EP4639675A1 - Module de batteries d'accumulateurs, procede et outil de fabrication de ce module - Google Patents

Module de batteries d'accumulateurs, procede et outil de fabrication de ce module

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Publication number
EP4639675A1
EP4639675A1 EP23829058.9A EP23829058A EP4639675A1 EP 4639675 A1 EP4639675 A1 EP 4639675A1 EP 23829058 A EP23829058 A EP 23829058A EP 4639675 A1 EP4639675 A1 EP 4639675A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit cells
module
arms
cooling wall
fasteners
Prior art date
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Pending
Application number
EP23829058.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean michel FIARD
Robert Yu
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Ampere SAS
Original Assignee
Ampere SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Ampere SAS filed Critical Ampere SAS
Publication of EP4639675A1 publication Critical patent/EP4639675A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • 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
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • 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
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs

Definitions

  • the present invention generally relates to storage batteries.
  • the invention finds a particularly advantageous application in modules for traction batteries of electric or hybrid vehicles.
  • An electric-powered motor vehicle usually comprises an electric motor and a storage battery which is specially designed to supply the electric motor with current in order to move the vehicle forward.
  • Such a storage battery generally comprises several identical modules, which each include a plurality of low-voltage unit cells. All of the unit cells are connected to each other so that the overall voltage across the battery is high enough to move the vehicle. The voltage across such a battery is often around 400 V or 800V.
  • Each battery module is generally presented, for reasons of ease of use, in the form of a closed box housing unit cells.
  • Such a module is likely to heat up significantly, particularly when the electric motor is used in a restrictive manner or when charging the unit cells.
  • the battery modules must then be cooled. To do this, they can be positioned on a cooling wall, which for example incorporates coolant circulation pipes.
  • the box to block all of the unit cells in a juxtaposed position and provide a mechanical structure to the module, the box however includes a crosspiece which extends across the open bottom of the box. This crosspiece creates a thermal barrier. Above all, it increases the distance between the unit cells and the cooling wall, which increases the thickness of foam required, so that the performance of the cooling system is still not optimal.
  • the present invention proposes a new system making it possible to reduce as much as possible the distance between the unit cells and the cooling wall.
  • the means for holding the unit cells comprise at least one attachment which has a base from which two arms extend which are located on either side of said unit cells and which are formed in a single piece with said base.
  • the fasteners are open (opposite their bases), so that they do not form an interface between the unit cells and the cooling wall.
  • the heat exchange between the cells and this wall can therefore take place optimally.
  • the assembly of the modules can be done simply and quickly, and in an automated manner.
  • said holding means comprising several distinct fasteners, the bases of all the fasteners are located on the same side of the unit cells;
  • each attachment extends in length in a second direction orthogonal to the first direction; - at least two distinct attachments are provided and located at a distance from each other in a third direction orthogonal to the first and second directions;
  • these two fasteners each have dimensions in the third direction which are at least ten times smaller than the dimension of the unit cells in this third direction;
  • each arm has at its end latching means adapted to clip onto a wall supporting the unit cells;
  • each unit cell being in contact with the base of the clip via a first side and having a second side opposite the first side, the arms of the clip have lengths such that they protrude from the second sides of the unit cells.
  • the invention also proposes a battery of accumulators comprising a cooling wall and at least one module as mentioned above, attached to the cooling wall from a side opposite to that where said base is located.
  • the arms of the clip are fixed by their ends to said cooling wall or to a support located against said cooling wall, opposite said module.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a storage battery module as mentioned above, comprising steps of:
  • the invention also relates to a tool for manufacturing a storage battery module having several juxtaposed unit cells, said manufacturing tool comprising two jaws which are mounted movable towards each other to compress the unit cells and which each has at least one groove for passing through an arm of a fastener, facing the other jaw.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a storage battery according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of a first alternative embodiment of the accumulator battery of Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a second alternative embodiment of the accumulator battery of Figure 1;
  • FIG. 4 illustrates several stages of a manufacturing process for the accumulator battery of Figure 1;
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a module of the accumulator battery of Figure 1 and of a manufacturing tool for this module;
  • FIG. 6 illustrates three alternative embodiments of a clip usable in the accumulator battery of Figure 1;
  • FIG. 7 illustrates three alternative embodiments of a compression plate usable in the accumulator battery of Figure 1.
  • This battery is for example intended to be installed on board a motor vehicle such as a car, in order to supply current to an electric traction motor of this vehicle.
  • This accumulator battery 1 comprises for this purpose a large number of electrochemical unit cells, distributed by modules.
  • each module 20 of the accumulator battery comprises several unit cells 22 (here around twenty).
  • modules are preferably provided in the battery although as a variant, a battery could comprise only one module (typically if it is a battery having a voltage at its terminals of 48V) .
  • the unit cells 22 are preferably all identical. They generally have plate shapes.
  • An orthonormal reference point (X, Y, Z) can be represented in relation to these cells.
  • the cells extend in length along the Z axis, in width along the Y axis, and in thickness along the X axis.
  • each module 20 The cells of each module 20 are then juxtaposed along this axis X (that is to say joined by their main faces - in other words, they are superimposed).
  • the modules are electrically connected together by electrical conductors 24.
  • the modules are also connected together.
  • the unit cells 22 are likely to heat up. As they age, they also tend to expand.
  • the modules 20 are placed on a cooling wall 10.
  • each module 20 So that the overall volume of each module 20 remains substantially constant, it between at least two unit cells 22 of each module 20 is provided an interface 23 that is more easily compressible than the unit cells 22. This interface 23 is then designed to collapse when the volume of the unit cells 22 increases.
  • an interface 23 is provided for two unit cells 22.
  • Each interface 23 is for example in the form of a layer of foam of width and length identical to those of the unit cells 22.
  • the interfaces 23 have low thermal conductivities, to form barriers in the event of thermal runaway of a cell.
  • These compression plates 25 are substantially planar and they have widths and lengths identical to or greater than those of the unit cells 22. They have rigidities greater than those of the unit cells 22. Otherwise formulated, these compression plates 25 deform less than the unit cells 22 when subjected to the same bending resistance test.
  • These compression plates 25 are preferably made of polymer material, which material is preferred for its electrically insulating properties. Alternatively, a metallic material could be used but it would then be preferable to coat it with a layer of electrical insulation.
  • these compression plates 25 also have a function of protecting the cells, particularly during the assembly of the module 20.
  • this protection function can also be completed using other plates 60 located against another of the cell sides. These other plates have characteristics identical to those of the compression plates 25 (apart from their widths and lengths which may differ).
  • Each module 20 comprises at least one fastener 27 which is designed to keep the unit cells 22 compressed and juxtaposed between the compression plates 25.
  • each fastener 27 is in the form of a clip, with a base 27C and two arms 27A, 27B which are folded at right angles to the base so that They rise from the ends of the base.
  • This attachment is for example made by folding a metal rod (steel or aluminum alloy).
  • the material used for these fasteners preferably has a rigidity greater than or equal to that of the compression plates 25 (its modulus d'Young has a higher value than that of the compression plates 25).
  • Each fastener 27 is in any case manufactured in such a way that the base and the arms are formed in a single, single piece (they are therefore not assembled).
  • the base 27C is rectilinear and has a uniform section, so as to be able to extend along the axis X (perpendicular to the unit cells 22) and to rest simultaneously against one of the sides of each unit cell.
  • the bases 27C all apply against one of the aforementioned protective plates 60.
  • the arms 27A, 27B are here also rectilinear and they have a uniform section, so as to be able to extend along the compression plates 25, on either side of them.
  • the arms could have a non-uniform section, provided that their facing interior faces are flat.
  • the arms could have a section which increases from the base to their free ends.
  • they could have a section which increases then decreases, so that their sections are maximum at approximately half their lengths.
  • these fasteners 27 have a thickness along the Z axis which is much less than the length of the cells. Thus, several fasteners 27 are necessary along the unit cells 22 in order to ensure that the compression plates 25 are held in place sufficiently to prevent them from bending.
  • This thickness is illustrated in the drawings as being very low. In practice, it could be higher and represent approximately one tenth of the length of the unit cells 22. On this subject, it can be noted that the thicknesses of the two attachments located at the ends of the cells could be identical, while the thickness of the The attachment positioned in the center of the cells will be higher.
  • the cooling wall 10 is flat and thick. It has internally pipes 11 making it possible to circulate a cooling liquid capable of evacuating to the outside the calories resulting from heating of the unit cells 22 (we speak of a “water plate”).
  • each attachment 27 is then located above the unit cells 22.
  • the arms 27A, 27B of the attachments 27 preferably have lengths greater, along the Y axis, than the width of the unit cells, so that they extend below them.
  • the fasteners 27 not only make it possible to block the unit cells 22 together, but they also make it possible to block these cells on the cooling wall 10.
  • the arms 27A, 27B of the fasteners 27 can be engaged through openings provided in the cooling wall 10 in order to attach to the latter or to an element located under this cooling wall 10.
  • the free ends of the arms 27A, 27B on the cooling wall 10 are blocked relative to each other, which prevents the arms to move apart when the unit cells 22 expand.
  • the free ends of the arms 27A, 27B of the fasteners 27 completely pass through the cooling wall 10, at the level of through openings.
  • these free ends can be fixed in or under the cooling wall 10. They could typically be folded under the cooling wall 10.
  • the cooling wall 10 may have on its upper face projecting studs which each delimit a housing for the free end of an arm of a fastener 27.
  • the arms 27A, 27B be engaged in these studs and be fixed there, for example by gluing.
  • the arms can completely pass through the cooling wall 10 and attach to a support wall 50 which is here placed under the cooling wall 10 and which supports the latter.
  • this support wall 50 is perforated so as not to limit the thermal performance of the cooling wall 10.
  • the fasteners 27 make it possible to maintain the unit cells 22 at a distance very close to the cooling wall 10.
  • a layer of a material with high thermal conductivity is then placed between the unit cells 22 and the cooling wall 10 to promote heat exchanges between these elements. This is a thermal foam 40.
  • a first step E1 the unit cells 22, the interfaces 23 and the compression plates 25 are juxtaposed and are installed between two jaws of a manufacturing tool 90. The plates 60 are then put in place.
  • the tool 90 comprises a fixed support 95 and two jaws 91, 92 which are movably mounted on this support 95 so as to be able to slide towards each other according to the axis X. It also includes actuators (not shown) allowing the two jaws to slide towards each other or away from each other.
  • the support 95 has a flat face on which the unit cells 22 are installed and on which the two jaws 91, 92 slide.
  • the two jaws 91, 92 have facing faces which are also mainly flat and parallel to the plane (YZ).
  • These facing faces each have at least one recessed groove 93. More precisely, as many grooves 93 are provided in each jaw 91, 92 as it is desired to place fasteners 27 around the unit cells 22.
  • each jaw 91, 92 has three grooves 93, each located opposite one of the grooves of the other jaw.
  • These grooves 93 are rectilinear, so that the arms 27A, 27B of the fasteners 27 can engage in them without effort. They extend along the Y axis and have a section normal to this axis which is here square and whose size is adjusted to that of the arms of the attachments 27.
  • the two jaws 91, 92 are pushed by the actuators towards each other in order to compress the interfaces 23 and the unit cells 22 against each other.
  • the wall cooling 10 is manufactured, with its cooling pipes 11 and with through openings 12 allowing the passage of the arms 27 A, 27B of the fasteners 27 (step E4).
  • this cooling wall 10 is covered on part of one of its two faces with thermal foam 40.
  • This thermal foam is here applied to the entire surface which will be occupied by the unit cells 22. It is therefore applied in strips, between the through openings 12.
  • the modules 20 are attached to these strips of thermal foam 40, by engaging the arms 27A, 27B of the fasteners 27 in the through openings 12. The free ends of these arms are then fixed to the cooling wall 10 to rigidly block the modules 20 on the latter.
  • step E6 it may be necessary to apply compressive forces to the external faces of the arms of the fasteners 27, so as to straighten these arms which tend to bend outwards such that 'they can engage in the through openings 12.
  • modules 20 are electrically connected to each other.
  • the through openings 12 making it possible to accommodate the arms of the attachments 27 of the same module are located on two lines, and these lines are combined for two neighboring modules (see figure 4, step E4).
  • six through openings 12 are provided per line (except for the lines at the ends of the cooling wall 10).
  • the attachments 27 of two neighboring modules 20 engage with one of their two arms in openings which are located on the same line, which allows these modules 20 to be placed very close to each other.
  • modules could be distributed differently on the cooling wall 10.
  • the modules 20 can be placed in temporary reusable boxes.
  • temporary clips can be placed on the cells, in head-to-tail positions with the clips. In any case, the temporary boxes or clips allow the unit cells to be constrained and prevent the arms from moving apart during module storage. These temporary boxes or clips are then removed from the modules 20 before the latter are placed on the cooling wall 10.
  • the fasteners used to fix the unit cells 22 together could have shapes different from a simple clip.
  • the free ends of the arms 127A, 127B of the fasteners 127 could have latching means adapted to clip onto the underside of the cooling wall 10.
  • these latching means are in the form of teeth 127D projecting from the interior faces of the free ends of the arms. These teeth have triangular shapes to allow the arms to pass through the through openings of the cooling wall 10, but to prevent their withdrawal.
  • the free ends of the arms 127A, 127B of the fasteners 127 could form eyelets.
  • fasteners 27 could be coupled (in pairs as shown, or in threes or even in a larger number) in order to form a single single piece 227.
  • the attachment 327 could extend along the Z axis over a length of between half the length of the unit cells and the length of the unit cells. It could even be predicted that its length would be greater than that of the unit cells. [0108] Thus, a single fastener 327 could be sufficient to assemble these unit cells.
  • This attachment 327 thus has a base 327C in the form of a plate and two arms 327A, 327B also in the form of plates. It therefore forms a sort of U-shaped tunnel.
  • the clip 327 could be closed at its ends and form a sort of box open on one side only.
  • the two side walls of this box i.e. the two arms
  • the compression plates 25 extend in height to a height greater than the unit cells 22 (here equal to the sum of the height of these cells and the thickness of thermal foam 40). This configuration is shown in the first illustration of Figure 7.
  • these compression plates 25 extend from the bases 27C of the attachments 27 to the cooling wall 10. They thus form a sort of wedge making it possible to guarantee that the distance between the bases 27C of the attachments 27 and the cooling wall 10 is equal to the desired value.
  • the lower edge of the compression plates 25 could have notches 25A, here two in number, delimiting between them a projecting tongue.
  • This tongue is here covered on its free edge with a metal reinforcement 25B which is for example crimped or force-mounted on the compression plate and which ensures that the compression plate 25 does not deform. Thanks to these notches 25A, the support zone of the compression plates 25 on the cooling wall 10 is restricted, which prevents (for example in the event of a lack of flatness of the cooling wall 10) that the support is made too strong in unwanted areas.
  • the lower edges of the compression plates 25 of each module 20 can be folded at right angles towards each other, in order to form edges having support functions.
  • the bearing surface of the compression plates 25 on the cooling wall 10 is thus larger, which makes it possible to better distribute the stresses.
  • the majority of the cells are entirely supported by one of their edges against the thermal foam 40.
  • this variant is not preferred since the unit cells located at the ends of the superposition of cells do not are not fully cooled, and they therefore risk being cooled less well than the other cells.
  • the accumulator battery could comprise not a single cooling wall 10, but several. Typically, for reasons of modularity and ease of manufacturing, it could include a cooling wall 10 per module 20.

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Abstract

L'invention concerne un module (20) de batterie d'accumulateurs (1), comportant plusieurs cellules unitaires (22) et des moyens de maintien desdites cellules unitaires en position juxtaposée. Selon l'invention, lesdits moyens de maintien comportent au moins une attache (27) qui présente une embase à partir de laquelle s'étendent deux bras qui sont situés de part et d'autre desdites cellules unitaires et qui sont formés d'une seule pièce monobloc avec ladite embase.

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L’IN ENTION : MODULE DE BATTERIES D’ACCUMULATEURS, PROCÉDÉ ET OUTIL DE FABRICATION DE CE MODULE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001] La présente invention concerne de manière générale les batteries d’accumulateurs.
[0002] Elle concerne plus particulièrement un module de batterie d’accumulateurs comportant plusieurs cellules unitaires et des moyens de maintien desdites cellules unitaires en position juxtaposée.
[0003] L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les modules pour batteries de traction de véhicules électriques ou hybrides.
[0004] Elle concerne également un procédé et un outil de fabrication d’un tel module.
ETAT DE LA TECHNIQUE
[0005] Un véhicule automobile à propulsion électrique comporte d’ordinaire un moteur électrique et une batterie d’accumulateurs qui est spécialement conçue pour alimenter le moteur électrique en courant afin de faire avancer le véhicule.
[0006] Une telle batterie d’accumulateurs comporte généralement plusieurs modules identiques, qui comprennent chacun une pluralité de cellules unitaires à basse tension. L’ensemble des cellules unitaires sont connectées les unes aux autres de façon que la tension globale aux bornes de la batterie soit suffisamment élevée pour faire avancer le véhicule. La tension aux bornes d’une telle batterie est souvent de l’ordre de 400 V ou 800V. [0007] Chaque module de batterie se présente généralement, pour des raisons de facilité d’utilisation, sous la forme d’une boîte fermée logeant des cellules unitaires.
[0008] Un tel module est susceptible de chauffer fortement, notamment lorsque le moteur électrique est utilisé de manière contraignante ou lors de la charge des cellules unitaires. Les modules de batteries doivent alors être refroidis. Ils peuvent pour cela être positionnés sur une paroi de refroidissement, laquelle incorpore par exemple des conduits de circulation de liquide de refroidissement.
[0009] Pour assurer un bon transfert de chaleur entre les cellules unitaires et la paroi de refroidissement, il est connu d’utiliser deux couches de mousses ayant une bonne conductivité thermique, l’une d’entre elles étant disposée en sandwich entre les cellules unitaires et une paroi métallique de la boîte, et l’autre étant disposée en sandwich entre la paroi métallique de la boîte et la paroi de refroidissement.
[0010] L’inconvénient majeur de cette solution est que la multiplication des couches de mousse augmente nécessairement la résistance thermique de l’ensemble et réduit en conséquence la performance du système de refroidissement.
[0011] C’est dans ce contexte que le document US20220085447 propose un module dont la boîte présente un fond ouvert, de telle sorte que les cellules soient exposées à la paroi de refroidissement via une seule couche de mousse.
[0012] Dans ce document, pour bloquer l’ensemble des cellules unitaires en position juxtaposée et assurer une structure mécanique au module, la boîte comporte toutefois une traverse qui s’étend au travers du fond ouvert de la boîte. Cette traverse crée une barrière thermique. Surtout, elle augmente la distance entre les cellules unitaires et la paroi de refroidissement, ce qui accroît l’épaisseur de mousse nécessaire, de sorte que la performance du système de refroidissement n’est toujours pas optimale.
PRESENTATION DE L'INVENTION
[0013] Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose un nouveau système permettant de réduire autant que possible la distance entre les cellules unitaires et la paroi de refroidissement.
[0014] Plus particulièrement, on propose selon l’invention un module tel que défini dans l’introduction, dans lequel les moyens de maintien des cellules unitaires comportent au moins une attache qui présente une embase à partir de laquelle s’étendent deux bras qui sont situés de part et d’autre desdites cellules unitaires et qui sont formés d’une seule pièce monobloc avec ladite embase.
[0015] Ainsi, grâce à l’invention, les attaches sont ouvertes (à l’opposé de leurs embases), de sorte qu’elles ne forment pas une interface entre les cellules unitaires et la paroi de refroidissement. L’échange de chaleur entre les cellules et cette paroi peut donc se faire de façon optimale. En outre, grâce à cette forme d’attache, l’assemblage des modules peut se faire de façon simple et rapide, et de manière automatisée.
[0016] D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du module conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- lesdits moyens de maintien comportant plusieurs attaches distinctes, les embases de toutes les attaches sont situées d’un même côté des cellules unitaires ;
- il est prévu deux plaques de compression situées et de part et d’autre desdites cellules unitaires, et de part et d’autre desquelles sont situés les bras de chaque attache ;
- il est prévu entre au moins deux des cellules unitaires une interface plus facilement compressible que les cellules unitaires ;
- les cellules unitaires sont juxtaposées selon une première direction ;
- les bras de chaque attache s’étendent en longueur selon une seconde direction orthogonale à la première direction ; - il est prévu au moins deux attaches distinctes et situées à distance l’une de l’autre selon une troisième direction orthogonale aux première et seconde directions ;
- ces deux attaches présentent chacune des dimensions selon la troisième direction qui sont au moins dix fois inférieures à la dimension des cellules unitaires selon cette troisième direction ;
- chaque bras présente à son extrémité des moyens d’encliquetage adaptés à se clipser sur une paroi supportant les cellules unitaires ;
- chaque cellule unitaire étant au contact de l’embase de l’attache par un premier côté et présentant un second côté opposé au premier côté, les bras de l’attache présentent des longueurs telles qu’ils dépassent des seconds côtés des cellules unitaires.
[0017] L’invention propose également une batterie d’accumulateurs comportant une paroi de refroidissement et au moins un module tel que précité, rapporté sur la paroi de refroidissement par un côté opposé à celui où se trouve ladite embase.
[0018] Préférentiellement, les bras de l’attache sont fixés par leurs extrémités à ladite paroi de refroidissement ou à un support situé contre ladite paroi de refroidissement, à l’opposé dudit module.
[0019] L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un module de batterie d’accumulateurs tel que précité, comportant des étapes de :
- superposition des cellules unitaires,
- compression des cellules unitaires,
- insertion des cellules unitaires comprimées entre les bras de l’attache.
[0020] L’invention concerne aussi un outil de fabrication d’un module de batterie d’accumulateurs ayant plusieurs cellules unitaires juxtaposées, ledit outil de fabrication comprenant deux mors qui sont montés mobiles l’un vers l’autre pour comprimer les cellules unitaires et qui présentant chacun au moins une rainure de passage d’un bras d’une attache, tournée vers l’autre mors.
[0021] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIO
[0022] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
[0023] Sur les dessins annexés :
[0024] [Fig. 1] est une vue schématique en coupe d’une batterie d’accumulateurs conforme à l’invention ; [0025] [Fig. 2] est une vue schématique en coupe d’une première variante de réalisation de la batterie d’accumulateurs de la figure 1 ;
[0026] [Fig. 3] est une vue schématique en coupe d’une seconde variante de réalisation de la batterie d’accumulateurs de la figure 1 ;
[0027] [Fig. 4] illustre plusieurs étapes d’un procédé de fabrication de la batterie d’accumulateurs de la figure 1 ;
[0028] [Fig. 5] est une vue schématique en perspective d’un module de la batterie d’accumulateurs de la figure 1 et d’un outil de fabrication de ce module ;
[0029] [Fig. 6] illustre trois variantes de réalisation d’une attache utilisable dans la batterie d’accumulateurs de la figure 1 ;
[0030] [Fig. 7] illustre trois variantes de réalisation d’une plaque de compression utilisable dans la batterie d’accumulateurs de la figure 1 .
[0031] Sur la figure 1, on a représenté une batterie d’accumulateurs 1.
[0032] Cette batterie est par exemple prévue pour être installée à bord d’un véhicule automobile tel qu’une voiture, afin d’alimenter en courant un moteur électrique de traction de ce véhicule.
[0033] Cette batterie d’accumulateurs 1 comporte à cet effet un grand nombre de cellules unitaires électrochimiques, réparties par modules.
[0034] Ainsi, chaque module 20 de la batterie d’accumulateurs comportent plusieurs cellules unitaires 22 (ici une vingtaine).
[0035] Il est de préférence prévu plusieurs modules dans la batterie bien qu’en variante, une batterie pourrait ne comporter qu’un seul module (typiquement s’il s’agit d’une batterie présentant une tension à ses bornes de 48V).
[0036] Les cellules unitaires 22 sont de préférence toutes identiques. Elles présentent globalement des formes de plaques.
[0037] On pourra représenter par rapport à ces cellules un repère orthonormal (X, Y, Z).
[0038] Dans ce repère, les cellules s’étendent en longueur selon l’axe Z, en largeur selon l’axe Y, et en épaisseur selon l’axe X.
[0039] Les cellules de chaque module 20 sont alors juxtaposées selon cet axe X (c’est-à- dire accolées par leurs faces principales - autrement dit, elles sont superposées).
[0040] Elles sont connectées électriquement ensemble par des conducteurs électriques 24. Les modules sont également connectés ensemble.
[0041] Lors de leur utilisation (en charge ou décharge), les cellules unitaires 22 sont susceptibles de chauffer. Lorsqu’elles vieillissent, elles ont en outre tendance à se dilater.
[0042] Pour réduire réchauffement des cellules unitaires 22, les modules 20 sont placés sur une paroi de refroidissement 10.
[0043] Pour que le volume global de chaque module 20 reste sensiblement constant, il est prévu entre au moins deux de cellules unitaires 22 de chaque module 20 une interface 23 plus facilement compressible que les cellules unitaires 22. Cette interface 23 est alors conçue pour s’écraser lorsque le volume des cellules unitaires 22 croît.
[0044] Ici, il est prévu une interface 23 pour deux cellules unitaires 22.
[0045] Chaque interface 23 se présente par exemple sous la forme d’une couche de mousse de largeur et longueur identiques à celles des cellules unitaires 22.
[0046] Ici, les interfaces 23 présentent des conductivités thermiques faibles, pour former des barrières en cas d’emballement thermique d’une cellule.
[0047] Lors de leur assemblage, ces interfaces 23 doivent être comprimées afin de garantir le blocage des cellules unitaires 22 quel que soit le volume que ces dernières occupent.
[0048] C’est la raison pour laquelle il est prévu, aux extrémités de la superposition de cellules unitaires 22 et d’interfaces 23, des plaques de compression 25.
[0049] Ces plaques de compression 25 sont sensiblement planes et elles présentent des largeur et longueur identiques ou supérieures à celles des cellules unitaires 22. Elles présentent des rigidités supérieures à celles des cellules unitaires 22. Autrement formulé, ces plaques de compression 25 se déforment moins que les cellules unitaires 22 lorsqu’elles sont soumises à un même test de résistance à la flexion.
[0050] Ces plaques de compression 25 sont de préférence réalisées en matériau polymère, lequel matériau est préféré pour ses propriétés isolantes électriquement. En variante, un matériau métallique pourrait être employé mais il serait lors préférable de le revêtir d’une couche d’isolant électrique.
[0051] On notera que ces plaques de compression 25 ont par ailleurs une fonction de protection des cellules notamment lors de l’assemblage du module 20.
[0052] Comme le montre par exemple la figure 5, cette fonction de protection peut en outre être complétée à l’aide d’autres plaques 60 situées contre un autre des côtés de cellules. Ces autres plaques présentent des caractéristiques identiques à celles des plaques de compression 25 (hormis leurs largeurs et longueurs qui peuvent différer).
[0053] Chaque module 20 comporte au moins une attache 27 qui est conçue pour maintenir les cellules unitaires 22 comprimées et juxtaposées entre les plaques de compression 25.
[0054] Ici, comme le montre la figure 5, chaque attache 27 se présente sous la forme d’une agrafe, avec une embase 27C et deux bras 27A, 27B qui sont repliés à angle droit par rapport à l’embase de manière qu’ils s’élèvent à partir des extrémités de l’embase.
[0055] Cette attache est par exemple réalisée par pliage d’une tige métallique (en acier ou en alliage d’aluminium). Le matériau employé pour ces attaches présente de préférence une rigidité supérieure ou égale à celle des plaques de compression 25 (son module d’Young présente une valeur supérieure à celle des plaques de compression 25).
[0056] Chaque attache 27 est quoi qu’il en soit fabriquée de telle manière que l’embase et les bras sont formés d’une seule pièce monobloc (ils ne sont dons pas assemblés).
[0057] Ici, l’embase 27C est rectiligne et présente une section uniforme, de façon à pouvoir s’étendre selon l’axe X (perpendiculairement aux cellules unitaires 22) et à s’appuyer simultanément contre l’un des côtés de chaque cellule unitaire.
[0058] En pratique, les embases 27C s’appliquent toutes contre l’une des plaques 60 de protection précitées.
[0059] Les bras 27A, 27B sont ici également rectilignes et ils présentent une section uniforme, de façon à pouvoir s’étendre le long des plaques de compression 25, de part et d’autre de celles-ci.
[0060] En variante, les bras pourraient avoir une section non uniforme, pour autant que leurs faces intérieures en vis-à-vis soient planes. Typiquement, compte tenu des contraintes qui s’exerceront sur eux, les bras pourraient avoir une section qui croît depuis l’embase jusqu’à leurs extrémités libres. En variante, ils pourraient avoir une section qui croît puis décroît, de manière que leurs sections soient maximales sensiblement à la moitié de leurs longueurs.
[0061] Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, il est prévu plusieurs attaches 27 distinctes.
[0062] En effet, ces attaches 27 présentent une épaisseur selon l’axe Z qui est très inférieure à la longueur des cellules. Ainsi, plusieurs attaches 27 sont nécessaires le long des cellules unitaires 22 afin d’assurer un maintien des plaques de compression 25 suffisant pour éviter leur fléchissement.
[0063] Cette épaisseur est illustrée sur les dessins comme étant très faible. En pratique, elle pourra être plus élevée et représenter environ le dixième de la longueur des cellules unitaires 22. A ce sujet, on pourra noter que les épaisseurs des deux attaches situées aux extrémités des cellules pourront être identiques, tandis que l’épaisseur de l’attache positionnée au centre des cellules sera plus élevée.
[0064] Ici, il est prévu trois plaques 60 distinctes situées au niveau des attaches. Bien entendu, en variante, une seule plaque 60, de dimension plus grande, pourrait être utilisées. [0065] Les attaches 27, de par leur forme, sont ouvertes à l’opposé de leur embase 27C. Par conséquent, lorsqu’elles chevauchent les cellules unitaires 22, elles laissent un côté des cellules unitaires 22 entièrement libre, c’est-à-dire totalement ouvert vers l’extérieur. C’est par ce côté ouvert que les cellules unitaires 22 sont positionnées sur la paroi de refroidissement 10. De cette façon, les échanges de chaleur entre les cellules unitaires 22 et la paroi de refroidissement 10 peuvent se faire de façon optimale.
[0066] Comme le montre la figure 1 , la paroi de refroidissement 10 est plane et épaisse. Elle présente intérieurement des conduites 11 permettant d’y faire circuler un liquide de refroidissement propre à évacuer vers l’extérieur les calories issues de réchauffement des cellules unitaires 22 (on parle de « plaque à eau »).
[0067] Sur la figure 1 , la paroi de refroidissement 10 est représentée comme étant positionnée sous les cellules unitaires 22 (l’orientation pourrait bien entendu être différente). [0068] Dans la suite de la description, les termes « inférieur », « supérieur », « dessus », « dessous » seront employés compte tenu de la configuration illustrée sur cette figure 1.
[0069] L’embase 27C de chaque attache 27 est alors située au-dessus des cellules unitaires 22.
[0070] Les bras 27A, 27B des attaches 27 présentent de manière préférentielle des longueurs supérieures, selon l’axe Y, à la largeur des cellules unitaires, si bien qu’ils débordent en dessous de celles-ci.
[0071] De cette manière, les attaches 27 permettent non seulement de bloquer entre elles les cellules unitaires 22, mais elles permettent en outre de bloquer ces cellules sur la paroi de refroidissement 10.
[0072] En effet, du fait de leurs longueurs, les bras 27A, 27B des attaches 27 peuvent être engagés au travers d’ouvertures prévues dans la paroi de refroidissement 10 afin de s’accrocher à cette dernière ou à un élément situé sous cette paroi de refroidissement 10. [0073] On notera en outre que grâce à la fixation des extrémités libres des bras 27A, 27B sur la paroi de refroidissement 10, ces extrémités libres sont bloquées l’une par rapport à l’autre, ce qui empêche les bras de s’écarter lorsque les cellules unitaires 22 se dilatent.
[0074] Dans le mode de réalisation de la figure 1 , les extrémités libres des bras 27A, 27B des attaches 27 traversent complètement la paroi de refroidissement 10, au niveau d’ouvertures traversantes. Ainsi, ces extrémités libres peuvent être fixées dans ou sous la paroi de refroidissement 10. Elles pourraient typiquement être repliées sous la paroi de refroidissement 10.
[0075] En variante, comme le montre la figure 2, la paroi de refroidissement 10 peut présenter sur sa face supérieure des plots en saillie qui délimitent chacun un logement pour l’extrémité libre d’un bras d’une attache 27. Ainsi, les bras 27A, 27B peuvent-ils être engagés dans ces plots et y être fixés, par exemple par collage.
[0076] Encore en variante, comme le montre la figure 3, les bras peuvent traverser complètement la paroi de refroidissement 10 et se fixer sur une paroi de support 50 qui est ici placée sous la paroi de refroidissement 10 et qui supporte cette dernière. Sur la figure 3, cette paroi de support 50 est ajourée pour ne pas limiter les performances thermiques de la paroi de refroidissement 10.
[0077] Quoi qu’il en soit, les attaches 27 permettent de maintenir les cellules unitaires 22 à une distance très proche de la paroi de refroidissement 10. Ici, une couche d’un matériau à conductivité thermique élevée est alors placée entre les cellules unitaires 22 et la paroi de refroidissement 10 pour favoriser les échanges de chaleur entre ces éléments. Il s’agit ici d’une mousse thermique 40.
[0078] Sur la figure 4, on a représenté les étapes principales du procédé d’assemblage de la batterie d’accumulateurs 1, que l’on peut maintenant décrire.
[0079] Au cours d’une première étape E1, les cellules unitaires 22, les interfaces 23 et les plaques de compression 25 sont juxtaposées et sont installés entre deux mors d’un outil 90 de fabrication. Les plaques 60 sont ensuite mises en place.
[0080] Comme le montre plus en détail la figure 5, l’outil 90 comporte un support 95 fixe et deux mors 91, 92 qui sont montés mobiles sur ce support 95 de façon à pouvoir coulisser l’un vers l’autre selon l’axe X. Il comporte en outre des actionneurs (non représentés) permettant de faire coulisser les deux mors l’un vers l’autre ou à distance l’un de l’autre.
[0081] Le support 95 présente une face plane sur laquelle sont installées les cellules unitaires 22 et sur laquelle coulissent les deux mors 91 , 92.
[0082] Les deux mors 91 , 92 présentent des faces en vis-à-vis qui sont, elles également, majoritairement planes et parallèles au plan (YZ).
[0083] Ces faces en vis-à-vis présentent chacune au moins une rainure 93 en creux. Il est plus précisément prévu autant de rainures 93 dans chaque mors 91, 92 qu’on souhaite placer d’attaches 27 autour des cellules unitaires 22.
[0084] Ainsi, ici, chaque mors 91 , 92 présente trois rainures 93, situées chacune en regard de l’une des rainures de l’autre mors. Ces rainures 93 sont rectilignes, de manière que les bras 27A, 27B des attaches 27 puissent s’y engager sans effort. Elles s’étendent selon l’axe Y et présentent une section normale à cet axe qui est ici carrée et dont la taille est ajustée à celle des bras des attaches 27.
[0085] Lors de la première étape E1, les deux mors 91 , 92 sont poussés par les actionneurs en direction l’un de l’autre afin de comprimer les interfaces 23 et les cellules unitaires 22 les unes contre les autres.
[0086] Ensuite, au cours d’une seconde étape E2 illustrée sur les figures 4 et 5, les attaches 27 sont rapportées de part et d’autre des plaques de compression 25, en engageant leurs bras 27A, 27B dans les rainures 93 prévues à cet effet dans les mors 91 , 92.
[0087] Ces attaches 27 sont bien positionnées lorsque leurs embases 27C s’appuient contre le côté supérieur des cellules unitaires 22. Ainsi, les cellules unitaires se trouvent- elles en effet bien alignées les unes par rapport aux autres.
[0088] Au cours d’une troisième étape E3 illustrée sur la figure 4, les mors sont actionnés pour s’écarter l’un de l’autre et les modules 20 obtenus sont extraits de l’outil 90.
[0089] En parallèle de ces étapes E1 à E3 (avant, pendant ou après ces étapes), la paroi de refroidissement 10 est fabriquée, avec ses conduites de refroidissement 11 et avec des ouvertures traversantes 12 permettant le passage des bras 27 A, 27B des attaches 27 (étape E4).
[0090] Au cours d’une étape E5, cette paroi de refroidissement 10 est recouverte sur une partie de l’une de ses deux faces de mousse thermique 40. Cette mousse thermique est ici appliquée sur l’ensemble de la surface qui sera occupée par les cellules unitaires 22. Elle est donc appliquée en bandes, entre les ouvertures traversantes 12.
[0091] Enfin, au cours d’une étape E6, les modules 20 sont rapportés sur ces bandes de mousse thermique 40, en engageant les bras 27A, 27B des attaches 27 dans les ouvertures traversantes 12. Les extrémités libres de ces bras son ensuite fixés à la paroi de refroidissement 10 pour bloquer rigidement les modules 20 sur cette dernière.
[0092] Au cours de cette étape E6, il peut être nécessaire d’appliquer des efforts de compression sur les faces externes des bras des attaches 27, de manière à redresser ces bras qui ont tendance à fléchir vers l’extérieur de telle sorte qu’ils puissent s’engager dans les ouvertures traversantes 12.
[0093] Enfin, les modules 20 sont connectés électriquement entre eux.
[0094] De manière que la batterie d’accumulateurs 1 ainsi obtenue présente une compacité optimale, les ouvertures traversantes 12 permettant d’accueillir les bras des attaches 27 d’un même module sont situées sur deux lignes, et ces lignes sont confondues pour deux modules voisins (voir figure 4, étape E4). Ainsi, il est prévu six ouvertures traversantes 12 par ligne (excepté pour les lignes aux extrémités de la paroi de refroidissement 10). Autrement formulé, les attaches 27 de deux modules 20 voisins s’engagent par un de leurs deux bras dans des ouvertures qui sont situées sur une même ligne, ce qui permet de placer ces modules 20 très proches l’un de l’autre.
[0095] On comprend donc que les plaques de compression 25 d’un module 20 placé entre deux autres modules sont au contact des attaches de ces deux autres modules. Grâce à cette configuration, les contraintes qui s’exercent sur les attaches 27 de ce module (lorsque les cellules unitaires 22 gonflent) sont reprises en partie par ces deux autres modules.
[0096] Bien entendu, en variante, les modules pourraient être répartis différemment sur la paroi de refroidissement 10.
[0097] Typiquement, ils pourraient être plus écartés les uns des autres. Dans ce cas, on pourrait placer des éléments de butée entre ces modules, de manière à éviter toute déformation des bras au cours de la durée de vie des cellules d’accumulateurs.
[0098] En variante, on pourrait prévoir que deux modules soient placés dans l’alignement l’un de l’autre.
[0099] Il peut arriver qu’une fois les modules 20 assemblés, ces derniers ne soient pas immédiatement placés sur la paroi de refroidissement 10. Ils sont alors stockés. Le risque dans ce cas est que les bras des attaches 27 s’écartent progressivement, et qu’il ne soit plus possible ensuite de les engager au travers des ouvertures traversantes prévues dans la paroi de refroidissement 10. Pour éviter d’en arriver là, les modules peuvent être placés dans des boîtes temporaires réutilisables. En variante, des agrafes temporaires peuvent être placées sur les cellules, en positions tête-bêche avec les attaches. Quoi qu’il en soit, les boîtes ou agrafes temporaires permettent de contraindre les cellules unitaires et d’éviter que les bras s’écartent pendant le stockage des modules. Ces boîtes ou agrafes temporaires sont ensuite retirées des modules 20 avant que ces derniers ne soient placés sur la paroi de refroidissement 10.
[0100] On comprend mieux pourquoi on peut alors considérer que la fabrication d’un module est achevée uniquement lorsque ses attaches 27 sont fixées à la paroi de refroidissement 10.
[0101] La présente invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits supra, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.
[0102] Ainsi, comme le montre la figure 6, les attaches utilisées pour fixer les cellules unitaires 22 entre elles pourraient présenter des formes différentes d’une simple agrafe.
[0103] Par exemple, comme le montre la première illustration de la figure 6, les extrémités libres des bras 127A, 127B des attaches 127 pourraient présenter des moyens d’encliquetage adaptés à se clipser sur le dessous de la paroi de refroidissement 10. Tels que représentés sur cette figure 6, ces moyens d’encliquetage se présentent sous la forme de dents 127D en saillie des faces intérieures des extrémités libres des bras. Ces dents présentent des formes triangulaires pour permettre le passage des bras au travers des ouvertures traversantes de la paroi de refroidissement 10, mais pour en empêcher le retrait. [0104] Selon une autre variante non représentée, les extrémités libres des bras 127A, 127B des attaches 127 pourraient former des œillets. Ainsi, pour fixes les attaches, il suffirait de passer dans deux trous dédiés de la paroi de refroidissement 10 des tiges qui viendraient traverser ces œillets et bloquer ainsi les bras.
[0105] Selon une autre variante représentée sur la seconde illustration de la figure 6, les attaches 27 pourraient être couplées (par deux comme cela est montré, ou par trois voire par un plus grand nombre) afin de former une seule pièce monobloc 227.
[0106] Ici, ce couplage est assuré par deux tiges 271 qui s’étendent respectivement depuis l’une et l’autre des extrémités des deux bras d’une attache 27 jusqu’à l’une et l’autre des extrémités des deux bras d’une autre attache 27.
[0107] Selon une autre variante représentée sur la troisième illustration de la figure 6, l’attache 327 pourrait s’étendre selon l’axe Z sur une longueur comprise entre la moitié de la longueur des cellules unitaires et la longueur des cellules unitaires. On pourrait même prévoir que sa longueur soit supérieure à celle des cellules unitaires. [0108] Ainsi, une seule attache 327 pourrait suffire à assembler ces cellules unitaires. Cette attache 327 présente ainsi une embase 327C en forme de plaque et deux bras 327A, 327B également en formes de plaques. Elle forme donc une sorte de tunnel de section en U.
[0109] En variante, si sa longueur est supérieure à celle des cellules unitaires 22, l’attache 327 pourrait être fermée à ses extrémités et former une sorte de boîte ouverte d’un côté seulement. Dans ce cas, les deux parois latérales de cette boîte (c’est-à-dire les deux bras) présenteraient de préférence des encoches pour le passage des mors de l’outil d’assemblage.
[0110] Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , les plaques de compression 25 s’étendent en hauteur sur une hauteur plus grande que les cellules unitaires 22 (ici égale à la somme de la hauteur de ces cellules et de l’épaisseur de la mousse thermique 40). Cette configuration est représentée sur la première illustration de la figure 7.
[0111] Ainsi, ces plaques de compression 25 s’étendent depuis les embases 27C des attaches 27 jusqu’à la paroi de refroidissement 10. Elles forment ainsi des sortes de calles permettant de garantir que la distance entre les embases 27C des attaches 27 et la paroi de refroidissement 10 soit égale à la valeur souhaitée.
[0112] En variante, comme le montre la seconde illustration de la figure 7, le bord inférieur des plaques de compression 25 pourrait présenter des encoches 25A, ici au nombre de deux, délimitant entre elles une languette en saillie. Cette languette est ici revêtue sur son bord libre d’un renfort métallique 25B qui est par exemple serti ou monté en force sur la plaque de compression et qui permet de s’assurer que la plaque de compression 25 ne se déforme pas. Grâce à ces encoches 25A, la zone d’appui des plaques de compression 25 sur la paroi de refroidissent 10 est restreinte, ce qui évite (par exemple en cas de défaut de planéité de la paroi de refroidissement 10) que l’appui se fasse trop fort dans des zones non souhaitées.
[0113] Selon une autre variante, comme le montre la troisième illustration de la figure 7, les bords inférieurs des plaques de compression 25 de chaque module 20 peuvent être repliés à angle droit l’un vers l’autre, afin de former des rebords ayant des fonctions de support. Dans cette variante, la surface d’appui des plaques de compression 25 sur la paroi de refroidissement 10 est ainsi plus grande, ce qui permet de mieux répartir les contraintes. On notera que dans cette variante, la majorité des cellules sont entièrement en appui par l’un de leurs bords contre la mousse thermique 40. Toutefois, cette variante n’est pas préférée puisque les cellules unitaires situées aux extrémités de la superposition de cellules ne le sont pas entièrement, et elles risquent donc d’être moins bien refroidies que les autres cellules.
[0114] Selon une autre variante de l’invention, la batterie d’accumulateurs pourrait comporter non pas une unique paroi de refroidissement 10, mais plusieurs. Typiquement, pour des raisons de modularité et de facilité de fabrication, elle pourrait comporter une paroi de refroidissement 10 par module 20.
[0115] Selon encore une autre variante, on pourrait prévoir de coller les cellules unitaires et les interfaces 23 entre elles (ainsi qu’éventuellement les plaques de compression 25), de manière à s’assurer que lors de la mise en place des attaches 27, ces composants restent bien alignés les uns par rapport aux autres.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Module (20) de batterie d’accumulateurs (1), comportant plusieurs cellules unitaires (22) et des moyens de maintien desdites cellules unitaires (22) en position juxtaposée, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien comportent au moins une attache (27) qui présente une embase (27C) à partir de laquelle s’étendent deux bras (27A, 27B) qui sont situés de part et d’autre desdites cellules unitaires (22) et qui sont formés d’une seule pièce monobloc avec ladite embase (27C).
[Revendication 2] Module (20) selon la revendication 1 , dans lequel lesdits moyens de maintien comportant plusieurs attaches (27) distinctes, les embases (27C) de toutes les attaches (27) sont situées d’un même côté des cellules unitaires (22).
[Revendication 3] Module (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel il est prévu deux plaques de compression (25) situées et de part et d’autre desdites cellules unitaires (22), et de part et d’autre desquelles sont situés les bras (27A, 27B) de chaque attache (27).
[Revendication 4] Module (20) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel il est prévu entre au moins deux des cellules unitaires (22) une interface (23) plus facilement compressible que les cellules unitaires (22).
[Revendication 5] Module (20) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les cellules unitaires (22) étant juxtaposées selon une première direction (X), les bras (27A, 27B) de chaque attache (27) s’étendant en longueur selon une seconde direction (Y) orthogonale à la première direction (X), il est prévu au moins deux attaches (27) distinctes et situées à distance l’une de l’autre selon une troisième direction (Z) orthogonale aux première et seconde directions (X, Y), qui présentent chacune des dimensions selon la troisième direction (Z) qui sont au moins dix fois inférieures à la dimension des cellules unitaires selon cette troisième direction (Z).
[Revendication 6] Module (20) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel chaque bras (127A, 127B) présente à son extrémité des moyens d’encliquetage (127D) adaptés à se clipser sur une paroi supportant les cellules unitaires (22).
[Revendication 7] Module (20) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel, chaque cellule unitaire (22) étant au contact de l’embase (27C) de l’attache (27) par un premier côté et présentant un second côté opposé au premier côté, les bras (27A, 27B) de l’attache (27) présentent des longueurs telles qu’ils dépassent des seconds côtés des cellules unitaires (22).
[Revendication 8] Batterie d’accumulateurs (1) comportant une paroi de refroidissement (10) et au moins un module (20) conforme à l’une des revendications 1 à 6, rapporté sur la paroi de refroidissement (10) par un côté opposé à celui où se trouve ladite embase (27C).
[Revendication 9] Batterie d’accumulateurs selon la revendication 8, dans laquelle les bras (27A, 27B) de l’attache (27) sont fixés par leurs extrémités à ladite paroi de refroidissement (10) ou à un support (50) situé contre ladite paroi de refroidissement (10), à l’opposé dudit module (20).
[Revendication 10] Procédé de fabrication d’un module (20) de batterie d’accumulateurs (1) conforme à l’une des revendications 1 à 7, comportant des étapes de :
- superposition des cellules unitaires (22),
- compression des cellules unitaires (22),
- insertion des cellules unitaires (22) comprimées entre les bras (27A, 27B) de l’attache (27).
[Revendication 11] Outil de fabrication (90) d’un module (20) de batterie d’accumulateurs (1) ayant plusieurs cellules unitaires (22) juxtaposées, ledit outil de fabrication (90) comprenant deux mors (91 , 92) qui sont montés mobiles l’un vers l’autre pour comprimer les cellules unitaires (22) et qui présentant chacun au moins une rainure (93) de passage d’un bras d’une attache, tournée vers l’autre mors.
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JP7307106B2 (ja) * 2021-02-17 2023-07-11 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 蓄電モジュールの製造方法

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