EP4613073A1 - Ensemble comprenant un système de traversée de paroi - Google Patents

Ensemble comprenant un système de traversée de paroi

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Publication number
EP4613073A1
EP4613073A1 EP23812994.4A EP23812994A EP4613073A1 EP 4613073 A1 EP4613073 A1 EP 4613073A1 EP 23812994 A EP23812994 A EP 23812994A EP 4613073 A1 EP4613073 A1 EP 4613073A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
electrical conductor
assembly according
hole
fixing member
Prior art date
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Pending
Application number
EP23812994.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sébastien THOMASSIER
Kevin KAPPLER
Frédéric Pinard
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.)
Safran Electrical and Power SAS
Original Assignee
Safran Electrical and Power SAS
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 Safran Electrical and Power SAS filed Critical Safran Electrical and Power SAS
Publication of EP4613073A1 publication Critical patent/EP4613073A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings
    • H05K5/069—Other details of the casing, e.g. wall structure, passage for a connector, a cable, a shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521—Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs

Definitions

  • TITLE Set including a wall crossing system
  • the present invention relates to the field of electrical energy accumulators such as batteries, particularly in the aeronautics field, susceptible to thermal runaway, known as thermal runaway, acronym “TR” in English terms.
  • the invention relates to electrical components known as "wall feed-throughs" configured to pass one or more conductors through a wall while insulating the conductor from said wall.
  • Electrical energy accumulators include electrochemical elements or cells susceptible to thermal runaway which must be contained, particularly in the field of aeronautics.
  • Electrical energy accumulators or batteries are therefore made up of a containment zone capable of withstanding an event characteristic of thermal runaway, such as fire, high temperature gas, or even an explosion.
  • electrical energy accumulators are equipped with a power circuit configured to connect to the other electrical systems of an aircraft.
  • the power circuit generally passes through the wall of said confinement zone.
  • waterproof wall penetrations made of metallic material comprising a seal capable of withstanding high temperatures and pressures or even waterproof connectors in which the electrical conductor of the power circuit is sealed by ceramic material or glass.
  • the temperature and pressure can increase significantly to exceed 800°C and 2 bars respectively, which generates stress on the crossings. of wall.
  • the internal heat of the battery is intended to be transported via the electrical power conductors, which can alter the mechanical properties of the connector, or even compromise the tightness of the connector.
  • the present invention therefore aims to overcome the aforementioned drawbacks.
  • the objective of the invention is to improve wall penetrations so that they are resistant to high temperatures and pressures, that is to say greater than 800°C and 2 bars, as well as high voltages and high currents, while maintaining a small dimensional footprint and simple to implement.
  • Another objective of the invention is to be able to dismantle the wall crossing.
  • the object of the invention is an assembly comprising a wall and a wall crossing system or wall pass-through system configured to allow the passage of an electrical conductor through the wall and comprising an electrical conductor intended to be mounted in a first hole passing through a wall.
  • the electrical conductor comprises a shoulder and a threaded part, on the side opposite the shoulder.
  • Said wall crossing system comprises:
  • sealing member configured to isolate the electrical conductor from the wall and configured to allow the centering of the electrical conductor in the through hole in the wall, said sealing member being mounted between the shoulder of the electrical conductor and a first wall surface,
  • a fixing member configured to fix the electrical conductor and the sealing member on the wall
  • an insulating member partially surrounding at least the electrical conductor and bearing axially between a second surface of the wall, opposite the first surface of the wall and the fixing member.
  • the wall crossing system is configured to allow said electrical conductor to pass through a wall.
  • the sealing member prevents any contact between the electrical conductor and the wall.
  • the sealing member comprises at least a first support portion in axial support against the first surface of the wall.
  • said first support portion is sandwiched between the shoulder of the electrical conductor and the wall.
  • the conductor comprises a body having an external diameter less than the internal diameter of the through hole in the wall and mounted in a bore of the sealing member.
  • the fixing member comprises in particular a body, for example cylindrical, provided with a thread cooperating with a thread of a threaded zone of the electrical conductor.
  • the fixing member allows reversible fixing of the electrical conductor and the sealing member on the wall.
  • the electrical conductor may comprise, at least one, or even each, of its free ends, a connection system configured to connect an additional electrical system, such as for example lugs, cables, conductive bars or other types of connectors.
  • connection system could have a different shape, comprising, in no way limiting, a flat surface and a through hole.
  • the electrical conductor has the shape of a metal bar.
  • the electrical conductor is made of a conductive material, for example a metallic material.
  • the electrical conductor is preferably made of copper or aluminum.
  • At least the sealing member and the insulating member are made of non-conductive material, such as for example ceramic material, or composite material or another insulating material.
  • the electrical conductor and the wall are electrically insulated from one another via the sealing member and the insulating member.
  • the sealing member comprises a second portion, for example cylindrical, of external diameter less than the external diameter of the first portion and equal to the internal diameter of the through hole in the wall.
  • the second portion is inserted into the through hole in the wall and ensures satisfactory sealing.
  • the sealing member does not include a second portion extending into the hole in the wall.
  • the second portion of the organ sealing extends axially beyond the through hole in the wall.
  • the axial dimension of the second portion is greater than the thickness of the wall.
  • the internal diameter of the hole of the insulating member is less than the internal diameter of the hole in the wall, for example in order to allow a radial clearance between said insulation portion and the second portion of the wall. sealing member.
  • the external diameter of the body of the fixing member is greater than the internal diameter of the through hole in the wall.
  • the exterior diameter of the fastener is less than the interior diameter of the through hole in the wall.
  • the fixing member has an external diameter less than the internal diameter of the hole of the insulating member, the fixing member comprising a shoulder resting on the insulation portion.
  • the insulation member and the fixing member are made in the form of a single monolithic part.
  • the entire fixing member can be made of non-conductive material.
  • the insulation member has an exterior diameter greater than the exterior diameter of the body of the electrical conductor and comprises a hole with an interior diameter less than the exterior diameter of said body.
  • the axial dimension of the second portion of the sealing member is less than the thickness of the wall and the interior diameter of the insulation portion is equal to the exterior diameter of the electrical conductor.
  • the internal diameter of the insulation portion is equal to the external diameter of the electrical conductor.
  • the fixing member is made of a conductive material, for example of a metallic material, such as example in stainless steel, steel, or titanium, or other metallic material.
  • the external diameter of the fixing member is less than the internal diameter of the through hole in the wall.
  • the body of the fixing member has an external diameter greater than the internal diameter of the hole of the insulation portion and the fixing member comprises a cylindrical interface of external diameter greater than the internal diameter of the hole of the insulation portion in axial support on the insulation portion.
  • the body of the fixing member has an external diameter less than the internal diameter of the hole of the insulation portion, the fixing member comprising a shoulder of external diameter greater than the internal diameter of the hole of the insulation portion resting on the insulation portion.
  • the invention relates to a vehicle comprising at least one energy accumulator comprising a confinement zone delimited by a confinement zone wall and a wall crossing system of the assembly as described previously.
  • FIG 1 is a perspective view of a wall crossing system mounted on a wall according to a first embodiment
  • FIG 2 is an exploded perspective view of the wall crossing system of Figure 1;
  • FIG 3 is a sectional view of the wall crossing system of Figure 1;
  • FIG 4 is a sectional view of a wall crossing system mounted on a wall according to a second embodiment
  • FIG 5 is a sectional view of a wall crossing system mounted on a wall according to a third embodiment
  • FIG 6 is a sectional view of a wall crossing system mounted on a wall according to a fourth embodiment.
  • FIG 7 is a sectional view of a wall crossing system mounted on a wall according to a fifth embodiment.
  • a wall crossing system 10 or wall pass-through is configured to allow the passage of an electrical conductor 12 through a wall 14.
  • the wall 14 is, for example, the wall of a confinement zone of an electrical energy accumulator or battery capable of withstanding an event characteristic of a thermal runaway, such as fire, gas at high temperature, or even an explosion.
  • the wall 14 comprises a through hole 14a into which the electrical conductor 12 of the wall crossing system 10 is inserted.
  • the electrical conductor 12 here has the shape of a metal bar called a “bus bar” in English terms.
  • the electrical conductor 12 comprises a cylindrical body 13 comprising at each of its free ends 13 a, 13b, a connection system 15, 16, comprising, in no way limiting, a flat 15a, 16a and a through hole 15b, 16b.
  • connection system 15, 16 is configured to connect an additional electrical system (not shown), such as for example lugs, cables, busbars or other types of connectors.
  • additional electrical system such as for example lugs, cables, busbars or other types of connectors.
  • the connection system could have a different shape.
  • the electrical conductor 12 further comprises a shoulder 12a and a threaded part 17, on the side opposite the shoulder 12a.
  • the exterior diameter of the body 13 of the electrical conductor 12 is less than the interior diameter of the through hole 14a of the wall 14.
  • the wall crossing system 10 further comprises a sealing member 18 configured to isolate the electrical conductor 12 from the wall 14.
  • the sealing member 18 comprises a bore 18a in which the body 13 of the electrical conductor 12 is inserted.
  • the sealing member 18 is configured to allow the centering of the electrical conductor 12 in the through hole 14a of the wall 14 while avoiding any contact between said electrical conductor 12 and the wall 14.
  • the sealing member 18 comprises a first support portion 19 bearing axially against a first surface 14b of the wall 14. Said first support portion 19 is sandwiched between the shoulder 12a of the electrical conductor 12 and the wall 14.
  • the sealing member 18 comprises a second portion 20, cylindrical, of external diameter less than the external diameter of the first portion 19 and equal to the internal diameter of the through hole 14a of the wall 14.
  • the second portion 20 is inserted into the through hole 14a of the wall 14 and makes it possible to guarantee satisfactory sealing.
  • the second portion 20 extends, here, axially beyond the through hole in the wall 14. In other words, the axial dimension of the second portion 20 is greater than the thickness of the wall 14.
  • the second portion 20 of the sealing member does not extend axially beyond the through hole in the wall 14.
  • the axial dimension of the second portion 20 is less than the thickness of the wall 14.
  • the wall crossing system 10 further comprises a fixing member 22 configured to fix the electrical conductor 12 and the sealing member 18 on the wall 14.
  • the fixing member 22 comprises a body 23, here cylindrical, provided with a tapping 23a cooperating with the thread of the threaded zone 17 of the electrical conductor 12.
  • the fixing member 22 allows reversible fixing of the electrical conductor 12 and the sealing member 18 on the wall 14.
  • the external diameter of the body 23 of the fixing member 22 is greater than the internal diameter of the through hole 14a of the wall 14.
  • the external diameter of the body 23 of the fixing member 22 is less than the internal diameter of the through hole 14a of the wall 14, as can be seen in Figures 4 to 6.
  • the fixing member 22 comprises an insulation portion 24 of external diameter greater than the external diameter of the body 23 and comprising a hole 24a of internal diameter less than the external diameter of the body 23 .
  • the insulation portion 24 bears axially against a second surface 14c of the wall 14, opposite the first surface 14b.
  • the internal diameter of the hole 24a of the insulation portion 24 is less than the internal diameter of the hole 14a of the wall 14 in order to leave a radial clearance between said insulation portion 24 and the second portion 20 of the member of sealing 18.
  • the internal diameter of the insulation portion 24 is equal to the outer diameter of the electrical conductor 12, as can be seen in Figures 4 and 5.
  • the electrical conductor 12 and the wall 14 are made of a conductive material, for example a metallic material.
  • the electrical conductor 12 is preferably made of copper or aluminum.
  • the wall is for example made of stainless steel, steel, or titanium, or other metallic material.
  • the sealing member 18 and the fixing member 22 are made of a non-conductive material, such as for example a ceramic material, or a composite material or another insulating material.
  • the electrical conductor 12 and the wall 14 are electrically isolated from each other via the sealing member 18 and the fixing member 22.
  • Figure 4 illustrates another embodiment, in which the same elements bear the same references and which differs from the embodiment illustrated in Figures 1 to 3 only by the fact that the axial dimension of the second portion 20 of the sealing member 18 is less than the thickness of the wall 14, and that the insulation portion 30 is a separate part from the fixing member 22.
  • the interior diameter of the insulation portion 30 is equal to the exterior diameter of the electrical conductor 12.
  • the insulation portion 30 is an additional insulation member 30, in the form of an insulating washer, mounted between the body 23 of the fixing member 22 and the second surface 14c of wall 14.
  • the insulating portion 30 is made of a non-conductive material, such as for example a ceramic material, or a composite material or another insulating material.
  • Figure 5 illustrates another embodiment, in which the same elements bear the same references and which differs from the embodiment illustrated in Figure 4 only by the fact that the sealing member 18 does not include a second portion extending into the hole 14a of the wall 14.
  • Figure 6 illustrates another embodiment, in which the same elements bear the same references and which differs from the embodiment illustrated in Figures 1 to 3 only by the fact that the insulation portion 30 is a separate part of the fixing member 22.
  • the internal diameter of the insulation portion 30 is greater than the internal diameter of the hole 14a of the wall 14.
  • the insulation portion 30 is an additional insulation member 30, in the form of an insulating washer, mounted between the body 23 of the fixing member 22 and the second surface 14c of wall 14.
  • the insulating portion 30 is made of a non-conductive material, such as for example a ceramic material, or a composite material or another insulating material.
  • the body 23 of the fixing member 22 has an external diameter less than the internal diameter of the hole 30a of the insulation portion 30.
  • the fixing member 22 comprises a shoulder 22a of external diameter greater than the internal diameter of the hole 30a of the insulation portion 30 resting on the insulation portion 30.
  • Figure 7 illustrates another embodiment, in which the same elements bear the same references and which differs from the embodiment illustrated in Figure 6 only by the fact that the body 23 of the fixing member 22 has a diameter exterior greater than the interior diameter of the hole 30a of the insulation portion 30 and that the fixing member 22 comprises a cylindrical interface 22b of exterior diameter greater than the interior diameter of the hole 30a of the insulation portion 30 in axial support on the insulation portion 30.
  • the fixing member 22 is made of a conductive material, for example a metallic material, such as for example stainless steel, steel, or titanium, or other metallic material.
  • the portion or second insulating member 30 makes it possible to isolate the fixing member 22 from the wall 14.
  • the wall crossing system is fixed in a removable manner to a wall, while allowing the electrical connector to be isolated from said wall.
  • the wall penetration system is configured to be resistant to high temperatures and pressures, i.e. greater than 800°C and 2 bars, as well as to high voltages and high currents, while maintaining a restricted dimensional footprint and simple to implement.

Landscapes

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Abstract

Ensemble comprenant une paroi (14) et un système (10) de traversée de paroi configuré pour permettre le passage d'un conducteur électrique (12) à travers la paroi (14) et comprenant un conducteur électrique (12) destiné à être monté dans un premier trou (14a) traversant d'une paroi (14) et comprenant un épaulement (12a) et une partie filetée (17), du côté opposé à l'épaulement (12a). Le système (10) de traversée de paroi comprend un organe d'étanchéité (18) configuré pour isoler le conducteur électrique (12) de la paroi (14) et configuré pour permettre le centrage du conducteur électrique (12) dans le trou traversant (14a) de la paroi (14), ledit organe d'étanchéité (18) étant monté entre l'épaulement (12a) du conducteur électrique (12) et une première surface (14b) de la paroi (14), et un organe de fixation (22) configuré pour fixer le conducteur électrique (12) et l'organe d'étanchéité (18) sur la paroi (14), et un organe d'isolation (24, 30) entourant partiellement au moins le conducteur électrique (12) et en appui axial entre une deuxième surface (14c) de la paroi (14), opposée à la première surface (14b) de la paroi (14) et l'organe de fixation (22).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Ensemble comprenant un système de traversée de paroi
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne le domaine des accumulateurs d’ énergie électrique tels que des batteries, notamment dans le domaine aéronautique, susceptibles de subir un emballement thermique, connu sous le nom de thermal runaway, d’ acronyme « TR » en termes anglo- saxons.
Plus particulièrement, l ’invention concerne les composants électriques connus sous le nom de « traversée de paroi » configuré pour faire passer un ou plusieurs conducteurs à travers une paroi tout en isolant le conducteur de ladite paroi .
Etat de la technique antérieure
Les accumulateurs d’ énergie électrique comprennent des éléments électrochimiques ou cellules susceptibles de subir un emballement thermique qu’ il est nécessaire de contenir, et ce notamment dans le domaine de l ’ aéronautique.
Les accumulateurs d’ énergie électrique ou batteries sont de ce fait constitués d’une zone de confinement capable de résister à un événement caractéristique d’un emballement thermique, tel que le feu, du gaz à haute température, voire une explosion.
Afin de fournir de l ’ énergie électrique, les accumulateurs d’ énergie électrique sont équipés d’un circuit de puissance configuré pour se connecter aux autres systèmes électriques d’un aéronef. Le circuit de puissance traverse généralement la paroi de ladite zone de confinement.
Il est connu d’utiliser des traversées de paroi étanches ou passes parois permettant au circuit de puissance d’un accumulateur d’ énergie de traverser la paroi de la zone de confinement, tout en limitant la conduction thermique entre les conducteurs électriques et les connecteurs.
On connait les traversées de paroi étanches de type presse étoupe réalisés en matière plastique et comprenant un j oint silicone ou réalisés en matériau métallique.
On connait également les traversées de paroi étanches en matériau métallique comprenant un j oint capable de résister à des température et pression élevées ou encore les connecteurs étanches dans lesquel s le conducteur électrique du circuit de puissance est scellé par de la matière céramique ou du verre.
Toutefois, lors d’un emballement thermique d’un élément accumulateur d’ énergie tel qu’une batterie, la température et la pression peuvent augmenter significativement jusqu’ à dépasser respectivement 800°C et 2 bars, ce qui génère un stress sur les traversées de paroi .
En effet, la chaleur interne de la batterie est destinée à être véhiculée via les conducteurs électriques de puissance, ce qui peut altérer les propriétés mécaniques du connecteur, voire compromettre l ’ étanchéité du connecteur.
Les solutions existantes des traversées de paroi réalisés en matière plastique ou comprenant des j oints en silicone ne permettent pas de supporter des températures et des pressions élevées.
Concernant les traversées de paroi comprenant un matériau de scellement, ils ne sont pas démontables. De plus, le procédé de solidification du matériau de scellement nécessite un four à haute température, ce qui est difficilement applicable aux pièces de grandes dimensions qui nécessitent de maintenir leur forme et leurs tolérances dimensionnelles précises. En effet, la matière a tendance à se déformer dans les fours à très hautes températures.
Il existe un besoin d’ optimi ser les traversées de paroi afin qu’ elles soient résistantes aux températures et pressions élevées, c’ est à dire supérieure à 800°C et 2 bars, ainsi qu’ aux hautes tensions et aux forts courants, tout en conservant un encombrement dimensionnel restreint et simple à mettre en œuvre.
Exposé de l’ invention
La présente invention a donc pour but de palier les inconvénients précités.
L’ obj ectif de l ’ invention est d’ améliorer les traversées de paroi afin qu’ elles soient résistantes aux températures et pressions élevées, c’ est à dire supérieure à 800°C et 2 bars, ainsi qu’ aux hautes tensions et aux forts courants, tout en conservant un encombrement dimensionnel restreint et simple à mettre en œuvre.
Un autre obj et de l ’ invention est de pouvoir démonter la traversée de paroi .
L’ invention a pour obj et un ensemble comprenant une paroi et un système de traversée de paroi ou passe-paroi configuré pour permettre le passage d’un conducteur électrique à travers la paroi et comprenant un conducteur électrique destiné à être monté dans un premier trou traversant d’une paroi .
Le conducteur électrique comprend un épaulement et une partie filetée, du côté opposé à l ’ épaulement.
Ledit système de traversée de paroi comprend :
- un organe d’ étanchéité configuré pour i soler le conducteur électrique de la paroi et configuré pour permettre le centrage du conducteur électrique dans le trou traversant de la paroi, ledit organe d’ étanchéité étant monté entre l ’ épaulement du conducteur électrique et une première surface de la paroi,
- un organe de fixation configuré pour fixer le conducteur électrique et l ’ organe d’ étanchéité sur la paroi, et
- un organe d’ isolation entourant partiellement au moins le conducteur électrique et en appui axial entre une deuxième surface de la paroi, opposée à la première surface de la paroi et l ’ organe de fixation.
Ainsi, le système de traversée de paroi est configuré pour permettre le passage dudit conducteur électrique à travers une paroi .
L’ organe d’ étanchéité permet d’ éviter tout contact entre le conducteur électrique et la paroi .
Avantageusement, l ’ organe d’ étanchéité comprend au moins une première portion d’ appui en appui axial contre la première surface de la paroi .
En d’ autres termes, ladite première portion d’ appui est prise en sandwich entre l ’ épaulement du conducteur électrique et la paroi .
Avantageusement, le conducteur comprend un corps présentant un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du trou traversant de la paroi et monté dans un perçage de l ’ organe d’ étanchéité. Avantageusement, l ’ organe de fixation comprend notamment un corps, par exemple cylindrique, pourvu d’un taraudage coopérant avec un filetage d’une zone filetée du conducteur électrique.
Ainsi, l ’ organe de fixation permet une fixation réversible du conducteur électrique et de l ’ organe d’ étanchéité sur la paroi .
Le conducteur électrique peut comprendre, à au moins une, voire chacune, de ses extrémités libres, un système de connexion configuré pour connecter un système électrique supplémentaire, tel que par exemple des cosses, des câbles, des barres conductrices ou d’ autres types de connecteurs.
En variante, le système de connexion pourrait présenter une forme différente, comprenant, de manière nullement limitative, un méplat et un trou traversant.
Avantageusement, le conducteur électrique a la forme d’une barre métallique.
Avantageusement, le conducteur électrique est réalisé en matériau conducteur, par exemple en matériau métallique, Le conducteur électrique est de préférence réalisé en cuivre ou en aluminium.
Avantageusement, au moins l ’ organe d’ étanchéité et l ’ organe d’ isolation sont réalisés en matériau non conducteur, tel que par exemple en matériau céramique, ou en matériau composite ou en une autre matière isolante.
Ainsi, le conducteur électrique et la paroi sont isolés électriquement l ’un de l ’ autre par l ’ intermédiaire de l ’ organe d’ étanchéité et de l ’ organe d’ isolation.
Selon un mode de réalisation, l ’ organe d’ étanchéité comprend une deuxième portion, par exemple cylindrique, de diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur de la première portion et égal au diamètre intérieur du trou traversant de la paroi .
Ainsi, la deuxième portion est insérée dans le trou traversant de la paroi et permet de garantir une étanchéité satisfaisante.
En variante, on pourrait prévoir que l ’ organe d’ étanchéité ne comprenne pas de deuxième portion s’ étendant dans le trou de la paroi .
Selon un mode de réalisation, la deuxième portion de l ’ organe d’étanchéité s’étend axialement au-delà du trou traversant de la paroi. En d’autres termes, la dimension axiale de la deuxième portion est supérieure à l’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, le diamètre intérieur du trou de l’organe d’isolation est inférieur au diamètre intérieur du trou de la paroi, par exemple afin de laisser subsister un jeu radial entre ladite portion d’isolation et la deuxième portion de l’organe d’étanchéité.
Selon un mode de réalisation, le diamètre extérieur du corps de l’organe de fixation est supérieur au diamètre intérieur du trou traversant de la paroi.
Par exemple, le diamètre extérieur de l’organe de fixation est inférieur au diamètre intérieur du trou traversant de la paroi.
Par exemple, l’organe de fixation présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du trou de l’organe d’isolation, l’organe de fixation comprenant un épaulement en appui sur la portion d’isolation.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’isolation et l’organe de fixation sont réalisés sous la forme d’une seule pièce monolithique.
Dans ce mode de réalisation, l’ensemble de l’organe de fixation, peut être réalisé en matériau non conducteur.
Par exemple, selon une variante, l’organe d’isolation présente un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur du corps du conducteur électrique et comprend un trou de diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur dudit corps.
Selon un mode de réalisation, la dimension axiale de la deuxième portion de l’organe d’étanchéité est inférieure à l’épaisseur de la paroi et le diamètre intérieur de la portion d’isolation est égal au diamètre extérieur du conducteur électrique.
Dans le cas où la dimension axiale de la deuxième portion de l’organe d’étanchéité est inférieure à l’épaisseur de la paroi, on pourrait prévoir que le diamètre intérieur de la portion d’isolation soit égal au diamètre extérieur du conducteur électrique.
Selon un mode de réalisation, dans le cas où l’organe d’isolation est distinct de l’organe de fixation, l’organe de fixation est réalisé en matériau conducteur, par exemple en matériau métallique, tel que par exemple en inox, acier, ou titane, ou autre matériau métallique.
Selon un mode de réalisation, le diamètre extérieur de l ’ organe de fixation est inférieur au diamètre intérieur du trou traversant de la paroi.
En variante, le corps de l ’ organe de fixation présente un diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du trou de la portion d’i solation et que l ’ organe de fixation comprend une interface cylindrique de diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du trou de la portion d’ isolation en appui axial sur la portion d’isolation.
Selon une variante de réali sation, le corps de l ’ organe de fixation présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du trou de la portion d’i solation, l ’ organe de fixation comprenant un épaulement de diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du trou de la portion d’ isolation en appui sur la portion d’i solation.
Selon un autre aspect, l ’ invention concerne un véhicule comprenant au moins un accumulateur d’ énergie comprenant une zone de confinement délimitée par une paroi de zone de confinement et un système de traversée de paroi de l ’ ensemble tel que décrit précédemment.
Brève description des dessins
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l ’ invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins indexés sur lesquels :
[Fig 1 ], est une vue en perspective d’un système de traversée de paroi monté sur une paroi selon un premier mode de réalisation ;
[Fig 2] est une vue en perspective éclatée du système de traversée de paroi de la figure 1 ;
[Fig 3 ] est une vue en coupe du système de traversée de paroi de la figure 1 ;
[Fig 4] est une vue en coupe d’un système de traversée de paroi monté sur une paroi selon un deuxième mode de réalisation ; [Fig 5] est une vue en coupe d’un système de traversée de paroi monté sur une paroi selon un troisième mode de réalisation ;
[Fig 6] est une vue en coupe d’un système de traversée de paroi monté sur une paroi selon un quatrième mode de réalisation ; et
[Fig 7] est une vue en coupe d’un système de traversée de paroi monté sur une paroi selon un cinquième mode de réalisation.
Exposé détaillé d’ au moins un mode de réalisation
En référence à l ’ exemple illustré sur les figures 1 à 3 , un système 10 de traversée de paroi ou passe-paroi est configuré pour permettre le passage d’un conducteur électrique 12 à travers une paroi 14.
La paroi 14 est, par exemple, la paroi d’une zone de confinement d’un accumulateur d’ énergie électrique ou batterie capable de résister à un événement caractéristique d’un emballement thermique, tel que le feu, du gaz à haute température, voire une explosion.
La paroi 14 comprend un trou traversant 14a dans lequel vient s’ insérer le conducteur électrique 12 du système 10 de traversée de paroi .
Le conducteur électrique 12 a, ici, la forme d’une barre métallique appelée « bus bar » en termes anglo-saxons.
Tel qu’illustré, le conducteur électrique 12 comprend un corps 13 cylindrique comprenant à chacune de ses extrémités libres 13 a, 13b, un système de connexion 15, 16, comprenant, de manière nullement limitative, un méplat 15a, 16a et un trou traversant 15b, 16b .
Le système de connexion 15, 16 est configuré pour connecter un système électrique supplémentaire (non représenté), tel que par exemple des cosses, des câbles, des barres conductrices ou d’ autres types de connecteurs. En variante, le système de connexion pourrait présenter une forme différente.
Le conducteur électrique 12 comprend en outre un épaulement 12a et une partie filetée 17, du côté opposé à l ’ épaulement 12a.
Le diamètre extérieur du corps 13 du conducteur électrique 12 est inférieur au diamètre intérieur du trou traversant 14a de la paroi 14. Le système 10 de traversée de paroi comprend en outre un organe d’étanchéité 18 configuré pour isoler le conducteur électrique 12 de la paroi 14.
Tel qu’illustré sur les figures, l’organe d’étanchéité 18 comprend un perçage 18a dans lequel est inséré le corps 13 du conducteur électrique 12. L’organe d’étanchéité 18 est configuré pour permettre le centrage du conducteur électrique 12 dans le trou traversant 14a de la paroi 14 tout en évitant tout contact entre ledit conducteur électrique 12 et la paroi 14.
L’organe d’étanchéité 18 comprend une première portion d’appui 19 en appui axial contre une première surface 14b de la paroi 14. Ladite première portion d’appui 19 est prise en sandwich entre l’épaulement 12a du conducteur électrique 12 et la paroi 14.
Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 3, l’organe d’étanchéité 18 comprend une deuxième portion 20, cylindrique, de diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur de la première portion 19 et égal au diamètre intérieur du trou traversant 14a de la paroi 14.
Ainsi, la deuxième portion 20 est insérée dans le trou traversant 14a de la paroi 14 et permet de garantir une étanchéité satisfaisante.
La deuxième portion 20 s’étend, ici, axialement au-delà du trou traversant de la paroi 14. En d’autres termes, la dimension axiale de la deuxième portion 20 est supérieure à l’épaisseur de la paroi 14.
En variante, tel qu’on peut le voir sur les figures 4 et 5, la deuxième portion 20 de l’organe d’étanchéité ne s’étend pas axialement au-delà du trou traversant de la paroi 14. En d’autres termes, la dimension axiale de la deuxième portion 20 est inférieure à l’épaisseur de la paroi 14.
Le système 10 de traversée de paroi comprend en outre un organe de fixation 22 configuré pour fixer le conducteur électrique 12 et l’organe d’étanchéité 18 sur la paroi 14.
Tel qu’illustré sur les figures, l’organe de fixation 22 comprend un corps 23, ici cylindrique, pourvu d’un taraudage 23a coopérant avec le filetage de la zone filetée 17 du conducteur électrique 12. Ainsi, l’organe de fixation 22 permet une fixation réversible du conducteur électrique 12 et de l’organe d’étanchéité 18 sur la paroi 14. Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 3, le diamètre extérieur du corps 23 de l’organe de fixation 22 est supérieur au diamètre intérieur du trou traversant 14a de la paroi 14.
En variante, on pourrait prévoir que le diamètre extérieur du corps 23 de l’organe de fixation 22 soit inférieur au diamètre intérieur du trou traversant 14a de la paroi 14, tel que l’on peut le voir sur les figures 4 à 6.
Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 3, l’organe de fixation 22 comprend une portion d’isolation 24 de diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur du corps 23 et comprenant un trou 24a de diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du corps 23.
La portion d’isolation 24 est en appui axial contre une deuxième surface 14c de la paroi 14, opposée à la première surface 14b.
Le diamètre intérieur du trou 24a de la portion d’isolation 24 est inférieur au diamètre intérieur du trou 14a de la paroi 14 afin de laisser subsister un jeu radial entre ladite portion d’isolation 24 et la deuxième portion 20 de l’organe d’étanchéité 18.
En variante, dans le cas où la dimension axiale de la deuxième portion 20 de l’organe d’étanchéité 18 est inférieure à l’épaisseur de la paroi 14, on pourrait prévoir que le diamètre intérieur de la portion d’isolation 24 soit égal au diamètre extérieur du conducteur électrique 12, tel que l’on peut le voir sur les figures 4 et 5.
Le conducteur électrique 12 et la paroi 14 sont réalisés en matériau conducteur, par exemple en matériau métallique.
Le conducteur électrique 12 est de préférence réalisé en cuivre ou en aluminium.
La paroi est par exemple réalisée en inox, acier, ou titane, ou autre matériau métallique.
L’organe d’étanchéité 18 et l’organe de fixation 22 sont réalisés en matériau non conducteur, tel que par exemple en matériau céramique, ou en matériau composite ou en une autre matière isolante.
Le conducteur électrique 12 et la paroi 14 sont isolés électriquement l’un de l’autre par l’intermédiaire de l’organe d’étanchéité 18 et de l’organe de fixation 22.
La figure 4 illustre un autre mode de réalisation, dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références et qui diffère du mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3 uniquement par le fait que la dimension axiale de la deuxième portion 20 de l ’ organe d’ étanchéité 18 est inférieure à l ’ épaisseur de la paroi 14, et que la portion d’ isolation 30 est une pièce distincte de l ’ organe de fixation 22. Le diamètre intérieur de la portion d’ isolation 30 est égal au diamètre extérieur du conducteur électrique 12.
Tel qu’illustré sur la figure 4, la portion d’ isolation 30 est un organe d’i solation supplémentaire 30, sous la forme d’une rondelle isolante, montée entre le corps 23 de l ’ organe de fixation 22 et la deuxième surface 14c de la paroi 14.
La portion d’i solation 30 est réali sée en matériau non conducteur, tel que par exemple en matériau céramique, ou en matériau composite ou en une autre matière isolante.
La figure 5 illustre un autre mode de réali sation, dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références et qui diffère du mode de réalisation illustré sur la figure 4 uniquement par le fait que l ’ organe d’ étanchéité 18 ne comprend pas de deuxième portion s’ étendant dans le trou 14a de la paroi 14.
La figure 6 illustre un autre mode de réali sation, dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références et qui diffère du mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3 uniquement par le fait que la portion d’i solation 30 est une pièce distincte de l ’ organe de fixation 22. Le diamètre intérieur de la portion d’i solation 30 est supérieur au diamètre intérieur du trou 14a de la paroi 14.
Tel qu’illustré sur la figure 6, la portion d’ isolation 30 est un organe d’i solation supplémentaire 30, sous la forme d’une rondelle isolante, montée entre le corps 23 de l ’ organe de fixation 22 et la deuxième surface 14c de la paroi 14.
La portion d’i solation 30 est réali sée en matériau non conducteur, tel que par exemple en matériau céramique, ou en matériau composite ou en une autre matière isolante.
Tel qu’ illustré sur la figure 6, le corps 23 de l ’ organe de fixation 22 présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du trou 30a de la portion d’i solation 30. L’ organe de fixation 22 comprend un épaulement 22a de diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du trou 30a de la portion d’ isolation 30 en appui sur la portion d’ isolation 30.
La figure 7 illustre un autre mode de réali sation, dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références et qui diffère du mode de réalisation illustré sur la figure 6 uniquement par le fait que le corps 23 de l ’ organe de fixation 22 présente un diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du trou 30a de la portion d’ isolation 30 et que l ’ organe de fixation 22 comprend une interface cylindrique 22b de diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du trou 30a de la portion d’ isolation 30 en appui axial sur la portion d’ isolation 30.
Dans l ’ exemple illustré sur les figures 4 à 7, l ’ organe de fixation 22 est réalisé en matériau conducteur, par exemple en matériau métallique, tel que par exemple en inox, acier, ou titane, ou autre matériau métallique.
La portion ou deuxième organe d’ isolation 30 permet d’ isoler l ’ organe de fixation 22 de la paroi 14.
Grace à l ’ invention, le système de traversée de paroi est fixé de manière de manière démontable à une paroi, tout en permettant au connecteur électrique d’ être i solé de ladite paroi . Le système de traversée de paroi est configuré pour être résistant aux températures et pressions élevées, c’ est à dire supérieure à 800°C et 2 bars, ainsi qu’ aux hautes tensions et aux forts courants, tout en conservant un encombrement dimensionnel restreint et simple à mettre en œuvre.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble comprenant une paroi (14) et un système (10) de traversée de paroi configuré pour permettre le passage d’un conducteur électrique (12) à travers la paroi (14) et comprenant un conducteur électrique (12) destiné à être monté dans un premier trou (14a) traversant d’une paroi (14), caractérisé en ce que le conducteur électrique (12) comprend un épaulement (12a) et une partie filetée (17), du côté opposé à l’épaulement (12a), et en ce que ledit système (10) de traversée de paroi comprend :
- un organe d’étanchéité (18) configuré pour isoler le conducteur électrique (12) de la paroi (14) et configuré pour permettre le centrage du conducteur électrique (12) dans le trou traversant (14a) de la paroi (14), ledit organe d’étanchéité (18) étant monté entre l’épaulement (12a) du conducteur électrique (12) et une première surface (14b) de la paroi (14),
- un organe de fixation (22) configuré pour fixer le conducteur électrique (12) et l’organe d’étanchéité (18) sur la paroi (14), et
- un organe d’isolation (24, 30) entourant partiellement au moins le conducteur électrique (12) et en appui axial entre une deuxième surface (14c) de la paroi (14), opposée à la première surface (14b) de la paroi (14) et l’organe de fixation (22).
2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel l’organe d’étanchéité (18) comprend au moins une première portion d’appui (19) en appui axial contre la première surface (14b) de la paroi (14).
3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le conducteur comprend un corps (13) présentant un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du trou traversant (14a) de la paroi (14) et monté dans un perçage (18a) de l’organe d’étanchéité (18).
4. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel l’organe de fixation (22) comprend un taraudage (23a) coopérant avec un filetage d’une zone filetée (17) du conducteur électrique (12).
5. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le conducteur électrique (12) comprend à au moins une de ses extrémités libres (13a, 13b), un système de connexion (15, 16) configuré pour connecter un système électrique supplémentaire.
6. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le conducteur électrique (12) a la forme d’une barre métallique.
7. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le conducteur électrique (12) est réalisé en matériau conducteur.
8. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins l’organe d’étanchéité (18) et l’organe d’isolation (24, 30) sont réalisés en matériau non conducteur.
9. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe d’étanchéité (18) comprend une deuxième portion (20) de diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur de la première portion (19) et égal au diamètre intérieur du trou traversant (14a) de la paroi (14).
10. Ensemble selon la revendication 9, dans lequel la deuxième portion (20) de l’organe d’étanchéité (18) s’étend axialement au-delà du trou traversant de la paroi (14).
11. Ensemble selon la revendication 9 ou 10, dans lequel le diamètre intérieur du trou (24a, 30a) de l’organe d’isolation (24, 30) est inférieur au diamètre intérieur du trou (14a) de la paroi (14).
12. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel le diamètre extérieur du corps (23) de l’organe de fixation (22) est supérieur au diamètre intérieur du trou traversant (14a) de la paroi (14).
13. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le diamètre extérieur de l’organe de fixation (22) est inférieur au diamètre intérieur du trou traversant (14a) de la paroi (14).
14. Ensemble selon la revendication 13, dans lequel l’organe de fixation (22) présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du trou (30a) de l’organe d’isolation (30), l’organe de fixation (22) comprenant un épaulement (22a) en appui sur la portion d’isolation (30).
15. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe d’isolation (24) et l’organe de fixation (22) sont réalisés sous la forme d’une seule pièce monolithique.
16. Ensemble selon la revendication 9, dans lequel la dimension axiale de la deuxième portion (20) de l’organe d’étanchéité (18) est inférieure à l’épaisseur de la paroi (14), et le diamètre intérieur de la portion d’isolation (30) est égal au diamètre extérieur du conducteur électrique.
17. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 ou 16, dans lequel l’organe de fixation (22) est réalisé en matériau conducteur.
18. Véhicule comprenant au moins un accumulateur d’énergie comprenant une zone de confinement délimitée par une paroi (14) de zone de confinement et un système de traversée de paroi de l’ensemble de l’une quelconque des revendications précédentes.
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