur les figures 15 et 16, chaque barre de blocage 85 comporte une âme centrale 87, posée sur la poutre transversale 33, et des langues 89, s’étendant longitudinalement à partir de l’âme centrale 87.
L’âme centrale 87 est allongée transversalement et s’étend sensiblement sur toute la longueur de la poutre transversale 33.
Les langues 89 sont en appui sur les cellules 7, et plus précisément sur les surfaces supérieures 11 des cellules de stockage d’électricité 7.
La barre de blocage 85 comporte plusieurs paires de langues 89, régulièrement réparties selon la direction transversale T le long de l’âme centrale 87. Chaque paire de langues 89 comporte une première langue 89 s’étendant longitudinalement d’un côté de l’âme centrale 87 et une seconde langue 89 s’étendant longitudinalement de l’autre côté de l’âme centrale 87. La première langue 89 permet de bloquer des cellules de stockage d’électricité 7 logées dans le compartiment 37 situé d’un côté de la poutre transversale 33, et la seconde langue 89 permet de bloquer des cellules de stockage d’électricité 7 logées dans le compartiment 37 situé de l’autre côté de la poutre transversale 33.
Les deux langues 89 d’une même paire s’étendent à partir d’une même zone 90 de l’âme centrale 87.
Chaque langue 89 vient en appui sur deux cellules de stockage d’électricité 7 voisines de l’alignement de cellules.
Elle vient en appui au niveau du plan de contact entre les grandes faces 9 des deux cellules de stockage d’électricité 7. Elle s’étend entre les contacts électriques 13 respectifs de ces deux cellules de stockage d’électricité 7.
Pour permettre la fixation de la barre de blocage 85 à la poutre transversale 33, la barre de blocage 85 comporte des orifices oblongs 91.
La poutre transversale 33 comporte des languettes 93 engagées dans les orifices oblongs 91.
Les orifices oblongs 91 sont allongés suivant la direction transversale T. Ils sont régulièrement espacés suivant la direction transversale T.
Ils sont ménagés dans l’âme centrale 87, et plus précisément dans des zones 90 à partir desquelles s’étendent les langues 89.
Les languettes 93 font saillies vers le haut à partir du bord supérieur de la poutre transversale 33.
Chaque languette 93 comporte une partie centrale venue de matière avec la poutre transversale 33, et deux oreilles pliables solidaires de la partie centrale.
Les oreilles et la partie centrale sont initialement dans le plan de la poutre transversale 33, comme illustré notamment sur les figures 3 et 15. Pour réaliser la fixation de la barre de blocage 85 à la poutre transversale 33, la barre de blocage 85 est d’abord posée sur la poutre transversale 33, les languettes 93 s’engageant chacune dans un orifice oblong 91.
Puis, les oreilles de chaque languette 93 sont pliées, de telle sorte que chaque oreille soit inclinée par rapport à la direction transversale T. Les extrémités des oreilles sont alors disposées au droit d’une partie pleine de la barre de blocage 85, bloquant cette barre de blocage 85 en position par rapport à la poutre transversale 33 suivant la direction d’élévation E.
Avantageusement, la barre de blocage 85 est recouverte entièrement d’une couche de résine 95. Cette résine est élastique et souple. Elle est non conductrice électriquement. Elle est typiquement du même type que la résine constituant les éléments 41, 51 et 67.
La batterie 3 comprend un circuit 97 de refroidissement des cellules de stockage d’électricité 7, rempli par un fluide caloporteur.
Le circuit de refroidissement 97 est configuré pour que le fluide caloporteur circule au contact des cellules de stockage d’électricité 7.
Typiquement, le fluide caloporteur est un liquide diélectrique, par exemple une huile. En variante, le fluide caloporteur est un gaz.
Deux modes de réalisation de l’invention vont maintenant être décrit.
Ils se différencient par l’organisation de la circulation du fluide caloporteur à l’intérieur de la batterie.
Le premier mode de réalisation est représenté sur les figures 2 à 9.
Dans ce premier mode de réalisation, le circuit de refroidissement 97 comporte des canaux de refroidissement 99 ménagés entre les grandes faces 9 des cellules de stockage d’électricité 7 (voir la ).
Ainsi, dans ce premier mode de réalisation, ce sont les grandes faces 9 des cellules de stockage d’électricité 7 qui sont au contact du fluide caloporteur.
Par exemple, deux cellules de stockage d’électricité 7 voisines d’un même module 5 sont séparées l’une de l’autre par un interstice 101 ( ). Une plaque 103 est placée dans l’interstice 101, parallèlement aux grandes faces 9 des cellules de stockage d’électricité 7 qui l’encadrent. Une couche de résine 105 est déposée sur chaque grande face de la plaque 103. Cette couche de résine 105 délimite les canaux de refroidissement 99.
Il existe ainsi un canal de refroidissement 99 au moins de chaque côté de la plaque 103, de manière à refroidir les deux grandes faces 9 délimitant l’interstice 101 dans lequel est placée la plaque 103.
Les canaux de refroidissement 99 présentent une entrée de fluide vers le fond 23 et une sortie de fluide vers le fond supérieur 27.
Comme décrit plus haut, les deux poutres transversales centrales 33 délimitant un même compartiment 37 portent chacun un élément transversal central 41. Ces deux éléments transversaux centraux 41 ont chacun une aile latérale 49 délimitant une portion du fond dudit compartiment 37.
Comme visible sur les figures 3 et 4, les deux ailes latérales 49 sont séparées l’une de l’autre par un canal de distribution 107 distribuant le fluide caloporteur dans les canaux de refroidissement 99 ménagés entre les grandes faces 9 des cellules de stockage d’électricité 7.
En d’autres termes, les ailes latérales 49 ensembles ne couvrent pas totalement le fond du compartiment 37.
Le canal de distribution 107 s’étend sur toute la longueur du compartiment 37, prise selon la direction transversale T, d’une poutre longitudinale 35 à l’autre.
L’une des deux poutres longitudinales 35 comprend, au niveau de son bord inférieur, une échancrure 109, constituant une entrée du canal de distribution 107. En revanche, le canal de distribution 107 est fermé à son extrémité opposée à l’échancrure 109.
Dans l’exemple représenté sur les figures 2 à 9, l’enveloppe 19 comporte une entrée de fluide caloporteur 111 dans l’enveloppe 19, et une sortie de fluide caloporteur 113 hors de l’enveloppe 19.
Le circuit de refroidissement 97 comporte encore un collecteur 115 de distribution du fluide caloporteur, raccordé directement à l’entrée de fluide caloporteur 111, et un collecteur d’évacuation 117 du fluide caloporteur, raccordé directement à la sortie de fluide caloporteur 113. Ces collecteurs 115, 117 sont visibles plus particulièrement sur les figures 8 et 9.
Le collecteur de distribution 115 est ménagé entre d’une part le couvercle 25 et d’autre part les poutres transversales d’extrémité 33 et les poutres longitudinales d’extrémité 35.
De même, le collecteur d’évacuation 117 est ménagé entre d’une part le couvercle 25 et d’autre part les poutres transversales d’extrémité 33 et les poutres longitudinales d’extrémité 35.
Plus précisément, le collecteur de distribution 115 et le collecteur d’évacuation 117 sont partiellement délimités par des inserts 119, 121, 123, 125 (voir figures 2, 8 et 9).
Ces inserts 119, 121, 123, 125 sont logés entre d’une part le couvercle 25 et d’autre part les poutres longitudinales d’extrémité 33 et les poutres transversales d’extrémité 35.
L’insert 119 s’étend transversalement. L’insert 119 est plaqué contre la grande face externe de la ou des poutre(s) transversale(s) d’extrémité 33 située(s) d’un côté de la batterie 3. Une rainure 131 est creusée dans la face extérieure de l’insert 119, qui est plaquée contre le bord périphérique 29 du couvercle. L’entrée de fluide caloporteur 111 débouche dans la rainure 131. La rainure 131 s’étend à partir de l’entrée 111, jusqu’à une extrémité transversale de l’insert 119.
L’insert 121 s’étend longitudinalement. Il est plaqué contre les poutres longitudinales d’extrémité 35 juxtaposées d’un côté de la batterie 3 et contre le bord périphérique 29 du couvercle. Il ne s’étend que sur une partie de la hauteur poutres longitudinales d’extrémité 35, de telle sorte qu’un canal 133 est ménagée entre un bord inférieur 134 de l’insert 121 et le fond 23 de l’enveloppe. Le canal 133, à une extrémité longitudinale, communique avec la rainure 131 de l’insert 119. Le canal 133 est fermé à son extrémité longitudinale opposée. Les échancrures 109 débouchent dans le canal 133.
L’insert 123 s’étend longitudinalement. Il est plaqué contre les poutres longitudinales d’extrémité 35 juxtaposées d’un côté de la batterie 3 opposé à l’insert 121.
L’insert 123 ne s’étend que sur une partie de la hauteur des poutres longitudinales 35. Ainsi, un canal d’évacuation 135 pour le fluide caloporteur est délimité entre le bord inférieur 137 de l’insert 123 et le fond 31 de l’enveloppe.
L’insert 123, le long de son bord supérieur, présente une rainure de collecte 139. Cette rainure 139 est ménagée dans la grande face extérieure de l’insert 123, qui est plaquée contre le bord périphérique 29 du couvercle.
Un passage 141 est ménagé à l’extrémité longitudinale de l’insert 123 située à l’opposé de l’insert 119, par lequel la rainure de collecte 139 communique avec le canal d’évacuation 135.
Le canal d’évacuation 135 communique donc à une extrémité longitudinale avec le passage 141, et à une autre extrémité longitudinale avec une rainure 143 ménagée dans l’insert 119.
La rainure 143 est creusée dans la grande face extérieure de l’insert 119, plaquée contre le bord périphérique 29 du couvercle. Elle s’étend transversalement à partir de l’extrémité transversale de l’insert 119 qui jouxte l’insert 123, jusqu’à la sortie de fluide caloporteur 113. La rainure 143 communique avec le canal d’évacuation 135.
L’insert 125 s’étend transversalement. Il est plaqué contre la ou les poutre(s) transversale(s) d’extrémité 33 située(s) à l’opposé de l’insert 119.
L’entrée de fluide caloporteur 111 et la sortie de fluide caloporteur 113 sont prévues pour être raccordées à un circuit de refroidissement embarqué à bord du véhicule 1, comportant typiquement un organe de circulation du fluide caloporteur et un échangeur de chaleur. L’échangeur de chaleur est prévu pour évacuer la chaleur générée par la batterie de stockage d’électricité 3. L’organe de circulation met en mouvement le fluide caloporteur. Son refoulement est raccordé fluidiquement à l’entrée de fluide caloporteur 111 et son aspiration à la sortie de fluide caloporteur 113.
En variante, l’échangeur de chaleur et l’organe de circulation sont intégrés dans la batterie de stockage d’électricité 3. Dans ce cas, le collecteur d’évacuation est raccordé fluidiquement à une entrée de l’échangeur de chaleur, le collecteur amont étant raccordé fluidiquement au refoulement de l’organe de circulation. L’aspiration de l’organe de circulation est raccordée à la sortie de l’échangeur de chaleur.
La circulation du fluide caloporteur va maintenant être détaillée pour le premier mode de réalisation.
Le fluide caloporteur pénètre dans la batterie 3 par l’entrée de fluide caloporteur 111 et s’écoule dans la rainure 131. Il suit la rainure 131, puis s’écoule dans le canal 133 qui distribue le fluide caloporteur dans les canaux de distribution 107. A partir des canaux de distribution 107, le fluide caloporteur est distribué dans les canaux de refroidissement 99, et s’écoule au contact des grandes faces 9 des cellules de stockage d’électricité 7 des différents modules 5. Il sort des canaux de refroidissement 99 par le haut, et s’écoule ensuite transversalement au-dessus des faces supérieures 11 des cellules de stockage d’électricité 7. Le fluide caloporteur est collecté dans la rainure de collecte 139, s’écoule jusqu’au passage 141, et circule ensuite dans le canal d’évacuation 135 et la rainure 143 jusqu’à la sortie de fluide caloporteur 113.
Selon une variante avantageuse de l’invention, l’aile dressée extérieure 61 d’au moins un élément transversal d’extrémité 51 délimite le collecteur de distribution 115 et/ou le collecteur d’évacuation 117.
Typiquement, l’aile dressée extérieure 61 d’un des éléments transversaux d’extrémité 51 forme l’insert 119 ( ), et l’aile dressée extérieure 61 d’un autre élément transversal d’extrémité forme l’insert 125 ( ).
Quand la batterie 3 comporte plusieurs rangées de compartiments 37, l’insert 119 et l’insert 125 sont formés par les ailes dressées extérieures 61 de tous les éléments transversaux d’extrémité 51 situés d’un même côté de la batterie 3.
Selon une variante non représentée de l’invention, les éléments longitudinaux 67 placés sur les poutres longitudinales d’extrémité 35 ont avantageusement des ailes dressées extérieures 73 qui délimitent ensemble le collecteur de distribution 115 et/ou le collecteur d’évacuation 117.
Plus précisément, les ailes dressées extérieures 73 des éléments longitudinaux 67 placées d’un côté de la batterie 3 forment ensemble l’insert 121.
Ces ailes dressées extérieures 73 sont juxtaposées longitudinalement sans être fixées les unes aux autres.
De la même façon, les éléments longitudinaux 67 placés sur les poutres longitudinales 35 situées de l’autre côté de la batterie 3 ont des ailes dressées extérieures 73 qui forment ensembles l’insert 123.
Les ailes dressées extérieures 73 sont juxtaposées longitudinalement sans être fixées les unes aux autres.
Il est à noter que, dans le premier mode de réalisation, la surface libre des éléments transversaux en résine est plane, au sens où elle ne comporte pas de relief délimitant des canaux de circulation de fluide, comme dans le second mode de réalisation.
Un second mode de réalisation de l’invention va maintenant être décrit, en référence aux figures 12 à 17.
Comme indiqué plus haut, chaque compartiment 37 est délimité par deux poutres transversales 33.
Les éléments transversaux 41, 51 placés sur les poutres transversales 33 délimitent, pour chaque cellule de stockage d’électricité 7 du module 5 logé dans le compartiment 37, un canal 145 de circulation du fluide caloporteur au contact des trois petites faces 15, 17 de la cellule de stockage d’électricité 7.
Quand le compartiment 37 est situé à l’extrémité d’une rangée, les canaux de circulation 145 sont délimités par un élément transversal central 41 et un élément transversal d’extrémité 51. Quand le compartiment 37 est situé au milieu d’une rangée, les canaux de circulation 145 sont délimités par deux éléments transversaux centraux 41.
Les ailes latérales 49 des éléments transversaux 41, 51 couvrent ensemble tout le fond du compartiment 37. En d’autres termes, les bords des ailes latérales 49 se touchent, de telle sorte qu’il n’existe pas d’interstice ou de canal entre les bords des ailes latérales 49.
Les canaux de circulation 145 ont chacun une forme en U.
Chaque canal de circulation 145 comporte ainsi deux portions latérales 147, raccordées l’une à l’autre par une portion centrale 149.
Chaque portion latérale 147 est délimitée entre l’aile dressée 45, 55 d’un des éléments transversaux 41, 51 et l’une des faces latérales 17 de la cellule de stockage d’électricité 7. La portion centrale 149 est délimitée entre les ailes latérales 49 et la face inférieure 15 de la cellule de stockage d’électricité 7.
La portion centrale 149 comprend ainsi deux tronçons, délimités chacun par l’une des deux ailes latérales 49 définissant ensemble le fond du compartiment 37. Ces deux tronçons sont placés longitudinalement dans le prolongement l’un de l’autre.
Comme visible sur les figures 12 et 13, les canaux de circulation 145 sont constitués par des reliefs en creux ménagés à la surface libre des éléments transversaux 41, 51.
Les canaux de circulation 145 sont séparés les uns des autres par des massifs 151 formés dans les éléments transversaux 41, 51, ces massifs 151 empêchant les fuites de fluide caloporteur d’un canal de circulation 145 à l’autre.
La circulation du fluide caloporteur dans la batterie 1 est organisée comme illustré sur la .
Le circuit de distribution 97, comme précédemment, comporte un collecteur de distribution de fluide caloporteur 115, raccordé directement à l’entrée de fluide caloporteur 111, et un collecteur d’évacuation du fluide caloporteur 117 raccordé directement à la sortie de fluide caloporteur 113.
Le collecteur de distribution 115 est longitudinal et est par exemple ménagé entre les poutres longitudinales 35 et le couvercle 25.
Le circuit de refroidissement 97 comporte encore une pluralité de sous-collecteurs de distribution de fluide caloporteur 153 s’étendant en parallèle à partir du collecteur de distribution 115. Chaque sous-collecteur de distribution 153 s’étend transversalement et dessert un module 5 ou plusieurs modules 5 placés dans le prolongement transversalement les uns les autres.
Dans l’exemple représenté sur la , chaque sous-collecteur de distribution 153 dessert deux modules 5, alignés transversalement.
Le circuit de refroidissement 97 comporte encore des sous-collecteurs d’évacuation 155, raccordés en parallèle au collecteur d’évacuation 117.
Chaque sous-collecteur d’évacuation 155 s’étend transversalement, et dessert un module 5 ou plusieurs modules 5 alignés transversalement.
Dans l’exemple représenté sur la , chaque sous-collecteur d’évacuation 155 dessert deux modules 5.
Comme visible sur les figures 14 et 17, les sous-collecteurs de distribution 153 et d’évacuation 155 sont ménagés entre les faces supérieures 11 des cellules de stockage d’électricité 7 et un capot 157, placé au-dessus du module 5. Une bosse 159 est formée dans le capot 157, son sommet étant en appui contre les faces supérieures 11 des cellules de stockage d’électricité 7. La bosse 159 s’étend transversalement sur toute la longueur du capot 157. Elle sépare le sous-collecteur de distribution 153 du sous-collecteur d’évacuation 155, comme visible sur la .
Chaque cellule de stockage d’électricité 7 a un contact électrique 13 engagé dans le sous-collecteur de distribution 153 et l’autre contact électrique 13 engagé dans le sous-collecteur d’évacuation 155.
Les canaux de circulation en U 145 sont chacun raccordés coté amont au sous-collecteur de distribution 153 et coté aval au sous-collecteur d’évacuation 155. En d’autres termes, l’une des portions latérales 147, à son extrémité supérieure, communique avec le sous-collecteur de distribution 153, et l’autre portion latérale 147, à son extrémité supérieure, communique avec le sous-collecteur d’évacuation 155.
Pour ce faire, comme visible sur les figures 15 et 16, les barres de blocage 85 sont conformées de manière à permettre le passage du fluide caloporteur.
Comme décrit plus haut, chaque barre de blocage 85 présente des zones 90 d’où partent les langues 89. Entre les zones 90, la barre de blocage 85 comporte des zones convexes 159, décalées vers le haut par rapport aux zones 90. Ainsi, les zones convexes 159 ne sont pas en contact avec le bord supérieur de la poutre transversale 33, ni avec les faces supérieures 11 des cellules de stockage d’électricité 7.
Comme visible sur la , un passage 161 pour le fluide caloporteur est ainsi créé entre la zone convexe 159 et la face supérieure 11 de la cellule de stockage d’électricité 7 en vis-à-vis, le fluide caloporteur pouvant s’écouler du canal de circulation 145 dans le sous-collecteur de distribution 153 ou d’évacuation 155 à travers ce passage 161.
Une nervure 163 d’orientation transversale est formée sous la zone convexe 159 ( ). Cette nervure 163 est en appui contre le bord supérieur de la poutre transversale 33. Elle raccorde les deux zones 90 disposées de part et d’autre de la zone convexe 159. Ainsi, le fluide caloporteur circulant dans un compartiment 37 ne peut pas passer dans le compartiment 37 voisin entre la zone convexe 159 et la poutre transversale 33.
La circulation du fluide caloporteur dans le second mode de réalisation va maintenant être expliqué.
Le fluide caloporteur pénètre dans la batterie par l’entrée de fluide caloporteur 111. Il circule dans le collecteur de distribution 115, à partir duquel il est distribué dans les sous-collecteurs de distribution 153. A partir d’un sous-collecteur de distribution 153, il est distribué dans les canaux de circulation en U 145, à travers les passages 161 ménagées sous la barre de blocage 85. Il circule dans les canaux de circulation en U 145 au contact des trois petites faces 15, 17 de la cellule de stockage d’électricité 7 correspondante, jusqu’au sous-collecteur d’évacuation 155 correspondant.
Il passe du canal de circulation en U 145 au sous-collecteur d’évacuation 155 à travers les passages 161 situées sous la barre de blocage 85 opposée.
Le fluide caloporteur suit ensuite chaque sous-collecteur d’évacuation 155 jusqu’au collecteur d’évacuation 117, puis jusqu’à la sortie de fluide caloporteur 113.
Selon un aspect avantageux applicable à tous les modes de réalisation et toutes les variantes décrits plus haut, des éléments de rigidification 165 sont fixés sur les poutres transversales d’extrémité 33 (figures 10 et 11).
Par exemple, au moins un élément de rigidification 165 est fixé sur une grande face extérieure de chaque poutre transversale d’extrémité 33, c’est-à-dire sur la grande face tournée vers l’extérieur du compartiment 37 délimité par la poutre transversale d’extrémité 33.
L’élément de rigidification 165 est par exemple un profilé métallique en U, d’orientation transversale, s’étendant sur toute la longueur de la poutre transversale d’extrémité 33 et soudé à la poutre transversale d’extrémité 33.
Les éléments de rigidification 165 permettent d’empêcher le flambage des poutres transversales 33. Le bloc constitué par les poutres 33, 35 et les modules 5 devient alors assez rigide, du fait de l’absence de jeu entre les poutres 33, 35 et les modules 5, et du fait que les éléments de rigidification 165 empêchent le flambage des poutres transversales 33.
Les éléments de rigidification 165 confèrent notamment à ce bloc une bonne résistance en cas d’effort transversal, par exemple suite à un choc latéral sur le véhicule 1. Les poutres transversales 33 et les barres de blocage 85 ne présentent en effet pas elles-mêmes une résistance mécanique élevée, car elles ne comportent pas de nervures pouvant augmenter leur résistance au flambage.
De même, en cas d’accélération importante suivant la direction longitudinale L, par exemple en cas de choc longitudinal, les éléments de rigidification 165 vont encaisser l’effort de pression appliqué par les cellules de stockage d’électricité 7 sur les poutres transversales 33.
La batterie de stockage d’électricité 3 décrite ci-dessus présente de multiples avantages.
Elle est avantageusement refroidie par un fluide caloporteur qui circule au contact des cellules. Ceci permet de refroidir de manière extrêmement efficace les cellules.
Le fait d’utiliser des éléments en résine qui comportent des parties placées à cheval sur les poutres transversales permet de revêtir de manière commode les deux grandes faces de ces poutres transversales.
Le fait que ces mêmes éléments en résine comportent également des ailes latérales, prolongeant les ailes centrales et définissant le fond des compartiments, permet de revêtir de manière commode le fond des compartiments d’une couche de résine.
Les éléments transversaux en résine peuvent être utilisés pour créer un canal passant sous les faces inférieures des cellules, et distribuant le fluide caloporteur dans des canaux de refroidissement ménagés entre les grandes faces des cellules. Ceci permet d’organiser de manière intelligente la circulation du fluide caloporteur et de créer facilement un collecteur de distribution du fluide dans les canaux de refroidissement.
Les éléments transversaux en résine peuvent également être utilisés pour créer des canaux de circulation du fluide caloporteur au contact des petites faces latérales et inférieures des cellules. Ceci permet d’organiser de manière économique et efficace la circulation du fluide caloporteur au contact des cellules.
Les éléments transversaux en résine sont avantageusement utilisés pour délimiter les collecteurs de distribution et d’évacuation du fluide caloporteur.
Placer un élément de rigidification au niveau de chaque poutre transversale d’extrémité permet de rigidifier la structure et de reprendre les efforts résultant de chocs transversaux ou longitudinaux.
Un procédé de fabrication d’une batterie ayant les caractéristiques ci-dessus va maintenant être décrit.
Ce procédé est particulièrement adapté pour fabriquer la batterie 3 ci-dessus. Inversement, la batterie 3 ci-dessus est spécialement conçu pour être fabriqué par le procédé ci-dessous.
Le procédé comprend les étapes suivantes :
- obtention de la pluralité de modules 5 ;
- obtention de l’enveloppe 19 ;
- obtention des poutres 33, 35 et fixation des poutres 33, 35 sur l’enveloppe 19 ;
- obtention de la pluralité d’éléments en résine 41, 51, 67, disjoints et indépendants les uns des autres ;
- mise en place de la pluralité d’éléments en résine 41, 51, 67 sur les poutres 33, 35 ;
- insertion des modules 5 dans les compartiments 37.
Les éléments en résine 41, 51, 67 sont fabriqués typiquement dans des moules, par exemple par injection.
L’étape d’obtention de la pluralité d’éléments en résine 41, 51, 67 est réalisée avant l’étape de mise en place sur les poutres 33, 35.
Claims (11)
- Batterie de stockage d’électricité, la batterie (3) comprenant :
- une pluralité de modules (5), chaque module (5) comprenant une pluralité de cellules (7) de stockage d’électricité juxtaposées selon une direction transversale (T) ;
- une enveloppe (19) délimitant intérieurement un volume (21) de réception des modules (5) ;
- des poutres (33, 35) solidaires de l’enveloppe (19) et divisant le volume de réception (21) en une pluralité de compartiments (37) chacun délimité par une surface interne, chaque module (5) étant reçu dans un des compartiments (37) ;
- un ensemble (39) d’éléments en résine, disjoints et indépendants les uns des autres, rapportés sur les poutres (33, 35), chaque élément en résine définissant au moins une partie de la surface interne d’au moins un des compartiments (37). - Batterie selon la revendication 1, dans laquelle les poutres comprennent des poutres transversales (33), l’ensemble (39) d’éléments en résine comprenant une pluralité d’éléments transversaux (41, 51) ayant chacun une partie dressée (43, 53) placée à cheval sur une des poutres transversales (33), la partie dressée (43, 53) ayant deux ailes dressées (45, 55) couvrant deux grandes faces opposées de ladite poutre transversale (33).
- Batterie selon la revendication 2, dans laquelle ledit élément transversal (41, 51) comprend au moins une aile latérale (49, 59), prolongeant l’une des ailes dressées (45, 55) et définissant le fond d’un compartiment (37) délimité par ladite poutre transversale (33).
- Batterie selon la revendication 3, dans laquelle les cellules de stockage d’électricité (7) d’un même module (5) présentent des grandes faces (9) respectives en vis-à-vis, les éléments transversaux (41) de l’ensemble (39) d’éléments en résine placés sur les deux poutres transversales (33) délimitant le même compartiment (37) ayant des ailes latérales (49, 59) respectives délimitant chacune une portion du fond dudit compartiment (37), lesdites ailes latérales (49, 59) étant séparées l’une de l’autre par un canal de distribution (107) distribuant un fluide caloporteur dans des canaux de refroidissement (99) ménagés entre les grandes faces (9) des cellules de stockage d’électricité (7).
- Batterie selon la revendication 3, dans laquelle les cellules de stockage d’électricité (7) d’un même module (5) présentent chacune trois petites faces (15, 17) placées en vis-à-vis du fond et des poutres transversales (33) délimitant le compartiment de réception (37) dudit module (5), les éléments transversaux (41, 51) de l’ensemble (39) d’éléments en résine placés sur lesdites poutres transversales (33) délimitant, pour chaque cellule de stockage d’électricité (7), un canal (145) de circulation d’un fluide caloporteur au contact des trois petites faces (15, 17).
- Batterie selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans laquelle les poutres transversales (33) comprennent des poutres transversales d’extrémité ayant une grande face intérieure délimitant un des compartiments (37) et une grande face extérieure en vis-à-vis de l’enveloppe (19), un élément de rigidification (165) étant fixé à la grande face extérieure de chaque poutre transversale d’extrémité (33).
- Batterie selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans laquelle la batterie (1) comprend des barres (85) de blocage des modules (5) dans les compartiments (37) correspondants, fixées aux poutres transversales (33) et faisant saillie au-dessus des modules (5).
- Batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle les poutres comprennent des poutres longitudinales (35) délimitant chaque compartiment (37) à des extrémités transversales opposées, l’ensemble (39) d’éléments en résine comprenant une pluralité d’éléments longitudinaux (67) ayant chacun une partie dressée (69) placée à cheval sur une des poutres longitudinales (35), la partie dressée (69) ayant une aile dressée intérieure (71) couvrant une grande face intérieure de ladite poutre longitudinale (35) tournée vers l’intérieur du compartiment (37).
- Batterie selon la revendication 8, dans laquelle l’aile dressée intérieure (71) porte des reliefs (77) en saillie vers l’intérieur du compartiment (37), le module (5) étant en appui sur les reliefs (77).
- Batterie selon l’une quelconque des revendications 2 à 10, dans laquelle la batterie (3) comprend un circuit (97) de refroidissement des cellules de stockage d’électricité (7), rempli d’un fluide caloporteur, le circuit de refroidissement (97) comporte un collecteur (115) de distribution du fluide caloporteur et un collecteur (117) d’évacuation du fluide caloporteur, au moins un des éléments en résine (51, 67) ayant une partie dressée (53, 69) placée à cheval sur une des poutres (33, 35), la partie dressée (53, 69) ayant une aile dressée intérieure (55, 71) délimitant la surface interne d’un des compartiments (37) et une aile dressée extérieure (57, 73) délimitant le collecteur de distribution (115) et/ou le collecteur d’évacuation (117).
- Procédé de fabrication d’une batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- obtention de la pluralité de modules (5) ;
- obtention de l’enveloppe (19) ;
- obtention des poutres (33, 35) et fixation des poutres (33, 35) sur l’enveloppe (19) ;
- obtention de la pluralité d’éléments en résine (41, 51, 67), disjoints et indépendants les uns des autres ;
- mise en place de la pluralité d’éléments en résine (41, 51, 67) sur les poutres (33, 35) ;
- insertion des modules (5) dans les compartiments (37).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
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| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20230120 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20240306 |