EP4264728A1 - Ensemble pour une connexion electrique etanche - Google Patents

Ensemble pour une connexion electrique etanche

Info

Publication number
EP4264728A1
EP4264728A1 EP21851621.9A EP21851621A EP4264728A1 EP 4264728 A1 EP4264728 A1 EP 4264728A1 EP 21851621 A EP21851621 A EP 21851621A EP 4264728 A1 EP4264728 A1 EP 4264728A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electronic card
wall
orifice
assembly according
coating
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
EP21851621.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Noël CARMINATI
Matthieu Desbois-Renaudin
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.)
Wattalps
Original Assignee
Wattalps
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 Wattalps filed Critical Wattalps
Publication of EP4264728A1 publication Critical patent/EP4264728A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567Liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • H01M50/287Fixing of circuit boards to lids or covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H01M50/529Intercell connections through partitions, e.g. in a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to the sealing of electrical components.
  • the present invention relates to the sealing of the casings of electric battery modules, typically batteries of the lithium-ion type, cooled, typically by immersion.
  • Electric batteries such as lithium-ion batteries, comprise a positive terminal, a negative terminal and a connector for connecting them to a device to be supplied with electrical energy. They are generally made up of modules electrically connected to each other, in series and/or in parallel, each module comprising an assembly of cells, each cell comprising an electrochemical accumulator having a nominal voltage, typically 3.7 V, each module thus having voltages generally less than 60 V.
  • This assembly makes it possible in particular to reach electrical energy levels compatible with certain applications, such as transport.
  • the modules are very easily manipulated.
  • each module and/or each battery must be sufficiently sealed to resist external splashes, typically of liquid, but also prevent air humidity from entering the module.
  • Some of these batteries are cooled by immersion in a dielectric fluid. This type of cooling requires ensuring internal sealing and external sealing, both at the level of the module and of the battery, i.e. it is necessary to prevent any circulation of liquid from the external environment towards the interior of the module or the battery, but also from the interior of the module or the battery towards the external environment. This tightness must also not oppose the transmission of information, typically concerning the voltage and the temperature of each cell, between the inside and the outside of a module, for example by electronic means.
  • a known way of ensuring this tightness consists in using electronic connectors sealed to the circulation of fluid from the outside towards the inside of the cell, then to add a potting resin to make these connectors sealed against the circulation of fluid from the inside to the outside of the cell.
  • An object of the invention is to ensure the tightness of an electronic connector of a battery module, both from the outside of the module towards the inside of the module, and from the inside of the module towards the exterior of the module.
  • an assembly for a sealed electrical connection comprising: a wall having a first surface and a second surface, the second surface being opposite the first surface, a main orifice passing through the first surface and the second surface being formed within the wall for the arrangement of an electrical connector, a first groove being formed within the first surface around the main orifice, a second groove is formed within the second surface of the wall, around the main orifice, a first seal adapted to be housed inside the first groove and a second seal adapted to be housed inside the second groove , a first electronic card adapted to be connected to the electrical connector and comprising at least a first sealing portion adapted to compress the first seal when the first card e electronics is mounted fixed on the first surface of the wall, so as to prevent the circulation of a fluid through the main orifice, from the first surface towards the second surface of the wall, and a second electronic card adapted to be connected to the electrical connector (6) and to cooperate with the second seal, so as to prevent the circulation
  • the interaction between the first electronic card and the first seal it is possible to guarantee sealing through the wall. This makes it possible to prevent the circulation of a fluid from the zone where the first electronic card extends, typically the interior of a battery module casing, towards the opposite zone with respect to the wall, typically the exterior of the battery module housing.
  • the assembly may include at least one of the following characteristics, taken alone or in any combination:
  • At least one first electrical connection hole is made through the first electronic card, a first electronic component extending within the first electrical connection hole being welded to the first electronic card, the first electrical connection hole being also filled with a brazing material to prevent the circulation of a fluid through the main orifice, from the first surface towards the second surface of the wall,
  • the first electronic card comprises a rigid extra thickness forming the first sealing portion
  • At least one first electrical connection hole is made through the first electronic card and in the rigid extra thickness, a first electronic component extending within the first electrical connection hole being welded to the first electronic card, the first hole electrical connection being also filled with a brazing material to prevent the circulation of a fluid through the main orifice, from the first surface to the second surface of the wall,
  • At least one first through via is formed in the first electronic card and the portion of the first coating forming the first sealing portion, the first through via being positioned so as to ensure an electrical connection between, on the one hand, a first electronic track arranged on the first electronic card and encapsulated in the first coating and, on the other hand, an electrical connector,
  • the first electronic card is mounted fixed on the first surface of the wall by screwing
  • the second groove extends away from the main orifice and surrounds the main orifice
  • the second electronic card comprises at least a second sealing portion adapted to compress the second seal when the second electronic card is mounted fixed on the second surface of the wall, - it comprises a second coating surrounding the second electronic card and adapted to ensure the mounting of the second electronic card on the second surface of the wall,
  • the second coating surrounding the second electronic card and adapted to ensure the mounting of the second electronic card on the second surface of the wall, the second coating being further adapted to compress the second seal when the second electronic card is mounted fixed on the second surface of the wall,
  • the second through via being positioned so as to ensure an electrical connection between, on the one hand, a second electronic track arranged on the second electronic card and encapsulated in the second coating and, on the other hand, an electrical connector
  • At least one second electrical connection hole is made through the second electronic card, a second electronic component extending within the second electrical connection hole being welded to the second electronic card (4), the second connection hole electric being also filled with a brazing material to prevent the circulation of a fluid through the main orifice, from the second surface towards the first surface of the wall,
  • the second electronic card is mounted fixed on the second surface of the wall by screwing
  • the electrical connector arranged inside the main orifice, the electrical connector being connected to the first electronic card and to the second electronic card to transmit an electrical signal between the first electronic card and the second electronic card,
  • an evacuation orifice is made through the second electronic card and the second coating, and opens, on the one hand, within the main orifice and, on the other hand, at an external surface of the second coating, opposite the second surface of the wall, the assembly further comprising a membrane fixedly mounted on the second coating, at the level of the external surface of the second coating, so as to:
  • an electric battery module with immersion cooling comprising: a casing comprising a plurality of walls defining a sealed enclosure, a plurality of electrochemical accumulators being arranged within the enclosure, and an assembly as previously described, in which a wall of the casing forms the wall of the assembly, the first surface of the wall facing the enclosure.
  • the housing comprises a housing having a substantially parallelepiped shape and two covers hermetically closing the housing, in which the wall of the assembly is a wall of one of the two covers.
  • Figure 1 illustrates a perspective view of an electric battery module and an external electronic board.
  • Figure 2 illustrates an exploded view of an assembly for a sealed electrical connection according to an embodiment of the invention.
  • Figure 3 illustrates a sectional view of an assembly for a sealed electrical connection according to an embodiment of the invention.
  • Figure 4 illustrates a sectional view of an assembly for a sealed electrical connection according to an embodiment of the invention.
  • the term “flexible” means the property of an element of being able to deform and/or bend without breaking, typically so as to be able to be inserted into a box whose dimensions are less than at least a dimension of the flexible element. More precisely, a flexible element is deformable according to a minimum radius of curvature greater than or equal to 0.5 millimeters and less than or equal to 5 millimeters.
  • a rigid element is understood to mean the property of an element of being able to be compressed without deforming and/or breaking, typically in order to be able to transmit a pressure making it possible to ensure a tight connection. More precisely, a rigid element has a Young's modulus greater than or equal to 5 GPa and less than or equal to 50 GPa, and/or has a flexural strength greater than or equal to 150 MPa and less than or equal to 1000 MPa.
  • an electric battery comprises a plurality of modules 1 electrically connected to each other, in series and/or in parallel.
  • the electric battery is typically of the lithium-ion type.
  • Each module 1 comprises a casing 10, or trunk, comprising a plurality of walls 2, typically a casing 100 having a substantially parallelepipedic shape and two covers 101, 102 hermetically closing the casing 100, together defining a sealed enclosure 1000.
  • the term “tight” here means a seal against any type of fluid element, such as water and/or air, whether in their movement from the outside to the inside of the enclosure 1000, or from the inside to the outside of the enclosure 1000.
  • An assembly of cells is arranged within enclosure 1000, each cell comprising an electrochemical accumulator.
  • Such electric batteries have, for example, been described in document WO 2020/109714, in the name of the applicant.
  • At least one sensor is arranged inside the enclosure 1000.
  • This sensor is configured to emit a signal, preferably electrical, as a function of voltage and/or temperature values recorded at the level of one or more cells. This signal must then be collected for processing outside the 1000 enclosure.
  • an external electronic card 5 is advantageously attached to an external surface of a wall 2 of the casing 10, preferably a wall 2 of one of the two covers 101, 102, as shown in Figure 1.
  • An "external” element to the casing 10 is here defined as an element which is not in contact with the enclosure 1000 defined by the casing 10.
  • an element “internal” to the casing 10, such as the sensor or the cells, is here defined as an element which is in contact with the enclosure 1000 defined by the casing 10 .
  • connectors 50 are advantageously connected to the external electronic card 5, so as to transmit a signal from the external electronic card 5 to another element of the electric battery, typically an electric battery control server.
  • an internal electronic card 4 is attached at an internal surface 21 of a wall 2 of the casing 10, preferably of the wall 2 of the casing 10 on which the external electronic card 5 is attached, for example the wall 2 of one of the two covers 101, 102, as shown in Figure 2 .
  • the wall 2 of the housing 10, on which the internal electronic card 4 and the external electronic card 5 are attached therefore has an internal surface 21 and an external surface 22, opposite to the internal surface 21.
  • a main orifice 23 passing through the internal surface 21 and the external surface 22 is advantageously provided within the wall 2.
  • an electrical connector 6 is advantageously arranged inside the main orifice 23.
  • the electrical connector 6 is connected to the external electronic card 5 and to the internal electronic card 4 to transmit the signal emitted by the sensor between the internal electronic card 4 and the external electronic card 5.
  • the electrical connector 6 comprises a first portion connected to the external electronic card 5, preferably via a fixed assembly of the first portion on the external electronic card 5, typically by soldering, and a second portion connected to the internal electronic card 4, preferably via a fixed mounting of the second portion on the internal electronic card 4, typically by welding.
  • the first portion and the second portion are each configured to fit together with the other.
  • a tolerance preferably of at least 0.2 millimeters, is provided for the stroke necessary for the electrical connection of the first portion and the second portion of the electrical connector 6.
  • the signal is indeed transmitted between the card internal electronics 4 and the external electronics card 5.
  • the clearance allowed between the first portion and the second portion the electrical contact is established despite the differences in dimensions between the different parts.
  • main orifice 23 Since the presence of the main orifice 23 is likely to lead to a loss of tightness of the module through the wall 2 within which the main orifice 23 is provided, it is important to prevent the circulation of a fluid from inside towards the outside of the enclosure 1000, through the main orifice 23.
  • an internal groove 210 is formed within the internal surface 21 of the wall 2, around the main orifice 23.
  • an internal seal 3 is adapted to be housed inside the internal groove 210, as seen in Figures 2 to 4.
  • the internal electronic card 4 comprises at least a first sealing portion 40 adapted to compress the internal seal 3 when the internal electronic card 4 is mounted fixed on the internal surface 21 of the wall 2. In this way, the circulation of a fluid through the main orifice 23, from the internal surface 21 towards the external surface 22 of the wall 2, is prevented.
  • the first sealing portion 40 of the internal electronic card 4 can be made in different ways, depending, for example, on whether the internal electronic card 4 is rigid or flexible.
  • the first sealing portion 40 consists of any part of the internal electronic card 4 capable of compressing the internal seal 3 when the first flexible electronic card is mounted. fixed on the internal surface 21 of the wall 2.
  • the internal electronic card 4 is mounted fixed on the internal surface 21 of the wall 2 by screwing at least a part of the internal electronic card 4 rigid on the internal surface 21 of the wall 2.
  • the internal electronic card 4 can, in a first variant illustrated in FIGS. 2 to 4, comprise a rigid extra thickness 40 forming the first sealing portion 40.
  • the internal electronic card 4 is mounted fixed on the internal surface 21 of the wall 2 by screwing at least part of the rigid extra thickness 40 of the card internal electronics 4 on the internal surface 21 of the wall 2.
  • a first coating surrounds at least a part of the internal electronic card 4.
  • the first coating can, for example, take the form of an Epoxy electronic card resin coating, a resin of pressure encapsulation or glue.
  • at least a portion of the first coating forms the first sealing portion 40.
  • the internal electronic card 4 is mounted fixed on the internal surface 21 of the wall 2 by screwing at least a part of the first coating on the internal surface 21 of the wall 2. This method of fixing is however not limiting since the internal electronic card 4 can, itself, comprise fixing means on the internal surface 21 of the wall 2, typically by screwing for example by means of openings intended to receive fixing screws.
  • At least one first electrical connection orifice is advantageously made through the internal electronic card 4, a first electronic component (or connector) extending within of the first electrical connection hole by being welded to the internal electronic card 4. Furthermore, the first electrical connection hole is filled by a brazing material to prevent the circulation of a fluid through the main orifice 23, from the internal surface 21 towards the external surface 22 of the wall 2.
  • At least one first electrical connection orifice is advantageously provided passing through in the internal electronic card 4 and in the rigid extra thickness 40, a first component electronic (or connector) extending within the first electrical connection hole being welded to the internal electronic card 4. Furthermore, the first electrical connection hole is filled with a brazing material to prevent the circulation of a fluid through the main orifice 23, from the internal surface 21 towards the external surface 22 of the wall 2.
  • At least one first through via is advantageously provided in the internal electronic card 4 and the portion of the first coating forming the first sealing portion 40, the first through via being positioned so as to ensure an electrical connection between, on the one hand, a first electronic track arranged on the internal electronic card and encapsulated in the first coating and, on the other hand, the electrical connector 6.
  • a via is a metallized hole which makes it possible to establish an electrical connection between two layers. This mode of connection via the via prevents the first electronic track from creating roughness at the level of the internal seal 3, which would reduce the sealing of the interface between the internal electronic card 4 and the internal surface 21 of the wall 2.
  • an external groove 220 is advantageously provided within the external surface 22 of the wall 2, around the main orifice 23.
  • the external groove 220 extends away from the main orifice 23 and surrounds the main orifice 23.
  • an external seal 7 is adapted to be housed inside the external groove 220. The seal external sealing 7 cooperates with the external electronic card 5 so as to prevent the circulation of a fluid through the main orifice 23, from the external surface 22 towards the internal surface 21 of the wall 2. To do this, different embodiments can be considered.
  • the external electronic card 5 comprises at least a second sealing portion adapted to compress the external seal 7 when the external electronic card 5 is mounted fixed on the surface 22 of the wall 2.
  • a second coating 8 surrounds the external electronic card 5.
  • the second coating 8 is, for example, adapted to ensure the assembly of the external electronic card 5 on the external surface 22 of the wall 2, preferably by screwing.
  • This mode of attachment is however not limiting since the external electronic card 5 can, itself, comprise means of attachment to the outer surface 22 of the wall 2, typically by screwing, for example by means of openings intended to receive fixing screws, as seen in Figures 1 and 2.
  • the second coating 8 is advantageously sealed to ensure the protection of the electronic circuits of the external electronic card 5 and the corresponding electronic components.
  • a second coating 8 surrounds the external electronic card 5 and is adapted to compress the external seal 7 when the external electronic card 5 is mounted fixed on the external surface 22 of the wall 2.
  • the second coating 8 is suitable for mounting the external electronic card 5 on the external surface 22 of the wall 2, preferably by screwing. This method of attachment is however not limiting since the external electronic card 5 may itself comprise attachment means on the outer surface 22 of the wall 2, typically by screwing, for example by means of openings intended to receive fixing screws, . as seen in Figures 1 and 2.
  • At least a second through via is formed in the external electronic card 5, the second through via being positioned so as to ensure an electrical connection between, on the one hand, a second electronic track arranged on the external electronic card 5 and encapsulated in the second coating 8 and, on the other hand, the electrical connector 6.
  • This connection via the via prevents the second electronic track from creating roughness at the level of the external seal 7, which would reduce the sealing of the interface between the external electronic card 5 and the external surface 22 of the wall 2.
  • At least one second electrical connection orifice is formed through it in the external electronic card 5, a second electronic component extending within the second electrical connection orifice being welded to the external electronic card 5, the second electrical connection orifice being moreover filled with a brazing material to prevent the circulation of a fluid through the main orifice 23, from the external surface 22 towards the internal surface 21 of the wall 2.
  • the external electronic card 5 is itself sealed, in particular vis-à-vis external attack, such as rainwater. This sealing can for example be achieved by varnishing the external electronic card 5.
  • sealing from the outside to the inside of the enclosure 1000 can also be ensured if the portion of the electrical connector 6 connected to the external electronic card 5 and/or the portion of the electrical connector 6 connected to the internal electronic card 4, is (are) sealed.
  • an evacuation orifice 500 is made through the external electronic card 5 and the second coating 8, and opens, on the one hand, within the main orifice 23 and, on the other hand, at the level of an outer surface 80 of the second covering 8, opposite to the outer surface 22 of the wall 2.
  • a membrane 9, preferably of the Gore type is fixedly mounted on the second coating 8, at the level of the external surface 80 of the second coating 8, so as to: prevent a circulation of liquid within the evacuation orifice 500, from the external surface 80 of the second coating towards the main orifice 23, and allow circulation of air (and humidity) within the evacuation orifice 500, from the main orifice 23 towards the outer surface 80 of the second coating.
  • the humidity which accumulates within the main orifice 23 is advantageously evacuated to the outside of the casing 10.

Abstract

La présente invention concerne un ensemble pour une connexion électrique étanche comprenant : une paroi (2) présentant une première surface (21) et une deuxième surface (22), un orifice principal (23) traversant la première surface (21) et la deuxième surface (22) étant ménagé au sein de la paroi (2), une première gorge (210) étant ménagée au sein de la première surface (21) autour de l'orifice principal (23), un premier joint d'étanchéité (3) adapté pour être logé à l'intérieur de la première gorge (210), et une première carte électronique (4) comprenant au moins une première portion d'étanchéité (40) adaptée pour comprimer le premier joint d'étanchéité (3) lorsque la première carte électronique (4) est montée fixe sur la première surface (21) de la paroi (2), de sorte à empêcher la circulation d'un fluide à travers l'orifice principal (23), depuis la première surface (21) vers la deuxième surface (22) de la paroi (2).

Description

ENSEMBLE POUR UNE CONNEXION ELECTRIQUE ETANCHE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne l’étanchéité de composants électriques.
Plus précisément, la présente invention concerne l’étanchéité des carters de modules de batteries électriques, typiquement de batteries du type lithium-ions, à refroidissement, typiquement par immersion.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les batteries électriques, telles que celles lithium-ions, comprennent une borne positive, une borne négative et un connecteur pour les relier à un dispositif à alimenter en énergie électrique. Elles sont généralement composées de modules connectés électriquement entre eux, en série et/ou en parallèle, chaque module comprenant un assemblage de cellules, chaque cellule comprenant un accumulateur électrochimique présentant une tension nominale, typiquement 3,7 V, chaque module présentant ainsi des tensions généralement inférieures à 60 V. Cet assemblage permet notamment d’atteindre des niveaux d’énergie électrique compatibles avec certaines applications, comme le transport. En outre, les modules sont très facilement manipulables.
Dans ce type de batteries, il est important de pouvoir mesurer en permanence la tension délivrée par chaque cellule, mais aussi leur température, et ce afin de prévenir leur surchauffe. En outre, il est essentiel de pouvoir isoler électriquement chaque module afin de protéger leurs utilisateurs. Enfin, il faut que chaque module et/ou chaque batterie puisse être suffisamment étanche pour résister aux projections extérieures, typiquement de liquide, mais aussi empêcher que l’humidité de l’air ne pénètre à l’intérieur du module.
Certaines de ces batteries sont refroidies par immersion dans un fluide diélectrique. Ce type de refroidissement nécessite d’assurer l’étanchéité interne et l’étanchéité externe, tant au niveau du module que de la batterie, c’est-à-dire qu’il est nécessaire d’empêcher toute circulation de liquide de l'environnement extérieur vers l’intérieur du module ou de la batterie, mais aussi de l’intérieur du module ou de la batterie vers l’environnement extérieur. Cette étanchéité doit en outre ne pas s’opposer à la transmission d’information, typiquement concernant la tension et la température de chaque cellule, entre l’intérieur et l’extérieur d’un module, par exemple par voie électronique.
Une manière connue d’assurer cette étanchéité consiste à utiliser des connecteurs électroniques étanches à la circulation de fluide de l’extérieur vers l’intérieur de la cellule, puis à ajouter une résine d’enrobage pour rendre ces connecteurs étanches à la circulation de fluide de l’intérieur vers l’extérieur de la cellule.
Néanmoins cette technique est complexe et coûteuse. En outre, elle n’apporte pas entière satisfaction puisque du fluide peut remonter par capillarité à l’intérieur des câbles de connexion électrique permettant de relier la cellule à l’environnement extérieur. Enfin, elle entrave le démontage du module, qui est nécessaire par exemple en vue de son recyclage.
Il existe donc un besoin de surmonter au moins un des inconvénients de l’état de la technique.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un but de l’invention est d’assurer l’étanchéité d’un connecteur électronique d’un module de batterie, à la fois de l’extérieur du module vers l’intérieur du module, et de l’intérieur du module vers l’extérieur du module.
Il est à cet effet proposé, selon un aspect de l’invention, un ensemble pour une connexion électrique étanche comprenant : une paroi présentant une première surface et une deuxième surface, la deuxième surface étant opposée à la première surface, un orifice principal traversant la première surface et la deuxième surface étant ménagé au sein de la paroi pour l’agencement d’un connecteur électrique, une première gorge étant ménagée au sein de la première surface autour de l’orifice principal, une deuxième gorge est ménagée au sein de la deuxième surface de la paroi, autour de l’orifice principal, un premier joint d’étanchéité adapté pour être logé à l’intérieur de la première gorge et un deuxième joint d’étanchéité adapté pour être logé à l’intérieur de la deuxième gorge, une première carte électronique adaptée pour être connectée au connecteur électrique et comprenant au moins une première portion d’étanchéité adaptée pour comprimer le premier joint d’étanchéité lorsque la première carte électronique est montée fixe sur la première surface de la paroi, de sorte à empêcher la circulation d'un fluide à travers l’orifice principal, depuis la première surface vers la deuxième surface de la paroi, et une deuxième carte électronique adaptée pour être connectée au connecteur électrique (6) et pour coopérer avec le deuxième joint d'étanchéité, de sorte à empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal, depuis la deuxième surface vers la première surface de la paroi. Grâce notamment à l’interaction entre la première carte électronique et le premier joint d’étanchéité, il est possible de garantir l'étanchéité au travers de la paroi. Ceci permet de prévenir la circulation d’un fluide depuis la zone où s’étend la première carte électronique, typiquement l’intérieur d’un carter de module de batterie, vers la zone opposée par rapport à la paroi, typiquement l’extérieur du carter de module de batterie.
Avantageusement, mais facultativement, l’ensemble peut comprendre l’une au moins parmi les caractéristiques suivantes, prise seule ou dans une quelconque combinaison :
- la première carte électronique est rigide,
- au moins un premier orifice de connexion électrique est ménagé traversant dans la première carte électronique, un premier composant électronique s’étendant au sein du premier orifice de connexion électrique en étant soudé à la première carte électronique, le premier orifice de connexion électrique étant par ailleurs comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal, depuis la première surface vers la deuxième surface de la paroi,
- la première carte électronique est flexible,
- la première carte électronique comprend une surépaisseur rigide formant la première portion d’étanchéité,
- au moins un premier orifice de connexion électrique est ménagé traversant dans la première carte électronique et dans la surépaisseur rigide, un premier composant électronique s’étendant au sein du premier orifice de connexion électrique en étant soudé à la première carte électronique, le premier orifice de connexion électrique étant par ailleurs comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal, depuis la première surface vers la deuxième surface de la paroi,
- il comprend un premier revêtement entourant au moins une partie de la première carte électronique, au moins une portion du premier revêtement formant la première portion d’étanchéité,
- au moins un premier via traversant est ménagé dans la première carte électronique et la portion du premier revêtement formant la première portion d’étanchéité, le premier via traversant étant positionné de sorte à assurer une connexion électrique entre, d’une part, une première piste électronique agencée sur la première carte électronique et encapsulée dans le premier revêtement et, d’autre part, un connecteur électrique,
- la première carte électronique est montée fixe sur la première surface de la paroi par vissage,
- la deuxième gorge s’étend à distance de l’orifice principal et entoure l’orifice principal,
- la deuxième carte électronique comprend au moins une deuxième portion d’étanchéité adaptée pour comprimer le deuxième joint d’étanchéité lorsque la deuxième carte électronique est montée fixe sur la deuxième surface de la paroi, - il comprend un deuxième revêtement entourant la deuxième carte électronique et adapté pour assurer le montage de la deuxième carte électronique sur la deuxième surface de la paroi,
- il comprend un deuxième revêtement entourant la deuxième carte électronique et adapté pour assurer le montage de la deuxième carte électronique sur la deuxième surface de la paroi, le deuxième revêtement étant en outre adapté pour comprimer le deuxième joint d’étanchéité lorsque la deuxième carte électronique est montée fixe sur la deuxième surface de la paroi,
- au moins un deuxième via traversant est ménagé dans la deuxième carte électronique, le deuxième via traversant étant positionné de sorte à assurer une connexion électrique entre, d’une part, une deuxième piste électronique agencée sur la deuxième carte électronique et encapsulée dans le deuxième revêtement et, d’autre part, un connecteur électrique,
- au moins un deuxième orifice de connexion électrique est ménagé traversant dans la deuxième carte électronique, un deuxième composant électronique s’étendant au sein du deuxième orifice de connexion électrique en étant soudé à la deuxième carte électronique (4), le deuxième orifice de connexion électrique étant par ailleurs comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d'un fluide à travers l’orifice principal, depuis la deuxième surface vers la première surface de la paroi,
- la deuxième carte électronique est montée fixe sur la deuxième surface de la paroi par vissage,
- il comprend un connecteur électrique agencé à l’intérieur de l’orifice principal, le connecteur électrique étant connecté à la première carte électronique et à la deuxième carte électronique pour transmettre un signal électrique entre la première carte électronique et la deuxième carte électronique,
- un orifice d’évacuation est ménagé traversant dans la deuxième carte électronique et le deuxième revêtement, et débouche, d’une part, au sein de l’orifice principal et, d’autre part, au niveau d’une surface externe du deuxième revêtement, opposée à la deuxième surface de la paroi, l’ensemble comprenant en outre une membrane montée fixe sur le deuxième revêtement, au niveau de la surface externe du deuxième revêtement, de sorte à :
* empêcher une circulation de liquide au sein de l’orifice d’évacuation, depuis la surface externe du deuxième revêtement vers l'orifice principal, et
* autoriser une circulation d’air au sein de l'orifice d'évacuation, depuis l’orifice principal vers la surface externe du deuxième revêtement.
Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un module de batterie électrique à refroidissement par immersion, comprenant : un carter comprenant une pluralité de parois définissant une enceinte étanche, une pluralité d'accumulateurs électrochimiques étant agencés au sein de l’enceinte, et un ensemble tel que précédemment décrit, dans lequel une paroi du carter forme la paroi de l’ensemble, la première surface de la paroi étant en regard de l’enceinte.
Avantageusement, mais facultativement, le carter comprend un boîtier présentant une forme sensiblement parallélépipédique et deux capots fermant hermétiquement le boîtier, dans lequel la paroi de l’ensemble est une paroi de l’un des deux capots.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 illustre une vue en perspective d’un module de batterie électrique et d’une carte électronique externe.
La figure 2 illustre une vue éclatée d’un ensemble pour une connexion électrique étanche selon un exemple de réalisation de l’invention.
La figure 3 illustre une vue en coupe d’un ensemble pour une connexion électrique étanche selon un exemple de réalisation de l’invention.
La figure 4 illustre une vue en coupe d’un ensemble pour une connexion électrique étanche selon un exemple de réalisation de l’invention.
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
Dans tout ce qui va suivre, on entend par « flexible » la propriété d’un élément de pouvoir se déformer et/ou être courbé sans se casser, typiquement de façon à pouvoir être inséré dans un boîtier dont les dimensions sont inférieures à au moins une dimension de l’élément flexible. Plus précisément, un élément flexible est déformable selon un rayon de courbure minimum supérieur ou égal à 0,5 millimètre et inférieur ou égal à 5 millimètres.
De même, on entend par « rigide » la propriété d’un élément de pouvoir être comprimé sans se déformer et/ou se briser, typiquement pour pouvoir transmettre une pression permettant d’assurer une liaison étanche. Plus précisément, un élément rigide présente un module d’Young supérieur ou égal à 5 GPa et inférieur ou égal à 50 GPa, et/ou présente une résistance à la flexion supérieure ou égale à 150 MPa et inférieure ou égale à 1000 MPa.
En référence à la figure 1 , une batterie électrique comprend une pluralité de modules 1 connectés électriquement entre eux, en série et/ou en parallèle. La batterie électrique est typiquement du type lithium-ions.
Chaque module 1 comprend un carter 10, ou coffre, comprenant une pluralité de parois 2, typiquement un boîtier 100 présentant une forme sensiblement parallélépipédique et deux capots 101 , 102 fermant hermétiquement le boîtier 100, définissant ensemble une enceinte 1000 étanche. Le terme « étanche » s’entend ici d’une étanchéité à tout type d’élément fluide, tel que l’eau et/ou l’air, que ce soit dans leur mouvement de l’extérieur vers l’intérieur de l’enceinte 1000, ou de l’intérieur vers l’extérieur de l’enceinte 1000.
Un assemblage de cellules est agencé au sein de l’enceinte 1000, chaque cellule comprenant un accumulateur électrochimique.
De telles batteries électriques ont, par exemple, été décrites dans le document WO 2020/109714, au nom de la demanderesse.
Afin de pouvoir mesurer au moins une parmi la tension délivrée par chaque cellule et la température de chaque cellule, au moins un capteur est agencé à l’intérieur de l'enceinte 1000. Ce capteur est configuré pour émettre un signal, de préférence électrique, en fonction de valeurs de tension et/ou de température relevées au niveau d’une ou plusieurs cellules. Ce signal doit ensuite être recueilli pour être traité à l’extérieur de l’enceinte 1000.
En référence à la figure 1 , en vue de faire transiter ce signal émis par le capteur depuis l’intérieur vers l’extérieur de l’enceinte 1000, une carte électronique externe 5 est avantageusement rapportée au niveau d’une surface externe d’une paroi 2 du carter 10, de préférence une paroi 2 de l’un des deux capots 101 , 102, comme visible sur la figure 1. Un élément « externe » au carter 10 est ici défini comme un élément qui n’est pas en contact avec l’enceinte 1000 définie par le carter 10. Réciproquement, un élément « interne » au carter 10, tel que le capteur ou les cellules, est ici défini comme un élément qui est en contact avec l’enceinte 1000 définie par le carter 10.
Comme visible sur la figure 1 , des connecteurs 50, de préférence de type électrique, sont avantageusement reliés à la carte électronique externe 5, de façon à faire transiter un signal depuis la carte électronique externe 5 vers un autre élément de la batterie électrique, typiquement un serveur de contrôle de la batterie électrique.
En référence aux figures 2 à 4, en vue de faire transiter le signal émis par le capteur depuis l’intérieur de l’enceinte 1000 vers la carte électronique externe 5, une carte électronique interne 4 est rapportée au niveau d’une surface interne 21 d’une paroi 2 du carter 10, de préférence de la paroi 2 du carter 10 sur laquelle est rapportée la carte électronique externe 5, par exemple la paroi 2 de l’un des deux capots 101 , 102, comme visible sur la figure 2. En référence aux figures 3 et 4, la paroi 2 du carter 10, sur laquelle sont rapportées la carte électronique interne 4 et la carte électronique externe 5, présente donc une surface interne 21 et une surface externe 22, opposée à la surface interne 21. Comme visible sur les figures 3 et 4, mais également sur les figures 1 et 2, un orifice principal 23 traversant la surface interne 21 et la surface externe 22 est avantageusement ménagé au sein de la paroi 2.
Comme visible sur les figures 3 et 4, un connecteur électrique 6 est avantageusement agencé à l’intérieur de l’orifice principal 23. Le connecteur électrique 6 est connecté à la carte électronique externe 5 et à la carte électronique interne 4 pour transmettre le signal émis par le capteur entre la carte électronique interne 4 et la carte électronique externe 5. Dans une variante avantageuse, le connecteur électrique 6 comprend une première portion connectée à la carte électronique externe 5, de préférence par l’intermédiaire d’un montage fixe de la première portion sur la carte électronique externe 5, typiquement par soudage, et une deuxième portion connectée à la carte électronique interne 4, de préférence par l’intermédiaire d’un montage fixe de la deuxième portion sur la carte électronique interne 4, typiquement par soudage. Dans cette variante, la première portion et la deuxième portion sont, chacune, configurée pour s’emboîter avec l’autre. Avantageusement, une tolérance, de préférence d’au moins 0,2 millimètre, est prévue pour la course nécessaire à la connexion électrique de la première portion et de la deuxième portion du connecteur électrique 6. Ainsi, le signal est bien transmis entre la carte électronique interne 4 et la carte électronique externe 5. En effet, grâce au jeu autorisé entre la première portion et la deuxième portion, le contact électrique est établi malgré les écarts de dimensions entre les différentes pièces.
La présence de l’orifice principal 23 étant susceptible d’entraîner une perte d’étanchéité du module au travers de la paroi 2 au sein de laquelle l’orifice principal 23 est ménagé, il est important de prévenir la circulation d’un fluide depuis l’intérieur vers l’extérieur de l’enceinte 1000, à travers l’orifice principal 23.
A cet égard, comme visible sur les figures 3 et 4, une gorge interne 210 est ménagée au sein de la surface interne 21 de la paroi 2, autour de l’orifice principal 23. En outre, un joint d’étanchéité interne 3 est adapté pour être logé à l’intérieur de la gorge interne 210, comme visible sur les figures 2 à 4. Enfin, la carte électronique interne 4 comprend au moins une première portion d’étanchéité 40 adaptée pour comprimer le joint d’étanchéité interne 3 lorsque la carte électronique interne 4 est montée fixe sur la surface interne 21 de la paroi 2. De cette manière, la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal 23, depuis la surface interne 21 vers la surface externe 22 de la paroi 2, est empêchée.
La première portion d’étanchéité 40 de la carte électronique interne 4 peut être réalisée de différentes manières, selon, par exemple, que la carte électronique interne 4 est rigide ou flexible. Dans un mode de réalisation où la carte électronique interne 4 est rigide, la première portion d'étanchéité 40 est constituée par toute partie de la carte électronique interne 4 susceptible de comprimer le joint d’étanchéité interne 3 lorsque la première carte électronique flexible est montée fixe sur la surface interne 21 de la paroi 2. Avantageusement, la carte électronique interne 4 est montée fixe sur la surface interne 21 de la paroi 2 par vissage d’au moins une partie de la carte électronique interne 4 rigide sur la surface interne 21 de la paroi 2.
Dans un mode de réalisation où la carte électronique interne 4 est flexible, comme illustré sur les figures 2 à 4, la carte électronique interne 4 peut, dans une première variante illustrée sur les figures 2 à 4, comprendre une surépaisseur rigide 40 formant la première portion d’étanchéité 40. Avantageusement, comme visible sur les figures 2 à 4, la carte électronique interne 4 est montée fixe sur la surface interne 21 de la paroi 2 par vissage d’au moins une partie de la surépaisseur rigide 40 de la carte électronique interne 4 sur la surface interne 21 de la paroi 2.
Dans une deuxième variante de ce mode de réalisation, un premier revêtement entoure au moins une partie de la carte électronique interne 4. Le premier revêtement peut, par exemple, prendre la forme d’un résinage de carte électronique Epoxy, d’une résine d’encapsulage sous pression ou d’une colle. Dans ce cas, au moins une portion du premier revêtement forme la première portion d’étanchéité 40. Avantageusement, la carte électronique interne 4 est montée fixe sur la surface interne 21 de la paroi 2 par vissage d’au moins une partie du premier revêtement sur la surface interne 21 de la paroi 2. Ce mode de fixation n’est toutefois pas limitatif puisque la carte électronique interne 4 peut, elle-même, comprendre des moyens de fixation sur la surface interne 21 de la paroi 2, typiquement par vissage par exemple au moyen d’ouvertures destinées à recevoir des vis de fixation.
Quelle que soit la rigidité (ou la flexibilité) de la carte électronique interne 4, il est nécessaire de faire transiter le signal depuis des pistes de la carte électronique interne 4, qui s’étendent sur la surface de la carte électronique interne 4 opposée à la surface de la carte électronique interne 4 qui vient en contact avec le joint d’étanchéité interne 3. En outre, cette transmission du signal doit pourvoir être mise en œuvre en préservant l’étanchéité du carter 10, notamment en préservant l'étanchéité de la connexion électrique entre la carte électronique interne 4 et la carte électronique externe 5.
Pour ce faire, dans le mode de réalisation où la carte électronique interne 4 est rigide, au moins un premier orifice de connexion électrique est avantageusement ménagé traversant dans la carte électronique interne 4, un premier composant (ou connecteur) électronique s’étendant au sein du premier orifice de connexion électrique en étant soudé à la carte électronique interne 4. Par ailleurs, le premier orifice de connexion électrique est comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal 23, depuis la surface interne 21 vers la surface externe 22 de la paroi 2.
De la même manière, dans la première variante du mode de réalisation où la carte électronique interne 4 est flexible, au moins un premier orifice de connexion électrique est avantageusement ménagé traversant dans la carte électronique interne 4 et dans la surépaisseur rigide 40, un premier composant (ou connecteur) électronique s’étendant au sein du premier orifice de connexion électrique en étant soudé à la carte électronique interne 4. Par ailleurs, le premier orifice de connexion électrique est comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal 23, depuis la surface interne 21 vers la surface externe 22 de la paroi 2.
Enfin, dans la deuxième variante du mode de réalisation où la carte électronique interne 4 est flexible, au moins un premier via traversant est avantageusement ménagé dans la carte électronique interne 4 et la portion du premier revêtement formant la première portion d’étanchéité 40, le premier via traversant étant positionné de sorte à assurer une connexion électrique entre, d’une part, une première piste électronique agencée sur la carte électronique interne et encapsulée dans le premier revêtement et, d’autre part, le connecteur électrique 6. De manière générale, un via est un trou métallisé qui permet d'établir une liaison électrique entre deux couches. Ce mode de connexion par le via évite que la première piste électronique ne crée des aspérités au niveau du joint d’étanchéité interne 3, ce qui réduirait l’étanchéité de l’interface entre la carte électronique interne 4 et la surface interne 21 de la paroi 2.
Il est en outre préférable de prévenir la circulation d’un fluide depuis l’extérieur vers l’intérieur de l’enceinte 1000, à travers l’orifice principal 23.
A cet égard, comme visible sur les figures 1 à 4, une gorge externe 220 est avantageusement ménagée au sein de la surface externe 22 de la paroi 2, autour de l’orifice principal 23. De préférence, comme visible sur la figure 2, la gorge externe 220 s’étend à distance de l’orifice principal 23 et entoure l’orifice principal 23. De plus, un joint d’étanchéité externe 7 est adapté pour être logé à l’intérieur de la gorge externe 220. Le joint d’étanchéité externe 7 coopère avec la carte électronique externe 5 de sorte à empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal 23, depuis la surface externe 22 vers la surface interne 21 de la paroi 2. Pour ce faire, différents modes de réalisation peuvent être envisagés.
En référence aux figures 1 à 4, dans un mode de réalisation, la carte électronique externe 5 comprend au moins une deuxième portion d’étanchéité adaptée pour comprimer le joint d'étanchéité externe 7 lorsque la carte électronique externe 5 est montée fixe sur la surface externe 22 de la paroi 2. Dans une variante de ce mode de réalisation, également illustrée sur les figures 1 à 4, un deuxième revêtement 8 entoure la carte électronique externe 5. Le deuxième revêtement 8 est, par exemple, adapté pour assurer le montage de la carte électronique externe 5 sur la surface externe 22 de la paroi 2, de préférence par vissage. Ce mode de fixation n’est toutefois pas limitatif puisque la carte électronique externe 5 peut, elle- même, comprendre des moyens de fixation sur la surface externe 22 de la paroi 2, typiquement par vissage, par exemple au moyen d’ouvertures destinées à recevoir des vis de fixation, comme visible sur les figures 1 et 2. En tout état de cause, le deuxième revêtement 8 est avantageusement étanche afin d’assurer la protection des circuits électroniques de la carte électronique externe 5 et des composants électroniques correspondant.
Dans un autre mode de réalisation, un deuxième revêtement 8 entoure la carte électronique externe 5 et est adapté pour comprimer le joint d’étanchéité externe 7 lorsque la carte électronique externe 5 est montée fixe sur la surface externe 22 de la paroi 2. Dans une variante, le deuxième revêtement 8 est adapté pour assurer le montage de la carte électronique externe 5 sur la surface externe 22 de la paroi 2, de préférence par vissage. Ce mode de fixation n’est toutefois pas limitatif puisque la carte électronique externe 5 peut, elle- même, comprendre des moyens de fixation sur la surface externe 22 de la paroi 2, typiquement par vissage, par exemple au moyen d’ouvertures destinées à recevoir des vis de fixation, . comme visible sur les figures 1 et 2.
Quel que soit le mode de réalisation de la carte électronique externe 5, il est nécessaire de faire transiter le signal par des pistes de la carte électronique externe 5, qui s’étendent sur la surface de la carte électronique externe 5 opposée à la surface de la carte électronique externe 5 qui vient en contact avec la surface externe 22 de la paroi 2. En outre, cette transmission du signal doit pouvoir être mise en œuvre en préservant l’étanchéité du carter 10.
Pour ce faire, dans un mode de réalisation, au moins un deuxième via traversant est ménagé dans la carte électronique externe 5, le deuxième via traversant étant positionné de sorte à assurer une connexion électrique entre, d’une part, une deuxième piste électronique agencée sur la carte électronique externe 5 et encapsulée dans le deuxième revêtement 8 et, d’autre part, le connecteur électrique 6. Cette connexion par le via évite que la deuxième piste électronique ne crée des aspérités au niveau du joint d’étanchéité externe 7, ce qui réduirait l’étanchéité de l’interface entre la carte électronique externe 5 et la surface externe 22 de la paroi 2.
En variante, ou en complément, au moins un deuxième orifice de connexion électrique est ménagé traversant dans la carte électronique externe 5, un deuxième composant électronique s’étendant au sein du deuxième orifice de connexion électrique en étant soudé à la carte électronique externe 5, le deuxième orifice de connexion électrique étant par ailleurs comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal 23, depuis la surface externe 22 vers la surface interne 21 de la paroi 2. Dans un mode de réalisation, la carte électronique externe 5 est elle-même rendue étanche, notamment vis-à-vis d’agressions extérieures, comme l’eau de pluie. Cette étanchéité peut par exemple être réalisé par vernissage de la carte électronique externe 5.
Dans un mode de réalisation, l’étanchéité de l’extérieur vers l’intérieur de l’enceinte 1000 peut également être assurée si la portion du connecteur électrique 6 connectée à la carte électronique externe 5 et/ou la portion du connecteur électrique 6 connectée à la carte électronique interne 4, est (sont) étanche(s).
En référence à la figure 4, dans un mode de réalisation, un orifice d’évacuation 500 est ménagé traversant dans la carte électronique externe 5 et le deuxième revêtement 8, et débouche, d’une part, au sein de l’orifice principal 23 et, d’autre part, au niveau d’une surface externe 80 du deuxième revêtement 8, opposée à la surface externe 22 de la paroi 2. En outre, une membrane 9, de préférence de type Gore, est montée fixe sur le deuxième revêtement 8, au niveau de la surface externe 80 du deuxième revêtement 8, de sorte à : empêcher une circulation de liquide au sein de l’orifice d’évacuation 500, depuis la surface externe 80 du deuxième revêtement vers l’orifice principal 23, et autoriser une circulation d’air (et d’humidité) au sein de l’orifice d’évacuation 500, depuis l’orifice principal 23 vers la surface externe 80 du deuxième revêtement.
Dans ce mode de réalisation, l’humidité qui s’accumule au sein de l’orifice principal 23 est avantageusement évacuée vers l’extérieur du carter 10.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Ensemble pour une connexion électrique étanche comprenant : une paroi (2) présentant une première surface (21 ) et une deuxième surface (22), la deuxième surface (22) étant opposée à la première surface (21 ), un orifice principal (23) traversant la première surface (21 ) et la deuxième surface (22) étant ménagé au sein de la paroi (2) pour l’agencement d’un connecteur électrique (6), une première gorge (210) étant ménagée au sein de la première surface (21 ) autour de l’orifice principal (23), une deuxième gorge (220) est ménagée au sein de la deuxième surface (22) de la paroi (2), autour de l’orifice principal (23), un premier joint d’étanchéité (3) adapté pour être logé à l’intérieur de la première gorge (210) et un deuxième joint d’étanchéité (7) adapté pour être logé à l’intérieur de la deuxième gorge (220), une première carte électronique (4) adaptée pour être connectée au connecteur électrique (6) et comprenant au moins une première portion d’étanchéité (40) adaptée pour comprimer le premier joint d’étanchéité (3) lorsque la première carte électronique (4) est montée fixe sur la première surface (21 ) de la paroi (2), de sorte à empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal (23), depuis la première surface (21 ) vers la deuxième surface (22) de la paroi (2), et une deuxième carte électronique (5) adaptée pour être connectée au connecteur électrique (6) et pour coopérer avec le deuxième joint d’étanchéité (7), de sorte à empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal (23), depuis la deuxième surface (22) vers la première surface (21 ) de la paroi (2).
2. Ensemble selon la revendication 1 , dans lequel la première carte électronique (4) est rigide.
3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel dans lequel au moins un premier orifice de connexion électrique est ménagé traversant dans la première carte électronique (4), un premier composant électronique s’étendant au sein du premier orifice de connexion électrique en étant soudé à la première carte électronique (4), le premier orifice de connexion électrique étant par ailleurs comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal (23), depuis la première surface (21 ) vers la deuxième surface (22) de la paroi (2).
4. Ensemble selon la revendication 1 , dans lequel la première carte électronique (4) est flexible.
5. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel la première carte électronique (4) comprend une surépaisseur rigide (40) formant la première portion d'étanchéité (40).
6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel au moins un premier orifice de connexion électrique est ménagé traversant dans la première carte électronique (4) et dans la surépaisseur rigide (40), un premier composant électronique s’étendant au sein du premier orifice de connexion électrique en étant soudé à la première carte électronique (4), le premier orifice de connexion électrique étant par ailleurs comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal (23), depuis la première surface (21 ) vers la deuxième surface (22) de la paroi (2).
7. Ensemble selon la revendication 4, comprenant un premier revêtement entourant au moins une partie de la première carte électronique (4), au moins une portion du premier revêtement formant la première portion d’étanchéité (40).
8. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel au moins un premier via traversant est ménagé dans la première carte électronique (4) et la portion du premier revêtement formant la première portion d’étanchéité (40), le premier via traversant étant positionné de sorte à assurer une connexion électrique entre, d’une part, une première piste électronique agencée sur la première carte électronique (4) et encapsulée dans le premier revêtement et, d’autre part, un connecteur électrique (6).
9. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la première carte électronique (4) est montée fixe sur la première surface (21 ) de la paroi (2) par vissage.
10. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel la deuxième gorge (220) s’étend à distance de l’orifice principal (23) et entoure l’orifice principal (23).
11. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la deuxième carte électronique (5) comprend au moins une deuxième portion d’étanchéité adaptée pour comprimer le deuxième joint d’étanchéité (7) lorsque la deuxième carte électronique (5) est montée fixe sur la deuxième surface (22) de la paroi (2).
12. Ensemble selon la revendication 11 , comprenant un deuxième revêtement (8) entourant la deuxième carte électronique (5) et adapté pour assurer le montage de la deuxième carte électronique (5) sur la deuxième surface (22) de la paroi (2). 14
13. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant un deuxième revêtement (8) entourant la deuxième carte électronique (5) et adapté pour assurer le montage de la deuxième carte électronique (5) sur la deuxième surface (22) de la paroi (2), le deuxième revêtement (8) étant en outre adapté pour comprimer le deuxième joint d’étanchéité (7) lorsque la deuxième carte électronique (5) est montée fixe sur la deuxième surface (22) de la paroi (2).
14. Ensemble selon l’une des revendications 12 et 13, dans lequel au moins un deuxième via traversant est ménagé dans la deuxième carte électronique (5), le deuxième via traversant étant positionné de sorte à assurer une connexion électrique entre, d’une part, une deuxième piste électronique agencée sur la deuxième carte électronique (4) et encapsulée dans le deuxième revêtement et, d’autre part, un connecteur électrique (6).
15. Ensemble selon l’une des revendications 11 à 13, dans lequel au moins un deuxième orifice de connexion électrique est ménagé traversant dans la deuxième carte électronique
(5), un deuxième composant électronique s’étendant au sein du deuxième orifice de connexion électrique en étant soudé à la deuxième carte électronique (5), le deuxième orifice de connexion électrique étant par ailleurs comblé par un matériau de brasure pour empêcher la circulation d’un fluide à travers l’orifice principal (23), depuis la deuxième surface (22) vers la première surface (21 ) de la paroi (2).
16. Ensemble selon l’une des revendications 11 à 15, dans lequel la deuxième carte électronique (5) est montée fixe sur la deuxième surface (22) de la paroi (2) par vissage.
17. Ensemble selon l’une des revendications 11 à 16, comprenant un connecteur électrique
(6) agencé à l’intérieur de l’orifice principal (23), le connecteur électrique (6) étant connecté à la première carte électronique (4) et à la deuxième carte électronique (5) pour transmettre un signal électrique entre la première carte électronique (4) et la deuxième carte électronique (5).
18. Ensemble selon l’une des revendications 12 à 16, dans lequel un orifice d’évacuation (500) est ménagé traversant dans la deuxième carte électronique (5) et le deuxième revêtement (8), et débouche, d'une part, au sein de l'orifice principal (23) et, d'autre part, au niveau d’une surface externe (80) du deuxième revêtement (8), opposée à la deuxième surface (22) de la paroi (2), l’ensemble comprenant en outre une membrane (9) montée fixe sur le deuxième revêtement (8), au niveau de la surface externe (80) du deuxième revêtement (8), de sorte à : empêcher une circulation de liquide au sein de l’orifice d’évacuation (500), depuis la surface externe (80) du deuxième revêtement (8) vers l’orifice principal (23), et 15 autoriser une circulation d’air au sein de l’orifice d'évacuation (500), depuis l’orifice principal (23) vers la surface externe (80) du deuxième revêtement (8).
19. Module de batterie électrique à refroidissement par immersion, comprenant : un carter (10) comprenant une pluralité de parois (2) définissant une enceinte (1000) étanche, une pluralité d’accumulateurs électrochimiques étant agencés au sein de l’enceinte (1000), et un ensemble selon l’une des revendications 1 à 18, dans lequel une paroi (2) du carter (10) forme la paroi (2) de l’ensemble, la première surface (21) de la paroi (2) étant en regard de l’enceinte (1000).
20. Module selon la revendication 19, dans lequel le carter (10) comprend un boîtier (100) présentant une forme sensiblement parallélépipédique et deux capots (101 , 102) fermant hermétiquement le boîtier (100), dans lequel la paroi (2) de l’ensemble est une paroi (2) de l’un des deux capots (101 , 102).
EP21851621.9A 2020-12-18 2021-12-17 Ensemble pour une connexion electrique etanche Pending EP4264728A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2013732A FR3118309B1 (fr) 2020-12-18 2020-12-18 Dispositif de connexion électrique étanche
PCT/FR2021/052375 WO2022129809A1 (fr) 2020-12-18 2021-12-17 Ensemble pour une connexion electrique etanche

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4264728A1 true EP4264728A1 (fr) 2023-10-25

Family

ID=74554134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21851621.9A Pending EP4264728A1 (fr) 2020-12-18 2021-12-17 Ensemble pour une connexion electrique etanche

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240039107A1 (fr)
EP (1) EP4264728A1 (fr)
FR (1) FR3118309B1 (fr)
WO (1) WO2022129809A1 (fr)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602007012209D1 (de) * 2006-02-21 2011-03-10 Rosemount Inc Industrielles prozessfeldgerät mit strombegrenzungsbatterieanordnung
US8346191B2 (en) * 2010-12-17 2013-01-01 Rosemount Inc. Wireless measurement transmitter with replaceable module
FR3042093B1 (fr) * 2015-10-05 2017-10-06 Blue Solutions Module de stockage d'energie electrique et son procede de fabrication
FR3085545A1 (fr) * 2018-09-04 2020-03-06 Exoes Module electrique comprenant une pluralite de cellules de batteries immergees dans un fluide dielectrique
FR3089067B1 (fr) 2018-11-26 2020-11-06 Wattalps Coffre de batterie et systeme de batterie modulaire

Also Published As

Publication number Publication date
FR3118309A1 (fr) 2022-06-24
FR3118309B1 (fr) 2023-09-22
WO2022129809A1 (fr) 2022-06-23
US20240039107A1 (en) 2024-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1908136A2 (fr) Borne de liaison electrique pour cellule de stockage d'energie electrique
FR2829352A3 (fr) Boitier de dispositif electrique etanche aux liquides
EP0003133B1 (fr) Dispositif de traversée étanche d'une paroi simple ou double en matière plastique par une connexion électrique et application à une batterie de générateurs électrochimiques
FR2924277A1 (fr) Connecteur a blindage contre les ondes electromagnetiques
FR2883424A1 (fr) Connecteur electrique de conception pleine concu pour une utilisation avec des systemes d'acquisition de donnees sismiques
EP3176918A1 (fr) Architecture electronique destinee a alimenter une machine electrique pour vehicule automobile
FR2907897A1 (fr) Capteur de pression ayant un agencement ameliore de puce de capteur afin de minimiser l'influence des vibrations externes
FR2837921A1 (fr) Capteur de pression et procede de fabrication de ce dernier
EP3136570B1 (fr) Ensemble comprenant un dispositif de connexion et un organe d'étanchéité
EP4264728A1 (fr) Ensemble pour une connexion electrique etanche
EP3668286B1 (fr) Systeme d'etancheite pour un equipement electrique
EP1157460B1 (fr) Dispositif a ondes de surface connecte a une embase avec un adhesif conducteur
EP3136571B1 (fr) Dispositif de detection de position destine a etre monte dans un boitier qui comprend une machine electrique et un dispositif electronique de commande de la machine electrique
EP2745661A2 (fr) Dispositif de connexion electrique, ensemble comprenant un tel dispositif et une carte electronique et procede de connexion electrique d'une carte electronique
FR2979473A1 (fr) Ensemble de stockage d'energie longue duree a piece de connexion intermediaire
CH694545A5 (fr) Connecteur atténuateur d'hyperfréquences pour équipement logé dans un boîtier électromagnétiquement blindé et ensemble incluant un boîtier équipé d'un tel connecteur.
EP2083470B1 (fr) Composant électronique à montage en surface à connexion électrique positionnée avec précision
FR3081672A1 (fr) Boitier de protection d'un dispositif electronique
FR3041209A1 (fr) Systeme electronique compact et dispositif comprenant un tel systeme
EP0392905B1 (fr) Boîtiers étanches de protection pour circuits électriques ou électroniques
CA2472900A1 (fr) Dispositif a circuits hybrides hyperfrequences a blindage par element(s) de contact elastique(s)
EP4071451B1 (fr) Capteur de pression pour un circuit de fluide ou pour une enceinte etanche de vehicule automobile
FR3015855A1 (fr) Boiter pour carte electronique
FR2711300A1 (fr) Boîtier électronique immergeable.
FR2936201A1 (fr) Motoreducteur notamment d'essuie-glace de vehicule automobile

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: 20230707

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

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)