EP3747065A1 - Module d'accumulateurs électriques et batterie comprenant plusieurs modules - Google Patents

Module d'accumulateurs électriques et batterie comprenant plusieurs modules

Info

Publication number
EP3747065A1
EP3747065A1 EP19710023.3A EP19710023A EP3747065A1 EP 3747065 A1 EP3747065 A1 EP 3747065A1 EP 19710023 A EP19710023 A EP 19710023A EP 3747065 A1 EP3747065 A1 EP 3747065A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
accumulators
flange
openings
chambers
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19710023.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Matthieu Desbois-Renaudin
Jean-Noël CARMINATI
Franck Pra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP3747065A1 publication Critical patent/EP3747065A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244—Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention generally relates to batteries of energy storage elements, also called accumulators, connected in series and / or in parallel.
  • a battery includes one or more battery modules connected to each other.
  • Each battery module comprises an assembly of electric accumulators connected together by electrical connection elements.
  • the battery may include a thermal battery storage system that can cool or heat the electric accumulators to improve battery performance and life.
  • thermal conditioning systems by air, water or brine, or by dielectric liquid.
  • a disadvantage of a thermal air conditioning system is the poor cooling performance.
  • a disadvantage of a thermal water conditioning system is that the water and the brine have a low dielectric strength. The coolant must then be physically separated from all electrical conductors in the battery. The structure of the battery can then be complex and the cooling performance may not be sufficient. In addition, in case of shock, a water leak within the battery can generate a current leak or a short circuit.
  • a dielectric liquid thermal conditioning system has the advantage that the coolant can be directly in contact with the electrical conductors and the accumulators.
  • US patent application 2017/0005384 describes a battery comprising a thermal conditioning system that can use a dielectric liquid.
  • a disadvantage of the battery described in US patent application 2017/0005384 is that it has a complex structure.
  • the method of manufacturing the battery may include gluing steps of the electric accumulators, which can make difficult disassembly operations and / or maintenance.
  • an object of an embodiment is to overcome at least in part the disadvantages of the batteries described above.
  • One embodiment is directed to a battery comprising a thermal conditioning system of the electric accumulators using a dielectric liquid.
  • An embodiment is directed to a battery having a simple structure.
  • An embodiment is directed to a method of assembling a battery that does not include a bonding step.
  • One embodiment is directed to a battery adapted to lithium-ion accumulators.
  • One embodiment relates to a battery for which disassembly and / or maintenance operations are simple.
  • One embodiment provides a battery module comprising: accumulators, each accumulator having first and second ends and an intermediate portion connecting the first and second ends;
  • a first flange comprising first through openings, the first ends of the accumulators being fixed without gluing in the first openings;
  • each first plate being connected to the first ends of the accumulators of a first set of accumulators among first accumulator assemblies;
  • a second flange comprising second through openings, the second ends of the accumulators being fixed without gluing in the second openings;
  • each second plate being connected to the second ends of the accumulators of a second set of accumulators among second sets of accumulators;
  • a housing containing the accumulators, the first and second flanges and the first and second plates and defining, with the first and second flanges, first, second and third chambers for containing a dielectric liquid, the first flange separating the first and second chambers; and the second flange separating the second and third chambers, the first flange comprising first passages for the dielectric liquid between the first and second chambers and the second flange comprising second passages for the dielectric liquid between the second and third chambers.
  • each first plate comprises first holes, each first hole being opposite one of the first passages, and each second plate comprises second holes, each second hole being facing one another. screw of one of the second passages.
  • the first flange comprises lugs projecting into the first chamber, the first holes being traversed by said lugs.
  • the first flange comprises third openings, distinct from the first openings, for the passage of the cooling liquid between the first and second chambers and the second flange comprises fourth openings, distinct from the second openings, for the passage of the coolant between the second and third chambers.
  • each first plate and each second plate comprises a stack of at least first and second electrically conductive layers made of different materials, the first layer being in mechanical contact with at least two of the accumulators and the second layer being open vis-à-vis said at least two accumulators.
  • the housing comprises first and second side panels and a tubular central part interposed between the first and second side panels and each first and second side panel comprises an inward facing face of the module, a through conduit opening at each end out of the module and an orifice communicating with the pipe and opening on said face, the orifice of the first side panel opening into the first chamber and the orifice of the second side panel opening into the second chamber.
  • An embodiment also provides a battery comprising a stack of several modules as defined above.
  • the battery comprises a system for compressing the modules of the stack.
  • each first and second side panel comprises at least a fifth through opening, the fifth through openings of the modules of the stack being in the extension of each other, the compression system comprising at least one rod through the fifth openings of the modules.
  • An embodiment also provides a method of manufacturing a battery module comprising the steps of:
  • each accumulator having first and second ends and an intermediate portion connecting the first and second ends, on a first flange comprising first through openings, the first ends of the accumulators being fixed without gluing in the first openings;
  • each first connecting plate being connected to the first ends of the accumulators of a first set of accumulators among first accumulator assemblies;
  • each second lead plate being connected to the second ends of the accumulators of a second accumulator set of second accumulator assemblies;
  • the accumulators, the first and second flanges and the first and second plates in a housing defining, with the first and second flanges, first, second and third chambers for containing a dielectric liquid, the first flange separating the first and second chambers; and the second flange separating the second and third chambers, the first flange comprising first passages for the dielectric liquid between the first and second chambers, the second flange comprising second passages for the dielectric liquid between the second and third chambers.
  • Figures 1 to 3 are respectively a perspective view, a sectional view and an exploded perspective view, partial and schematic, of an embodiment of an electric storage module
  • Figure 4 is a perspective view, partial and schematic, of a portion of the electric storage module shown in Figure 1;
  • Figures 5 and 6 are respectively a perspective view and an exploded perspective view, partial and schematic, of an embodiment of a battery
  • Figure 7 is a perspective view, partial and schematic, of another embodiment of an electric storage module
  • Figures 8 and 9 are respectively a perspective view and a top view, partial and schematic, of a flange of the module shown in Figure 7;
  • Figure 10 is a partial sectional and schematic sectional view of another embodiment of an electric storage module.
  • Figures 1 to 3 are respectively a perspective view, a sectional view and an exploded perspective view of an embodiment of an electric storage module 10 and Figure 4 is a perspective view of a portion of of module 10 shown in Figure 1.
  • Figure 2 comprises two sectional views in two different half-planes parallel to the plane Oxz.
  • the module 10 comprises a housing 12 formed by a central piece 14 and two side panels 16A and 16B, Figure 4 showing the side panel 16B.
  • the central piece 14 has a generally tubular shape extending in the Ox direction and preferably has a substantially constant cross section in the Ox direction.
  • the central piece 14 may be made of aluminum, for example by extrusion.
  • the central piece 14 is closed at two opposite ends by the side panels 16A, 16B.
  • the same number followed by the suffix A is used to refer to the element of the side panel 16A and followed by the suffix B to designate the element of the side panel 16B.
  • the side panels 16A, 16B can be fixed to the central piece 14 by screws 18.
  • the housing 12 is inscribed in a rectangular parallelepiped whose dimension in the Ox direction is between 200 mm and 400 mm, for example about 300 mm, whose dimension in the direction Oy is between 140 mm and 250 mm, for example about 200 mm, and whose dimension in the direction Oz is between 70 mm and 110 mm, for example about 90 mm .
  • the central piece 14 may comprise protuberances, not shown in FIG. 3, extending in the direction Ox and projecting into the internal volume of the central piece 14.
  • Some elements of the module 10 are symmetrical with respect to a plane of symmetry parallel to the plane Oxy.
  • the same number is used as reference followed by the suffix C to designate the element situated on one side of the plane of symmetry and followed by the suffix D to designate the element located on the other side of the plane of symmetry.
  • the module 10 contains in the housing 12:
  • connection plates 24C resting on the upper flange 22C and electrically connecting the accumulators 20 and lower connection plates 24D resting on the lower flange 22D and electrically connecting the accumulators 20.
  • the module 10 may comprise from 2 to 500 accumulators 20.
  • each accumulator 20 comprises first and second ends 26C, 26D and an intermediate portion 28 extending between the two ends 26C, 26D.
  • the accumulators 20 have, for example, a generally cylindrical shape, in particular with a circular base, or a prismatic shape with an Oz axis.
  • the accumulators 20 are, for example, lithium-ion accumulators, in particular lithium-ion accumulators of the lithium iron phosphate accumulator type, or LFP accumulator, nickel-manganese cobalt lithium-ion accumulators, or NMC accumulators, lithium-ion accumulators.
  • each accumulator 20 further comprises first and second electrical terminals 30C, 30D.
  • the first terminal 30C is preferably located on the first end 26C and the second terminal 30D is preferably located on the second end 26D.
  • each flange 22C, 22D in the Ox direction is substantially equal to the dimension of the central part 14 in the Ox direction.
  • the dimension of each flange 22C, 22D in the direction Oy is substantially equal to the maximum dimension in the direction Oy of the internal volume of the central part 14.
  • Each flange 22C, 22D may comprise grooves, not shown in the figures, in which the flanges 22C, 22D may be made of any electrically insulating material and having a good mechanical strength such as for example polyoxymethylene (POM), polyamide (PA, in particular PA66), polyetheretherketone (PEEK) but also wood-based materials.
  • POM polyoxymethylene
  • PA polyamide
  • PEEK polyetheretherketone
  • Each flange 22C, 22D comprises through openings 32C, 32D, visible in FIG. 2, in which are housed the ends 26C, 26D of the accumulators 20. More specifically, for each accumulator 20, the end 26C of the accumulator 20 is housed in one of the openings 32C of the upper flange 22C and the end 26D of the accumulator 20 is housed in one of the openings 32D of the lower flange 22D. According to one embodiment, the openings 32D are oriented in the direction Oz and have a shape complementary to that of the ends 26C, 26D of the accumulators 20.
  • the positive terminal of the accumulator 20 may be located at the upper flange 22C or 22D lower flange.
  • the accumulators 20 may be arranged in staggered rows.
  • the distance between the axes of two adjacent accumulators may be between 18.5 mm and 22 mm, for example about 20 mm.
  • the minimum distance between two adjacent accumulators 20 may be between 0.5 mm and 4 mm, for example about 2 mm.
  • each accumulator 20 is tightly mounted in the associated openings 32C, 32D.
  • the upper flange 22C delimits an upper chamber 34C with the central part 14 of the housing 12.
  • the lower flange 22D delimits a lower chamber 34D with the central part 14.
  • the flanges 22C, 22D delimit between them an intermediate chamber 36.
  • the chambers 34C, 34D and 36 are visible in FIG.
  • connection plate 24C, 24D connects the positive or negative terminals of a first set of accumulators 20 with the negative or positive terminals of a second set of accumulators 20.
  • the set of accumulators 20 and connection plates 24C , 24D form an electrical circuit in which the accumulators 20 are connected in series and / or in parallel between first and second access nodes, each access node corresponding to one of the connection plates 24C or 24D.
  • the orientations of the accumulators 20 and the arrangement and dimensions of the connection plates 24C, 24D make it possible to obtain the desired serial / parallel connection of the accumulators 20.
  • the number of accumulators 20 connected to each connection plate 24C, 24D varies from 2 to 500 accumulators 20.
  • each connection plate 24C, 24D is connected to the positive terminal from 1 to 500 accumulators 20 and to the negative terminal from 1 to 500 accumulators 20.
  • Two plates 24C or 24D adjacent are spaced a distance which depends in particular on the voltage supplied by the module 10, for example preferably at least two millimeters for a voltage provided by the module 60 V and preferably from minus 6 mm for a voltage supplied by the 400 V module.
  • Each flange 22C, 22D comprises additional through openings 38C, 38D oriented in the direction Oz.
  • each additional through opening 38C, 38D is cylindrical, of axis Oz, with a circular base.
  • the diameter of each additional through opening 38C, 38D is between 0.5 mm and 5 mm.
  • the connecting plates 24C, 24D comprise through holes 39C, 39D which extend the additional openings 38C, 38D.
  • the intermediate chamber 36 communicates with the upper chamber 34C only through the holes 38C and 39C and the intermediate chamber 36 communicates with the lower chamber 34D only through the openings 38D and 39D.
  • each through hole 39C, 39D is cylindrical, axis Oz, circular base.
  • the diameter of each through hole 39C, 39D may be substantially equal to that of the additional through openings 38C, 38D.
  • the connection plates 24C, 24D can be cut in the same plate.
  • each panel 16A, 16B has at least partly symmetrical structures, especially with regard to the circulation of the cooling liquid.
  • each panel 16A, 16B is inscribed in a rectangular parallelepiped and comprises two opposite main faces 40A, 40B, 41A, 41B and edges connecting the main faces, including an upper edge 42A, 42B and a lower edge 43A , 43B, opposite to the upper edge 42A, 42B.
  • the main face 4OA is oriented towards the interior of the module 10.
  • the side panels 16A, 16B can be made of any type of material having sufficient mechanical strength (resistance to an internal pressure of the module and the oil collectors of 10 ⁇ Pa (1 bar) for example and compatible with the dielectric fluid used (for example POM, PA66 or PEEK) .
  • a use of an electrically conductive material is possible if a particular precaution is taken for electrically isolating the electrical power paths of the side panels.
  • each side panel 16A, 16B comprises a through conduit 44A, 44B, for example a cylindrical pipe with a circular base, which extends in the direction Oz and opens on the upper edge 42A, 42B and on the edge lower 43A, 43B.
  • the pipe 44A, 44B communicates with a Elongated orifice 45A, 45B which opens on the face 40A, 40B towards the inside of the housing 12.
  • the elongate shape of the orifice 45A, 45B makes it possible to obtain a more homogeneous distribution of the cooling liquid in the chambers 34C, 34D.
  • the elongate orifice 45A, 45B may be replaced by a point orifice.
  • each panel 16A, 16B comprises a tip 52A, 52B which extends the pipe 44A, 44B at the end located on the lower edge side 43A, 43B.
  • the end pieces 52A, 52B are not present and are replaced by O-rings.
  • each side panel 16A, 16B comprises a flange 46A, 46B which extends on the face 40A, 40B towards the inside of the module 10 and which fits into the central part 14.
  • Each side panel 16A, 16B comprises a gasket, not shown in FIG. 2, on the face 40A, 40B, only the gasket 48B being visible in FIG. 4.
  • the flanges 46A, 46B and the seals 48B ensure a sealed connection between the side panels 16A, 16B and the central piece 14.
  • a dielectric coolant is intended to circulate in the module 10.
  • the dielectric cooling liquid may be chosen from the group comprising a synthetic oil and a poly-alpha-olefin oil, a natural or synthetic ester, a mineral oil electric transformer or other fluid with a dielectric strength to isolate cells between them under any circumstances of use of the system.
  • the dielectric cooling liquid is chosen from the group comprising perfluorohexane, perfluoromethylcyclohexane and perfluoro-1,3 dimethylcyclohexane, perfluorodecalin, perfluoromethyldecalin, trichlorofluoromethane, trichlorotrifluoroethane, methanol and ethanol.
  • the coolant enters module 10 through line 44A (arrow A).
  • the coolant then divides into a part which continues its way in the pipe 44A (arrow B) until it leaves the module 10 (arrow C) and a part which enters the upper chamber 34C through the elongate orifice 45A ( arrow D).
  • the coolant then enters the intermediate chamber 36 through openings 38C and holes 39C.
  • the coolant then circulates in the intermediate chamber 36 in contact with the accumulators 20 (arrows E).
  • the coolant preferably circulates in the direction Oz.
  • the coolant then enters the lower chamber 34D through openings 38D and holes 39D.
  • the coolant passes through line 44B through the elongated hole 45B (arrow F).
  • the coolant from the elongate orifice 45B mixes with the coolant flowing in the line 44B (arrow G) and leaves the module 10 (arrow G).
  • the flow of the coolant in contact with the accumulators 20 provides optimum cooling performance.
  • the dimensions and the distribution of the openings 38C, 38D are chosen so that the flow of the coolant is substantially homogeneous in the intermediate chamber 36.
  • Each side panel 16A, 16B further comprises at least two through openings 54A, 54B, for example having a cylindrical shape with a circular base, which extend in the direction Oz. As described in more detail below, the openings 54A, 54B are used for attaching multiple modules 10 to each other.
  • the side panel 16A further comprises two electrical terminals 56, 58 located, for example, on the large face 41A of the side panel 16A.
  • the electrical terminal 56 is electrically connected to the connection plate 24C or 24D corresponding to the first access node of the electric circuit formed by the accumulators 20, by an electrical conductor not visible in the figures, and the electrical terminal 56 is electrically connected to the connection plate 24C or 24D corresponding to the second access node of the electric circuit formed by the accumulators 20, by electrical conductors not visible in the figures.
  • the module 10 may further comprise sensors, not shown, adapted to measure different signals during operation of the module 10.
  • the sensors may comprise at least one temperature sensor for measuring the temperature in the vicinity of the accumulators 20
  • the module 10 comprises a plurality of temperature sensors.
  • the sensors may comprise sensors for the voltages at the terminals of the accumulators 20.
  • the module 10 may further comprise at least one heating element used to heat the accumulators 20.
  • the module 10 may comprise a printed circuit, for example a flexible printed circuit, not shown, on which the sensors and / or the heating elements are provided.
  • the flexible printed circuit then comprises electrically conducting tracks, for example copper, on a support film and electronic components or electronic circuits are attached to the conductive tracks.
  • the flexible printed circuit may comprise an RFID (Radio-frequency identification) tag.
  • the flexible printed circuit board can be connected to accumulators 20 of the battery.
  • the printed circuit may be connected to a processing module located outside or inside the module 10 for example by electrical conductors, in particular a flexible sheet, passing through the side panel 16B through an opening visible in FIGS. 4.
  • each connection plate 24C, 24D comprises a stack of at least a first electrically conductive layer 60C, 60D and a second electrically conductive layer.
  • the first layer 60C, 60D is in mechanical contact with the accumulators 20.
  • the second layer 62C, 62D comprises openings 64C, 64D located opposite the accumulators 20.
  • the first layer 60C, 60D is made of a material selected from the group consisting of nickel-plated steel, nickel, nickel-plated copper and any material allowing easy soldering on the accumulators.
  • the thickness of the first layer 60C, 60D is between
  • the second layer 62C, 62D is made of a material chosen from the group comprising copper, aluminum, beryllium copper and any material with good electrical conductivity.
  • the thickness of the second layer 62C, 62D is between 0.2 mm and 2 mm.
  • the electrical conductivity properties of the connection plate 24C, 24D are essentially provided by the second layer 62C, 62D while the material constituting the first layer 60C, 60D is chosen in particular to obtain a good quality electrical connection with the accumulators 20, in particular to facilitate the welding of the first layer 60C, 60D with the accumulators 20.
  • An embodiment of a method of manufacturing a module 10 comprises the following steps:
  • connection plate 24C setting up each connection plate 24C on the upper flange 22C, fixing each connection plate 24C to the accumulators, for example by electric welding, placing each connection plate 24D on the lower flange 22C and fixing each connection plate 24C to the accumulators 20, for example by electric welding;
  • the electric circuit formed by the accumulators 20 can easily be modified by changing the arrangement and the dimensions of the connection plates 24C, 24D and / or by changing the orientation of the accumulators 20 without modifying the housing 12 or the flanges 22C, 22D.
  • the module 10 can thus easily be modified to adapt to different applications.
  • the mechanical links between the flanges 22C, 22D and the central part 14 of the housing 12, between the flanges 22C, 22D and the accumulators 20 and between the connection plates 24C, 24D and the accumulators 20 ensure the rigidity of the assembly and the maintaining the accumulators 12.
  • FIGS. 5 and 6 are respectively a perspective view and an exploded perspective view of an embodiment of a battery 70.
  • the battery 70 comprises a stack 72 of nine modules 10 arranged so that, with the exception of side panels 16A, 16B of the module located at one end of the stack 72, the tip 52A of each side panel 16A enters the line 44A of the side panel 16A next of the stack 72 and the tip 52B of each side panel 16B enters the pipe 44B of the side panel 16B following the stack 72.
  • the through openings 54A of the side panels 16A are then located in the extension of each other and the through openings 54B of the side panels 16A are then located in the extension of each other.
  • the modules 10 are attached to each other by rods 74 which extend into the through openings 54A, 54B.
  • Nuts 76 and washers 78 provided at the ends of the rods 74 allow the modules 10 to be compressed.
  • each endpiece 52A, 52B forms, with the conduit 44A, 44B in which it enters, a tight connection to the coolant.
  • the battery 70 may comprise end plates 80, 81 located at each end of the stack 72 and fixed to the stack 72 via the rods 74.
  • the end plates 80, 81 may allow to fix the battery 70 to a support, not shown.
  • Each end plate 80, 81 comprises a tubular element 82, 83 whose opening passes through the end plate 80, 81 from one side to the other.
  • the tubular element 82 of the end plate 80 is located in line with the pipe 44A of the adjoining side panel 16A while the end plate 80 completely closes the pipe 44B of the adjoining side panel 16B.
  • the tubular element 83 of the end plate 81 is located in the extension of the pipe 44B of the side panel 16B adjoining, the tip 52B can penetrate the tubular element 82B, while the end plate 81 completely mouth the pipe 44A of the side panel 16A adjoining.
  • the battery 70 comprises electrical connectors 84, visible in FIG. 5, electrically connecting the modules 10 to each other and situated outside the modules 10.
  • the modules 10 are connected in series, that is to say that, for each module 10 except the two modules located at the ends of the stack 72, a first connector 84 connects the electrical terminal 56 to the electrical terminal 58 of the one of the two adjacent modules 10 and a second connector 84 connects the electrical terminal 58 to the electrical terminal 56 of the other of the two adjacent modules 10.
  • Two electrical connectors 86 are connected to electrical terminals 56, 58 of the modules 10 at the ends of the stack 72 not connected to another module 10.
  • a fuse 87 may be provided on one of the connectors 86.
  • the battery 70 may comprise, in addition to the end plates 80, 81, or instead of one and / or the other of the end plates 80, 81, at least one additional element, which may be fixed to the stack 72 by the rods 74, such as a hydraulic pump adapted to drive the coolant in the modules 10, a heat exchanger in particular for cooling the cooling liquid or an electrical connection block.
  • the circulation of the coolant in the modules 10 is implemented by a pump, not shown, which injects the cooling liquid through the tubular element 82.
  • the cooling liquid then supplies each module 10 via the communicating conduits 44A.
  • the coolant is recovered in the lines 44B and is evacuated by the tubular element 83.
  • each module 10 comprises sensors
  • all the sensors of the modules can be connected to a processing module.
  • the processing module may correspond to a dedicated circuit or may comprise a processor, for example a microprocessor or a microcontroller, adapted to execute instructions of a computer program stored in a memory.
  • the processor module may act as a battery monitoring system adapted, for example, to monitor the accumulator voltages to remain within an allowable operating range, to monitor the charge level of the accumulators and possibly to balance the loads, regulate the charging current in the recharge periods, regulate the discharge current, etc.
  • An embodiment of a method of manufacturing the battery 70 comprises the following steps: manufacture of the modules 10 constituting the battery 70 as previously described;
  • At least two batteries 70 having the structure shown in FIG. 5, possibly with a different number of modules 10, may be connected in series and / or in parallel depending on the intended application.
  • the number of accumulators 20 connected in series of the battery can vary from four, in particular for a battery 70 providing a voltage of the order of 12 V, to more than one hundred, in particular for a battery providing a voltage greater than 700 V or 1000 V.
  • the battery 70 is, for example, intended to be used for powering a laptop or a cordless screwdriver, for example with four accumulators in series, a bicycle electric assistance, an electric car or another electric vehicle.
  • FIG. 7 is a perspective view, partial and schematic, of another embodiment of a module 90 of electric accumulators, the housing 12 is not shown.
  • the module 90 comprises all the elements of the module 10.
  • Each flange 22C, 22D further comprises lugs 92C, 92D oriented towards the connection plates 24C, 24D.
  • Some lugs 92C, 92D extend through the holes 39C, 39D of the connecting plates 24C, 24D.
  • the lugs 92C, 92D make it possible to facilitate the positioning of the connection plates 24C, 24D, especially before they are fixed to the accumulators 20.
  • the additional through openings 38C, 38D can pass through the flanges 22C, 22D substantially in the center of the lugs 92C , 92D.
  • FIGs 8 and 9 are respectively a perspective view and a top view, partial and schematic, of the upper flange 22C of the module 90 shown in Figure 7.
  • each lug 92C has, in plan view, a cross section inscribed in an equilateral triangle.
  • each lug 92C overhangs at least one of the through openings 32C, 32D. The pins 92C thus act as stops in the direction Oz when placing the accumulators 20 on the pans 22C, 22D.
  • FIG. 10 is a sectional view, partial and schematic, of another embodiment of the flange 22C of the electric storage accumulator module 20, the flange 22D possibly having an identical structure.
  • the cutting plane is parallel to the Oxy plane.
  • the flange 22C does not include additional openings 38C.
  • each opening 32C does not form a tight connection with the accumulator 20 that it receives.
  • Each opening 32C comprises protuberances 94C in contact with the accumulator 20 and delimiting with the accumulator 20 passages 96C.
  • the passages 96C play the same role as the additional openings 38C, 38D.
  • the accumulator 20 is mounted tightly in the opening 32C and is held by the protuberances 94C.
  • the compression of the modules 10 is carried out via the rods 74, it is clear that any compression system of the modules 10 can be used.
  • the rods 74 may be replaced by a flange which clamps the modules against each other, or a strap which surrounds the stack 72 of modules 10.

Abstract

L'invention concerne un module (10) pour batterie comprenant des accumulateurs (20), un premier flasque (22C) comprenant des premières ouvertures traversantes, les accumulateurs étant fixés sans collage dans les premières ouvertures, des premières plaques conductrices électriquement (24C), chaque première plaque étant connectée aux accumulateurs d'un premier ensemble d'accumulateurs, un deuxième flasque (22D) comprenant des deuxièmes ouvertures traversantes, les accumulateurs étant fixés sans collage dans les deuxièmes ouvertures, des deuxièmes plaques conductrices électriquement, chaque deuxième plaque étant connectée aux accumulateurs d'un deuxième ensemble d'accumulateurs et un boîtier (12) délimitant, avec les premier et deuxième flasques, des première, deuxième et troisième chambres contenant un liquide diélectrique, le premier flasque comprenant des premiers passages (38C) pour le liquide diélectrique entre les première et deuxième chambres et le deuxième flasque comprenant des deuxièmes passages (38D) pour le liquide diélectrique entre les deuxième et troisième chambres.

Description

MODULE D’ACCUMULATEURS ELECTRIQUES ET BATTERIE COMPRENANT
PLUSIEURS MODULES
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR18/50671 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine
La présente invention concerne de façon générale les batteries d'éléments de stockage d'énergie, également appelés accumulateurs, connectés en série et/ou en parallèle.
Exposé de l ' art antérieur
Une batterie comprend un ou plusieurs modules de batterie connectés entre eux. Chaque module de batterie comprend un assemblage d'accumulateurs électriques connectés entre eux par des éléments de connexion électrique.
La batterie peut comprendre un système de conditionnement thermique des accumulateurs électriques qui permet de refroidir ou de réchauffer les accumulateurs électriques afin d'améliorer les performances et la durée de vie de la batterie. Il existe des systèmes de conditionnement thermique par air, par eau ou eau glycolée, ou par liquide diélectrique.
Un inconvénient d'un système de conditionnement thermique par air est la faible performance de refroidissement. Un inconvénient d'un système de conditionnement thermique par eau est que l'eau et l'eau glycolée présentent une faible tenue diélectrique. Le liquide de refroidissement doit alors être séparé physiquement de tous les conducteurs électriques de la batterie. La structure de la batterie peut alors être complexe et la performance de refroidissement peut ne pas être suffisante. En outre, en cas de choc, une fuite d'eau au sein de la batterie peut générer une fuite de courant, voire un court-circuit.
Un système de conditionnement thermique par liquide diélectrique présente l'avantage que le liquide de refroidissement peut être directement au contact des conducteurs électriques et des accumulateurs. La demande de brevet US 2017/0005384 décrit une batterie comportant un système de conditionnement thermique pouvant utiliser un liquide diélectrique. Un inconvénient de la batterie décrite dans la demande de brevet US 2017/0005384 est qu'elle a une structure complexe. En outre, le procédé de fabrication de la batterie peut comprendre des étapes de collage des accumulateurs électriques, ce qui peut rendre difficiles les opérations de démontage et/ou de maintenance.
Résumé
Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de pallier au moins en partie les inconvénients des batteries décrites précédemment .
Un mode de réalisation vise une batterie comprenant un système de conditionnement thermique des accumulateurs électriques utilisant un liquide diélectrique.
Un mode de réalisation vise une batterie ayant une structure simple.
Un mode de réalisation vise un procédé d'assemblage d'une batterie qui ne comprend pas d'étape de collage.
Un mode de réalisation vise une batterie adaptée aux accumulateurs lithium-ion.
Un mode de réalisation vise une batterie pour laquelle les opérations de démontage et/ou de maintenance sont simples.
Un mode de réalisation prévoit un module pour batterie comprenant : des accumulateurs, chaque accumulateur ayant des première et deuxième extrémités et une portion intermédiaire reliant les première et deuxième extrémités ;
un premier flasque comprenant des premières ouvertures traversantes, les premières extrémités des accumulateurs étant fixées sans collage dans les premières ouvertures ;
des premières plaques conductrices électriquement, chaque première plaque étant connectée aux premières extrémités des accumulateurs d'un premier ensemble d'accumulateurs parmi des premiers ensembles d'accumulateurs ;
un deuxième flasque comprenant des deuxièmes ouvertures traversantes, les deuxièmes extrémités des accumulateurs étant fixées sans collage dans les deuxièmes ouvertures ;
des deuxièmes plaques conductrices électriquement, chaque deuxième plaque étant connectée aux deuxièmes extrémités des accumulateurs d'un deuxième ensemble d'accumulateurs parmi des deuxièmes ensembles d'accumulateurs ; et
un boîtier contenant les accumulateurs, les premier et deuxième flasques et les premières et deuxièmes plaques et délimitant, avec les premier et deuxième flasques, des première, deuxième et troisième chambres destinées à contenir un liquide diélectrique, le premier flasque séparant les première et deuxième chambres et le deuxième flasque séparant les deuxième et troisième chambres, le premier flasque comprenant des premiers passages pour le liquide diélectrique entre les première et deuxième chambres et le deuxième flasque comprenant des deuxièmes passages pour le liquide diélectrique entre les deuxième et troisième chambres.
Selon un mode de réalisation, chaque première plaque comprend des premiers trous, chaque premier trou étant en vis-à- vis de l'un des premiers passages, et chaque deuxième plaque comprend des deuxièmes trous, chaque deuxième trou étant en vis- à-vis de l'un des deuxièmes passages.
Selon un mode de réalisation, le premier flasque comprend des ergots se projetant dans la première chambre, les premiers trous étant traversés par lesdits ergots. Selon un mode de réalisation, le premier flasque comprend des troisièmes ouvertures, distinctes des premières ouvertures, pour le passage du liquide de refroidissement entre les première et deuxième chambres et le deuxième flasque comprend des quatrièmes ouvertures, distinctes des deuxièmes ouvertures, pour le passage du liquide de refroidissement entre les deuxième et troisième chambres.
Selon un mode de réalisation, chaque première plaque et chaque deuxième plaque comprend un empilement d'au moins des première et deuxième couches conductrices électriquement en des matériaux différents, la première couche étant au contact mécanique avec au moins deux des accumulateurs et la deuxième couche étant ouverte en vis-à-vis desdits au moins deux accumulateurs .
Selon un mode de réalisation, le boîtier comprend des premier et deuxième panneaux latéraux et une pièce centrale tubulaire interposée entre les premier et deuxième panneaux latéraux et chaque premier et deuxième panneau latéral comprend une face orientée vers l'intérieur du module, une conduite traversante débouchant à chaque extrémité hors du module et un orifice communiquant avec la conduite et débouchant sur ladite face, l'orifice du premier panneau latéral débouchant dans la première chambre et l'orifice du deuxième panneau latéral débouchant dans la deuxième chambre .
Un mode de réalisation prévoit également une batterie comprenant un empilement de plusieurs modules tels que définis précédemment .
Selon un mode de réalisation, la batterie comprend un système de mise en compression des modules de l'empilement.
Selon un mode de réalisation, chaque premier et deuxième panneau latéral comprend au moins une cinquième ouverture traversante, les cinquièmes ouvertures traversantes des modules de l'empilement étant dans le prolongement les unes des autres, le système de mise en compression comprenant au moins une tige traversant les cinquièmes ouvertures des modules. Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication d'un module pour batterie comprenant les étapes suivantes :
monter des accumulateurs, chaque accumulateur ayant des première et deuxième extrémités et une portion intermédiaire reliant les première et deuxième extrémités, sur un premier flasque comprenant des premières ouvertures traversantes, les premières extrémités des accumulateurs étant fixées sans collage dans les premières ouvertures ;
monter les accumulateurs sur un deuxième flasque comprenant des deuxièmes ouvertures traversantes, les deuxièmes extrémités des accumulateurs étant fixées sans collage dans les deuxièmes ouvertures ;
fixer des premières plaques conductrices électriquement aux accumulateurs, chaque première plaque de connexion étant connectée aux premières extrémités des accumulateurs d'un premier ensemble d'accumulateurs parmi des premiers ensembles d' accumulateurs ;
fixer des deuxièmes plaques de connexion conductrices électriquement au accumulateur, chaque deuxième plaque de connexion étant connectée aux deuxièmes extrémités des accumulateurs d'un deuxième ensemble d'accumulateurs parmi des deuxièmes ensembles d'accumulateurs ; et
disposer les accumulateurs, les premier et deuxième flasques et les premières et deuxièmes plaques dans un boîtier délimitant, avec les premier et deuxième flasques, des première, deuxième et troisième chambres destiné à contenir un liquide diélectrique, le premier flasque séparant les première et deuxième chambres et le deuxième flasque séparant les deuxième et troisième chambre, le premier flasque comprenant des premiers passages pour le liquide diélectrique entre les première et deuxième chambres, le deuxième flasque comprenant des deuxièmes passages pour le liquide diélectrique entre les deuxième et troisième chambres. Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
les figures 1 à 3 sont respectivement une vue en perspective, une vue en coupe et une vue éclatée en perspective, partielles et schématiques, d'un mode de réalisation d'un module d'accumulateurs électriques ;
la figure 4 est une vue en perspective, partielle et schématique, d'une partie du module d'accumulateurs électriques représenté en figure 1 ;
les figures 5 et 6 sont respectivement une vue en perspective et une vue éclatée en perspective, partielles et schématiques, d'un mode de réalisation d'une batterie ;
la figure 7 est une vue en perspective, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation d'un module d'accumulateurs électriques ;
les figures 8 et 9 sont respectivement une vue en perspective et une vue de dessus, partielles et schématiques, d'un flasque du module représenté en figure 7 ; et
la figure 10 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation d'un module d' accumulateurs électriques .
Description détaillée
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En outre, les figures ne sont pas tracées à l'échelle.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue ou relative, tels que le terme "supérieur", "inférieur", "latéral" ou "dessus" il est fait référence à l'orientation des figures ou à une batterie dans une position normale d'utilisation. Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement" et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
Les figures 1 à 3 sont respectivement une vue en perspective, une vue en coupe et une vue éclatée en perspective d'un mode de réalisation d'un module d'accumulateurs électriques 10 et la figure 4 est une vue en perspective d'une partie du module 10 représenté en figure 1. On appelle (Ox, Oy, Oz) un repère orthogonal. La figure 2 comprend deux vues en coupe dans deux demi-plans différents parallèles au plan Oxz.
Le module 10 comprend un boîtier 12 formé par une pièce centrale 14 et deux panneaux latéraux 16A et 16B, la figure 4 représentant le panneau latéral 16B. La pièce centrale 14 a une forme générale tubulaire s'étendant selon la direction Ox et a de préférence une section droite sensiblement constante selon la direction Ox. La pièce centrale 14 peut être réalisée en aluminium, par exemple par extrusion. La pièce centrale 14 est fermée à deux extrémités opposées par les panneaux latéraux 16A, 16B. Dans la suite de la description, pour désigner des éléments de formes et/ou de fonctions similaires des panneaux 16A et 16B, on utilise comme référence le même chiffre suivi du suffixe A pour désigner l'élément du panneau latéral 16A et suivi du suffixe B pour désigner l'élément du panneau latéral 16B. Les panneaux latéraux 16A, 16B peuvent être fixés à la pièce centrale 14 par des vis 18. Selon un mode de réalisation, le boîtier 12 est inscrit dans un parallélépipède rectangle dont la dimension selon la direction Ox est comprise entre 200 mm et 400 mm, par exemple environ 300 mm, dont la dimension selon la direction Oy est comprise entre 140 mm et 250 mm, par exemple environ 200 mm, et dont la dimension selon la direction Oz est comprise entre 70 mm et 110 mm, par exemple environ 90 mm. La pièce centrale 14 peut comprendre des protubérances, non représentées sur la figure 3, s'étendant selon la direction Ox et se projetant dans le volume interne de la pièce centrale 14.
Certains éléments du module 10 sont symétriques par rapport à un plan de symétrie parallèle au plan Oxy. Dans la suite de la description, pour désigner des éléments du module 10 au moins en partie symétriques par rapport à ce plan de symétrie, on utilise comme référence le même chiffre suivi du suffixe C pour désigner l'élément situé d'un côté du plan de symétrie et suivi du suffixe D pour désigner l'élément situé de l'autre côté du plan de symétrie.
Le module 10 contient dans le boîtier 12 :
des accumulateurs électriques 20 ;
un flasque supérieur 22C et un flasque inférieur 22D de maintien des accumulateurs 20 ; et
des plaques de connexion supérieures 24C reposant sur le flasque supérieur 22C et reliant électriquement les accumulateurs 20 et des plaques de connexion inférieures 24D reposant sur le flasque inférieur 22D et reliant électriquement les accumulateurs 20.
Le module 10 peut comprendre de 2 à 500 accumulateurs 20. Comme cela apparaît en figure 2, chaque accumulateur 20 comprend des première et deuxième extrémités 26C, 26D et une portion intermédiaire 28 s'étendant entre les deux extrémités 26C, 26D. Les accumulateurs 20 ont, par exemple, une forme générale cylindrique, notamment à base circulaire, ou une forme prismatique d'axe Oz . Les accumulateurs 20 sont, par exemple, des accumulateurs lithium-ion, notamment des accumulateurs lithium- ion du type accumulateur lithium fer phosphate, ou accumulateur LFP, des accumulateurs lithium-ion du type Nickel Manganèse Cobalt, ou accumulateur NMC, des accumulateurs lithium-ion du type lithium nickel cobalt oxyde d'aluminium, ou accumulateurs NCA, des accumulateurs lithium-ion du type lithium oxyde de manganèse, ou accumulateur LMO. La longueur des accumulateurs 20 selon l'axe Oz peut varier de 30 mm à 110 mm, par exemple environ 65 mm. Dans le cas d'accumulateurs 20 cylindriques à base circulaire, le diamètre de chaque accumulateur 20 peut être compris entre 10 mm et 27 mm, par exemple environ 18 mm. Chaque accumulateur 20 comprend, en outre, des première et deuxième bornes électriques 30C, 30D. Pour chaque accumulateur 20, la première borne 30C est de préférence située sur la première extrémité 26C et la deuxième borne 30D est de préférence située sur la deuxième extrémité 26D.
La dimension de chaque flasque 22C, 22D selon la direction Ox est sensiblement égale à la dimension de la pièce centrale 14 selon la direction Ox. La dimension de chaque flasque 22C, 22D selon la direction Oy est sensiblement égale à la dimension maximale selon la direction Oy du volume interne de la pièce centrale 14. Chaque flasque 22C, 22D peut comprendre des rainures, non représentées sur les figures, dans lesquelles sont logées les protubérances de la pièce centrale 14. Les flasques 22C, 22D peuvent être réalisées en toute matière isolante électrique et présentant une bonne tenue mécanique comme par exemple du polyoxyméthylène (POM) , du polyamide (PA, notamment le PA66) , du polyétheréthercétone (PEEK) mais aussi des matières à base de bois.
Chaque flasque 22C, 22D comprend des ouvertures traversantes 32C, 32D, visibles en figure 2, dans lesquelles sont logées les extrémités 26C, 26D des accumulateurs 20. Plus précisément, pour chaque accumulateur 20, l'extrémité 26C de l'accumulateur 20 est logée dans l'une des ouvertures 32C du flasque supérieur 22C et l'extrémité 26D de l'accumulateur 20 est logée dans l'une des ouvertures 32D du flasque inférieur 22D. Selon un mode de réalisation, les ouvertures 32D sont orientées selon la direction Oz et ont une forme complémentaire de celle des extrémités 26C, 26D des accumulateurs 20. Selon la connexion souhaitée des accumulateurs 20, pour chaque accumulateur 20, la borne positive de l'accumulateur 20 peut être située au niveau du flasque supérieur 22C ou du flasque inférieur 22D. Les accumulateurs 20 peuvent être disposés en quinconce. La distance entre les axes de deux accumulateurs adjacents peut être comprise entre 18,5 mm et 22 mm, par exemple environ 20 mm. L'écart minimum entre deux accumulateurs 20 adjacents peut être compris entre 0,5 mm et 4 mm, par exemple environ 2 mm.
Selon un mode de réalisation, chaque accumulateur 20 est monté serré dans les ouvertures 32C, 32D associées. De préférence, il n'y a pas de colle utilisée pour la fixation des accumulateurs 20 aux flasques 22C, 22D.
Le flasque supérieur 22C délimite une chambre supérieure 34C avec la pièce centrale 14 du boîtier 12. Le flasque inférieur 22D délimite une chambre inférieure 34D avec la pièce centrale 14. Les flasques 22C, 22D délimitent entre eux une chambre intermédiaire 36. Les chambres 34C, 34D et 36 sont visibles en figure 2.
Chaque plaque de connexion 24C, 24D relie les bornes positives ou négatives d'un premier ensemble d'accumulateurs 20 avec les bornes négatives ou positives d'un deuxième ensemble d'accumulateurs 20. L'ensemble des accumulateurs 20 et des plaques de connexion 24C, 24D forment un circuit électrique dans lequel les accumulateurs 20 sont connectés en série et/ou en parallèle entre des premier et deuxième noeuds d'accès, chaque noeud d'accès correspondant à l'une des plaques de connexion 24C ou 24D. Les orientations des accumulateurs 20 et la disposition et les dimensions des plaques de connexion 24C, 24D permettent d'obtenir la connexion série/parallèle souhaitée des accumulateurs 20. Selon un mode de réalisation, le nombre d'accumulateurs 20 connectés à chaque plaque de connexion 24C, 24D varie de 2 à 500 accumulateurs 20. Selon un mode de réalisation, chaque plaque de connexion 24C, 24D est connectée à la borne positive de 1 à 500 accumulateurs 20 et à la borne négative de 1 à 500 accumulateurs 20. Deux plaques de connexion 24C ou 24D adjacentes sont espacées d'une distance qui dépend notamment de la tension fournie par le module 10, par exemple de préférence d'au moins deux millimètres pour une tension fournie par le module de 60 V et de préférence d'au moins 6 mm pour une tension fournie par le module de 400 V.
Chaque flasque 22C, 22D comprend des ouvertures traversantes supplémentaires 38C, 38D orientées selon la direction Oz . Selon un mode de réalisation, chaque ouverture traversante supplémentaire 38C, 38D est cylindrique, d'axe Oz, à base circulaire. Le diamètre de chaque ouverture traversante supplémentaire 38C, 38D est compris entre 0,5 mm et 5 mm. Les plaques de connexion 24C, 24D comprennent des trous traversants 39C, 39D qui prolongent les ouvertures supplémentaires 38C, 38D. La chambre intermédiaire 36 communique avec la chambre supérieure 34C seulement par l'intermédiaire des trous 38C et 39C et la chambre intermédiaire 36 communique avec la chambre inférieure 34D seulement par l'intermédiaire des ouvertures 38D et 39D. Selon un mode de réalisation, chaque trou traversant 39C, 39D est cylindrique, d'axe Oz, à base circulaire. Le diamètre de chaque trou traversant 39C, 39D peut être sensiblement égale à celui des ouvertures traversantes supplémentaires 38C, 38D. Les plaques de connexion 24C, 24D peuvent être découpées dans une même plaque .
Selon un mode de réalisation, les deux panneaux latéraux 16A, 16B ont des structures au moins en partie symétriques, notamment en ce qui concerne la circulation du liquide de refroidissement. Selon un mode de réalisation, chaque panneau 16A, 16B est inscrit dans un parallélépipède rectangle et comprend deux faces principales opposées 40A, 40B, 41A, 41B et des bords reliant les faces principales, dont un bord supérieur 42A, 42B et un bord inférieur 43A, 43B, opposé au bord supérieur 42A, 42B. La face principale 4OA est orientée vers l'intérieur du module 10. Les panneaux latéraux 16A, 16B peuvent être réalisés en tout type de matière présentant une tenue mécanique suffisante (résistance à une pression interne du module et des collecteurs d'huile de 10^ Pa (1 bar) par exemple et compatible avec le fluide diélectrique utilisé (par exemple du POM, du PA66 ou du PEEK) . Une utilisation d'une matière conductrice électriquement (aluminium injecté par exemple) est possible si une précaution particulière est prise pour isoler électriquement les chemins de puissance électrique des panneaux latéraux.
Selon un mode de réalisation, chaque panneau latéral 16A, 16B comprend une conduite traversante 44A, 44B, par exemple une conduite cylindrique à base circulaire, qui s'étend selon la direction Oz et débouche sur le bord supérieur 42A, 42B et sur le bord inférieur 43A, 43B. La conduite 44A, 44B communique avec un orifice allongé 45A, 45B qui débouche sur la face 40A, 40B vers l'intérieur du boîtier 12. La forme allongée de l'orifice 45A, 45B permet d'obtenir une distribution plus homogène du liquide de refroidissement dans les chambres 34C, 34D. A titre de variante, l'orifice allongé 45A, 45B peut être remplacé par un orifice ponctuel. L'orifice allongé 45A, 45B s'étend par exemple selon la direction Oy. Les panneaux latéraux 16A, 16B sont agencés dans le module 10 de façon que l'orifice allongé 45A du panneau latéral 16A débouche dans la chambre supérieure 34C et que l'orifice allongé 45B du panneau latéral 16B débouche dans la chambre inférieure 34D. Selon un mode de réalisation, chaque panneau 16A, 16B comprend un embout 52A, 52B qui prolonge la conduite 44A, 44B à l'extrémité située du côté du bord inférieur 43A, 43B. A titre de variante, les embouts 52A, 52B ne sont pas présents et sont remplacés par des joints toriques. Comme cela apparaît sur les figures 2 et 4, chaque panneau latéral 16A, 16B comprend un rebord 46A, 46B qui s'étend sur la face 40A, 40B vers l'intérieur du module 10 et qui s'emboîte dans la pièce centrale 14. Chaque panneau latéral 16A, 16B comprend un joint d'étanchéité, non représenté en figure 2, sur la face 40A, 40B, seul le joint d'étanchéité 48B étant visible en figure 4. Les rebords 46A, 46B et les joints d'étanchéité 48B assurent l'obtention d'une liaison étanche entre les panneaux latéraux 16A, 16B et la pièce centrale 14.
En fonctionnement, un liquide de refroidissement diélectrique est destiné à circuler dans le module 10. Le liquide de refroidissement diélectrique peut être choisi dans le groupe comprenant une huile synthétique et une huile poly-alpha-oléfine, un ester naturel ou synthétique, une huile minérale de transformateur électrique ou tout autre fluide avec une rigidité diélectrique permettant d' isoler les cellules entre elles en toute circonstance d'utilisation du système. A titre d'exemple non limitatif, le liquide diélectrique de refroidissement est choisi dans le groupe comprenant le perfluorohexane, le perfluorométhylcyclohexane, le perfluoro-1, 3- diméthylcyclohexane, le perfluorodécaline, le perfluorométhyldécaline, le trichlorofluorométhane, le trichlorotrifluoroéthane, le méthanol et l'éthanol. Comme cela est représenté en figure 2, le liquide de refroidissement pénètre dans le module 10 par la conduite 44A (flèche A) . Le liquide de refroidissement se divise alors en une partie qui poursuit son chemin dans la conduite 44A (flèche B) jusqu'à sortir du module 10 (flèche C) et une partie qui pénètre dans la chambre supérieure 34C par l'orifice allongé 45A (flèche D) . Depuis la chambre supérieure 34C, le liquide de refroidissement pénètre alors dans la chambre intermédiaire 36 aux travers des ouvertures 38C et des trous 39C. Le liquide de refroidissement circule alors dans la chambre intermédiaire 36 au contact des accumulateurs 20 (flèches E) . Dans la chambre intermédiaire 36, le liquide de refroidissement circule de façon privilégiée selon la direction Oz . Depuis la chambre intermédiaire 36, le liquide de refroidissement pénètre alors dans la chambre inférieure 34D aux travers des ouvertures 38D et des trous 39D. De la chambre inférieure 34D, le liquide de refroidissement passe dans la conduite 44B par l'orifice allongé 45B (flèche F). Le liquide de refroidissement provenant de l'orifice allongé 45B se mélange au liquide de refroidissement circulant dans la conduite 44B (flèche G) et quitte le module 10 (flèche G) . L'écoulement du liquide de refroidissement au contact des accumulateurs 20 permet d'obtenir des performances de refroidissement optimales. Les dimensions et la répartition des ouvertures 38C, 38D sont choisies pour que l'écoulement du liquide de refroidissement soit sensiblement homogène dans la chambre intermédiaire 36.
Chaque panneau latéral 16A, 16B comprend en outre au moins deux ouvertures traversantes 54A, 54B, ayant par exemple une forme cylindrique à base circulaire, qui s'étendent selon la direction Oz . Comme cela est décrit plus en détail par la suite, les ouvertures 54A, 54B sont utilisées pour la fixation de plusieurs modules 10 entre eux. Le panneau latéral 16A comprend, en outre, deux bornes électriques 56, 58 situées, par exemple, sur la grande face 41A du panneau latéral 16A. La borne électrique 56 est reliée électriquement à la plaque de connexion 24C ou 24D correspondant au premier noeud d'accès du circuit électrique formé par les accumulateurs 20, par un conducteur électrique non visible sur les figures, et la borne électrique 56 est reliée électriquement à la plaque de connexion 24C ou 24D correspondant au deuxième noeud d'accès du circuit électrique formé par les accumulateurs 20, par des conducteurs électriques non visibles sur les figures.
Le module 10 peut en outre comprendre des capteurs, non représentés, adaptés à mesurer différents signaux lors du fonctionnement du module 10. A titre d'exemple, les capteurs peuvent comprendre au moins un capteur de température pour mesurer la température au voisinage des accumulateurs 20. De préférence, le module 10 comprend plusieurs capteurs de température. A titre d'exemple, les capteurs peuvent comprendre des capteurs des tensions aux bornes des accumulateurs 20. Le module 10 peut, en outre, comprendre au moins un élément chauffant utilisé pour chauffer les accumulateurs 20.
Selon un mode de réalisation, le module 10 peut comprendre un circuit imprimé, par exemple un circuit imprimé souple, non représenté, sur lequel sont prévus les capteurs et/ou les éléments chauffants . Le circuit imprimé souple comprend alors des pistes conductrices électriquement, par exemple en cuivre, sur un film support et des composants électroniques ou des circuits électroniques sont fixés aux pistes conductrices. A titre d'exemple, lorsque le circuit imprimé souple comprend un élément chauffant utilisé pour chauffer les accumulateurs 20, celui-ci peut correspondre à une piste résistive ou une piste en cuivre de section et longueur adaptées pour produire de la chaleur lorsqu'elle est traversée par un courant. Selon un mode de réalisation, le circuit imprimé souple peut comprendre une étiquette RFID (sigle anglais pour Radio-frequency identification) . Le circuit imprimé souple peut être connecté aux accumulateurs 20 de la batterie. Le circuit imprimé peut être relié à un module de traitement situé à l'extérieur ou à l'intérieur du module 10 par exemple par des conducteurs électriques, notamment une nappe flexible, traversant le panneau latéral 16B par une ouverture visible sur les figures 3 et 4.
L'épaisseur maximale de chaque plaque de connexion 24C, 24D est comprise entre 0,2 mm et 2 mm. Dans le présent mode de réalisation, chaque plaque de connexion 24C, 24D comprend un empilement d'au moins une première couche conductrice électriquement 60C, 60D et d'une deuxième couche électriquement
62C, 62D, visibles en figure 2. La première couche 60C, 60D est en contact mécanique avec les accumulateurs 20. La deuxième couche 62C, 62D comprend des ouvertures 64C, 64D situées en vis-à-vis des accumulateurs 20. Selon un mode de réalisation, la première couche 60C, 60D est en un matériau choisi parmi le groupe comprenant l'acier nickelé, le nickel, le cuivre nickelé et tout matériau permettant une soudure aisée sur les accumulateurs. L'épaisseur de la première couche 60C, 60D est comprise entre
0,1 mm et 0,5 mm. Selon un mode de réalisation, la deuxième couche 62C, 62D est en un matériau choisi parmi le groupe comprenant le cuivre, l'aluminium, le cuivre béryllium et tout matériau avec une bonne conductivité électrique. L'épaisseur de la deuxième couche 62C, 62D est comprise entre 0,2 mm et 2 mm. Les propriétés de conductivité électrique de la plaque de connexion 24C, 24D sont essentiellement assurées par la deuxième couche 62C, 62D tandis que le matériau composant la première couche 60C, 60D est notamment choisi pour obtenir une connexion électrique de bonne qualité avec les accumulateurs 20, notamment pour faciliter le soudage de la première couche 60C, 60D avec les accumulateurs 20.
Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un module 10 comprend les étapes suivantes :
mise en place des accumulateurs 20 sur l'un des flasques 22C puis ajout du flasque 22D ;
mise en place de chaque plaque de connexion 24C sur le flasque supérieur 22C, fixation de chaque plaque de connexion 24C aux accumulateurs, par exemple par soudage électrique, mise en place de chaque plaque de connexion 24D sur le flasque inférieur 22C et fixation de chaque plaque de connexion 24C aux accumulateurs 20, par exemple par soudage électrique ;
insertion de l'ensemble comprenant les accumulateurs 20, les flasques 22C, 22D et les plaques de connexion 24C, 24D dans la pièce centrale 14 ; et
fixation des panneaux latéraux 16A, 16B à la pièce centrale 14.
Le circuit électrique formé par les accumulateurs 20 peut facilement être modifié en changeant la disposition et les dimensions des plaques de connexion 24C, 24D et/ou en changeant l'orientation des accumulateurs 20 sans modifier le boîtier 12 ou les flasques 22C, 22D. Le module 10 peut ainsi facilement être modifié pour s'adapter à des applications différentes.
Les liaisons mécaniques entre les flasques 22C, 22D et la pièce centrale 14 du boîtier 12, entre les flasques 22C, 22D et les accumulateurs 20 et entre les plaques de connexion 24C, 24D et les accumulateurs 20 assurent la rigidité de l'ensemble et le maintien des accumulateurs 12.
Les figures 5 et 6 sont respectivement une vue en perspective et une vue éclatée en perspective d'un mode de réalisation d'une batterie 70. La batterie 70 comprend un empilement 72 de neuf modules 10 agencés de façon que, à l'exception des panneaux latéraux 16A, 16B du module situé à l'une des extrémités de l'empilement 72, l'embout 52A de chaque panneau latéral 16A pénètre dans la conduite 44A du panneau latéral 16A suivant de l'empilement 72 et que l'embout 52B de chaque panneau latéral 16B pénètre dans la conduite 44B du panneau latéral 16B suivant de l'empilement 72. Les ouvertures traversantes 54A des panneaux latéraux 16A sont alors situées dans le prolongement les unes des autres et les ouvertures traversantes 54B des panneaux latéraux 16A sont alors situées dans le prolongement les unes des autres . Les modules 10 sont fixés les uns aux autres par des tiges 74 qui s'étendent dans les ouvertures traversantes 54A, 54B. Des écrous 76 et des rondelles 78 prévus aux extrémités des tiges 74 permettent la mise en compression des modules 10. De façon avantageuse, une fois que les modules 10 sont mis en appui les uns contre les autres par les tiges 74, chaque embout 52A, 52B forme, avec la conduite 44A, 44B dans laquelle il pénètre, une liaison étanche au liquide de refroidissement.
Comme cela est représenté en figure 5, la batterie 70 peut comprendre des plaques d'extrémité 80, 81 situées à chaque extrémité de l'empilement 72 et fixées à l'empilement 72 par l'intermédiaire des tiges 74. Les plaques d'extrémité 80, 81 peuvent permettre de fixer la batterie 70 à un support, non représenté. Chaque plaque d'extrémité 80, 81 comprend un élément tubulaire 82, 83 dont l'ouverture traverse la plaque d'extrémité 80, 81 de part en part. L'élément tubulaire 82 de la plaque d'extrémité 80 est situé dans le prolongement de la conduite 44A du panneau latéral 16A attenant tandis que la plaque d'extrémité 80 bouche complètement la conduite 44B du panneau latéral 16B attenant. L'élément tubulaire 83 de la plaque d'extrémité 81 est situé dans le prolongement de la conduite 44B du panneau latéral 16B attenant, l'embout 52B pouvant pénétrer dans l'élément tubulaire 82B, tandis que la plaque d'extrémité 81 bouche complètement la conduite 44A du panneau latéral 16A attenant.
Selon un mode de réalisation, la batterie 70 comprend des connecteurs électriques 84, visibles en figure 5, reliant électriquement les modules 10 les uns aux autres et situés à l'extérieur des modules 10. Dans le présent mode de réalisation, les modules 10 sont connectés en série, c'est-à-dire que, pour chaque module 10 à l'exception des deux modules situés aux extrémités de l'empilement 72, un premier connecteur 84 relie la borne électrique 56 à la borne électrique 58 de l'un des deux modules 10 adjacents et un deuxième connecteur 84 relie la borne électrique 58 à la borne électrique 56 de l'autre des deux modules 10 adjacents. Deux connecteurs électriques 86 sont reliés aux bornes électriques 56, 58 des modules 10 situés aux extrémités de l'empilement 72 non connectées à un autre module 10. Un fusible 87 peut être prévu sur l'un des connecteurs 86.
La batterie 70 peut comprendre, en plus des plaques d'extrémité 80, 81, ou à la place de l'une et/ou de l'autre des plaques d'extrémité 80, 81, au moins un élément supplémentaire, qui peut être fixé à l'empilement 72 par les tiges 74, tel qu'une pompe hydraulique adaptée à entraîner le liquide de refroidissement dans les modules 10, un échangeur de chaleur notamment pour refroidir le liquide de refroidissement ou un bloc de connexion électrique.
La circulation du liquide de refroidissement dans les modules 10 est mise en œuvre par une pompe, non représentée, qui injecte le liquide de refroidissement par l'élément tubulaire 82. Le liquide de refroidissement alimente alors chaque module 10 via les conduites 44A communicantes. Après avoir traversé chaque module 10, comme cela a été décrit précédemment, le liquide de refroidissement est récupéré dans les conduites 44B et est évacué par l'élément tubulaire 83.
Dans le cas où chaque module 10 comprend des capteurs, l'ensemble des capteurs des modules peuvent être reliés à un module de traitement. Le module de traitement peut correspondre à un circuit dédié ou peut comprendre un processeur, par exemple un microprocesseur ou un microcontrôleur, adapté à exécuter des instructions d'un programme d'ordinateur stocké dans une mémoire. Le module de traitement peut jouer le rôle d'un système de contrôle de la batterie adapté, par exemple, à surveiller les tensions des accumulateurs 20 pour rester dans une plage de fonctionnement autorisée, à surveiller le niveau de charge des accumulateurs 20 et éventuellement à réaliser l'équilibre de ces charges, à réguler le courant de charge dans les périodes de recharge, à réguler le courant de décharge, etc.
Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication de la batterie 70 comprend les étapes suivantes : fabrication des modules 10 composant la batterie 70 comme cela a été décrit précédemment ;
formation de l'empilement 72 des modules 10 ; insertion des tiges 74 et mise en compression des modules 10 ; et
mise en place des connecteurs 84, 86.
Au moins deux batteries 70 ayant la structure représentées sur la figure 5, éventuellement avec un nombre différent de modules 10, peuvent être peuvent être connectées en série et/ou en parallèle selon l'application visée.
A titre d'exemple, le nombre d'accumulateurs 20 connectés en série de la batterie peut varier de quatre, notamment pour une batterie 70 fournissant une tension de l'ordre de 12 V, à plus de cent, notamment pour une batterie fournissant une tension supérieure à 700 V ou 1000 V. La batterie 70 est, par exemple, destinée à être utilisée pour l'alimentation d'un ordinateur portable ou d'une visseuse sans fil, par exemple avec quatre accumulateurs en série, d'un vélo à assistance électrique, d'une voiture électrique ou d'un autre véhicule électrique.
La figure 7 est une vue en perspective, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation d'un module 90 d'accumulateurs électriques, le boîtier 12 n'étant pas représenté. Le module 90 comprend tous les éléments du module 10. Chaque flasque 22C, 22D comprend, en outre, des ergots 92C, 92D orientés vers les plaques de connexion 24C, 24D. Certains ergots 92C, 92D s'étendent au travers des trous 39C, 39D des plaques de connexion 24C, 24D. Les ergots 92C, 92D permettent de faciliter le positionnement des plaques de connexion 24C, 24D, notamment avant qu'elles ne soient fixées aux accumulateurs 20. Les ouvertures traversantes supplémentaires 38C, 38D peuvent traverser les flasques 22C, 22D sensiblement au centre des ergots 92C, 92D.
Les figures 8 et 9 sont respectivement une vue en perspective et une vue de dessus, partielles et schématiques, du flasque supérieur 22C du module 90 représenté en figure 7. Comme cela apparaît sur la figure 9, à l'exception des ergots 92C situés sur les bords du flasque 22C, chaque ergot 92C a, en vue de dessus, une section droite inscrite dans un triangle équilatéral. En outre, chaque ergot 92C surplombe au moins l'une des ouvertures traversantes 32C, 32D. Les ergots 92C jouent ainsi le rôle de butées selon la direction Oz lors de la mise en place des accumulateurs 20 sur les flaques 22C, 22D.
La figure 10 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation du flasque 22C du module 10 d'accumulateurs électriques 20, le flasque 22D pouvant avoir une structure identique. Le plan de coupe est parallèle au plan Oxy. Dans le présent mode de réalisation, le flasque 22C ne comprend pas d'ouvertures supplémentaires 38C. En outre, chaque ouverture 32C ne forme pas une liaison étanche avec l'accumulateur 20 qu'elle reçoit. Chaque ouverture 32C comprend des protubérances 94C au contact de l'accumulateur 20 et délimitant avec l'accumulateur 20 des passages 96C. Les passages 96C jouent le même rôle que les ouvertures supplémentaires 38C, 38D. L'accumulateur 20 est monté serré dans l'ouverture 32C et est maintenu par les protubérances 94C.
Divers modes de réalisation ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaissent à l'homme de l'art. En particulier, bien que dans les modes de réalisation décrits précédemment, la mise en compression des modules 10 soit réalisée par l'intermédiaire des tiges 74, il est clair que n'importe quel système de mise en compression des modules 10 peut être utilisé. A titre d'exemple, les tiges 74 peuvent être remplacées par une bride qui serre les modules les uns contre les autres, ou une sangle qui entoure l'empilement 72 de modules 10.
Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On note que l'homme de l'art peut combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive.

Claims

REVENDICATIONS
1. Module (10) pour batterie (70) comprenant :
des accumulateurs (20) , chaque accumulateur ayant des première et deuxième extrémités (26C, 26D) et une portion intermédiaire (28) reliant les première et deuxième extrémités ;
un premier flasque (22C) comprenant des premières ouvertures traversantes (32C) , les premières extrémités des accumulateurs étant fixées sans collage dans les premières ouvertures ;
des premières plaques conductrices électriquement (24C) , chaque première plaque étant connectée aux premières extrémités des accumulateurs d'un premier ensemble d'accumulateurs parmi des premiers ensembles d'accumulateurs ;
un deuxième flasque (22D) comprenant des deuxièmes ouvertures traversantes (32D) , les deuxièmes extrémités des accumulateurs étant fixées sans collage dans les deuxièmes ouvertures ;
des deuxièmes plaques conductrices électriquement (24D) , chaque deuxième plaque étant connectée aux deuxièmes extrémités des accumulateurs d'un deuxième ensemble d'accumulateurs parmi des deuxièmes ensembles d'accumulateurs ; et
un boîtier (12) contenant les accumulateurs, les premier et deuxième flasques et les premières et deuxièmes plaques et délimitant, avec les premier et deuxième flasques, des première, deuxième et troisième chambres (34C, 36, 34D) destinées à contenir un liquide diélectrique, le premier flasque séparant les première et deuxième chambres et le deuxième flasque séparant les deuxième et troisième chambres, le premier flasque comprenant des premiers passages (38C, 96C) pour le liquide diélectrique entre les première et deuxième chambres (34C, 36) et le deuxième flasque comprenant des deuxièmes passages (38D, 96D) pour le liquide diélectrique entre les deuxième et troisième chambres (34D, 36) .
2. Module selon la revendication 1, dans lequel chaque première plaque (24C) comprend des premiers trous (39C) , chaque premier trou étant en vis-à-vis de l'un des premiers passages (38C) , et dans lequel chaque deuxième plaque (24D) comprend des deuxièmes trous (39D) , chaque deuxième trou étant en vis-à-vis de l'un des deuxièmes passages (38C) .
3. Module selon la revendication 2, dans lequel le premier flasque (22C) comprend des ergots (92C) se projetant dans la première chambre (34C) , les premiers trous (39C) étant traversés par lesdits ergots.
4. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier flasque (22C) comprend des troisièmes ouvertures (38C) , distinctes des premières ouvertures (32C) , pour le passage du liquide de refroidissement entre les première et deuxième chambres (34C, 36) et dans lequel le deuxième flasque (22D) comprend des quatrièmes ouvertures (38D) , distinctes des deuxièmes ouvertures (32D) , pour le passage du liquide de refroidissement entre les deuxième et troisième chambres (36, 34D) .
5. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque première plaque (24C) et chaque deuxième plaque (24D) comprend un empilement (72) d'au moins des première et deuxième couches conductrices électriquement (60C, 60D, 62C, 62D) en des matériaux différents, la première couche étant au contact mécanique avec au moins deux des accumulateurs (20) et la deuxième couche étant ouverte en vis-à-vis desdits au moins deux accumulateurs (20) .
6. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le boîtier (12) comprend des premier et deuxième panneaux latéraux (16A, 16B) et une pièce centrale tubulaire (14) interposée entre les premier et deuxième panneaux latéraux et dans lequel chaque premier et deuxième panneau latéral comprend une face (40A, 40B) orientée vers l'intérieur du module, une conduite traversante (44A, 44B) débouchant à chaque extrémité hors du module et un orifice (45A, 45B) communiquant avec la conduite et débouchant sur ladite face, l'orifice (45A) du premier panneau latéral (16A) débouchant dans la première chambre (34C) et l'orifice (45B) du deuxième panneau latéral (16B) débouchant dans la deuxième chambre (34D) .
7. Batterie (70) comprenant un empilement (72) de plusieurs modules (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
8. Batterie (70) selon la revendication 7, comprenant un système (74) de mise en compression des modules (10) de l'empilement (72).
9. Batterie (70) selon la revendication 8, chaque module étant selon la revendication 6, dans laquelle chaque premier et deuxième panneau latéral (16A, 16B) comprend au moins une cinquième ouverture traversante (54A, 54B) , les cinquièmes ouvertures traversantes des modules (10) de l'empilement (72) étant dans le prolongement les unes des autres, le système de mise en compression comprenant au moins une tige (74) traversant les cinquièmes ouvertures des modules.
10. Procédé de fabrication d'un module (10) pour batterie (70) comprenant les étapes suivantes :
monter des accumulateurs (20), chaque accumulateur ayant des première et deuxième extrémités (26C, 26D) et une portion intermédiaire (28) reliant les première et deuxième extrémités, sur un premier flasque (22C) comprenant des premières ouvertures traversantes (32C) , les premières extrémités des accumulateurs étant fixées sans collage dans les premières ouvertures ;
monter les accumulateurs sur un deuxième flasque (22D) comprenant des deuxièmes ouvertures traversantes (32D) , les deuxièmes extrémités des accumulateurs étant fixées sans collage dans les deuxièmes ouvertures ;
fixer des premières plaques conductrices électriquement (24C) aux accumulateurs, chaque première plaque de connexion étant connectée aux premières extrémités des accumulateurs d'un premier ensemble d'accumulateurs parmi des premiers ensembles d' accumulateurs ;
fixer des deuxièmes plaques de connexion (24D) conductrices électriquement au accumulateur, chaque deuxième plaque de connexion étant connectée aux deuxièmes extrémités des accumulateurs d'un deuxième ensemble d'accumulateurs parmi des deuxièmes ensembles d'accumulateurs ; et
disposer les accumulateurs, les premier et deuxième flasques et les premières et deuxièmes plaques dans un boîtier (12) délimitant, avec les premier et deuxième flasques, des première, deuxième et troisième chambres (34C, 36, 34D) destiné à contenir un liquide diélectrique, le premier flasque séparant les première et deuxième chambres et le deuxième flasque séparant les deuxième et troisième chambre, le premier flasque comprenant des premiers passages (38C, 96C) pour le liquide diélectrique entre les première et deuxième chambres (34C, 36) , le deuxième flasque comprenant des deuxièmes passages (38D, 96D) pour le liquide diélectrique entre les deuxième et troisième chambres (34D, 36) .
EP19710023.3A 2018-01-29 2019-01-25 Module d'accumulateurs électriques et batterie comprenant plusieurs modules Pending EP3747065A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1850671A FR3077431B1 (fr) 2018-01-29 2018-01-29 Module d'accumulateurs electriques et batterie comprenant plusieurs modules
PCT/FR2019/050168 WO2019145652A1 (fr) 2018-01-29 2019-01-25 Module d'accumulateurs électriques et batterie comprenant plusieurs modules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3747065A1 true EP3747065A1 (fr) 2020-12-09

Family

ID=62683282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19710023.3A Pending EP3747065A1 (fr) 2018-01-29 2019-01-25 Module d'accumulateurs électriques et batterie comprenant plusieurs modules

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210098836A1 (fr)
EP (1) EP3747065A1 (fr)
JP (1) JP2021511641A (fr)
CN (1) CN111656561A (fr)
FR (1) FR3077431B1 (fr)
WO (1) WO2019145652A1 (fr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022012704A1 (fr) * 2020-07-15 2022-01-20 Scio Technology Gmbh Module de stockage d'énergie permettant de stocker de l'énergie électrique
SE545205C2 (en) * 2021-05-06 2023-05-16 Apr Tech Ab A liquid cooled module with a restricting member
TWI802079B (zh) * 2021-11-15 2023-05-11 達宇電能科技股份有限公司 以低壓注塑的連接件及具有該連接件之可卸式電池組
DE102021131506A1 (de) 2021-12-01 2023-06-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriepaket und Kraftfahrzeug mit einem solchen

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10223782B4 (de) * 2002-05-29 2005-08-25 Daimlerchrysler Ag Batterie mit wenigstens einer elektrochemischen Speicherzelle und einer Kühleinrichtung und Verwendung einer Batterie
US8535842B2 (en) * 2005-04-22 2013-09-17 GM Global Technology Operations LLC Combustion-thawed fuel cell
US20070009787A1 (en) * 2005-05-12 2007-01-11 Straubel Jeffrey B Method and apparatus for mounting, cooling, connecting and protecting batteries
JP2007165200A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Toyota Motor Corp 電池パック
KR101091211B1 (ko) * 2008-02-28 2011-12-07 주식회사 엘지화학 전기자동차용 제트 타입 배터리팩
FR2939969B1 (fr) * 2008-12-16 2010-12-10 Saft Groupe Sa Systeme de maintien d'accumulateurs electrochimiques
JP5456371B2 (ja) * 2009-05-28 2014-03-26 三洋電機株式会社 車両用のバッテリシステム及びこのバッテリシステムを搭載する車両
JP5516166B2 (ja) * 2010-07-13 2014-06-11 日産自動車株式会社 車両用電源装置
FR2963485B1 (fr) * 2010-07-29 2013-03-22 Commissariat Energie Atomique Batterie d'accumulateurs a conception et montage facilites
KR101338258B1 (ko) * 2010-11-17 2013-12-06 주식회사 엘지화학 냉매의 분배 균일성이 향상된 전지팩
JP2015172997A (ja) * 2012-07-13 2015-10-01 三洋電機株式会社 バッテリシステム及びバッテリシステムを備える車両並びに蓄電装置
DE102012111970A1 (de) * 2012-12-07 2014-06-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batterieanordnung und Verfahren zum Kühlen einer Batterie
DE102012111969A1 (de) * 2012-12-07 2014-06-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batterieanordnung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug
DE102014206646A1 (de) * 2014-04-07 2015-10-08 Robert Bosch Gmbh Energiespeichereinheit, insbesondere Batteriemodul, und Energiespeichersystem mit einer Mehrzahl von Energiespeichereinheiten
US11108100B2 (en) * 2015-06-30 2021-08-31 Faraday & Future Inc. Battery module for vehicle energy-storage systems
US10784545B2 (en) * 2016-03-25 2020-09-22 Xing Power Inc. Submerged cell modular battery system

Also Published As

Publication number Publication date
FR3077431A1 (fr) 2019-08-02
FR3077431B1 (fr) 2020-07-31
JP2021511641A (ja) 2021-05-06
CN111656561A (zh) 2020-09-11
WO2019145652A1 (fr) 2019-08-01
US20210098836A1 (en) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3747065A1 (fr) Module d'accumulateurs électriques et batterie comprenant plusieurs modules
CA2697231C (fr) Batterie constituee d'une pluralite de cellules positionnees et reliees entre elles, sans soudure
EP2145360B1 (fr) Module pour ensemble de stockage d'energie electrique.
EP2721911B1 (fr) Circuit imprime pour l'interconnexion et la mesure d'accumulateurs d'une batterie
WO2019145653A1 (fr) Module d'accumulateurs électriques et batterie comprenant plusieurs modules
CN102263216B (zh) 具有一体化电池单元感测连接的可堆叠重复框架
US8859133B2 (en) Repeating frame battery with compression joining of cell tabs to welded connection terminals
FR2963485A1 (fr) Batterie d'accumulateurs a conception et montage facilites
EP4029078A1 (fr) Batterie electrique de vehicule
EP3028287B1 (fr) Module de stockage d'énergie comprenant une pluralité d'ensembles de stockage d'énergie
FR3014249A1 (fr) Module de batterie pour vehicule electrique ou hybride integrant un echangeur de chaleur en contact avec les bornes du module
FR2998715A1 (fr) Batterie electrique modulaire, notamment pour vehicules automobiles, en particulier de type hybride ou electrique
EP2850686A1 (fr) Dispositif de gestion thermique et de connexion pour module batterie
WO2019097146A1 (fr) Bloc energetique constitue par un assemblage sans soudure d'une pluralite de cellules de batteries
EP3925018A1 (fr) Unité de batterie et véhicule automobile équipé d'au moins une telle unité
FR3102305A1 (fr) Batterie d'accumulateurs factice
EP4092796A1 (fr) Module batterie
EP4203143A1 (fr) Procédé et système de gestion d'un dispositif de batterie d'un véhicule électrique ou hybride contenant une mesure de tension des cellules reliées à une barre d'interconnexion
WO2019207237A1 (fr) Dispositif de stockage électrique d'un véhicule contrôlé thermiquement a l'aide de caloducs
WO2023099566A1 (fr) Batterie electrique a configuration verticale
WO2013083479A1 (fr) DISPOSITIF DE RÉGULATION THERMIQUE D'UN MODULE-BATTERIe
OA20680A (fr) Batterie électrique de véhicule

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200812

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210907