FR3097374A1

FR3097374A1 - Ensemble à boîtier thermiquement controle, pour cellules électriques

Info

Publication number: FR3097374A1
Application number: FR1906210A
Authority: FR
Inventors: Fabrice Chopard; Bertrand Florentz
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-12-18

Abstract

Ensemble comprenant un boîtier (6) présentant des parois (11) et contenant des groupes de cellules électriques (7). Chaque paroi renferme au moins un espace dans lequel, à un moment, peut être présent un flux de fluide thermique (F2). Ledit espace, et donc la paroi (11) correspondante, présente une entrée et une sortie de flux de fluide. De façon étanche au flux de fluide, l’entrée et la sortie de flux de fluide communiquent avec, respectivement, une alimentation (25a) en flux de fluide thermique et une évacuation (25b) dudit flux de fluide, de façon que le flux de fluide puisse circuler dans ledit espace. Par la paroi qui l’entoure et lesdites communications étanches, ledit espace est isolé physiquement des cellules, de sorte que le flux de fluide (F2) qui y est présent et l’espace intérieur (9) du boîtier ne communiquent pas. La paroi (11) s’étend parallèlement à l’une au moins des faces latérales d’au moins une dit cellule (7). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2

Description

Ensemble à boîtier thermiquement controle, pour cellules électriques

Domaine technique de l’invention

Le domaine technique de l’invention est celui de la gestion thermique des cellules d’une batterie électrique prévue(s) pour délivrer de l’énergie électrique, particulièrement sur un véhicule en particulier hybride ou « tout électrique » dans lequel au moins un moteur électrique est présent, couplé donc ou non à au moins un moteur thermique.

Les grosses batteries électriques, par exemple sur des navires ou dans le domaine ferroviaire, nécessitant que l’on gère thermiquement leur fonctionnement sont aussi concernées.

Le termes « véhicule » est à comprendre au sens large.

Etat de la technique antérieure

Gérer thermiquement les cellules d’une batterie électrique est un problème.

Les cellules sont adaptées à fonctionner dans une gamme préférentielle de températures.

Sinon, elles sont moins performantes : durée de vie réduite, performance électrique réduite.

Il a déjà été proposé de gérer leur température de fonctionnement.

Ainsi, a-t-il été proposé, par exemple à destination d’un véhicule automobile électrique ou hybride pourvu d’un moteur électrique raccordé à une batterie dont les cellules sont dressées verticalement parallèlement les unes aux autres, de faire circuler sous les cellules – donc sur un unique côté, ou face, inférieur de ces cellules considérées toutes ensemble -- un flux de fluide, ce flux de fluide venant en échange thermique avec lesdites cellules, en fonctionnement.

On peut imaginer que cette manière de gérer thermiquement les cellules ait pu être dictée :
- par une difficulté à apprécier la question de cette gestion thermique indépendamment du reste du véhicule, et en particulier de son environnement immédiat ; il est a priori actuellement considéré que la batterie et sa gestion thermique doivent s’adapter aux contraintes du véhicule (place disponible, orientation dans l’espace, raccordement à l’alimentation en dit flux de fluide à faire circuler sous les cellules), et pas l’inverse ;
- par un manque de considération fine de la question de ladite gestion thermique en elle-même : celle-ci est complexe ; de là la nécessité de chercher à ce que son environnement s’adapte à elle, et non excessivement l’inverse,
- par une approche industrielle jusqu’à présente insuffisante d’une solution qui puisse être réalisée en série, pour plusieurs types de batterie ou cellules, sans qu’il y ait d’emblée un ensemble véhicule/batterie/système de gestion thermique des cellules quasi indissociable.

Bien que les véhicules roulants ne soient pas les seuls concernés par la problématique de l’invention, à titre d’exemple plus précis on peut citer une solution de gestion thermique de cellules d’une batterie électrique qui prévoit la présence d’une « plaque de refroidissement » sous la batterie dans laquelle circule un flux de fluide « thermique », en échange thermique avec les cellules de cette batterie.

Il est précisé :
- que cellule a ici pour sens cellule électrochimique et plus généralement cellule électrique (qui génère de l’électricité), et
- que «flux de fluide thermique» a ici pour sens un flux de fluide adapté :
-- à apporter des calories aux cellules, pour les chauffer si elles sont à une température inférieure à une dite « première gamme de températures » correspondant à l’état nominal (de fonctionnement) de ces cellules,
-- à évacuer des calories depuis les cellules, pour les refroidir si elles sont à une température supérieure à cette « première gamme de températures », et qu’elles sont alors dans un état de surchauffe ou « état anormal » (de fonctionnement) consécutivement à un emballement thermique.

On pourrait qualifier le « flux de fluide thermique » de caloporteur en ce qu’il transporte (apporte aux cellules) ou évacue (des cellules) de la chaleur.

Plusieurs raisons peuvent avoir converger pour le positionnement précité sous les cellules : une sécurité en cas de fuite, l’encombrement et la maintenance.

Chaque solution implique une communication avec le BMS (Battery Management System) qui est le système électronique de commande placé à l’interface entre le superviseur véhicule (gestion de l’énergie, commande des actuateurs) et le pack batterie (qui contient l’ensemble des cellules).Quoi qu’il en soit, des problèmes dans la gestion thermique des cellules demeurent, et parmi eux :
un rendement thermique insuffisant,
- de nouvelles exigences en termes d’encombrement, notamment en hauteur, dans un environnement exigu, et/ou en termes de protection mécanique des moyens de gestion thermique adjacents à la batterie électrique,
- de coûts des solutions actuelles.

Ainsi, il est actuellement typiquement difficile de traiter les points chauds présents sur le haut des cellules du fait des bornes de connexions électriques.

Les surfaces d’échange cellules/ plaque de refroidissement demeurent relativement faibles.

Or, notamment des situations à l’avenir de plus en plus fréquentes de recharge rapide (temps inférieur à 15 minutes), peuvent amener à devoir dissiper une puissance thermique par exemple 20 kW au niveau du compartiment batterie (2 kW en usage nominal). Cette chaleur augmentera la température de l’ensemble du pack batterie à un niveau supérieur (seuil par exemple à 35°C pour des cellules Li-Ion) à la gamme nominale de températures (par exemple entre 20°C et moins de 35°C pour des cellules Li-Ion) dans laquelle le fonctionnement du pack est souhaité. Des dispositifs tels que des éléments chargés de MCP (matériau à changement de phase) pourraient permettre d’amortir cette augmentation de température de 3 à 10°C. Néanmoins à la fin d’une recharge rapide, un système de refroidissement plus efficace des modules devient une nécessité.

Typiquement, une température plus basse pour le flux de fluide venant en échange thermique avec les cellules (appelé ici flux de fluide caloporteur ou flux de fluide thermique) impliquerait une modification des consignes de refroidissement, une perte d’efficacité sur le moyen producteur de froid et une augmentation du débit (nécessité alors probablement d’une pompe à débit variable, avec alors une consommation électrique plus forte) ou une augmentation de la surface d’échange au niveau de la gestion thermique des cellules.

Des problèmes d’homogénéité des températures au sein des cellules existent également.

Présentation de l’invention

L’invention vise à améliorer la situation posée ci-avant en prenant en compte une partie au moins des problèmes mentionnés. C’est une amélioration de la gestion thermique, voire de la résistance mécanique et/ou de l’encombrement de la zone batterie sur un véhicule, qui est attendue. Est aussi visée une augmentation du rendement électrique des cellules et/ou une durée de vie accrue.

A cette fin, il est proposé notamment un ensemble comprenant :
- plusieurs cellules ou groupes de cellules d’une batterie électrique, et
- un boîtier contenant toutes lesdites cellules, le boîtier comprenant périphériquement plusieurs côtés et une ou plusieurs parois par côté, lesdites parois renfermant chacune au moins un espace où peut être présent au moins un flux de fluide (F1 et/ou F2 ci-après) adapté à être en échange thermique avec les cellules, pour leur gestion thermique, le boîtier entourant sur plusieurs côtés :
- lesdites cellules considérées toutes ensemble, ou
- les groupes de cellules considérés tous ensemble.

Ainsi :
- on dissocie du véhicule la batterie et sa gestion thermique : le boîtier fonctionnalisé intervient,
- on utilise sur ce boîtier des parois qui contiennent un « flux de fluide thermique (F1 et/ou F2) » adapté donc à être en échange thermique avec les cellules,
- on entoure sur plusieurs côtés la batterie (ses cellules) des telles parois,
- le boîtier sert à la fois de contenant pour les cellules (protection mécanique, transport et stockage facilités) et de structure de circulation périphérique du ou des flux de fluide devant assuré(s) la gestion thermique des cellules contenues dans le boîtier,
- si les cellules sont contenues dans le boîtier par groupe, on va pouvoir les gérer thermiquement encore plus finement.

Pour la performance des échanges thermiques flux de fluide(s)/cellules à réaliser, il est proposé en outre quel le boîtier précité présente un périmètre et entoure entièrement, suivant ledit périmètre, les cellules considérées toutes ensemble ou les groupes de cellules considérés tous ensemble.

Dans ce cas où chaque cellule présenterait (dans le boîtier) des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule (ces cellules pourraient ainsi être des cellules dites « prismatiques »), il est même proposé que :
- soit le périmètre du boîtier passe autour desdites plus grandes surfaces des cellules considérées toutes ensemble ou les groupes de cellules considérés tous ensemble,
- soit que le périmètre s’étende perpendiculairement auxdites plus grandes surfaces desdites cellules (toujours considérées toutes ensemble) ou des groupes de cellules (considérés tous ensemble).

Pour la qualité des échanges thermiques flux de fluide(s)/cellules, il est aussi proposé que :
- encore avec des cellules choisies pour chacune présenter des côtés latéraux avec, parmi ces côtés deux qui sont des côtés latéraux opposés définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule,
- ces cellules soient disposées dans le boîtier, suivant une ou plusieurs lignes, avec sur chaque ligne toutes les plus grandes surfaces des côtés latéraux parallèles.

Le boîtier fonctionnalisé de l’invention pourra aussi s’adapter à la configuration suivante :
- chaque cellule présentera des bornes de connexions électriques,
- chaque cellule présentera de nouveau des côtés latéraux avec, parmi ces côtés deux qui sont des côtés latéraux opposés définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule parallèlement auxquelles les cellules seront disposées dans le boîtier, suivant plusieurs lignes,
- et les cellules seront alors disposées avec leurs bornes de connexions électriques face à face, ou dos à dos, d’une ligne à la ligne suivante.

A titre de cellules, on peut citer l’utilisation possible de cellules prismatiques Li-Ions parallélépipédiques.

On aura compris que la présence des bornes de connexions électriques sur les cellules est une difficulté dont il a fallu tenir compte.

Aussi est-il proposé, dans une autre configuration possible de telles cellules, que lesdites parois (toujours fonctionnalisées par ledit au moins un espace réservé pour le flux de fluide d’échange thermique) s’étendent de façon décalée par rapport aux bornes de connexions électriques des cellules, de façon à être situées, au plus près :

- soit le long de côtés latéraux de cellules dépourvus de ces bornes de connexions électriques,
- soit jusqu’en deçà desdites bornes de connexions électriques, sur des côtés latéraux de cellules présentant lesdites bornes de connexions électriques.

Un point important pourra être lié à l’ampleur des zones d’échanges thermiques entre flux de fluide(s) et cellules.

Aussi est-il aussi proposé, sur le boîtier :
- que lesdites parois qui renferment donc les espaces réservés pour le(s) flux de fluide(s) d’échanges thermiques présentent chacune deux bords minces allongés opposés qui s’étendront alors chacun :
-- soit entre deux angles successifs du boîtier qui en limiteront les côtés,
-- soit entre deux raccords par lesquels deux dites parois seront assemblées,
- que ces mêmes parois s’étendent chacune dans un plan perpendiculaire auxdits bords minces et suivant lequel la paroi présentera alors une surface (S) délimitée :
-- par lesdits deux bords minces et :
-- soit par lesdits deux angles successifs du boîtier,
-- soit par lesdits deux raccords, et
- que lesdits espaces des parois occupent alors l’essentiel des surfaces (S) de ces parois.

On associera ainsi une fabrication possible en plaque fine et en série avec une surface d’échange particulièrement étendue.

Avec la solution de l’invention il est même possible d’associer sur le boîtier deux flux de fluides d’échanges thermiques, pour augmenter encore la performance des cellules.

C’est dans ce cadre qu’il est proposé, encore avec des cellules présentant chacune des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule, que :
- dans une dite paroi qui s’étend face à un dit côté latéral d’au moins une dite cellule, ledit au moins un espace comprend (est défini par) au moins un premier espace et un au moins deuxième espace:
-- qui s’étendront dans deux plans parallèles l’un à l’autre et audit côté latéral de ladite au moins une cellule face à laquelle s’étendra alors ladite paroi du boîtier,
-- qui seront séparés par au moins une cloison, de façon à ne pas communiquer entre eux, et
-- qui seront adaptés pour qu’y soient présents, en tant que dit au moins un flux de fluide (F1,F2) et au même moment ou à des moments différents de fonctionnement des cellules, respectivement un premier flux de fluide (F2), présent dynamiquement pour circuler dans un état nominal de fonctionnement des cellules, et un second flux (F1) vaporisable, issu du même flux de fluide ou d’un flux de fluide différent et adapté à être vaporisé dans ledit deuxième espace (17 ; 17-17b1, 17-17b2), en cas de surchauffe d’au moins une dite cellule.

Dans la demande, le terme « parallèle » inclus la situation où les deux plans ou surfaces concernées sont confondues.

Si l’on revient sur l’intérêt en termes d’encombrement et de performances thermique/ électrique à répartir les cellules en groupes dans le boîtier, on notera encore l’intérêt qu’il pourra y avoir :
- à ce que les cellules étant donc réparties en plusieurs groupes de cellules, l’une au moins desdites parois qui renferme au moins un dit espace s’étende entre deux groupes de cellules, à la manière d’une cloison interne du boîtier, et
- à ce que ledit espace de ladite cloison interne communique alors avec desdits espaces d’autres dites parois du boîtier, pour que ledit au moins un flux de fluide (F1,F2) puisse circuler d’un espace à l’autre.

Outre l’ensemble qui vient d’être présenté, l’invention concerne aussi :
- un véhicule comprenant un tel ensemble avec toutes ou parties de ses caractéristiques, et
- un véhicule roulant :
-- comprenant un tel même ensemble, et
-- qui présente un châssis horizontal adapté à être en appui sur un sol défini comme horizontal, et où :

l’une desdites parois renfermant chacune au moins un dit espace pour le(s) flux de fluide(s) d’échanges thermiques sera disposée parallèlement audit châssis, face à lui.

Avec l’invention, une telle disposition « à plat » est possible sans impact sur la performance énergétique.

Le véhicule précité pourra même être tel que lesdits espaces des parois du boîtier, qui définiront donc des intérieurs creux respectifs dans ces parois :
- soient si volumineux qu’ils occuperont alors l’essentiel au moins de l’intérieur desdites parois, et
- contiennent ledit au moins un flux de fluide, lequel sera alors en échange thermique avec lesdites cellules, pour en adapter la température.

L’invention permet ainsi que le(s) flux de fluide(s) d’échanges thermiques ne soi(en)t pas limités à circuler dans de petits tubes passant juste sous les cellules, comme dans les « plaques de refroidissement » existantes.

Il est aussi possible que le véhicule en cause soit tel:
- que les cellules étant réparties dans ce boîtier en plusieurs groupes de cellules, l’une au moins desdites parois renfermant chacune au moins un dit espace s’étende entre deux groupes de cellules, comme une cloison interne du boîtier, et
- que, dans le boîtier, ledit espace de ladite cloison interne communique avec desdits espaces d’autres dites parois du boîtier, pour que ledit au moins un flux de fluide (F1,F2) circule, à un moment, d’un espace à un autre espace d’une dite autre paroi.

On accroîtra ainsi les zones d’échanges thermiques, sans pénaliser l’encombrement ni la complexité du système.

Autre possibilité, avec un véhicule dans lequel :
- chaque cellule présentera des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule, et où,
- dans une dite paroi qui s’étendra face à un dit côté latéral d’au moins une dite cellule, ledit au moins un espace comprendra au moins un premier espace et au moins un deuxième espace :
-- qui s’étendront suivant deux surfaces parallèles l’une à l’autre et audit côté latéral de ladite au moins une cellule face à laquelle s’étendra alors ladite paroi du boîtier,
-- qui seront séparés par au moins une cloison, de façon à ne pas communiquer entre eux, et
-- qui contiendront, en tant que dit au moins un flux de fluide (F1,F2) et au même moment ou à des moments différents de fonctionnement des cellules, respectivement un premier flux de fluide (F2), présent dynamiquement pour circuler dans un état nominal de fonctionnement des cellules, et un second flux (F1) vaporisable, issu du même flux de fluide ou d’un flux de fluide différent, adapté à être vaporisé dans ledit deuxième espace en cas de surchauffe d’au moins une dite cellule qui ne fonctionne alors plus de façon nominale.

On obtiendra de nouveau là une solution très performante thermiquement, accroissant les zones d’échanges thermiques, avec un double niveau d’échanges thermiques (double flux de fluide F1/F2), sans pénaliser l’encombrement.

Dans ce cas de figure, pour augmenter la sécurité vis-à-vis des cellules en cas d’emballement thermique, il est même proposé que : les cellules présentant leur état nominal suivant une première gamme de températures inférieure à un seuil de température à partir duquel les cellules surchauffent ou s’altèrent, ledit flux de fluide (F1) qui est contenu dans le deuxième espace d’au moins une dite paroi disposée de façon adjacente à au moins une telle cellule qui surchauffe soit effectivement présent dans ce deuxième espace :
- soit tant dans l’état nominal des cellules que lors de leur surchauffe ou de leur altération,
- soit uniquement lors de ladite surchauffe ou de l’altération.

L’invention offre ainsi les deux possibilités.

A cet égard, il est aussi en particulier prévu:
- qu’avec des cellules présentant donc un état nominal suivant une première gamme de températures inférieure à un seuil de température à partir duquel elles surchauffent ou s’altèrent,
- le véhicule concerné comprenne :
-- un circuit d’alimentation et d’évacuation en flux de fluide (F2) de certains au moins desdits espaces des parois du boîtier, et,
-- une unité de contrôle qui commandera l’alimentation en dit flux de fluide (F2) en entrée et/ou l’évacuation dudit flux de fluide en sortie, pour que ledit flux de fluide (F2) circule dans lesdits espaces, alors que les cellules fonctionnent dans l’état nominal.

Ainsi, des échanges dynamiques performants seront assurés dès le fonctionnement dans l’état nominal des cellules.

Pour sécuriser les situations de surchauffe/altération des cellules, il est aussi proposé que, dans le deuxième espace, ledit flux de fluide (F1) soit un flux de fluide apte, à pression ambiante, à changer de phase.

Ce sera favorablement un flux de fluide vaporisable à la température de surchauffe des cellules.

A cet égard, il est aussi proposé:
- que ledit flux de fluide (F1) soit présent dans le deuxième espace, dans l’état de surchauffe d’au moins une dite cellule avec laquelle il est en échange thermique, de façon qu’à un seuil de température de ladite au moins une cellule ledit flux de fluide (F1) atteigne sa température de vaporisation, et
- que le deuxième espace soit alors ouvert, pour permettre une évacuation dudit flux de fluide (F1) vaporisé hors de la dite paroi.

Et pour favoriser l’apport et l’évacuation de l’énergie thermique apportée ou récupérée par le flux de fluide concerné, il est encore proposé que, pour ladite présence dynamique, circulante, du premier flux de fluide (F2), le premier espace communique, dans la paroi qui le contient, avec une entrée et une sortie de flux de fluide, dont l’une sera raccordée à une pompe ou un ventilateur, assurant ainsi une circulation forcée du flux de fluide (F2) dans la paroi.

Un autre aspect de l’invention concerne même la protection thermique du boîtier en lui-même, compte tenu en particulier de l’environnement extérieur dans lequel il peut être placé.

Aussi est-il aussi proposé que certaines au moins desdites parois du boîtier qui renferment chacune au moins un espace soient entourées sur plusieurs côtés par au moins une paroi périphérique :
- contenant un matériau à changement de phase (MCP) dans une matrice rigide structurante, et
- traversée par des canaux dans lesquels un flux de fluide (F3) peut circuler de façon à permettre de régénérer le MCP le moment venu.

Brève description des figures

représente un véhicule; tel qu’une automobile, pourvue d’un boîtier conforme à l’invention ;

représente un exemple de boîtier pour cellules de batterie électrique, conformément à l’invention ;

représente une paroi (dite ci-après parfois première paroi ou deuxième paroi, telle que 11-11b1 ou 11-11b2) du boîtier ;

représente une vue éclatée qui permet de montrer comment peut être réalisée une paroi fonctionnalisée conformément à l’invention, telle que repérée 11 ou 11-11c ci-après ; différents arrachements détaillent des zones agrandies ;

représente un assemblage conforme à l’invention pour une gestion thermique de batterie électrique, l’assemblage comprenant au moins une première et une deuxième parois (dans l’exemple deux paires) réunies par un bloc de raccordement.

représente le boîtier de la [Fig. 2], trois arrachements A,B,C détaillent de possibles zones agrandies ;

représente une paroi du boitier (dite première paroi) et un bloc de raccordement (repéré 31) à engager l’un dans l’autre ;

représente une vue éclatée d’un exemple de boîtier conforme à l’invention, avec cellules et avec un squelette (59) d’assemblage ;

représente un état assemblé de la vue de la [Fig. 8], sans cellule et en perspective de dessus ;

représente un état assemblé de la vue de la [Fig. 8], sans cellule et en perspective de dessous ;

représente l’état assemblé de la vue de la [Fig. 9], avec cellules et des éléments complémentaires à placer par-dessus et par-dessous pour leur protection thermique et/ou mécanique,

représente, en relation avec la [Fig. 2], une partie du chemin de circulation du flux de fluide référencé F2, en cas de recyclage, avec des moyens associés qui peuvent être prévus, dans un exemple,

représente le boîtier et ses cellules électriques de la [Fig. 2], sans recyclage du flux de fluide F2, mais avec deux détails de parois, en arrachement, et

représente, avec davantage de détail que [Fig. 13], une zone d’angle de l’enceinte latérale de gestion thermique qui peut entourer le boîtier, et dans laquelle un flux de fluide F3 peut circuler, dans un exemple,

représente une alternative de réalisation des cellules, donc du boîtier de l’invention ;

représente une autre alternative de réalisation des cellules, avec un boîtier conforme à l’invention qui peut être comme celui des [Fig. 1] à [Fig. 8] ;

représente encore une autre alternative de réalisation des cellules, avec une coupe suivant la ligne XVII-XVII de la [Fig. 16] et un boîtier conforme à l’invention qui peut aussi être comme celui des [Fig. 1] à [Fig. 8],

représente une alternative de circulation des flux F1 et F2, avec un basculement à 90° de la paroi double par rapport à la position de la figure 3,

représente un boîtier conforme à l’invention, avec des parois creuses comme sur la figure 4, assemblées, les flux de fluide F1 circulant « en parallèle » sont montrés, à certains endroits (pour ne pas surcharger la figure) ; et

représente le même boîtier que figure 19 ; les flux de fluide F1 (toujours croisés à 90° par rapport au flux F2) sont montrés, à certains endroits,

représente un boîtier conforme à l’invention, basculé à 90°par rapport à l’un quelconque des cas précédents, avec en outre des cellules toujours dressées,

présente la solution de la figure 22 avec un éclaté partiel à l’endroit d’une des parois creuses et de deux raccords qui la bordent de façon coplanaire,

présente une solution alternative où une des double plaques de la solution de la figure 4 est remplacée par une série de tubes occupant quasiment la même surface majeure que dans le cas de la figure 4 ; et

présente une autre solution alternative où les deux groupes de trois plaques de la solution de la figure 4 sont chacun remplacée par une double série de tubes occupant chacun quasiment la même surface majeure que dans le cas de la figure 4.

Description détaillée de l’invention

En liaison avec les figures mentionnées, ce qui suit se réfère à des exemples non limitatifs. Sur la figure 1, est représenté un véhicule 1 ; une automobile dans l’exemple, qui comprend pour son déplacement (et donc pour rouler ici sur le sol 77, via les roues 4) au moins un moteur 3 électrique alimenté par une batterie 5 électrique avec laquelle le moteur 3 est donc connecté électriquement.

Le véhicule 1 peut ainsi être électrique ou hybride.

Sur la figure 2, dans le véhicule 1, les cellules 7 (voir aussi figure 8) de la batterie 5 adaptées pour avoir une activité électrochimique sont contenues dans au moins un espace intérieur 9 délimité périphériquement par des parois (ou faces) 11 du boîtier 6.

Le boîtier 6 est disposé dans l’environnement extérieur 13 qui l’entoure, qui est aussi celui du véhicule 1.

Le boîtier 6 est polygonal. Chacun de ses côtés s’étend parallèlement à une face d’une cellule ou d’une série de cellules parallèles entre elles.

La batterie 5, et donc ses cellules 7, est posée sur le châssis ou plancher 75 du véhicule, supposé horizontal et qui peut comprendre la plaque (horizontale) de fond 35 citée ci-après.

La batterie 5 et le boîtier 6 qui la contient et l’entoure sur plusieurs côtés pourrait aussi se trouver placer sur un véhicule, tel qu’un navire dont une batterie raccordée à un moteur serait à protéger.

Chaque cellule 7 présente :
- une face ou côté 7a de connexion où sont situés des bornes 15 de connexions électriques pour des échanges électriques,
- des faces latérales, ou côté latéraux, 7b-7e qui forment un angle avec la face de connexion et lui sont adjacentes, et
- une face ou côté 7f opposée à la face 7a et peut être la face inférieure.

Sur certaines figures, INF et SUP indiquent ce qui est en partie, zone ou face inférieure, respectivement supérieure.

L’angle (figure 2) peut être un angle α droit : cas fréquent des cellules parallélépipédiques.

A priori, les faces 7a de connexion de toutes les cellules seront identiquement orientées dans l’espace intérieur 9.

Parmi les faces latérales, chaque cellule 7 présente au moins deux faces latérales opposées 7b,7e qui définissent les surfaces les plus grandes de chaque cellule.

Les parois des cellules 7 sont donc, dans l’exemple retenu, des parallélépipèdes rectangles.

Certaines au moins des parois 11 sont fonctionnalisées, comme déjà expliqué et comme encore détaillé ci-après.

A cet égard, l’une au moins de ces parois 11 fonctionnalisée :
- s’étend entre groupes de cellules, ou entre cellules, en formant alors au moins une cloison, telle que 11-11b ou 11-11c figure 2, qui compartimente l’espace intérieur 9 du boîtier, ou
- s’étend en périphérie des groupes de cellules, ou de l’ensemble des cellules, telle que les parois 11-11a ou 11-11d figure 2.
Fonctionnalisée, chacune de ces parois, comme par exemple la paroi 11-11c, figures 3-4 (on aura aussi bien pu la référencer 11-11a ou autre) :
- est en échange thermique avec certaines des cellules 7 et/ou avec l’environnement extérieur 13, et
- renferme au moins un espace 17 dans lequel, à un moment, peut être présent un flux de fluide (F1 ou F2, figure 3), en échange thermique avec certaines des cellules 7.

L’expression « à un moment » indique que le flux de fluide précité est présent dans l’espace 17 :
- dans l’état nominal des cellules (alors qu’elles génèrent une activité électrochimique ou une décharge électrique), suivant donc leur dite première gamme de températures inférieure au seuil de surchauffe,
- et/ou dans un état anormal d’au moins une cellule avec laquelle le flux de fluide est en échange thermique, de façon adjacente, la température de cette cellule étant alors au-delà dudit seuil : elle surchauffe.

Fonctionnalisée conformément à l’invention, chaque dite paroi est en outre telle :
- que ledit au moins un espace 17, et donc la paroi correspondante (telle que donc 11-11c), présente une entrée 23a et une sortie 23b de flux de fluide,
- que, de façon étanche au flux de fluide (via des joints si nécessaire), l’entrée 23a et la sortie 23b de flux de fluide communiquent avec, respectivement, une alimentation 25a de flux de fluide thermique et une évacuation 25b dudit flux de fluide, de façon que le flux de fluide puisse circuler dans ledit au moins un espace 17.

En outre :
- par la paroi qui l’entoure (le matériau structurel 110 de cette paroi 11-11c, dans l’exemple ; figure 3) et par lesdites communications étanches, l’espace considéré est isolé physiquement des cellules 7, de sorte que le flux de fluide qui y est présent (flux de fluide F2 dans l’exemple de la figure 3) et l’espace intérieur 9 du boîtier ne communiquent pas, et
- cette même paroi s’étend latéralement, parallèlement à l’une au moins des faces latérales 7b-7e d’au moins une dit cellule 7.

Le flux F2 pourra en particulier être avantageusement un flux liquide, plus efficace thermiquement qu’un flux gaz, tel qu’un flux d’eau glycolée.

Le risque de fuite étant prévenu et des surfaces d’échange thermique agrandies étant disponibles, on va pouvoir prévoir que l’alimentation 25a en flux de fluide thermique soit une alimentation en liquide, de sorte que ce liquide F2 parvienne, via l’entrée 23a, audit au moins un espace 17, puis passe de paroi 11 en paroi 11 (dans les espaces 17 successifs).

La vue éclatée de la figure 4 permet de monter comment peut être réalisée une dite paroi fonctionnalisée conformément à l’invention, telle que donc11-11c.

Chacune de ces parois peut ainsi comprendre au moins une plaque 170a présentant une première et une deuxième faces opposées 170aa, 170ab dont l’une au moins présente des rebords 27a1,27a2 et/ou,27b1,27b2, et possiblement aussi des excroissances 26 définissant, respectivement entre lesdits rebords (27a1,27a2 ou 27b1,27b2) et possiblement entre les excroissances, ledit au moins un espace 17.

Chaque plaque 170a est globalement plane, et rectangulaire dans l’exemple.

Dans l’exemple, les excroissances 26 sont formées par des nervures ou ondulations rectilignes 26-26a parallèles entre elles (voir agrandissement local figure 4) qui s’étendent de biais. En alternative, sur la face concernée, les excroissances 26 pourraient être formées par un granulage ou des emboutis ponctuels 26-26b (voir autre agrandissement local figure 4).

Dans chaque cas, les sommets des excroissances 26 sont appliquées les unes contre les autres, en appui d’une plaque à l’autre, et l’espace 17 est défini par les espaces entre les nervures rectilignes ou les emboutis respectifs des deux plaques, hors de leurs zones de croisement ou d’appui.

Deux plaques identiques, telles que 170a, 170b, l’une tournée par rapport à l’autre de 180° autour d’un axe horizontal médian X contenu dans le plan 171 de ces plaques, et donc de la paroi 11 (11-11c figures 3,4) concernée, appliquées l’une contre l’autre définiront entre elles un dit espace 17 (repéré 17-17a1 ou 17-17a2, figure 4). Ainsi disposées, ces deux plaques 170a, 170b sont telles que leurs rebords 27a1,27a2 respectifs, situés en bordures respectivement horizontale supérieure et horizontale inférieure, sont horizontaux (parallèles à l’axe X), se font face et sont en appui deux à deux (voir agrandissement en haut de la figure 4).

De la sorte, le flux de fluide concerné (F2 dans l’exemple ; mais ce pourrait être le flux F1, voir figures 18 et 20) va être canalisé horizontalement et pouvoir circuler dudit espace 17-17a1 ou 17-17a2 (dit premier espace) d’une paroi au même espace de la paroi qui est adjacente à la précédente, suivant l’axe X.

Entre deux telles première et deuxième parois successives, telles que 11-11b1, 11-11b2 ou 11-11c1, 11-11c2 figure 5 ou 6, un bloc de raccordement 31 (appelé aussi raccord) creux renfermant au moins un espace 310 communiquant avec les espaces précités de ces parois (telles que 11-11c ou 11-11a), respectives, permettra au flux de fluide F2 de circuler latéralement, de façon horizontale, dans l’espace intérieur 9 ou en périphérie du boîtier, successivement de parois 11 en parois 11, comme illustré par les flèches F2 figure 6 (où la circulation fléchée n’est toutefois qu’un exemple).

En arrachements figure 6, on a agrandi deux zones différentes :
- dans la première zone entourée de pointillés et correspondant à l’agrandissement A, on détaille une paroi 11 intermédiaire au cœur du boîtier 6 ; Puisqu’elle est située entre deux (groupes de) cellules 7, la paroi présente (de préférence), intérieurement, les deux espaces 17-17a1 et 17-17a2 (pour la circulation du flux de fluide F2), et, de préférence, les deux autres espaces de sécurité, avec les ouvertures 33 (par où peut s’échapper le flux de fluide fusible F1), et
- dans la deuxième zone entourée de pointillés et correspondant à l’agrandissement B ou C, on détaille une autre paroi 11, cette fois-ci périphérique du boîtier 6 ; Puisqu’elle est située autour des (groupes de) cellules 7, la paroi présente (de préférence), intérieurement :
-- soit un espace 17-17a1 (pour la circulation du flux de fluide concerné) et une ouverture 33 (par où peut s’échapper l’autre flux de fluide F1 ou F2, suivant que l’on se trouve dans le cas de la figure 3 ou de la figure 18) ; solution B figure 6 à titre d’exemple;
-- soit, en alternative, un unique espace 17-17a1 (toujours pour la circulation du flux de fluide concerné F2 ou F1), sans ouverture 33 (donc sans espace tel que 17-17b1 récepteur du flux de fluide fusible F1) ; solution C figure 6 à titre d’exemple (les repères fléchés par des pointillés indiquent l’aspect caché de ce qui est repéré).

A noter que les solutions B ou C pourraient aussi être prévues, en solution dégradée, dans les parois intermédiaires au cœur du boîtier 6, entre deux groupes de cellules, à la place de la solution A.

A noter aussi figure 6 que les flèches (en gras épais) de circulation du flux de fluide (F2 dans l'exemple) ne sont donc qu’à titre d’exemple non limitatif. D’autres cheminements, de parois 11 en parois 11, sont possibles ; voir figures 19-20.

Le(s) espace(s) 310 de circulation intérieur dans les blocs de raccordement 31 pourront être différents de celui de la figure 6, suivant l’endroit où est placé le bloc de raccordement et le nombre de espaces des parois successives 11 à faire communiquer deux à deux.

Ainsi, on pourra avoir des espaces 310 alignés (cas où n’y aurait par exemple à faire communiquer que les parois 11-11b1, 11-11b2 figure 5), en T (bloc 31-31a figure 6), en L (bloc 31-31b), en X (bloc 31-31c ; voir figure 7), notamment.

Pour associer aussi modularité, compacité et distribution flux de fluide dans le boîtier 6, il est aussi proposé que le (chaque) bloc de raccordement 31 présente au moins deux embouchures, telles que 311a,311b figure 7 :
- sur lesquelles débouchent le premier ou le deuxième côté latéral ouvert 110a1, 110a2 desdites première et deuxième parois, respectivement, et
- communiquant chacune avec ledit au moins un espace 310 du bloc de raccordement, pour une entrée ou une sortie dudit au moins un flux de fluide thermique, tel F2.

Pour une communication étanche évitant que du flux de fluide (en particulier F2) parvienne dans l’espace interne 9 du boîtier, une(chaque) paroi 11 et un(chaque) bloc de raccordement 31 pourront être mis en contact bout à bout (voir paroi figure 3) ou engagés l’un dans l’autre, deux à deux (voir figure 7), et par exemple soudés ensemble, assurant ainsi une liaison mécanique étanche (voir repères 51a,51b figures 5,7).

Comme déjà mentionné, un autre espace (dit « deuxième espace ») de gestion thermique (repéré 17-17b1 ou 17-17b2, figure 4), avec un flux de fluide F1 présent dedans au moins en situation anormale de surchauffe d’au moins une des cellules 7, peut donc être prévu dans chaque paroi 11.

A cette fin :
- au dos de la plaque 170b (face 170ba figure 4), outre les possibles excroissances 26, s’étendent deux rebords 27b1,27b2, le long des bordures verticales de la plaque,
- et une troisième plaque 170c (figure 4) est prévue, identique à la plaque 170b, mais tournée l’une par à elle de 180° autour dudit axe horizontal médian X contenu dans le plan 171 de ces plaques, et donc de la paroi 11 (11-11c figure 4) concernée.

Ainsi disposées, ces deux plaques 170b, 170c sont telles que leurs rebords latéraux 27b1,27b2 respectifs, situés en bordures respectivement verticale gauche et verticale droite, de part et d’autre des excroissances 26, sont verticaux (perpendiculaires à l’axe X), se font face et sont en appui deux à deux (voir agrandissement à droite de la figure 4).

De la sorte, le flux de fluide F1 va être canalisé verticalement et pouvoir s’échapper par l’ouverture (la fente) 33 en partie horizontale supérieure de l’espace concerné, tel que celui 17-17b1 figure 4 ; voir aussi figure 3.

En partie horizontale inférieure du même espace 17, une même ouverture (ou fente) 33 pourra exister. Ainsi, on pourra alimenter intérieurement, en flux de fluide fusible F1 et le moment venu, le(chaque) espace concerné d’une ou plusieurs parois 11, à partir d’une source 71 ; voir figure 6. Des joints pourront être placés là, pour l’étanchéité du flux de fluide, si nécessaire.

Au moins dans le deuxième espace précité (17-17b1 et/ou 17-17b2 figure 4), et pour une présence dynamique via la source 71, l’entrée ou la sortie de ce deuxième espace sera raccordé à une pompe ou un ventilateur (73 ; figure 6), assurant une alimentation forcée en flux de fluide F1 à l’entrée.

Au moins un ventilateur ou au moins une pompe 53,43 assurera la même chose pour le flux de fluide F2 (voir ci-après). Et même chose pour qu’un flux de fluide F3, s’il existe : voir ci-après et alimentation 79 en flux de fluide F3 reliée aux entrées 322 dans une(des) paroi(s) 37 (espaces respectifs 17-17c), via une pompe ou un ventilateur (repère 81 figure 13). Des sorties 323 permettent au flux de fluide F3 de sortir de la(des) paroi(s) 37, donc des espaces respectifs 17-17c, après y avoir circulé.

Des joints pourront être placés à l’entrée du boîtier et/ou à la sortie, pour l’étanchéité du flux de fluide F3, si nécessaire.

Par des canaux (non représentés) ouverts dans au moins une plaque de fond 35 (voir figure 3) s’étendant sous les tranches des parois 11 (mais aussi de préférence sous tout le fond du boîtier 6 et sous les cellules 7), du flux de fluide F1 pourrait par ailleurs circuler entre le (deuxième) espace 17-17b1 et/ou 17-17b2 d’une paroi et le même (deuxième) espace de la paroi qui est adjacente à la précédente, de sorte à créer alors une situation de vases communiquant, permettant d’équilibrer les niveaux dans les espaces, en particulier si le flux de fluide F1 est un liquide (ou présente au moins une phase liquide dans l’état nominal des cellules).

Le flux de fluide F1 sera un fluide vaporisable, tel que de l’eau (glycolée ou non).

Pour optimiser le compromis sécurité/gestion thermique, ce flux de fluide F1 sera ainsi utilement adapté à changer de phase, à température et pression ambiantes (20°C ; pression atmosphérique).

Sur la figure 4, la paroi 11-11c est formée d’une paire de double-espace, respectivement 17-17a1, 17-17b1 et 17-17a2,17-17b2, ces deux double-espaces étant séparés par une plaque d’isolant thermique 29 intermédiaire.

En effet, la paroi 11-11c, comme celle 11-11b, est l’une de celles qui s’étend entre deux cellules 7, donc en partie intérieure du boîtier, dans l’espace 9 que ces parois compartimentent.

En croix, un tel compartimentage accroît encore davantage la résistance mécanique du boîtier 6 et la gestion thermique des cellules.

De part et d’autre de la plaque d’isolant thermique 29, chaque espace 17 (17-17a1 ou 17-17b1 par exemple) est en échange thermique avec au moins la cellule 7 qui lui est adjacente.

Ainsi, la plaque 170a (sa face extérieure 170aa) se dresse contre l’une de ces cellules. Si un film d’air 30 existe entre elles, notamment du fait des excroissances 26, aucun flux de fluide circule là.

La plaque d’isolant thermique 29 fait écran, de sorte à éviter qu’une surchauffe d’une cellule 7 se diffuse à une autre. La paire de double espace précitée agit de part et d’autre.

En périphérie extérieure du boîtier 6, on pourra par contre se satisfaire d’une paroi (telle que 11-11a,11-11d) simple (une série de telles parois successives), avec ou sans plaque d’isolant thermique 29 à sa(leur) propre périphérie extérieure.

Ainsi, avec, pour chaque paroi 11 fonctionnalisée, un premier et un deuxième espaces (17-17a1 et 17-17a2 ou 17-17b1 et 17-17b2), voire une paire de tels premier et deuxième espaces (comme illustré figure 3), on disposera de premier et deuxième espaces :
- qui ne communiqueront pas entre eux,
- qui seront adaptés pour qu’y soit présents, au même moment ou à des moments différents, respectivement ledit au moins un flux de fluide thermique (tel F2) et un autre flux de fluide (tel F1), le premier flux de fluide étant présent dynamiquement, l’autre flux de fluide pouvant l’être de façon statique ou dynamique : Sans ouverture 33 dans le fond de la paroi, dans ledit deuxième espace 17-17b1, ou 17-17b1 et 17-17b2, le flux de fluide F1 sera présent statiquement, sinon il le sera dynamiquement, car en circulation (le vase communiquant impliquant une circulation).

Avec la présence statique ou dynamique de tels flux de fluides F1 et/ou F2 en faces latérales du boîtier (donc, dans les exemples jusqu’à la figure 20, ni en face supérieure, ni sur la face où sont les bornes 15, ni en face inférieure, où on va trouver la plaque de fond 35), le boîtier 6 comprendra de toutes façons plusieurs dites parois fonctionalisées 11 présentant chacune ledit au moins un espace 17 se dressant autour des cellules 7, ou groupes de cellules, pour définir une partie au moins du boîtier 6, lequel entourera entièrement les cellules (disposées avec leurs bornes 7 en face horizontale supérieure ou inférieure), ou groupes de telles cellules, sur plusieurs côtés adjacents du boîtier.

Plus précisément, il est prévu que ces parois 11 fonctionnalisées définissent un contour extérieur fermé (ou périmètre) C1 du boîtier, en s’étendant autour des cellules 7, considérées toutes ensemble (comme figure 13), ou autour des groupes de cellules considérés tous ensemble (comme figure 2).

Il est aussi possible, pour améliorer encore le contrôle et la sécurité thermique que les parois 11 fonctionnalisées s’étendent entre deux groupes de (plusieurs) cellules, pour cloisonner le boîtier 6, comme illustré figure 2 (voir par exemple paroi 11-11c1 et 11-11c2 figure 6).

Si l’on revient sur la situation en périphérie extérieure du boîtier 6, on pourra y prévoir une circulation complémentaire d’un autre flux de fluide, F3 (voir figures 13,14), prévu a priori pour recharger du MCP, en périphérie extérieure du boîtier (voir plus loin).

Ce qui suit en liaison avec le flux de fluide F3 est indépendant de la description qui précède en lien avec les figures. Le flux de fluide F3 sera a priori différent des flux de fluide(s) F1 et/ou F2. Le flux de fluide F3 pourra être gazeux, tel que de l’air, qui pourra être ventilé, donc sous pression.

Ainsi, quelle que soit la manière de réaliser lesdits parois fonctionnalisées 11 et leurs espaces internes 17, il pourra être utile (toujours en termes de gestion thermique des cellules) qu’au moins une couche ou une plaque d’isolant thermique 39 (qui pourra être un PIV, panneau isolant sous vide) puisse être interposée (dressée verticalement en face latérale du boîtier) entre la paroi 37 contenant le troisième espace 17-17c et une paroi mécaniquement protectrice extérieure 40 qui lui sera adjacente ; voir figures 13,14.

Au moins une autre couche ou une plaque de matériau à changement de phase (MCP) 41a,41b pourra même être encore interposée (dressée verticalement en face latérale du boîtier) entre l’isolant thermique 39 et la paroi 37 contenant le troisième espace 17-17c.

Une ou deux couches ou plaques de MCP 41a et 41b contenant des MCPs différents en termes de températures de changements de phase pourront permettre de faire face à des températures d’environnement extérieur 13 pouvant être très froides à un moment et très chaudes à un autre moment.

La(chaque) paroi 37 pourra comprendre deux plaques 37a,37b (figure 14) traversées (dans l’exemple horizontalement) le long des parois 11 du boîtier qui lui sont parallèles, par des canaux formant ledit troisième espace 17-17c ; voir figures 13,14.

Le matériau des plaques 37a,37b contient du MCP (matériau à changement de phase) dans une matrice rigide structurante. Ce sera de préférence du MCP (matériau à changement de phase) dans une matrice polymère.

Le flux de fluide F3 circulant dans les canaux permettra en particulier de régénérer le MCP le moment venu.

Ainsi, on disposera d’un corps composite autoportant quelle que soit la phase du MCP (solide ou liquide notamment). Les canaux, tubes ou goulottes du passage périphérique du flux de fluide F3 pourront être intégrés ou rapportés (tubes ou goulottes) dans la paroi 37.

Avec une telle association entre du MCP, le flux de fluide F3 en circulation et un isolant thermique autour, on pourra créer un barrière thermique dynamique performante.

Entre deux parois 37 adjacentes, consécutives le long du chemin de circulation du flux de fluide F3 le long des parois 11 du boîtier 6, parallèlement au chemin de circulation du flux de fluide F2, s’il existe, sera interposé un bloc de raccordement 32 complémentaire qui pourra être fonctionnellement identique au bloc de raccordement 31.

Ainsi, chaque bloc de raccordement 32 complémentaire comprend un espace intérieur 320, et au moins deux embouchures (en fonction de la forme en I, en X, en L comme figure 14, en T…) telles que 321a,321b figure 14 :
- sur lesquelles débouchent latéralement lesdits troisième espace 17-17c des parois 37, et
- communiquant chacune avec l’espace intérieur 320, pour une entrée ou une sortie du flux de fluide thermique F3, et donc pour sa circulation latérale autour du boîtier 6, le long des parois 11 et des blocs 31.

Pour une communication étanche évitant que du flux de fluide (ici F3) parvienne dans l’espace interne 9 du boîtier, une(chaque) paroi 37 et un(chaque) bloc de raccordement 32 complémentaire pourront être engagés l’un dans l’autre, deux à deux (voir figure 14), de façon serrée, assurant ainsi une liaison mécanique étanche (voir repères 330a,330b figure 14).

Ainsi, on aura compris qu’en périphérie extérieure du boîtier 6, au moins sur le contour C1 précité, ou sur ce contour C1 et entre deux groupes de cellules 7 (en tant que cloison intermédiaire comme précité), on pourra donc trouver :
- soit un seul flux de fluide F1 ou F2,
- soit les deux flux de fluides F1, F2, avec donc des parois latérales (telles que 11-11a,11-11d) chacune simples (à deux espaces latéraux parallèles adjacents, tels que 17-17a2 et 17-17b2),
- soit les deux flux de fluides F2, F3, avec donc des parois latérales toujours chacune simples, à deux espaces latéraux parallèles adjacents, tels que 17-17a2 et 17-17c,
- soit les deux flux de fluides F1, F3, avec donc des parois toujours chacune simples dressées latéralement, à deux espaces latéraux adjacents, tels que 17-17b2 et 17-17c,
- soit les trois flux de fluides F1, F2, F3, avec donc des parois chacune dressées latéralement, à trois espaces latéraux adjacents, tels que 17-17a2, 17-17b2 et 17-17c, comme illustré figure 13.

Dans chaque cas, tous les espaces où les flux de fluides (respectivement donc F1, F2, F3 ou F1, F2, ou F1, F3 ou F2, F3) sont parallèles entre eux et adjacents (donc présents sur une même face du boîtier) pourront être intégrés dans une même dite paroi fonctionnalisée.

A noter également que, où que ce soit, quand le flux de fluide F1 est couplé avec le flux de fluide F2, l’espace (17-17b1 ou 17-17b2) du flux de fluide F1 sera disposé latéralement, de façon adjacente à l’espace du flux de fluide F2, mais à l’extérieur de celui-ci. Ainsi, on trouvera :
- une cellule 7, puis,
- le (dit premier) espace (17-17a1 ou 17-17a2) du flux de fluide F2, puis
- le (dit deuxième) espace (17-17b1 ou 17-17b2) du flux de fluide F1.

Encore plus à l’écart de ladite cellule, on pourrait trouver soit un isolant 29, soit l’espace 17-17c du troisième flux de fluide F3.

De la sorte, si (au moins) une cellule électrique, telle que 7-7a figure 4, adjacente à une paroi « fonctionnalisée », telle que 11-11a, génère une activité électrochimique:
- elle va naturellement chauffer dans ce qu’on a dénommé son état nominal, suivant une première gamme de températures (par exemple entre 20 et 35°C pour des cellules Li-ion) inférieure à un seuil, par exemple 35°C dans le cas ci-dessus,
- mais elle risque à un moment d’atteindre un état anormal, en surchauffant au-delà dudit seuil ou en s’altérant.

Idem pour la cellule 7-7b adjacente au espace 17-17a2 située à l’opposé de cette paroi 11-11c qui est donc dans l’exemple une cloison de séparation entre deux groupes de cellules 7.

Au moins quand cet état anormal est atteint, et de préférence dès l’état nominal, du flux de fluide F1 sera présent dans lesdits deuxièmes espaces (17-17b1 ; 17-17b2).

Par ailleurs, de préférence pendant cet état nominal, la température de ces cellules telles 7-7a 7-7b va pouvoir être gérée thermiquement par échange thermique entre elles et du flux de fluide F2 circulant dans le (dit premier) espace (17-17a1 ou 17-17a2) le plus proche de la cellule concernée.

Si elle est prévue, la couche isolante 29 fera écran thermique entre les deux groupes de cellules auxquels appartiennent respectivement les cellules 7-7a et 7-7b.

L’échange thermique entre le flux de fluide F2 et la cellule la plus proche va permettre de limiter le risque de surchauffe, d’autant plus avec un flux de fluide liquide et que l’on est en face latérale des cellules (7b-7e), sur donc les plus grandes surfaces d’échanges.

S’il y a malgré tout surchauffe, la chaleur de la cellule va échauffer le flux de fluide F1 présent dans ledit deuxième espace le plus proche (17-17b1 ou 17-17b2).

Ceci peut conduire à un changement de phase de ce flux de fluide qui, s’il atteint sa température de vaporisation et donc se vaporise (à pression ambiante), pourra alors s’évacuer en phase gazeuse par l’ouverture 33 de l’espace concerné (flèches F1 figure 3 ou 18).

On notera encore qu’à la différence de la périphérie du boîtier 6 qui est à l’interface entre l’environnement extérieur 13 et les cellules 7, toute la partie de l’espace intérieur 9 du boîtier qui peut s’étendre entre deux groupes de cellules 7 sera par ailleurs favorablement exclusivement réservée à l’échange thermique entre :
- la(chaque) paroi précitée fonctionnalisée (telle que les parois 11-11b,11-11c) formant au moins une dite cloison, et
- au moins les cellules 7 qui lui(leur) sont adjacentes, de sorte qu’aucun matériau à changement de phase ne sera alors disposé, ni dans ces parois (voir figure 4 où aucun MCP n’est prévu) ni entre elles et la cellule 7 adjacente considérée.

Ainsi on optimisera le compromis entre résistance mécanique/encombrement/poids/gestion thermique.

Par contre, on pourra dans le même but et au sein d’un même groupe de cellules 7, disposer entre deux cellules 7 successives (adjacentes) une couche ou plaque de MCP 41c, comme illustré figure 2. Chaque MCP 41c lissera les à-coups thermique des cellules qui lui sont adjacentes.

Comme pour le fluide F3, ce qui suit en liaison avec la circulation du flux de fluide F2 est indépendant de la description qui précède en lien avec les figures.

Comme déjà noté, le flux de fluide thermique F2 est dynamique. On pourra ainsi profiter qu’il sorte des parois 11, et donc (de l’espace intérieur 9) du boîtier 6, via les sorties 23b, pour que son évacuation 25b communique par l’intermédiaire d’un circuit de recyclage 39 qui permet de recycler vers l’alimentation 25a une partie au moins du flux de fluide thermique ; voir figure 2.

Au moins une vanne 41 trois voies à débit variable pourra permettre de recycler tout ou partie du flux de fluide F2 sorti du boîtier 6, y compris dans la solution des figures 18-19 dans laquelle un couvercle de collecte (non représenté) pourra venir coiffer la face ouverte du boîtier sur laquelle sortent les ouvertures 23b.

Pour favoriser la performance énergétique, on trouvera utilement sur le circuit de recyclage 39 un moyen 43 de circulation forcée (pompe si le flux de fluide F2 est un liquide, ventilateur, s’il s’agit d’un gaz) et un échangeur 45 (entre le flux de fluide F2 et un autre flux de fluide F4), pour a priori refroidir le flux de fluide F2 et le recycler en 25a plus froid qu’il n’est sorti du boîtier ; voir figure 12 où, comme figure 2, le chemin de circulation du flux de fluide F2 n’est fourni qu’à titre d’exemple non limitatif.

Concernant encore ce flux de fluide F2, on pourra avoir intérêt à ce qu’une unité de contrôle 49 (figure 12) commande l’apport de ce flux de fluide thermique à l’entrée et/ou l’évacuation dudit flux de fluide à la sortie, pour que le flux de fluide F2 circule ainsi dans ledit au moins un espace 17 ; 17-17a1,17-17a2 alors que les cellules 7 sont dans l’état nominal.

A priori, on devrait aussi avoir intérêt à ce que ce flux de fluide F2 circule également dans ledit au moins un espace 17 ; 17-17a1,17-17a2 alors que les cellules 7 sont dans un état anormal : en-deçà ou au-delà des seuils de température mini et maxi de fonctionnement nominal des cellules, soit :
- sous 10°C en seuil de température mini, et
- au-delà de 35°C en seuil de température maxi .

Qu’il y ait ou non recyclage du flux de fluide F2, une unité de contrôle 49 pourra être connectée avec au moins un capteur de température 51 captant la température des (d’au moins une) cellule(s) 7; figure 2.

L’unité de contrôle 49 pourra être connecté avec au moins un capteur de température 51 captant la température des (d’au moins une) cellule(s) ; figure 2.

Pour une alimentation forcée en flux de fluide F2 en l’absence de recyclage (ou en substitution du moyen 43), un moyen de circulation 53, connecté avec l’unité de contrôle 49, assurera la circulation forcée dudit flux de fluide, dans le boîtier 6 (ses parois 11).

L’unité de contrôle 49 pourra également être connectée avec la(les) vanne(s) trois voies 41 pour la commande ; figure 12.

Comme pour le fluide F3 et la circulation du flux de fluide F2, ce qui suit en liaison avec la circulation des flux de fluide(s) F1 et/ou F2 et/ou F3 dans le boîtier 6 est indépendant de la description qui précède en lien avec les figures.

Ainsi, concernant cette circulation des flux de fluide(s) F1 et/ou F2 et/ou F3, et qu’il y ait un tel flux (F1 ou F2), deux (F1 et F2) ou trois (F1,F2 et F3), on notera encore ce qui suit :
- en relation avec le flux de fluide F1 ; il s’agit donc d’un flux de fluide fusible dont la circulation est chargée, par ébullition ou vaporisation du flux de fluide F1 dans l’espace correspondant de la paroi 11 considérée, d’assurer l’évacuation de chaleur lors d’un emballement thermique d’une cellule et/ou d’un groupe de cellules,
- en relation avec le flux de fluide F2 ; il s’agit donc d’un flux de fluide dont la circulation est chargée d’assurer le maintien en état nominal des cellules 7 pendant leur fonctionnement (production électrique) :
-- refroidissement si elles chauffent,
-- chauffage si elles sont encore froides, car si une cellule doit fonctionner à trop basse température (pour une cellule Li-Ion, une température en fonctionnement comprise entre +10°C et +35°C est idéale ; en nominal, la plage de température autorisée en charge peut être considérée comme comprise entre 0 à +45°C, et –20°C à +60°C en décharge).

Ainsi, on pourra avoir intérêt à chauffer les cellules pour favoriser leur charge, si la température extérieure est de moins de 10°C, par exemple suite à un stationnement en période froide l’hiver.

Par abus de langage on se réfère toutefois et de façon générale, dans le présent texte, à un « circuit de refroidissement », car il est probable qu’un refroidissement soit plus fréquent qu’un chauffage.

Prévoir une circulation de flux de fluide thermique uniquement sous les cellules 7 comme déjà proposé sur certains véhicules est pourtant inapproprié (accessibilité, efficacité, maintenance insuffisantes…).

Le positionnement (comme dans l’invention) sur plusieurs côtés du boîtier, et donc des cellules, et qui peut en particulier être périmétrique (sur tout le contour fermé C1 figure 2 ou 21), de ce circuit de refroidissement, avec des parois 11 s’étendant typiquement, en périphérie extérieure du boîtier 6, doit permettre d’évacuer très efficacement la chaleur produite par les cellules. Il doit permettre notamment de traiter les points chauds présents près des connections 15.

Si ce positionnement périphérique, sur plusieurs côtés, est présent :
- sur (au moins) les deux faces latérales opposées de plus grandes longueurs des cellules, comme figure 2,
- ou dans un plan P2 perpendiculaire à un axe B1, ou à plusieurs axes B1 parallèles entre eux (comme figure 21) d’alignement des cellules 7 par leurs plus grandes faces 7b,7e,

il permet d’augmenter notablement la surface d’échange par rapport à une surface d’échange sous les cellules, et ce sans risque notable de flux de fluide compte tenu de la conception proposée.

Lors d’une recharge rapide (temps inférieur à 5 minutes par exemple), une puissance thermique par exemple de 20 kW devrait pouvoir être ainsi dissipée au niveau d’un groupe de cellules (un compartiment figure 2 ou 8), au lieu par exemple de 2 kW en usage nominal. Cette chaleur devrait pouvoir faire augmenter la température de l’ensemble du pack batterie 5, à un niveau de température supérieure à la température admissible pour un fonctionnement normal du pack. Des dispositifs tels que des éléments(ou plaques) chargés de MCP pourront(pourraient) permettre d’amortir cette augmentation de température par exemple de 3 à 10°C. Néanmoins en fin de recharge rapide, un système de refroidissement plus efficace des modules devient une nécessité :
-- via une température plus faible pour le flux de fluide de refroidissement F2 (ce qui implique modification des consignes de refroidissement et une perte d’efficacité du producteur de froid), et/ou
-- via une augmentation du débit (ce qui nécessite une pompe à débit variable et une consommation plus forte) et/ou
-- via une augmentation des surfaces d’échange.

Parmi les intérêts thermiques de la solution périphérique, sur plusieurs côtés, et en particulier périmétrique, proposée par l’invention, on peut noter :
- une meilleure homogénéisation des températures au sein de la cellule 7 lorsqu’il y a un tel refroidissement,
- une disponibilité de surface d’échange thermique importante : il peut être envisagé des plaques d’échange avec une conductivité thermique moins importante que celle de l’aluminium ou inox : composite, plastique, verre, avec certes une résistance thermique plus élevée ; mais ceci peut être compensé par une surface d’échange plus importante et un coefficient d’échange convectif plus important au sein du chemin de refroidissement, y compris notamment si des excroissances 26 sont présentes.

En relation avec le flux de fluide F3, il s’agit donc d’un flux de fluide dont la circulation peut être chargée d’assurer le maintien en température du compartiment 9/des cellules 7 pendant que les cellules ne fonctionnent pas (pas de production électrique). La circulation du flux de fluide F3 peut permettre de recharger thermiquement les plaques latérales de PCM 41a,41b, si elles existent.

Dans la solution de la figure 15, les cellules 7 prismatiques de la batterie 5 sont à bornes de connexion 15 latérales, ici repérées 15a (anode) et 15b (cathode).

Ces bornes de connexion 15 ne sont ni en face supérieure 7a, ni en face inférieure opposée, mais ici sur deux faces latérales opposées 7c,7d.

Ceci impose que les parois 11 fonctionnalisées du boîtier 6 de l’invention soient moins hautes (en l’espèce verticalement donc) que les cellules 7 : H3<H4 figure 15.

En ne s’étendant pas jusqu’au niveau de ces bornes de connexion 15 latérales, les parois 11 et les blocs de raccordement 31 ne vont pas interférer avec les bornes de connexion 15 qui les surplomberont donc, sur les deux côtés opposés les plus longs du boîtier 6 dans l’exemple illustré. Ceci permet de ne pas faire interférer les connexions électriques et la circulation du/des flux de fluide F1, F2 et/ou F3.

Figure 16, on a illustré un exemple où les cellules 7 de la batterie 5 sont cylindriques et à bornes de connexion 15 supérieures : Les deux bornes, ici repérées 15a (anode) et 15b (cathode), sont en face supérieure 7a de chaque cellule.

Figure 17, on a illustré un exemple où les cellules 7 de la batterie 5 sont encore cylindriques ; mais à bornes de connexion 15a et 15b l’une en face supérieure 7a, l’autre en face inférieure 7f :

Bien que les connexions électriques entre les cellules et avec le moteur 3 ne soient pas illustrées, on comprend que la batterie 5 est toujours, notamment dans les deux exemples des figures 16-17, dans son boîtier 6 fonctionnalisé.

Les parois 11 et les blocs de raccordement 31 sont situés latéralement par rapport aux faces opposées 7a,7f des cellules, pour là encore ne pas interférer avec les bornes de connexion 15.

Sur les figures 16-17, ledit autre flux de fluide F1 a été supposé présent en statique dans les parois 11. Les entrées et sorties du flux de fluide F2 dans et hors du boîtier 6 n’ont pas été illustrées.

Par contre, sur la figure 16, une entrée 23a et une sortie 23b du flux de fluide F2 en circulation dans une des parois 11 a été illustrée. Intérieurement, dans chaque paroi 11, la réalisation peut être comme illustré figure 17, c’est-à-dire comme figure 3 ou 7.

Une solution basculée de 90° autour d’un axe central A perpendiculaire au plan P (figure 18) du ou des panneaux 11 qui peuvent se succéder de façon coplanaire, comme schématisé figure 5 ou 6, est toutefois possible.

Dans ce cas, comme illustré figures 18, 19 et 20 :
- le flux de fluide F1 circulera « en série » et s’évacuera de panneau 11 en panneau 11 adjacent (flèches F1 figure 20), via les blocs de raccordement 31, tandis que :
- le flux de fluide F2 circulera « en parallèle » (chaque panneau 11 a son/ses évacuations ; flèche F2 figure 19).

Si, les parois 11 sont dressées, le flux de fluide F2 pourra circuler de bas en haut ou l’inverse (les flèches seraient alors vers le bas sur la figure 18). De même on peut avoir un parcours « en série » du flux de fluide F1 autre que celui de l’exemple de la figure 20.

Quoi qu’il en soit, on en attend une encore meilleure gestion thermique des cellules 7 grâce à un maintien du/des flux de fluides (F1,F2) à plus basse température durant une durée plus importante.

Ce qui précède peut bien sûr s’appliquer au cas des figures 21-22 où le véhicule roulant concerné, dont on a schématisé une partie du châssis horizontal, à savoir la plaque (horizontale) de fond 35, comprend un boîtier 6 comme ci-avant présenté (parois 11 sur plusieurs côtés avec notamment flux F1 et/ou F2) mais avec la particularité que l’une desdites parois du boîtier (11-11a sur la figure) qui renferme au moins un dit espace (17-17a1/17-17b1 sur la figure) est orientée, sur le véhicule, pour être disposée parallèlement audit châssis (à sa plaque de fond 35), face à lui.

Ainsi, le contour C1 est dans un plan P2 vertical et l’(les) axe(s) B1 de disposition alignées des cellules, par ligne, est horizontal.

Avec l’aide de cette figure (considérée uniquement comme exemple non limitatif), on notera que, si conformément à l’invention, le boîtier 6 entoure sur plusieurs côtés de ce boîtier (et donc des cellules 7) :
- lesdites cellules considérées toutes ensemble, ou
- les groupes de cellules 7 considérés tous ensemble,
il est possible que les parois 11 à intérieurs creux (donc à espace(s) 11 interne(s)) permettant qu’y soi(en)t présent(s) l’un au moins des fluides F1 et F2 soient organisées comme suit : l’une de ces parois (repérée 11-11e) est une paroi de fond, située dans un plan parallèle au plan P2.

Ainsi, les parois fonctionnalisées 11 pourront s’étendre dans trois plans perpendiculaires, ces parois étant adjacentes deux à deux, de façon que l’un et/ou l’autre des fluides F1 et F2 puisse si nécessaire passer d’une paroi 11 à la paroi 11 adjacente.

Dans la solution des figures 21 et 22, on pourra aussi noter :
- que chaque cellule 7 présente des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés (dont celui 7e) définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule 7, et
- que le périmètre C1 s’étend perpendiculairement auxdites plus grandes surfaces des cellules considérées toutes ensemble ou des groupes (ici des deux groupes) de cellules considérés tous ensemble.

Ceci peut permettre notamment une disposition performante des cellules :
- avec leurs faces de connexion (bornes 15) disposées face à face, d’une ligne à la ligne suivante, parallèlement au plan P2, les bornes 15 étant orientées vers le centre du boîtier où un volume libre 55 permet de mettre en place les câbles (non représentés) de raccordements électriques des cellules entre elles et avec le moteur électrique concerné,
- et avec leurs bords minces (côtés de plus petites surfaces 7a et 7f) allongés verticalement.

Une orientation dos à dos aurait été moins pratique.

De façon différente, dans la solution des figures 2, 13 et 15 :
- si chaque cellule 7 présente toujours des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés (7b,7e) définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule,
- le périmètre C1 passe autour desdites plus grandes surfaces des cellules considérées toutes ensemble ou les groupes de cellules considérés tous ensemble.

Comme déjà mentionné, ces deux solutions sont très performantes en termes de rendement thermique, de performance énergétique et/ou de compacité ou d’encombrement.

A cet égard, on pourra noter que dans les deux cas, chaque cellule 7 présente donc des côtés latéraux avec, parmi ces côtés, deux qui sont des côtés latéraux opposés (7b,7e) qui définissent les plus grandes surfaces de chaque cellule parallèlement auxquelles les cellules sont disposées dans le boîtier, suivant une ligne (figure 15) ou plusieurs lignes (figure 2 ou 13).

Concernant les parois 11 qui renferment lesdits espaces (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2…), est aussi à noter ce qui suit : ces parois présentent chacune deux bords minces allongés opposés (111a et 111b figure 7) qui s’étendent chacun :
- soit entre deux raccords 31 par lesquels deux dites parois 11 sont assemblées (comme figure 7),
- soit entre deux angles successifs du boîtier 6 (tels que les angles 57a et 57b figure 11) qui en limitent les côtés.

Dans ce dernier cas, le boîtier 6 pourrait être monobloc (à parois 11 intégrées ensemble, par exemple moulées toutes ensemble, le fond (11-11e figure 21) pouvant être lui aussi intégrés ou rapporté par fixation avec les autres parois)

Avec cette réalisation de paroi 11 à bords minces tels que 111a et 111b, les parois 11 concernées à espaces intérieurs (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2….) s’étendront favorablement chacune dans un plan (171 figure 3 et P3 figure 11) :
- perpendiculaire auxdits bords minces, et
- suivant lequel la paroi présente une surface S (voir hachures figure 11 et périmètre en traits alternés longs/courts figure 3).

La surface S est délimitée par lesdits deux bords minces 111a et 111b et :
-- soit lesdits deux angles successifs (tels que 57a et 57b) du boîtier,
-- soit lesdits deux raccords 31.

En outre, lesdits espaces (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) des parois du boîtier occupent l’essentiel des surfaces (S) de ces parois.

Autrement dit, pour une efficacité optimisée en termes de performance d’échange thermique, il est conseillé que lesdits espaces (17…) des parois du boîtier qui définissent des intérieurs creux respectifs dans ces parois :
- soient si volumineux qu’ils occupent l’essentiel au moins de l’intérieur desdites parois, et
- contiennent ledit au moins un flux de fluide (F1,F2), lequel est alors en échange thermique avec lesdites cellules, pour en adapter la température.

Ainsi, comme déjà mentionné, ces parois pourront être réalisées pour qu’y soit présent intérieurement un seul fluide F1 ou F2, ou deux fluides F1/F2.

Une autre solution est aussi à considérer. Deux exemples en sont illustrés figures 23 et 24.

Cette solution s’inspire en partie d’une réalisation en réseau de l’un au moins des espaces 17. En effet, dans la solution à excroissances intérieures 26, ces excroissances forment un réseau adapté pour que le flux de fluide F1 ou F2 puisse circuler dans l’espace 17 correspondant.

Ainsi, on ne trouvera pas nécessairement, en tant qu’espace 17 suffisamment volumineux pour occuper l’essentiel au moins de l’intérieur desdites parois 11 (donc de ladite surface S) , un espace unique, mais un espace en réseau ou compartimenté.

Dans la solution de la figure 23, on a remplacé l’une des plaques ou panneaux définissant la paroi, ici la plaque ou le panneau extérieur 170a, par une série 1700a de tubes 173. Que dans l’exemple ce soit sur les deux faces latérales opposés du panneau 11 (deux séries 1700a) ne change rien.

Si l’on s’intéresse à l’une de ces faces (ou à chaque face considérée en elle-même), les tubes 173 d’une série entière (comme celle sur l’avant figure 23) définissent tous ensemble une surface de passage du fluide F2 quasi équivalente aux cas précédents et qui aussi volumineuse que précitée : la série de tubes 173 s’étend sur quasiment toute ladite surface S. Tous les tubes 173 sont donc creux et s’étendent le long de la surface S précitée ; en l’espèce sur toute la longueur L des plaques restantes 170b,170c entre lesquelles un fluide F1 peut être présent, comme précédemment. Parallèles ou non entre eux, l’ensemble des tubes 173 d’une (de chaque) série formera une structure s’étendant parallèlement au plan commun précité 171 des plaques restantes de la paroi.

Si nécessaire, les extrémités de chaque tube 173 pourront être en liaison fluide avec les raccords 31 déjà présentés, pour qu’un tel panneau 11 puisse être raccordé à un autre panneau 11 identique adjacent.

La solution de la figure 24 diffère de celle de la figure 23 en ce qu’on a remplacé les trois plaques 170a,170b,170c de la première solution par deux séries 1700a,1700b adjacentes, placées l’une contre l’autre suivant le plan 171.

Chaque série permet de faire circuler l’un des fluides F2 (le plus à l’extérieur) et F1 (le plus à l’intérieur) et la série de tubes 173 y occupe quasiment l’équivalent de toute ladite surface S précédemment définie.

Entre les deux séries 1700b les plus centrales dans le plan 171 s’étend le panneau isolant thermique 29, pour placer cette solution comme parfaite alternative à celle de la figure 4, et équivalente à elle en termes de performance d’échanges thermiques avec les cellules 7 se dressant dans ce cas de part et d’autre, parallèlement au plan 171.

Les tubes 173 pourront être métalliques, par exemple en aluminium. Mais en fait qu’elle soit formée avec des plaques, des tubes ou autres, les parois 11 creuses seront en matériau polymère (plastique) ou métallique, voire composite, mais a priori sans MCP. En tant que matériau polymère, un intérêt a été marqué pour un élastomère. Comme composite, on peut notamment citer un composite à matrice organique (CMO) ou à matrice métallique (CMM). Métalliques, les parois seraient avantageusement thermiquement conductrices avec alors une conductivité λ supérieure à 1 W/mk, et même de préférence supérieure à 5, voire 10 W/mk, en fait supérieure à la conductivité λ de MCP pouvant être utilisés par ailleurs dans le boîtier 6.

S’ils s’étendent face à une plaque plane du boîtier (telle que 170b ou 170c dans la solution de la figure 23), ils pourront être fixés à elle, par exemple par collage ou soudage.

Dans la solution de la figure 24 à deux séries 1700a,1700b adjacentes de tubes, les séries peuvent être également fixées ensemble et à la plaque 29 en l’espèce, pour former un ensemble unitaire.

Si les tubes 173 d’une série sont verticaux, ils pourront présenter une extrémité inférieure à fond fermé 173a et contenir un fluide F1 qui se vaporisera le moment venu, s’il y a surchauffe d’une cellule adjacente.

Dans une situation de paroi 11 à deux fluides F1 et F2, que ce soit avec deux séries 1700a,1700b adjacentes de tubes ou avec une paroi 11 à double espaces internes (tels 17-17a1 et 17-17b1 et/ou 17-17a2 et 17-17b2) parallèles entre eux suivant le plan de cette paroi (tel le plan 171 figure 3), les circulations de ces deux fluides F1 et F2 dans la paroi seront de préférence croisées l’une par rapport à l’autre comme sur les dessins ; mais ceci n’est pas strictement impératif : on pourrait prévoir des flux parallèles (rectilignes ou coudés, en fonction de la manière par exemple de placer les rebords (27a1,27a2,2b1..) sur les plaques 170a,170b,170c dans une solution comparable à celle de la figure 4).

Claims

Ensemble comprenant :
- plusieurs cellules ou groupes de cellules (7) d’une batterie électrique (5), et
- un boîtier (6) contenant toutes lesdites cellules, le boîtier (6) comprenant périphériquement plusieurs côtés et une ou plusieurs parois (11) par côté, lesdites parois (11) renfermant chacune au moins un espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) où peut être présent au moins un flux de fluide (F1,F2) adapté à être en échange thermique avec les cellules, pour leur gestion thermique, le boîtier entourant sur plusieurs côtés :
- lesdites cellules (7) considérées toutes ensemble, ou
- les groupes de cellules (7) considérés tous ensemble.
Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le boîtier (6) présente un périmètre (C1) et entoure entièrement, suivant ledit périmètre, les cellules (7) considérées toutes ensemble ou les groupes de cellules (7) considérés tous ensemble.
Ensemble selon la revendication 2, dans lequel :
- chaque cellule présente des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés (7b,7e) définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule (7), et
- le périmètre (C1) passe autour desdites plus grandes surfaces des cellules considérées toutes ensemble ou les groupes de cellules (7) considérés tous ensemble.
Ensemble selon la revendication 2, dans lequel :
- chaque cellule présente des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés (7b,7e) définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule (7), et
- le périmètre (C1) s’étend perpendiculairement auxdites plus grandes surfaces des cellules considérées toutes ensemble ou les groupes de cellules (7) considérés tous ensemble.
Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque cellule présentant des côtés latéraux, parmi ces côtés deux sont des côtés latéraux opposés (7b,7e) qui définissent les plus grandes surfaces de chaque cellule (7) parallèlement auxquelles les cellules sont disposées dans le boîtier, suivant une ou plusieurs lignes.
Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel :
- chaque cellule présente des bornes (15) de connexions électriques,
- chaque cellule présentant des côtés latéraux, parmi ces côtés deux sont des côtés latéraux opposés (7b,7e) qui définissent les plus grandes surfaces de chaque cellule (7) parallèlement auxquelles les cellules sont disposées dans le boîtier, suivant plusieurs lignes,
- et les cellules sont disposées avec les bornes (15) de connexions électriques face à face, ou dos à dos, d’une ligne à la ligne suivante.
Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel :
- chaque cellule présente des bornes (15) de connexions électriques, et
- lesdites parois (11) renfermant chacune au moins un espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) s’étendent de façon décalée par rapport aux bornes (15) de connexions électriques des cellules, de façon à s’étendre, au plus près :
- soit le long de côtés latéraux de cellules dépourvus de dites bornes (15) de connexions électriques,
- soit jusqu’en deçà des bornes (15) de connexions électriques, sur des côtés latéraux de cellules présentant lesdites bornes (15) de connexions électriques.
Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
- les parois (11) qui renferment lesdits espaces (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) présentent chacune deux bords minces allongés opposés qui s’étendent chacun :
-- soit entre deux angles successifs du boîtier qui en limitent les côtés,
-- soit entre deux raccords par lesquels deux dites parois sont assemblées,
- les parois (11) qui renferment lesdits espaces (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) s’étendent chacune dans un plan perpendiculaire auxdits bords minces et suivant lequel la paroi présente une surface (S) délimitée par lesdits deux bords minces et :
-- soit lesdits deux angles successifs du boîtier,
-- soit lesdits deux raccords, et
- lesdits espaces (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) des parois du boîtier occupent l’essentiel des surfaces (S) de ces parois.
Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel :
- chaque cellule présente des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés (7b,7e) définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule (7), et,
- dans une dite paroi (11) qui s’étend face à un dit côté latéral d’au moins une dite cellule, ledit au moins un espace comprend au moins un premier espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ) et au moins un deuxième espace (17 ; 17-17b1, 17-17b2):
-- qui s’étendent dans deux plans parallèles l’un à l’autre et audit côté latéral de ladite au moins une cellule face à laquelle s’étend ladite paroi (11) du boîtier,
-- qui sont séparés par au moins une cloison, de façon à ne pas communiquer entre eux,
-- et qui sont adaptés pour qu’y soient présents, en tant que dit au moins un flux de fluide (F1,F2) et au même moment ou à des moments différents de fonctionnement des cellules, respectivement un premier flux de fluide (F2), présent dynamiquement pour circuler dans un état nominal de fonctionnement des cellules, et un second flux (F1) vaporisable, issu du même flux de fluide ou d’un flux de fluide différent et adapté à être vaporisé dans ledit deuxième espace (17 ; 17-17b1, 17-17b2), en cas de surchauffe d’au moins une dite cellule.
Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, dans le boîtier :
- les cellules étant réparties en plusieurs groupes de cellules, l’une au moins desdites parois (11) qui renferme au moins un dit espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) s’étend entre deux groupes de cellules, à la manière d’une cloison interne du boîtier, et
- ledit espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) de ladite cloison interne communique avec desdits espaces d’autres dites parois du boîtier, pour que ledit au moins un flux de fluide (F1,F2) puisse circuler d’un espace à l’autre.
Véhicule comprenant un ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Véhicule roulant :
- comprenant un ensemble selon la revendication 2, seule ou en combinaison avec l’une quelconque des revendications 3 à 10, et
- qui présente un châssis horizontal adapté à être en appui sur un sol défini comme horizontal,
l’une desdites parois du boîtier qui renferment chacune au moins un espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) étant disposée parallèlement audit châssis ( ), face à lui.
Véhicule selon la revendication 11 ou 12, dans lequel lesdits espaces (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) des parois du boîtier, qui définissent des intérieurs creux respectifs dans ces parois :
- sont si volumineux qu’ils occupent l’essentiel au moins de l’intérieur desdites parois, et
- contiennent ledit au moins un flux de fluide (F1,F2), lequel est alors en échange thermique avec lesdites cellules, pour en adapter la température.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel, dans le boîtier :
- les cellules étant réparties dans le boîtier en plusieurs groupes de cellules, l’une au moins desdites parois (11) renfermant chacune au moins un dit espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) s’étend entre deux groupes de cellules, comme une cloison interne du boîtier, et
- ledit espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) de ladite cloison interne communique avec desdits espaces d’autres dites parois du boîtier, pour que ledit au moins un flux de fluide (F1,F2) circule, à un moment, d’un espace à un autre espace d’une dite autre paroi.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel :
- chaque cellule présente des côtés latéraux parmi lesquels deux côtés latéraux opposés (7b,7e) définissant les plus grandes surfaces de chaque cellule (7), et,
- dans une dite paroi (11) qui s’étend face à un dit côté latéral d’au moins une dite cellule, ledit au moins un espace comprend au moins un premier espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ) et au moins un deuxième espace (17 ; 17-17b1, 17-17b2) :
-- qui s’étendent suivant deux surfaces parallèles l’une à l’autre et audit côté latéral de ladite au moins une cellule face à laquelle s’étend ladite paroi (11) du boîtier,
-- qui sont séparés par au moins une cloison, de façon à ne pas communiquer entre eux, et
-- qui contiennent, en tant que dit au moins un flux de fluide (F1,F2) et au même moment ou à des moments différents de fonctionnement des cellules, respectivement un premier flux de fluide (F2), présent dynamiquement pour circuler dans un état nominal de fonctionnement des cellules, et un second flux (F1) vaporisable, issu du même flux de fluide ou d’un flux de fluide différent, adapté à être vaporisé dans ledit deuxième espace (17 ; 17-17b1, 17-17b2), en cas de surchauffe d’au moins une dite cellule qui ne fonctionne alors plus de façon nominale.
Véhicule selon la revendication 15, dans lequel, les cellules présentant l’état nominal suivant une première gamme de températures inférieure à un seuil de température à partir duquel elles surchauffent ou s’altèrent, ledit flux de fluide (F1) qui est contenu dans le deuxième espace (17 ; 17-17b1, 17-17b2 ) d’au moins une dite paroi disposée de façon adjacente à au moins une cellule (7) qui surchauffe est effectivement présent dans ce deuxième espace :
- soit tant dans l’état nominal des cellules que lors de la surchauffe ou de l’altération,
- soit uniquement lors de ladite surchauffe ou de l’altération.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 15 à 16 dans lequel, dans le deuxième espace, ledit flux de fluide (F1) est un flux de fluide apte, à pression ambiante, à changer de phase.
Véhicule selon l’une des revendications 15 à 17, dans lequel :
- ledit flux de fluide (F1) est présent dans le deuxième espace (17 ; 17-17b1, 17-17b2), dans l’état de surchauffe d’au moins une dite cellule avec laquelle il est en échange thermique, de façon qu’à un seuil de température de ladite au moins une cellule ledit flux de fluide (F1) atteigne sa température de vaporisation, et
- le deuxième espace est ouvert (33), pour permettre une évacuation dudit flux de fluide (F1) vaporisé hors de la dite paroi.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 15 à 18 dans lequel, pour ladite présence dynamique, circulante du premier flux de fluide (F2), le premier espace (17 ; 17-17a1) communique, dans la paroi qui le contient, avec une entrée et une sortie de flux de fluide, dont l’une est raccordée à une pompe (53) ou un ventilateur, assurant une circulation forcée du flux de fluide (F2) dans la paroi.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 11 à 19, dans lequel certaines au moins desdites parois du boîtier qui renferment chacune au moins un espace (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) sont entourées par au moins une paroi périphérique (37) :
- contenant un matériau à changement de phase (MCP) dans une matrice rigide structurante, et
- traversée par des canaux (17-17c) dans lesquels un flux de fluide (F3) peut circuler de façon à permettre de régénérer le MCP le moment venu.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 11 à 20 :
- dans lequel les cellules présentent un état nominal suivant une première gamme de températures inférieure à un seuil de température à partir duquel elles surchauffent ou s’altèrent, et
- qui comprend en outre :
-- un circuit d’alimentation (25a) et d’évacuation en flux de fluide (F2) de certains au moins desdits espaces (17 ; 17-17a1, 17-17a2 ; 17-17b1, 17-17b2) des parois du boîtier,
-- et une unité de contrôle (49) qui commande l’alimentation en dit flux de fluide (F2) en entrée et/ou l’évacuation dudit flux de fluide en sortie, pour que ledit flux de fluide (F2) circule dans lesdits espaces (17 ;17-17a1,17-17a2), alors que les cellules fonctionnent dans l’état nominal.