EP4162564A1 - Organe de connexion pour relier deux accumulateurs - Google Patents

Organe de connexion pour relier deux accumulateurs

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Publication number
EP4162564A1
EP4162564A1 EP21728949.5A EP21728949A EP4162564A1 EP 4162564 A1 EP4162564 A1 EP 4162564A1 EP 21728949 A EP21728949 A EP 21728949A EP 4162564 A1 EP4162564 A1 EP 4162564A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
terminal
wing
connection
connection member
accumulator
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
EP21728949.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Valentin BLONZ
Maxence BARDIAU
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.)
SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Original Assignee
SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA filed Critical SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Publication of EP4162564A1 publication Critical patent/EP4162564A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
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    • 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
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • 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

Definitions

  • connection member intended to connect electrically, and mechanically in a connection direction, a first terminal of a first accumulator to a second terminal of a second accumulator, the first accumulator and the second accumulator having respectively two faces.
  • connection extending along the same plane substantially parallel to the connection direction, the first terminal and the second terminal projecting respectively from one and the other of the two connection faces in a direction of thickness substantially perpendicular to the plane, the connection member comprising a metal body.
  • the invention also relates to an assembly comprising the first accumulator, the second accumulator and such a connection member.
  • Such an assembly advantageously constitutes a battery.
  • connection members usually include aluminum or copper plates directly laser welded to the battery terminals. It is also known to use screwed connection members to press these "busbar" plates onto the terminals in the direction of the thickness of the terminals.
  • connection members involve providing a not insignificant space above the terminals of the accumulators. This limits the compactness of the sets of interconnected batteries, and therefore their energy density.
  • connection member intended to connect electrically, and mechanically in a connection direction, a side surface of a first terminal of a first accumulator to a side surface of a second terminal d 'a second accumulator, the first accumulator and the second accumulator having respectively two connection faces extending along the same plane substantially parallel to the connection direction, the first terminal and the second terminal projecting respectively from one and from the 'other of the two connection faces in a direction of thickness substantially perpendicular to the plane
  • the connection member comprising a metal body comprising, successively in the connection direction, a first wing adapted to be welded to the side surface of the first terminal, a central part, and a second wing adapted to be welded to the side surface of the second terminal, the central part having a "U” or "V" shape when viewed in a first transverse direction, the first transverse direction being parallel to the thickness direction, or perpendicular to the thickness direction and to the connection direction , the first wing and the
  • connection device comprises one or more of the following characteristics, taken alone or in any technically possible combination:
  • first wing and the second wing respectively define a first contact surface and a second contact surface which are planar and intended to be welded to the side surfaces of the first terminal and of the second terminal;
  • connection member further comprises: a first extension fixed to the first wing and extending on the side opposite to the central part with respect to the first wing in the connection direction, the first extension defining a first contact surface complementary substantially perpendicular to the first contact surface and intended to be welded to the first terminal; and a second extension fixed to the second wing and extending on the side opposite to the central part with respect to the second wing in the connection direction, the second extension defining a second complementary contact surface substantially perpendicular to the second contact surface and intended to be soldered onto the second terminal;
  • connection member has symmetry with respect to a plane perpendicular to the connection direction
  • first wing and the second wing extend parallel to the second transverse direction in a non-mounted position of the connection member;
  • the elongated parts of the first wing and of the second wing, on the one hand, and the central part of the body, on the other hand, have, to more or less 10%, the same extension in the second transverse direction;
  • Each of the end pieces of the first wing and of the second wing has a chamfer adapted to allow insertion of the connection member between the first terminal and the second terminal in the second transverse direction;
  • Each of the first wing and of the second wing, and optionally each of the end pieces, comprises (s) respectively a chamfer adapted to allow insertion of the connection member between the first terminal and the second terminal in the first transverse direction;
  • the body is delimited in the first transverse direction by two surfaces substantially perpendicular to the first transverse direction, and formed at least by the central part, the first wing and the second wing;
  • connection member further comprises at least one electrically insulating element and adapted to be inserted between the body and the two connection faces.
  • Another subject of the invention is an assembly comprising at least a first accumulator, at least a second accumulator, and at least one connection member, the connection member electrically connecting, and mechanically in the connection direction, the lateral surface from the first terminal to the side surface of the second terminal, the first wing being welded to the side surface of the first terminal, and the second wing being welded to the side surface of the second terminal, the connection member being less prominent in the thickness direction that at least one of the first terminal and the second terminal.
  • the assembly further comprises electrically insulating elements interposed between the two connection faces and the connection member.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view constituting a first embodiment of the invention, of an assembly according to the invention, comprising a connection member,
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of an assembly according to the invention, constituting a first variant of the assembly shown in Figure 1.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of an assembly according to the invention, constituting a second variant of the assembly shown in Figure 1.
  • - Figure 4 is a perspective view of the connection member shown in Figures 1 to 3.
  • FIG. 5 is a perspective view of a connection member constituting a first variant of the connection member shown in Figure 4,
  • FIG. 6 is a perspective view of a connection member constituting a second variant of the connection member shown in Figure 4,
  • FIG. 7 is a perspective view of a connection member constituting a third variant of the connection member shown in Figure 4,
  • FIG. 8 is a perspective view of a connection member constituting a fourth variant of the connection member shown in Figure 4,
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of an assembly constituting a second embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of the connection member shown in Figure 9, constituting a fifth variant of the connection member shown in Figure 1,
  • FIG. 11 is a schematic, partial, perspective view of an assembly according to the invention, constituting a fourth variant of the assembly shown in Figure 1, and
  • FIG. 12 is a perspective view of a connection member constituting a sixth variant of the connection member shown in Figure 4.
  • the assembly 10 comprises a first accumulator 12, a second accumulator 14, and a connection member 16 electrically and mechanically connecting in a connection direction C, a lateral surface 18 of a first terminal 20 of the first accumulator to a lateral surface 22 of a second terminal 24 of the second accumulator.
  • the assembly 10 is for example intended to be placed in an electric vehicle (not shown), or in space, mobility or energy storage systems, in particular when the compactness of the assembly is an important parameter.
  • an electrochemical element comprising, for example, an electrochemical bundle (not shown) comprising an alternation of positive and negative electrodes (not shown) flanking separators impregnated with electrolyte.
  • Each electrode is for example composed of a metallic current collector supporting on at least one of its faces the electrochemically active material.
  • the electrode is electrically connected to a current output which provides electrical continuity between the electrode and the external application to which the element is associated.
  • the electrode bundle is placed in a sealed container.
  • the electrochemical element is for example of the Li-ion type.
  • the first accumulator 12 is advantageously of prismatic or parallelepiped shape, for example with a rectangular base.
  • the base of the prism can have other shapes.
  • the first accumulator 12 comprises a casing 25 defining a connection face 26.
  • the first accumulator 12 has another terminal 28 similar to the first terminal 20 but with the opposite polarity, and a locating member 30 located near the first terminal 20 and indicating for example a negative polarity of the latter.
  • housing 25 is made of plastic. It is therefore electrically insulating.
  • connection face 26 extends in a plane P parallel to the connection direction C.
  • the connection face 26 has for example the same general shape as the base of the prism of the first accumulator 12, that is to say that 'it is rectangular.
  • the first terminal 20 and the other terminal 28 of the first accumulator 12 protrude from the connection face 26 in a direction of thickness E substantially perpendicular to the plane P.
  • the direction of thickness E is substantially vertical.
  • a first transverse direction T1 of the connection member 16 is defined, the first transverse direction being parallel to the direction of thickness E.
  • a second transverse direction T2 is also defined substantially perpendicular to the first direction of thickness E and to the connection direction C.
  • the first terminal 20 and the other terminal 28 have, for example, a general parallelepipedal shape and have a square shape with rounded corners in view in the direction of the thickness E.
  • the side surfaces 18 and 22 face each other in the connection direction C, and are substantially parallel to each other.
  • the other terminal 28 is located opposite the first terminal 20 on the connection face 26 in the first transverse direction T 1.
  • the locating member 30 has for example a general parallelepipedal shape and is advantageously adjacent to the terminal 20.
  • the locating member 30 comprises an upper face 32 parallel to the connection face 26 and displaying a negative sign indicating the polarity of the first terminal 20.
  • the second accumulator 14 is advantageously structurally similar to the first accumulator 12. According to variants not shown, the second accumulator 14 differs from the first accumulator 12 by structural characteristics, in particular of shape, or electrical.
  • the second accumulator 14 therefore comprises a housing 33, another terminal 34 located opposite the other terminal 28 of the first accumulator 12, a locating member 36 indicating the negative polarity of the other terminal 34, and a connection face 38 extending in the plane P.
  • the second terminal 24 is located opposite the first terminal 20 in connection direction C.
  • first accumulator 12 and the second accumulator 14 are connected in series by the connection member 16 and face each other in the connection direction C by two large lateral sides 40, 42.
  • an assembly 110 is described constituting a first variant of the assembly 10 shown in Figure 1. Similar elements bear the same reference numerals and will not be described again. Only the differences will be described in detail below.
  • the second terminal 124 is the analogue of the other terminal 34 shown in Figure 1.
  • the second terminal 124 therefore has a negative polarity indicated by the locator 36.
  • the other terminal 134 is the analogue of the first terminal 24 shown in Figure 1.
  • the other terminal 134 is therefore of positive polarity.
  • the second terminal 124 and the other terminal 134 are respectively opposite the first terminal 20 and the other terminal 28 of the first accumulator 12 in the connection direction C.
  • first accumulator 12 and the second accumulator 14 are mounted in parallel as in the second variant shown in FIG. 2, but they respectively face each other by two short sides 240, 242 in the connection direction C.
  • the connection member 16 connects a first terminal 220 of the first accumulator 12 to the second terminal 24 of the second accumulator 14.
  • the first terminal 220 is the analogue of the second terminal 28 shown in Figure 1.
  • the first accumulator 12 also comprises another terminal 228 of negative polarity, as indicated by the locating member 30.
  • the other terminal 228 is located on the connection face 26 located opposite the first terminal 220 in the direction of connection C and not in the first transverse direction T 1.
  • the other terminal 34 of the second accumulator 14 is located on the connection face 38 opposite the second terminal 24 in the connection direction C, and not in the first transverse direction T 1.
  • connection member 16 is placed in a certain direction along the first transverse direction T1. It could, in a variant not shown, be placed in the opposite direction in this direction.
  • the locating members 30 and 36 are adjacent to the other terminals 34 and 228 and are located away from the connection member 16, which allows these two positioning modes of the connection member relative to the first terminal 220 and the second terminal 24.
  • connection members connecting some of the terminals of these accumulators, in series or in parallel or even in a mixed fashion.
  • connection member 16 connecting the first terminals 20, 220 to the second terminals 24, 124 of the sets 10, 110 and 210 shown in Figures 1 to 3.
  • connection member 16 is less prominent in the direction of thickness E than the first terminal 20, 220 and the second terminal 24, 124.
  • the connection member 16 does not extend above the first terminal 20, 220 and the second terminal 24, 124; in particular, the connection member is not screwed onto the terminals and does not cover them.
  • the connector 16 is as prominent in the thickness direction E as either of the first terminal 20, 220 and the second terminal 24, 124.
  • connection member 16 has a thickness E1 in the direction of thickness E, the thickness E1 advantageously being between 1 millimeter and 5 millimeters, preferably between 2 millimeters and 4 millimeters, and by example equal to about 3 millimeters.
  • the connection member 16 consists of a body 44 made of an electrically conductive material and adapted to be welded by laser to the terminals, for example a metallic material.
  • connection member 16 may include other elements, metallic or not, for example to facilitate its handling by the operator (not shown), such as non-slip surfaces.
  • the body 44 comprises a first wing 46 adapted to be welded to the lateral surface 18 of the first terminal 24, 224, a central part 48 in the shape of a “U” in view in the first transverse direction. T1, and a second wing 50 adapted to be welded to the lateral surface 22 of the second terminal 24, 124.
  • the body 44 also comprises a first extension 52 fixed to the first wing 46 and extending on the side opposite to the central part 48 with respect to the first wing in the connection direction C, and a second extension 54 fixed on the second wing 50 and extending on the side opposite to the central part 48 with respect to the second wing in the connection direction vs.
  • connection member 16 has a symmetry with respect to a plane P 'perpendicular to the direction C, with respect to which, the first wing 46 and the first extension 52, of on the one hand, and the second wing 50 and the second extension 54, on the other hand, are symmetrical.
  • the body 44 Viewed in the first transverse direction T1, which is also in the example the thickness direction E, the body 44 has a "W" shape ensuring it a certain mechanical elasticity in the connection direction C.
  • the body 44 is for example delimited by two surfaces 56, 58 substantially perpendicular to the first transverse direction T1, and formed by the central part 48, the first wing 46 and the second wing 50.
  • the body 44 is delimited by a lateral surface 60 substantially parallel to the transverse direction T1 and also formed by the first wing 46, the central part 48 and the second wing 50.
  • the body 44 is a straight prism whose surface 58 can be considered as the "W" shaped base.
  • the surface 58 can be pressed against the connection faces 26, 38.
  • the surface 56 is advantageously substantially at the same level as the top of the first terminal 20, 220 and of the second 24, 124 in the thickness direction E.
  • the central part 48 comprises a base 62, a first leg 64 and a second leg 66 extending parallel to the second transverse direction T2.
  • the central part 48 is in the shape of a “V” when viewed in the first transverse direction T 1.
  • the base 62 is located substantially at the same level as the first extension 52 and the second extension 54 in the second transverse direction T2.
  • the base 62 is for example thicker than the extensions in the second transverse direction T2. Base 62 is also thicker in this direction than first leg 64 and second leg 66 are in connection direction C.
  • the first leg 64 and the second leg 66 are symmetrical to each other with respect to the plane P ’, and for example parallel to each other.
  • the first leg 64 and the second leg 66 advantageously have a constant section perpendicular to the second transverse direction T2, for example rectangle.
  • the first wing 46 and the second wing 50 include end caps 68, 70 attached to the first leg 64 and the second leg 66, respectively, and elongated portions 72, 74 extending from the end caps, respectively along the first leg. and from the second leg outside the "U" to the base 62 in the second transverse direction T2.
  • the end pieces 68, 70 respectively comprise front faces 76, 78 for example perpendicular to the second transverse direction T2, and chamfers 80, 82 adapted to allow insertion of the connection member 16 between the first terminal 20 and the second terminal 24 in the second transverse direction T2.
  • the chamfers 80, 82 flare relative to each other in the second transverse direction T2 towards the base 62.
  • the end pieces 68, 70 are advantageously fixed on ends 84, 86 of the first leg 64 and of the second leg 66 opposite to the base 62 in the second transverse direction T2.
  • the end pieces 68, 70 are for example thicker in the second transverse direction T2 than are the first leg 64 and the second leg 66 in the connection direction C.
  • the elongated parts 72, 74 are for example parallel respectively to the first leg 64 and to the second leg 66 of the central part 48 in an unassembled position of the connection member 16.
  • the elongated parts 72, 74 respectively define a first contact surface 88 and a second contact surface 90 planar and intended to be welded edge to edge on the side surfaces 18, 22 of the first terminal 20 and of the second terminal 24.
  • the elongated parts 72, 74 advantageously have constant sections perpendicular to the second transverse direction T2, for example rectangular.
  • the elongated parts 72, 74, on the one hand, and the central part 48 of the body 44, on the other hand, have, to more or less 10%, the same extension E2 in the second transverse direction T2.
  • the elongated parts 72, 74 the first leg 64 and the second leg 66 have sections S advantageously adapted to give the connection member 16 a fuse function.
  • the sections of the elongated portions 72, 74, of the first leg 64 and of the second leg 66 are substantially identical to each other.
  • first extension 52 and the second extension 54 extend perpendicularly to the elongated portions 72, 74 respectively.
  • the first extension 52 and the second extension 54 are parallel to the connection direction C in the unmounted position in the connection member 16.
  • first extension 52 and the second extension 54 are attached to ends 92, 94 of the elongated portions 72, 74 opposite the end pieces 68, 70 in the second transverse direction T2.
  • the first extension 52 and the second extension 54 respectively define a first complementary contact surface 96 and a second complementary contact surface 98, substantially perpendicular to the first contact surface 88 and to the second contact surface 90.
  • the complementary contact surfaces 96 and 98 are adapted to be welded respectively to the first terminal 20 and the second terminal 24.
  • first accumulator 12 and the second accumulator 14 are placed in their respective positions shown in Figures 1 to 3.
  • connection member 16 is inserted between the first terminal 20, 220 and the second terminal 24, 124 in the second transverse direction T2 in the direction (arrow F1) going from the base 62 of the central part 48 towards the end pieces. 68, 70 of the first wing 46 and of the second wing 50.
  • the chamfers 80, 82 facilitate this insertion.
  • connection member 16 is in the mounted position shown in Figures 1 to 3, in which the first contact surface 88, the second contact surface 90, the first complementary contact surface 96, and the second complementary contact surface 98 are in contact with the side surfaces of the first terminal 20, 220 and of the second terminal 24, 124.
  • the first contact surface 88, the second contact surface 90, the first complementary contact surface 96, and the second complementary contact surface 98 are then secured to the terminals by welding, advantageously using a laser (not shown) according to a technique known per se.
  • the elongated parts 72, 74 are respectively away from the first leg 64 and the second leg 66 in the connection direction C.
  • the distance E3 between the elongated part 74 and the second leg 66 is constant in the second transverse direction T2, and is advantageously equal to the distance E4 between the first leg 64 and the second leg 66, itself advantageously constant in the second transverse direction T2.
  • connection member 16 allows the passage of a current I ( Figure 4) from the first terminal 20, 220 to the second terminal 24, 124 or vice versa, depending on the polarity of the terminals.
  • connection member 16 absorbs the variations in distance between the first terminal and the second terminal in the connection direction C, due to the possible heating of the first accumulator 12 and of the second accumulator 14 during their operation.
  • connection member 16 ensures an efficient electrical connection between the first terminal and the second terminal without occupying space above the terminals in the direction of thickness E.
  • the assemblies 10 , 110, 210 have better compactness and are more energy dense. These assemblies therefore make it possible to deliver more energy for the same occupied volume, compared to existing solutions.
  • connection member 16 behaves like a spring. Once fitted, it allows play between the first accumulator 12 and the second accumulator 14 in the connection direction C to compensate for any swelling of the accumulators.
  • connection member 16 incorporates a fuse function, depending on the current flow section S that will be defined.
  • connection member 16 makes it possible to connect the first accumulator 12 and the second accumulator 14 according to the wishes of the user, in series, in parallel, etc.
  • the manufacture of the connector 16 is simple. For example, manufacturing can be done by extruding a bar and cutting it off.
  • connection members 116, 216, 316, and 416 respectively constituting a first variant, a second variant, a third variant and a fourth variant of the connection member 16 shown in Figures 1 to 4.
  • connection members 116 to 416 are similar to the connection member 16. Similar elements will not be described again. When they bear a numerical reference, this is identical to that used in FIG. 4. Only the differences will be described in detail below.
  • connection member 116 the end pieces 68, 70 of the first wing 46 and of the second wing 50 do not include the chamfers 80, 82 adapted to facilitate the insertion of the member of connection 16 according to arrow F1 (FIG. 4).
  • the elongated parts 72, 74 comprise chamfers 172, 174 adapted to allow insertion of the connection member 116 between the first terminal 20, 220 and the second terminal 24, 124 in the direction of thickness E, that is to say perpendicular to the plane P and not parallel to the plane P.
  • This insertion is represented in FIG. 5 by an arrow F2.
  • the end pieces 68, 70, the first extension 52 and the second extension 54 also include chamfers 180, 182, 152, 154 located in the extension of the chamfers 172, 174, to facilitate this insertion.
  • Chamfers 172, 174 flare in the first transverse direction T 1 from surface 58 to surface 56.
  • the connector 116 is not a prism.
  • connection member 116 is shown upside down with respect to Figure 4 in the direction of thickness E.
  • the connection member 116 has the surface 58 upwards. in FIG. 5, this surface 58 being intended to be applied against the connection faces 26, 38 of the first accumulator 12 and of the second accumulator 14.
  • the connector 116 functions similarly to the connector 16, and has the same advantages.
  • connection member 116 can advantageously be carried out by extruding a bar by cutting it, and by machining it.
  • connection member 216 differs from the connection member 16 by the shape of the base of the central part 48, which is more rounded, for example of semicircular shape in view of the first transverse direction. T 1.
  • the elongated portions 72, 74 do not extend parallel to the first leg 64 and the second leg 66, but form an angle ⁇ with the latter.
  • the angle a is between 3 and 10 degrees in the unassembled position figure 6. Once the connection member 216 is inserted between the first terminal and the second terminal, the angle a becomes substantially zero. This initial inclination ensures that the connection member 216, once placed between the first accumulator 12 and the second accumulator 14, is in compression.
  • connection member 316 has a central part 48 shorter than that of the connection member 16 in the second transverse direction T2.
  • the base 62 of the central part 48 is not located at the level of the ends 92, 94 of the elongated parts 72, 74 of the first wing 46 and the second wing 50, but between the end pieces 68, 70 and the ends 92, 94.
  • the central part 48 has an extension between E5 in the second transverse direction T2 of between 40% and 75% of the total length E6 of the connection member 316 in this direction.
  • connection member 316 This shortening of the central part 48 allows the elasticity of the connection member 316 to be modulated in the connection direction C.
  • connection member 416 does not have the first extension 52 and the second extension 54 shown in Figure 4.
  • the ends 92, 94 of the elongated portions 72, 74 of the first wing 46 and of the second wing 50 lie at the same level as the base 62 of the second central portion 48 in the second transverse direction T2.
  • the assembly 310 comprises a first accumulator 12 and a second accumulator 14 structurally identical to those shown in FIG. 1, and arranged in the same way.
  • the assembly 310 differs in its connection member 516 shown in Figure 10, and which constitutes a fifth variant of the connection member 16 shown in Figure 1.
  • the central part 48 has a "U" shape in a first transverse direction T 1 which is not parallel to the thickness E, but which is perpendicular to the thickness direction E and to connection direction C.
  • connection member 516 also has a low thickness E1 in the direction of thickness E, which allows it to be less prominent than the first terminal 20 and the second terminal 24 shown in FIG. 9.
  • the connection member 516 is also prismatic in the first transverse direction T1, that is to say parallel to the plane P, and not perpendicularly as in the other connection members described above.
  • the base 62 of the central part 48 is rounded, and for example semicircular, in view in the first transverse direction T1 as in the connection member 216 shown in Figure 6.
  • the end pieces 68, 70 of the first wing 46 and the second wing 50 have chamfers 581, 582 adapted to facilitate the insertion of the connection member 516 between the first terminal 20 and the second terminal 24 according to the thickness direction. E. This insertion is represented by an arrow F3 in figure 10.
  • the chamfers 580, 582 are parallel to the transverse direction T1 and widen in the second transverse direction T2 towards the base 62 of the central part 48, as is the case for the chamfers 80, 82 of the member connection 16 shown in Figure 4.
  • the first wing 46, the central part 48 and the second wing 50 are much shorter than in the connection member 16, since they extend in the direction of thickness E inside the thickness E1, so that the connection member 516 is not more prominent than the terminals in the thickness direction E.
  • first wing 46, the central part 48 and the second wing 50 have a greater extension than that of the member 16 in the first transverse direction T 1.
  • connection member 516 does not have the first extension 52 and the second extension 54.
  • an assembly 410 is described constituting a variant of the embodiment shown in FIG. 1. Only the differences will be described in detail below.
  • the casings 25, 33 of the first accumulator 12 and of the second accumulator 14 are no longer made of plastic, but of an electrically conductive metallic material.
  • connection faces 26, 38 and connection member 16 are interposed between the connection faces 26, 38 and the connection member 16 in order to avoid any short circuit.
  • the elements 426, 438 are for example integral with the first accumulator 12 and the second accumulator 14, respectively.
  • the elements 426, 438 are independent of the accumulators.
  • the elements 426, 438 cover all or part of the connection faces 26, 38, in particular in the vicinity of the connection member 16.
  • the elements 426, 438 are made of plastic, or are plates similar to those used to manufacture printed circuits.
  • electrically insulating elements 426, 438 it is also possible to use electronic cards (PCB, “flex circuit”, SMU, etc.) for measuring one or more state parameters of the electrochemical elements (temperature, voltage. ..).
  • connection member 616 constituting a variant of the connection member 16 shown in Figure 4. Only the differences will be described in detail below.
  • connection member 616 is more particularly implemented when the housings 25, 33 are made of an electrically conductive metallic material.
  • connection member 616 comprises an element 618 electrically insulating and adapted to be inserted between the body 44 and the connection faces 26, 38 in order to avoid any short circuit.
  • element 618 is made of plastic, or is a plate similar to those used to make printed circuits.
  • electrically insulating elements 618 electronic cards (PCB, "flex circuit", SMU, etc.) for measuring one or more state parameters of the electrochemical elements (temperature, voltage. ).
  • Element 618 advantageously covers the entire surface 58 of body 44.

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Abstract

Organe de connexion (16) pour relier électriquement, et mécaniquement dans une direction de connexion (C), une première borne d'un premier accumulateur à une deuxième borne d'un deuxième accumulateur, la première borne et la deuxième borne faisant saillie selon une direction d'épaisseur (E), l'organe de connexion comprenant un corps (44) métallique comportant une première aile (46) adaptée pour être soudée sur la première borne, une partie centrale (48), et une deuxième aile (50) adaptée pour être soudée sur la deuxième borne, la partie centrale présentant une forme en « U » ou en « V », la première aile et la deuxième aile s'étendant respectivement le long des jambes du « U » ou du « V », l'organe de connexion étant moins proéminent ou au même niveau dans la direction d'épaisseur qu'au moins l'une de la première borne et de la deuxième borne.

Description

ORGANE DE CONNEXION POUR RELIER DEUX ACCUMULATEURS
La présente invention concerne un organe de connexion destiné à relier électriquement, et mécaniquement dans une direction de connexion, une première borne d’un premier accumulateur à une deuxième borne d’un deuxième accumulateur, le premier accumulateur et le deuxième accumulateur ayant respectivement deux faces de connexion s’étendant selon un même plan sensiblement parallèle à la direction de connexion, la première borne et la deuxième borne faisant saillie respectivement de l’une et de l’autre des deux faces de connexions selon une direction d’épaisseur sensiblement perpendiculaire au plan, l’organe de connexion comprenant un corps métallique.
L’invention concerne également un ensemble comprenant le premier accumulateur, le deuxième accumulateur et un tel organe de connexion. Un tel ensemble constitue avantageusement une batterie.
Pour connecter deux accumulateurs entre eux, il est connu d’utiliser un ou plusieurs jeux de barres (en anglais busbars ). Ces organes de connexions comprennent usuellement des plaques d’aluminium ou de cuivre directement soudées par laser sur les bornes des accumulateurs. Il est également connu d’utiliser des organes de connexion vissés pour plaquer ces plaques « busbars » sur les bornes dans la direction de l’épaisseur des bornes.
Toutefois, ces organes de connexions impliquent de prévoir un espace non négligeable au-dessus des bornes des accumulateurs. Ceci limite la compacité des ensembles de batteries interconnectées, et donc leur densité en énergie.
Un but de l’invention est donc de fournir un moyen d’augmenter la densité en énergie de tels ensembles d’accumulateurs interconnectés.
A cet effet, l’invention a pour objet un organe de connexion destiné à relier électriquement, et mécaniquement dans une direction de connexion, une surface latérale d’une première borne d’un premier accumulateur à une surface latérale d’une deuxième borne d’un deuxième accumulateur, le premier accumulateur et le deuxième accumulateur ayant respectivement deux faces de connexion s’étendant selon un même plan sensiblement parallèle à la direction de connexion, la première borne et la deuxième borne faisant saillie respectivement de l’une et de l’autre des deux faces de connexion selon une direction d’épaisseur sensiblement perpendiculaire au plan, l’organe de connexion comprenant un corps métallique comportant, successivement dans la direction de connexion, une première aile adaptée pour être soudée sur la surface latérale de la première borne, une partie centrale, et une deuxième aile adaptée pour être soudée sur la surface latérale de la deuxième borne, la partie centrale présentant une forme en « U » ou en « V » en vue selon une première direction transversale, la première direction transversale étant parallèle à la direction d’épaisseur, ou perpendiculaire à la direction d’épaisseur et à la direction de connexion, la première aile et la deuxième aile comprenant des embouts fixés respectivement sur une première jambe et une deuxième jambe de la partie centrale, et des parties allongées s’étendant à partir des embouts respectivement le long de la première jambe et de la deuxième jambe à l’extérieur du « U » ou du « V » vers une base de la partie centrale dans une deuxième direction transversale perpendiculaire à la première direction transversale et à la direction de connexion, les parties allongées étant à l’écart respectivement de la première jambe et de la deuxième jambe dans la direction de connexion, l’organe de connexion étant destiné à être moins proéminent ou à être au même niveau dans la direction d’épaisseur qu’au moins l’une de la première borne et de la deuxième borne.
Selon des modes de réalisation particuliers, l’organe de connexion comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la première aile et la deuxième aile définissent respectivement une première surface de contact et une deuxième surface de contact planes et destinées à être soudées sur les surfaces latérales de la première borne et de la deuxième borne ;
- l’organe de connexion comprend en outre : un premier prolongement fixé sur la première aile et s’étendant du côté opposé à la partie centrale par rapport à la première aile dans la direction de connexion, le premier prolongement définissant une première surface de contact complémentaire sensiblement perpendiculaire à la première surface de contact et destinée à être soudée sur la première borne ; et un deuxième prolongement fixé sur la deuxième aile et s’étendant du côté opposé à la partie centrale par rapport à la deuxième aile dans la direction de connexion, le deuxième prolongement définissant une deuxième surface de contact complémentaire sensiblement perpendiculaire à la deuxième surface de contact et destinée à être soudée sur la deuxième borne ;
- l’organe de connexion présente une symétrie par rapport à un plan perpendiculaire à la direction de connexion ;
- la première aile et la deuxième aile s’étendent parallèlement à la deuxième direction transversale dans une position non-montée de l’organe de connexion ; - les parties allongées de la première aile et de la deuxième aile, d’une part, et la partie centrale du corps, d’autre part, présentent, à plus ou moins 10%, une même extension dans la deuxième direction transversale ;
- chacun des embouts de la première aile et de la deuxième aile comporte un chanfrein adapté pour permettre une insertion de l’organe de connexion entre la première borne et la deuxième borne dans la deuxième direction transversale ;
- chacune de la première aile et de la deuxième aile, et optionnellement chacun des embouts, comporte(nt) respectivement un chanfrein adapté pour permettre une insertion de l’organe de connexion entre la première borne et la deuxième borne dans la première direction transversale ;
- le corps est délimité dans la première direction transversale par deux surfaces sensiblement perpendiculaires à la première direction transversale, et formées au moins par la partie centrale, la première aile et la deuxième aile ; et
- l’organe de connexion comprend en outre au moins un élément électriquement isolant et adapté pour s’intercaler entre le corps et les deux faces de connexion.
L’invention a pour également pour objet un ensemble comprenant au moins un premier accumulateur, au moins un deuxième accumulateur, et au moins un organe de connexion, l’organe de connexion reliant électriquement, et mécaniquement dans la direction de connexion, la surface latérale de la première borne à la surface latérale de la deuxième borne, la première aile étant soudée sur la surface latérale de la première borne, et la deuxième aile étant soudée sur la surface latérale de la deuxième borne, l’organe de connexion étant moins proéminent dans la direction d’épaisseur qu’au moins l’une de la première borne et de la deuxième borne.
Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble comprend en outre des éléments électriquement isolants intercalés entre les deux faces de connexion et l’organe de connexion.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 est une vue schématique, en perspective, constituant un premier mode de réalisation de l’invention, d’un ensemble selon l’invention, comprenant un organe de connexion,
- La figure 2 est une vue schématique, en perspective, d’un ensemble selon l’invention, constituant une première variante de l’ensemble représenté sur la figure 1 .
- La figure 3 est une vue schématique, en perspective, d’un ensemble selon l’invention, constituant une deuxième variante de l’ensemble représenté sur la figure 1 . - La figure 4 est une vue en perspective de l’organe de connexion représenté sur les figures 1 à 3.
- La figure 5 est une vue en perspective d’un organe de connexion constituant une première variante de l’organe de connexion représenté sur la figure 4,
- La figure 6 est une vue en perspective d’un organe de connexion constituant une deuxième variante de l’organe de connexion représenté sur la figure 4,
- La figure 7 est une vue en perspective d’un organe de connexion constituant une troisième variante de l’organe de connexion représenté sur la figure 4,
- La figure 8 est une vue en perspective d’un organe de connexion constituant une quatrième variante de l’organe de connexion représenté sur la figure 4,
- La figure 9 est une vue schématique, en perspective d’un ensemble constituant un deuxième mode de réalisation de l’invention,
- La figure 10 est une vue en perspective de l’organe de connexion représenté sur la figure 9, constituant une cinquième variante de l’organe de connexion représenté sur la figure 1 ,
- La figure 11 est une vue schématique, partielle, en perspective, d’un ensemble selon l’invention, constituant une quatrième variante de l’ensemble représenté sur la figure 1 , et
- La figure 12 est une vue en perspective d’un organe de connexion constituant une sixième variante de l’organe de connexion représenté sur la figure 4.
En référence à la figure 1 , on décrit un ensemble 10 selon un premier mode de réalisation de l’invention.
L’ensemble 10 comprend un premier accumulateur 12, un deuxième accumulateur 14, et un organe de connexion 16 reliant électriquement, et mécaniquement dans une direction de connexion C, une surface latérale 18 d’une première borne 20 du premier accumulateur à une surface latérale 22 d’une deuxième borne 24 du deuxième accumulateur.
L’ensemble 10 est par exemple destiné à prendre place dans un véhicule électrique (non représenté), ou dans des systèmes spatiaux, de mobilité, ou de stockage d’énergie, notamment lorsque la compacité de l’ensemble est un paramètre important.
Par « accumulateur », on entend ici un élément électrochimique comprenant par exemple un faisceau électrochimique (non représenté) comportant une alternance d’électrodes positives et négatives (non représentées) encadrant des séparateurs imprégnés d’électrolyte. Chaque électrode est par exemple composée d’un collecteur de courant métallique supportant sur au moins une de ses faces la matière électro- chimiquement active. L’électrode est connectée électriquement à une sortie de courant qui assure la continuité électrique entre l’électrode et l’application extérieure à laquelle l’élément est associé. Le faisceau d’électrodes est disposé dans un conteneur fermé de manière étanche. L’élément électrochimique est par exemple de type Li-ion.
Le premier accumulateur 12 est avantageusement de forme prismatique ou parallélépipédique, par exemple à base rectangulaire.
Selon des variantes non représentées, la base du prisme peut présenter d’autres formes. Le premier accumulateur 12 comporte un carter 25 définissant une face de connexion 26. Le premier accumulateur 12 possède une autre borne 28 analogue à la première borne 20 mais à la polarité opposée, et un organe de repérage 30 situé près de la première borne 20 et indiquant par exemple une polarité négative de cette dernière.
Dans l’ensemble 10, le carter 25 est en matière plastique. Il est donc électriquement isolant.
La face de connexion 26 s’étend dans un plan P parallèle à la direction de connexion C. La face de connexion 26 possède par exemple la même forme générale que la base du prisme du premier accumulateur 12, c’est-à-dire qu’elle est rectangulaire.
La première borne 20 et l’autre borne 28 du premier accumulateur 12 font saillie à partir de la face de connexion 26 dans une direction d’épaisseur E sensiblement perpendiculaire au plan P.
Dans l’exemple, la direction d’épaisseur E est sensiblement verticale. On définit une première direction transversale T1 de l’organe de connexion 16, la première direction transversale étant parallèle à la direction d’épaisseur E. On définit également une deuxième direction transversale T2 sensiblement perpendiculaire à la première direction d’épaisseur E et à la direction de connexion C.
La première borne 20 et l’autre borne 28 ont par exemple une forme générale parallélépipédique et présentent une forme carrée avec des coins arrondis en vue selon la direction de l’épaisseur E.
Les surface latérales 18 et 22 se font face dans la direction de connexion C, et sont sensiblement parallèles l’une à l’autre.
L’autre borne 28 est située à l’opposé de la première borne 20 sur la face de connexion 26 dans la première direction transversale T 1 .
L’organe de repérage 30 présente par exemple une forme générale parallélépipédique et est avantageusement adjacent à la borne 20. L’organe de repérage 30 comporte une face supérieure 32 parallèle à la face de connexion 26 et affichant un signe négatif indiquant la polarité de la première borne 20.
Le deuxième accumulateur 14 est avantageusement structurellement analogue au premier accumulateur 12. Selon des variantes non représentées, le deuxième accumulateur 14 diffère du premier accumulateur 12 par des caractéristiques structurelles, notamment de forme, ou électriques.
Le deuxième accumulateur 14 comprend donc un carter 33, une autre borne 34 située en vis-à-vis de l’autre borne 28 du premier accumulateur 12, un organe de repérage 36 indiquant la polarité négative de l’autre borne 34, et une face de connexion 38 s’étendant dans le plan P.
La deuxième borne 24 est située en vis-à-vis de la première borne 20 selon la direction de connexion C.
Ainsi, le premier accumulateur 12 et le deuxième accumulateur 14 sont connectés en série par l’organe de connexion 16 et se font face dans la direction de connexion C par deux grands côtés latéraux 40, 42.
Bien entendu, d’autres agencements du premier accumulateur 12 et du deuxième accumulateur 14 sont possibles.
En référence à la figure 2, on décrit un ensemble 110 constituant une première variante de l’ensemble 10 représenté sur la figure 1. Les éléments similaires portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits à nouveau. Seules les différences seront décrites en détail ci-après.
Dans l’ensemble 110, le premier accumulateur 12 et le deuxième accumulateur 14 ne sont plus tête-bêche comme sur la figure 1 , mais parallèles entre eux.
Ainsi, la deuxième borne 124 est l’analogue de l’autre borne 34 représentée sur la figure 1. La deuxième borne 124 a donc une polarité négative signalée par l’organe de repérage 36.
L’autre borne 134 est l’analogue de la première borne 24 représentée sur la figure 1. L’autre borne 134 est donc de polarité positive.
La deuxième borne 124 et l’autre borne 134 sont respectivement en vis-à-vis de la première borne 20 et de l’autre borne 28 du premier accumulateur 12 dans la direction de connexion C.
En référence à la figure 3, on décrit un ensemble 210 constituant une deuxième variante de l’ensemble 10 représenté sur la figure 1. Seules les différences seront décrites ci-après.
Dans cette deuxième variante, le premier accumulateur 12 et le deuxième accumulateur 14 sont montés en parallèle comme dans la deuxième variante représentée sous la figure 2, mais ils se font face respectivement par deux petits côtés 240, 242 dans la direction de connexion C. L’organe de connexion 16 relie une première borne 220 du premier accumulateur 12 à la deuxième borne 24 du deuxième accumulateur 14.
La première borne 220 est l’analogue de la deuxième borne 28 représentée sur la figure 1.
Le premier accumulateur 12 comporte aussi une autre borne 228 de polarité négative, comme signalé par l’organe de repérage 30. L’autre borne 228 est située sur la face de connexion 26 située à l’opposé de la première borne 220 selon la direction de connexion C et non selon la première direction transversale T 1 .
De même, l’autre borne 34 du deuxième accumulateur 14 est située sur la face de connexion 38 à l’opposé de la deuxième borne 24 selon la direction de connexion C, et non selon la première direction transversale T 1 .
Il est à noter que, sur la figure 3, l’organe de connexion 16 est placé dans un certain sens selon la première direction transversale T1. Il pourrait, en variante non représentée, être placé en sens contraire dans cette direction.
En effet, les organes de repérage 30 et 36 sont adjacents aux autres bornes 34 et 228 et sont situés à l’écart de l’organe de connexion 16, ce qui autorise ces deux modes de positionnement de l’organe de connexion par rapport à la première borne 220 et à la deuxième borne 24.
D’autres variantes de l’ensemble 10 sont possibles, avec plus de deux accumulateurs, et plus d’organes de connexion reliant certaines des bornes de ces accumulateurs, en série ou en parallèle ou encore de façon mixte.
En référence à la figure 4, on va maintenant décrire l’organe de connexion 16 reliant les premières bornes 20, 220 aux deuxièmes bornes 24, 124 des ensembles 10, 110 et 210 représentés sur les figures 1 à 3.
L’organe de connexion 16 est moins proéminent dans la direction d’épaisseur E que la première borne 20, 220 et que la deuxième borne 24, 124. Notamment, l’organe de connexion 16 ne s’étend pas au-dessus de la première borne 20, 220 et de la deuxième borne 24, 124 ; en particulier, l’organe de connexion n’est pas vissé sur les bornes et ne vient pas les encapuchonner.
En variante, l’organe de connexion 16 est aussi proéminent dans la direction d’épaisseur E que l’une ou l’autre de la première borne 20, 220 et de la deuxième borne 24, 124.
Comme visible sur la figure 4, l’organe de connexion 16 présente une épaisseur E1 dans la direction d’épaisseur E, l’épaisseur E1 étant avantageusement comprise entre 1 millimètre et 5 millimètres, de préférence entre 2 millimètres et 4 millimètres, et par exemple égale à environ 3 millimètres. Dans l’exemple, l’organe de connexion 16 est constitué d’un corps 44 en matériau électriquement conducteur et adapté pour être soudé par laser aux bornes, par exemple un matériau métallique.
Selon des variantes non représentées, l’organe de connexion 16 peut comprendre d’autres éléments, métalliques ou non, par exemple pour faciliter sa manipulation par l’opérateur (non représenté), tels que des surfaces antidérapantes.
Successivement dans la direction de connexion C, le corps 44 comprend une première aile 46 adaptée pour être soudée sur la surface latérale 18 de la première borne 24, 224, une partie centrale 48 en forme de « U » en vue selon la première direction transversale T1 , et une deuxième aile 50 adaptée pour être soudée sur la surface latérale 22 de la deuxième borne 24, 124. Avantageusement, le corps 44 comprend également un premier prolongement 52 fixé sur la première aile 46 et s’étendant du côté opposé à la partie centrale 48 par rapport à la première aile dans la direction de connexion C, et un deuxième prolongement 54 fixé sur la deuxième aile 50 et s’étendant du côté opposé à la partie centrale 48 par rapport à la deuxième aile dans la direction de connexion C.
Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 4, l’organe de connexion 16 présente une symétrie par rapport à un plan P’ perpendiculaire à la direction C, par rapport auquel, la première aile 46 et le premier prolongement 52, d’une part, et la deuxième aile 50 et le deuxième prolongement 54, d’autre part, sont symétriques.
En vue selon la première direction transversale T1, qui est aussi dans l’exemple la direction d’épaisseur E, le corps 44 présente une forme en « W » lui assurant une certaine élasticité mécanique dans la direction de connexion C.
Dans la première direction transversale T1 , le corps 44 est par exemple délimité par deux surfaces 56, 58 sensiblement perpendiculaires à la première direction transversale T1 , et formées par la partie centrale 48, la première aile 46 et la deuxième aile 50.
Entre ces deux surfaces 56, 58, le corps 44 est délimité par une surface latérale 60 sensiblement parallèle à la direction transversale T1 et également formé par la première aile 46, la partie centrale 48 et la deuxième aile 50.
Dans l’exemple représenté, le corps 44 est un prisme droit dont la surface 58 peut être considérée comme la base en forme « W ».
Si le carter 25 est électriquement isolant, la surface 58 peut être plaquée contre les faces de connexion 26, 38.
Comme visible sur les figures 1 à 3, la surface 56 est avantageusement sensiblement au même niveau que le sommet de la première borne 20, 220 et de la deuxième 24, 124 dans la direction d’épaisseur E. La partie centrale 48 comporte une base 62, une première jambe 64 et une deuxième jambe 66 s’étendant parallèlement à la deuxième direction transversale T2.
En variante, la partie centrale 48 est en forme de « V » en vue selon la première direction transversale T 1 .
La base 62 est située sensiblement au même niveau que le premier prolongement 52 et le deuxième prolongement 54 dans la deuxième direction transversale T2.
La base 62 est par exemple plus épaisse que les prolongements dans la deuxième direction transversale T2. La base 62 est également plus épaisse dans cette direction que ne le sont la première jambe 64 et la deuxième jambe 66 dans la direction de connexion C.
La première jambe 64 et la deuxième jambe 66 sont symétriques l’une de l’autre par rapport au plan P’, et par exemple parallèles entre elles.
La première jambe 64 et la deuxième jambe 66 présentent avantageusement une section constante perpendiculairement à la deuxième direction transversale T2, par exemple rectangle.
La première aile 46 et la deuxième aile 50 comprennent des embouts 68, 70 fixés respectivement sur la première jambe 64 et la deuxième jambe 66, et des parties allongées 72, 74 s’étendant à partir des embouts, respectivement le long de la première jambe et de la deuxième jambe à l’extérieur du « U » vers la base 62 dans la deuxième direction transversale T2.
Dans l’exemple représenté, les embouts 68, 70 comportent respectivement des faces avant 76, 78 par exemple perpendiculaires à la deuxième direction transversale T2, et des chanfreins 80, 82 adaptés pour permettre une insertion de l’organe de connexion 16 entre la première borne 20 et la deuxième borne 24 dans la deuxième direction transversale T2.
Les chanfreins 80, 82 s’évasent l’un par rapport à l’autre dans la deuxième direction transversale T2 en direction de la base 62.
Les embouts 68, 70 sont avantageusement fixés sur des extrémités 84, 86 de la première jambe 64 et de la deuxième jambe 66 opposées à la base 62 dans la deuxième direction transversale T2.
Les embouts 68, 70 sont par exemple plus épais dans la deuxième direction transversale T2 que ne le sont la première jambe 64 et la deuxième jambe 66 dans la direction de connexion C.
Les parties allongées 72, 74 sont par exemple parallèles respectivement à la première jambe 64 et à la deuxième jambe 66 de la partie centrale 48 dans une position non montée de l’organe de connexion 16. Les parties allongées 72, 74 définissent respectivement une première surface de contact 88 et une deuxième surface de contact 90 planes et destinées à être soudées bord à bord sur les surfaces latérales 18, 22 de la première borne 20 et de la deuxième borne 24.
Les parties allongées 72, 74 ont avantageusement des sections constantes perpendiculairement à la deuxième direction transversale T2, par exemple rectangulaires.
Par exemple, les parties allongées 72, 74, d’une part, et la partie centrale 48 du corps 44, d’autre part, présentent, à plus ou moins 10%, une même extension E2 dans la deuxième direction transversale T2.
Les parties allongées 72, 74 la première jambe 64 et la deuxième jambe 66 ont des sections S avantageusement adaptées pour conférer à l’organe de connexion 16 une fonction de fusible. Par exemple, les sections des parties allongées 72, 74, de la première jambe 64 et de la deuxième jambe 66 sont sensiblement identiques entre elles.
Dans l’exemple représenté, le premier prolongement 52 et le deuxième prolongement 54 s’étendent perpendiculairement aux parties allongées 72, 74 respectivement. Le premier prolongement 52 et le deuxième prolongement 54 sont parallèles à la direction de connexion C dans la position non montée dans l’organe de connexion 16.
Dans l’exemple représenté, le premier prolongement 52 et le deuxième prolongement 54 sont fixés sur des extrémités 92, 94 des parties allongées 72, 74 opposées aux embouts 68, 70 dans la deuxième direction transversale T2.
Le premier prolongement 52 et le deuxième prolongement 54 définissent respectivement une première surface de contact complémentaire 96 et une deuxième surface de contact complémentaire 98, sensiblement perpendiculaires à la première surface de contact 88 et à la deuxième surface de contact 90.
Les surfaces de contact complémentaires 96 et 98 sont adaptées pour être soudées respectivement sur la première borne 20 et la deuxième borne 24.
Le montage des ensembles 10, 110, 210 va maintenant être brièvement expliqué.
On place d’abord le premier accumulateur 12 et le deuxième accumulateur 14 dans leurs positions respectives représentées sur les figures 1 à 3.
Ensuite, on insère l’organe de connexion 16 entre la première borne 20, 220 et la deuxième borne 24, 124 selon la deuxième direction transversale T2 dans le sens (flèche F1) allant de la base 62 de la partie centrale 48 vers les embouts 68, 70 de la première aile 46 et de la deuxième aile 50. Les chanfreins 80, 82 facilitent cette insertion.
A la fin du montage, l’organe de connexion 16 est dans la position montée représentée sur les figures 1 à 3, dans laquelle la première surface de contact 88, la deuxième surface de contact 90, la première surface de contact complémentaire 96, et la deuxième surface de contact complémentaire 98 sont en contact avec les surfaces latérales de la première borne 20, 220 et de la deuxième borne 24, 124. La première surface de contact 88, la deuxième surface de contact 90, la première surface de contact complémentaire 96, et la deuxième surface de contact complémentaire 98 sont ensuite solidarisées avec les bornes par soudage, avantageusement à l’aide d’un laser (non représenté) selon une technique connue en soi.
Les parties allongées 72, 74 sont à l’écart respectivement de la première jambe 64 et de la deuxième jambe 66 dans la direction de connexion C. Par exemple, l’écart E3 entre la partie allongée 74 et la deuxième jambe 66 est constant dans la deuxième direction transversale T2, et est avantageusement égal à l’écart E4 entre la première jambe 64 et la deuxième jambe 66, lui-même avantageusement constant dans la deuxième direction transversale T2.
En fonctionnement, l’organe de connexion 16, permet le passage d’un courant I (figure 4) de la première borne 20, 220 vers la deuxième borne 24, 124 ou inversement, selon la polarité des bornes.
Grâce à sa forme en « W », l’organe de connexion 16 absorbe les variations de distance entre la première borne et la deuxième borne dans la direction de connexion C, dus à l’échauffement éventuel du premier accumulateur 12 et du deuxième accumulateur 14 pendant leur fonctionnement.
Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, l’organe de connexion 16 assure une connexion électrique efficace entre la première borne et la deuxième borne sans occuper d’espace au-dessus des bornes dans la direction d’épaisseur E. Ainsi, les ensembles 10, 110, 210 présentent une meilleure compacité et sont plus denses en énergie. Ces ensembles permettent donc de délivrer plus d’énergie pour un même volume occupé, par rapport aux solutions existantes.
En outre, grâce à sa forme, l’organe de connexion 16 se comporte comme un ressort. Une fois monté, il autorise un jeu entre le premier accumulateur 12 et le deuxième accumulateur 14 dans la direction de connexion C pour compenser le gonflement éventuel des accumulateurs.
Optionnellement, selon la forme qu’on lui donne, l’organe de connexion 16 intègre une fonction de fusible, selon la section de passage S de courant qu’on aura définie.
Grâce à sa forme, l’organe de connexion 16 permet de connecter le premier accumulateur 12 et le deuxième accumulateur 14 selon les souhaits de l’utilisateur, en série, en parallèle, etc.
La fabrication de l’organe de connexion 16 est simple. Par exemple, la fabrication peut être réalisée en extrudant une barre et en la tronçonnant.
En référence aux figures 5 à 8, on décrit des organes de connexions 116, 216, 316, et 416 constituant respectivement une première variante, une deuxième variante, une troisième variante et une quatrième variante de l’organe de connexion 16 représenté sur les figures 1 à 4. Ces organes de connexions 116 à 416 sont analogues à l’organe de connexion 16. Les éléments similaires ne seront pas décrits à nouveau. Lorsqu’ils portent une référence numérique, celle-ci est identique à celle utilisée sur la figure 4. Seules les différences seront décrites en détail ci-après.
Comme visible sur la figure 5, dans l’organe de connexion 116, les embouts 68, 70 de la première aile 46 et de la deuxième aile 50 ne comportent pas les chanfreins 80, 82 adaptés pour faciliter l’insertion de l’organe de connexion 16 selon la flèche F1 (figure 4).
En revanche, les parties allongées 72, 74 comprennent des chanfreins 172, 174 adaptés pour permettre une insertion de l’organe de de connexion 116 entre la première borne 20, 220 et la deuxième borne 24, 124 selon la direction d’épaisseur E, c’est-à-dire perpendiculairement au plan P et non parallèlement au plan P.
Cette insertion est représentée sur la figure 5 par une flèche F2.
Avantageusement, les embouts 68, 70, le premier prolongement 52 et le deuxième prolongement 54 comportent également des chanfreins 180, 182, 152, 154 situés dans le prolongement des chanfreins 172, 174, pour faciliter cette insertion.
Les chanfreins 172, 174 s’évasent dans la première direction transversale T 1 depuis la surface 58 vers la surface 56.
Du fait de ces chanfreins, l’organe de connexion 116 n’est pas un prisme.
Il est à noter que, sur la figure 5, l’organe de connexion 116 est représenté à l’envers par rapport à la figure 4 dans la direction d’épaisseur E. L’organe de connexion 116 présente la surface 58 vers le haut de la figure 5, cette surface 58 étant destinée à être appliquée contre les faces de connexions 26, 38 du premier accumulateur 12 et du deuxième accumulateur 14.
L’organe de connexion 116 fonctionne de manière similaire à l’organe de connexion 16, et présente les mêmes avantages.
La fabrication de l’organe de connexion 116 peut avantageusement être réalisée en extrudant une barre en la tronçonnant, et en l’usinant.
Comme visible sur la figure 6, l’organe de connexion 216 diffère de l’organe de connexion 16 par la forme de la base de la partie centrale 48, qui est plus arrondie, par exemple de forme hémicirculaire en vue de la première direction transversale T 1.
Les parties allongées 72, 74 ne s’étendent pas parallèlement à la première jambe 64 et à la deuxième jambe 66, mais forment un angle a avec cette dernière.
Par exemple, l’angle a est compris entre 3 et 10 degrés dans la position non montée figure 6. Une fois que l’organe de connexion 216 est inséré entre la première borne et la deuxième borne, l’angle a devient sensiblement nul. Cette inclinaison initiale permet d’assurer que l’organe de connexion 216, une fois mis en place entre le premier accumulateur 12 et le deuxième accumulateur 14, est en compression.
Comme visible sur la figure 7, l’organe de connexion 316 comporte une partie centrale 48 plus courte que celle de l’organe de connexion 16 dans la deuxième direction transversale T2.
Ainsi, la base 62 de la partie centrale 48 ne se situe pas au niveau des extrémités 92, 94 des parties allongées 72, 74 de la première aile 46 et la deuxième aile 50, mais entre les embouts 68,70 et les extrémités 92, 94.
Par exemple, la partie centrale 48 présente une extension entre E5 dans la deuxième direction transversale T2 comprise entre 40% et 75% de la longueur totale E6 de l’organe de connexion 316 dans cette direction.
Ce raccourcissement de la partie centrale 48 permet de moduler l’élasticité de l’organe de connexion 316 dans la direction de connexion C.
Comme visible sur la figure 8, l’organe de connexion 416 est dépourvu du premier prolongement 52 et du deuxième prolongement 54 représentés sur la figure 4.
Les extrémités 92, 94 des parties allongées 72, 74 de la première aile 46 et de la deuxième aile 50 se situent au même niveau que la base 62 de la deuxième partie centrale 48 dans la deuxième direction transversale T2.
En référence à la figure 9, on décrit un ensemble 310 constituant un deuxième mode de réalisation de l’invention. Seules les différences seront décrites en détail ci-après.
L’ensemble 310 comporte un premier accumulateur 12 et un deuxième accumulateur 14 structurellement identiques à ceux représentés sur la figure 1 , et agencés de la même façon.
L’ensemble 310 diffère par son organe de connexion 516 représenté sur la figure 10, et qui constitue une cinquième variante de l’organe de connexion 16 représenté sur la figure 1.
Dans l’organe de connexion 516, la partie centrale 48 présente une forme en « U » selon une première direction transversale T 1 qui n’est pas parallèle à l’épaisseur E, mais qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur E et à la direction de connexion C.
L’organe de connexion 516 présente également une épaisseur E1 faible selon la direction d’épaisseur E, ce qui lui permet d’être moins proéminent que la première borne 20 et la deuxième borne 24 représentées sur la figure 9. L’organe de connexion 516 est également prismatique dans la première direction transversale T1 c’est-à-dire parallèlement au plan P, et non perpendiculairement comme dans les autres organes de connexions précédemment décrits.
La base 62 de la partie centrale 48 est arrondie, et par exemple hémicirculaire, en vue selon la première direction transversale T1 comme dans l’organe de connexion 216 représenté sur la figure 6.
Les embouts 68, 70 de la première aile 46 et la deuxième aile 50 comportent des chanfreins 581, 582 adaptés pour faciliter l’insertion de l’organe de connexion 516 entre la première borne 20 et la deuxième borne 24 selon la direction d’épaisseur E. Cette insertion est figurée par une flèche F3 sur la figure 10.
Les chanfreins 580, 582 sont parallèles à la direction transversale T1 et s’évasent dans la deuxième direction transversale T2 en direction de la base 62 de la partie centrale 48, comme c’est le cas pour les chanfreins 80, 82 de l’organe de connexion 16 représenté sur la figure 4.
La première aile 46, la partie centrale 48 et la deuxième aile 50 sont beaucoup plus courtes que dans l’organe de connexion 16, puisqu’elles s’étendent dans la direction d’épaisseur E à l’intérieur de l’épaisseur E1, de façon à ce que l’organe de connexion 516 ne soit pas plus proéminent que les bornes dans la direction d’épaisseur E.
En revanche, la première aile 46, la partie centrale 48 et la deuxième aile 50 présentent une extension plus importante que celle de l’organe 16 dans la première direction transversale T 1 .
L’organe de connexion 516 est dépourvu du premier prolongement 52 et du deuxième prolongement 54.
En référence à la figure 11 , on décrit un ensemble 410 constituant une variante du mode de réalisation représenté sur la figure 1 . Seules les différences seront décrites en détail ci-après.
Les carters 25, 33 du premier accumulateur 12 et du deuxième accumulateur 14 ne sont plus en matière plastique, mais en un matériau métallique électriquement conducteur.
Des éléments 426, 438 électriquement isolants sont intercalés entre les faces de connexion 26, 38 et l’organe de connexion 16 afin d’éviter tout court-circuit.
Les éléments 426, 438 sont par exemple solidaires respectivement du premier accumulateur 12 et du deuxième accumulateur 14.
En variante, les éléments 426, 438 sont indépendants des accumulateurs.
Les éléments 426, 438 recouvrent tout ou partie des faces de connexion 26, 38, en particulier au voisinage de l’organe de connexion 16. Par exemple, les éléments 426, 438 sont en matière plastique, ou sont des plaques analogues à celles utilisées pour fabriquer des circuits imprimés. On pourra aussi utiliser en tant qu’éléments électriquement isolants 426, 438 les cartes électroniques (PCB, « flex circuit », SMU etc...) de mesure d’un ou plusieurs paramètres d’état des éléments électrochimiques (température, tension...).
En référence à la figure 12, on décrit un organe de connexion 616 constituant une variante de l’organe de connexion 16 représenté sur la figure 4. Seules les différences seront décrites en détail ci-après.
L’organe de connexion 616 est plus particulièrement mis en œuvre lorsque les carters 25, 33 sont en un matériau métallique électriquement conducteur.
L’organe de connexion 616 comprend un élément 618 électriquement isolant et adapté pour s’intercaler entre le corps 44 et les faces de connexion 26, 38 afin d’éviter tout court-circuit.
Par exemple, l’élément 618 est en matière plastique, ou est une plaque analogue à celles utilisées pour fabriquer des circuits imprimés. De même, on pourra aussi utiliser en tant qu’éléments électriquement isolants 618 les cartes électroniques (PCB, « flex circuit », SMU etc...) de mesure d’un ou plusieurs paramètres d’état des éléments électrochimiques (température, tension...).
L’élément 618 recouvre avantageusement toute la surface 58 du corps 44.

Claims

REVENDICATIONS
1. Organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) destiné à relier électriquement, et mécaniquement dans une direction de connexion (C), une surface latérale (18) d’une première borne (20 ; 220) d’un premier accumulateur (12) à une surface latérale (22) d’une deuxième borne (24 ; 124) d’un deuxième accumulateur (14), le premier accumulateur (12) et le deuxième accumulateur (14) ayant respectivement deux faces de connexion (26 ; 38) s’étendant selon un même plan (P) sensiblement parallèle à la direction de connexion (C), la première borne (20 ; 220) et la deuxième borne (24 ; 124) faisant saillie respectivement de l’une et de l’autre des deux faces de connexion (26, 38) selon une direction d’épaisseur (E) sensiblement perpendiculaire au plan (P), l’organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) comprenant un corps (44) métallique comportant, successivement dans la direction de connexion (C), une première aile (46) adaptée pour être soudée sur la surface latérale (18) de la première borne (20 ; 220), une partie centrale (48), et une deuxième aile (50) adaptée pour être soudée sur la surface latérale (22) de la deuxième borne (24 ; 124), la partie centrale (48) présentant une forme en « U » ou en « V » en vue selon une première direction transversale (T1), la première direction transversale (T1 ) étant parallèle à la direction d’épaisseur (E), ou perpendiculaire à la direction d’épaisseur (E) et à la direction de connexion (C), la première aile (46) et la deuxième aile (50) comprenant des embouts (68, 70) fixés respectivement sur une première jambe (64) et une deuxième jambe (66) de la partie centrale (48), et des parties allongées (72, 74) s’étendant à partir des embouts (68, 70) respectivement le long de la première jambe (64) et de la deuxième jambe (66) à l’extérieur du « U » ou du « V » vers une base (62) de la partie centrale (48) dans une deuxième direction transversale (T2) perpendiculaire à la première direction transversale (T1) et à la direction de connexion (C), les parties allongées (72, 74) étant à l’écart respectivement de la première jambe (64) et de la deuxième jambe (66) dans la direction de connexion (C), l’organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516) étant destiné à être moins proéminent ou à être au même niveau dans la direction d’épaisseur (E) qu’au moins l’une de la première borne (20 ; 220) et de la deuxième borne (24 ; 124).
2. Organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) selon la revendication 1 , dans lequel la première aile (46) et la deuxième aile (50) définissent respectivement une première surface de contact (88) et une deuxième surface de contact (90) planes et destinées à être soudées sur les surfaces latérales (18, 22) de la première borne (20 ; 220) et de la deuxième borne (24 ; 124).
3. Organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 616) selon la revendication 2, comprenant en outre :
- un premier prolongement (52) fixé sur la première aile (46) et s’étendant du côté opposé à la partie centrale (48) par rapport à la première aile (46) dans la direction de connexion (C), le premier prolongement (52) définissant une première surface de contact complémentaire (96) sensiblement perpendiculaire à la première surface de contact (88) et destinée à être soudée sur la première borne (20 ; 220), et
- un deuxième prolongement (54) fixé sur la deuxième aile (50) et s’étendant du côté opposé à la partie centrale (48) par rapport à la deuxième aile (50) dans la direction de connexion (C), le deuxième prolongement (54) définissant une deuxième surface de contact complémentaire (98) sensiblement perpendiculaire à la deuxième surface de contact (90) et destinée à être soudée sur la deuxième borne (24 ; 124).
4. Organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, présentant une symétrie par rapport à un plan (P’) perpendiculaire à la direction de connexion (C).
5. Organe dé connexion (16 ; 116 ; 316 ; 416 ; 516) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la première aile (46) et la deuxième aile (50) s’étendent parallèlement à la deuxième direction transversale (T2) dans une position non-montée de l’organe de connexion (16 ; 116 ; 316 ; 416 ; 516).
6. Organe dé connexion (16 ; 116 ; 216 ; 416 ; 516) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les parties allongées (72, 74) de la première aile (46) et de la deuxième aile (50), d’une part, et la partie centrale (48) du corps (44), d’autre part, présentent, à plus ou moins 10%, une même extension (E2) dans la deuxième direction transversale (T2).
7. Organe de connexion (16 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chacun des embouts (68, 70) de la première aile (46) et de la deuxième aile (50) comporte un chanfrein (68, 70 ; 580, 582) adapté pour permettre une insertion (F1) de l’organe de connexion (16 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516) entre la première borne (20 ; 220) et la deuxième borne (24 ; 124) dans la deuxième direction transversale (T2).
8. Organe de connexion (116) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chacune de la première aile (46) et de la deuxième aile (50), et optionnellement chacun des embouts (68, 70), comporte(nt) respectivement un chanfrein (172, 174, 180, 182) adapté pour permettre une insertion (F2) de l’organe de connexion (116) entre la première borne (20 ; 220) et la deuxième borne (24 ; 124) dans la première direction transversale (T1 ).
9. Organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le corps (44) est délimité dans la première direction transversale (T1) par deux surfaces (56, 58) sensiblement perpendiculaires à la première direction transversale (T1), et formées au moins par la partie centrale (48), la première aile (46) et la deuxième aile (50).
10. Organe de connexion (616) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant en outre au moins un élément (618) électriquement isolant et adapté pour s’intercaler entre le corps (44) et les deux faces de connexion (26, 38).
11. Ensemble (10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410) comprenant au moins un premier accumulateur (12), au moins un deuxième accumulateur (14), et au moins un organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, l’organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) reliant électriquement, et mécaniquement dans la direction de connexion (C), la surface latérale (18) de la première borne (20 ; 220) à la surface latérale (22) de la deuxième borne (24 ; 124), la première aile (46) étant soudée sur la surface latérale (18) de la première borne (20 ; 220), et la deuxième aile (50) étant soudée sur la surface latérale (22) de la deuxième borne (24 ; 124), l’organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616) étant moins proéminent dans la direction d’épaisseur (E) qu’au moins l’une de la première borne (20 ; 220) et de la deuxième borne (24 ; 124).
12. Ensemble (410) selon la revendication 11 , comprenant en outre des éléments (426, 438) électriquement isolants intercalés entre les deux faces de connexion (26, 38) et l’organe de connexion (16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ; 616).
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