EP4649542A1 - Dispositif de batterie, notamment pour vehicule - Google Patents

Dispositif de batterie, notamment pour vehicule

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EP4649542A1
EP4649542A1 EP23833423.9A EP23833423A EP4649542A1 EP 4649542 A1 EP4649542 A1 EP 4649542A1 EP 23833423 A EP23833423 A EP 23833423A EP 4649542 A1 EP4649542 A1 EP 4649542A1
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EP
European Patent Office
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row
compression
support
side wall
battery device
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Pending
Application number
EP23833423.9A
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German (de)
English (en)
Inventor
David Leray
Thierry Tourret
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Ampere SAS
Original Assignee
Ampere SAS
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Publication date
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to the field of batteries, in particular for electric vehicles with batteries and relates to a battery device, in particular for a vehicle.
  • BEV battery electric vehicles
  • HEV hybrid electric vehicles
  • the batteries used at least in this type of vehicle generally comprise one or more module(s) of electrochemical battery cells, each cell of which constitutes a single energy accumulator comprising an envelope surrounding and protecting its functional part, as well as a positive terminal (or electrode) and a negative terminal (or electrode).
  • 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 battery comprises a casing, attached or integrated into the vehicle, in which the modules are arranged, generally in several rows of cells arranged on the bottom of the casing.
  • the cells come in various shapes, generally prismatic, cylindrical or in the shape of a sachet (also known under the English name “pouch” cells).
  • Prismatic cells generally comprise a rigid or semi-rigid envelope.
  • the sachet-shaped cells are generally rectangular in shape and have a flexible envelope.
  • the present invention concerns batteries using prismatic or sachet-shaped cells, that is to say cells having two opposite faces connected together by short sides and a rigid, semi-rigid or flexible envelope. , in particular of generally rectangular shape.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks.
  • the battery device in particular for a vehicle, said device comprising a casing comprising a tank provided with a bottom and a side wall of cylindrical shape perpendicular to said bottom, a plurality of battery cell(s) each having two large opposite faces and being arranged on the bottom by being juxtaposed or stacked in one or more row(s) with their opposite faces oriented perpendicular to the axis of the or each row and at the bottom, the or each row having two ends, namely a first end and a second end, between which it extends axially, each cell being delimited by a rigid, semi-rigid or flexible envelope of generally rectangular or prismatic shape, is characterized in that that it further comprises at least one compression interface dedicated to the or each row of cells and in that the or each compression interface is configured and arranged in the tray so as to press the first or second end of the row to achieve axial compression of the latter.
  • Such axial compression has the effect of absorbing any force resulting from possible axial deformation of the row during the loading or unloading cycle of the cells (or the battery).
  • FIG.1 is a perspective view of a battery device according to the present invention, without the casing closing cover, in a preferred embodiment
  • FIG.2 shows the battery device shown in [Fig.l], in an open position of the movable side wall
  • FIG.3 shows the battery device shown in [Fig.2], without the cells
  • FIG.4 shows the rows of cells of the battery device shown in the
  • FIG.5 is a top plan view of the battery device shown in [Fig.l]
  • FIG.6 shows the battery device shown in [Fig.5] in a position opening of the movable side wall
  • FIG.7 shows the battery device shown in [Fig.l] without the upper cover
  • FIG.8 is a perspective view of the battery device according to the present invention shown in [Fig.7] with the upper cover.
  • a battery device in particular for a vehicle, said device comprising a casing 1, 2 comprising a tank 1 provided with a bottom 10 and a side wall 11, 12 of cylindrical shape perpendicular to said bottom 10, a plurality of battery cell(s) 30 each having two large opposite faces and being arranged on the bottom 1 being juxtaposed or stacked in one or more rows (s) 3 with their opposite faces oriented perpendicular to the axis extends axially, each cell 30 being delimited by a rigid, semi-rigid or flexible envelope 300 of generally rectangular or prismatic shape.
  • the battery device according to the present invention is illustrated in the appended figures and described below in a position/orientation where the bottom 10 is considered to be parallel to a horizontal surface. In this orientation, the X axis of the or each row 3 of cells 30 extends horizontally.
  • the device is not limited to use in such an orientation and could be used in any other orientation or inclination.
  • such a device further comprises at least one compression interface 4, 5 dedicated to the or each row 3 of cells 30. Furthermore, the or each compression interface 4, 5 is configured and arranged in the tray 1 so as to press the first or second end 31, 32 of row 3 to achieve axial compression of the latter.
  • the axial compression has the effect of absorbing any force resulting from a possible axial deformation of the row 3 during loading or unloading of the cells 30.
  • the cells 30, particularly in the case of cells 30 using the lithium-ion technology undergo strong variations in volume during the charge and discharge cycles of the battery, leading to the deformation of the cells 30 and consequently that of the or each row 3 which will then deform axially (or longitudinally).
  • each row between two compression interfaces 4, 5 which therefore has the effect of absorbing any force resulting from such possible axial (or longitudinal) deformation of the row during of the loading or unloading cycle of the cells (or the battery), makes it possible to avoid or prevent any axial deformation of the side wall 11, 12 of the casing 1, 2, and in particular any axial deformation likely to cause the appearance of cracks in the side wall 11, 12 of the casing 1, 2.
  • the compression force recovery thus obtained acts on a cylindrical side wall 11, 12, which makes it possible to obtain a better distribution of forces on the latter.
  • the tray 1 of the casing 1, 2 can receive, for example, three rows 3 of cells 30 arranged parallel to the one next to the other on the bottom 10, namely a central row 3 passing through the axis of the cylinder or the center of the circle/disc formed by the bottom 10 and two lateral rows 3 located on either side of row 3 central.
  • the central row 3 can include a greater number of cells 3 since it extends diametrically into bin 1.
  • connection elements of the bus bar type (or bus bars) making it possible to electrically connect in series and/or parallel, on the one hand, the cells 30 of each row 3 and, on the other hand, the rows 3 between them.
  • connection elements are not shown in the attached figures.
  • a possible architecture with forty-two cells, as illustrated in Figures 1, 2, 5, 6, including twelve cells for each side row 3 and eighteen cells for the central row, perhaps following a series arrangement /parallel, for example “14S3P”.
  • the side wall 11, 12 of the casing 1 is divided into at least two articulated or separable sections. one relative to the other, namely at least one fixed section relative to the bottom 10, called fixed side wall 11 and at least one movable section relative to said bottom, called movable side wall 12, capable of being moved between a opening position allowing the insertion or removal of the row or rows 3 of cells in the tank 1 of the casing 1, 2 and in which position the axial compression of the or each row 3 is not carried out and a position of closure and compression in which said axial compression is carried out.
  • the battery device may further comprise locking means 7, 8 making it possible to block the movable side wall 12 in the closed and compressed position.
  • each section can have a semi-circular shape (in plan view or in a transverse direction).
  • Each fixed or movable side wall 11, 12 thus forms a fixed or movable semi-circle.
  • the fixed side wall 11 and the movable side wall 12 can each comprise a first connecting end 110, 120 and a second connecting end 111, 121.
  • the fixed side wall 11 and the movable side wall 12 can be articulated to one another, thanks to a hinge 9, by their first connecting end 110, 120.
  • the second connecting ends 111, 120 can then be joined to one another in the closed and compressed position of the movable side wall 12 and locked in said position thanks to the locking means 7, 8.
  • the locking means 7, 8 may consist of screws 7 ([Eig.l]), for example two screws 7, and receiving cavities 8 ([Eig.2]), preferably threaded, for example two cavities 8, made in one of the second connecting ends 111, 121.
  • the screws 7 can be inserted and screwed into the respective receiving cavities 8 to assemble together the second connecting ends 111, 121 of the fixed side walls and movable 11, 12.
  • the screws 7 can be screwed while being oriented in a plane tangential to the cylinder formed by the side wall 11, 12 and, preferably parallel to the bottom 10.
  • the second connecting end 111 of the fixed side wall 11 comprising for example the receiving cavities 8, may include, on the internal side, an extra thickness 112 on the internal side in which said receiving cavities 8 are made.
  • the second connecting end 121 of the movable side wall 12 can also include, on the internal side, an extra thickness 122 comprising two tangential insertion cavities 123 receiving the screws 7.
  • Each second connection end 111, 121 may comprise a junction face 113, 124 extending radially.
  • the receiving cavities 8 are made through the junction face 113 of the fixed side wall 11 and the tangential insertion cavities 123 are made through the junction face 124 of the movable side wall 12.
  • the screws 7 inserted in the tangential insertion cavities 123 are then screwed into the receiving cavities 8 by tightening by pressure the junction faces 113, 124 against each other. the other, with the effect of assembling and locking the second connecting ends 111, 121 to one another.
  • the locking means 7, 8 such as screws 7 are reversible and unlocking can be achieved by simply unscrewing the screws 7 to allow the side wall 12 to open.
  • the articulation 9 may comprise a pivot axis 9 extending perpendicularly to the bottom 10 of the casing 1 (or parallel to the axis of the cylindrical casing 1).
  • the first connecting end 120 of the movable side wall 12 can then be articulated on the first connecting end 110 of the side wall 12 fixed by being pivotally mounted around the pivot axis 90.
  • the articulation 9, more particularly the pivot axis 90, and the junction of their second connecting ends 111, 121 are diametrically opposed ( Figures 1, 5, 7).
  • the two side wall sections in a form not shown in the accompanying drawings, can be separated entirely from each other on each other in the open position and be joined to each other in the closed position.
  • the two side wall sections can each have two connecting ends which can each be joined to one of the connecting ends of the other side wall with locking or be separated by unlocking, for example by screwing or unscrewing screws 7 (as seen previously with the second connecting ends 111, 121).
  • two compression interfaces 4, 5 are dedicated to the or each row 3 of cells 30, namely a first compression interface 4, 5 pressing against the first end 31 of the row 3 dedicated and a second compression interface 4, 5 pressing against the second end 32 of row 3 dedicated.
  • the or each row 3 of cells 30 is thus compressed axially between the first compression interface 4, 5 and the second compression interface 4, 5.
  • the or each compression interface 4, 5 may comprise at least one compression element 4 and a support support 5 having a support face 50 facing the first or second end 31, 32 of row 3 dedicated. Furthermore, the or each compression element 4, 5 rests on the support face 50 and on the first or second end 31, 32 of the dedicated row 3. The or each compression element 4, 5 is thus subjected to compression by the latter, that is to say by the first or second end 31, 32 of the dedicated row 3.
  • the compression element 4 can be a compression spring, preferably a compression spring with metal turns, or can be a compression foam.
  • the closure of the side wall 11 , 12 compresses the compression elements 4 (if applicable the compression springs 4) and therefore the row or rows 3 of cells 30.
  • the opening of the movable wall 12 advantageously results in a progressive release of the energy of the compression springs 4.
  • the or each support support 5 can be attached to the tray 1 by being arranged between the side wall 11, 12 and the first or second 31, 32 of the dedicated row 3, possibly by being at least partly fixed , for example by screwing or gluing, on the side wall 11, 12 ( Figures 1, 2, 3, 5, 6).
  • the or each support support 5 can be integrated into the side wall 11, 12 so as to be or to be able to be (or to be able to be) in the axis of dedicated row 3.
  • the or each support support 5 can be made by molding with the casing 1, 2, more particularly with the side wall 11, 12 of the tank 1, where appropriate with the fixed side wall 11 or the movable side wall 12.
  • the or each support support reported support ratio 5 can include a face opposite the support face 50 capable of matching the circular shape of the side wall 11, 12.
  • the opposite face can thus present a circular section shape (figures 1 to 3, 5, 6).
  • the or at least one of the support(s) support 5, where appropriate the support support 5 of the or each second interface 50, can be integral with the movable side wall 12 by being fixed on or integrated into the latter ( Figures 1 to 3, 5 to 6).
  • the or each compression interface 4, 5 can further comprise a support flange 6 having a support face 60 and being mounted, fixed and/or applied to the first or second end 31, 32 of the dedicated row 3 facing the support face 50 of the corresponding support support 5, the or each compression element 4 then resting on the face support 50 of the support support 5 and the support face 60 of the support flange 6. It is understood that the or each support flange 6 is mounted, fixed and/or applied on and/or against the large corresponding face of the first cell 30 located at the first or second end 31, 32 of row 3.
  • the support faces 50 of the supports 5, and/or the support faces 60 of the support flanges 6, comprise housings 51, 61 for receiving and holding the compression elements 4 (see especially Figures 2, 3, 4).
  • Each bearing face 50, 60 may include two housings 51, 61.
  • Each housing is thus adapted in dimensions to receive a compression element 4 such as the end of a compression spring for example.
  • each compression interface 4, 5 can comprise two compression elements 4, for example two compression springs.
  • the compression elements 4 can be arranged in a same plane parallel to the bottom 10.
  • the tank 1 can include in its interior space one or more housing(s) 13 rectilinear(s) arranged parallel to each other on the bottom 10.
  • the or each housing 13 can then receive axially, preferably by sliding on the bottom 10 in the axis of each housing 13, the or one of the row(s ) 3.
  • the or each housing 13 is delimited laterally along its longitudinal axis
  • the present invention can provide four separation walls 130 of which two separation walls 130 can each be common to two adjacent rows.
  • the casing 1, 2 can include a cover or hood 2 closing the tank 1.
  • the battery device can include a monitoring and monitoring system. control of the cells 30 mounted on or in the cover or hood 2.
  • the cover or hood 2 can thus form an upper or additional casing housing the cell monitoring and control system 30.
  • the cover or hood 2 can include a lower cover (or hood) 20 closing the open face of the tank 1 opposite the bottom 10 and defining on its upper face a space receiving the cell monitoring and control system 30 and an upper cover (or hood) 20 closing said space.
  • the lower cover 20 may include two openings allowing passage or allowing access to two main terminals of the battery connected to the cells 30 and to the cell monitoring and control system 30.
  • Such a device according to the present invention in addition to the advantage of the recovery of forces by axial compression, it also makes it possible to use fewer materials and, in the case where the side wall 11, 12 of the casing 1 is divided into at least two articulated or separable sections relative to each other, to avoid carrying out axial compression of the rows before their insertion or assembly in the casing 1, 2.
  • the pressurization in the latter case at the time of closing the movable side wall 12 makes it possible to simplify the assembly process.

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Abstract

Dispositif de batterie, notamment pour véhicule La présente invention a pour objet un dispositif de batterie, notamment pour véhicule, ledit dispositif comprenant un carter (1, 2) comprenant un bac (1) muni d'un fond (10) et d'une paroi latérale (11, 12) de forme cylindrique, une pluralité de cellule(s) (30) de batterie délimitées chacune par une enveloppe (300) rigide, semi rigide ou souple de forme globalement rectangulaire ou prismatique, la ou chaque rangée (3) présentant deux extrémités, à savoir une première extrémité (31) et une deuxième extrémité (32), entre lesquelles elle s'étend axialement Il se caractérise en ce qu'il comprend en outre au moins une interface de compression (4, 5) dédiée à la ou chaque rangée (3) de cellules (30) et étant configurée et disposée dans le bac (1) de sorte à venir presser la première ou deuxième extrémité (31, 32) de la rangée (3) pour réaliser une compression axiale de cette dernière.

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif de batterie, notamment pour véhicule
[0001] La présente invention concerne le domaine des batteries, notamment pour véhicules électrique avec batterie et a pour objet un dispositif de batterie, notamment pour véhicule.
[0002] On connait au moins deux catégories de véhicules électriques qui utilisent des batteries rechargeables pour alimenter en courant un moteur électrique, à savoir 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 au moins dans ce type de véhicule comprennent généralement un ou plusieurs module(s) de cellules de batteries électrochimiques dont chaque cellule constitue un unique accumulateur d’énergie comportant 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.
[0004] La batterie comprend un carter, rapporté ou intégré dans le véhicule, dans lequel sont arrangés les modules, généralement selon plusieurs rangées de cellules disposées sur le fond du carter.
[0005] Les cellules se présentent sous des formes diverses, généralement prismatiques, cylindriques ou en forme de sachet (également connues sous le nom anglais de cellules « pouch »). Les cellules prismatiques comprennent généralement une enveloppe rigide ou semi rigide. Les cellules en forme de sachet se présentent globalement sous une forme rectangulaire et comportent une enveloppe souple.
[0006] La présente invention s’intéresse aux batteries utilisant des cellules prismatiques ou en forme de sachet, c’est-à-dire des cellules présentant deux faces opposées reliées entre elles par des petits côtés et une enveloppe rigide, semi rigide ou souple, notamment de forme globalement rectangulaire.
[0007] D’autre part, on sait que ces cellules, notamment le cellules lithium-ion, pendant les cycles de charge et décharge de la batterie, subissent de fortes variations de volumes quasi réversibles, similaires à une respiration. Ces déformations des cellules, tout au long de la vie de la batterie, vont alors causer de fortes contraintes mécaniques au sein de la batterie qui peuvent déformer ou détériorer le carter recevant les cellules. En effet, du fait de la déformation des cellules, la ou chaque rangée, dont les extrémités sont en contact avec deux points opposés de la paroi interne du carter, va se déformer axialement (ou longitudinalement), ce qui va entraîner une déformation de la paroi du carter pouvant se fissurer.
[0008] La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients.
[0009] A cet effet, le dispositif de batterie, selon la présente invention, notamment pour véhicule, ledit dispositif comprenant un carter comprenant un bac muni d’un fond et d’une paroi latérale de forme cylindrique perpendiculaire audit fond, une pluralité de cellule(s) de batterie présentant chacune deux grandes faces opposées et étant disposées sur le fond en étant juxtaposés ou empilés dans une ou plusieurs rangée(s) avec leurs faces opposées orientées perpendiculairement à l’axe de la ou chaque rangée et au fond, la ou chaque rangée présentant deux extrémités, à savoir une première extrémité et une deuxième extrémité, entre lesquelles elle s’étend axialement, chaque cellule étant délimitée par une enveloppe rigide, semi rigide ou souple de forme globalement rectangulaire ou prismatique, se caractérise en ce qu’il comprend en outre au moins une interface de compression dédiée à la ou chaque rangée de cellules et en ce que la ou chaque interface de compression est configurée et disposée dans le bac de sorte à venir presser la première ou deuxième extrémité de la rangée pour réaliser une compression axiale de cette dernière.
[0010] Une telle compression axiale a pour effet d’absorber tout effort résultant d’une déformation axiale éventuelle de la rangée lors du cycle de chargement ou déchargement des cellules (ou de la batterie).
[0011] 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 :
[0012] [Fig.1] est une vue en perspective d’un dispositif de batterie selon la présente invention, sans le couvercle de fermeture du carter, dans un mode de réalisation préférentiel,
[0013] [Fig.2] montre le dispositif de batterie représenté sur la [Fig.l], dans une position d’ouverture de la paroi latérale mobile,
[0014] [Fig.3] montre le dispositif de batterie représenté sur la [Fig.2], sans les cellules,
[0015] [Fig.4] montre les rangées de cellules du dispositif de batterie représenté sur la
[Fig.2], avec, en éclaté, les flasques d’appui,
[0016] [Fig.5] est une vue en plan de dessus du dispositif de batterie représenté sur la [Fig.l]
[0017] [Fig.6] montre le dispositif de batterie représenté sur la [Fig.5] dans une position d’ouverture de la paroi latérale mobile,
[0018] [Fig.7] montre le dispositif de batterie représenté sur la [Fig.l] sans le couvercle supérieur,
[0019] [Fig.8] est une vue en perspective du dispositif de batterie selon la présente invention représentée sur la [Fig.7] avec le couvercle supérieur.
[0020] Les figures annexées montrent, au moins partiellement pour certaines d’entre elles, un dispositif de batterie, selon la présente invention, notamment pour véhicule, ledit dispositif comprenant un carter 1, 2 comprenant un bac 1 muni d’un fond 10 et d’une paroi latérale 11, 12 de forme cylindrique perpendiculaire audit fond 10, une pluralité de cellule(s) 30 de batterie présentant chacune deux grandes faces opposées et étant disposées sur le fond 1 en étant juxtaposés ou empilés dans une ou plusieurs rangée(s) 3 avec leurs faces opposées orientées perpendiculairement à l’axe X de la ou chaque rangée 3 et au fond 10. La ou chaque rangée 3 présente deux extrémités, à savoir une première extrémité 31 et une deuxième extrémité 32, entre lesquelles elle s’étend axialement, chaque cellule 30 étant délimitée par une enveloppe 300 rigide, semi rigide ou souple de forme globalement rectangulaire ou prismatique.
[0021] On comprend que les cellules 30 présentant deux grandes faces opposées sont reliées entre elles par des petits côtés (ou petites faces).
[0022] On notera que le dispositif de batterie selon la présente invention est illustré sur les figures annexées et décrit par la suite dans une position/orientation où le fond 10 est considéré comme étant parallèle à une surface horizontale. Dans cette orientation, l’axe X de la ou chaque rangée 3 de cellules 30 s’étend horizontalement. Bien entendu, le dispositif n’est pas limité à une utilisation suivant une telle orientation et pourrait être utilisé dans toute autre orientation ou inclinaison.
[0023] Conformément à la présente invention, un tel dispositif comprend en outre au moins une interface de compression 4, 5 dédiée à la ou chaque rangée 3 de cellules 30. En outre la ou chaque interface de compression 4, 5 est configurée et disposée dans le bac 1 de sorte à venir presser la première ou deuxième extrémité 31, 32 de la rangée 3 pour réaliser une compression axiale de cette dernière.
[0024] La compression axiale a pour effet d’absorber tout effort résultant d’une déformation axiale éventuelle de la rangée 3 lors du chargement ou déchargement des cellules 30. En effet, les cellules 30, notamment dans le cas de cellules 30 utilisant la technologie lithium-ion, subissent de fortes variations de volumes pendant les cycles de charge et décharge de la batterie, entraînant la déformation des cellules 30 et par conséquent celle de la ou chaque rangée 3 qui va alors se déformer axialement (ou longitudinalement). La compression axiale de chaque rangée entre deux interfaces de compression 4, 5 selon la présente invention, qui a donc pour effet d’absorber tout effort résultant d’une telle déformation axiale (ou longitudinale) éventuelle de la rangée lors du cycle de chargement ou déchargement des cellules (ou de la batterie), permet d’éviter ou d’empêcher toute déformation axiale de la paroi latérale 11, 12 du carter 1, 2, et notamment toute déformation axiale susceptible d’ entrainer l’apparition de fissures dans la paroi latérale 11, 12 du carter 1, 2.
[0025] En outre, la reprise d’effort de compression ainsi obtenue agit sur une paroi latérale 11, 12 cylindrique, ce qui permet d’obtenir une meilleure répartition des forces sur cette dernière.
[0026] Dans les exemples de réalisation illustrés, on peut voir sur les figures 1, 2, 4, 5, 6 que le bac 1 du carter 1, 2 peut recevoir, par exemple, trois rangées 3 de cellules 30 disposées parallèlement l’une à côté de l’autre sur le fond 10, à savoir une rangée 3 centrale passant par l’axe du cylindre ou du centre du cercle/disque formé par le fond 10 et deux rangées 3 latérales situées de part et d’autre de la rangée 3 centrale. La rangée 3 centrale peut comprendre un plus grand nombre de cellules 3 puisqu’elle s’étend diamétralement dans le bac 1.
[0027] Plus particulièrement, pour ce qui concerne l’architecture électrique de la batterie représentée sur les figures annexées (voir notamment les figures 1, 2, 5, 6), celle-ci peut comporter des éléments de connexion du type bus barres (ou barres omnibus) permettant de relier électriquement en série et/ou en parallèles, d’une part, les cellules 30 de chaque rangée 3 et, d’autre part, les rangées 3 entre elles. Ces éléments de connexion ne sont pas représentés sur les figures annexées. Une architecture possible, avec quarante-deux cellules, telle qu’illustrée sur les figures 1, 2, 5, 6, dont douze cellules pour chaque rangée 3 latérale et dix-huit cellules pour la rangée centrale, peut- être suivant un montage série/parallèle, par exemple «14S3P».
[0028] Dans un mode de réalisation préférentiel, comme on peut le voir notamment sur les figures 1, 2, 3, 5, 6, la paroi latérale 11, 12 du carter 1 est divisée en au moins deux sections articulées ou séparables l’une par rapport à l’autre, à savoir au moins une section fixe par rapport au fond 10, dite paroi latérale 11 fixe et au moins une section mobile par rapport audit fond la, dite paroi latérale 12 mobile, apte à être déplacée entre une position d’ouverture permettant l’insertion ou le retrait de la ou des rangées 3 de cellules dans le bac 1 du carter 1, 2 et dans laquelle position la compression axiale de la ou chaque rangée 3 n’est pas réalisée et une position de fermeture et de compression dans laquelle ladite compression axiale est réalisée. Le dispositif de batterie peut comprendre en outre des moyens de verrouillage 7, 8 permettant de bloquer la paroi latérale 12 mobile en position de fermeture et de compression.
[0029] De préférence, comme illustré sur les figures annexées (voir notamment les figures 1, 2, 3, 5 à 8), dans le cas où la paroi latérale 11, 12 du carter 1 est divisée en deux sections articulées ou séparables l’une par rapport à l’autre, chaque section peut présenter une forme semi circulaire (en vue en plan ou selon une soupe transversale). Chaque paroi latérale 11, 12 fixe ou mobile forme ainsi un demi-cercle fixe ou mobile. [0030] De préférence, dans ce mode de réalisation préférentiel, comme on peut le voir sur les figures 1, 2, 3, 5 à 8, la paroi latérale 11 fixe et la paroi latérale 12 mobile peuvent comprendre chacune une première extrémité de liaison 110, 120 et une deuxième extrémité de liaison 111, 121. En outre, la paroi latérale 11 fixe et la paroi latérale 12 mobile peuvent être articulées l’une à l’autre, grâce à une articulation 9, par leur première extrémité de liaison 110, 120. Les deuxièmes extrémités de liaison 111, 120 peuvent alors être jointes l’une à l’autre en position de fermeture et de compression de la paroi latérale 12 mobile et verrouillées dans ladite position grâce aux moyens de verrouillage 7, 8.
[0031] Les moyens de verrouillages 7, 8 peuvent consister en des vis 7 ([Eig.l]), par exemple deux vis 7, et des cavités 8 de réception ([Eig.2]), de préférence taraudées, par exemple deux cavités 8, pratiquées dans l’une des deuxièmes extrémités de liaison 111, 121. Les vis 7 peuvent être insérées et vissées dans les cavités 8 de réception respectives pour assembler entre elles les deuxièmes extrémités de liaison 111, 121 des parois latérales fixe et mobile 11, 12. Les vis 7 peuvent être vissées en étant orientées dans un plan tangentiel au cylindre formé par la paroi latérale 11, 12 et, de préférence parallèlement au fond 10. La deuxième extrémité de liaison 111 de la paroi latérale 11 fixe comportant par exemple les cavités 8 de réception, peut comporter, du côté interne, une surépaisseur 112 du côté interne dans laquelle sont pratiquées lesdites cavités 8 de réception. La deuxième extrémité de liaison 121 de la paroi latérale 12 mobile peut également comporter, du côté interne, une surépaisseur 122 comprenant deux cavités 123 d’insertion tangentielle recevant les vis 7.
[0032] Chaque deuxième extrémité de liaison 111, 121 peut comprendre une face de jonction 113, 124 s’étendant radialement. Les cavités 8 de réception sont pratiquées à travers la face de jonction 113 de la paroi latérale 11 fixe et les cavités 123 d’insertion tangentielle sont pratiquées à travers la face de jonction 124 de la paroi latérale 12 mobile. Dans la position de fermeture de la paroi latérale 12 mobile, les vis 7 insérées dans les cavités 123 d’insertion tangentielle sont alors vissées dans les cavités 8 de réception en réalisant un serrage par pression des faces de jonction 113, 124 l’une contre l’autre, avec pour effet d’assembler et verrouiller les deuxièmes extrémités de liaison 111, 121 l’une à l’autre. Les moyens de verrouillage 7, 8 tels que des vis 7 sont réversibles et le déverrouillage peut être réalisé par un simple dévissage des vis 7 pour permettre l’ouverture de la paroi latérale 12.
[0033] Dans une forme de réalisation préférentielle de l’articulation 9, celle-ci peut comprendre un axe de pivotement 9 s’étendant perpendiculairement par rapport au fond 10 du carter 1 (ou parallèlement à l’axe du carter 1 cylindrique). La première extrémité de liaison 120 de la paroi latérale 12 mobile peut alors être articulée sur la première extrémité de liaison 110 de la paroi latérale 12 fixe en étant montée pivotante autour de l’axe de pivotement 90. Dans le cas où les deux parois latérales 11, 12 fixe et mobile présente une forme semi circulaire, l’articulation 9, plus particulièrement l’axe de pivotement 90, et la jonction de leurs deuxièmes extrémités de liaison 111, 121 sont diamétralement opposés (figures 1, 5, 7).
[0034] Dans le cas où la paroi latérale 11, 12 du carter 1 est divisée en deux sections séparables l’une par rapport à l’autre, c’est-à-dire qui ne sont pas articulées l’une à l’autre, ou montées pivotantes l’une par rapport ou sur l’autre ou attachées définitivement l’une à l’autre, les deux sections de paroi latérale, dans une forme non représentée sur les dessins annexés, peuvent être séparés entièrement l’une de l’autre en position d’ouverture et être jointes l’une à l’autre en position de fermeture. Dans ce cas les deux sections de paroi latérale peuvent comporter chacune deux extrémités de liaison pouvant chacune être jointe à l’une des extrémités de liaison de l’autre paroi latérale avec verrouillage ou être séparée par déverrouillage, par exemple par vissage ou dévissage de vis 7 (comme vu précédemment avec les deuxièmes extrémités de liaison 111, 121).
[0035] Dans un mode de réalisation préférentiel, deux interfaces de compression 4, 5 sont dédiées à la ou chaque rangée 3 de cellules 30, à savoir une première interface de compression 4, 5 venant en pression contre la première extrémité 31 de la rangée 3 dédiée et une deuxième interface de compression 4, 5 venant en pression contre la deuxième extrémité 32 de la rangée 3 dédiée. La ou chaque rangée 3 de cellules 30 est ainsi comprimée axialement entre la première interface de compression 4, 5 et la deuxième interface de compression 4, 5.
[0036] La ou chaque interface de compression 4, 5 peut comprendre au moins un élément de compression 4 et un support d’appui 5 présentant une face d’appui 50 faisant face à la première ou deuxième extrémité 31, 32 de la rangée 3 dédiée. En outre le ou chaque élément de compression 4, 5 s’appuie sur la face d’appui 50 et sur la première ou deuxième extrémité 31, 32 de la rangée 3 dédiée. Le ou chaque élément de compression 4, 5 est ainsi sollicité à la compression par cette dernière, c’est-à-dire par la première ou deuxième extrémité 31, 32 de la rangée 3 dédiée.
[0037] Dans une forme de réalisation préférentielle du ou de chaque élément de compression 4, l’élément de compression 4 peut être un ressort de compression, de préférence un ressort de compression à spires métalliques, ou peut être une mousse de compression.
[0038] Ainsi, dans le cas où le bac 1 du carter 1, 2 comprend une paroi latérale 11, 12 divisée en au moins deux sections articulées ou séparables l’une par rapport à l’autre, la fermeture de la paroi latérale 11, 12 (position de fermeture de la paroi latérale 12 mobile) depuis sa position d’ouverture vient comprimer les éléments de compression 4 (le cas échéant les ressorts de compression 4) et donc la ou les rangées 3 de cellules 30. Lors du démontage, l’ouverture de la paroi 12 mobile entraîne de manière avantageuse une libération progressive de l’énergie des ressorts de compression 4.
[0039] Le ou chaque support d’appui 5 peut être rapporté dans le bac 1 en étant disposé entre la paroi latérale 11, 12 et la première ou deuxième 31, 32 de la rangée 3 dédiée, éventuellement en étant au moins en partie fixé, par exemple par vissage ou collage, sur la paroi latérale 11, 12 (figures 1, 2, 3, 5, 6). Dans une variante (non représentée sur les figures annexées), le ou chaque support d’appui 5 peut être intégré dans la paroi latérale 11, 12 de sorte à être ou à pouvoir être (ou à pouvoir se trouver) dans l’axe de la rangée 3 dédiée. Dans ce dernier cas, on comprend que le ou chaque support d’appui 5 peut être réalisé de moulage avec le carter 1, 2, plus particulièrement avec la paroi latérale 11, 12 du bac 1, le cas échéant avec la paroi latérale 11 fixe ou la paroi latérale 12 mobile.
[0040] De préférence, le ou chaque support d’appui rapport d’appui 5 rapporté peut comporter une face opposée à la face d’appui 50 apte à épouser la forme circulaire de la paroi latérale 11, 12. La face opposé peut ainsi présenter une forme de section circulaire (figures 1 à 3, 5, 6).
[0041] Dans le cas où la paroi latérale 11, 12 du carter 1 est divisée en au moins deux sections articulées ou séparables l’une par rapport à l’autre, le ou au moins l’un des support(s) d’appui 5, le cas échéant le support d’appui 5 de la ou chaque deuxième interface 50, peut être solidaire de la paroi latérale 12 mobile en étant fixé sur ou intégré dans cette dernière (figures 1 à 3, 5 à 6).
[0042] De préférence, si on se réfère aux figures 1 à 6 on peut voir que la ou chaque interface de compression 4, 5 peut comprendre en outre un flasque d’appui 6 présentant une face d’appui 60 et étant monté, fixé et/ou appliqué sur la première ou deuxième extrémité 31, 32 de la rangée 3 dédiée en faisant face à la face d’appui 50 du support d’appui 5 correspondant, le ou chaque élément de compression 4 s’appuyant alors sur la face d’appui 50 du support d’appui 5 et la face d’appui 60 du flasque d’appui 6. On comprend que le ou chaque flasque d’appui 6 est monté, fixé et/ou appliqué sur et/ou contre la grande face correspondante de la première cellule 30 située à la première ou deuxième extrémité 31, 32 de la rangée 3.
[0043] De préférence, les faces d’appui 50 des supports 5, et/ou les faces d’appui 60 des flasques d’appui 6, comportent des logements 51, 61 de réception et de maintien des éléments de compression 4 (voir notamment les figures 2, 3, 4). Chaque face d’appui 50, 60 peut comporter deux logements 51, 61. Chaque logement est ainsi adapté en dimensions pour recevoir un élément de compression 4 tel que l’extrémité d’un ressort de compression par exemple. Ainsi chaque interface de compression 4, 5 peut comporter deux éléments de compression 4, par exemple deux ressorts de compression. De préférence, les éléments de compression 4 peuvent être disposés dans un même plan parallèle au fond 10.
[0044] Si on se réfère maintenant aux figures 1, 2, 3, 5, 6 et plus particulièrement à la [Fig.3] , on peut voir que le bac 1 peut comprendre dans son espace intérieur un ou plusieurs logement(s) 13 rectiligne(s) arrangés parallèlement entre eux sur le fond 10. Le ou chaque logement 13 peut alors recevoir axialement, de préférence par glissement sur le fond 10 dans l’axe de chaque logement 13, la ou l’une des rangée(s) 3. Le ou chaque logement 13 est délimité latéralement le long de son axe longitudinal X par deux parois de séparation 130 s’étendant perpendiculairement par rapport au fond 10 de part et d’autre de la rangée 3 de cellules 30 concernée. Dans le cas d’un bac 1 comprenant par exemple trois logements 13 permettant de recevoir trois rangées 3 de cellules 30 (comme illustré sur les figures 1, 2, 3, 5, 6), la présente invention peut prévoir quatre parois de séparation 130 dont deux parois de séparation 130 peuvent être chacune communes à deux rangées adjacentes.
[0045] Si on se réfère maintenant aux figures 7, 8, on peut voir que le carter 1, 2 peut comprendre un couvercle ou capot 2 fermant le bac 1. En outre, le dispositif de batterie peut comprend un système de surveillance et de contrôle des cellules 30 monté sur ou dans le couvercle ou capot 2. Le couvercle ou capot 2 peut ainsi former un carter supérieur ou additionnel abritant le système de surveillance et de contrôle des cellules 30. Plus particulièrement, le couvercle ou capot 2 peut comporter un couvercle (ou capot) 20 inférieur fermant la face ouverte du bac 1 opposée au fond 10 et définissant à sa face supérieur un espace recevant le système de surveillance et de contrôle des cellules 30 et un couvercle (ou capot) 20 supérieur fermant ledit espace. Le couvercle 20 inférieur peut comprendre deux ouvertures laissant passer ou permettant un accès à deux bornes principales de la batterie reliées aux cellules 30 et au système de surveillance et de contrôle des cellules 30.
[0046] Un tel système de surveillance et de contrôle des cellules 30 est connu et n’est donc pas décrit plus en détail faisant partie des connaissances générales de l’homme du métier, tout comme les différents montages possibles en série et/ou en parallèles des cellules 30.
[0047] Un tel dispositif selon la présente invention, outre l’avantage de la reprise des efforts par la compression axiale, il permet également d’utiliser moins de matériaux et, dans le cas où la paroi latérale 11, 12 du carter 1 est divisée en au moins deux sections articulées ou séparables l’une par rapport à l’autre, d’éviter la réalisation d’une compression axiale des rangées avant leur insertion ou montage dans le carter 1, 2. La mise en pression dans ce dernier cas au moment de la fermeture de la paroi latérale 12 mobile permet de simplifier le process de montage.
[0048] 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] Dispositif de batterie, notamment pour véhicule, ledit dispositif comprenant un carter (1, 2) comprenant un bac (1) muni d’un fond (10) et d’une paroi latérale (11, 12) de forme cylindrique perpendiculaire audit fond (10), une pluralité de cellule(s) (30) de batterie présentant chacune deux grandes faces opposées et étant disposées sur le fond (1) en étant juxtaposés ou empilés dans une ou plusieurs rangée(s) (3) avec leurs faces opposées orientées perpendiculairement à l’axe (X) de la ou chaque rangée (3) et au fond (10), la ou chaque rangée (3) présentant deux extrémités, à savoir une première extrémité (31) et une deuxième extrémité (32), entre lesquelles elle s’étend axialement, chaque cellule (30) étant délimitée par une enveloppe (300) rigide, semi rigide ou souple de forme globalement rectangulaire ou prismatique, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins une interface de compression (4, 5) dédiée à la ou chaque rangée (3) de cellules (30) et en ce que la ou chaque interface de compression (4, 5) est configurée et disposée dans le bac (1) de sorte à venir presser la première ou deuxième extrémité (31, 32) de la rangée (3) pour réaliser une compression axiale de cette dernière.
[Revendication 2] Dispositif de batterie, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi latérale (11, 12) du carter (1) est divisée en au moins deux sections articulées ou séparables l’une par rapport à l’autre, à savoir au moins une section fixe par rapport au fond (10), dite paroi latérale (11) fixe et au moins une section mobile par rapport audit fond (la), dite paroi latérale (12) mobile, apte à être déplacée entre une position d’ouverture permettant l’insertion ou le retrait de la ou des rangées (3) de cellules dans le bac (1) du carter (1, 2) et dans laquelle position la compression axiale de la ou chaque rangée (3) n’est pas réalisée et une position de fermeture et de compression dans laquelle ladite compression axiale est réalisée et en ce qu’il comprend des moyens de verrouillage (7, 8) permettant de bloquer la paroi latérale (12) mobile en position de fermeture et de compression.
[Revendication 3] Dispositif de batterie, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi latérale (11) fixe et la paroi latérale (12) mobile comprennent chacune une première extrémité de liaison (110, 120) et une deuxième extrémité de liaison (111, 121) et sont articulées l’une à l’autre, grâce à une articulation (9), par leur première extrémité de liaison (110, 120), les deuxièmes extrémités de liaison (111, 120) étant jointes l’une à l’autre en position de fermeture de la paroi latérale (12) mobile et verrouillées dans ladite position grâce aux moyens de verrouillage (7, 8).
[Revendication 4] Dispositif de batterie, selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’articulation (9) comprend un axe de pivotement (90) s’étendant perpendiculairement par rapport au fond (10) du carter (1) et en ce que la première extrémité de liaison (120) de la paroi latérale (12) mobile est articulée sur la première extrémité de liaison (110) de la paroi latérale (12) fixe, en étant montée pivotante autour de l’axe de pivotement (90).
[Revendication 5] Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que deux interfaces de compression (4, 5) sont dédiées à la ou chaque rangée (3) de cellules (30), à savoir une première interface de compression (4, 5) venant en pression contre la première extrémité (31) de la rangée (3) dédiée et une deuxième interface de compression (4, 5) venant en pression contre la deuxième extrémité (32) de la rangée (3) dédiée, la ou chaque rangée (3) de cellules (30) étant ainsi comprimée axialement entre la première interface de compression (4, 5) et la deuxième interface de compression (4, 5).
[Revendication 6] Dispositif de batterie, selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ou chaque interface de compression (4, 5) comprend au moins un élément de compression (4) et un support d’appui (5) présentant une face d’appui (50) faisant face à la première ou deuxième extrémité (31, 32) de la rangée (3) dédiée, le ou chaque élément de compression (4, 5) s’appuyant sur la face d’appui (50) et la première ou deuxième extrémité (31, 32) de la rangée (3) dédiée et étant sollicité à la compression par cette dernière.
[Revendication 7] Dispositif de batterie, selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’élément de compression (4) est un ressort de compression, de préférence un ressort de compression à spires métalliques, ou une mousse de compression.
[Revendication 8] Dispositif de batterie, selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que le ou chaque support d’appui ((5) est rapporté dans le bac (1) en étant disposé entre la paroi latérale (11, 12) et la première ou deuxième (31, 32) de la rangée (3) dédiée, éventuellement en étant au moins en partie fixé sur la paroi latérale (11, 12) ou est intégré dans la paroi latérale (11, 12) de sorte à être ou à pouvoir être dans l’axe de la rangée (3) dédiée.
[Revendication 9] Dispositif de batterie, selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la ou chaque interface de compression (4, 5) comprend en outre un flasque d’appui (6) présentant une face d’appui (60) et étant monté, fixé et/ou appliqué sur la première ou deuxième extrémité (31, 32) de la rangée (3) dédiée en faisant face à la face d’appui (50) du support d’appui (5) correspondant, le ou chaque élément de compression (4) s’appuyant alors sur la face d’appui (50) du support d’appui (5) et la face d’appui (60) du flasque d’appui (6).
[Revendication 10] Dispositif de batterie, selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé ce que les faces d’appui (50) des supports (5), et/ou les faces d’appui (60) des flasques d’appui (6), comportent des logements (51, 61) de réception et de maintien des éléments de compression (4).
[Revendication 11] Dispositif de batterie, selon l’une quelconque des revendications 6 à 10 prises chacune en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que le ou au moins l’un des support(s) d’appui (5), le cas échéant le support d’appui (5) de la ou chaque deuxième interface (50), est solidaire de la paroi latérale (12) mobile en étant fixé sur ou intégré dans cette dernière.
[Revendication 12] Dispositif de batterie, selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le bac (1) comprend dans son espace intérieur un ou plusieurs logement(s) (13) rectiligne(s) arrangés parallèlement entre eux sur le fond (10), le ou chaque logement (13) recevant axialement la ou l’une des rangée(s) (3) et étant délimité latéralement le long de son axe longitudinal (X) par deux parois de séparation (130) s’étendant perpendiculairement par rapport au fond (10) de part et d’autre de la rangée (3) de cellules (30).
[Revendication 13] Dispositif de batterie, selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le carter (1, 2) comprend un couvercle ou capot (2) fermant le bac (1) et en ce qu’il comprend une un système de surveillance et de contrôle des cellules (30) monté sur ou dans le couvercle ou capot (2).
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