FR2705085A1 - Dispositif de protection isotherme pour batterie de véhicules. - Google Patents

Dispositif de protection isotherme pour batterie de véhicules. Download PDF

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Abstract

Dispositif isotherme pour protéger les batteries de démarrage et de traction des véhicules légers et lourds. L'invention concerne un dispositif permettant de protéger les batteries des intempéries, froid-chaud-humidité, de l'oxydation et des salissures: poussières, graisses. Il est constitué d'un boîtier 1-2-3-4-5 présentant des ouvertures 11-12-46-47 et 13-14-15-16 (lesquelles sont facultatives selon le positionnement des batteries) ou des prédécoupes 77-88-99, de moulures 51-52-53 et de trous de ventilation 100-101-102-103 intégrés dans les parois 2-3-4-5. Un couvercle 6 présentant des ouvertures 34-35-36-37 des pentes 60-61, des lamages 49-50 assure la fermeture par superposition verticale (intérieure ou extérieure) et serrage des champs sur les côtés du dit boîtier soit par translation rectiligne par le moyen de glissières (version 28) ou de tenons et d'alésages. Des boucliers 48 sont adjoints pour fermer les ouvertures 11-12-34-35-36-37-46-47 non utilisées. L'application industrielle de ce dispositif selon l'invention est le secteur automobile et véhicules industriels.

Description

La présente invention concerne un dispositif de protection isotherme pour les batteries de voitures, de camions, d'autocars, de tracteurs, de chariots élévateurs et de tous véhicules électriques ou autres, équipés de batteries de démarrage ou de traction.
Traditionnellement les batteries sont posées et fixées sur leur support.
Leur protection n'est pas assurée contre les intempéries, les poussières, les graisses.
II en résulte un certain nombre d'inconvénients
- par temps froid (gel), I'efficacité des batteries est réduite pour le
démarrage et il arrive que les batteries soient vides. En effet,
I'énergie électrique restituée par la batterie se trouve réduite
d'environ vingt sept pour cent à zéro degré Celsius, de quarante
pour cent à moins dix degré Celsius ; à moins vingt degré Celsius
la régression de la capacité de la batterie se situe autour de
cinquante pour cent.
En ce qui concerne les véhicules électriques cette régression de la
capacité pour les batteries de traction entraîne une perte
d'autonomie en kilométrage en particulier en dessous de zéro degré
Celsius : elle s'amplifie en courbe quasi linéaire. Cette perte
d'autonomie devient importante à moins cinq degré Celsius puis à
moins dix degré Celsius.
- par temps chaud, il peut y voir évaporation de l'acide sulfurique par
les systèmes d'aération (pour les modèles équipés) et cela
augmente le taux de pollution atmosphérique.
- de hautes températures provenant soit du bloc moteur ou de la
chaleur extérieure élevée peuvent concourir à dégrader les
performances des matières actives sur les plaques positives et
négatives et contribuer à détériorer les matériaux employés pour la
fabrication des batteries.
- les bornes, les cosses et les contacts des cablâges s'encrassent, se
salissent s'oxydent, ce qui provoque une diminution de la
conductibilité de l'électricité ; par conséquent diminue l'efficacité au
démarrage.
- salissure des batteries et usure.
- il existe aussi quelques inconvénients inhérents au fonctionnement
des batteries comme les courants de surcharge et le bouillonnement
gazeux responsables de la destruction électrochimique de l'eau.
D'autre part, pour l'installation du dispositif dans l'habitacle du véhicule, il existe un certain nombre de contraintes dues notamment:
- aux multiples dimensions des batteries du fait de l'existence de
nombreux modèles
- aux formes spécifiques de l'architecture des batteries : -chapeaux,
cornières,nervures de préhension pour robots, angles, talons, ou
listeaux avec encoches, bornes
- aux variations des positionnements des éléments constitutifs de ces
architectures
- aux modes de fixation des contacts sur les bornes
- aux modes de fixation et de positionnement des talons sur les
supports
- aux espaces résiduels selon les configurations des logements
prévus pour les batteries de démarrage ou de traction et pour ces
dernières il est à prendre en considération que les logements ou
caissons sont conçus pour accueillir plusieurs séries de batteries de
traction équipant en particulier les véhicules électriques.
D'aucunes contraintes liées aux modes de fabrication et de la logistique existent aussi
au niveau de la fabrication: - moulage-injection
- extrusion avec découpage
au niveau de la logistique: - stockage
- transport
- entreposage
- vente
Le dispositif selon l'invention permet de réduire voire de remédier à ces inconvénients. II comporte en effet, selon une première caractéristique, un boîtier de protection à géométrie variable dont les éléments sont assemblés au moyen de systèmes de glissières. Ce boîtier est prévu pour être assemblé avec ou sans le fonds et en cas d'existence d'une paroi située dans l'habitacle des véhicules pour apposer l'une des parois des batteries, il est prévu d'assembler 3 côtés du boîtier au lieu de 4. Les façades intérieures des côtés du boîtier sont moulées pour s'ajuster aux formes particulières des batteries. L'objectif de ces moulures est de gagner de la place pour l'installation du boîtier dans l'habitacle du véhicule, tout en maintenant une épaisseur consistante du boîtier, visant à résoudre certains problèmes de fabrication et d'autre part pour améliorer l'isolation thermique ainsi qu'à solidifier l'ensemble assemblé. Les longueurs, largeurs, hauteurs des éléments du boîtier sont variables pour satisfaire aux exigences des dimensions des modèles des batteries. II est prévu d'équiper les éléments du boîtier par un système à géométrie variable pour s'adapter aux variations des dimensions des batteries. Pour ce faire, les parois du boîtier sont coulissantes (soit dans leur axe, soit sur les bords des côtés) en systèmes contenantscontenus, comportant des arrêts au niveau des dimensions mini et maxi. Dans le même ordre d'idée, il est prévu de développer ce mécanisme dans la double translation horizontale et verticale pour ajuster la dimension de chaque face du boîtier aux dimensions de la batterie, tout en maintenant les systèmes de solidarisation des éléments entre eux. L'objectif de cette amélioration est de diminuer de façon conséquente le nombre de modèles de boîtiers et donc de diminuer les contraintes de fabrication et de logistique.
Des ouvertures sont prévues dans les éléments du boîtier afin de permettre le passage des câbles et des systèmes de fixation. Les dimensions et les coordonnées de ces ouvertures sont variables en fonction des modèles de batteries. La forme extérieure du boîtier assemblé est un parallélépipède. La forme des champs (largeur x hauteur) peut varier pour s'adapter au contour en hauteur et en largeur de la batterie dans le but de favoriser la fermeture du capot. Le dispositif comporte un couvercle dont la forme et les dimensions sont complémentaires à celles du boîtier. Le couvercle présente des ouvertures pour le passage des câbles. Le côté intérieur du couvercle est muni de deux surfaces creusées dans l'épaisseur du matériau ; ces surfaces se trouvent à l'endroit des coordonnées des bornes. L'objectif de ce positionnement est de gagner de l'espace en hauteur du fait de l'existence de systèmes variés de serrage des contacts des câblages sur les dites bornes.
La façade extérieure du couvercle est munie de deux à quatre pentes pour gagner de l'espace en cas d'installation de cornières ou profilées sur le côté intérieur du capot, voire en cas de perspective oblique de la surface du capot.
La fermeture du boîtier se fait par superposition du couvercle (intérieur ou extérieur) sur le dit boîtier. Le maintien du couvercle se fait par le serrage dû à
I'ajustement des dimensions. II est prévu une variante de la fermeture du boîtier par le couvercle au moyen de système de glissières. II est prévu une variante du dispositif d'assemblage du fonds, des côtés et du couvercle par le moyen de tenons et d'alésages. II est prévu que le boîtier puisse être moulé tout d'une pièce pour protéger la batterie lors de la sortie de la fabrication, puis l'ensemble étant installé sur le support dans l'habitacle du moteur du véhicule.
Des variantes sont prévues concernant les ouvertures pour le passage: - des câbles : pour ce faire, les ouvertures sont prédécoupées dans le matériau sur une partie de l'épaisseur, si bien que l'utilisateur peut choisir les ouvertures nécessaires selon le positionnement des câbles (contacteurdémarreur-masse) dans les moteurs.
- des systèmes de fixation / positionnement des talons : pour ce faire, le système de fixation est solidarisé avec la base de l'un ou l'autre élément du boîtier. Les ouvertures sont prédécoupées dans la partie centrale des bases des parois du boîtier de protection, accueillant les systèmes de fixation. Dans les cas où le talon de l'un des côtés de la batterie se glisse sous toute la longueur d'une cornière de positionnement / fixation rigide installée sur le support d'accueil de la batterie, il est prévu pour permettre le positionnement de toute la longueur du talon que des ouvertures soient prédécoupées tout le long de la base des parois du boîtier en trois zones : zone côté gauche, zone centrale, zone côté droit.
Les prédécoupes concernant les systèmes de positionnement / fixation des talons des batteries sont prévues pour tout le périmètre base du boîtier.
II est adjoint au dispositif un système de boucliers destinés à fermer les ouvertures prévues pour le passage des câbles non utilisées. La forme de ces boucliers est complémentaire à celle des ouvertures.
Le matériau employé est un matériau isolant à la fois souple et résistant tel que le polystyrène ou tout autre matériau adéquat et répondant aux normes en vigueur. L'épaisseur du matériau est faible compte tenu de la place disponible pour l'installation du boîtier dans l'habitacle des véhicules. II est prévu de colorier le matériau lors de la fabrication.
Il est prévu selon les possibilités de fabrication que la composition ou la structure des matières employées permettent l'absorption des liquides provenant de la batterie et ceci en cas d'accident pouvant entraîner des fissures dans le boîtier de la batterie.
Ce boîtier fait en matériau isolant permet de maintenir la chaleur de la batterie par temps froid et donc permet une meilleure rentabilité au démarrage ; en outre, il permet de protéger la batterie par temps très chaud et donc diminue l'évaporation des acides sulfuriques, d'où il y a une réduction de la pollution dans l'air.
Ce boîtier préserve la batterie des hautes températures provenant du bloc moteur. Les performances de cette protection isotherme sontoptimisées grâce au rajout d'éléments chimiques dans la matière de base.
Pour les véhicules électriques équipés de batteries de traction, le maintien de la chaleur des batteries grâce au boîtier permet de préserver l'autonomie en kilométrage des véhicules par temps froid et de gel.
Des systèmes de ventilation intégrés dans les parois, voire le couvercle du boîtier, favorisent le dégagement gazeux pour faire face aux phénomènes relatifs à l'existence du courant de surcharge et de bouillonnemen t gazeux.
Ces aérations sont prévues de forme conique, cylindrique ou parallélépipédique et sont implantées soit de manière rectiligne, soit oblique, voire si nécessaire en réseau géométrique intégré comprenant une entrée et une sortie dans les parois du boîtier.
Des filtres peuvent être adjoints permettant l'évacuation des gaz et empêchant l'infiltration de l'air.
Ce boîtier permet de protéger les bornes, les cosses et les contacts des câbles, par conséquent évite l'oxydation, les salissures, I'encrassage et donc la conductibilité de l'électricité est meilleure.
Le boîtier protège la batterie des salissures. II est prévu un film plastique ou une mince feuille de métal comme l'aluminium pour recouvrir les parois extérieures du boîtier dans le but de protéger et de solidifier ce matériau.
II est prévu que le couvercle du boîtier soit transparent pour permettre une vision immédiate de la batterie lors de l'ouverture du capot.
II est prévu une variante du positionnement du boîtier lorsqu'il existe un caisson ou un logement pour accueillir une batterie ou plusieurs séries de batteries comme c'est le cas pour les chariots élévateurs et les véhicules électriques et que l'espace résiduel le permet.
Dans ce cas, le boîtier est positionné par rapport aux parois du caisson ou du logement et n'épouse pas l'architecture des batteries, par voie de conséquence s'il n'est pas nécessaire de réaliser les moulures sur les façades intérieures des côtés du boîtier de protection, cela entraîne une économie de coûts d'outillage. II est toutefois prévu de réaliser des moulures sur les façades extérieures du boîtier en cas de nécessité pour apposer les côtés du boîtier sur les parois du logement ou caisson.
II est aussi prévu d'intégrer directement l'un ou l'autre des côtés du boîtier aux parois amovibles des logements ou caissons comme c'est le cas par exemple pour les chariots élévateurs au niveau du siège amovible du conducteur servant de couvercle et d'une paroi du caisson utilisée come porte d'accès au caisson pour les batteries. II est prévu d'adapter le fonds du boîtier aux besoins spécifiques des matériels lourds comme les chariots élévateurs accueillant des batteries de grand poids sur des caoutchoucs prévus à cet effet. II est tenu en compte pour ces cas de figure au niveau de la recherche matière de la compression subie par le fonds du boîtier du fait du poids important des batteries.
Il est prévu d'étudier les problèmes spécifiques des matériels, lourds au cas par cas pour trouver les solutions adaptées à chaque configuration des logements d'accueil des batteries.
L'invention sera de toute façon comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des figures annexées, lequel complément ne constitue qu'un mode préférentiel de réalisation de l'invention et ne saurait en aucun cas être considéré comme limitatif.
La figure 1 représente le dispositif selon l'invention.
La figure 2 représente une vue éclatée du boîtier.
La figure 3 représente une vue éclatée du couvercle et une variante
des faces 4 et 5 en 26 et 27, et une variante 45 du
couvercle
La figure 4 représente un détail du système d'assemblage 18/22 ou
19/24 et une variante du couvercle 6 transformé en 28
(vue d'ensemble et détail d'assemblage).
La figure 5 représente une vue non complète du couvercle 6, du
fonds 1, du bouclier 48 et une variante du détail
d'assemblage 17-38/40-39. Vue de profil en coupe d'un
côté du boîtier présentant 51-52-53 et vue en coupe du
système de translation 54/55 avec dispositif d'arrêt 58/59,
vue des détails 60-61 et 77.
La figure 6 représente une vue éclatée d'une variante du dispositif
d'assemblage.
La figure 7 représente une vue d'ensemble non complète en
perspective.
La figure 8 représente une variante du dispositif selon l'invention.
La figure 9 représente une vue des prédécoupes 88-99 une vue en
coupe des systèmes de ventilation 100-101-102-103 et
des filtres 104.
En référence à ces dessins, le dispositif comporte un boîtier 1-2-3-4-5 dont la face 2 est munie de deux ouvertures 11 et 12 pour le passage des câbles. Le fonds 1 est entouré par une glissière 17 intégrée dans l'épaisseur du matériau ; cette glissière est prévue pour recevoir la base de parois 2-3-4-5. Les quatre faces 2-3-4-5 ont des ouvertures facultatives 13-14-15-16 pour le passage des systèmes de fixation des batteries. Ces ouvertures sont prévues en prédécoupes 88-99 sur tout le périmètre base des parois 2-3-4-5 du boîtier. Les deux faces 4 et 5 sont munies de tenons 22-23-24-25, tandis que les deux faces 2 et 3 sont munies de glissières 18-19-20-21 pour les recevoir. Les façades intérieures des faces 2-3-4-5 sont pourvues des moulures 51-52-53. Les coordonnées et formes de ces moulures sont prévues pour s'ajuster aux formes des batteries. Des trous de ventilations 100-101-102-103 munis de filtres 104 sont intégrés dans les faces 2-3-4-5 voire dans le couvercle 6.
Les parois des quatre faces, du fonds et du couvercle sont constituées par deux parties mobiles respectivement équipées par un côté mâle 55 muni d'une butée d'arrêt 59 et par un côté femelle 54 muni d'une butée d'arrêt 58.
Il est prévu une modification de faces 4 et 5 en version 26 et 27 et donc une adaptation de la hauteur de la face 2, du dessus du couvercle 6 et des champs 7-9-10, en cas de nécessité liée à l'installation du boîtier dans l'habitacle du véhicule.
Le dispositif comporte un couvercle 6-7-8-9-10, soit moulé en une seule pièce, soit prévu selon les dispositifs d'assemblage tels que 18/20, 19/24, 20/23, 21/25. 11 est prévu un système d'accrochage du couvercle sur le boîtier en If installé sur le bas du côté intérieur du champs 7-10 et en 81 installé sur le haut des parois 2-5, non illustré ici. II est prévu une variante du mode de fermeture : pour ce faire, le couvercle 6 est transformé en 28 équipé de tenons 29-30 qui se positionnent dans les glissières 31 et 32 situées dans l'épaisseur des faces 4 et 5. Un côté du couvercle se positionne alors dans la rainure 33 installée dans l'épaisseur de la face 2. Deux surfaces 49-50 sont creusées dans l'épaisseur du matériau sur le côté intérieur du couvercle. La façade extérieure du couvercle comporte les pentes 60 et 61. 11 est prévu de munir cette façade de quatre pentes (non illustrées ici).
II est prévu une variante du dispositif d'assemblage du fonds 1, des côtés 2-3-4-5 et du couvercle 6 par le moyen de tenons 38-42 intégrés respectivement dans les rainures 17-41 du fonds I et du couvercle 6, d'alésages 39-44 percés respectivement dans les bases et hauteurs de l'épaisseur (dessous et dessus) des côtés 2-3-4-5, et de réductions 40-43 usinées respectivement dans les bases et hauteurs des côtés 2-3-4-5.
Le dispositif comporte l'adjonction de boucliers 48 s'ajustant par coulissage et système de rétention dans les ouvertures 11-12-34-35-36-3746-47. Il est prévu de prédécouper ces ouverture 77 dans l'épaisseur du matériau.
A titre d'exemple non limitatif, le modèle du boîtier aura des dimensions ajustées au modèle de la batterie à protéger avec une tolérance d'environ 1 mm pour les longueur et largeur et une tolérance d'environ 2 à 3 mm en hauteur en fonction du mode de positionnement et de serrage des câbles sur les bornes.
Le dispositif selon l'invention est destiné à protéger les batteries, son application industrielle est le secteur automobile et véhicules industriels.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1) Dispositif pour batteries de véhicules constitué par un boîtier amovible à géométrie variable avec couvercle, dont les formes intérieures sont munies de moulures, caractérisé en ce que les parois sont constitués par deux parties mobiles l'une dans l'autre, a et b, respectivement équipées par un côté mâle 55 comportant une butée d'arrêt 59 et un côté femelle 54 comportant une butée d'arrêt 58, le dit boîtier comportant des ouvertures pour le positionnement des câbles et des ouvertures pour les systèmes de fixation.
  2. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les façades intérieures des côtés 2 et 3 et 4 et 5 sont équipées des moulures 51-52-53.
  3. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un côté du boîtier est équipé de deux ouvertures demi-circulaires 1 1 et 12 et d'une ouverture longitudinale 14.
  4. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les faces 4 et 5 sont transformées en faces 26 et 27.
  5. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le couvercle 6 est muni de quatre ouvertures 34-35-36-37.
  6. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les ouvertures 77 sont prédécoupées dans l'épaisseur du matériau.
  7. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la façade extérieure du couvercle 6 comporte des pentes 60-61.
  8. 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les ouvertures 88-99 sont prédécoupées dans la base des parois.
  9. 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parois et le couvercle 6 sont munis de trous de ventilations 100-101-102-103.
  10. 10) Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le boîtier peut contenir plusieurs batteries.
  11. 11) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que un ou plusieurs éléments du boîtier soit fixé sur une ou plusieurs parois du logement des batteries.
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