EP4643409A1 - Module de batterie, notamment pour véhicule électrique et batterie comprenant un tel module ou une pluralité de tels modules - Google Patents

Module de batterie, notamment pour véhicule électrique et batterie comprenant un tel module ou une pluralité de tels modules

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EP4643409A1
EP4643409A1 EP23833422.1A EP23833422A EP4643409A1 EP 4643409 A1 EP4643409 A1 EP 4643409A1 EP 23833422 A EP23833422 A EP 23833422A EP 4643409 A1 EP4643409 A1 EP 4643409A1
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EP
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fluid
module
battery
cooling
connector
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Application number
EP23833422.1A
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German (de)
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Inventor
Nicolas Besnard
David Leray
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Ampere SAS
Original Assignee
Ampere SAS
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Publication date
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    • H01M50/505—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar

Definitions

  • Battery module in particular for electric vehicle and battery comprising such a module or a plurality of such modules
  • the present invention relates to the field of batteries, in particular for electric vehicles with batteries, and relates to a battery module, in particular for an electric vehicle. It also relates to a battery comprising such a module or a plurality of such modules.
  • BEV battery electric vehicles
  • HEV hybrid electric vehicles
  • the batteries used in these vehicles generally comprise one or more module(s) of electrochemical battery cells, each cell of which constitutes a single energy accumulator and comprises an envelope surrounding and protecting its functional part, as well as a terminal ( or electrode) positive and a terminal (or electrode) negative.
  • the cells are electrically connected together in the module in series and/or in parallel. Furthermore, when the battery comprises a plurality of modules, the latter are electrically connected together in series and/or in parallel.
  • the cells or modules are connected to each other using low impedance conductors, generally in the form of bars or plates and known as bus bars (or bus bars).
  • the battery comprises a casing, attached or integrated into the vehicle, in which the modules are arranged, generally in several rows of modules.
  • the cells come in various shapes, generally prismatic or cylindrical.
  • the positive and negative terminals are located respectively at the two ends of the cell. They offer greater power than prismatic cells thanks to a more rapid discharge of their energy but can store less energy than prismatic cells.
  • the cylindrical cells are assembled and connected in series and/or in branch in the module with welding or gluing, which is difficult to implement, often due to a difference in material between the cell envelope. and the bus bars or other linking, connection or support elements of the cells.
  • the collage or welding does not allow replacing a single cell, generally requiring replacing the entire module, which results in restrictive and costly interventions.
  • cell replacement interventions frequently result in their destruction, which poses a problem for the recycling of modules which cannot be achieved.
  • the present invention aims to overcome at least one of these drawbacks.
  • the battery module in particular for an electric vehicle, said module comprising a support, preferably of rectangular parallelepiped shape, having two opposite substantially flat faces, one of which, called the fixing face , forms a fixing face, a plurality of electrochemical cells each extending between a first end and a second end, each cell being fixed, by its first end, on the fixing face of the support by extending substantially perpendicular to this last, characterized in that the fixing face has threaded cavities and in that the first end of each cell has an external thread, so that each cell is fixed in the fixing face by screwing its first threaded end into the 'one of the tapped cavities.
  • first conductive means electrically connect the first terminals together and second conductive means electrically connect the second terminals together.
  • first end of each cell may be provided with a first terminal of a first polarity, more particularly negative, and the second end may be provided with a second terminal of a second polarity, more particularly negative.
  • the support can advantageously form, at least in a part comprising the threaded cavities, a conductor of electricity of low impedance, preferably a copper or aluminum conductor.
  • the first conductive means can then be integrated into the support by being formed by said conductor.
  • the first terminal of each cell can be formed by the thread or the thread zone.
  • the thread or the thread zone can then be in electrical contact with the tapped cavity concerned when the latter forms, with the other tapped cavities, at least part of the conductor intended for connect the first terminals together.
  • the support comprises at least one cooling chamber extending between the threaded cavities and the face of the support opposite the fixing face, said cooling chamber allowing, through it, the passage of a cooling fluid, preferably a dielectric fluid, to ensure cooling of the cells.
  • a cooling fluid preferably a dielectric fluid
  • the present invention also relates to a battery comprising a module or a plurality of battery modules electrically connected together in series and/or in parallel, a first main terminal of a first polarity and a second main terminal of a second polarity and a casing receiving and maintaining the module(s) arranged next to each other, said casing comprising two orifices making the main terminals respectively accessible, characterized in that the or each module consists of a battery module according to the present invention and in that the first main terminal is connected to first conductive means of one of the modules and the second main terminal is connected to second conductive means of the or one of the modules.
  • FIG-1 is a partial perspective view of a module according to the present invention, in an embodiment comprising a cooling chamber, with a cell and a fluid connector each screwed into one of the threaded cavities
  • FIG.2 is a perspective view of the support shown in [Fig.l] without the connector and the cell
  • FIG.3 is a perspective view of the cell and the fluid connector shown in [Fig.l], without the support,
  • FIG.4 partially shows the module represented in [Fig.l],
  • FIG.5 shows the module shown in [Fig.l] with six cells and two fluid input and output connectors and, exploded, two frame-shaped insulation elements
  • FIG.6 is a partial perspective view of a battery, according to the present invention, showing a group of three modules shown in [Fig.5], connected together in a series arrangement and fluidly connected (fluidly) between them,
  • FIG.7 is a partial perspective view of a battery, according to the present invention, showing a group of two modules shown in [Fig.5], connected together in a parallel arrangement and fluidly connected between them, and two cells of which are not represented to show or visualize the fluid connection between the two modules
  • FIG. 8 is a partial perspective view of a battery, according to the present invention, showing a group of six modules shown in [Fig.5] connected together in a parallel arrangement and fluidly connected between them,
  • FIG.9 is a partial perspective view of a battery according to the present invention comprising a casing in the open state and receiving the group of modules shown in [Fig.8],
  • FIG.10 is a partial perspective view of a battery, according to the present invention, showing a group of six modules shown in [Fig.5] connected together in a series arrangement and fluidly connected between them,
  • FIG.11 is a partial view of a battery according to the present invention comprising a casing in the open state and receiving the group of modules shown in [Fig.10], [0027] [Fig.12 ] shows the battery shown in [Fig.11] in the closed state of the casing and with its own cooling system.
  • the appended figures, in particular 1 to 11, show, at least partially, at least one battery module M, according to the present invention, in particular for an electric vehicle, said module M comprising a support 1 (or a base), of preferably of rectangular parallelepiped shape, having two opposite substantially planar faces la, 1b of which one, called the fixing face la, forms a fixing face, a plurality of electrochemical cells 2, preferably of cylindrical shape.
  • Each cell 2 extends between a first end 2a and a second end 2b.
  • Each cell 1 is fixed, by its first end 2a, on the fixing face of the support 1, extending substantially perpendicular to the latter.
  • electrochemical cell 2 is meant a cell 2 forming a single energy accumulator.
  • a cell may for example be a lithium-ion cell.
  • each cell 2 is provided with a first terminal 20a of a first polarity, for example positive, and the second end 2b is provided with a second terminal 20b of a second polarity, for example negative.
  • first conductive means 1, 10a electrically connect the first terminals 20a to each other and second conductive means 3 electrically connect the second terminals 20b to each other.
  • Cells 2 can then be electrically mounted together in parallel in module M.
  • the fixing face comprises threaded cavities (or housings) 10a. Furthermore, the first end 2a of each cell 2 has an external thread 20a (see in particular Figures 3 and 4), so that each cell 2 is fixed in the fixing face 2a by screwing its first end 2a threaded into the one of the tapped cavities 10a (see in particular Figures 1, 4 to 8, 10).
  • the cells 2 of such a battery module M can be easily fixed, which reduces intervention costs and can be dismantled and replaced individually without requiring replacing the entire module M, which makes interventions less restrictive and reduce their costs. Furthermore, since no destruction of the M module is carried out during these interventions, it is possible to recycle the M module.
  • the support 1 can advantageously form, at least in a part comprising the threaded cavities 10a, a low impedance electrical conductor, preferably a copper or aluminum conductor.
  • the first conductive means 1, 10a can be integrated into the support 1 by being formed by said conductor.
  • Such a conductor can be connected to a main terminal B 1 of the battery, or to a conductor of another module M according to the present invention formed by the first or second conductive means 1, 10a, 3.
  • the first terminal of each cell 2 can be formed by the thread 20a or the area of the thread in contact with the threaded cavity 10a concerned.
  • the or each cylindrical cell 2 comprises a cylindrical envelope and that the external thread 20a is made in the external surface of the envelope at the level of the first end 2a.
  • the support 1 can comprise at least one cooling chamber extending between the threaded cavities 10a and the face 1b of the support 1 opposite the fixing face.
  • the cooling chamber allows, through it, the passage of a cooling fluid, for example a dielectric fluid, to ensure the cooling of the cells 2.
  • a cooling fluid for example a dielectric fluid
  • the cooling fluid cools at least part of the support 1, that is to say at least the area of the threaded cavities 10a which in turn cool the cells 2 by thermal conduction between their surfaces in contact.
  • the bottom of the threaded cavities 10a may include an opening 100a, called the fluidic communication opening 100a, opening into the chamber cooling so as to put the latter in fluid communication with the tapped cavity 10a.
  • the module M may include sealing means 4a preventing the cooling fluid from leaving the tapped cavities 10a while allowing immersion or contact of at least part of the first end 2a in or with the cooling fluid.
  • this embodiment also makes it possible to obtain cooling of the conductor thus in contact with the cooling fluid.
  • This characteristic thus makes it possible to cool directly (or individually) the or each cell 2 (directly) in contact or in immersion, by at least part of its first end 2a, with or in the cooling fluid, which significantly improves or optimizes cooling of each cell and/or its connections/contacts.
  • the bottom of the threaded cavities 10a can include an annular edge 101a surrounding the fluid communication opening 100a.
  • the sealing means 4a may consist of annular seals which can each be interposed (at least one) between the annular edge 101a and the end edge of the first end 2a (of the corresponding cell 2) screwed into the cavity 10a corresponding thread.
  • the cooling fluid is more particularly a dielectric fluid/liquid due to its properties specific to such an application of immersion of a current-conducting element in a fluid.
  • the present invention can provide that the module M further comprises at least two fluid connectors 5, preferably identical, namely an input connector 5 fluidic allowing the entry of the fluid into the chamber 1b and a fluidic outlet connector 5 allowing the exit of the fluid from the chamber 2.
  • each connector 5 can include an external thread 50a allowing its fixation in one of the cavities 10a tapped and a fluid passage 50b passing through it, preferably axially, opening into the space of the tapped cavity 10a communicating with the chamber 2.
  • This last characteristic makes it possible to produce a single type of tapped cavities 10a adapted both for screwing of the cells 2 and that of the fluidic connectors 5, this in order not to impose the location of the cells 2 and the connectors 5 on the support 1 and to reduce the cost price of the support 1.
  • the module M may further comprise sealing means 4b preventing the cooling fluid from leaving the threaded cavities 10a receiving said fluidic connectors 5 ([Fig.4]).
  • sealing means 4b such as for example an annular seal, have, more particularly, only as interest in limiting losses and forcing the pump 9c of a power supply unit 9a, 9b, 9c of the cooling circuit to which we will return later.
  • each fluid connector 5 can comprise a fixing base 5a comprising the external thread 50a and a connection end 5b which can be traversed axially by the fluid passage 50b.
  • the connection end 5b is suitable and intended to be connected to a complementary connector 6 fixed at the end of a fluid inlet or outlet conduit 7 (see in particular Figures 1, 3 and 4).
  • connection end 5b as illustrated (visible) in particular in Figures 1, 3 to 8, 10, can be suitable and intended to be connected to a connector 6 by assembly by elastic interlocking, preferably reversible , as illustrated in the attached figures.
  • the connection end 5b may have a male shape capable of being fitted elastically into a female connector 6 fixed at the end of a conduit 7.
  • the connection end may comprise at least an external rib 51b cooperating with a rib of the connector 6.
  • the present invention can provide other assemblies (not illustrated in the appended figures) not taking place by elastic deformation, such as for example by screwing.
  • the module M can comprise a support plate 8 supporting an electrically conductive plate forming the second conductive means 3.
  • the support plate 8 may comprise holes 8a each arranged in the axis of a tapped cavity 10a and receiving the second end 2b of the one of the cells 2 so as to bring the second terminal 20b of each cell 2 into electrical contact with a contact point 3a of the conductive plate 3 to electrically connect the second terminals 20b of the cells 2 to each other.
  • the conductive plate 3 can be connected to or integrating a main terminal B2 of a battery comprising one or more module(s) M according to the present invention.
  • the present invention can provide insulating elements II, 12, for example in the form of a frame, namely an insulating element II surrounding the support 1 on its periphery and an insulating element 12 surrounding the conductive plate 3 on its periphery, and possibly the support plate 8 (see in particular [Fig.5]). It can also provide insulating elements, for example of annular or cylindrical shape, surrounding the second end 2b around the second terminal 20b.
  • the appended figures 6 to 12 also show, at least partially, a battery, according to the present invention, comprising:
  • a casing C receiving and maintaining the module(s) M arranged next to each other, said casing C comprising two orifices C3, C4 making the main terminals Bl, B2 respectively accessible.
  • the casing C can be an element specific to the battery and in this case be attached with the battery in a vehicle or form an integral part of the vehicle, for example by being integrated into the vehicle chassis.
  • the or each module Ml, M2 consists of a battery module according to the present invention.
  • the first main terminal B1 is connected to the first conductive means 1, 10a of the or one of the modules M and the second main terminal B2 is connected to the second conductive means 3 of one of the modules M.
  • the module(s) M when the module(s) M comprise a cooling chamber, the module(s) M can be mutually connected to each other fluidically so that the chamber of a module M upstream is in fluid communication with the chamber of a downstream module M.
  • the fluid output connector 5 of the upstream module M is connected, via a fluid connection 6, 7, of the pipe type 7 provided with connections 6, to the fluid input connector 5 of the downstream module M.
  • the present invention can provide that the main terminal B1 is mounted on a conductive plate B 10 which is applied against and fixed on, for example using screw, the lower face 1b of the support 1, itself conductive by forming part of the conductor connecting the first terminals 20a of the cells 2.
  • the casing C can comprise a tank Cl provided with a cover C2.
  • the casing C may comprise two openings C5, C6, for example made in one of the sides of the tank Cl, making accessible for their fluidic connection respectively the fluidic inlet connector 5, called the main fluidic inlet connector 5, of or of one of the modules M and the fluid output connector 5, called the main fluid output connector 5, of the or one of the modules M.
  • the casing C may further comprise:
  • a cooling system 9 comprising a supply unit 9a, 9b, 9c with cooling fluid, preferably dielectric fluid, a pipe 9d for outputting the cooling fluid to and a pipe 9e for entering the fluid cooling,
  • connection means 6, 7, 6' connecting the main fluid inlet connector 5 to the outlet pipe 9d to supply cooling fluid to the cooling chamber of the module(s) M,
  • connection means 6, 7, 6' connecting the main fluid output connector 5 to the inlet pipe 9e to allow the return of the cooling fluid to the supply unit 9a, 9b, 9c.
  • the power supply unit 9a, 9b, 9c may comprise a reservoir 9a containing a cooling fluid, preferably a dielectric fluid, a heat exchanger 9b and a pump 9c ([Fig.12]).
  • connection means 6, 7, 6' connecting the main fluid inlet connector 5 to the outlet pipe 9d can comprise a conduit 7 provided at one of its ends of a connector 6, for example a female connector that can be assembled, for example by elastic nesting, to the male connection end 5b of the fluid inlet connector 5 and at its other end of a fitting or connection sleeve 6' connected to the outlet pipe 9d.
  • connection means 6, 7, 6' connecting the main fluid outlet connector 5 to the inlet pipe 9 can also comprise a conduit 7 provided at one of its ends with a connector 6, for example a female connector which can be assembled, for example by elastic interlocking, to the male connection end 5b of the main fluid outlet connector 5 and to its other end of a connection or connection sleeve 6' connected to the pipe 9e entry.
  • a connector 6 for example a female connector which can be assembled, for example by elastic interlocking, to the male connection end 5b of the main fluid outlet connector 5 and to its other end of a connection or connection sleeve 6' connected to the pipe 9e entry.
  • the cooling system 9 may be specific to the battery or formed in part, for example the power supply unit 9a, 9b, 9c, by an external cooling system, for example of a vehicle in which is mounted said battery.
  • the cells 2 can be quickly connected in the module and replaced individually without requiring the replacement of the entire module and without damaging the latter. Furthermore, thanks to the connection by screwing, where appropriate simultaneously resulting in the electrical connection of the first terminal of the cell, it is possible to save soldering at least on the side of one of the polarities, in particular negative of the cells or of the module. Finally, such a module or battery is recyclable and offers great modularity.

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Abstract

Module de batterie, notamment pour véhicule électrique et batterie comprenant un tel module ou une pluralité de tels modules La présente invention a pour objet un module, notamment pour véhicule électrique, ledit module comprenant un support (1), de préférence de forme parallélépipédique rectangle, présentant deux faces (1a, 1b) opposées sensiblement planes dont l'une, dite face (1a) de fixation, forme une face de fixation, une pluralité de cellules (2) électrochimiques s'étendant chacune entre une première extrémité (2a) et une deuxième extrémité (2b) et étant chacune fixée par sa première extrémité (2a) sur la face (1a) de fixation du support (1) Il se caractérise en ce que la face de fixation comporte des cavités (10a) taraudées et en ce que la première extrémité de chaque cellule comporte un filetage (20a) externe, de sorte que chaque cellule est fixée dans la face de fixation par vissage de sa première extrémité filetée dans l'une des cavités taraudées. Elle a également pour objet une batterie comprenant un tel module ou une pluralité de tels modules.

Description

Description
Titre de l'invention : Module de batterie, notamment pour véhicule électrique et batterie comprenant un tel module ou une pluralité de tels modules
[0001] La présente invention concerne le domaine des batteries, notamment pour véhicules électrique avec batterie et a pour objet un module de batterie, notamment pour véhicule électrique. Elle a également pour objet une batterie comprenant un tel module ou une pluralité de tels modules.
[0002] On connait au moins deux catégories de véhicules électriques (avec batterie) : les véhicules électriques à batterie (BEV) qui utilisent exclusivement des moteurs électriques pour leur propulsion et les véhicules électriques hybrides (HEV) qui se distinguent des précédents par le fait qu’ils disposent d’un moteur thermique couplé à au moins un moteur électrique dont l’alimentation est assurée par une batterie maintenue en charge par le moteur thermique.
[0003] Les batteries utilisées dans ces véhicules comprennent généralement un ou plusieurs module(s) de cellules de batteries électrochimiques dont chaque cellule constitue un unique accumulateur d’énergie et comporte une enveloppe entourant et protégeant sa partie fonctionnelle, ainsi qu’une borne (ou électrode) positive et une borne (ou électrode) négative. Les cellules sont reliées électriquement entre elles dans le module en série et/ou en parallèle. Par ailleurs, lorsque la batterie comporte une pluralité de modules, ces derniers sont reliés électriquement entre eux en série et/ou en parallèles. Les cellules ou les modules sont reliés entre elles/eux grâce à des conducteurs de faible impédance, généralement en forme de barres ou de plaques et connus sous le nom de barre omnibus (ou bus barres).
[0004] La batterie comprend un carter, rapporté ou intégré dans le véhicule, dans lequel sont arrangés les modules, généralement selon plusieurs rangées de modules.
[0005] Les cellules se présentent sous des formes diverses, généralement prismatiques ou cylindriques.
[0006] Dans le cas de cellules cylindriques, les bornes positives et négatives sont situées respectivement aux deux extrémités de la cellule. Elles offrent une puissance plus importante que les cellules prismatiques grâce à une décharge plus rapide de leur énergie mais peuvent stocker moins d’énergie que les cellules prismatiques. En outre, les cellules cylindriques sont assemblées et connectées en série et/ou en dérivation dans le module avec soudure ou collage, ce qui est délicat à mettre en œuvre, souvent du fait d’une différence de matière entre l’enveloppe de la cellule et les bus barres ou autres éléments de liaison, de connexion ou de support des cellules. D’autre part, le collage ou le soudage ne permet pas de remplacer une seule cellule, nécessitant généralement de remplacer l’ensemble du module, ce qui entraîne des interventions contraignantes et coûteuses. En outre, les interventions de remplacement des cellules entraînent fréquemment leur destruction, ce qui pose un problème pour le recyclage des modules qui ne peut être réalisé.
[0007] D’autres problèmes se posent avec les cellules cylindriques, notamment celles utilisant la technologie lithium ion, qui sont utilisées dans les véhicules hybrides ou à batterie. En effet, les cellules ont généralement besoin d’être montées en température pour que leurs performances de fonctionnement soient optimums, ce qui nécessite un refroidissement des cellules pour éviter tout risque d’incendie ou de destruction de leur partie fonctionnelle ou de vieillissement accru des cellules.
[0008] La présente invention a pour but de pallier au moins un de ces inconvénients.
[0009] A cet effet, le module de batterie, selon la présente invention, notamment pour véhicule électrique, ledit module comprenant un support, de préférence de forme parallélépipédique rectangle, présentant deux faces opposées sensiblement planes dont l’une, dite face de fixation, forme une face de fixation, une pluralité de cellules électrochimiques s’étendant chacune entre une première extrémité et une deuxième extrémité, chaque cellule étant fixée, par sa première extrémité, sur la face de fixation du support en s’étendant sensiblement perpendiculairement à cette dernière, caractérisé en ce que la face de fixation comporte des cavités taraudées et en ce que la première extrémité de chaque cellule comporte un filetage externe, de sorte que chaque cellule est fixée dans la face de fixation par vissage de sa première extrémité filetée dans l’une des cavités taraudées.
[0010] De préférence, des premiers moyens conducteurs relient électriquement les premières bornes entre elles et des deuxièmes moyens conducteurs relient électriquement les deuxièmes bornes entre elles. En outre, la première extrémité de chaque cellule peut être munie d’une première borne d’une première polarité, plus particulièrement négative et la deuxième extrémité peut être munie d’une deuxième borne d’une deuxième polarité, plus particulièrement négative.
[0011] Selon une caractéristique préférentielle, le support peut avantageusement former, au moins dans une partie comportant les cavités taraudées, un conducteur de l’électricité de faible impédance, de préférence un conducteur de cuivre ou d’aluminium. Les premiers moyens conducteurs peuvent alors être intégrés dans le support en étant formés par ledit conducteur.
[0012] Selon une autre caractéristique préférentielle, la première borne de chaque cellule peut être formée par le filetage ou la zone du filetage. Le filetage ou la zone de filetage peut alors être en contact électrique avec la cavité taraudée concernée lorsque celle-ci forme, avec les autres cavités taraudées, au moins une partie du conducteur prévu pour relier les premières bornes entre elles.
[0013] Selon une autre caractéristique additionnelle, le support comprend au moins une chambre de refroidissement s’étendant entre les cavités taraudées et la face du support opposée à la face de fixation, ladite chambre de refroidissement permettant, à travers celle-ci, le passage d’un fluide de refroidissement, de préférence un fluide diélectrique, pour assurer le refroidissement des cellules.
[0014] La présente invention a également pour objet une batterie comprenant un module ou une pluralité de modules de batterie connectés électriquement entre eux en série et/ou en parallèle, une première borne principale d’une première polarité et une deuxième borne principale d’une deuxième polarité et un carter recevant et maintenant le ou les modules arrangés les uns à côté des autres, ledit carter comprenant deux orifices rendant respectivement accessibles les bornes principales, caractérisée en ce que le ou chaque module consiste en un module de batterie selon la présente invention et en ce que la première borne principale est reliée à des premiers moyens conducteurs de l’un des modules et la deuxième borne principale est reliée à des deuxièmes moyens conducteurs du ou de l’un des modules.
[0015] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
[0016] [Fig- 1] est une vue en perspective partielle d’un module selon la présente invention, dans un mode de réalisation comprenant une chambre de refroidissement, avec une cellule et un connecteur fluidique vissés chacun dans l’une des cavités taraudées, [0017] [Fig.2] est une vue en perspective du support représenté sur la [Fig.l] sans le connecteur et la cellule,
[0018] [Fig.3] est une vue en perspective de la cellule et du connecteur fluidique représentés sur la [Fig.l], sans le support,
[0019] [Fig.4] montre partiellement le module représenté sur la [Fig.l],
[0020] [Fig.5] montre le module représenté sur la [Fig.l] avec six cellules et deux connecteurs d’entrée et de sortie fluidique et, en éclaté, deux éléments d’isolation en forme de cadre,
[0021] [Fig.6] est une vue en perspective partielle d’une batterie, selon la présente invention, montrant un groupe de trois modules représentés sur la [Fig.5], reliés entre eux suivant un montage en série et raccordés fluidiquement (de manière fluidique) entre eux,
[0022] [Fig.7] est une vue en perspective partielle d’une batterie, selon la présente invention, montrant un groupe de deux modules représentés sur la [Fig.5], reliés entre eux suivant un montage en parallèle et raccordés fluidiquement entre eux, et dont deux cellules ne sont pas représentées pour montrer ou visualiser le raccordement fluidique entre les deux modules, [0023] [Fig- 8] est une vue en perspective partielle d’une batterie, selon la présente invention, montrant un groupe de six modules représentés sur la [Fig.5] reliés entre eux suivant un montage en parallèle et raccordés fluidiquement entre eux,
[0024] [Fig.9] est une vue en perspective partielle d’une batterie selon la présente invention comprenant un carter à l’état ouvert et recevant le groupe de modules représenté sur la [Fig.8],
[0025] [Fig.10] est une vue en perspective partielle d’une batterie, selon la présente invention, montrant un groupe de six modules représentés sur la [Fig.5] reliés entre eux suivant un montage en série et raccordés fluidiquement entre eux,
[0026] [Fig.11] est une vue partielle d’une batterie selon la présente invention comprenant un carter à l’état ouvert et recevant le groupe de modules représenté sur la [Fig.10], [0027] [Fig.12] montre la batterie représentée sur la [Fig.11] à l’état de fermeture du carter et avec son propre système de refroidissement.
[0028] Les figures annexées, notamment 1 à 11, montrent, au moins partiellement, au moins un module M de batterie, selon la présente invention, notamment pour véhicule électrique, ledit module M comprenant un support 1 (ou une embase), de préférence de forme parallélépipédique rectangle, présentant deux faces la, 1b opposées sensiblement planes dont l’une, dite face la de fixation, forme une face de fixation, une pluralité de cellules 2 électrochimiques, de préférence de forme cylindrique. Chaque cellule 2 s’étend entre une première extrémité 2a et une deuxième extrémité 2b. Chaque cellule 1 est fixée, par sa première extrémité 2a, sur la face la de fixation du support 1 en s’étendant sensiblement perpendiculairement à cette dernière.
[0029] On entend par cellule 2 électrochimique, une cellule 2 formant un unique accumulateur d’énergie. Une telle cellule peut être par exemple une cellule 2 lithium-ion.
[0030] La première extrémité 2a de chaque cellule 2 est munie d’une première borne 20a d’une première polarité, par exemple positive, et la deuxième extrémité 2b est munie d’une deuxième borne 20b d’une deuxième polarité, par exemple négative.
[0031] De préférence, des premiers moyens conducteurs 1, 10a relient électriquement les premières bornes 20a entre elles et des deuxièmes moyens conducteurs 3 relient électriquement les deuxièmes bornes 20b entre elles. Les cellules 2 peuvent alors être montées électriquement entre elles en parallèle dans le module M.
[0032] Conformément à la présente invention, la face la de fixation comporte des cavités (ou des logements) 10a taraudées. En outre, la première extrémité 2a de chaque cellule 2 comporte un filetage 20a externe (voir notamment les figures 3 et 4), de sorte que chaque cellule 2 est fixée dans la face de fixation 2a par vissage de sa première extrémité 2a filetée dans l’une des cavités 10a taraudées (voir notamment les figures 1, 4 à 8, 10).
[0033] Ainsi, grâce à leur fixation par vissage directement dans le support 1, les cellules 2 d’un tel module M de batterie peuvent être fixées aisément, ce qui réduit les coûts d’intervention et peuvent être démontées et remplacées individuellement sans nécessiter de remplacer l’ensemble du module M, ce qui permet de rendre moins contraignant les interventions et de réduire leurs coûts. Par ailleurs, du fait qu’aucune destruction du module M n’est réalisée lors de ces interventions, il est possible de recycler le module M.
[0034] De préférence, le support 1 peut avantageusement former, au moins dans une partie comportant les cavités 10a taraudées, un conducteur de l’électricité de faible impédance, de préférence un conducteur de cuivre ou d’aluminium. Dans ce cas, les premiers moyens conducteurs 1, 10a peuvent être intégrés dans le support 1 en étant formés par ledit conducteur. Un tel conducteur peut être relié à une borne principale B 1 de la batterie, ou à un conducteur d’un autre module M selon la présente invention formé par les premiers ou deuxièmes moyens conducteurs 1, 10a, 3. D’autre part, la première borne de chaque cellule 2 peut être formée par le filetage 20a ou la zone du filetage en contact avec la cavité 10a taraudée concernée. Ainsi, il est possible de réaliser simultanément le vissage et le contact électrique des cellules 2 avec le conducteur prévu pour relier électriquement entre elles leurs premières bornes, ce qui facilite la connexion des cellules 2 et réduit d’autant le prix de revient du module.
[0035] Si on se réfère plus particulièrement aux figures 3 et 4, on peut voir que la ou chaque cellule 2 cylindrique comporte une enveloppe cylindrique et que le filetage 20a externe est pratiqué dans la surface externe de l’enveloppe au niveau de la première extrémité 2a.
[0036] Dans un mode de réalisation préférentiel, comme on peut le voir notamment sur la [Fig.4], le support 1 peut comprendre au moins une chambre le de refroidissement s’étendant entre les cavités 10a taraudées et la face 1b du support 1 opposée à la face la de fixation. La chambre le de refroidissement permet, à travers celle-ci, le passage d’un fluide de refroidissement, par exemple un fluide diélectrique, pour assurer le refroidissement des cellules 2. Une telle chambre le de refroidissement permet de refroidir la et/ou les cellules 2 et le module et donc la batterie comprenant le module M ou une pluralité de modules M reliés entre eux. Ainsi, le fluide de refroidissement refroidit au moins une partie du support 1, c’est-à-dire au moins la zone des cavités 10a taraudées qui à leur tour refroidissent les cellules 2 par conduction thermique entre leurs surfaces en contact.
[0037] Dans une forme de réalisation préférentielle du support 1 comportant une chambre le de refroidissement et permettant de mettre en contact ou en immersion au moins une partie de la première extrémité 2a des cellules 2, comme on peut le voir notamment sur les figures 1, 2 et 4, le fond des cavités 10a taraudées peut comporter une ouverture 100a, dite ouverture 100a de communication fluidique, débouchant dans la chambre le de refroidissement de sorte à mettre en communication fluidique cette dernière avec la cavité 10a taraudée. En outre, le module M peut comprendre des moyens d’étanchéité 4a empêchant la sortie du fluide de refroidissement hors des cavités 10a taraudées tout en permettant l’immersion ou le contact d’au moins une partie de la première extrémité 2a dans ou avec le fluide de refroidissement. Dans le cas où le conducteur, prévu pour relier électriquement les premières bornes 20a, est formé au moins en partie par les cavités 10a taraudées, cette forme de réalisation permet également d’obtenir un refroidissement du conducteur ainsi en contact avec le fluide de refroidissement. Cette caractéristique permet ainsi de refroidir directement (ou individuellement) la ou chaque cellule 2 (directement) en contact ou en immersion, par au moins une partie de sa première extrémité 2a, avec ou dans le fluide de refroidissement, ce qui améliore notablement ou optimise le refroidissement de chaque cellule et/ou de ses connexions/ contacts.
[0038] Si on se réfère plus particulièrement à la [Fig.4], on peut voir que le fond des cavités 10a taraudées peut comporter un bord annulaire 101a entourant l’ouverture 100a de communication fluidique. Les moyens d’étanchéité 4a peuvent consister en des joints annulaires qui peuvent être interposés chacun (au moins un) entre le bord annulaire 101a et le bord d’extrémité de la première extrémité 2a (de la cellule 2 correspondante) vissée dans la cavité 10a taraudée correspondante.
[0039] Cette caractéristique relative au refroidissement, grâce à la présence d’une telle chambre le de refroidissement dans le support 1, et le cas échéant son étendue jusque dans les cavités 10a taraudées permettant un refroidissement individuel de chaque cellule 2 par immersion ou contact direct de leur première extrémité 2a dans ou avec le liquide de refroidissement, permet d’utiliser des cellules 2, par exemple utilisant la technologie lithium ion, nécessitant un refroidissement le plus favorable possible, notamment lorsqu’elles nécessitent des montées en température élevées pour leur fonctionnement optimum. C’est notamment le cas des cellules 2 utilisées pour les batteries de véhicules électriques hybrides (HEV) ou à batterie (BEV). Un tel système de refroidissement selon la présente invention permet ainsi d’éviter tout risque d’incendie ou de destruction de la partie fonctionnelle des cellules 2 ou un vieillissement accru de ces dernières.
[0040] Dans le cas où le conducteur prévu pour relier électriquement les premières bornes 20a est intégré dans le support 1 en étant formé au moins en partie par la zone des cavités 10a taraudées et où chaque cellule 2 est en immersion ou en contact direct avec le fluide de refroidissement, le fluide de refroidissement est plus particulièrement un fluide/liquide diélectrique du fait de ses propriétés spécifiques à une telle application d’immersion d’un élément conducteur du courant dans un fluide.
[0041] De manière à pouvoir assurer l’alimentation/entrée en fluide ou la sortie du fluide de la chambre le de refroidissement (voir notamment les figures 1, 3 à 8, 10), la présente invention peut prévoir que le module M comprenne en outre au moins deux connecteurs 5 fluidiques, de préférence identiques, à savoir un connecteur 5 d’entrée fluidique permettant l’entrée du fluide dans la chambre 1b et un connecteur 5 de sortie fluidique permettant la sortie du fluide de la chambre 2. En outre, chaque connecteur 5 peut comporter un filetage 50a externe permettant sa fixation dans l’une des cavités 10a taraudées et un passage 50b fluidique le traversant, de préférence axialement, en débouchant dans l’espace de la cavité 10a taraudée communiquant avec la chambre 2. Cette dernière caractéristique permet de réaliser un seul type de cavités 10a taraudées adaptées à la fois pour le vissage des cellules 2 et celui des connecteurs 5 fluidiques, ceci afin de ne pas imposer l’emplacement des cellules 2 et des connecteurs 5 sur le support 1 et pour réduire le prix de revient du support 1.
[0042] Le module M peut comprendre en outre des moyens d’étanchéités 4b empêchant la sortie du fluide de refroidissement hors des cavités 10a taraudées recevant lesdits connecteurs 5 fluidiques ([Fig.4]). Cette caractéristique est plus particulièrement intéressante lorsque le fluide de refroidissement se présente sous une forme liquide. En effet, si le fluide se présente sous une forme gazeuse, par exemple si le fluide consiste en de l’air, les moyens d’étanchéités 4b, tels que par exemple un joint d’étanchéité annulaire, ont, plus particulièrement, seulement comme intérêt de limiter les pertes et de faire forcer la pompe 9c d’une unité d’alimentation 9a, 9b, 9c du circuit de refroidissement sur laquelle nous reviendrons par la suite.
[0043] Dans une forme de réalisation préférentielle, chaque connecteur 5 fluidique peut comprendre une embase de fixation 5a comportant le filetage 50a externe et un embout de connexion 5b pouvant être traversé axialement par le passage 50b fluidique. L’embout de connexion 5b est apte et destiné à être connecté à un raccord 6 complémentaire fixé à l’extrémité d’un conduit 7 d’ amenée ou de sortie du fluide (voir notamment les figures 1, 3 et 4).
[0044] L’embout de connexion 5b, tel qu’illustré (visible) notamment sur les figures 1, 3 à 8, 10, peut être apte et destiné à être connecté à un raccord 6 par assemblage par emboîtement élastique, de préférence réversible, comme illustré sur les figures annexées. Un tel assemblage permet un assemblage rapide, notamment par encliquetage. A cet effet, l’embout de connexion 5b peut présenter une forme mâle apte à être emboité élastiquement dans un raccord 6 femelle fixé à l’extrémité d’un conduit 7. Pour réaliser l’encliquetage l’embout de connexion peut comprendre au moins une nervure externe 51b coopérant avec une nervure du raccord 6. La présente invention peut prévoir d’autres assemblage (non illustrés sur les figures annexées) ne se faisant pas par déformation élastique, tels que par exemple par vissage.
[0045] Si on se réfère à au moins l’une des figures 5 à 11 on peut voir que le module M peut comprendre une platine support 8 supportant une plaque conductrice de l’électricité formant les deuxièmes moyens conducteurs 3. La platine support 8 peut comporter des trous 8a disposés chacun dans l’axe d’une cavité 10a taraudée et recevant la deuxième extrémité 2b de l’une des cellules 2 de sorte à mettre en contact électrique la deuxième borne 20b de chaque cellule 2 avec un point de contact 3 a de la plaque conductrice 3 pour relier électriquement entre elles les deuxièmes bornes 20b des cellules 2. La plaque conductrice 3 peut être reliée à ou intégrer une borne principale B2 d’une batterie comportant un ou plusieurs module(s) M selon la présente invention.
[0046] La présente invention peut prévoir des éléments isolants II, 12, par exemple en forme de cadre, à savoir un élément isolant II entourant le support 1 sur son pourtour et un élément isolant 12 entourant la plaque conductrice 3 sur son pourtour, et éventuellement la platine support 8 (voir notamment la [Fig.5]). Elle peut également prévoir des éléments isolants, par exemple de forme annulaire ou cylindrique, entourant la deuxième extrémité 2b autour de la deuxième borne 20b.
[0047] Les figures annexées 6 à 12 montrent également, au moins partiellement, une batterie, selon la présente invention, comprenant :
[0048] - un module ou une pluralité (au moins deux) de modules M de batterie connectés électriquement entre eux en série et/ou en parallèle,
[0049] - une première borne principale B1 d’une première polarité et une deuxième borne principale B2 d’une deuxième polarité,
[0050] - un carter C recevant et maintenant le ou les modules M arrangés les uns à côté des autres, ledit carter C comprenant deux orifices C3, C4 rendant respectivement accessibles les bornes principales Bl, B2.
[0051] Le carter C peut être un élément propre à la batterie et être dans ce cas rapporté avec la batterie dans un véhicule ou faire partie intégrante du véhicule par exemple en étant intégré dans le châssis du véhicule.
[0052] Conformément à la présente invention, le ou chaque module Ml, M2 consiste en un module de batterie selon la présente invention.
[0053] La première borne principale B1 est reliée aux premiers moyens conducteurs 1, 10a du ou de l’un des modules M et la deuxième borne principale B2 est reliée aux deuxièmes moyens conducteurs 3 de l’un des modules M.
[0054] Dans un mode de réalisation préférentiel de la batterie, lorsque le ou les modules M comprennent une chambre de refroidissement, le ou les modules M peuvent être raccordés mutuellement entre eux de manière fluidique de sorte que la chambre le d’un module M amont est en communication fluidique avec la chambre le d’un module M aval. Le connecteur 5 de sortie fluidique du module M amont est connecté, par l’intermédiaire d’une liaison 6, 7 fluidique, du type conduite 7 munie de raccords 6, au connecteur 5 d’entrée fluidique du module M aval. [0055] Si on se réfère aux figures 10 et 11, on peut voir que la présente invention peut prévoir que la borne principale B1 est montée sur une plaque conductrice B 10 qui est appliquée contre et fixée sur, par exemple à l’aide de vis, la face inférieure 1b du support 1, elle-même conductrice en formant une partie du conducteur reliant les premières bornes 20a des cellules 2.
[0056] Dans une forme préférentielle, comme on peut le voir sur les figures 9, 11, 12, le carter C peut comprendre un bac Cl muni d’un couvercle C2. Le carter C peut comprendre deux ouvertures C5, C6, par exemple pratiquée dans l’un des côtés du bac Cl, rendant accessibles pour leur raccordement fluidique respectivement le connecteur 5 d’entrée fluidique, dit connecteur 5 d’entrée fluidique principal, du ou de l’un des modules M et le connecteur 5 de sortie fluidique, dit connecteur 5 de sortie fluidique principal, du ou de l’un des modules M.
[0057] Le carter C peut comprendre en outre :
[0058] - un système de refroidissement 9 comprenant une unité d’alimentation 9a, 9b, 9c en fluide de refroidissement, de préférence en fluide diélectrique, une conduite 9d de sortie du fluide de refroidissement vers et une conduite 9e d’entrée du fluide de refroidissement,
[0059] - des moyens de raccordement 6, 7, 6’ raccordant le connecteur 5 d’entrée fluidique principal à la conduite 9d de sortie pour alimenter en fluide de refroidissement la chambre le de refroidissement du ou des modules M,
[0060] - des moyens de raccordement 6, 7, 6’ raccordant le connecteur 5 de sortie fluidique principal à la conduite d’entrée 9e pour permettre le retour du fluide de refroidissement vers l’unité d’alimentation 9a, 9b, 9c.
[0061] L’unité d’alimentation 9a, 9b, 9c peut comprendre un réservoir 9a contenant un fluide de refroidissement, de préférence un fluide diélectrique, un échangeur thermique 9b et une pompe 9c ([Fig.12]).
[0062] Si on se réfère plus particulièrement aux figures 8 à 12, on peut voir que les moyens de raccordement 6, 7, 6’ raccordant le connecteur 5 d’entrée fluidique principal à la conduite 9d de sortie peuvent comprendre un conduit 7 muni à l’une de ses extrémités d’un raccord 6, par exemple un raccord femelle pouvant être assemblé, par exemple par emboitement élastique, à l’embout de connexion 5b mâle du connecteur 5 d’entrée fluidique et à son autre extrémité d’un raccord ou manchon de connexion 6’ connecté à la conduite 9d de sortie. Les moyens de raccordement 6, 7, 6’ raccordant le connecteur 5 de sortie fluidique principal à la conduite 9e d’entrée peuvent également comprendre un conduit 7 muni à l’une de ses extrémités d’un raccord 6, par exemple un raccord femelle pouvant être assemblé, par exemple par emboitement élastique, à l’embout de connexion 5b mâle du connecteur 5 de sortie fluidique principal et à son autre extrémité d’un raccord ou manchon de connexion 6’ connecté à la conduite 9e d’entrée.
[0063] Le système de refroidissement 9 peut être propre à la batterie ou formé en partie, par exemple l’unité d’alimentation 9a, 9b, 9c, par un système de refroidissement externe, par exemple d’un véhicule dans lequel est monté ladite batterie.
[0064] Ainsi, grâce à un tel module ou une telle batterie selon la présente invention, les cellules 2 peuvent être connectées rapidement dans le module et remplacées individuellement sans nécessiter le remplacement de tout le module et sans détériorer ce dernier. En outre grâce à la connexion par vissage, le cas échéant entraînant simultanément la connexion électrique de la première borne de la cellule, il est possible d’économiser des soudures au moins du côté de l’une des polarités, notamment négative des cellules ou du module. Enfin un tel module ou une telle batterie est recyclable et offre une grande modularité.
[0065] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Module de batterie, notamment pour véhicule électrique, ledit module comprenant un support (1), de préférence de forme parallélépipédique rectangle, présentant deux faces (la, 1b) opposées sensiblement planes dont l’une, dite face (la) de fixation, forme une face de fixation, une pluralité de cellules (2) électrochimiques s’étendant chacune entre une première extrémité (2a) et une deuxième extrémité (2b), chaque cellule (1) étant fixée, par sa première extrémité (2a), sur la face (la) de fixation du support (1) en s’étendant sensiblement perpendiculairement à cette dernière, caractérisé en ce que la face (la) de fixation comporte des cavités (10a) taraudées et en ce que la première extrémité (2a) de chaque cellule (2) comporte un filetage (20a) externe, de sorte que chaque cellule (2) est fixée dans la face de fixation (2a) par vissage de sa première extrémité (2a) filetée dans l’une des cavités (10a) taraudées.
[Revendication 2] Module de batterie, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (1) comprend au moins une chambre (le) de refroidissement s’étendant entre les cavités (10a) taraudées et la face (1b) du support (1) opposée à la face (la) de fixation, ladite chambre (le) de refroidissement permettant, à travers celle-ci, le passage d’un fluide de refroidissement, de préférence un fluide diélectrique, pour assurer le refroidissement des cellules (2).
[Revendication 3] Module de batterie, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fond des cavités (10a) taraudées comporte une ouverture (100a), dite ouverture (100a) de communication fluidique, débouchant dans la chambre (le) de refroidissement de sorte à mettre en communication fluidique cette dernière avec la cavité (10a) taraudée et en ce qu’il comprend des moyens d’étanchéité (4a) empêchant la sortie du fluide de refroidissement hors des cavités (10a) taraudées tout en permettant l’immersion ou le contact d’au moins une partie de la première extrémité (2a) dans ou avec le fluide de refroidissement.
[Revendication 4] Module de batterie, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fond des cavités (10a) taraudées comporte un bord annulaire (101a) entourant l’ouverture (100a) de communication fluidique et en ce que les moyens d’étanchéité (4a) consistent en des joints annulaires interposés chacun entre le bord annulaire (101a) et le bord d’extrémité de la première extrémité vissée dans la cavité (10a) taraudée correspondante. [Revendication 5] Module de batterie, selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend en outre, d’une part, au moins deux connecteurs (5) fluidiques, de préférence identiques, à savoir un connecteur (5) d’entrée fluidique permettant l’entrée du fluide dans la chambre (1b) et un connecteur (5) de sortie fluidique permettant la sortie du fluide de la chambre (2), chaque connecteur
(5) comportant un filetage (50a) externe permettant sa fixation par dans l’une des cavités (10a) taraudées et un passage (50b) fluidique le traversant axialement en débouchant dans l’espace de la cavité (10a) taraudée communiquant avec la chambre (2).
[Revendication 6] Module de batterie, selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque connecteur (5) fluidique comprend une embase de fixation (5a) comportant le filetage (50a) externe et un embout de connexion (5b) traversée axialement par le passage (50b) fluidique, ledit embout de connexion (5b) étant apte et destiné à être connecté à un raccord (6) fixé à l’extrémité d’un conduit ou tuyau (7) d’ amenée ou de sortie du fluide.
[Revendication 7] Module de batterie, selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première extrémité (2a) de chaque cellule (2) est munie d’une première borne (20a) d’une première polarité et la deuxième extrémité (2b) est munie d’une deuxième borne (20b) d’une deuxième polarité, en ce qu’il comprend des premiers moyens conducteurs (1, 10a) reliant électriquement les premières bornes (20a) entre elles et des deuxièmes moyens conducteurs (3) reliant électriquement les deuxièmes bornes (20b) entre elles et en ce qu’il comprend une platine support (8) supportant une plaque conductrice de l’électricité formant les deuxièmes moyens conducteurs (3), ladite platine support (8) comportant des trous (8a) disposés chacun dans l’axe d’une cavité (10a) taraudée et recevant la deuxième extrémité (2b) de l’une des cellules (2) de sorte à mettre en contact électrique la deuxième borne (20b) de chaque cellule (2) avec un point de contact (3a) de la plaque conductrice (3) pour relier électriquement entre elles les deuxièmes bornes (20b) des cellules (2).
[Revendication 8] Batterie, selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un module ou une pluralité de modules (M) de batterie connectés électriquement entre eux en série et/ou en parallèle, une première borne principale (Bl) d’une première polarité et une deuxième borne principale (B2) d’une deuxième polarité et un carter (C) recevant et maintenant les modules (M) arrangés les uns à côté des autres, ledit carter (C) comprenant deux orifices (C3, C4) rendant respectivement accessibles les bornes principales (Bl, B2), caractérisée en ce que le ou chaque module (Ml, M2) consiste en un module de batterie selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 et en ce que la première borne principale (Bl) est reliée à des premiers moyens conducteurs (1, 10a) du ou de l’un des modules (M) et la deuxième borne principale (B2) est reliée à des deuxièmes moyens conducteurs (3) du ou de l’un des modules (M).
[Revendication 9] Batterie, selon la revendication 8 prise en combinaison avec l’une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisée en ce que les modules (M) sont raccordés mutuellement entre eux de manière fluidique de sorte que la chambre (le) d’un module (M) amont est en communication fluidique avec la chambre (le) d’un module (M) aval, le connecteur (5) de sortie fluidique du module (M) amont étant connecté, par l’intermédiaire d’une liaison (6, 7) fluidique, du type conduite (7) munie de raccords (6), au connecteur (5) d’entrée fluidique du module (M) aval.
[Revendication 10] Batterie, selon la revendication 9, caractérisée en ce que le carter (C) comprend deux ouvertures (C5, C6) rendant accessibles pour leur raccordement fluidique respectivement le connecteur (5) d’entrée fluidique, dit connecteur (5) d’entrée fluidique principal, du ou de l’un des modules (M) et le connecteur (5) de sortie fluidique, dit connecteur (5) de sortie fluidique principal, du ou de l’un des modules (M) et en ce qu’elle comprend en outre, d’une part, un système de refroidissement (9) comprenant une unité d’alimentation (9a, 9b, 9c) en fluide de refroidissement, de préférence en fluide diélectrique, une conduite (9d) de sortie du fluide de refroidissement et une conduite (9e) d’entrée du fluide de refroidissement et, d’autre part, des moyens de raccordement (6, 7, 6’) raccordant le connecteur (5) d’entrée fluidique principal à la conduite (9d) de sortie pour alimenter en fluide de refroidissement la chambre (le) de refroidissement du ou des modules (M) et des moyens de raccordement (6, 7, 6’) raccordant le connecteur (5) de sortie fluidique principal à la conduite d’entrée (9e) pour permettre le retour du fluide de refroidissement vers l’unité d’alimentation (9a, 9b, 9c).
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JP6920660B2 (ja) * 2016-08-05 2021-08-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池モジュール
BR102018014050B1 (pt) * 2017-07-27 2023-12-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sistema de resfriamento de bateria
JP7583533B2 (ja) * 2020-04-24 2024-11-14 株式会社日本クライメイトシステムズ 車両用バッテリ冷却装置の熱交換器

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