CA1061404A - Batterie sodium-soufre notamment pour traction electrique - Google Patents
Batterie sodium-soufre notamment pour traction electriqueInfo
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Abstract
L'invention concerne une batterie sodium-soufre notamment pour tractionélectrique, formée d'éléments comportant chacun un réservoir cathodique contenant du soufre, un tube d'électrolyte solide fermé à son extrémité inférieure contenant du sodium et disposé dans ledit réservoir cathodique, un support en céramique isolante pour maintenir ledit tube d'électrolyte dans ledit réservoir cathodique, un réservoir anodique contenant une réserve de sodium, cette batterie étant caractérisée par le fait qu'elle comprend m groupements de n modules comprenant chacun p élément, ces éléments étant interconnectés électriquement en parallèle dans chacun des modules au moyen de plaques liées aux fonds desdits réservoirs cathodiques et anodiques respectivement chacune des plaques comportant un alésage sensiblement central.
Description
La présents invention a pour ob~et une batterie dans laquslle on met en oeuvre dss générateurs électrochimiques du type sodium-soufre, une telle batterie pouvant etre utilisée dans le domaina de la traction électrique notamment.
L'intérêt présenté par de telles batteries en tant que source d'énergie pour véhicules électriques non polluants n'est plus à d~montrsr.
Rappelons brièvement que dans les générateurs électrochlmiques, du type sodium-soufre, 18 réactif anodique est constitué par un métal alcalin, généralement le sodium, qui doit etre liquide à la température de fonction-, 10 nement. Le réactif cathodique est constitué généralement par le soufre ou les ~els de sodium de ce corps mais peut l'~tre aussi par le phosphore, le s~lénium et les sels alcalins de C85 corps. Dans le cas où 10s matériaux réactifs sont le soufre et le sodium, la réaction électrochimique est une formation réversible de polysulfures de sodium dont la teneur en sodium cro~t au cours de la décharge. ~uant à l'électrolyte, qui sépare les réactifs cathodique et anodique, il doit etre solide à la température de fonctionnement, psrméable pour les ions alcalins qui se forment dans le compartiment anodique, et lmperméable pour les électrons. Il est général0msnt constitué d'alumine béta sodlque, c'est-à-dlre d'un composé comportant environ de S a 9 mol~cules d'alumine pour une molécule d'oxyde de sodium. Il a souvent la forme d'un tube ferm~ vers le bas, contenant le réactif anodique et baignant dans le réactif cathodique. Ce dernier est contenu dans un réservoir cathodique métalllque. Le tube d'électrolyte est solidarisé au réssrvoir anodique, ce dernier étant raccordé de manière étanche à un réservoir de réactif catho-dique, la liaison étant électriquement isolante.
Dans le but d'élaborer une batterie pouvant etre installée sur un véhicule électrique et assurer la propulsion de ce dsrnier, il est donc nécessaire de coupler de tels générateurs électrochimiques ou élémsnts sntrs eux en vue de réaliser un enssmble pr~sentant pour une puissance électrique prédéterminée un encombrement et un poids minimaux.
- 1 - ~
~., La présente lnventian a donc pour ob~et une batterie formée d'une pluralité d'éléments générateurs au sodium-soufre, une telle batterie pcuvant assurer la propulsion d'un véhicule électrique, tout en présentant une str w ture simple ainsi qu'un encombrement et un poids minimaux.
L'invention a donc pour but une batterie formée d'une pluralité
ds cellules ou éléments générateurs électrochimiques du type sodium-soufre, éléments comportant chacun :
- un réservolr cathodique contenant un réactif cathodique liquids à la ::
température de fonctionnement et choisi dans le groupe formé par le soufre, le phosphore, le sélénium et les sels alcalins de ces corps, - au moins un tube d'électrolyte solide fermé 3 sDn extrémité inférieurè
contsnant un réactif anodique liquide à la température de fonctionnement et constitué par un métal alcalin notamment le sodium et disposé dans ledit réservoir cathodique de facon 3 baigner dans ledit réactif cathodique, la paroi du tubs étant constituée notamment d'alumine béta alcaline, - un support en céramique isolante pour maintenir ledit tube d'électrolyte dans ledit réservoir cathodique, la liaison entre ce support et ce tube étant assurée par l'intermédiaire d'un verre, ~; - un réservoir anodique contenant une ré9erve dudit réactlf anodique et disposé au dessus dudit réservoir cathodique, de manière à ce que ledit tube d'électrolyte s'ouvre à sa partie supérieure dans ce réservoir anodique, ladite plaque séparant les extrémités ouvertss dudit réservoir anodique et ~ dudit réservoir cathDdique, batteris comprenant m groupements de n modules comportant chacun p éléments, caractérisée par le fait que ces éléments sont interconnectés électriquement en parallèle dans c~acun des modules au moyen de plaques liées aux fonds ~ - ~
desdits réservoirs cathodiques et anodiques respectivement, chacune desdites plaques comportant au moins un alésage sensiblement central.
L'intérêt présenté par de telles batteries en tant que source d'énergie pour véhicules électriques non polluants n'est plus à d~montrsr.
Rappelons brièvement que dans les générateurs électrochlmiques, du type sodium-soufre, 18 réactif anodique est constitué par un métal alcalin, généralement le sodium, qui doit etre liquide à la température de fonction-, 10 nement. Le réactif cathodique est constitué généralement par le soufre ou les ~els de sodium de ce corps mais peut l'~tre aussi par le phosphore, le s~lénium et les sels alcalins de C85 corps. Dans le cas où 10s matériaux réactifs sont le soufre et le sodium, la réaction électrochimique est une formation réversible de polysulfures de sodium dont la teneur en sodium cro~t au cours de la décharge. ~uant à l'électrolyte, qui sépare les réactifs cathodique et anodique, il doit etre solide à la température de fonctionnement, psrméable pour les ions alcalins qui se forment dans le compartiment anodique, et lmperméable pour les électrons. Il est général0msnt constitué d'alumine béta sodlque, c'est-à-dlre d'un composé comportant environ de S a 9 mol~cules d'alumine pour une molécule d'oxyde de sodium. Il a souvent la forme d'un tube ferm~ vers le bas, contenant le réactif anodique et baignant dans le réactif cathodique. Ce dernier est contenu dans un réservoir cathodique métalllque. Le tube d'électrolyte est solidarisé au réssrvoir anodique, ce dernier étant raccordé de manière étanche à un réservoir de réactif catho-dique, la liaison étant électriquement isolante.
Dans le but d'élaborer une batterie pouvant etre installée sur un véhicule électrique et assurer la propulsion de ce dsrnier, il est donc nécessaire de coupler de tels générateurs électrochimiques ou élémsnts sntrs eux en vue de réaliser un enssmble pr~sentant pour une puissance électrique prédéterminée un encombrement et un poids minimaux.
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~., La présente lnventian a donc pour ob~et une batterie formée d'une pluralité d'éléments générateurs au sodium-soufre, une telle batterie pcuvant assurer la propulsion d'un véhicule électrique, tout en présentant une str w ture simple ainsi qu'un encombrement et un poids minimaux.
L'invention a donc pour but une batterie formée d'une pluralité
ds cellules ou éléments générateurs électrochimiques du type sodium-soufre, éléments comportant chacun :
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température de fonctionnement et choisi dans le groupe formé par le soufre, le phosphore, le sélénium et les sels alcalins de ces corps, - au moins un tube d'électrolyte solide fermé 3 sDn extrémité inférieurè
contsnant un réactif anodique liquide à la température de fonctionnement et constitué par un métal alcalin notamment le sodium et disposé dans ledit réservoir cathodique de facon 3 baigner dans ledit réactif cathodique, la paroi du tubs étant constituée notamment d'alumine béta alcaline, - un support en céramique isolante pour maintenir ledit tube d'électrolyte dans ledit réservoir cathodique, la liaison entre ce support et ce tube étant assurée par l'intermédiaire d'un verre, ~; - un réservoir anodique contenant une ré9erve dudit réactlf anodique et disposé au dessus dudit réservoir cathodique, de manière à ce que ledit tube d'électrolyte s'ouvre à sa partie supérieure dans ce réservoir anodique, ladite plaque séparant les extrémités ouvertss dudit réservoir anodique et ~ dudit réservoir cathDdique, batteris comprenant m groupements de n modules comportant chacun p éléments, caractérisée par le fait que ces éléments sont interconnectés électriquement en parallèle dans c~acun des modules au moyen de plaques liées aux fonds ~ - ~
desdits réservoirs cathodiques et anodiques respectivement, chacune desdites plaques comportant au moins un alésage sensiblement central.
- 2 -.
~-D'autres caractéristiques et avantages de l'invention rsssortiront de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 représente un générateur électrochimique sodium-soufre ou élément ou cellule mis en oeuvre dans une batterie selon l'invention.
- La figure 2 représente en vue de dessus un ensemble d'éléments ou module mis en oeuvre dans une batterie selon l'invention.
; - La figure 3 représente une coupe de la figure 2.
- La figure 4 représente en perspective un groupement de modules mls en oeuvre dans une batterle selon l'invention.
- La figure 5 illustre les connexions élsctrlques mutuelles entre modules d'un groupement.
- La figure 6 représente une barre de connexion électrique entre modules d'un groupement.
- La figure 7 représente la partie active d'une batterie selon l'invention.
- La figure a représente une batterie selon l'invention.
Le générateur électrochlmique ou élément ou cellule présente la forme d'un cyllndre de révolution et la figure 1 en est une vue en coupe par un plan axial.
Le générateur représenté et référencé par l'lndlce 1 dans son ensemble comporte un réservoir cathodique cylindrique 2, garni par un feutre de graphite tnon représenté~ imprégné de soufre et ~ouant le rôle de collec-teur de courant. La paroi du réservoir 2 est scellée à sa partie supérieure à
la face inférleure d'une plaque d'alumine alpha 6, horizontale et circulaire.
~-D'autres caractéristiques et avantages de l'invention rsssortiront de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 représente un générateur électrochimique sodium-soufre ou élément ou cellule mis en oeuvre dans une batterie selon l'invention.
- La figure 2 représente en vue de dessus un ensemble d'éléments ou module mis en oeuvre dans une batterie selon l'invention.
; - La figure 3 représente une coupe de la figure 2.
- La figure 4 représente en perspective un groupement de modules mls en oeuvre dans une batterle selon l'invention.
- La figure 5 illustre les connexions élsctrlques mutuelles entre modules d'un groupement.
- La figure 6 représente une barre de connexion électrique entre modules d'un groupement.
- La figure 7 représente la partie active d'une batterie selon l'invention.
- La figure a représente une batterie selon l'invention.
Le générateur électrochlmique ou élément ou cellule présente la forme d'un cyllndre de révolution et la figure 1 en est une vue en coupe par un plan axial.
Le générateur représenté et référencé par l'lndlce 1 dans son ensemble comporte un réservoir cathodique cylindrique 2, garni par un feutre de graphite tnon représenté~ imprégné de soufre et ~ouant le rôle de collec-teur de courant. La paroi du réservoir 2 est scellée à sa partie supérieure à
la face inférleure d'une plaque d'alumine alpha 6, horizontale et circulaire.
3 Un réservoir anodique cylindrique 8, sensiblement ds même diamètre que le réservoir cathodique 2, est scellé par sa partie inférieure, à la face supérieure de la plaque 6.
Il contient une réserve de réactif anodique constitué de sodium ` liquide.
La plaque 6 est percée en son centre d'un alésage cylindrique 10 ' à axe verticsl. Dans CBt alé ags 10 s'engags l'sxtrémlté supérisure ouvsrte d'un tubs d'élsctrolyts 12 fermk ~ son sxtrémité inférieure, constltué d'alumins béta sodiqus st contenant le réactif anodlque.
Le bord supérieur du tube 12 est dans le plan de la f~ce supérleure de la plaque 6.
Un verre de liaison 14 est interposé entre la parol extérleure du haut du tube 12 et la paroi ds l'aiésage 10 percé dans la plaqus 6 ds manière à rendrs le raccordsment étanche.
Le réservoir 8 est confectionné par exemple et de pr~férence en aluminium, et le r~ervoir 2 sn aluminlum recouvBrt sur S8 facB lnterne par du chrom~ visant à éviter toute attaqus par 1B soufre et la passlvatlon I résultante.
i Lesdlts réservoirs 8 et 2 peuvent évsntuellemsnt etrs confsctlonnés ¦ tous deux en acier inoxydable ou en molytdène, chroms ou en alllage nicksl-chrome-molybdène dit ~A~telloy~, ou en matériau composite, par exempls en acl~r lnoxyd3ble recouvert d'une coucKe de chrome ou de molybdène, l'en3emble étont réalisé p~r cofllage.
En référence aux figures Z et 3 on a illuatré un module référancé
par l'lndlce 15 dans ~on enssmble m$s en oeuvre dans une battsrie selon 1'lnventlon.
Un tel module est ~ormé, dans l'exsmple représsnté, de quatre él6ments 1, tBl9 qUB décrits figure 1. CBS élément~ sont connectéa mutuslle^
ment en parallèle au moyen de plaques d'aluminium 16 st 17 braséss ou soudées sur les fonds des réservoirs 8 et Z respectivement. Chacune de ces plaques comporte un alésage central 18 dont le rôle sera sxplicité par aillsurs.
Selon la figure 4, on a représenté un groupsmsnt ds modules tels que précédemment décrits, référencé par l'indics 19 dans son ensembls.
Un tel groupement est formé d'une enceinte 20 à l'intérieur de laquelle sont disposés des modules 151, 152... 158, huit sn l'occurrencs. Ces modulss sont connectés élsctriqusmsnt Bntre BUX à la manièrs illustrke par la figurs ' - 4 -. 5.
A cst ~ffet, dsux modulss voisins., par sxempls 1B~ mOdU188 151 st 152 sont conneot~s sntre sux sn séris au moysn d'une connsxlon 21 lntsr-conn~ctant la pluque 161 du moduls 151 à. la plaque 172 du modulB 152~ DB
msme la plaqus 162 dudit module 152 ssraft connectée à la plaque 173 du module volsln tnon rsprésenté) et ainsi ds su$te~ LB dernier module 158 est dono connsots par sa plaqus 178 au moduls pr~csdsnt 157 (non rspréssnts).
Avantagsu~emsnt, les connsxions Z1 peuvsnt ~itrs r6allsées en uns i9eUls place avec les plaques d~ connexion 16, 17 des ~lsmsnts. Uns . 10 telle barrs ds connsxlon 21 préssnt~ donc la forme lllustrse à la flgurs `) 6, La flgure 7 reprsssnte la partis active d'uns batterls formée ds groupements ds modules tsls qus pr~cédsmmsnt décrits.
i Uns tslls partle actlvs réfsrsnc~s 25 dans son snssmbls est formée dan~ l'sxsmpls dscrlt de six groupsments 19~ à 196, lnterconnsctss mutuells-I msnt sn sérle sntre sux au moysn ds connsxlons 21 tfigurs 6).
i La forcs élsctromotrice d'une tslle battsrls sst rscuelllis aux born~s sxtrsmes 26, 27.
La figurs 8 montrs l'aspsct ext~rlsur d'uns batteris selon l'invsn_ 1 20 tion. La partie actlve 25 est dl~posss au ssln d'un matériau isolant thsr-mlqus 28. Oe~ sspacss, un espacs supérisur 29 st un sspacs inférleur 30, sont cspsndant amsnag~s sntrs la partis activs st l'isolant thermlqus.
, Un courant d'air frais F1 psut ^strs insuffls par l'sspac~ inférisur .! 30 st psut échappsr par l'espaoe supérisur 29 tsslon F2) dans le but ds rsfroidir la partie aotivs 25 sn oours ds fonctlonnsment.
On notera qus ost air psut librement circulsr autour ds~ élsmsnts 1, grace aux al~sages 18 prsvus dans lss plaquss ds connsxion. L'air chaud `~ s'échappant par l'espacs 29 peut d'aillsurs istrs utiliss pour climatiser le ~` véhicule.
30 En outre dss résistancss tsllss qus 31 peuv~nt éventuellsmsnt r~chauffBr l'air admls Bt amBner 1B 90UfrB~Bt`l8 sodlum Bn~fusion~ afln que la batterie pulssB d~marrsr.
En ce qui concsrnB les matériaux utillsés pour COnfBctiOnnBr une tBlle batterie, on utilise g~néralemBnt l'aluminlum pour 1B9 connBxions 21 et les Bléments 1, 1B durelumin pour 1BS BncBintBa 20 dBs grOupBmentS
L'lsolant thermlqUB 2B ~Bra avantagBusBmBnt m d ntBnu autour dB
le pertle eotlvB 25 au moyBn de cornibres.
On notsre cspèndent qus les BnoointBs 20 de9 groupement~ 19 sBront oxydéBs anodiquemBnt dens 1B but dB rBaliser un i wlBmBnt élBctriquB.
Il Bst Bn outrB dB toutB BVidBncB que 1B nombrB d~BlBment~ d~ns un mcduls, 1B nombre dB modulss dans un groupsmsnt alnsi qu~ le nombrs dB
groupBmBnts dans unB battBriB nB sont nullemBnt limités aux valeurs donnéB3 dans l'BXemple décrit, dB tBl}-B valBurs pouvant b$Bn BntBndu varl~r ~BlOn les caractéristiqw s ~lBctriquss nominalBs dB la better$e.
Dens le mamB Bsprit 1B8 connBxions électriquBs Bn s~rie p w vBnt etr~ rsmplac~es per dss connsxfons en parellsl~ sans pour eutant sB départir du cedrè dB l~invBntion~
Oens tous les cas le~ battBriBs rBali~Bs sslon~l~inventlon ao prssent~nt un poids Bt un sncombrsmsnt minimeux pour uns pulssonce ettou) unB C~p~CitB élBctriquBs donnéBs~ Bt dB tsllBs battBries pBuvBnt strB trB9 aisémBnt intégréBs à dss vBhlculBs BlBctriques.
,~ On va donnBr cl-dBssous un BxBmple concrBt d~unB battBriB sBlon ~ l'lnvention.
'~ Chaqus moduls comprend.quatrs élémsnts.
: j Lss ~lémBnts présentBnt unB hautBur dB 380 mm Bt un diam~tre dB
27 mm.
Un groupBmBnt oomportB 8 modulBs connBctés Bn série Bt Bst disposé
dans UnB BnCBintB dB 390 X 56 X 470 mm.
La battsris comports 6 group8mBnts connBct~8 ~n sériB.
Uns t~ batteris pr~ssnte uns puissanc~ ds 13 Kw uns capacitfi da 16 Kwh st une tension ds 96 v.
Son volume total est de 112 1 snviron, son poids de 70 kgs, st ells est susceptible d'entrainsr un véhiculs du typs touri~ms 3 une vitssss moyenne ds 90 km~h, l'autonomie étant ds 200 km.
~ ien entendu, l'invention n'sst nullsmsnt llmités au mods de réallsation décrit et rsprfisents qui n'a fitfi donné qu'3 titre d'sxsmple.
En particulisr, on psut sans ~ortir du cadre de l'lnvsntion, apportsr dss modifications de dfitail, changer csrtainss dispositions ou rsmplacer certains moyens par dss moyens ~quivalents.
Il contient une réserve de réactif anodique constitué de sodium ` liquide.
La plaque 6 est percée en son centre d'un alésage cylindrique 10 ' à axe verticsl. Dans CBt alé ags 10 s'engags l'sxtrémlté supérisure ouvsrte d'un tubs d'élsctrolyts 12 fermk ~ son sxtrémité inférieure, constltué d'alumins béta sodiqus st contenant le réactif anodlque.
Le bord supérieur du tube 12 est dans le plan de la f~ce supérleure de la plaque 6.
Un verre de liaison 14 est interposé entre la parol extérleure du haut du tube 12 et la paroi ds l'aiésage 10 percé dans la plaqus 6 ds manière à rendrs le raccordsment étanche.
Le réservoir 8 est confectionné par exemple et de pr~férence en aluminium, et le r~ervoir 2 sn aluminlum recouvBrt sur S8 facB lnterne par du chrom~ visant à éviter toute attaqus par 1B soufre et la passlvatlon I résultante.
i Lesdlts réservoirs 8 et 2 peuvent évsntuellemsnt etrs confsctlonnés ¦ tous deux en acier inoxydable ou en molytdène, chroms ou en alllage nicksl-chrome-molybdène dit ~A~telloy~, ou en matériau composite, par exempls en acl~r lnoxyd3ble recouvert d'une coucKe de chrome ou de molybdène, l'en3emble étont réalisé p~r cofllage.
En référence aux figures Z et 3 on a illuatré un module référancé
par l'lndlce 15 dans ~on enssmble m$s en oeuvre dans une battsrie selon 1'lnventlon.
Un tel module est ~ormé, dans l'exsmple représsnté, de quatre él6ments 1, tBl9 qUB décrits figure 1. CBS élément~ sont connectéa mutuslle^
ment en parallèle au moyen de plaques d'aluminium 16 st 17 braséss ou soudées sur les fonds des réservoirs 8 et Z respectivement. Chacune de ces plaques comporte un alésage central 18 dont le rôle sera sxplicité par aillsurs.
Selon la figure 4, on a représenté un groupsmsnt ds modules tels que précédemment décrits, référencé par l'indics 19 dans son ensembls.
Un tel groupement est formé d'une enceinte 20 à l'intérieur de laquelle sont disposés des modules 151, 152... 158, huit sn l'occurrencs. Ces modulss sont connectés élsctriqusmsnt Bntre BUX à la manièrs illustrke par la figurs ' - 4 -. 5.
A cst ~ffet, dsux modulss voisins., par sxempls 1B~ mOdU188 151 st 152 sont conneot~s sntre sux sn séris au moysn d'une connsxlon 21 lntsr-conn~ctant la pluque 161 du moduls 151 à. la plaque 172 du modulB 152~ DB
msme la plaqus 162 dudit module 152 ssraft connectée à la plaque 173 du module volsln tnon rsprésenté) et ainsi ds su$te~ LB dernier module 158 est dono connsots par sa plaqus 178 au moduls pr~csdsnt 157 (non rspréssnts).
Avantagsu~emsnt, les connsxions Z1 peuvsnt ~itrs r6allsées en uns i9eUls place avec les plaques d~ connexion 16, 17 des ~lsmsnts. Uns . 10 telle barrs ds connsxlon 21 préssnt~ donc la forme lllustrse à la flgurs `) 6, La flgure 7 reprsssnte la partis active d'uns batterls formée ds groupements ds modules tsls qus pr~cédsmmsnt décrits.
i Uns tslls partle actlvs réfsrsnc~s 25 dans son snssmbls est formée dan~ l'sxsmpls dscrlt de six groupsments 19~ à 196, lnterconnsctss mutuells-I msnt sn sérle sntre sux au moysn ds connsxlons 21 tfigurs 6).
i La forcs élsctromotrice d'une tslle battsrls sst rscuelllis aux born~s sxtrsmes 26, 27.
La figurs 8 montrs l'aspsct ext~rlsur d'uns batteris selon l'invsn_ 1 20 tion. La partie actlve 25 est dl~posss au ssln d'un matériau isolant thsr-mlqus 28. Oe~ sspacss, un espacs supérisur 29 st un sspacs inférleur 30, sont cspsndant amsnag~s sntrs la partis activs st l'isolant thermlqus.
, Un courant d'air frais F1 psut ^strs insuffls par l'sspac~ inférisur .! 30 st psut échappsr par l'espaoe supérisur 29 tsslon F2) dans le but ds rsfroidir la partie aotivs 25 sn oours ds fonctlonnsment.
On notera qus ost air psut librement circulsr autour ds~ élsmsnts 1, grace aux al~sages 18 prsvus dans lss plaquss ds connsxion. L'air chaud `~ s'échappant par l'espacs 29 peut d'aillsurs istrs utiliss pour climatiser le ~` véhicule.
30 En outre dss résistancss tsllss qus 31 peuv~nt éventuellsmsnt r~chauffBr l'air admls Bt amBner 1B 90UfrB~Bt`l8 sodlum Bn~fusion~ afln que la batterie pulssB d~marrsr.
En ce qui concsrnB les matériaux utillsés pour COnfBctiOnnBr une tBlle batterie, on utilise g~néralemBnt l'aluminlum pour 1B9 connBxions 21 et les Bléments 1, 1B durelumin pour 1BS BncBintBa 20 dBs grOupBmentS
L'lsolant thermlqUB 2B ~Bra avantagBusBmBnt m d ntBnu autour dB
le pertle eotlvB 25 au moyBn de cornibres.
On notsre cspèndent qus les BnoointBs 20 de9 groupement~ 19 sBront oxydéBs anodiquemBnt dens 1B but dB rBaliser un i wlBmBnt élBctriquB.
Il Bst Bn outrB dB toutB BVidBncB que 1B nombrB d~BlBment~ d~ns un mcduls, 1B nombre dB modulss dans un groupsmsnt alnsi qu~ le nombrs dB
groupBmBnts dans unB battBriB nB sont nullemBnt limités aux valeurs donnéB3 dans l'BXemple décrit, dB tBl}-B valBurs pouvant b$Bn BntBndu varl~r ~BlOn les caractéristiqw s ~lBctriquss nominalBs dB la better$e.
Dens le mamB Bsprit 1B8 connBxions électriquBs Bn s~rie p w vBnt etr~ rsmplac~es per dss connsxfons en parellsl~ sans pour eutant sB départir du cedrè dB l~invBntion~
Oens tous les cas le~ battBriBs rBali~Bs sslon~l~inventlon ao prssent~nt un poids Bt un sncombrsmsnt minimeux pour uns pulssonce ettou) unB C~p~CitB élBctriquBs donnéBs~ Bt dB tsllBs battBries pBuvBnt strB trB9 aisémBnt intégréBs à dss vBhlculBs BlBctriques.
,~ On va donnBr cl-dBssous un BxBmple concrBt d~unB battBriB sBlon ~ l'lnvention.
'~ Chaqus moduls comprend.quatrs élémsnts.
: j Lss ~lémBnts présentBnt unB hautBur dB 380 mm Bt un diam~tre dB
27 mm.
Un groupBmBnt oomportB 8 modulBs connBctés Bn série Bt Bst disposé
dans UnB BnCBintB dB 390 X 56 X 470 mm.
La battsris comports 6 group8mBnts connBct~8 ~n sériB.
Uns t~ batteris pr~ssnte uns puissanc~ ds 13 Kw uns capacitfi da 16 Kwh st une tension ds 96 v.
Son volume total est de 112 1 snviron, son poids de 70 kgs, st ells est susceptible d'entrainsr un véhiculs du typs touri~ms 3 une vitssss moyenne ds 90 km~h, l'autonomie étant ds 200 km.
~ ien entendu, l'invention n'sst nullsmsnt llmités au mods de réallsation décrit et rsprfisents qui n'a fitfi donné qu'3 titre d'sxsmple.
En particulisr, on psut sans ~ortir du cadre de l'lnvsntion, apportsr dss modifications de dfitail, changer csrtainss dispositions ou rsmplacer certains moyens par dss moyens ~quivalents.
Claims (15)
1. Batterie formée d'une pluralité de cellules ou élé-ments générateurs électrochimiques du type sodium-soufre, éléments comportant chacun:
- un réservoir cathodique contenant un réactif cathodi-que liquide à la température de fonctionnement et choisi dans le groupe formé par le soufre, le phosphore, le sélénium et les sels alcalins de ces corps, - au moins un tube d'électrolyte solide fermé à son extrémité inférieure contenant un réactif anodique liquide à la température de fonctionnement et constitué par un métal alcalin notamment le sodium et disposé dans ledit réservoir cathodique de façon à baigner dans ledit réactif cathodique, la paroi du tube étant constituée notamment d'alumine béta alcaline, - un support en céramique isolante pour maintenir ledit tube d'électrolyte dans ledit réservoir cathodique, la liaison entre ce support et ce tube étant assurée par l'intermédiaire d'un verre, - un réservoir anodique contenant une réserve dudit réac-tif anodique et disposé au-dessus dudit réservoir cathodique, de manière à ce que ledit tube d'électrolyte s'ouvre à sa partie supérieure dans ce réservoir anodique, ledit support en céramique isolante séparant les extrémités ouvertes dudit réservoir anodique et dudit réservoir cathodique, ladite batterie, comprenant m groupements de n modules comportant chacun p éléments, caractérisée par le fait que ces éléments étant interconnectés électriquement en parallèle dans chacun des modules au moyen de plaques liées aux fonds desdits réservoirs cathodiques et anodiques respectivement, chacune desdites plaques comportant au moins un alésage sensiblement central.
- un réservoir cathodique contenant un réactif cathodi-que liquide à la température de fonctionnement et choisi dans le groupe formé par le soufre, le phosphore, le sélénium et les sels alcalins de ces corps, - au moins un tube d'électrolyte solide fermé à son extrémité inférieure contenant un réactif anodique liquide à la température de fonctionnement et constitué par un métal alcalin notamment le sodium et disposé dans ledit réservoir cathodique de façon à baigner dans ledit réactif cathodique, la paroi du tube étant constituée notamment d'alumine béta alcaline, - un support en céramique isolante pour maintenir ledit tube d'électrolyte dans ledit réservoir cathodique, la liaison entre ce support et ce tube étant assurée par l'intermédiaire d'un verre, - un réservoir anodique contenant une réserve dudit réac-tif anodique et disposé au-dessus dudit réservoir cathodique, de manière à ce que ledit tube d'électrolyte s'ouvre à sa partie supérieure dans ce réservoir anodique, ledit support en céramique isolante séparant les extrémités ouvertes dudit réservoir anodique et dudit réservoir cathodique, ladite batterie, comprenant m groupements de n modules comportant chacun p éléments, caractérisée par le fait que ces éléments étant interconnectés électriquement en parallèle dans chacun des modules au moyen de plaques liées aux fonds desdits réservoirs cathodiques et anodiques respectivement, chacune desdites plaques comportant au moins un alésage sensiblement central.
2. Batterie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits modules sont interconnectés électriquement en série.
3. Batterie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits modules sont interconnectés électriquement en parallèle.
4. Batterie selon la revendication 1, 2 ou 3, caracté-risée par le fait que lesdits groupements sont interconnectés élec-triqueement en série.
5. Batterie selon la revendication 1, 2 ou 3, caracté-risée par le fait que lesdits groupements sont interconnectés électriquement en parallèle.
6. Batterie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les connexions électriques entre modules ainsi qu'entre groupements sont réalisées au moyen de pièces de liaison solidaires desdites plaques.
7. Batterie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits groupements sont disposés dans des enceintes électriquement isolantes.
8. Batterie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'ensemble des éléments est disposé au sein d'un maté-riau isolant thermique, deux espaces, un espace supérieur et un espace inférieur étant aménagés entre ledit ensemble des éléments et ledit matériau isolant thermique, ledit espace inférieur étant apte à acheminer de l'air au sein de ladite batterie, ledit espace supérieur étant apte à évacuer l'air après traversée de la batterie.
9. Batterie selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit espace inférieur comporte des résistances chauf-fantes.
10. Batterie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits réservoirs cathodique et anodique sont con-fectionnés en aluminium.
11. Batterie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits réservoirs cathodique et anodique sont con-fectionnés en un matériau choisi parmi l'acier inoxydable, le molybdène, le chrome ou un alliage nickel-chrome-molybdène.
12. Batterie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits réservoirs cathodique et anodique sont con-fectionnés en acier inoxydable recouvert de chrome ou de molybdène.
13. Batterie selon la revendication 12, caractérisée par le fait que lesdits réservoirs sont réalisés par cofilage.
14. Batterie selon la revendication 7, caractérisée par le fait que lesdites connexions sont confectionnées de préférence en aluminium, les enceintes desdits groupements étant confectionnées de préférence en duralumin oxydé anodiquement.
15. Générateur pour véhicule électrique comportant au moins une batterie selon la revendication 1.
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| FR7508258A FR2305034A1 (fr) | 1975-03-17 | 1975-03-17 | Batterie sodium-soufre, notamment pour traction electrique |
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