EP4423848A1 - Module électrique pour batterie électrique - Google Patents

Module électrique pour batterie électrique

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Publication number
EP4423848A1
EP4423848A1 EP23838239.4A EP23838239A EP4423848A1 EP 4423848 A1 EP4423848 A1 EP 4423848A1 EP 23838239 A EP23838239 A EP 23838239A EP 4423848 A1 EP4423848 A1 EP 4423848A1
Authority
EP
European Patent Office
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module
cells
axis
along
terminal
Prior art date
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Pending
Application number
EP23838239.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jordan MARES-MANTON
Xavier PETRISSANS
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.)
Verkor SA France
Original Assignee
Verkor SA France
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; 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
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    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
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    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
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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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    • H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
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    • H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
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    • 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

  • the invention relates to the field of electric batteries for electric motor vehicles.
  • the invention relates to electric battery modules.
  • the invention relates to modules comprising lithium-ion electrochemical cells of the “pouch” type, that is to say cells in bags.
  • the electric battery intended to equip electric vehicles comprises several electrical modules, themselves comprising numerous electric cells.
  • the modules are assembled by connecting electrical cells together.
  • the connections can be of the series type and/or the parallel type depending on the needs of the vehicle manufacturer.
  • the cells are arranged in cartridges defining housings intended to accommodate said cells. Cartridges allow cells to be connected together.
  • the module has several stages, each stage comprising two cartridges each comprising a cell.
  • modules have many disadvantages. Experience shows that they are particularly tedious for operators to assemble. Due to the multiple handling operations, which are particularly time-consuming, the manufacturing of these modules proves to be incompatible with production at industrial rates, which is likely to increase drastically in the future. Finally, and due to the presence of cartridges, these modules are bulky and heavy, thus implying overload and loss of space, to the detriment of the overall performance of the vehicle and user comfort.
  • the invention therefore aims to solve the aforementioned problems.
  • an electrical module comprising a plurality of cells, said electrical module comprising a plurality of connection devices, each connection device being capable of electrically connecting two neighboring cells along a first longitudinal axis of said cells of so as to form a pair of cells, each electrical cell comprising two terminals, respectively a positive terminal and a negative terminal arranged opposite the positive terminal along the first longitudinal axis, module in which the connection devices are capable of being fit one into the other.
  • connection device is therefore compact so that its footprint is reduced to its strict minimum.
  • the module is thus less bulky and lighter.
  • these connection devices facilitate the assembly of modules by making these assembly operations less tedious. Thus the production rates of these modules are increased.
  • connection devices are strictly arranged between two neighboring cells along the first longitudinal axis;
  • the module comprises a plurality of pairs of cells, the pairs being arranged one on top of the other along a second stacking axis substantially perpendicular to the first longitudinal axis, so that the device for connecting a given pair of electrical cells, fits into the connection device of a pair of immediately neighboring electrical cells along the second stacking axis;
  • the connection device comprises a base made of an electrically insulating material and a plate made of an electrically conductive material and fixed to the base, module in which, in each pair of electrical cells, a positive terminal of a cell is brought into contact with the plate and a negative terminal of the other cell of said pair is brought into contact with the plate so as to connect the cells of the same pair in series;
  • the connection device comprises an upper face on which the plate is fixed, and a lower face opposite the upper face, the connection device comprising at least one wall projecting from the upper face and defining a reception orifice, the connection device
  • Fig 4 is a two-dimensional schematic representation from above of the electrical module according to the invention.
  • connection device of the connection device there is another schematic perspective representation of the connection device of the ;
  • an electric automobile vehicle 1 comprising several electrical modules 2.
  • the modules 2 are arranged on a chassis 3 of the automobile vehicle 1. As can be seen, the modules 2 extend transversely from one side to the other of the automobile vehicle 1.
  • the 2 electrical modules together form the battery of the motor vehicle.
  • Module 2 includes several cells 4. The number of cells 4 depends on the needs of the car manufacturer.
  • the cells 4 can be of the secondary electrochemical type or of the primary electrochemical type.
  • the automobile vehicle 1 comprises three modules 2 aligned next to each other along the Z axis. This arrangement, as well as the number of modules, is not limiting.
  • the electrical module 2 includes several connection devices 5.
  • the connection devices 5 are capable and intended to electrically connect two neighboring cells 4 along the axis two cells 4 connected by a connection device 5.
  • Cells 4 of a pair 6 extend as an extension of one another along the X axis.
  • Each cell 4 comprises two terminals 7,8, namely a positive terminal 7 and a negative terminal 8.
  • the negative terminal 8 is arranged opposite the positive terminal 7 along the X axis. Thus the terminals 7,8 are not located on the same side on the cell.
  • connection devices 5 are able to fit into each other.
  • connection device 5 is therefore compact so that its footprint is reduced to its strict minimum.
  • the module is thus less bulky and lighter.
  • these connection devices facilitate the assembly of modules by making these assembly operations less tedious. Thus the production rates of these modules are increased.
  • connection devices 5 are strictly arranged between two neighboring cells 4 along the axis in other words, the connection devices 5 do not extend outside a space 9 located between the cells along the axis X.
  • connection device 5 is therefore compact so that its footprint is reduced to its strict minimum.
  • module 2 comprises several pairs 6 of cells.
  • each pair 6 of cell 4 comprises two cells 4 connected to each other by a connection device 5.
  • the pairs 6 are arranged one on top of the other along the Z axis.
  • the device 5 for connecting a given pair 6 of cells 4 fits into the device 5 for connecting a pair 6 of cells 4, immediately neighboring along the Z axis.
  • connection devices 5 insert into each other and attach to each other.
  • This arrangement makes it possible to pre-assemble the pairs 6 of cells 4. In fact, the operator can then carry out other operations on the module 2 without worrying about the central zone of said module 2 where the connection devices 5 are located.
  • connection device 5 comprises a base 10.
  • the base 10 is manufactured with an electrically insulating material.
  • the connection device 5 comprises a plate 11 made of an electrically conductive material.
  • the plate 11 is fixed to the base 10.
  • the plate 11 can be fixed to the base 10 by overmolding.
  • a positive terminal 7 of a cell 4 is in contact with the plate 11 and a negative terminal 8 of the other cell 4 of this same pair 6 is also in contact with the plate 11.
  • the cells 4 of the same pair 6 are connected in series.
  • the positive and negative terminals 7, 8 are fixed to the plate, for example by welding.
  • connection device 5 comprises an upper face 12 on which the plate 11 is fixed.
  • the connection device 5 comprises a lower face 13 opposite the upper face 12.
  • connection device 5 comprises two walls 14 projecting from the upper face 12 along the axis Z.
  • the walls 14 define a reception orifice 15.
  • the walls 14 are of substantially circular shape but could quite easily be square or rectangular.
  • connection device 5 comprises two pins 16 projecting from the lower face 13 along the Z axis. Each pin 16 is arranged in the extension, along the Z axis, of the wall 14.
  • Each pin 16 of a given connection device 5 is capable of being inserted into the orifice 14 for receiving a neighboring connection device 5.
  • Each pawn 16 has two rectilinear walls 17 together forming a cross.
  • a length L1 of at least one of the rectilinear walls 17 is substantially equal to the diameter D1 of the reception orifice 15. In this way, the pins 16 are inserted by force into the receiving orifices 15 so as to secure two connection devices 5 together.
  • the base 10 of the connection device 5 comprises a side wall 18.
  • the side wall 18 forms a base of the connection device 5.
  • the side wall 18 has a seat face 19 intended to come into contact with the upper face 12 of a neighboring connection device 5.
  • the base 10 comprises two openings 20 made in the wall 14.
  • the openings 20 are suitable and intended to allow the passage of a positive or negative terminal 7, 8 of a neighboring pair 6 of cells 4.
  • the reception orifices 15 and the pins 16 are arranged on either side of the plate 11 along the axis Y. This arrangement makes it possible to properly secure together the devices 5 of connection.
  • module 2 comprises a first end connection device 21 and a second end connection device 22.
  • the first and second end connection devices 21, 22 are assembled with the other connection devices 5 but are located at transverse ends 23 of module 2.
  • the end connection devices 21, 22 differ from the connection devices 5 in that they include metal terminals 24, 25 projecting from the base along the Y axis.
  • the metal terminals 24, 25 have a general L shape .
  • first end connection device 21 comprises a first positively polarized metallic terminal 24.
  • the second end connection device 22 comprises a second negatively polarized metallic terminal 25.
  • the plate 11 comprises a metal portion 26 projecting from the base 10.
  • the projecting metal portion 26 extends along the Z axis.
  • This metal portion 26 is capable and intended to come into contact with a cooling system (not shown on the drawings).
  • a cooling system not shown on the drawings.
  • the metal portion 26 projects from the side opposite that of the terminals 24, 25. In other words, the metal portion 26 projects along the axis Y but in a direction opposite to that in which the terminals 24, 25 project.
  • the pairs 6 of cells 4 are connected together in series.
  • all cells 4 of module 2 are connected in series.
  • pairs 6 of cells 4 can be connected to each other in parallel.
  • each pair 6 of cells 4 the cells 4 are arranged substantially in continuity with one another along the axis X.
  • module 2 comprises a foam 27 arranged between two neighboring cells 4 along the Z axis.
  • the foam 27 is deformable and makes it possible to absorb variations in volume of the cells 4 during their use.
  • connection device 5 has a dimension H1 measured along the Y axis.
  • the cells 4 have a width J1 measured along the Y axis.
  • the dimension H1 of the connection devices 5 is less than the width J1 of the cells.
  • module 2 includes a reception zone 28 capable of accommodating an electronic management system for said module.
  • module 2 includes an electronic management system (not shown in the drawings).
  • the electronic management system is arranged in reception area 28.
  • the electronic management system of a given module 2 is capable and intended to communicate with the electronic management systems of neighboring modules 2.
  • This communication is preferably of the optical type, therefore wireless. This includes communication by light beam.
  • Wi-Fi type communication can be considered.
  • Communication by light beam has several advantages, including simplifying the architecture of module 2 by eliminating cables, limiting the risk of technical problems, reducing handling operations, limiting the risk of short circuits and thus improving the safety of the modules. 2.
  • This type of communication is made possible thanks to the position of the reception zone 28, in the center of the module 2 or in other words between the cells 4 along the X axis.
  • This positioning of the reception zone 28 allows to align the electronic management systems of all modules along the X axis in order to allow communication by light beam in a straight line.
  • the cells comprise electrodes stacked on top of each other and separated from each other by a separator, said cells comprising a non-aqueous electrolyte.
  • the cells are of the “ pouch ” type, that is to say in a bag.
  • connection devices advantageously comprise a groove.
  • the groove is located in the middle of the module. This groove helps facilitate the connection between neighboring modules. In particular, this groove makes it possible to reduce the height of the battery (comprising several modules).

Landscapes

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Abstract

Module (2) électrique comprenant une pluralité de cellules (4),, ledit module (2) électrique comprenant une pluralité de dispositifs (5) de connexion, chaque dispositif (5) de connexion étant apte à connecter électriquement deux cellules (4) voisines selon un premier axe (X) lon- gitudinal desdites cellules (4) de sorte à former une paire (6) de cellules (4), chaque cellule (4) électrique comprenant deux terminaux (7, 8), respectivement un terminal (7) positif et un terminal (8) négatif agencé à l'opposé du terminal (7) positif selon le premier axe (X) lon- gitudinal, module (2) dans lequel, les dispositifs (5) de connexion sont aptes à s'emboîter l'un dans l'autre, module (2) dans lequel les dispositifs (5) de connexion sont strictement agencés entre deux cellules (4) voisines selon le premier axe (X) longitudinal.

Description

    Module électrique pour batterie électrique Domaine technique de l'invention
  • L’invention concerne le domaine des batteries électriques pour véhicule automobile électrique. En particulier l’invention concerne des modules de batteries électriques. De façon plus précise, l’invention concerne des modules comprenant des cellules électrochimiques lithium-ion du type « pouch », c’est-à-dire des cellules en sachet.
    •  Arrière-plan technique
  • La batterie électrique destinée à équiper des véhicules électriques comporte plusieurs modules électriques, eux-mêmes comprenant de nombreuses cellules électriques.
  • Les modules sont assemblés en connectant entre elles des cellules électriques. Les connexions peuvent être du type, en série et/ou du type en parallèle en fonction des besoins du constructeur automobile.
  • Dans les modules actuels, les cellules sont agencées dans des cartouches définissant des logements prévus pour accueillir lesdites cellules. Les cartouches permettent de connecter les cellules entre elles. Ainsi le module comporte plusieurs étages, chaque étage comportant deux cartouches comprenant chacun une cellule.
  • Ces modules présentent de nombreux inconvénients. L’expérience démontre qu’ils sont particulièrement fastidieux à assembler pour les opérateurs. En raison des multiples opérations de manutention, particulièrement chronophage, la fabrication de ces modules s’avère être incompatible avec une production à cadence industrielle, amenée à augmenter drastiquement dans le futur. Enfin, et en raison de la présence des cartouches, ces modules sont volumineux et lourds, impliquant ainsi surcharge et pertes d’espace, au détriment des performances globales du véhicule et du confort des utilisateurs.
  • Il existe donc un besoin d’améliorer l’architecture des modules électrique.
  • L’invention vise donc à résoudre les problèmes précités.
  • A cet effet, il est proposé en premier lieu un module électrique comprenant une pluralité de cellules, ledit module électrique comprenant une pluralité de dispositifs de connexion, chaque dispositif de connexion étant apte à connecter électriquement deux cellules voisines selon un premier axe longitudinal desdites cellules de sorte à former une paire de cellules, chaque cellule électrique comprenant deux terminaux, respectivement un terminal positif et un terminal négatif agencé à l’opposé du terminal positif selon le premier axe longitudinal, module dans lequel, les dispositifs de connexion sont aptes à s’emboîter l’un dans l’autre.
  • Ce dispositif de connexion est donc compact de sorte que son empreinte est réduite à son strict minimum. Le module est ainsi moins volumineux et allégé. De plus, ces dispositifs de connexion facilitent le montage de modules en rendant moins fastidieuses ces opérations de montage. Ainsi les cadences de productions de ces modules sont augmentées.
  • Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaison :
  • – les dispositifs de connexion sont strictement agencés entre deux cellules voisines selon le premier axe longitudinal ;
    - le module comprend une pluralité de paires de cellules, les paires étant agencés les unes sur les autres selon un deuxième axe d’empilement sensiblement perpendiculaire au premier axe longitudinal, de sorte que le dispositif de connexion d’une paire donnée de cellules électriques, s’emboîte dans le dispositif de connexion d’une paire de cellules électriques immédiatement voisine selon le deuxième axe d’empilement ;
    - le dispositif de connexion comporte un socle fabriqué avec un matériau isolant électriquement et une platine fabriquée avec un matériau conducteur électriquement et fixée au socle, module dans lequel, dans chaque paire de cellules électriques, un terminal positif d’une cellule est mise en contact avec la platine et un terminal négatif de l’autre cellule de ladite paire est mise en contact avec la platine de sorte à connecter en série les cellules d’une même paire ;
    - le dispositif de connexion comprend une face supérieure sur laquelle est fixée la platine, et une face inférieure opposée à la face supérieure, le dispositif de connexion comprenant au moins une paroi faisant saillie de la face supérieure et définissant un orifice d’accueil, le dispositif de connexion comprend au moins un pion faisant saillie de la face inférieure et apte à être inséré dans l’orifice d’accueil d’un dispositif de connexion voisin de sorte à solidariser les dispositifs de connexion l’un à l’autre ;
    - le socle du dispositif de connexion comprend une paroi latérale formant assise et destinée à venir en contact de la face supérieure d’un dispositif de connexion voisin, le socle comprenant en outre deux ouvertures pratiquées dans la paroi, lesdites ouvertures étant destinées chacune, à permettre le passage d’un terminal d’une paire de cellules voisines ;
    - le module comprend :
    - un premier dispositif de connexion d’extrémité comprenant une première borne métallique polarisée positivement et faisant saillie selon un troisième axe transversal sensiblement perpendiculaire au premier axe longitudinale et au deuxième axe d’empilement,
    - un deuxième dispositif de connexion d’extrémité comprenant une deuxième borne métallique polarisée négativement et faisant saillie selon le troisième axe transversal,
    module dans lequel, les paires de cellules sont connectées entre elles en série, et en ce que, la première borne et la deuxième borne sont respectivement la borne positive et la borne négative du module, module dans lequel le premier et le deuxième dispositif de connexion d’extrémité sont assemblés aux autres dispositifs connexion et se situent à des extrémités transversales dudit module ;
    - la platine comporte une portion métallique faisant saillie du socle, ladite portion métallique étant apte et destinée à venir en contact d’un système de refroidissement de sorte à refroidir la platine et les terminaux des cellules ;
    - la portion métallique fait saillie du côté opposé à celui des bornes ;
    - à chaque extrémité longitudinale du module, les paires voisines de cellules sont connectées électriquement deux à deux de sorte qu’un terminal positif est connectée à un terminal négatif de façon à former un branchement en série de toutes les cellules dudit module ;
    - dans chaque paire de cellules, les cellules sont agencées sensiblement dans la continuité l’une de l’autre ;
    - le module comprend une mousse agencée entre deux cellules voisine selon le deuxième axe d’empilement ;
    - les dispositif de connexion présentent une dimension strictement inférieure à une largeur des cellules électriques, de sorte que ledit module comporte une zone d’accueil destinée à accueillir un système de gestion électronique dudit module, module dans lequel, lesdites dimension et largeur étant mesurées selon un troisième axe transversal sensiblement perpendiculaire au premier axe longitudinal et au deuxième axe d’empilement ;
    - le module comprend un système de gestion électronique agencé dans la zone d’accueil ;
    - le système de gestion électronique est apte à communiquer avec des systèmes de gestion électronique de modules voisins ;
    - le module est apte à communiquer au moyen d’un système sans fil avec un module voisin ;
    - le moyen de communication est du type à faisceau lumineux ;
    - les cellules sont du type électrochimique secondaires ;
    - les cellules sont du type électrochimique primaires ;
    - les cellules comprennent des électrodes empilées les unes sur les autres et séparées les unes des autres par un séparateur, lesdites cellules comprenant un électrolyte non aqueux, lesdites cellules étant en sachet
    - les dispositifs de connexion ne s’étendent pas en dehors d’un espace situé entre les cellules selon le premier axe longitudinal.
    •  Brève description des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
  • la est une représentation schématique d’un véhicule automobile comprenant un module électrique selon l’invention ;
  • la est une représentation schématique en perspective du module électrique selon l’invention ;
  • la est une représentation schématique en deux dimensions et de côté du module électrique selon l’invention ;
  • la figue 4 est une représentation schématique en deux dimensions et de dessus du module électrique selon l’invention ;
  • la est une autre représentation schématique en perspective du module électrique selon l’invention ;
  • la est une représentation schématique en perspective d’un dispositif de connexion du module électrique selon l’invention ;
  • la est une autre représentation schématique en perspective du dispositif de connexion de la  ;
  • la est une représentation schématique en perspective et en coupe selon le plan VIII-VIII de la  ;
  • la est une représentation schématique en perspective d’une variante de réalisation d’un dispositif de connexion du module électrique.
    •  Description détaillée de l'invention
  • Sur la est représenté un véhicule 1 automobile électrique comprenant plusieurs modules 2 électriques. Les modules 2 sont agencés sur un châssis 3 du véhicule 1 automobile. Ainsi qu’on peut le voir, les modules 2 s’étendent transversalement d’un côté à l’autre du véhicule 1 automobile.
  • Les modules 2 électriques forment ensemble, la batterie du véhicule automobile.
  • Le module 2 comprend plusieurs cellules 4. Le nombre de cellules 4 est fonction des besoins du constructeur automobile.
  • Les cellules 4 peuvent être du type électrochimique secondaire ou du type électrochimique primaire.
  • Dans la suite de la description, on adoptera de manière non limitative – et sans référence à la gravité terrestre – des orientations longitudinale, transversale et verticale, indiquées par le trièdre X, Y, Z des figures et dans lesquels :
    - l’axe X correspond à un premier axe longitudinal,
    - l’axe Z, perpendiculaire à l’axe X, correspond à un deuxième axe d’empilement,
    - l’axe Y, perpendiculaire à l’axe X et à l’axe Z, correspond un troisième axe transversal.
    Le trièdre XYZ définit les plans XY, XZ et YZ.
  • Sur la , le véhicule 1 automobile comprend trois modules 2 alignés les uns à côté des autres selon l’axe Z. Cet agencement ainsi que le nombre de modules, n’est pas limitatif.
  • Le module 2 électrique comprend plusieurs dispositifs 5 de connexion. Les dispositifs 5 de connexion sont aptes et destinés à connecter électriquement deux cellules 4 voisines selon l’axe X. Ainsi le dispositif 5 de connexion permet de former des paires 6 de cellules 4, étant entendu qu’une paire 6 de cellules 4 correspond à deux cellules 4 connectées par un dispositif 5 de connexion. Les cellules 4 d’une paire 6 s’étendent dans le prolongement l’une de l’autre selon l’axe X.
  • Chaque cellule 4 comprend deux terminaux 7,8, à savoir un terminal 7 positif et un terminal 8 négatif. Le terminal 8 négatif est agencé à l’opposé du terminal 7 positif selon l’axe X. Ainsi les terminaux 7,8 ne situent du même côté sur la cellule.
  • Les dispositifs 5 de connexion sont aptes à s’emboîter l’un dans l’autre.
  • Ce dispositif 5 de connexion est donc compact de sorte que son empreinte est réduite à son strict minimum. Le module est ainsi moins volumineux et allégé. De plus, ces dispositifs de connexion facilitent le montage de modules en rendant moins fastidieuses ces opérations de montage. Ainsi les cadences de productions de ces modules sont augmentées.
  • Avantageusement, les dispositifs 5 de connexion sont strictement agencés entre deux cellules 4 voisines selon l’axe X. Par « strictement agencés », il est entendu que les dispositifs 5 de connexion sont agencés entre deux cellules 4 voisines selon l’axe X. En d’autres termes, les dispositifs 5 de connexion ne s’étendent pas en dehors d’un espace 9 situé entre les cellules selon l’axe X.
  • Ce dispositif 5 de connexion est donc compact de sorte que son empreinte est réduite à son strict minimum.
  • Avantageusement, le module 2 comprend plusieurs paires 6 de cellules. Ainsi que précédemment évoqué, chaque paire 6 de cellule 4 comporte deux cellules 4 connectées entre elles par un dispositif 5 de connexion.
  • Avantageusement, les paires 6 sont agencées les unes sur les autres selon l’axe Z. Le dispositif 5 de connexion d’une paire 6 donnée de cellules 4 s’emboîte dans le dispositif 5 de connexion d’une paire 6 de cellules 4, immédiatement voisines selon l’axe Z.
  • Le terme « emboîte » signifie que les dispositifs 5 de connexion s’insèrent l’un dans l’autre et se solidarisent l’un à l’autre.
  • Cet agencement permet de pré-assembler les paires 6 de cellules 4. En effet, l’opérateur peut alors effectuer d’autres opérations sur le module 2 sans se soucier de la zone centrale dudit module 2 où se situent les dispositifs 5 de connexion.
  • Avantageusement, le dispositif 5 de connexion comporte un socle 10. Le socle 10 est fabriqué avec un matériau isolant électriquement. Le dispositif 5 de connexion comprend une platine 11 fabriquée dans un matériau conducteur électriquement. La platine 11 est fixée au socle 10. A titre d’exemple non limitatif, la platine 11 peut être fixée au socle 10 par surmoulage.
  • Dans chaque paire 6 de cellule 4, un terminal 7 positif d’une cellule 4 est en contact avec la platine 11 et un terminal 8 négatif de l’autre cellule 4 de cette même paire 6, est également en contact avec la platine 11. Ainsi les cellules 4 d’une même paire 6 sont reliées en série. A noter que les terminaux 7, 8 positif et négatif sont fixés à la platine, par exemple par soudage.
  • Avantageusement, le dispositif 5 de connexion comprend une face 12 supérieure sur laquelle est fixée la platine 11. Le dispositif 5 de connexion comprend une face 13 inférieure opposée à la face 12 supérieure.
  • Avantageusement le dispositif 5 de connexion comprend deux parois 14 faisant saillie de la face 12 supérieure selon l’axe Z. Les parois 14 définissent un orifice 15 d’accueil.
  • A titre d’exemple non limitatif, les parois 14 sont de formes sensiblement circulaires mais pourraient tout à fait être carrés ou rectangulaires.
  • Le dispositif 5 de connexion comprend deux pions 16 faisant saillie de la face 13 inférieure selon l’axe Z. Chaque pion 16 est agencé dans le prolongement, selon l’axe Z, de la paroi 14.
  • Chaque pion 16 d’un dispositif 5 de connexion donné est apte à être inséré dans l’orifice 14 d’accueil d’un dispositif 5 de connexion voisin.
  • Les pions 16 et les parois 14 forment ensemble le système de guidage et de fixation du dispositif 5 de connexion.
  • Chaque pion 16 comporte deux parois 17 rectilignes formant ensemble une croix. Une longueur L1 de l’une au moins des parois 17 rectilignes est sensiblement égale au diamètre D1 de l’orifice 15 d’accueil. De la sorte, les pions 16 sont insérés en force dans les orifices 15 d’accueil de façon à solidariser deux dispositifs 5 de connexion ensemble.
  • Avantageusement, le socle 10 du dispositif 5 de connexion comprend une paroi 18 latérale. La paroi 18 latérale forme une assise du dispositif 5 de connexion. La paroi 18 latérale comporte une face 19 d’assise destinée à venir en contact de la face 12 supérieure d’un dispositif 5 de connexion voisin.
  • Avantageusement, le socle 10 comprend deux ouvertures 20 pratiquées dans la paroi 14. Les ouvertures 20 sont aptes et destinées à permettre le passage d’un terminal 7, 8 positif ou négatif d’une paire 6 voisine de cellules 4.
  • Ainsi qu’on peut le voir sur les dessins, les orifices 15 d’accueil et les pions 16 sont agencés de part et d’autre de la platine 11 selon l’axe Y. Cet agencement permet de convenablement solidariser ensemble les dispositifs 5 de connexion.
  • Avantageusement, le module 2 comprend un premier dispositif de connexion 21 d’extrémité et un deuxième dispositif de connexion 22 d’extrémité.
  • Les premier et deuxième dispositifs de connexion 21, 22 d’extrémité sont assemblés aux autre dispositifs 5 de connexion mais se situent à des extrémités 23 transversales du module 2.
  • Les dispositifs de connexion 21, 22 d’extrémité diffèrent des dispositifs 5 de connexion en ce qu’ils comprennent des bornes 24, 25 métalliques faisant saillie du socle selon l’axe Y. Les bornes 24, 25 métalliques présentent une forme générale de L.
  • Ainsi le premier dispositif de connexion 21 d’extrémité comprend une première borne 24 métallique polarisée positivement. Le deuxième dispositif de connexion 22 d’extrémité comprend une deuxième borne 25 métallique polarisée négativement.
  • Les première et deuxième bornes 24, 25 métalliques sont respectivement la borne positive et la borne négative du module 2.
  • Dans une variante de réalisation du dispositif 5 de connexion représenté sur la , la platine 11 comprend une portion 26 métallique faisant saillie du socle 10. La portion 26 métallique faisant saillie s’étend selon l’axe Z. Cette portion 26 métallique est apte et destinée à venir en contact avec un système de refroidissement (non représenté sur les dessins). Ainsi, il est possible de refroidir par conduction thermique, à la fois la platine 11 et les terminaux 7, 8 des cellules 4. La portion 26 métallique fait saillie du côté opposé de celui des bornes 24, 25. En d’autres termes, la portion 26 métallique fait saillie selon l’axe Y mais dans un sens opposé à celui selon lequel font saillies les bornes 24, 25.
  • Dans un mode préféré de réalisation, les paires 6 de cellules 4 sont connectées entre elles en série. Ainsi, à chaque extrémité 29 longitudinale du module, c’est-à-dire selon l’axe X, les paires 6 voisines de cellules 4, sont connectées électriquement deux à deux de sorte qu’un terminal positif est connecté à un terminal négatif. Ainsi toutes les cellules 4 du module 2 sont reliées en série.
  • En variante, les paires 6 de cellules 4 peuvent être connectées entre elles en parallèle.
  • Avantageusement, dans chaque paire 6 de cellules 4, les cellules 4 sont agencées sensiblement dans la continuité l’une de l’autre selon l’axe X.
  • Un tel agencement permet d’optimiser l’empreinte surfacique et volumique du module 2 dans le véhicule 1 automobile ainsi qu’on peut le voir sur la , où les cellules 4 s’étendent d’un côté à l’autre du véhicule 1 automobile.
  • Avantageusement, le module 2 comprend une mousse 27 agencée entre deux cellules 4 voisines selon l’axe Z. La mousse 27 est déformable et permet d’absorber les variations de volume des cellules 4 au cours de leur utilisation.
  • Avantageusement, le dispositif 5 de connexion présente une dimension H1 mesurée selon l’axe Y. Les cellules 4 présentent une largeur J1 mesurée selon l’axe Y. La dimension H1 des dispositifs 5 de connexion est inférieure à la largeur J1 des cellules.
  • Ainsi le module 2 comporte une zone 28 d’accueil apte à accueillir un système de gestion électronique dudit module.
  • Avantageusement, le module 2 comprend un système de gestion électronique (non représenté sur les dessins). Le système de gestion électronique est agencé dans la zone 28 d’accueil.
  • Avantageusement le système de gestion électronique d’un module 2 donné est apte et destiné à communiquer avec les systèmes de gestion électronique de modules 2 voisins. Cette communication est de préférence du type optique, donc sans fil. Il s’agit notamment d’une communication par faisceau lumineux.
  • A noter que d’autres types de communication peuvent être envisagés. Par exemple une communication de type Wi-Fi.
  • Une communication par faisceau lumineux présente plusieurs avantages dont simplifier l’architecture du module 2 en s’affranchissant de câbles, limiter le risque de problèmes techniques, réduire les opérations de manutention, limiter les risques de courts-circuits et ainsi améliorer la sécurité des modules 2.
  • Ce type de communication est rendu possible grâce à la position de la zone 28 d’accueil, au centre du module 2 ou en d’autres termes entre les cellules 4 selon l’axe X. Ce positionnement de la zone 28 d’accueil permet d’aligner les systèmes de gestion électronique de tous les modules selon l’axe X afin de permettre une communication par faisceau lumineux en ligne droite.
  • Avantageusement les cellules comprennent des électrodes empilées les unes sur les autres et séparées les unes des autres par un séparateur, lesdites cellules comprenant un électrolyte non aqueux. Les cellules sont du type « pouch », c’est-à-dire en sachet.
  • Dans un mode de réalisation non représenté sur les dessins, les dispositifs de connexion comprennent avantageusement une rainure. Ainsi la rainure se situe au milieu du module. Cette rainure permet d’aider la connexion entre modules voisins. En particulier cette rainure permet de réduire la hauteur de la batterie (comprenant plusieurs modules).
    •

Claims (22)

  1. Module (2) électrique comprenant une pluralité de cellules (4), ledit module (2) électrique comprenant une pluralité de dispositifs (5) de connexion, chaque dispositif (5) de connexion étant apte à connecter électriquement deux cellules (4) voisines selon un premier axe (X) longitudinal desdites cellules (4) de sorte à former une paire (6) de cellules (4), chaque cellule (4) électrique comprenant deux terminaux (7, 8), respectivement un terminal (7) positif et un terminal (8) négatif agencé à l’opposé du terminal (7) positif selon le premier axe (X) longitudinal, module (2) dans lequel, les dispositifs (5) de connexion sont aptes à s’emboîter l’un dans l’autre.
  2. Module (2) selon la revendication 1 dans lequel, les dispositifs (5) de connexion sont strictement agencés entre deux cellules (4) voisines selon le premier axe (X) longitudinal.
  3. Module (2) selon la revendication 2 dans lequel, celui-ci comprend une pluralité de paires (6) de cellules (4), les paires (6) étant agencés les unes sur les autres selon un deuxième axe (Z) d’empilement sensiblement perpendiculaire au premier axe (X) longitudinal, de sorte que le dispositif (5) de connexion d’une paire (6) donnée de cellules (4) électriques, s’emboîte dans le dispositif (5) de connexion d’une paire (5) de cellules (4) électriques immédiatement voisine selon le deuxième axe (Z) d’empilement.
  4. Module (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, le dispositif (5) de connexion comporte un socle (10) fabriqué avec un matériau isolant électriquement et une platine (11) fabriquée avec un matériau conducteur électriquement et fixée au socle (10), module (2) dans lequel, dans chaque paire (6) de cellules (4) électriques, un terminal (7) positif d’une cellule (4) est mise en contact avec la platine (11) et un terminal (8) négatif de l’autre cellule (4) de ladite paire (6) est mise en contact avec la platine (11) de sorte à connecter en série les cellules (4) d’une même paire (6).
  5. Module (2) selon la revendication 4 dans lequel, le dispositif (5) de connexion comprend une face (12) supérieure sur laquelle est fixée la platine (11), et une face (13) inférieure opposée à la face (12) supérieure, le dispositif (5) de connexion comprenant au moins une paroi (14) faisant saillie de la face (12) supérieure et définissant un orifice (15) d’accueil, le dispositif (5) de connexion comprend au moins un pion (16) faisant saillie de la face (13) inférieure et apte à être inséré dans l’orifice (15) d’accueil d’un dispositif (5) de connexion voisin de sorte à solidariser les dispositifs (5) de connexion l’un à l’autre.
  6. Module (2) selon la revendication 5 dans lequel, le socle (10) du dispositif (5) de connexion comprend une paroi (18) latérale formant assise et destinée à venir en contact de la face (12) supérieure d’un dispositif (5) de connexion voisin, le socle (10) comprenant en outre deux ouvertures (20) pratiquées dans la paroi (14), lesdites ouvertures (20) étant destinées chacune, à permettre le passage d’un terminal (7,8) d’une paire (6) de cellules (4) voisines.
  7. Module (2) selon la revendication 6 dans lequel, celui-ci comprend :
    - un premier dispositif de connexion (21) d’extrémité comprenant une première borne (24) métallique polarisée positivement et faisant saillie selon un troisième axe (Y) transversal sensiblement perpendiculaire au premier axe (X) longitudinale et au deuxième axe (Z) d’empilement,
    - un deuxième dispositif de connexion (22) d’extrémité comprenant une deuxième borne (25) métallique polarisée négativement et faisant saillie selon le troisième axe (Y) transversal,
    module (2) dans lequel, les paires (6) de cellules (4) sont connectées entre elles en série, et en ce que, la première borne (24) et la deuxième borne (25) sont respectivement la borne positive et la borne négative du module (2), module dans lequel le premier et le deuxième dispositif de connexion (21,22) d’extrémité sont assemblés aux autres dispositifs (5) connexion et se situent à des extrémités (23) transversales dudit module (2).
  8. Module (2) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 dans lequel, la platine (11) comporte une portion (26) métallique faisant saillie du socle (10), ladite portion (26) métallique étant apte et destinée à venir en contact d’un système de refroidissement de sorte à refroidir la platine (11) et les terminaux (7,8) des cellules (4).
  9. Module (2) selon la revendication 8 dépendante en outre de la revendication 7 dans lequel, la portion (26) métallique fait saillie du côté opposé à celui des bornes (24, 25).
  10. Module (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, à chaque extrémité (29) longitudinale du module (2), les paires (6) voisines de cellules (4) sont connectées électriquement deux à deux de sorte qu’un terminal (7) positif est connectée à un terminal (8) négatif de façon à former un branchement en série de toutes les cellules (4) dudit module (2).
  11. Module (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, dans chaque paire (6) de cellules (4), les cellules (4) sont agencées sensiblement dans la continuité l’une de l’autre.
  12. Module (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, celui-ci comprend une mousse (27) agencée entre deux cellules (4) voisine selon le deuxième axe (Z) d’empilement.
  13. Module (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, les dispositif (5) de connexion présentent une dimension (H1) strictement inférieure à une largeur (J1) des cellules (4) électriques, de sorte que ledit module (2) comporte une zone (28) d’accueil destinée à accueillir un système de gestion électronique dudit module (2), module (2) dans lequel, lesdites dimension (H1) et largeur (J1) étant mesurées selon un troisième axe (Y) transversal sensiblement perpendiculaire au premier axe (X) longitudinal et au deuxième axe (Z) d’empilement.
  14. Module (2) selon la revendication 13 dans lequel, celui-ci comprend un système de gestion électronique agencé dans la zone (28) d’accueil.
  15. Module (2) selon la revendication 14 dans lequel, le système de gestion électronique est apte à communiquer avec des systèmes de gestion électronique de modules (2) voisins.
  16. Module (2) selon la revendication 15 dans lequel, celui-ci est apte à communiquer au moyen d’un système sans fil avec un module (2) voisin.
  17. Module (2) selon la revendication 16 dans lequel, le moyen de communication est du type à faisceau lumineux.
  18. Module (2) selon la revendication 16 dans lequel, le moyen de communication est du type Wi-Fi.
  19. Module (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, les cellules (4) sont du type électrochimique secondaires.
  20. Module (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 18 dans lequel, les cellules (4) sont du type électrochimique primaires.
  21. Module (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, les cellules comprennent des électrodes empilées les unes sur les autres et séparées les unes des autres par un séparateur, lesdites cellules comprenant un électrolyte non aqueux, lesdites cellules étant en sachet.
  22. Module (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, les dispositifs (5) de connexion ne s’étendent pas en dehors d’un espace (9) situé entre les cellules (4) selon le premier axe (X) longitudinal.
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