FR2494503A1 - Dispositif de batteries - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE BATTERIES UTILISABLE COMME SOURCE DE PUISSANCE POUR DES APPAREILS ELECTRIQUES PORTATIFS, QUI COMPREND UN BOITIER 28 DEFINISSANT UN ESPACE CLOS, ET DES BATTERIES SECONDAIRES 32, 33, 34, 37 ET UN RUPTEUR 15 DISPOSES DANS LE BOITIER, LE RUPTEUR ETANT RELIE AUX ELECTRODES DES BATTERIES ET PLACE DANS UN CIRCUIT DE CHARGE-DECHARGE DES BATTERIES; CE RUPTEUR DETECTE LE COURANT DANS LE CIRCUIT DE CHARGE-DECHARGE ET LA TEMPERATURE ENVIRONNANTE DANS LE BOITIER, DE MANIERE TELLE QUE, LORSQUE LE COURANT ETOU LA TEMPERATURE DE L'ENVIRONNEMENT DEPASSE UNE VALEUR PREDETERMINEE, IL COUPE LE CIRCUIT DE CHARGE-DECHARGE ET, QUE LORSQUE LE COURANT ETOU LA TEMPERATURE DE L'ENVIRONNEMENT TOMBE AU-DESSOUS DE LA VALEUR PREDETERMINEE, IL REFERME AUTOMATIQUEMENT LE CIRCUIT.

Description

Dispositif de batterit.

La pr2sente invention concerne un dispositif de batteries et en particulier un dispositif de batteries comprenant des éléments de protection de batteries reliés à des batteries secondaires, telles que des batteries d'accumulateurs au cadmium-nickel ou des batteries d'accumulateurs au plomb. La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de batteries de l'art antérieur présentant un intérêt en ce qui concerne la présente invention, ce dispositif de batteries étant représenté avec son élément de boîtier supérieur 1

séparé de son élément de boîtier inférieur 2. Les deux élé-

ments supérieur et inférieur 1 et 2 forment un boîtier complet quand ils sont assemblés. L'élément inférieur 2 contient deux ensembles 3 et 4 de batteries cylindriques disposés côte à

côte en contact l'un contre l'autre. Les ensembles de batte-

ries 3 et 4 comprennent chacun plusieurs batteries indivi-

duelles 5, telles que des batteries cylindriques au cadmium-

nickel. Les batteries individuelles 5 sont connectées en série les unes aux autres et recouvertes par un tube de papier 6, formant ainsi les ensembles de batteries 3 et 4 mécaniquement intégrés. Les ensembles de batteries 3 et 4

sont reliés en série au moyen d'une plaque de connexion 7.

Les ensembles de batteries 3 et 4 reliés en série comportent des fils conducteurs 8 et 9 connectés respectivement à leur cathode et à leur anode. Les fils conducteurs 8 et 9 sortent du boîtier par une encoche 10 formée dans l'élément supérieur 1 du boîtier. Les extrémités antérieures des fils conducteurs

8 et 9 sont équipées d'un connecteur qui n'est pas représenté.

Un fil conducteur tel que le fil 8 comporte un fusible

thermique 11 et un fusible d'intensité de courant 12 consti-

tuant des éléments protecteurs des batteries. Le fusible thermique 11 protège les batteries contre les contraintes

thermiques causées par une augmentation brutale de la tempé-

rature des batteries au cours de la charge causée par exemple

par une surcharge. Il détecte donc une température prédéter-

minée pour laquelle il coupe le circuit. Le fusible d'inten-

sité 12 protège les batteries contre les contraintes thermiques dues à une augmentation anormale de la température provoquée par un courant important passant dans le circuit, comme c'est le cas lorsqu'un court- circuit se produit dans le circuit externe. Il détecte donc un courant prédéterminé pour lequel il coupe le circuit. Ainsi la protection des batteries contre les contraintes thermiques, est réalisée de deux

manières, par une détection de température et par une détec-

tion de courant.

Dans le dispositif représenté à la figure 1, toutefois, quand une anomalie s'est présentée, le circuit reste ouvert et il est nécessaire de remplacer chaque fois le dispositif protecteur de batteries avant qu'il puisse être à nouveau

utilisé. Tenant compte de ce fait, on voit qu'il faut dispo-

ser les éléments de manière que l'accès au fusible thermique il et au fusible d'intensité 12 soit facile. Pour obtenir ce résultat, on prévoit par exemple que l'élément supérieur 1 du boîtier comprend une fenêtre 13 procurant un accès facile aux fusibles 11 et 12. Cette fenêtre 13 est normalement fermée

par une étiquette 14 que l'on retire quand cela est nécessai-

re. En variante, si l'élément supérieur 1 du boîtier est fixé à l'élément inférieur 2 de ce boîtier au moyen de vis (non représentées) de façon que l'on puisse séparer l'élément supérieur 1 du boîtier de l'élément inférieur 2 en cas de

besoin, on peut avoir un accès facile aux fusibles 11 et 12.

Mais même quand on a recours à ces dispositions, il est très difficile de remplacer les éléments protecteurs des batteries et de nombreux fabricants et vendeurs répugnent à accepter la

responsabilité de leur entretien.

Une autre technique de l'art antérieur est celle décrite dans le brevet US 3 518 524 intitulé "Cordless Electric Appliance", au nom de Roszyk. Ce brevet décrit une disposition comprenant un commutateur à thermostat monté sur la gaine d'une batterie secondaire, détectant ainsi la génération de chaleur en période de charge pour couper le courant au cours

de cette période de charge et déterminant ainsi automatique-

ment la continuation et l'arrêt de la charge. Cependant, ce

commutateur à thermostat est prévu uniquement pour le contrô-

le de la charge et ne sert jamais de dispositif de sécurité

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quand arrive une panne. Plus particulièrement pour disposer d'un tel dispositif de sécurité il faut prévoir un dispositif pour détecter la température et l'intensité du courant dans la batterie non seulement dans le circuit de charge, mais également dans le circuit de décharge.

La présente invention élimine avec avantage les incon-

vénients des dispositifs de l'art antérieur décrits ci-

dessus. En conséquence, un premier but de l'invention est de fournir un dispositif de batteries ne présentant pas de

difficultés pour son entretien.

Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif

de batteries ayant un nombre réduit de pièces.

Un autre but encore de l'invention est de fournir un dispositif de batteries qui soit fiable au point de vue de

sa sécurité.

Un autre but encore de l'invention est de fournir un

dispositif de batteries compact et facile à transporter.

En bref, l'invention consiste en un dispositif de batte-

* ries utilisant comme élément protecteur pour une batterie secondaire un rupteur à rappel automatique. La batterie secondaire est disposée dans un bottier constitué par un élément supérieur et un élément inférieur assemblés de façon

rigide et définissant un espace fermé destiné à cette batte-

rie secondaire. Le dispositif comprend un circuit de charge et de décharge relié aux électrodes de la batterie secondaire et des lignes électriquement conductrices sortant du bottier,

le rupteur étant monté dans ledit circuit de charge-décharge.

Le rupteur détecte le courant passant dans le circuit de

charge-décharge et la température environnante dans le boî-

tier en vue de couper le circuit de charge et décharge quand le courant ou la température environnante dépasse une valeur prédéterminée. Selon l'invention et du fait qu'on utilise un rupteur à rappel automatique, il n'est pas nécessaire de remplacer cet élément même si le circuit a été coupé une fois, et sa manipulation est très commode. En outre, du fait que le rupteur de l'invention fonctionne par détection du courant et de la température environnante, il est inutile

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d'utiliser un fusible thermique et un fusible d'intensité comme c'était le cas pour le dispositif de l'art antérieur

de la figure 1, et on peut donc déduire le nombre des piè-

ces. La détection par le rupteur de la température environ-

nante dans le boîtier qui définit l'espace fermé n'est pas

influencée par l'atmosphère qui est à l'extérieur du boî-

tier, et il est donc possible de détecter la température

d'une façon très fiable.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la température de coupure du rupteur qui est déterminée par rapport à la température environnante est choisie de manière qu'elle soit inférieure à la température pour laquelle le matériau du bottier perd sa stabilité de forme. On peut donc également protéger le boîtier lui-même. En dehors durupteur, on prévoit un thermostat de commande charge en liaison avec la batterie secondaire. On choisit la température de coupure déterminée par ce thermostat de manière qu'elle soit inférieure à la température de coupure déterminée pour le rupteur en fonction de la température environnante, ce qui permet d'obtenir lune double sécurité. En ce qui concerne la batterie secondaire, elle peut parfois comprendre plusieurs

batteries individuelles, auquel cas le rupteur et le thermos-

tat sont disposés à proximité des batteries individuelles séparées. Cette disposition réduit au minimum la possibilité d'un mauvais fonctionnement du rupteur ou du thermostat à la suite d'une défaillance d'une batterie individuelle, ce qui permet d'obtenir un dispositif de sécurité très fiable. En outre, on dispose les batteries individuelles dans la bottier de manière à éviter une perte d'espace. On réduit ainsi les dimensions du boîtier et le dispositif à batteries est facile à transporter. Un soin particulier est également pris en ce qui concerne le choix des matériaux et la construction du boîtier de manière à le rendre facile à manier. Dans un mode de réalisation préféré, le boîtier est réalisé en une résine synthétique difficilement inflammable et résistant aux chocs, et les éléments supérieur et inférieur du boîtier sont soudés

rigidement l'un à l'autre par ondes ultrasoniques.

L'invention sera mieux comprise à la lecture dé la -

description détaillée qui suit de certains modes de réalisa-

tion donnés à titre non limitatif; dans cette description on

se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un dispositif de batteries de l'art antérieur présentant un intérêt du point de vue de l'invention, la figure 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de la présente invention, l'élément supérieur et l'élément inférieur du boîtier étant représentés séparés l'un de l'autre,

la figure 3 est un schéma du circuit du mode de réalisa-

tion représenté à la figure 2, la figure 4 est une vue en plan d'un rupteur à rappel automatique appliqué à l'invention, la figue 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4, la figure 6 est un graphique montrant la variation du courant de fonctionnement en fonction de la température environnante du rupteur des figures 4 et 5, la figure 7 est un graphique montrant la variation du courant en fonction de la durée de déclenchement du rupteur représenté aux figures 4 et 5, la figure 8 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de l'invention, l'élément supérieur du boîtier étant séparé de l'élément inférieur, la figure 9 est une vue en plan montrant les composants logés dans l'élément inférieur du boîtier de la figure 8,

la figure 10 est une vue en perspective du mode de réali-

sation de la figure 8, vu par dessous, la figure 11 représente le schéma du circuit du mode de réalisation de la figure 8, la figure 12 est une vue en plan à plus grande échelle représentant la région o est fixé un rupteur dans le mode de réalisation de la figure 8, la figure 13 est une vue en perspective à plus grande échelle représentant la région o un thermostat est fixé dans le mode de réalisation de la figure 8, la figure 14 est une vue en coupe à plus grande échelle 6c représentant la région o les bornes du mode de réalisation de la figure 8 sont fixées, et la figure t15 est une vue coupe d'une électrode en spirale d'un mode de réalisation préféré d'une batterie secondaire appliquée à l'invention. Si on se réfère à la figure 2, celle-ci représente un dispositif dont la conception est sensiblement la même que celle du dispositif de l'art antérieur représenté à la figure 1. La différence essentielle entre les deux consiste dans le fait que le fusible thermique 11 et le fusible d'intensité 12

de la figure 1 sont remplacés par un rupteur à rappel automa-

tique 15 sur la figure 2. En outre, l'élément supérieur 1 du bottier ne comprend pas de fenêtre 13. Les éléments supérieur et inférieur 1 et 2 du boîtier peuvent être fixés l'un à l'autre de façon permanente par soudage ultrasonique, soudage à chaud, collage ou analogues. Les autres composants sont les

mêmes que ceux représentés à la figure 1, et les mêmes réfé-

rences désignent les mêmes composants pour éviter une répéti-

tion de la description.

Les ensembles de batteries 3 et 4 comprennent chacun des batteries individuelles 5, par exemple au nombre de trois, le

schéma de cablâge du dispositif de la figure 2 étant représen-

té à la figue 3. Il n'est pas nécessaire de décrire le cir-

cuit de la figure 3. Les extrémités avant des fils conduc-

teurs 8 et 9 sont munies d'un connecteur 16 qui est destiné à la connexion à des dispositifs électriques ou électroniques dont le dispositif de piles constitue la source de puissance, ou à un dispositif de charge. Les normes UL exigent que les éléments supérieur et inférieur 1 et 2 du boîtier soient

réalisés en un matériau difficilement inflammable et résis-

tant aux chocs. Dans ce mode de réalisation, on utilise une résine ABS difficilement inflammable pour respecter cette exigence. En ce qui concerne la résistance à la chaleur, il convient de choisir le matériau constituant le boîtier en tenant compte de l'environnement o ce dispositif doit être

utilisé. Ainsi, il est possible que ce dispositif de batte-

ries soit utilisé dans une automobile fermée, auquel cas la température à l'intérieur de l'automobile peut atteindre 80WC en plein été. Le matériau du boîtier doit donc avoir une résistance à la chaleur suffisante pour supporter cette

température élevée. En outre, et en fonction de cette tempé-

rature, on règle la température pour laquelle le rupteur 15 est coupé par rapport à la température de l'environnement. De façon concrète, cette température élevée est par exemple de

- 50C. Il est préférable de fixer la température du rup-

teur à un niveau inférieur à la température pour laquelle le

matériau du boîtier fond, ou bien s'il ne fond pas se défor-

me, c'est-à-dire la température à laquelle le boîtier perd sa

stabilité de forme.

Si on se réfère aux figures 4 et 5, le rupteur 15 comprend

un étui métallique 17 et une plaque métallique 18. L'extré-

mité de l'étui métallique 17 est repliée pour fixer la plaque métallique 18 en place. Une garniture 19 en matériau isolant

est interposée entre l'étui métallique 17 et la plaque métal-

lique 18 de manière que l'étui 17 et la plaque 18 soient isolés électriquement l'un de l'autre. Une extrémité d'un bilame 20 est fixée à l'étui métallique 17. L'autre extrémité du bilame 20 a la forme d'un contact mobile 21. Un contact fixe 22 associé au contact mobile 21 est fixé à la plaque métallique 18 et traverse la garniture 19 de manière à être face au contact mobile 21. Une borne 23 est constituée par un prolongement en une seule pièce de l'étui métallique 17, alors que l'autre borne 24 est constituée par un prolongement

en une seule pièce de la plaque métallique 18.

Ce rupteur 15 fonctionne à la fois en réponse à la tempé-

rature et au courant. Plus particulièrement, le bilame 20 est réalisé en un matériau qui engendre de la chaleur quand il est soumis à une surintensité du courant. Le bilame 20 dont le contact mobile 21 est normalement en contact avec le contact fixe 22 s'infléchit donc quand il y a génération de chaleur due à une surintensité ou une montée brusque de la température ambiante et il sépare le contact mobile 21 du

contact fixe 22.

Les caractéristiques du rupteur 15 décrit ci-dessus sont représentées aux figures 6 et 7. La figure 6 est un graphique représentant la variation du courant de fonctionnement du rupteur 15 (porté en ordonnée) en fonction de la température ambiante (portée en abscisse). La figure 7 est un graphique représentant la variation du courant de fonctionnement du rupteur 15 (porté en ordonnée) en fonction de la durée de déclenchement du rupteur 15 (portée en abscisse) quand la température ambiante est de 251C. Quand la charge s'effectue à 2,0 A alors que le connecteur est relié à un chargeur (non représenté) et s'il y a surcharge, la température de la batterie monte anormalement. Le rupteur 15 détecte cette température et, comme représenté à la figure 6, s'ouvre si la

température atteint 75WC, coupant donc le circuit de charge.

Quand la température tombe au-dessous de 750C, le rupteur 15 se ferme à nouveau. Si les fils conducteurs 8 et 9 sont court-circuités, un courant élevé, de 120 A par exemple, passe dans ce circuit. Comme il dépasse fortement la gamme de courants représentée-à la figure 7, le rupteur 15 s'ouvre instantanément. Dans ce cas également, quand le court-circuit

n'existe plus, le rupteur 15 se referme.

En ce qui concerne ce rupteur 15, il n'est pas limité aux caractéristiques représentées aux figures 6 et 7. Par exemple, il peut présenter des caractéristiques qui peuvent être obtenues en déplaçant parallèlement les caractéristiques représentées aux figures 6 et 7. En bref, on peut choisir les caractéristiques en tenant compte des batteries secondaires

et des courants de charge et de décharge.

Les figures 8 à 14 représentent un autre mode de réalisa-

tion de l'invention. Le dispositif de batteries représenté est conçu de manière qu'en l'insérant simplement dans une section de réception de batteries prévue dans un appareil portatif tel qu'un magnétoscope, on obtienne la connexion

électrique souhaitée, ainsi que le positionnement du disposi-

tif de batteries lui-même. Plus particulièrement, comme représenté à la figure 10, les bornes 25, 26 et 27 sont prévues le long de la surface externe d'un boîtier 28 de manière à être visibles. Le boîtier 28 comprend un élément supérieur 29 et un élément inférieur 30 fixés rigidement l'un à l'autre. Comme pour lé mode de réalisation de la figure 2, les éléments supérieur et inférieur 29 et 30 du boîtier sont q

de préférence réalisés en une résine synthétique difficile-

ment inflammable et résistant aux chocs, telle qu'une résine ABS difficilement inflammable. De préférence, les éléments supérieur et inférieur 29 et 30 du boîtier sont soudés par ondes ultrasoniques. En rendant inutiles des moyens de fixa- tion tels que des vis, ceci permet avec avantage de réaliser un boîtier peu volumineux en raison de l'inexistence de

parties nécessaires à la fixation des vis qui seraient autre-

ment nécessaires. Les bornes 25, 26 et 27 sont disposés le long d'un côté de la surface rectangulaire inférieure de l'élément inférieur 30 du boîtier. Cet élément inférieur 30 du boîtier comprend des gorges 31 permettant de positionner le dispositif-de batteries par rapport à un élément récepteur

non représenté tel qu'un appareil portatif ou un chargeur.

Comme on le voit clairement aux figures 8 et 9, les composants sont disposés dans le boîtier 28 de manière qu'il n'y ait pratiquement aucun espace perdu. On peut donc réduire

les dimensions du boîtier 28. Le fait que les éléments supé-

rieur et inférieur 29 et 30 du boîtier peuvent avoir des parois relativement minces contribue à la réduction des dimensions du boîtier 28. On peut obtenir facilement ce résultat en utilisant un matériau résistant aux chocs tel que décrit ci-dessus. On décrira maintenant plus en détail la

disposition des composants dans le boîtier 28.

Trois ensembles de batteries 32, 33 et 34 comprennent chacun trois batteries individuelles 35. Les trois batteries individuelles 35 de chaque ensemble sont connectées en série et insérées dans un tube de papier 36, ce qui permet de former des ensembles intégrés mécaniquement. Les ensembles de

batteries 32, 33 et 34 sont disposés côte à côte et en con-

tact les uns avec les autres. Une batterie individuelle unique 37 est disposée à angle droit par rapport aux trois ensembles de batteries en ligne 32, 33 et 34. Comme on le voit le plus clairement à la figure 9, le total des diamètres des ensembles de batteries 32, 33 et 34 est approximativement égal à trois fois le diamètre de la batterie individuelle 37 et il est supérieur à la hauteur, c'est-à-dire la longueur axiale, de la batterie individuelle 37. Trois régions sont donc définies sur l'élément inférieur rectangulaire 30 du boîtier, soit une première région dans laquelle les trois

ensembles de batteries 32, 33 et 34 sont disposés, une secon-

de région dans laquelle la batterie individuelle 37 est disposée, et une troisième région dont les deux côtés se joignent auxdites première et seconde région. La troisième

région est utilisée pour y monter un rupteur à rappel automa-

tique 15 qui est caractéristique de l'invention. Ce rupteur est le même que celui décrit avec référence aux figures 4

et 5.

Si on se reporte à la figure 12, le rupteur 15 est posi-

tionné et maintenu par quatre nervures de guidage 38, 39, 40, 41 constituées sur l'élément inférieur 30 du boîtier. Les nervures de guidage 38 et 39 sont symétriques l'une par rapport à l'autre et agencées pour s'introduire dans des coins définis par la partie recourbée 42 à l'extrémité de l'étui métallique 17 et la garniture 19. Les nervures de guidage 40 et 41 sont symétriques l'une par rapport à l'autre et agencées pour s'introduire dans des coins définis par la surface latérale 43 de la partie bombée et la surface externe 44 de la partie plate de l'étui bombé 17. Donc, en insérant simplement. le rupteur par le dessus dans l'espace défini par les nervures de guidage 38, 39, 40, 41, on peut fixer ce rupteur 15 dans une position prédéterminée sur l'élément inférieur 30 du boîtier. On choisit la position du rupteur 15

de manière qu'il soit adjacent à la batterie individuelle 35.

Ceci est prévu pour permettre au rupteur 15 de détecter plus rapidement la température. Dans ce sens, l'étui métallique 17 du rupteur 15 peut être disposé très proche de la batterie individuelle 35 ou en contact avec celle-ci. Comme cela ressortira clairement du schéma de cablage qui sera décrit plus loin, du fait que le fil conducteur 45 relié à la borne 23 (figure 4) formée sur l'étui métallique 17 doit être relié à l'anode de la batterie individuelle 35 comprise dans l'ensemble de batteries 34, le contact de l'étui métallique 17 avec la gaine de la batterie individuelle 35 ne pose pas de problèmes électriques. De plus, le boîtier 28 a une forme fermée. Il n'est donc pas nécessaire de disposer délibérément M1 le rupteur 15 à proximité de la batterie individuelle du fait que la température régnant dans le boîtier fermé 28 devient

uniforme dans un temps relativement court.

Si on se réfère à la figure 13, celle-ci représente une batterie individuelle telle que celle visible à la partie gauche des figures 8 et 9 et identifiée en 37. La gaine 46 de la batterie individuelle 37 est recouverte de tubes de papier 47 dans des buts d'isolation, une partie de la gaine 46 étant

apparente. Un thermostat 48 est monté sur la partie apparen-

te. Le thermostat 48 est de préférence pressé contre la gaine 46 et fixé à celle-ci par un élément thermoconducteur 49 de type à ruban, tel qu'un ruban d'aluminium, enroulé autour de la gaine 46. Ainsi, le thermostat 48 détecte la température de la batterie individuelle 37 sur pratiquement toute la surface de la batterie, ce qui permet une détection très précise de la température sans qu'elle soit pratiquement

influencée par la température ambiante.

La température réglée pour la coupure du thermostat 48

est choisie de manière qu'elle soit inférieure à la tempéra-

ture pour laquelle le rupteur 15 effectue la coupure par

rapport à la température de l'environnement. Cette tempéra-

ture est par exemple de 45 - 4WC. Le thermostat 48 est utili-

sé, quand il s'agit de commander la charge, pour détecter la génération de chaleur à l'étape finale de la charge de la batterie individuelle 37 de manière à couper le courant de charge. On notera que le rupteur 15 et le thermostat 48 sont disposés dans des emplacements séparés dans le boîtier 28, comme le voit le plus clairement aux figures 8 et 9. Ceci procure une double sécurité pour le dispositif de batteries pour les raisons suivantes. Le thermostat 48 a seulement pour fonction de commander la charge, alors que le rupteur 15 a pour fonction la protection de la batterie. Si le rupteur 15 et le thermostat 48 étaient installés en liaison avec la même batterie individuelle, ils ne pourraient plus fonctionner

normalement en cas de défaillance de cette batterie indivi-

duelle décrite ci-dessus, avec pour conséquence un grave accident. Par contre, si le rupteur 15 est installé en liaison avec la batterie individuelle 35 comprise dans l'ensemble de batteries 34 et différente de la batterie individuelle 37 à laquelle le thermostat 48 est associé,

comme représenté, le rupteur fonctionnerait au moins normale-

ment et éviterait des accidents s'il y avait défaillance

d'une batterie individuelle 37. C'est là que se situe l'impor-

tance du rupteur 15 en tant qu'élément protecteur de batte-

rie. Si on se réfère à la figure 1-4, celle-ci représente la façon de fixer la borne 25. La partie inférieure 30 du boîtier comprend deux fentes 50 et 51. Des pattes 52 et 53 formées sur la borne 25 sont insérées dans les fentes 50 et 51 puis

repliées, la borne 25 étant ainsi fixée à la partie inféri-

eure 30 du bottier. Ce qu'il convient de noter dans ce cas est qu'une fente 50 est relativement importante. La fente 50 permet le passage des gaz contenus dans l'espace interne du boîtier 8 même quand la partie inférieure 30 du boîtier est fixée à l'élément supérieur 29 de ce boîtier. Les batteries

individuelles disposées dans le boîtier 28 sont munies cha-

cune d'une soupape de sécurité permettant la détente d'une pression anormalement élevée dans la pile quand on atteint un

état de surcharge alors que le thermostat 48 est hors d'usage.

Le gaz déchargé par ces soupapes de sécurité se rassemble dans le boîtier 28. Donc, si le bottier 28 est fermé de façon étanche, la pression monte anormalement à l'intérieur et provoque éventuellement la déformation de ce boîtier 28. Pour éviter cela, la fente 50 serti avantageusement de trou de ventilation. De plus, il n'est lias absolutment nécessaire de prévoir ce trou de ventilation sur la partie de fixation de l'élément de borne et on peut prévoir un trou de ventilation spécial en tout autre endroit. Bien que cela ne soit pas spécialement décrit, les éléments de borne 26 et 27 sont de

même construction que l'élément de borne 25.

Si on se réfère à la figure 8, la partie inférieure 30 du boîtier est beaucoup moins profonde que l'élément supérieur

29, ce qui fait que lorsque l'élément supérieur 29 est reti-

ré, les composans disposés dans la partie inférieure 30 sont également accessibles par le côté. Ceci signifie que l'on peut facilement effectuer des opérations de soudage et autres

alors que les composants sont disposés dans la partie infé-

rieure 30 du boîtier. Ceci permet d'offrir de meilleures

possibilités d'intervention sur le dispositif.

La figure 11 représente un schéma de câblage électrique du mode de réalisation décrit ci-dessus. Aux figures 8 et suivantes, les mêmes références numériques sont affectées aux mêmes parties dans les cas oi les composants correspondant à

ceux représentés sur le schéma de câblage électrique exis-

tent. Les ensembles de batteries 32, 33 et 34 comprennent chacun troisbatteries individuelles 35 reliées en série. Les ensembles de batteries 32, 33 et 34 sont interconnectées par

des plaques de connexion 54 et 55. Neuf batteries individuel-

les 35 sont donc ainsi reliées en série. La cathode de la batterie individuelle 35 à une extrémité de cet ensemble de

neuf batteries en série est reliée à la borne 25 par l'inter-

médiaire d'un fil conducteur 56. D'un autre côté, l'anode de

la batterie individuelle 35 à l'autre extrémité dudit ensem-

ble de neuf batteries en série est reliée à une borne du rupteur 15 par l'intermédiaire du fil conducteur 45. L'autre borne du rupteur 15 est reliée à la cathode d'une batterie

individuelle 37 par l'intermédiaire d'un fil conducteur 57.

Un fil conducteur 58 est relié à l'anode de cette batterie individuelle 37, ce fil conducteur 58 étant relié à la borne 26. En outre,l'anode de la batterie individuelle 37 est reliée à une borne du thermostat 48 par l'intermédiaire d'un fil conducteur 59, et l'autre borne du thermostat 48 est reliée à la borne 27 par l'intermédiaire d'un fil conducteur 60. Comme on le voit le plus clairement sur la figure 11, on obtient un dispositif de batteries comprenant dix batteries individuelles 35 et 37 reliées en série. La charge et la décharge des batteries s'effectue par l'intermédiaire des bornes 25 et 26. Si le rupteur 15 s'ouvre pour une raison quelconque, le circuit de charge'et de décharge est coupé, ce qui arrête l'opération de charge ou de décharge. La borne 27 est reliée à une borne prédéterminée d'un dispositif de charge (non représenté) pour commander le dispositif de charge. Tant que la borne 27 est maintenue à un potentiel

prédéterminé, il maintient l'élément de commutation du dis-

positif de charge à l'état fermé. Quand le thermostat 48 est coupé, l'élément de commutation est donc ouvert, ce qui fait que le courant de charge n'est pas envoyé aux bornes 25 et 26. En outre et selon le type du -dispositif de charge, la charge des batteries individuelles 35 et 37 est possible même

si le courant de charge est envoyé par les bornes 25 et 27.

Le courant de charge peut être coupé par la coupure du ther-

mostat 48.

Les figures 8 et 9 représentent plusieurs nervures per-

mettant de positionner les composants disposés dans le bol-

tier 28 et de positionner l'élément supérieur 29 du boîtier par rapport à la partie inférieure 30. Ces nervures peuvent

être modifiées de façon appropriée en fonction de la disposi-

tion des composants.

Pour ce qui concerne la réduction de la période de sur-

charge en vue d'éviter des dégradations des batteries secon-

daires de ce type, il est préférable que le thermostat détec-

te la fin de la charge des batteries aussi rapidement que possible et coupe le courant de charge aussi rapidement que possible. Dans ce but, il est préférable que la batterie individuelle 37 au moins à partir de laquelle la chaleur est transmise au thermostat 48 possède une caractéristique de génération de chaleur plus rapide au cours de l'étape finale de la charge. Un exemple concret de cette disposition qui respecte cette exigence est représenté à la figure 15. La figure 15 est une vue en coupe de la disposition en spirale de l'électrode d'une batterie. Si on se réfère à la figure 15 et en général à une pile secondaire de type étanche, une

cathode en feuille 61 et une anode en feuille 62 sont enrou-

lées en spirale alors qu'un élément séparateur 63 est inter-

posé entre elles. Cette batterie est caractérisée en ce que le rapport de la capacité anode-cathode est beaucoup plus

important que celui d'une batterie d'accumulateurs cadmium-

nickel ordinaire et en ce que les feuilles des électrodes sont plus minces et plus longues que celles d'une batterie - d'accumulateurs nickelcadmium ordinaire. Il en résulte que

la surface des feuilles opposées des électrodes est impor-

tante. Une autre caractéristique de la batterie consiste dans le fait qu'il est prévu dans la partie centrale un élément séparateur auxiliaire 64 représenté en noir à la figure 15, s'étendant sur une certaine longueur le long de l'élément séparateur principal 63. La région o cet élément séparateur auxiliaire est disposé est située de préférence sur une gamme comprise entre 20 et 60% de l'élément séparateur principal 63. La présence de l'élément séparateur auxiliaire 64 empêche la pénétration de l'oxygène dégagé pendant la surcharge. De plus, au lieu de prévoir un élément séparateur auxiliaire 64 de ce type, on peut remplir par chauffage les perforations de

la région particulière de l'élément séparateur principal 63.

Ce type de batterie est chauffé par la chaleur produite quand la feuille d'anode 62 absorbe l'oxygène dégagé pendant la

surcharge. En conséquence, l'oxygène dégagé pendant la sur-

charge ne pénètre pas autant dans la partie o l'élément séparateur auxiliaire 64 est disposé, et il se rassemble dans les éléments séparateurs 63 et 64 pour former une résistance qui réduit la densité du courant dans la partie centrale de l'électrode en spirale. D'un autre côté, dans la partie

périphérique externe de l'électrode en spirale, la pénétra-

tion du gaz est satisfaisante et la densité du courant est augmentée de la quantité dont elle est réduite dans la partie centrale. En d'autres termes, quand l'état de surcharge est atteint et amorce le dégagement de gaz, la densité de courant est concentrée dans la région périphérique externe o, de ce fait, se déroule la production et l'aosorption d'une quantité importante de gaz qui donne naissance à une montée rapide de la température. Autrement dit, la température de la partie de la batterie qui est la plus proche de la gaine et qui doit être détectée par le thermostat 48 monte rapidement et de ce fait la température de surface de la gaine monte également rapidement, avec pour résultat que le thermostat 48 réagit rapidement et réduit la durée qui s'écoule lorsque la charge

est terminée. De plus, une batterie spéciale telle que repré-

sentée à la figure 15 devrait être utilisée de préférence non seulement pour constituer la batterie individuelle 37, mais aussi les autres batteries 35 pour rendre uniformes les

caractéristiques de charge et de décharge.

Comme il va de soi, et comme.il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses

modes de réalisation, non plus qu'à ceux des modes de réali-

sation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagées; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de batteris caractérisé en ce qu'il com-

prend un boîtier (28) constitué par un élément supérieur (1, 29) et un élément inférieur (2, 30) fixés rigidement l'un à

l'autre pour définir un espace fermé, une batterie secon-

daire (3, 4. 32, 33, 34, 37) disposée dans ce boîtier, un

circuit de charge-décharge comprenant des lignes électrique-

ment conductrices (8, 9> reliées aux électrodes de la batte-

rie secondaire et sortant du boîtier, et un rupteur à rappel automatique (15) placé dans le circuit de charge-décharge, le rupteur (15) servant à détecter le courant passant dans le circuit de charge-décharge et la température environnante

dans le boîtier (28), le rupteur possédant une caractéristi-

que de commutation définie par une fonction du courant et de la température environnante et choisie de manière qu'il soit coupé dans au moins l'un des cas o le courant dépasse une valeur prédéterminée et o la température environnante

dépasse une valeur prédéterminée.

2. Dispositif de batteries selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (28) est réalisé en une résine synthétique difficilement inflammable et résistant aux chocs et en ce que la température à laquelle le rupteur

(15) s'ouvre sous l'influence de la température de l'envi-

ronnement est choisie inférieure à la température à laquelle

le matériau du boîtier perd sa stabilité de forme.

3. Dispositif de batteries selon la revendication 1, caractérisé en ce que les batteries secondaires (3, 4; 32, 33, 34, 37), le circuit de charge-décharge et le rupteur (15) sont disposés ou maintenus dans la partie inférieure

(2, 30) du boîtier.

4. Dispositif de batteries selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (28) comprend un trou de ventilation (50) et est fermé à l'exception de ce trou de ventilation.

5. Dispositif de batteries selon la revendication 1,

caractérisé en ce que ladite jatterie secondaire est consti-

tuée par plusieurs batteries individuelles (5, 35), ces batteries individuelles étant disposées à plat dans le

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boîtier, le boîtier ayant sensiblement la forme d'un parallé-

lepipède rectangle, le boîtier comprenant trois régions définies à l'intérieur, soit une première région dans laquelle lesdites batteries individuelles (5, 35) sont disposées sur plusieurs rangées (32., 33, 34) juxtaposées et en contact les unes avec les autres,une seconde région dans laquelle une unique batterie individuelle (37) est placée à angle droit

par rapport aux batteries individuelles disposées sur plu-

sieurs rangées, et une troisième région dont les côtés rejoignent les première et seconde région, le rupteur (15)

étant disposé dans cette troisième région.

6. Dispositif de batteries selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un thermostat (48) de commande de charge disposé dans une partie adjacente à la

batterie secondaire (37).

7. Dispositif de batteries selon la revendication 6, caractérisé en ce que la batterie secondaire est constituée par des première (32, 33, 34) et seconde (37) batteries individuelles, le rupteur (15) étant disposé contre la première batterie individuelle (35), et le thermostat (48)

de commande de charge étant disposé contre la seconde batte-

rie individuelle (37).

8. Dispositif de batteries selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la température réglée pour la coupure du thermostat (48) est choisie inférieure à la température à laquelle le rupteur (15) s'ouvre en réponse à

la température de l'environnement.

9. Dispositif de batteries selon la revendication 6,

caractérisé en ce que le thermostat (48) est fixé en posi-

tion en étant pressé contre la gaine (46) de la batterie secondaire (37) par un élément thermoconducteur (49) en forme de ruban enroulé autour de la gaine de ladite batterie secondaire.

10. Dispositif de batteries selon la revendication 6, caractérisé en ce que la batterie secondaire (37) est une batterie cylindrique étanche au cadmium-nickel dont le taux de génération de chaleur lors de l'étape finale de la charge est plus élevé que celui d'une batterie ordinaire

rechargeable au cadmium-nickel.