FR3110778A1 - Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie - Google Patents

Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie Download PDF

Info

Publication number
FR3110778A1
FR3110778A1 FR2005226A FR2005226A FR3110778A1 FR 3110778 A1 FR3110778 A1 FR 3110778A1 FR 2005226 A FR2005226 A FR 2005226A FR 2005226 A FR2005226 A FR 2005226A FR 3110778 A1 FR3110778 A1 FR 3110778A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
circuit
battery
plate
support part
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2005226A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3110778B1 (fr
Inventor
Frédéric Greber
Christophe Tournier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Systemes dEchappement SAS
Original Assignee
Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Faurecia Systemes dEchappement SAS filed Critical Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority to FR2005226A priority Critical patent/FR3110778B1/fr
Publication of FR3110778A1 publication Critical patent/FR3110778A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3110778B1 publication Critical patent/FR3110778B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H01M50/26—Assemblies sealed to each other in a non-detachable manner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/06—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being attachable to the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0325—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/035—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie La batterie (1) comporte : - un étage inférieur (3) comprenant une enveloppe inférieure (7) étanche ayant une partie de support inférieure (23) et un couvercle inférieur (25); - un étage supérieur (11) comprenant une enveloppe supérieure (15) étanche et un échangeur de chaleur supérieur (19), l’enveloppe supérieure (15) comprenant une partie de support supérieure (35) et un couvercle supérieur (37);l’échangeur de chaleur supérieur (19) comprenant une plaque (47) interposée entre le couvercle inférieur (25) et la partie de support supérieure (35), et un circuit supérieur (49) prévu pour la circulation d’un fluide caloporteur, le circuit supérieur (49) étant délimité par la plaque (47), le couvercle inférieur (25) et la partie de support supérieure (35). Figure pour l'abrégé : 1

Description

Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie
L’invention concerne en général les batteries de stockage d’électricité, et plus particulièrement les batteries de stockage d’électricité pour véhicules automobiles.
Les batteries équipant les véhicules propulsés par un moteur électrique se trouvent typiquement sous le plancher de ces véhicules. Ces batteries sont de grande taille car elles comportent de nombreuses cellules pour offrir une capacité de stockage suffisante.
Dans certains cas, si toutes les cellules de stockage d’électricité sont disposées à un même niveau, elles occupent une surface telle qu’il n’est pas possible de les disposer sous le plancher du véhicule.
Il est possible dans ce cas de disposer les cellules de stockage d’électricité en deux niveaux, les unes au-dessus des autres.
Une possibilité d’agencement dans cas est de placer les deux niveaux de cellules à l’intérieur de l’enveloppe étanche de la batterie. Les cellules du niveau inférieur sont disposées sur le fond de l’enveloppe. Les cellules du niveau supérieur sont fixées par exemple sur une plaque montée sur des pilotis, ou sont fixées sur une structure dédiée en tôle pliée. Une autre possibilité est de monter les cellules du niveau supérieur sur une structure en aluminium extrudé.
Les cellules du niveau supérieur doivent être refroidies, de manière à évacuer la chaleur générée pendant le fonctionnement de la batterie. Il est possible par exemple d’équiper le plateau sur lequel sont fixées les cellules supérieures d’un échangeur fait de deux plaques délimitant entre elles un passage pour le liquide de refroidissement. Alternativement, les cellules peuvent être fixées sur l’échangeur lui-même, celui-ci étant fixé sur une structure de support reposant sur le fond de l’enveloppe.
Ces différentes solutions techniques ont comme inconvénient de positionner l’échangeur à l’intérieur de l’enveloppe étanche. En cas de fuite au niveau de l’échangeur, le liquide de refroidissement s’épanchera dans l’enveloppe étanche, créant un risque significatif de court-circuit.
Dans ce contexte, l’invention vise à proposer une batterie de stockage d’électricité qui ne présente pas le défaut ci-dessus.
A cette fin, l’invention porte sur une batterie de stockage d’électricité, comprenant :
- un étage inférieur comprenant une pluralité de cellules inférieures de stockage d’électricité et une enveloppe inférieure étanche délimitant intérieurement un volume interne inférieur dans lequel sont placées les cellules inférieures de stockage d’électricité, l’enveloppe inférieure comprenant une partie de support inférieure et un couvercle inférieur fixés l’un à l’autre de manière étanche ;
- un étage supérieur placé au-dessus de l’étage inférieur, l’étage supérieur comprenant une pluralité de cellules supérieures de stockage d’électricité, une enveloppe supérieure étanche délimitant intérieurement un volume interne supérieur dans lequel sont placées les cellules supérieures de stockage d’électricité, et un échangeur de chaleur supérieur configuré pour refroidir les cellules supérieures de stockage d’électricité, l’enveloppe supérieure comprenant une partie de support supérieure et un couvercle supérieur fixés l’un à l’autre de manière étanche ;
l’échangeur de chaleur supérieur comprenant une plaque interposée entre le couvercle inférieur et la partie de support supérieure, et un circuit supérieur prévu pour la circulation d’un fluide caloporteur, le circuit supérieur étant délimité par la plaque, le couvercle inférieur et la partie de support supérieure.
La plaque permet de fixer commodément et de manière étanche le couvercle inférieur et la partie de support supérieure l’un à l’autre. Ceci permet de constituer de manière commode un échangeur de chaleur desservant l’étage supérieur de la batterie de stockage d’électricité.
Le fluide caloporteur circule dans cet échangeur de chaleur supérieur le long d’un circuit supérieur qui est situé entièrement à l’extérieur de l’enveloppe inférieure et entièrement à l’extérieur de l’enveloppe supérieure. En cas de fuite de liquide caloporteur, il n’y a aucun risque que le fluide pénètre à l’intérieur de l’une des deux enveloppes. Les risques de court-circuit sont alors écartés.
L’évacuation de la chaleur est particulièrement efficace, puisque la partie de support supérieure délimite directement l’échangeur de chaleur supérieur. La partie de support supérieure est donc directement en contact du fluide caloporteur circulant dans l’échangeur de chaleur supérieur.
La batterie peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la plaque comprend un cadre externe à contour fermé directement fixé contre la partie de support supérieure et directement fixé contre le couvercle inférieur ;
-l’étage inférieur et l’étage supérieur sont fixés l’un à l’autre uniquement par l’intermédiaire de la plaque ;
- la batterie comprend au moins une fixation externe, distincte de la plaque, raccordant de manière rigide l’étage inférieur et l’étage supérieur l’un à l’autre ;
- l’échangeur de chaleur supérieur comprend une entrée supérieure de fluide caloporteur communiquant fluidiquement avec le circuit supérieur et une sortie supérieure de fluide caloporteur communiquant fluidiquement avec le circuit supérieur, l’entrée supérieure de fluide caloporteur et la sortie supérieure de fluide caloporteur étant portées par la plaque ;
- la plaque présente une zone en saillie au-delà du couvercle inférieur, ladite zone en saillie portant l’entrée supérieure de fluide caloporteur et la sortie supérieure de fluide caloporteur;
- l’étage inférieur comprend un échangeur de chaleur inférieur en contact thermique avec la partie de support inférieure, l’échangeur de chaleur inférieur comprenant un premier circuit inférieur communiquant fluidiquement avec l’entrée supérieure de fluide caloporteur et un deuxième circuit inférieur communiquant fluidiquement avec la sortie supérieure de fluide caloporteur;
- le premier circuit inférieur a une sortie intermédiaire de fluide caloporteur directement raccordée par un premier conduit externe à l’entrée supérieure de fluide caloporteur et/ou le deuxième circuit inférieur a une entrée intermédiaire de fluide caloporteur directement raccordée par un second conduit externe à la sortie supérieure de fluide caloporteur;
- la partie de support supérieure présente un fond supérieur, le circuit supérieur étant délimité par une zone du fond supérieur convexe vers le volume interne supérieur et concave vers le circuit supérieur.
Selon un second aspect, l’invention porte sur un véhicule automobile comprenant une batterie ayant les caractéristiques ci-dessus.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue d’une batterie de stockage d’électricité conforme à l’invention, en perspective, éclatée ;
- la figure 2 est une vue en perspective et en coupe de la batterie de la figure 1, à l’état assemblé ;
- la figure 3 est une vue en plan et en coupe d’une partie de la batterie des figures 1 et 2 ;
- la figure 4 est une vue en plan et en coupe de la batterie des figures 1 et 2 ;
- la figure 5 est une vue de dessus montrant le niveau inférieur et la plaque intermédiaire de la batterie des figures 1 et 2 ; et
- la figure 6 est une vue de dessus montrant le niveau inférieur et la partie de support du niveau supérieur.
La batterie 1 représentée sur les figures 1 à 4 est destinée au stockage de l’électricité.
Elle est destinée à équiper un véhicule automobile, typiquement une voiture, un bus ou un camion.
Le véhicule est par exemple un véhicule propulsé par un moteur électrique, le moteur étant alimenté électriquement par la batterie électrique. En variante, le véhicule est de type hybride, et comporte ainsi un moteur thermique et un moteur électrique alimenté électriquement par la batterie électrique. Selon encore une autre variante, le véhicule est propulsé par un moteur thermique, la batterie électrique étant prévue pour alimenter électriquement d’autres équipements du véhicule, par exemple le démarreur, les feux, etc…
Comme visible sur les figures 1 et 2, la batterie 1 comporte un étage inférieur 3, comprenant lui-même une pluralité de cellules inférieures de stockage d’électricité 5 et une enveloppe inférieure 7 étanche délimitant intérieurement un volume interne inférieur 9 dans lequel sont placées les cellules inférieures de stockage d’électricité 5.
La batterie de stockage d’électricité 1 comporte encore un étage supérieur 11, placé au-dessus de l’étage inférieur 3.
Dans la présente description, les termes supérieur, inférieur, haut, bas sont entendus relativement à une direction verticale sensiblement perpendiculaire au plan de roulement du véhicule.
L’étage supérieur 11 comprend une pluralité de cellules supérieures de stockage d’électricité 13, une enveloppe supérieure 15 étanche délimitant intérieurement un volume interne supérieur 17 dans lequel sont placées les cellules supérieures de stockage d’électricité 13, et un échangeur de chaleur supérieur 19 configuré pour refroidir les cellules supérieures de stockage d’électricité 13.
La batterie 1 comprend typiquement un grand nombre de cellules de stockage d’électricité 5, 13.
Les cellules de stockage d’électricité 5, 13 sont de tout type adapté : lithium-ion polymère (Li-Po), lithium-fer-phosphate (LFP), lithium-cobalt (LCO), lithium-manganèse (LMO), nickel-manganèse-cobalt (NMC), ou encore sont des cellules de type NiMH (nickel metal hydrure en anglais).
Les cellules de stockage d’électricité 5, 13 sont des cellules prismatiques, ou en variante sont des cellules de type poche.
Les cellules de stockage d’électricité 5, 13 sont distribuées dans un ou plusieurs modules 21, typiquement dans plusieurs modules 21. Chaque module 12 comporte une pluralité de cellules de stockage d’électricité 5, 13, solidaires les unes des autres et équipées de conducteurs raccordant électriquement les cellules les unes aux autres.
Dans l’exemple représenté sur les figures, l’étage inférieur 3 comporte dix modules 21, et l’étage supérieur 11 comporte deux modules 21.
En variante, la batterie comporte un nombre différent de modules, à l’étage inférieur 3 et/ou à l’étage supérieur 11.
Le nombre de modules 21 est fonction de la capacité souhaitée pour la batterie 1.
L’étage inférieur 3 est typiquement agencé comme décrit dans la demande déposée sous le numéro FR 1907192.
L’enveloppe inférieure 7 comprend une partie de support inférieure 23 et un couvercle inférieur 25 fixés l’un à l’autre de manière étanche.
La partie de support inférieure 23 a typiquement la forme d’un bac.
Elle a une forme concave vers l’intérieur de l’enveloppe 7. Elle comporte ainsi un fond inférieur 27, et un bord dressé 29 s’étendant à partir du fond inférieur vers le couvercle inférieur 25. Le bord dressé 29 est à contour fermé et s’étend sur tout le pourtour du fond inférieur 27.
La partie de support inférieure 23 est avantageusement venu de matière, de préférence venu d’emboutissage. Ainsi, elle est parfaitement étanche. Les cellules telles que décrites ne peuvent fuir. La partie de support inférieure 23 interdit toute fuite du liquide de refroidissement vers l’intérieur du volume interne inférieur 9.
Le couvercle inférieur 25 présente un toit inférieur 31, et un bord périphérique 33, à contour fermé, s’étendant à partir du toit 31 vers la partie de support inférieure 23.
Le bord périphérique 33 entoure entièrement le toit inférieur 31.
Typiquement, le fond inférieur 27 et le toit inférieur 31 sont sensiblement plats.
Ils présentent sensiblement la même forme, et sont exactement superposés l’un au-dessus de l’autre.
Le bord dressé 29 et le bord périphérique 33 sont raccordés de manière étanche l’un avec l’autre par l’intermédiaire de collerettes respectives. Ils sont fixés l’un à l’autre par tout moyen adapté, de manière étanche.
En alternative, la partie de support inférieure 23 ne comporte pas un bord dressé mais uniquement un fond inférieur 27. Dans cette alternative, le bord périphérique 33 du couvercle inférieur 25 repose directement sur le fond inférieur 27 de la partie de support inférieure 23. Le bord périphérique 33 et le fond inférieur 27 sont fixés l’un à l’autre par tout moyen adapté, de manière étanche.
Selon une autre alternative, la partie de support inférieure 23 présente une forme de bac, et le couvercle inférieur 25 ne comporte que le toit inférieur 31, sans bord périphérique 33.
L’enveloppe supérieure 15 est constituée de la même façon que l’enveloppe inférieure 7.
Elle comprend une partie de support supérieure 35 et un couvercle supérieur 37, fixés l’un à l’autre de manière étanche.
La partie de support supérieure 35 a typiquement une forme de bac. Elle comporte un fond supérieur 39 et un bord dressé 41 s’étendant à partir du fond supérieur 39 vers le couvercle supérieur 37. Le bord dressé 41 est à contour fermé, et entoure entièrement le fond supérieur 39.
La partie de support supérieure 35 est venue de matière, de préférence venue d’emboutissage.
Le couvercle supérieur 37 comporte un toit supérieur 43 et un bord périphérique 45 s’étendant à partir du toit supérieur 43 vers la partie de support supérieure 35. Le bord périphérique 45 est à contour fermé et entoure entièrement le toit supérieur 43.
Le bord dressé 41 et le bord périphérique 45 sont en contact l’un avec l’autre sur toute leur périphérie par des collerettes respectives. Les collerettes sont fixées l’une à l’autre de manière étanche, par tous moyens adaptés.
Le fond supérieur 39 et le toit supérieur 43 ont sensiblement la même forme, et sont exactement superposés l’un au-dessus de l’autre.
Comme précédemment, en alternative, la partie de support supérieure 35 ne comporte pas un bord dressé mais uniquement le fond supérieur 39. Dans cette alternative, le bord périphérique 45 du couvercle supérieur 37 repose directement sur le fond supérieur 39 de la partie de support supérieure 35. Le bord périphérique 45 et le fond supérieur 39 sont fixés l’un à l’autre par tout moyen adapté, de manière étanche.
Selon une autre alternative, la partie de support supérieure 35 présente une forme de bac, et le couvercle supérieur 37 ne comporte que le toit supérieur 43, sans bord périphérique 45.
L’enveloppe inférieure 7 et l’enveloppe supérieure 15 sont typiquement réalisées en acier ou en acier inoxydable, ou alternativement en un alliage d’aluminium.
Les cellules inférieures de stockage d’électricité 5 sont toutes disposées à un même niveau, et reposent sur le fond inférieur 27.
De même, les cellules de stockage d’électricité supérieures 13 sont toutes disposées à un même niveau et reposent sur le fond supérieur 39.
L’échangeur de chaleur supérieur 19 est en contact thermique directement avec la partie de support supérieure 35.
L’échangeur de chaleur supérieur 19 comprend une plaque 47 interposée entre le couvercle inférieur 25 et la partie de support supérieure 35 (figure 5), et un circuit supérieur 49 (figure 2) prévu pour la circulation d’un fluide caloporteur. Le circuit supérieur 49 est délimité par la plaque 47, le couvercle inférieur 25 et la partie de support supérieure 35.
La plaque 47 est une plaque métallique, sensiblement plane, de faible épaisseur. Elle présente une épaisseur comprise entre 0,6 mm et 2 mm, de préférence entre 0,8 mm et 1,5 mm, encore plus préférentiellement sensiblement égale à 1,2 mm, et idéalement égale à 1,2 mm.
Elle est typiquement dans le même matériau que l’enveloppe inférieure 7 et l’enveloppe supérieure 15.
La plaque 47 s’étend sensiblement dans un plan perpendiculaire à la direction verticale.
La plaque 47 comprend un cadre externe 51 à contour fermé, directement fixé contre la partie de support supérieure 35 et directement fixé contre le couvercle inférieur 25.
Le cadre externe 51 délimite intérieurement un vide 53 dans lequel est formé le circuit supérieur 49.
Le cadre externe 51 présente un côté élargi 55.
Il comporte encore une langue 57 s’étendant dans le vide 53 à partir du côté élargi 55.
De ce fait, le circuit supérieur 49 présente une forme en U, comme visible sur la figure 5.
Le cadre externe 51 est plaqué contre le couvercle inférieur 25 par une grande face.
Plus précisément, il est plaqué contre le toit inférieur 31.
Le cadre externe 51 est plaqué contre la partie de support supérieure 35 par sa grande face opposée.
Plus précisément, il est plaqué contre le fond supérieur 39.
La plaque 47 présente une zone 59 en saillie au-delà du couvercle inférieur 25. Ladite zone 59, plus précisément, fait saillie au-delà du toit inférieur 31 et n’est pas plaquée contre le toit inférieur 31. La zone en saillie 59 est une partie du côté élargi 55.
Il est à noter que la partie de support supérieure 35, notamment le fond supérieur 39, présente une forme et des dimensions sensiblement similaires à celles de la plaque 47. Le fond supérieur 39 fait saillie au-delà du couvercle inférieur 25, dans un plan horizontal.
La plaque 47 se superpose exactement au fond supérieur 39, ce qui permet au circuit supérieur 49 de refroidir toutes les cellules supérieures de stockage d’électricité 13.
Le cadre externe 51 est rigidement fixé au couvercle inférieur 25 par une ligne de soudure à contour fermé 61.
La ligne de soudure à contour fermé 61 est typiquement réalisée au laser. Elle assure l’étanchéité au fluide caloporteur entre la plaque 47 et le couvercle inférieur 25.
Comme visible sur la figure 5, la ligne de soudure à contour fermé 61 suit le bord du vide 53, et est située à courte distance le long dudit bord. La zone en saillie 59 est située à l’extérieur de la ligne de soudure à contour fermé 61.
La langue 57 est elle aussi rigidement fixée au couvercle inférieur 25 par une ligne de soudure 63. La ligne de soudure 63 assure l’étanchéité au fluide le long de la langue 57. La ligne de soudure 63 se raccorde par une extrémité à la ligne de soudure à contour fermé 61.
Le fond supérieur 39 présente une zone 65 convexe vers le volume interne supérieur 17 et concave vers le circuit supérieur 49.
La zone convexe 65 occupe le centre du fond supérieur 39. Elle délimite le circuit supérieur 49 vers le haut.
Le fond supérieur 39 présente, autour de la zone convexe 65, un chemin 67 à contour fermé s’inscrivant dans un plan. Ledit plan est décalé vers le bas, c’est-à-dire vers le niveau inférieur, par rapport à la zone convexe 65.
Le cadre externe 51 de la plaque 47 est plaqué directement contre le chemin 67.
La partie de support supérieure 35 est rigidement fixée à la plaque 47 par une autre ligne de soudure à contour fermé 69.
L’autre ligne de soudure à contour fermé 69 solidarise le chemin 67 au cadre externe 51. Elle suit le bord extérieur du cadre externe 51.
Ainsi, la ligne de soudure 61 passe le long d’un bord interne du côté élargi 55, jouxtant le vide 53. La ligne de soudure 69 passe le long d’un bord extérieur du côté élargi 55, située à l’opposé du vide 53.
Le fond supérieur 39 présente encore un autre chemin 71, s’inscrivant dans le même plan que le chemin à contour fermé 67. Le chemin 71 est superposé à la langue 57. Il est plaqué contre la langue 57 et solidarisé à la langue 57 par une ligne de soudure supplémentaire 73. Cette ligne de soudure supplémentaire 73 est étanche au fluide caloporteur.
La zone convexe 65 est en creux par rapport au plan dans lequel s’inscrivent les chemins 67 et 71.
Le chemin 71, à une de ses extrémités, se raccorde à l’autre ligne de soudure à contour fermé 69.
Selon une première variante de réalisation, l’étage inférieur 3 et l’étage supérieur 11 sont fixés l’un à l’autre uniquement par l’intermédiaire de la plaque 47.
On entend par là que l’étage inférieur et l’étage supérieur ne sont pas directement fixés l’un à l’autre, mais sont fixés l’un à l’autre seulement par les lignes de soudure solidarisant le fond inférieur à la plaque, et le couvercle supérieur à la plaque.
Selon une autre variante de réalisation, visible sur les figures 1 à 3, la batterie 1 comporte au moins une fixation externe 75, distincte de la plaque 47, raccordant de manière rigide l’étage inférieur 3 et l’étage supérieur 11 l’un à l’autre.
Dans ce cas, la batterie 1 comprend de préférence plusieurs fixations externes 75.
Les fixations externes 75 sont par exemple des pattes rigides.
Dans l’exemple représenté sur la figure 3, chaque fixation externe 75 comporte trois profilés 77 assemblés en triangle, une plaque 79 de fixation à l’étage supérieur 11, et deux pieds 81 de fixation à l’étage inférieur 3. La plaque de fixation 79 est par exemple soudée sur le couvercle supérieur 37, typiquement sur le toit supérieur 43. En variante, elle est fixée sur les collerettes le long desquelles le bord périphérique 45 et le bord dressé 41 sont en contact l’un avec l’autre.
Les pieds 81 sont par exemple rigidement fixés sur la plaque de support de l’étage inférieur 3 de la batterie 1. Cette plaque sera décrite plus loin.
Avantageusement, la fixation externe 75 porte des plots 83 de fixation au châssis du véhicule (figures 3 et 4).
Selon un autre exemple (figure 4), la fixation externe, à la place des profilés 77 assemblés en triangle, comporte des profilés en V, l’un des profilés portant la plaque 79 et l’autre le ou les pieds 81.
L’échangeur de chaleur supérieur 19 comprend une entrée supérieure de fluide caloporteur 85 et une sortie supérieure de fluide caloporteur 87, communiquant l’un et l’autre fluidiquement avec le circuit supérieur 49. L’entrée supérieure de fluide caloporteur 85 et la sortie supérieure de fluide caloporteur 87 sont portées par la plaque 47.
Ainsi, le circuit supérieur 49 peut être réalisé sans passer à aucun moment à l’intérieur de l’enveloppe inférieure 7 ou à l’intérieur de l’enveloppe supérieure 15.
Plus précisément, et comme visible sur les figures 4 et 5, la zone en saillie 59 de la plaque 47 porte l’entrée supérieure de fluide caloporteur 85 et la sortie supérieure de fluide caloporteur 87.
L’entrée supérieure et la sortie supérieure 85, 87 sont ainsi réalisés sans interférence avec l’enveloppe inférieure 7.
L’entrée supérieure de fluide caloporteur 85 et la sortie supérieure de fluide caloporteur 87 sont des trous traversant réalisés dans la zone en saillie 59 de la plaque 47.
Le fond supérieur 39 est conformé pour mettre en communication fluidique l’entrée supérieure de fluide caloporteur 85 et la sortie supérieure de fluide caloporteur 87 avec le vide 53. On voit en effet sur les figures 4 et 6 que la zone convexe 65 délimitée dans le fond supérieur 39 s’étend jusqu’à l’entrée supérieure 85 et la sortie supérieure 87, et recouvre ceux-ci.
La figure 6 met bien en évidence que la zone convexe 65 se prolonge au-delà du couvercle inférieur 25.
La plaque 47 porte des piquages 89, 91, communiquant respectivement avec l’entrée supérieure de fluide caloporteur 85 et la sortie supérieure de fluide caloporteur 87 (figure 4).
Comme visible sur les figures 1, 2 et 3, l’étage inférieur 3 comprend un échangeur de chaleur inférieur 93, en contact thermique avec la partie de support inférieure 23.
L’échangeur de chaleur inférieur 93 est prévu pour refroidir les cellules inférieures de stockage d’électricité 5, qui reposent sur le fond inférieur 27.
L’échangeur de chaleur inférieur 93 est placé sous le fond inférieur 27.
Cet échangeur de chaleur inférieur 93 est constitué de préférence comme décrit dans FR 1907192. Il comporte une plaque rigide non référencée mais visible sur les figures 1 à 4, le fluide caloporteur circulant entre la plaque et le fond inférieur 27.
Le fluide caloporteur est donc en contact direct avec le fond inférieur 27.
L’échangeur de chaleur inférieur 93 comprend une entrée inférieure de fluide caloporteur 95 et une sortie inférieure de fluide caloporteur 97. L’entrée inférieure de fluide caloporteur 95 et la sortie inférieure de fluide caloporteur 97 sont prévues pour être raccordées à un circuit externe. La chaleur évacuée de la batterie 1 est dissipée dans le circuit externe.
L’échangeur de chaleur inférieur 93 comprend avantageusement plusieurs circuits inférieurs de circulation de fluide caloporteur, prévus pour refroidir des zones distinctes de l’étage inférieur.
Dans l’exemple représenté, on peut distinguer, dans l’étage inférieur 3, trois zones 99, 101, 103, comportant chacune un ou plusieurs modules 21 (figure 2).
La première zone 99 rassemble quatre modules 21 disposés côte à côte, parallèlement les uns aux autres. De même, la deuxième zone 101 comporte quatre modules 21 disposés côte à côte, parallèlement les uns aux autres. La troisième zone 103 est disposée sous l’étage supérieur 11. La troisième zone 103 comporte deux modules 21.
L’échangeur de chaleur inférieur 93 comporte un premier circuit 107 communiquant fluidiquement avec l’entrée supérieure de fluide caloporteur 85.
L’entrée inférieure de fluide caloporteur 85 débouche dans le premier circuit 107. Le premier circuit 107 comporte par exemple une sortie intermédiaire de fluide caloporteur 109, directement raccordée par un premier conduit externe 111 à l’entrée supérieure de fluide caloporteur 85.
Ce premier circuit 107 dessert par exemple la première zone 99.
Le premier conduit externe 111 est un tube, par exemple un tube métallique ou un tube en un matériau plastique. Il est situé en dehors de l’enveloppe inférieure 7 et en dehors de l’enveloppe supérieure 15.
L’échangeur de chaleur inférieur 93 comprend par ailleurs un deuxième circuit inférieur 113 communiquant fluidiquement avec la sortie supérieure de fluide caloporteur 87. Le deuxième circuit 113 a une entrée intermédiaire de fluide caloporteur 115, directement raccordée par un second conduit externe 117 à la sortie supérieure de fluide caloporteur 87.
Le second conduit externe 117 est un tube, par exemple en un métal ou en une matière plastique. Il est placé à l’extérieur de l’enveloppe inférieure 7 et à l’extérieur de l’enveloppe supérieure 15.
Les premier et second conduits externes 111, 117 sont raccordés aux piquages 89 et 91.
Le deuxième circuit inférieur 113 dessert une moitié de la troisième zone 103.
L’échangeur de chaleur inférieur 93, dans l’exemple représenté, comporte un troisième circuit inférieur 119 et un quatrième circuit inférieur 121. Le troisième circuit inférieur 119 dessert l’autre moitié de la troisième zone 103. Le quatrième circuit inférieur 121 dessert la deuxième zone 101.
La sortie inférieure de fluide caloporteur 97 débouche, dans l’exemple représenté, dans le quatrième circuit inférieur 121. Le troisième circuit inférieur 119 est placé en série entre le deuxième circuit inférieur 113 et le quatrième circuit inférieur 121.
Le fonctionnement de la batterie 1 va maintenant être décrit.
Le liquide caloporteur pénètre dans l’échangeur de chaleur inférieur 93 par l’entrée inférieure de liquide caloporteur 95. Elle parcourt le premier circuit inférieur 107, ce qui lui permet de refroidir les modules 21 situés dans la première zone 99 de l’étage inférieur 3.
Le liquide caloporteur quitte le premier circuit inférieur 107 par la sortie intermédiaire de fluide caloporteur 109, et s’écoule jusqu’à l’entrée supérieure de fluide caloporteur 85 à travers le premier conduit externe 111.
Le liquide caloporteur pénétrant par l’entrée supérieure de fluide caloporteur 85 débouche dans le circuit supérieur 49.
Il parcourt successivement les deux branches de ce circuit en U, jusqu’à la sortie supérieure de fluide caloporteur 87. Ce faisant, il refroidit les cellules supérieures de stockage d’électricité 13.
Le liquide caloporteur quitte le circuit supérieur 49 par la sortie supérieure de fluide caloporteur 87, et s’écoule jusqu’à l’entrée intermédiaire de fluide caloporteur 115 à travers le second conduit externe 117.
Il parcourt en série le deuxième circuit inférieur 113 et le troisième circuit inférieur 119, refroidissant ainsi les modules situés dans la troisième zone 103 de l’étage inférieur 3.
Puis, le liquide caloporteur s’écoule dans le quatrième circuit inférieur 121, jusqu’à la sortie inférieure de fluide caloporteur 97. Il refroidit ainsi les modules 21 situés dans la seconde zone 101 de l’étage inférieur 3.
Le liquide caloporteur quitte l’échangeur de chaleur inférieur 93 par la sortie inférieure de fluide caloporteur 97. Après avoir circulé dans le circuit extérieur et évacué la chaleur cédée par les cellules de stockage d’électricité, il revient à l’entrée inférieure de fluide caloporteur 95.
La batterie décrite ci-dessus présente de multiples avantages.
Le fait que la plaque comprenne un cadre externe à contour fermé directement fixé au bac supérieur et au couvercle inférieur contribue à constituer facilement le circuit supérieur et à fixer facilement la partie de support supérieure au couvercle inférieur.
Quand l’étage inférieur et l’étage supérieur sont fixés l’un à l’autre uniquement par l’intermédiaire de la plaque, la fixation des deux étages l’un à l’autre est particulièrement commode et rapide.
Le fait d’ajouter une ou plusieurs fixations externes permet de renforcer la fixation de l’étage inférieur et de l’étage supérieur l’un à l’autre. Ceci est le cas quand, notamment, l’étage supérieur comporte un grand nombre de cellules et est donc particulièrement lourd. La ou les fixations externes permettent de reprendre les efforts longitudinaux ou transversaux appliqués à l’étage supérieur.
Quand la ou les fixations externes comportent des organes de fixation au châssis du véhicule, une partie des efforts longitudinaux ou transversaux appliqués à l’étage supérieur est transmis directement au châssis du véhicule, sans passer par l’étage inférieur.
Réaliser l’entrée supérieure de fluide caloporteur et la sortie supérieure de fluide caloporteur par ou dans la plaque est particulièrement commode. Ceci permet notamment d’éviter que le fluide caloporteur circule à l’intérieur de l’enveloppe inférieure ou de l’enveloppe supérieure.
Le fait que le circuit supérieur est délimité par une zone convexe du fond supérieur permet de réaliser un circuit supérieur présentant une épaisseur significative, alors que la plaque placée entre l’étage inférieur et l’étage supérieur est relativement mince.
La batterie peut présenter de multiples variantes.
La plaque peut avoir toutes sortes de formes, et n’a pas nécessairement une forme générale rectangulaire comme illustré sur les figures.
Le circuit supérieur n’est pas nécessairement en U et peut présenter toutes sortes de formes.
Selon une variante de réalisation, une ou plusieurs plaques métalliques pliées en accordéon de manière à former des ailettes sont placées dans le vide. Ces ailettes permettent de guider le fluide caloporteur et confèrent une certaine rigidité à l’échangeur de chaleur supérieur. En variante, l’échangeur de chaleur supérieur ne comporte pas de telles plaques pliées en accordéon. Dans ce cas, il est possible de guider le liquide caloporteur en créant des formes dans le fond supérieur. Ces formes définiront des canaux.
Dans l’exemple de réalisation, l’échangeur de chaleur supérieur et l’échangeur de chaleur inférieur sont disposés en série, le liquide caloporteur circulant successivement dans l’un puis dans l’autre.
En variante, l’échangeur de chaleur supérieur et l’échangeur de chaleur inférieur sont agencés en parallèle.
Selon une variante de réalisation, l’échangeur de chaleur inférieur comprend seulement un premier circuit inférieur et un deuxième circuit inférieur. La sortie intermédiaire du premier circuit inférieur est alors raccordée à l’entrée supérieure, et la sortie supérieure est raccordée à l’entrée intermédiaire du deuxième circuit. La sortie inférieure débouche directement dans le deuxième circuit inférieur.

Claims (10)

  1. Batterie de stockage d’électricité, la batterie (1) comportant :
    - un étage inférieur (3) comprenant une pluralité de cellules inférieures de stockage d’électricité (5) et une enveloppe inférieure (7) étanche délimitant intérieurement un volume interne inférieur (9) dans lequel sont placées les cellules inférieures de stockage d’électricité (5), l’enveloppe inférieure (7) comprenant une partie de support inférieure (23) et un couvercle inférieur (25) fixés l’un à l’autre de manière étanche ;
    - un étage supérieur (11) placé au-dessus de l’étage inférieur (3), l’étage supérieur (11) comprenant une pluralité de cellules supérieures de stockage d’électricité (13), une enveloppe supérieure (15) étanche délimitant intérieurement un volume interne supérieur (17) dans lequel sont placées les cellules supérieures de stockage d’électricité (13), et un échangeur de chaleur supérieur (19) configuré pour refroidir les cellules supérieures de stockage d’électricité (13), l’enveloppe supérieure (15) comprenant une partie de support supérieure (35) et un couvercle supérieur (37) fixés l’un à l’autre de manière étanche ;
    l’échangeur de chaleur supérieur (19) comprenant une plaque (47) interposée entre le couvercle inférieur (25) et la partie de support supérieure (35), et un circuit supérieur (49) prévu pour la circulation d’un fluide caloporteur, le circuit supérieur (49) étant délimité par la plaque (47), le couvercle inférieur (25) et la partie de support supérieure (35).
  2. Batterie selon la revendication 1, dans laquelle la plaque (47) comprend un cadre externe (51) à contour fermé directement fixé contre la partie de support supérieure (35) et directement fixé contre le couvercle inférieur (25).
  3. Batterie selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l’étage inférieur (3) et l’étage supérieur (11) sont fixés l’un à l’autre uniquement par l’intermédiaire de la plaque (47).
  4. Batterie selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la batterie (1) comprend au moins une fixation externe (75), distincte de la plaque (47), raccordant de manière rigide l’étage inférieur (3) et l’étage supérieur (11) l’un à l’autre.
  5. Batterie selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’échangeur de chaleur supérieur (19) comprend une entrée supérieure (85) de fluide caloporteur communiquant fluidiquement avec le circuit supérieur (49) et une sortie supérieure (87) de fluide caloporteur communiquant fluidiquement avec le circuit supérieur (49), l’entrée supérieure de fluide caloporteur (85) et la sortie supérieure de fluide caloporteur (87) étant portées par la plaque (47).
  6. Batterie selon la revendication 5, dans laquelle la plaque (47) présente une zone (59) en saillie au-delà du couvercle inférieur (25), ladite zone en saillie (59) portant l’entrée supérieure de fluide caloporteur (85) et la sortie supérieure de fluide caloporteur (87).
  7. Batterie selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle l’étage inférieur (3) comprend un échangeur de chaleur inférieur (93) en contact thermique avec la partie de support inférieure (23), l’échangeur de chaleur inférieur (93) comprenant un premier circuit inférieur (107) communiquant fluidiquement avec l’entrée supérieure de fluide caloporteur (85) et un deuxième circuit inférieur (113) communiquant fluidiquement avec la sortie supérieure de fluide caloporteur (87).
  8. Batterie selon la revendication 7, dans laquelle le premier circuit inférieur (107) a une sortie intermédiaire de fluide caloporteur (109) directement raccordée par un premier conduit externe (111) à l’entrée supérieure de fluide caloporteur (85) et/ou le deuxième circuit inférieur (113) a une entrée intermédiaire de fluide caloporteur (115) directement raccordée par un second conduit externe (117) à la sortie supérieure de fluide caloporteur (87).
  9. Batterie selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la partie de support supérieure (35) présente un fond supérieur (39), le circuit supérieur (49) étant délimité par une zone (65) du fond supérieur (39) convexe vers le volume interne supérieur (17) et concave vers le circuit supérieur (49).
  10. Véhicule automobile comprenant une batterie (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
FR2005226A 2020-05-20 2020-05-20 Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie Active FR3110778B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2005226A FR3110778B1 (fr) 2020-05-20 2020-05-20 Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2005226 2020-05-20
FR2005226A FR3110778B1 (fr) 2020-05-20 2020-05-20 Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3110778A1 true FR3110778A1 (fr) 2021-11-26
FR3110778B1 FR3110778B1 (fr) 2022-05-20

Family

ID=72178741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2005226A Active FR3110778B1 (fr) 2020-05-20 2020-05-20 Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3110778B1 (fr)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120156543A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-21 Cobasys, Llc Multi-cell battery module with integral cooling and assembly aids
US20200076026A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 Honda Motor Co., Ltd. Cooling structure for battery pack

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120156543A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-21 Cobasys, Llc Multi-cell battery module with integral cooling and assembly aids
US20200076026A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 Honda Motor Co., Ltd. Cooling structure for battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
FR3110778B1 (fr) 2022-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018104505A1 (fr) Dispositif de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile et pièce rapportée formant une partie du boîtier d'un tel dispositif de stockage d'énergie
EP0964460A1 (fr) Batterie monobloc comportant un dispositif d'échange thermique par circulation d'un fluide
FR3081261A1 (fr) Batterie et vehicule equipe d'une telle batterie
EP3014693A1 (fr) Module de batterie pour véhicule électrique ou hybride intégrant un échangeur de chaleur
FR3105382A1 (fr) Dispositif de régulation thermique et procédé d’assemblage correspondant
FR3099457A1 (fr) Chassis de véhicule et véhicule associé
WO2012001311A2 (fr) Refroidissement d'une batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile
FR2975350A1 (fr) Berceau arriere pour vehicule automobile electrique ou hybride, agencement arriere de vehicule et vehicule
FR3071959A1 (fr) Boitier de protection d'un pack batterie integrant des canaux de circulation d'un fluide caloporteur
FR3110778A1 (fr) Batterie de stockage d’électricité et véhicule automobile comprenant une telle batterie
FR2949391A1 (fr) Vehicule automobile comportant un circuit de refroidissement d'un module d'alimentation electrique
WO2012001280A1 (fr) Refroidissement d'une batterie d'alimentation d'un moteur d'entrainement d'un vehicule automobile
WO2021018961A1 (fr) Module et dispositif de refroidissement pour batterie et batterie correspondante
FR3078828A1 (fr) Batterie electrique pour vehicule
FR3094469A1 (fr) Dispositif de régulation thermique
WO2022129387A1 (fr) Batterie de stockage d'électricité et ensemble comprenant un conditionnement d'air et une telle batterie
FR3022994A1 (fr) Echangeur de chaleur et procede de fabrication dudit echangeur de chaleur
FR3071961A1 (fr) Boitier de protection d'un pack batterie integrant des canaux de transport d'un fluide caloporteur
WO2021123559A1 (fr) Dispositif d'échange thermique pour des composants électriques et/ou électroniques
FR2970600A1 (fr) Dispositif de reception d'une pluralite de batteries.
WO2021116551A1 (fr) Compartiment pour un equipement susceptible de degager de la chaleur
FR3107613A1 (fr) Module de batterie d’un vehicule
WO2019234351A1 (fr) Dispositif de regulation thermique de cellules de stockage d'energie electrique d'un pack-batterie de grande surface
FR3128318A1 (fr) Cellule poche et batterie de stockage d’électricité
FR3082665A1 (fr) Dispositif de refroidissement notamment pour vehicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20211126

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4