FR3069960B1 - Ensemble multi-batteries et conteneur comprenant un tel ensemble - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un ensemble multi-batteries, ainsi qu'un conteneur comprenant un tel ensemble, trouvant une application notamment dans le domaine des ensembles à forte densité d'énergie comprenant plusieurs batteries stationnaires de type Ni-Cd, Ni-MH, plomb-acide ou Li-ion rangées dans un conteneur ou une pièce de type bibliothèque. L'ensemble multi-batteries comprend au moins trois rangées 1 à 4 de batteries 12 à 23 connectées en série et/ou parallèle dont deux rangées extrêmes 1, 4 et au moins deux rangées intermédiaires 2, 3, chaque rangée étant connectée en série et/ou parallèle à au moins une rangée adjacente, s'étendant dans une première direction (dl), et comprenant au moins un niveau 36 à 38 de plusieurs batteries connectées en série et/ou parallèle, chacun des niveaux s'étendant dans la première direction (dl). Au moins chaque rangée intermédiaire est une rangée mobile par rapport à une rangée adjacente dans une deuxième direction (d2) sensiblement perpendiculaire à la première direction (dl), et est connectée en série et/ou parallèle à ladite rangée adjacente par l'une des batteries de l'un de ses niveaux et par l'une des batteries de l'un des niveaux de ladite rangée adjacente au moyen d'un élément de connexion 60 à 63 qui est configuré pour maintenir la connexion entre la rangée mobile et la rangée adjacente tout en autorisant le déplacement de la rangée mobile par rapport à la rangée adjacente dans la deuxième direction (d2), en sorte de permettre la création d'au moins un couloir temporaire 50 entre la rangée mobile et la rangée adjacente sans déconnexion.

Description

Ensemble multi-batteries et conteneur comprenant un tel ensemble

DOMAINE TECHNIQUE L’invention concerne un ensemble multi-batteries, ainsi qu’un conteneur comprenantun tel ensemble. Elle trouve une application notamment dans le domaine des ensembles àforte densité d’énergie comprenant plusieurs batteries stationnaires de type Ni-Cd, Ni-MH,plomb-acide ou Li-ion rangées dans un conteneur ou dans une pièce. De tels ensemblespeuvent aussi être embarqués dans des gros véhicules tels que des bateaux.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Les ensembles de batteries stationnaires incluent généralement des grands couloirsdont le seul but et de permettre une maintenance opérationnelle, comme le remplacementde cellules ou de modules de l’une des batteries, l’entretien, le complément en eau desbatteries Ni-Cd, ou encore leur nettoyage. Les batteries sont ainsi organisées et rangéesdans des armoires entre lesquelles sont prévus ces couloirs

Pour un ensemble donné comprenant au moins deux armoires, avec un couloir demaintenance entre chaque armoire, le ratio de surface utilisée pour ce ou ces couloirs parrapport à la surface cumulée des différentes parties de la pièce ou conteneur qui contientles armoires, donc par rapport à la surface utilisée pour le stockage d'énergie lui-même, estsouvent très grand.

La largeur d’un tel couloir est en général spécifiée ou réglementaire. Dans le cas debatteries de type Ni-Cd, les couloirs peuvent présenter une largeur de 1200 mm, voire plus.Par ailleurs, la largeur des armoires peut varier par exemple de 500 à 930 mm. Selon lesdimensions exactes et le nombre d’armoires, donc de couloirs, plus de 50%, voire plus de70%, de la surface totale de la pièce peut être perdu en couloirs dont l’utilité n’estqu’occasionnelle.

Un exemple d’ensemble multi-batteries de l’état de la technique est représenté enfigure 1, en vue de dessus. Dans cet exemple, deux armoires 105, 106 séparées par uncouloir de maintenance 104 sont disposées dans une pièce 100 ou un conteneur 100, auquelon accède par une porte de service 102. Une autre porte 101 est prévue, donnantdirectement accès au couloir 104. Chaque armoire 105, 106 correspond à une rangée debatteries connectées en série et/ou parallèle, chaque rangée comprenant un ou plusieurs niveaux superposés de batteries, ces niveaux étant eux-mêmes connectés en série et/ouparallèle. Dans cet exemple, chaque niveau comprend 7 batteries.

Cet exemple illustre bien le fait que le ratio entre la surface perdue, c’est-à-dire lasurface non utilisée pour le recevoir des batteries, et la surface totale, ou le ratio entre cettesurface perdue et la surface effectivement utilisée pour recevoir des batteries, ne sont pasoptimaux. A l’inverse, si l’on s’intéresse au ratio entre la surface utilisée pour le stockagede l’énergie et la surface totale, on souhaite que ce ratio soit le plus important possible,dans la mesure notamment où ce ratio est directement lié à la notion de densité d’énergiestockée, par rapport au volume occupé par les batteries.

RESUME DE L’INVENTION

Sauf mention contraire, dans la présente description, on entend par connexion uneconnexion de type électrique et/ou de communication de données, et on entend parconnecté(e)(s) le fait d’être connecté(e)(s) électriquement et/ou pour la communication dedonnées.

Un des buts de l’invention est donc de résoudre notamment les problèmes précités.Ainsi, l’invention a notamment pour objectif de proposer un ensemble multi-batteriesprésentant une densité d’énergie optimale par rapport au volume utilisé, et respectant lescontraintes réglementaires liées à la maintenance d’un tel ensemble. L’invention a ainsi pour objet, selon un premier aspect, un ensemble multi-batteriescomprenant au moins trois rangées de batteries connectées dont deux rangées extrêmes etau moins une rangée intermédiaire, chaque rangée étant connectée à au moins une rangéeadjacente, s’étendant dans une première direction, et comprenant au moins un niveau deplusieurs batteries connectées, chacun des niveaux s’étendant dans la première direction.

Au moins une des rangées intermédiaires est une rangée mobile par rapport à unerangée adjacente dans une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la premièredirection, et est connectée à ladite rangée adjacente par l’une des batteries de l’un de sesniveaux et par l’une des batteries de l’un des niveaux de ladite rangée adjacente au moyend’un élément de connexion. L’élément de connexion est configuré pour maintenir la connexion entre la rangéemobile et la rangée adjacente tout en autorisant le déplacement de la rangée mobile parrapport à la rangée adjacente dans la deuxième direction, en sorte de permettre la créationd’au moins un couloir temporaire entre la rangée mobile et la rangée adjacente sans déconnexion, c’est-à-dire sans perte de la connexion entre la rangée mobile et la rangéeadjacente.

Suivant certains modes de réalisation, l’ensemble multi-batteries comprend en outreune ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes lescombinaisons techniquement possibles : - chaque rangée est connectée à au moins une rangée adjacente en série et/ou enparallèle, les niveaux de chaque rangée sont connectés entre eux en série et/ou enparallèle, et les batteries de chaque niveau de chaque rangée sont connectées entreelles en série et/ou en parallèle ; - la connexion entre les rangées, entre les niveaux de chaque rangée, et entre lesbatteries de chaque niveau de chaque rangée, est une connexion électrique et/ou decommunication de données ; - chaque élément de connexion d’une rangée mobile avec la rangée adjacenteprésente une section et une longueur déterminée, en sorte d’autoriser sa courbureselon un rayon de courbure minimum lorsqu’aucun couloir temporaire n’est crééentre la rangée mobile et la rangée adjacente, et d’autoriser la création d’au moinsun couloir temporaire de largeur déterminée entre la rangée mobile et la rangéeadjacente ; - au moins un des éléments de connexion d’une rangée mobile avec la rangéeadjacente est de type autoportant, en sorte de se maintenir en permanence au-dessusde la rangée mobile et de la rangée adjacente ; - l’ensemble comprend des moyens de maintien aptes à maintenir au moins un deséléments de connexion d’une rangée mobile avec la rangée adjacente, enpermanence au-dessus des desdites rangées mobile et adjacente ; - les moyens de maintien comprennent un renfort mécanique ; - le renfort mécanique comprend un ressort coaxial dans lequel l’élément deconnexion est inséré ; - le renfort mécanique comprend une structure articulée dans laquelle est inséré, ou àlaquelle est fixé, l’élément de connexion ; - les moyens de maintien comprennent une structure supérieure et au moins unélément d’accroche destiné à être accroché à ladite structure supérieure ; - l’élément d’accroche comprend un moyen de rappel, tel qu’un ressort, configuré ensorte que, d’une part lorsqu’aucun couloir temporaire n’est créé entre la rangée mobile et la rangée adjacente connectées par l’élément de connexion et lorsquel’élément d’accroche est accroché à la structure supérieure, le moyen de rappel estdans sa position de repos, et d’autre part lorsqu’un couloir temporaire est créé entrela rangée mobile et la rangée adjacente connectées par l’élément de connexion etlorsque l’élément d’accroche est accroché à la structure supérieure, le moyen derappel est dans une position d’extension ; - les moyens de maintien comprennent au moins un rail supérieur orienté dans ladeuxième direction, et l’élément d’accroche est accroché audit rail supérieur, ensorte de coulisser le long ce dit rail supérieur. - l’ensemble comprend au moins deux rails orientés selon la deuxième direction, eten ce que chaque rangée mobile est mobile par rapport à la rangée adjacente dans ladeuxième direction par déplacement rectiligne sur lesdits rails ; - au moins l’une des deux rangées extrêmes est fixe ; - l’ensemble comprend au moins deux bornes électriques sortant respectivement del’une des batteries de l’un des niveaux des deux rangées extrêmes ; - l’ensemble comprend au moins une sortie de communication sortant de l’une desbatteries de l’un des niveaux de l’une des rangées ; - chaque élément de connexion est un élément de connexion de puissance électriqueet/ou de communication de données ; - chaque rangée est formée d’une armoire dans laquelle sont logées les niveaux debatteries de ladite rangée; - chaque rangée mobile est équipée d’un dispositif de verrouillage permettantd’interdire, lorsqu’il est activé, et d’autoriser, lorsqu’il est désactivé, ledéplacement de ladite rangée mobile dans la deuxième direction ; L’invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un conteneurcomprenant un ensemble tel que présenté ci-dessus, et comprenant au moins un accèsdestiné à permettre à un utilisateur d’accéder à l’ensemble.

Le volume du conteneur est déterminé pour permettre la création du couloirtemporaire entre la rangée mobile et la rangée adjacente, et au moins un des accès estconfiguré pour permettre l’accès audit couloir temporaire.

Suivant certains modes de réalisation, le conteneur comprend en outre une ouplusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes lescombinaisons techniquement possibles : - le conteneur comprend une paroi supérieure, et la structure supérieure del’ensemble comprend ladite paroi supérieure, l’élément d’accroche étant accrochédirectement à ladite paroi supérieure ; - le conteneur comprend une paroi supérieure, et la structure supérieure del’ensemble comprend ladite paroi supérieure, le rail supérieur étant accroché àladite paroi supérieure.

Ainsi, l’ensemble multi-batteries selon l’invention permet d’augmenter à volume destockage constant la densité d’énergie stockée dans l’ensemble, tout en garantissant unfonctionnement fiable, simple et pratique, y compris pour des opérations de maintenance,et conforme aux diverses réglementations. A volume constant, l’ensemble multi-batteries stationnaire selon l’invention permetde délivrer une puissance électrique supérieure à la puissance électrique délivrée par unensemble de l’état de la technique, et pendant une durée plus importante.

Lors des opérations de maintenance, l’accès à l’une quelconque des batteries del’ensemble est simplifié, par déplacement de l’une ou l’autre des rangées et création d’aumoins un couloir d’accès, sans qu’il soit nécessaire de déconnecter les rangées.

La largeur du ou des couloirs peut être ajustée en fonction des applications,indépendamment du nombre de rangées. Plus le volume de l’ensemble est important, plusle gain en espace de stockage par rapport à un ensemble de l’état de la technique de mêmevolume est important.

La densité d'énergie par rapport au volume de l’ensemble peut être augmentée de30 à 40 % minimum, voire de plus de 200 % dans quelques configurations spécifiques, parrapport à l’état de la technique.

Ceci est rendu possible par la mobilité des rangées, par exemple sur des rails, etl’utilisation d’éléments de connexion configurés pour ne pas gêner le déplacement.

Cela résout le dilemme entre la possibilité de réaliser des opérations demaintenance ou d’entretien sur un grand ensemble, et le besoin d'augmenter la densitéd'énergie dans un tel grand ensemble de stockage de l’énergie. Avec un ensemble selonl’invention, le volume nécessaire dédié à la maintenance se trouve exactement à l’endroitnécessaire, au moment nécessaire.

Par ailleurs, la solution de l’invention permet de garder la zone d’intervention pourmaintenance à l’intérieur du conteneur ou de la pièce dans lequel ou laquelle est logél’ensemble multi-batteries, donc à l’abri des intempéries. L’invention garantit donc la possibilité d’une intervention dite « pieds secs » pour la maintenance, même en cas depluie, ce qui est bien souvent prescrit par l’utilisateur et/ou la réglementation.

FIGURES

Les caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de ladescription qui suit, donnée à titre d’exemple, et non limitative, en référence aux figuressuivantes : figure 1 : représentation schématique en vue de dessus d’un ensemble multi-batteries dans un conteneur, selon l’état de la technique ; figure 2 : représentation schématique en vue de dessus d’un ensemble multi-batteries dans un conteneur selon l’invention ; figure 3 : représentation schématique d’un premier mode de réalisation d’unensemble multi-batteries selon l’invention ; figure 4 : représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation d’unensemble selon l’invention ; figure 5 : représentation schématique d’un troisième mode de réalisation d’unensemble selon l’invention ; figures 6 et 7 : représentations schématiques respectivement de deux exemplesd’éléments de connexion entre deux rangées dans un ensemble selon l’invention ;figure 8 : représentation schématique d’un quatrième mode de réalisation d’unensemble selon l’invention ; figure 9 : représentation schématique d’un cinquième mode de réalisation d’unensemble selon l’invention.

EXPOSE DE MODES DE REALISATION

La figure 2 illustre schématiquement les principaux avantages de l’invention parrapport à un ensemble multi-batteries de l’état de la technique tel que celui représenté surla figure 1 est décrit précédemment.

La figure 2 représente un exemple d’ensemble multi-batteries selon l’invention, envue de dessus, disposé par exemple dans un conteneur ou une pièce. L’ensemble comprendsix rangées de batteries connectées en série et/ou parallèle à une ou deux rangéesadjacentes. Seules les rangées 1 à 4 sont référencées par souci de simplification de lafigure. Mais sauf mention contraire, on désigne l’ensemble des six rangées (ou plus selonle cas) par rangées 1 à 4 (ou rangée 1 à 4).

Chaque rangée 1 à 4 comprend plusieurs niveaux superposés (qui sont doncconfondues en vue de dessus dans la figure 2), chaque niveau de chaque rangée 1 à 4comprenant plusieurs batteries, quatre dans l’exemple de la figure 2, connectées en sérieet/ou parallèle. Les niveaux d’une rangée 1 à 4 sont également connectés en série et/ouparallèle.

Parmi les rangées 1 à 4 de batteries, les deux rangées 1 et 4 sont des rangéesextrêmes, entre lesquelles sont disposées les rangées intermédiaires. Seules les deuxrangées intermédiaires 2, 3 sont référencées. Mais sauf mention contraire, on désignel’ensemble des quatre rangées intermédiaires par rangées intermédiaires 2, 3.

Chaque rangée 1 à 4, s’étend dans une première direction, référencée (dl) dans lesfigures 2, 3 et 9, et chacun des niveaux de chaque rangée 1 à 4 s’étend dans cette mêmepremière direction (dl).

Toutes les rangées 1 à 4, ou au moins toutes les rangées intermédiaires 2, 3 sont desrangées mobiles 1 à 4 par rapport à une rangée adjacente 1 à 4 dans une deuxième directionréférencée (d2) dans les figures 2, 3 et 9, sensiblement perpendiculaire à la premièredirection (dl).

Comme on le voit plus précisément dans les deux modes de réalisation des figures 3et 9 respectivement, chaque rangée mobile 1 à 4 est connectée en série et/ou parallèle àTune des rangées adjacentes 1 à 4 par Tune de ses batteries et par Tune des batteries de larangée adjacente.

Dans ces deux exemples, l’ensemble multi-batteries comprend cette fois quatrerangées 1 à 4 s’étendant dans la première direction (dl), dont les rangées extrêmes 1 et 4 etles rangées intermédiaires 2 et 3. Chaque rangée 1 à 4 comprend trois niveaux 36, 37, 38,superposés dans une troisième direction, non visible dans la figure 2 et référencée (d3)dans les figures 3 et 9, sensiblement perpendiculaire aux premières et deuxième directions(dl) et (d2). Chaque niveau 36, 37, 38 s’étend dans la première direction (dl) et comprendquatre batteries. Ainsi, les batteries superposées de chaque niveau 36, 37, 38 formentquatre colonnes s’étendant dans la troisième direction (d3).

Pour simplifier la figure 3, seules les batteries 12 à 23 de la première rangée 1 ont étéréférencées, et pour simplifier la figure 9 aucune des batteries n’est référencée.

On voit donc plus précisément sur ces figures 3 et 9, représentant des exemplesd’ensemble multi-batteries de l’invention en perspective, la connexion en série et/ou parallèle entre les batteries d’un même niveau, entre les niveaux d’une même rangée, etentre les rangées.

Par exemple : les batteries 12 à 15 du niveau 36 de la rangée 1 sont connectées en série et/ouparallèle, les batteries 16 à 19 du niveau37 de la rangée 1 sont connectées en série et/ouparallèle, les batteries 20 à 23 du niveau 38 de la rangée 1 sont connectées en série et/ouparallèle, les niveaux 36 à 38 de la rangée 1 sont connectés en série et/ou parallèle, par lesbatteries 1 et 19, et les batteries 16 et 20, la rangée 1 est connectée en série et/ou parallèle à la rangée adjacente 2 par labatterie 23 du troisième niveau 38 de la première rangée 1, et par l’une desbatteries (non référencée) du troisième niveau de la rangée adjacente 2.

Les connexions entre rangées sont réalisées au moyen d’éléments de connexion 60 à62 sur les figures 3 et 9, et 60 à 63 sur les figures 4, 5 et 8 qui seront détaillées plus loin.

Chacun de ces éléments de connexion 60 à 63 est configuré pour maintenir laconnexion entre une rangée mobile 1 à 4 et la rangée adjacente 1 à 4, tout en autorisant ledéplacement de cette rangée mobile 1 à 4 par rapport à la rangée adjacente 1 à 4 dans ladeuxième direction (d2), pour permettre la création d’au moins un couloir temporaire 50entre la rangée mobile 1 à 4 et la rangée adjacente 1 à 4 sans déconnexion.

Dans les exemples des figures 3 et 9, les éléments de connexion 60 à 62 assurent laconnexion respectivement entre la rangée 1 et la rangée 2, entre la rangée 2 et la rangée 3,et entre la rangée 3 et la rangée 4.

Ainsi, en déplaçant la rangée 2 par rapport à la rangée 1, on crée le couloirtemporaire 50 entre ces deux rangées 1 et 2, sans déconnexion de l’élément de connexion60, ce qui permet à un opérateur de réaliser des opérations de maintenance sur l’une oul’autre des batteries de la rangée 2 ou de la rangée 1.

Dans les exemples des figures 4, 5 et 8, l’ensemble multi-batteries comprend douzerangées, seules les rangées 1 à 4 étant référencées, connectées en série et/ou parallèle aumoyen d’éléments de connexion dont seuls les éléments 60 à 63 sont référencés. Leséléments de connexion 60 à 63 assurent la connexion respectivement entre la rangéeextrême 1 et son unique rangée adjacente, entre la rangée 2 et la rangée 3, et entre la rangée extrême 4 et son unique rangée adjacente. Le déplacement par exemple de la rangée 3 parrapport à la rangée 2 permet de créer le couloir temporaire 50 entre ces deux rangées,laissant la possibilité à un opérateur de réaliser des opérations de maintenance sur l’une oul’autre des batteries de la rangée 3 ou de la rangée 2 (par exemple les batteries 12 à 17 de larangée 3).

Ces éléments de connexion 60 à 63 peuvent être tous disposés du même côté del’ensemble, comme c’est le cas sur les figures 3 à 5 et 8. Dans une variante, par exemplecelle de la figure 9, ces éléments de connexion sont disposés de manière alternée d’un côtéet de l’autre de l’ensemble.

Les éléments de connexion 60 à 63 de connexion d’une rangée mobile 1 à 4 avec larangée adjacente 1 à 4, par exemple de type câble de connexion de puissance électriqueet/ou de communication de données, présentent une section et une longueur déterminée quipermettent à la fois d’autoriser leur courbure selon un rayon de courbure minimumlorsqu’aucun couloir temporaire 50 n’est créé entre la rangée mobile 1 à 4 et la rangéeadjacente 1 à 4 (tel que les éléments de connexion 61 et 62 dans les exemples des figures 3et 9, ou les éléments de connexion 60, 61 et 63 dans les exemples des figures 4, 5 et 8), etd’autoriser la création d’au moins un couloir temporaire 50 de largeur déterminée entre unerangée mobile 1 à 4 et l’un des rangée adjacentes 1 à 4 (tel que l’élément de connexion 60dans les exemples des figures 3 et 9, ou l’élément de connexion 62 dans les exemples desfigures 4, 5 et 8).

Cette longueur et cette section déterminées des éléments de connexion 60 à 63dépendent notamment de la largeur souhaitée pour le ou les couloirs 50.

Dans la variante de la figure 5, les éléments de connexion 60 à 63 sont de typeautoportant, ce qui permet leur maintien en permanence au-dessus des rangées 1 à 4respectives qu’ils connectent. Ces éléments de connexion 60 à 63 autoportants sont soupleset le caractère autoportant est issu de leurs caractéristiques mécaniques propres ou parl’intermédiaire de moyens de renfort et/ou de maintien.

Deux exemples d’éléments de connexion 60 sont illustrés respectivement sur lesfigures 6 et 7.

Sur la figure 6, des moyens de maintien 56 permettent de maintenir l’élément deconnexion 60 en permanence au-dessus des rangées qu’il connecte. Dans cet exemple, lesmoyens de maintien 56 consistent en un renfort mécanique 56, de type ressort coaxial 56,dans lequel l’élément de connexion 60 est inséré.

Sur la figure 7, les moyens de maintien 57, qui permettent également de maintenirl’élément de connexion 60 en permanence au-dessus des rangées qu’il connecte, consistenten un renfort mécanique 57, de type structure articulée 57, dans lequel l’élément deconnexion 60 est inséré. Alternativement, l’élément de connexion 60 pourrait être fixé àl’extérieur de cette structure articulée 57.

La structure articulée 57 présente par exemple une succession d’éléments 81, 82connectés deux à deux par des charnières 80.

Le renfort mécanique 56, 57 permet notamment d’éviter le travail mécanique del’élément de connexion 60, tel que le pincement ou la formation de plis, pendant ledéplacement des rangées 1 à 4.

Dans les deux exemples des figures 8 et 9, les moyens de maintien comprennent unestructure supérieure 70, ou 70, 71 et des éléments d’accroche 58, 59 destinés à êtreaccrochés à cette structure supérieure.

Plus précisément, dans l’exemple de la figure 8, les éléments d’accroche 58, 59comprennent un moyen de rappel 58, 59, tel qu’un ressort 58, 59.

Ce ressort 58, 59 est configuré de sorte que lorsqu’aucun couloir temporaire 50 n’estcréé entre la rangée mobile 1 à 4 et la rangée adjacente 1 à 4 connectées par l’élément deconnexion 60 à 63 et lorsque l’élément d’accroche 58, 59 est accroché à la structuresupérieure 70, le moyen de rappel 58, 59 est dans sa position de repos.

Ainsi, sur la figure 8, aucun couloir temporaire n’est par exemple créé entre la rangéeextrême 4 et son unique rangée adjacente (non référencé) connectées par l’élément deconnexion 63, et l’élément d’accroche 58 est accroché à la structure supérieure 70 forméepar exemple par un câble 70 ou un rail 70 s’étendant dans la deuxième direction (d2). Lemoyen de rappel 58 est alors dans sa position de repos ou éventuellement dans une positionde légère extension due au poids de l’élément de connexion 63, et maintient ainsi l’élémentde connexion 63 au-dessus de la rangée extrême 4 et de sa rangée adjacente.

Le ressort 58, 59 est par ailleurs configuré de sorte que lorsqu’un couloir temporaire50 est effectivement créé entre la rangée mobile 1 à 4 et la rangée adjacente 1 à 4connectées par l’élément de connexion 60 à 63 et lorsque l’élément d’accroche 58, 59 estaccroché à la structure supérieure 70, le moyen de rappel 58, 59 est dans une positiond’extension.

Ainsi, sur la figure 8, un couloir temporaire (non référencé sur la figure pour ne pasla surcharger) est créé entre les rangées 2 et 3 connectées par l’élément de connexion 62, et l’élément d’accroche 59 est accroché à la structure supérieure 70 formé par exemple par lecâble ou rail 70 s’étendant dans la deuxième direction (d2). Le moyen de rappel 59 estalors dans une position d’extension, de sorte que lorsque le couloir 50 est supprimé (parexemple en déplaçant la rangée 2 vers la rangée 3 ou la rangée 3 vers la rangée 2) le moyende rappel 59 maintient l’élément de connexion 62 au-dessus des rangées 2 et 3 en revenantvers sa position de repos.

Eventuellement, l’élément d’accroche 58, 59 peut coulisser le long du rail supérieur70, pour faciliter la création et la suppression du couloir temporaire 50, par exemple parl’intermédiaire d’un galet ou d’une pièce coulissante intermédiaire.

Dans l’exemple de la figure 9, les éléments de connexion 60 à 62 sont accrochéschacun en deux points distincts à un rail supérieur 70 ou 71. Ainsi, par exemple l’élémentde connexion 62 est accroché par les deux éléments d’accroche 58, 59 au rail supérieur 71.

Dans le cas où l’ensemble multi-batteries selon l’invention est logé dans unconteneur 75 tel qu’illustré sur la figure 2, la structure supérieure 70, 71 peut êtreaccrochée à la paroi supérieure du conteneur, ou constituer cette paroi supérieure.

Pour faciliter la mobilité des rangées 1 à 4, on peut prévoir de monter ces rangées 1 à4 sur au moins deux rails 51, 52 orientés selon la deuxième direction (d2), tel quereprésenté sur l’exemple des figures 3 et 9. Ainsi, chaque rangée mobile 1 à 4 esteffectivement mobile par rapport à l’une de ses rangées adjacentes 1 à 4 dans la deuxièmedirection (d2) par déplacement rectiligne sur ces rails 51, 52, par exemple parl’intermédiaire de roues guidées dans ces rails 51, 52.

Alternativement, la mobilité des rangées 1 à 4 peut être obtenue en montant lesrangées sur des moyens de déplacement, tels que des roues, non guidées.

Il n’est pas nécessaire que toutes les rangées 1 à 4 soient mobiles, mais qu’au moinsles rangées intermédiaires 2, 3 le soient. Les deux rangées extrêmes 1 et 4, ou l’une desdeux seulement, peuvent quant à elles, rester fixes.

Comme illustré dans l’exemple de la figure 3, l’ensemble multi-batteries comprendau moins deux sorties de puissance 53, 54 sortant respectivement de l’une des batteries del’un des niveaux des deux rangées extrêmes 1 et 4, pour alimenter en puissance un boîtierd’alimentation 35 et des sorties de communication.

Tel qu’illustré dans les exemples des figures 4, 5 et 8, les rangées 1 à 4 peuvent êtreformées par des armoires 1 à 4 dans lesquelles sont logées les niveaux de batteriesrespectifs de ces rangées.

On peut prévoir que les rangées 1 à 4, telles que les armoires 1 à 4 des figures 4, 5 et8, soient équipées d’un dispositif de verrouillage 55, comprenant par exemple une poignée55, permettant d’interdire, lorsqu’il est activé, et d’autoriser, lorsqu’il est désactivé, ledéplacement de la rangée 1 à 4 concernée dans le deuxième direction (d2), donc la créationd’un couloir entre cette rangée 1 à 4 et l’une de ses rangées adjacentes.

Ainsi, en dehors des périodes de maintenance lors desquelles les armoires ou rangées1 à 4 sont déplacées pour créer le couloir temporaire 50 là ou nécessaire, ces différentesarmoires 1 à 4 peuvent être bloquées entre elles ou solidarisées les unes avec les autrespour plus de sécurité.

Une solution consiste à utiliser un dispositif de verrouillage 55 comprenantégalement des moyens de blocage pour bloquer la poignée 55 permettant de déplacer lesarmoires 1 à 4, par exemple au moyen d’un code connu uniquement de la personne devantréaliser la maintenance.

Alternativement, on peut utiliser des cavaliers liant les armoires 1 à 4 entre elles deuxà deux, des verrous au sol, ou une combinaison de ces moyens donnés uniquement pourexemple.

La figure 2 décrite précédemment montre, en vue de dessus, un ensemble multi-batteries logé selon l’invention logé dans un conteneur 75 sans paroi supérieure ou avec laparoi supérieure non dessinée pour simplifier.

On prévoit au moins un accès 72 à 74 pour permettre à un utilisateur d’accéder àl’ensemble.

Le volume, donc en particulier la surface inférieure du conteneur 75 est déterminépour permettre la création du couloir temporaire 50 entre les rangées mobiles et l’une deleurs rangées adjacentes.

Au moins un des accès 72 à 74 est configuré pour permettre l’accès au couloirtemporaire 50.

Ainsi, dans l’exemple de la figure 2, l’accès 76 permet d’accéder à la rangée 1,l’accès 73 permet d’accéder à un couloir temporaire qui serait créé entre la rangée 2 etl’une de ses deux rangées adjacentes, et l’accès 74 permet d’accéder au couloir 50 crééentre les deux rangées 3 et 4 ou au couloir qui serait créé entre la rangée 3 et son autrerangée adjacente. Des portes 76 à 80 sont prévues au niveau des accès respectifs 72 à 74.

Le tableau 1 ci-dessous illustre le gain en densité d’énergie avec un ensemble multi-batteries selon l’invention par rapport à l’état de la technique, dans le cas d’un couloir temporaire 50 de largeur réglementaire 900 mm, en fonction du nombre de rangées 1 à 4 etde la largeur des rangée 1 à 4.

Tableau 1

Selon l’invention, il apparaît donc une amélioration de la compacité de 24% à 68%pour des rangées 1 à 4 larges de 930 mm et de 38% à 117% pour des rangées 1 à 4 plusétroites (larges de 500 mm) avec un couloir 50 de maintenance de 900 mm.

La largeur de couloir est en fait très souvent supérieure à 1000 mm, voire mêmefréquemment supérieure ou égale à 1200 mm pour des raisons pratiques de manipulationde modules de batterie profonds, ou afin de pouvoir ouvrir les portes des armoires.

Le calcul du gain en compacité réalisé par exemple avec un couloir réglementaire de1200 mm et pour les deux mêmes largeurs d’armoire de batteries que précédemment estillustré dans le tableau 2 ci-dessous.

Tableau 2

La densité d’énergie peut être plus que doublée (+147%) dans le cas des très grandesconfigurations d’ensemble multi-batteries.

Au-delà de la compacité du système, l’invention permet de réduire les mètres carrésutilisés pour le stockage des batteries dans les mêmes proportions. Pour une applicationdéfinie, cela permet donc de réduire le volume à construire, à climatiser et éventuellementà sécuriser. Il ensuit une réduction des coûts et contraintes correspondants.

La présente description est donnée à titre d’exemple et n’est pas limitative del’invention, notamment en ce qui concerne le nombre de batteries par niveau, le nombre deniveaux de batteries par rangée, le nombre de rangées, le type de batterie, ou le nombre decellules par batterie.

Claims (22)

1. REVENDICATIONS

   1. Ensemble multi-batteries comprenant au moins trois rangées (1 à 4) de batteries (12à 23) connectées dont deux rangées extrêmes (1, 4) et au moins une rangéeintermédiaire (2, 3), chaque rangée (1 à 4) étant connectée à au moins une rangéeadjacente, s’étendant dans une première direction (dl), et comprenant au moins unniveau (36 à 38) de plusieurs batteries (12 à 23) connectées, chacun des niveaux(36 à 38) s’étendant dans la première direction (dl), caractérisé en ce qu’au moins chaque rangée intermédiaire (1 à 4) est une rangéemobile (1 à 4) par rapport à une rangée adjacente (1 à 4) dans une deuxièmedirection (d2) sensiblement perpendiculaire à la première direction (dl), et estconnectée à ladite rangée adjacente (1 à 4) par l’une des batteries (12 à 23) de l’unde ses niveaux (36 à 38) et par l’une des batteries de l’un des niveaux (36 à 38) deladite rangée adjacente (1 à 4) au moyen d’un élément de connexion (60 à 63), leditélément de connexion (60 à 63) étant configuré pour maintenir la connexion entrela rangée mobile (1 à 4) et la rangée adjacente (1 à 4) tout en autorisant ledéplacement de la rangée mobile (1 à 4) par rapport à la rangée adjacente (1 à 4)dans la deuxième direction (d2), en sorte de permettre la création d’au moins uncouloir temporaire (50) entre la rangée mobile (1 à 4) et la rangée adjacente (1 à 4)sans déconnexion.
2. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque rangée (1 à 4) estconnectée à au moins une rangée adjacente en série et/ou en parallèle, les niveaux(36 à 38) de chaque rangée (1 à 4) sont connectés entre eux en série et/ou enparallèle, et les batteries de chaque niveau (36 à 38) de chaque rangée (1 à 4) sontconnectées entre elles en série et/ou en parallèle.
3. 3. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que laconnexion entre les rangées (1 à 4), entre les niveaux (36 à 38) de chaque rangée (1à 4), et entre les batteries de chaque niveau (36 à 38) de chaque rangée (1 à 4), estune connexion électrique et/ou de communication de données.
4. 4. Ensemble selon Tune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce quechaque élément de connexion (60 à 63) d’une rangée mobile (1 à 4) avec la rangéeadjacente (1 à 4) présente une section et une longueur déterminée, en sorted’autoriser sa courbure selon un rayon de courbure minimum lorsqu’aucun couloirtemporaire (50) n’est créé entre la rangée mobile (1 à 4) et la rangée adjacente (1 à4), et d’autoriser la création d’au moins un couloir temporaire (50) de largeurdéterminée entre la rangée mobile (1 à 4) et la rangée adjacente (1 à 4).
5. 5. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’aumoins un des éléments de connexion (60 à 63) d’une rangée mobile (1 à 4) avec larangée adjacente (2 à 4) est de type autoportant, en sorte de se maintenir enpermanence au-dessus de la rangée mobile et de la rangée adjacente (1 à 4).
6. 6. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’ilcomprend des moyens de maintien (56 à 59, 70, 71) aptes à maintenir au moins undes éléments de connexion (60 à 63) d’une rangée mobile (1 à 4) avec la rangéeadjacente (1 à 4), en permanence au-dessus des desdites rangées mobile etadjacente (1 à 4).
7. 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de maintien(56 à 59, 70, 71) comprennent un renfort mécanique (56, 57).
8. 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le renfort mécanique (56,57) comprend un ressort coaxial (56) dans lequel l’élément de connexion (60 à 63)est inséré.
9. 9. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le renfort mécanique (56,57) comprend une structure articulée (57) dans laquelle est inséré, ou à laquelle estfixé, l’élément de connexion (60 à 63).
10. 10. Ensemble selon la revendication l’une quelconque des revendications 6 à 8,caractérisé en ce que les moyens de maintien (56 à 59, 70, 71) comprennent unestructure supérieure (70, 71) et au moins un élément d’accroche (58, 59) destiné àêtre accroché à ladite structure supérieure (70, 71).
11. 11. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que l’élément d’accroche (58,59) comprend un moyen de rappel (58, 89), tel qu’un ressort (58, 59), configuré ensorte que, d’une part lorsqu’aucun couloir temporaire (50) n’est créé entre la rangéemobile (1 à 4) et la rangée adjacente (1 à 4) connectées par l’élément de connexion(60 à 63) et lorsque l’élément d’accroche (58, 59) est accroché à la structuresupérieure (70, 71), le moyen de rappel (58, 59) est dans sa position de repos, etd’autre part lorsqu’un couloir temporaire (50) est créé entre la rangée mobile (1 à 4)et la rangée adjacente (1 à 4) connectées par l’élément de connexion (60 à 63) etlorsque l’élément d’accroche (58, 59) est accroché à la structure supérieure (70,71), le moyen de rappel (58, 59) est dans une position d’extension.
12. 12. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce queles moyens de maintien (56 à 59, 70, 71) comprennent au moins un rail supérieur(70, 71) orienté dans la deuxième direction (d2), et en ce que l’élément d’accroche(58, 59) est accroché audit rail supérieur (70, 71), en sorte de coulisser le long de cedit rail supérieur (70, 71).
13. 13. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’ilcomprend au moins deux rails (51, 52) orientés selon la deuxième direction (d2), eten ce que chaque rangée mobile (1 à 4) est mobile par rapport à la rangée adjacente(1 à 4) dans la deuxième direction (d2) par déplacement rectiligne sur lesdits rails(51,52).
14. 14. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu’aumoins l’une des deux rangées extrêmes (1, 4) est fixe.
15. 15. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu’ilcomprend au moins deux bornes électriques (53, 54) sortant respectivement del’une des batteries de l’un des niveaux des deux rangées extrêmes (1, 4).
16. 16. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu’ilcomprend au moins une sortie de communication sortant de l’une des batteries del’un des niveaux de l’une des rangées (1 à 4).
17. 17. Ensemble selon Tune quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce quechaque élément de connexion (60 à 63) est un élément de connexion de puissanceélectrique et/ou de communication de données.
18. 18. Ensemble selon Tune quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce quechaque rangée (1 à 4) est formée d’une armoire (1 à 4) dans laquelle sont logées lesniveaux (36 à 38) de batteries (12 à 23) de ladite rangée (1 à 4).
19. 19. Ensemble selon Tune quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce quechaque rangée (1 à 4) est équipée d’un dispositif de verrouillage (55) permettantd’interdire, lorsqu’il est activé, et d’autoriser, lorsqu’il est désactivé, ledéplacement de ladite rangée (1 à 4) dans la deuxième direction (d2).
20. 20. Conteneur comprenant un ensemble selon Tune quelconque des revendicationsprécédentes, comprenant au moins un accès (72 à 74) destiné à permettre à unutilisateur d’accéder à l’ensemble, caractérisé en ce que son volume est déterminépour permettre la création du couloir temporaire (50) entre la rangée mobile et larangée adjacente (1 à 11), et en ce qu’au moins un des accès (72 à 74) est configurépour permettre l’accès audit couloir temporaire (50).
21. 21. Conteneur selon la revendication 20 comprenant une paroi supérieure et unensemble selon Tune quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lastructure supérieure comprend ladite paroi supérieure et en ce que l’élémentd’accroche (58, 59) est accroché directement à ladite paroi supérieure.
22. 22. Conteneur selon la revendication 20 comprenant une paroi supérieure et unensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que la structure supérieurecomprend ladite paroi supérieure et en ce que le rail supérieur (70, 71) est accrochéà ladite paroi supérieure.