FR2774514A1 - Module de generateurs electrochimiques cylindriques - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un module comprenant au moins deux générateurs électrochimiques cylindriques juxtaposés définissant un plan axial passant par leurs axes de symétrie respectif et un plan transversal perpendiculaire auxdits axes, ledit module étant muni d'un dispositif électronique capable de mesurer la tension individuelle de chacun desdits générateurs, caractérisé en ce que ledit dispositif est placé dans un espace contenu à l'intérieur du volume-enveloppe dudit module défini par le parallélépipède rectangle dans lequel s'inscrit l'empilage desdits générateurs.

Description

Module de générateurs électrochimiques cylindriques
La présente invention concerne un module comprenant des générateurs électrochimique de forme cylindrique juxtaposés.

Les générateurs de forme cylindrique sont notamment destinés au couple électrochimique lithium-ion. Plusieurs générateurs sont juxtaposés pour former un ensemble appelé module. Ces modules sont à leur tour susceptibles d'être assemblés en batterie, notamment utilisable dans un véhicule électrique.

Les générateurs électrochimique rechargeable d'un module Li-ion ne doivent subir ni surcharge, ni surdécharge. II est donc essentiel de détecter avec précision la charge complète et la fin de la décharge de chacun des générateurs. Pour connaître son état de charge, un dispositif électronique mesure la tension individuelle de chaque générateur, et communique simultanément l'information à un système de contrôle qui optimise le fonctionnement du module.

Ce dispositif électronique doit être placé à proximité du point de mesure afin de réduire les perturbations. II est généralement disposé sur l'une des faces du module.

Afin de le protéger d'une éventuelle atteinte mécanique, tel qu'un choc, on le recouvre d'un capot.

Cette disposition présente plusieurs inconvénients. D'une part le dispositif surmonté de son capot constituent un volume supplémentaire qui vient s'ajouter à l'encombrement du module. D'autre part le raccordement électrique entre le dispositif électronique et les générateurs électrochimiques s'effectue par l'intermédiaire de fils directement reliés aux bornes de sortie de courant des générateurs. Les fils, émergeant à l'extérieur du module sans protection suffisante, peuvent être mis accidentellement en court-circuit qui se répercute immédiatement aux générateurs.

La présente invention a pour but de proposer un module muni d'un dispositif électronique disposé de manière à éviter les inconvénients précités.

L'objet de la présente invention est un module comprenant au moins deux générateurs électrochimiques cylindriques juxtaposés définissant un plan axial passant par leurs axes de symétrie respectif et un plan transversal perpendiculaire auxdits axes, ledit module étant muni d'un dispositif électronique capable de mesurer la tension individuelle de chacun desdits générateurs, caractérisé en ce que ledit dispositif est placé dans un espace contenu à l'intérieur du volume-enveloppe dudit module défini par le parallélépipède rectangle dans lequel s'inscrit l'empilage desdits générateurs.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ledit espace est délimité par une partie de la surface cylindrique de quatre desdits générateurs. Le vide laissé entre quatre cylindres accolés a une section sensiblement en forme de losange.

Selon un deuxième mode de réalisation, ledit espace est délimité par l'extrémité de deux desdits générateurs et par un plan parallèle audit plan axial. La section du vide a alors la forme d'un triangle.

Selon une variante, ledit plan se confond avec la face supérieure dudit module.

Selon un troisième mode de réalisation, ledit espace est limité par lesdits générateurs et par un plan parallèle audit plan transversal.

De préférence ledit dispositif est une carte portant des composants électroniques.

Selon une première forme d'exécution, ladite carte a un support plan.

Selon une deuxième forme d'exécution, ladite carte a un support formé de deux pians perpendiculaires et dont la section est en forme de T majuscule.

Selon une première variante, lesdits composants sont fixés sous la barre horizontale du T et de part et d'autre de la partie verticale dudit support. Le volume de la carte portant les composants est contenu dans la figure géométrique de section triangulaire dans lequel elle s'inscrit.

Selon une deuxième variante, lesdits composants sont en outre fixés sur la barre horizontale du T. Le volume de la carte portant les composants est contenu dans la figure géométrique de section en forme de losange dans lequel elle s'inscrit.

La présente invention a comme avantage de permettre l'incorporation d'un dispositif électronique de contrôle dans un module d'éléments cylindrique sans addition d'un volume supplémentaire et sans augmentation du volume initial du module.

De plus la disposition selon l'invention met le dispositif à l'abri des agressions mécaniques extérieures. En particulier le risque de court-circuit est supprimé puisqu'aucun fils en liaison directe avec les générateurs ne se trouve à l'extérieur du module. Les fils apparents, nécessaires au recueil de certaines informations, sont reliés aux générateurs par l'intermédiaire du dispositif électronique de forte résistance qui en assure la sécurité. Ils ne peuvent donc pas provoquer de court-circuit.

En outre cette disposition permet au dispositif de fonctionner dans un environnement qui est thermiquement contrôlé. La régulation thermique des générateurs peut notamment s'effectuer par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur circulant dans la chemise à double paroi du module.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels: - la figure i représente le module selon l'invention comprenant six générateurs cylindriques, - la figure 2 représente le module de la figure 1 dont on a enlevé les capots d'extrémité, - les figures 3A, 3B et 3C sont des vues parallèles au plan transversal montrant trois variantes de disposition selon l'invention, - la figure 4 est une vue parallèle au plan transversal qui montre une autre variante de disposition selon l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe de la figure 4 selon V-V, parallèle au plan axial.

Un module selon la présente invention comportant six générateurs électrochimiques est représenté sur la figure 1. Ce module comprend une chemise i à paroi creuse à l'intérieur de laquelle circule un liquide caloporteur, et deux capots 2 qui recouvrent respectivement les deux extrémités du module où les générateurs dépassent de la chemise 1. La chemise est munie de tubulures 3 pour l'entrée ou la sortie du liquide. Ces tubulures 3, comme l'ensemble des accessoires associés au module, sont contenues dans le volume-enveloppe V défini par le parallélépipède rectangle ABCDEFGH dans lequel s'inscrit l'empilage des cylindres.

Sur la figure 2, les capots 2 ont été enlevés permettant d'apercevoir les générateurs 4 et les vides créés par leur juxtaposition de section approximativement en forme de losange 5, 5' et en forme de triangle 6, 6'.

Une carte électronique 7 peut être introduite dans l'un ou l'autre de ces vides, éventuellement dans plusieurs positions différentes, comme le montrent les trois exemples de la figure 3. Lorsqu'elle doit être introduite dans les vides 5 ou 5', la carte électronique 7 a de préférence la forme d'un T majuscule de hauteur h et d'envergure K.

Elle peut y être introduite avec la barre horizontale du T en haut 5 (T renversé) (figure 3A) ou en bas 5' (figure 3B). Dans le vide 6 délimité par le plan supérieur ABFE du module, la carte est introduite avec la barre horizontale du T en haut. Alors que dans le vide 6' délimité par le plan inférieur CDHG du module, la carte est introduite avec la barre horizontale du T en bas (T renversé) (figure 3C). Un module peut comporter une ou plusieurs cartes électroniques.

De préférence, les composants électroniques sont disposés sur la face inférieure 8 de la barre horizontale du T et sur les surfaces 9 situées de part et d'autre de sa tige verticale, les composants les plus volumineux étant disposés au plus près de l'intersection. Ainsi la carte munie de ses composants tend à s'inscrire dans une figure géométrique, de section triangulaire dessinée par la barre horizontale du T et l'extrémité de sa tige, susceptible d'être contenue dans les vides 5, 5', 6, ou 6'. Mais on peut également disposer les composants sur la face supérieure de la barre horizontale du T, de telle sorte que la carte s'incrive dans une figure de section en forme de losange susceptible d'être contenue dans les vides 5 ou 5'.

Selon une autre forme d'exécution de l'invention représentée sur la figure 4, une carte 10 de forme plane peut être placée à l'une des extrémités du module, dans un plan parallèle au plan tranversal des générateurs, sous le capot 2. Les bomes portées par les couvercles des générateurs 4 sont reliées électriquement par des connexions 11 qui laisse subsister un espace vide entre elles. Dans cet espace peut être insérée une carte électronique 10 de longueur L et de largeur 1. L'épaisseur totale e de la carte 10 portant les composants doit être au plus égale à la hauteur de l'espace disponible, c'est à dire celle de la partie des bornes de sortie de courant dépassant du couvercle 12 des générateurs 4 augmentée de l'épaisseur des connexions il. De préférence la carte électronique 10 est fixée sur la face interne 13 du capot 2 ce qui facilite sa mise en place.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS 1.1 Module comprenant au moins deux générateurs électrochimiques cylindriques juxtaposés définissant un plan axial passant par leurs axes de symétrie respectif et un plan transversal perpendiculaire auxdits axes, ledit module étant muni d'un dispositif électronique capable de mesurer la tension individuelle de chacun desdits générateurs, caractérisé en ce que ledit dispositif est placé dans un espace contenu à l'intérieur du volume-enveloppe dudit module défini par le parallélépipède rectangle dans lequel s'inscrit l'empilage desdits générateurs.
2. 2./ Module selon la revendication 1, dans lequel ledit espace est délimité par une partie de la surface cylindrique de quatre desdits générateurs.
3. 3.1 Module selon la revendication 1, dans lequel ledit espace est délimité par l'extrémité de deux desdits générateurs et par un plan parallèle audit plan axial.
4. 4./ Module selon la revendication 3. dans lequel ledit plan se confond avec la face supérieure dudit module.
5. 5.1 Module selon la revendication 1, dans lequel ledit ledit espace est limité par lesdits générateurs et par un plan parallèle audit plan transversal.
6. 6.1 Module selon l'une des revendications précédente, dans lequel ledit dispositif est une carte portant des composants électroniques.
7. 7.1 Module selon la revendication 6, dans lequel ladite carte a un support plan.
8. 8.1 Module selon la revendication 6, dans lequel ladite carte a un support formé de deux plans perpendiculaires et dont la section est en forme de T majuscule.
9. 9./ Module selon la revendication 6, dans lequel lesdits composants sont fixés sous la barre horizontale du T et de part et d'autre de la partie verticale dudit support.