FR3114917A1

FR3114917A1 - Carter de batterie

Info

Publication number: FR3114917A1
Application number: FR2010191A
Authority: FR
Inventors: Anh-Linh BUI VAN; Lionel De Paoli
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2020-10-06
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2040-10-06
Also published as: FR3114917B1

Abstract

Carter de batterie La présente description concerne un carter (101) de batterie adapté à recevoir une pluralité de cellules électrochimiques (103) comprenant chacune un évent de dégazage (107), le carter (101) comprenant, pour chaque cellule (103), une région (111) de plus faible résistance localisée en vis-à-vis de l'évent de dégazage (107) de la cellule, adaptée à se rompre en cas de dégazage de la cellule. Figure pour l'abrégé : Fig. 1

Description

Carter de batterie

La présente description concerne de façon générale le domaine des batteries électriques, et vise plus particulièrement un carter de batterie adapté à recevoir des cellules électrochimiques munies d'évents de dégazage.

Une batterie électrique comprend classiquement une pluralité de cellules électrochimiques de stockage d'énergie électrique, reliées en série et/ou en parallèle entre une borne principale positive et une borne principale négative de la batterie. Les cellules sont généralement placées dans un boîtier, aussi appelé carter, laissant accessibles deux bornes de connexion connectées respectivement à la borne principale positive et à la borne principale négative de la batterie.

On s'intéresse plus particulièrement à la réalisation d'un carter de batterie adapté à recevoir des cellules électrochimiques munies d'évents de dégazage.

Ainsi, un mode de réalisation prévoit un carter de batterie adapté à recevoir une pluralité de cellules électrochimiques comprenant chacune un évent de dégazage, le carter comprenant, pour chaque cellule, une région de plus faible résistance localisée en vis-à-vis de l'évent de dégazage de la cellule, adaptée à se rompre en cas de dégazage de la cellule.

Selon un mode de réalisation, le carter forme un boîtier étanche adapté à contenir un liquide de refroidissement en contact direct avec les cellules.

Selon un mode de réalisation, le carter comporte un capot comprenant lesdites régions de plus faible résistance.

Selon un mode de réalisation, le capot comprend une plaque rigide munie d'ouvertures traversantes, et un film souple s'étendant sur au moins une partie de la surface du capot et obturant les ouvertures, les ouvertures définissant les régions de plus faible résistance du capot.

Selon un mode de réalisation, le carter comprend un bac fermé par le capot, le film souple s'étendant sur toute la surface du capot et est tenu mécaniquement par compression entre le capot et un bord supérieur du bac.

Selon un mode de réalisation, le film souple assure l'étanchéité de la fermeture entre le bac et le capot, sans autre joint intermédiaire.

Selon un mode de réalisation, le film souple est en PET.

Selon un mode de réalisation, le film souple présente une épaisseur comprise entre 10 et 100 µm.

Selon un mode de réalisation, le capot est un capot monolithique, les régions de plus faible résistance étant en le même matériau que le reste du capot mais présentant une épaisseur inférieure à l'épaisseur du reste du capot.

Selon un mode de réalisation, le capot est un capot monolithique, les régions de plus faible résistance étant en un matériau différent du reste du capot, présentant une température de fusion ou une résistance mécanique inférieure à celle du reste du capot.

Un autre mode de réalisation prévoit une batterie électrique comportant un carter tel que défini ci-dessus, et, à l'intérieur du carter, une pluralité de cellules électrochimiques comprenant chacune un évent de dégazage, chaque cellule ayant son évent de dégazage disposé en vis-à-vis d'une région de plus faible résistance du carter.

Selon un mode de réalisation, la batterie comporte en outre, pour chaque cellule, un conduit de guidage des gaz s'étendant entre l'évent de dégazage de la cellule et la région de plus faible épaisseur du carter située en vis-à-vis de l'évent de dégazage de la cellule.

Selon un mode de réalisation, chaque région de plus faible résistance du carter est en contact avec le pourtour de l'évent de dégazage de la cellule correspondante.

Selon un mode de réalisation, le carter est rempli d'un liquide de refroidissement.

Selon un mode de réalisation, la batterie comporte un boîtier dans lequel est disposé le carter, le boîtier comportant une valve ou une membrane d'expulsion des gaz située sur une face du boîtier.

Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

la est une vue en perspective éclatée d'une batterie électrique, illustrant de façon schématique un exemple d'un carter de batterie selon un mode de réalisation ;

la est une vue en coupe d'une batterie électrique, illustrant plus en détail un exemple d'un carter de batterie selon un mode de réalisation ;

la est une vue en coupe illustrant le comportement de la batterie de la en cas de dégazage d'une cellule électrochimique de la batterie ;

la est une vue en coupe illustrant une variante de réalisation de la batterie de la ;

la est une vue en coupe illustrant une autre variante de réalisation de la batterie de la ; et

la est une vue en coupe partielle d'une batterie électrique, illustrant plus en détail un autre exemple d'un carter de batterie selon un mode de réalisation.

De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.

Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la réalisation des cellules électrochimiques des batteries décrites n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les réalisations usuelles de cellules électrochimiques de batterie munies d'évents de dégazage. Par ailleurs, les interconnexions électriques des cellules électrochimiques entre les bornes principales positive et négative de la batterie n'ont pas été détaillées. En outre, les différents dispositifs électroniques de contrôle susceptibles d'être couplés aux cellules électrochimiques (capteurs de tension, de courant, de température et/ou de déformation, circuits d'équilibrages, circuits de protection, etc.) n'ont pas été détaillés, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les dispositifs électroniques de contrôle usuels susceptibles d'être intégrés à une batterie électrique pour assurer la gestion de la batterie.

Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.

Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.

Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.

Des évents de dégazage sont classiquement prévus sur certains types de cellules électrochimiques de batteries électriques, par exemple des cellules de forte énergie telles que celles utilisées dans des batteries de traction pour véhicule électrique. Un tel évent constitue une sécurité permettant le dégazage de la cellule en cas d'emballement thermique de cette dernière. En effet, lorsqu'un phénomène d'emballement thermique se produit, les réactions chimiques internes à la cellule génèrent des gaz qui conduisent à augmenter la pression interne de la cellule. La présence d'un évent de sécurité permet à ces gaz de s'échapper lorsque la pression interne de la cellule dépasse un seuil prédéterminé. Ceci permet d'éviter une explosion de la cellule. De plus, l'expulsion des gaz, généralement très chauds, conduit à évacuer une partie de l'énergie thermique de la cellule, ce qui peut permettre de ralentir le phénomène d'emballement thermique.

La présence d'évents de dégazage sur les cellules pose toutefois divers problèmes.

En particulier, dans le cas des batteries dites à refroidissement direct, le carter de la batterie forme un boîtier étanche contenant un liquide de refroidissement en contact direct avec au moins une partie de la paroi extérieure de chaque cellule. Pour limiter les risques de projection voire d'inflammation du liquide de refroidissement en cas de dégazage d'une cellule, il est préférable de limiter les contacts entre les gaz expulsés et le liquide de refroidissement.

A cet effet, il a déjà été proposé, par exemple dans la demande de brevet EP1091431, de connecter de façon étanche l'évent de dégazage de chaque cellule de la batterie à un conduit d'évacuation des gaz relié à l'extérieur du carter. La mise en oeuvre d'un tel système est toutefois complexe, en raison du grand nombre d'étanchéités (une connexion étanche par cellule) à gérer.

Lorsque les cellules ne sont pas en contact direct avec un liquide de refroidissement, c'est-à-dire lorsque l'environnement interne au carter est un environnement gazeux, il convient également de gérer l'évacuation des gaz susceptibles d'être expulsés par les cellules, notamment pour éviter des surpressions potentiellement destructrices à l'intérieur du carter.

Pour cela, il a été proposé, notamment dans le brevet US8597808, d'équiper le carter d'une valve de dégazage adaptée à s'ouvrir en cas de surpression résultant du dégazage d'une cellule. La demande de brevet JP2014107178 décrit une solution similaire dans laquelle la valve est remplacée par une membrane de sécurité adaptée à fondre en cas d'élévation anormale de la température de la batterie.

Un inconvénient de ces solutions est que le chemin entre l'évent de dégazage d'une cellule et la valve ou membrane de sécurité du carter peut être relativement long. Ainsi, les cellules ou autres éléments de la batterie situés sur le chemin d'évacuation des gaz risquent d'être endommagés. Ceci peut en outre contribuer à propager l'emballement thermique à d'autres cellules de la batterie. De plus, le dimensionnement de la valve ou membrane de sécurité du carter est relativement délicat. En effet, celle-ci doit pouvoir s'ouvrir en cas de dégazage d'une cellule quelconque de la batterie, que cette cellule soit proche ou éloignée de la valve ou de la membrane de sécurité. En pratique, l'ouverture risque d'être moins rapide en cas de dégazage d'une cellule éloignée de la valve ou de la membrane de sécurité, qu'en cas de dégazage d'une cellule proche de la valve ou de la membrane de sécurité.

La est une vue en perspective éclatée d'une batterie électrique 100 selon un mode de réalisation.

La batterie 100 comprend un carter 101 dans lequel sont disposées une pluralité de cellules électrochimiques de stockage d'énergie électrique 103, par exemple identiques ou similaires. Les cellules 103 sont par exemple des cellules lithium-ions. Les modes de réalisation décrits ne se limitent toutefois pas à ce cas particulier. Chaque cellule 103 comprend un boîtier 105 laissant accessible une borne de connexion positive (+) et une borne de connexion négative (-) de la cellule. Dans l'exemple représenté, les cellules 103 sont des cellules prismatiques, de forme générale parallélépipédique, les bornes de connexion positive (+) et négative (-) étant situées sur une face supérieure de chaque cellule. Les modes de réalisation décrits ne se limitent toutefois pas à ce cas particulier. Plus généralement, les cellules 103 peuvent avoir toute autre forme, par exemple une forme cylindrique. En outre, les bornes positive (+) et/ou négative (-) de chaque cellule peuvent être agencées différemment. Les cellules 103 sont connectées en série et/ou en parallèle entre une borne principale positive et une borne principale négative de la batterie, accessibles depuis l'extérieur du carter 101. Par souci de simplification, les bornes principales positive et négative de la batterie, ainsi que les éléments d'interconnexion des cellules 103, n'ont pas été représentés sur les figures.

Dans cet exemple, chaque cellule 103 présente, sur sa face supérieure, un évent de sécurité 107, aussi appelé évent de dégazage, adapté à s'ouvrir lorsque la pression à l'intérieur du boîtier 105 dépasse un seuil prédéterminé, par exemple un seuil de l'ordre de 5 bars. L'évent 107 est par exemple étanche aux gaz en dessous de son seuil d'ouverture. Le seuil d'ouverture est par exemple choisi de façon que l'évent reste fermé (étanche) en fonctionnement normal, et s'ouvre en cas d'emballement thermique de la cellule. La réalisation des évents de dégazage 107 n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les réalisations usuelles d'évents de dégazage de cellules électrochimiques.

Dans l'exemple représenté, le carter 101 comprend un bac inférieur 101a, par exemple en forme de boîte parallélépipédique, dans lequel sont disposées les cellules 103. La hauteur du bac 101a est par exemple supérieure à la hauteur des cellules 103. Dans cet exemple, le carter 101 comprend en outre, du côté de la face supérieure des cellules 103, un capot supérieur 101b fermant le bac 101a. A titre d'exemple, le capot 101b ferme hermétiquement le bac 101a, et forme avec le bac 101a un carter 101 étanche. Le carter 101 peut être rempli d'un liquide de refroidissement, non visible sur les figures, par exemple une huile diélectrique, en contact direct avec les boîtiers 105 des cellules 103. A titre d'exemple, le liquide de refroidissement rempli entièrement le bac 101a, de sorte que du liquide de refroidissement est en contact avec les faces latérales des cellules 103 sur toute leur hauteur, ainsi qu'avec la face supérieure des cellules 103. A titre d'exemple, la batterie peut comporter une pompe, non représentée, adaptée à mettre en circulation le liquide de refroidissement à l'intérieur du carter 101, de façon à augmenter les échanges thermiques entre les cellules et le liquide de refroidissement. La pompe de circulation est par exemple située à l'extérieur du carter 101. Dans l'exemple de la , le bac 101a du carter 101 comprend deux ouvertures 109a et 109b adaptées pour être reliées respectivement à une sortie et à une entrée de la pompe de circulation du liquide de refroidissement.

Selon un aspect du mode de réalisation de la , le capot supérieur 101b du carter 101 présente, en vis-à-vis de chaque cellule 103 de la batterie, en regard de l'évent de dégazage 107 de la cellule, une région 111 de plus faible résistance, adaptée à se rompre en cas de dégazage de la cellule 103, c'est-à-dire en cas d'ouverture de l'évent 107 de la cellule sous l'effet d'une surpression à l'intérieur de son boîtier 105. Dans l'exemple représenté, le capot 101b présente une région 111 spécifique par cellule électrochimique (c'est-à-dire dans un rapport de 1 pour 1). Chaque région 111 est entièrement entourée et séparée, latéralement, des autres régions 111, par une région 113 de plus forte résistance du capot 101b. La région 113 est dimensionnée pour rester intègre, c'est-à-dire ne pas se rompre, en cas de dégazage d'une ou plusieurs cellules 103 de la batterie. A titre d'exemple, les régions 111 sont dimensionnées de façon que chaque région 111 se rompe en cas de dégazage de la cellule 103 sous-jacente, mais reste intacte en cas de dégazage de l'une quelconque des autres cellules 103 de la batterie.

Ainsi, en cas de dégazage d'une cellule 103, résultant par exemple d'un emballement thermique de cette dernière, la région 111 située en regard de l'évent de dégazage 107 de la cellule se rompt sous l'effet de la pression et/ou de la température des gaz expulsés, créant une ouverture de dimensions contrôlées dans le capot 101b du carter 101. Ceci permet une éjection rapide et par le plus court chemin des gaz vers l'extérieur du carter 101. En particulier, dans le cas d'une batterie à refroidissement direct, la distance parcourue par les gaz à travers le liquide de refroidissement est minimisée, ce qui permet de limiter les risques d'inflammation du liquide de refroidissement. Plus généralement, que le carter contienne ou non du liquide de refroidissement en contact direct avec les cellules 103, la prévision des régions 111 permet d'éviter que les gaz produits par une cellule 103 défaillante ne viennent en contact avec d'autres éléments et en particulier d'autres cellules 103 de la batterie. Ceci permet notamment de limiter les risques de propagation de l'emballement thermique à d'autres cellules de la batterie.

Par rapport à la solution décrite dans la demande de brevet EP1091431 susmentionnée, un autre avantage du mode de réalisation de la est qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une liaison étanche entre l'évent de dégazage de chaque cellule et un conduit d'évacuation des gaz. Ceci simplifie significativement la réalisation de la batterie. L'étanchéité entre le bac 101a et le capot 101b peut être réalisée relativement simplement, par exemple au moyen d'un joint d'interface périphérique, non détaillé sur la .

La est une vue en coupe illustrant un exemple de réalisation d'une batterie électrique 200 du type décrit en relation avec la . La batterie 200 de la présente des éléments communs ou similaires à ceux de la batterie 100 de la . Ces éléments ne seront pas détaillés à nouveau ci-après.

La illustre plus particulièrement un exemple de réalisation du capot supérieur 101b du carter 101 de la batterie.

Dans l'exemple de la , le capot 101b comprend une plaque rigide 201, par exemple en métal ou en plastique. La plaque 201 comprend une ouverture traversante 202 en regard de chaque évent de dégazage 107 de la batterie. Chaque ouverture 202 peut avoir, en vue de dessus, des dimensions égales ou supérieures à celles de l'évent de dégazage 107 sous-jacent, par exemple des dimensions comprises entre 1 et 1,5 fois les dimensions de l'évent de dégazage 107 sous-jacent.

Dans cet exemple, le capot 101b comprend en outre, sous la plaque rigide 201, un film souple 203 s'étendant de façon continue sur toute la surface supérieure de la batterie et obturant les ouvertures 202. A titre d'exemple, le film 203 est en contact, par sa face supérieure, avec la face inférieure de la plaque 202. Le film 203 est par exemple en un matériau polymère, par exemple en poly(téréphtalate d'éthylène) (PET). A titre d'exemple, le film 203 est en un matériau du type commercialisé sous l'appellation Mylar®. Le film 203 peut être relativement mince, par exemple d'épaisseur comprise entre 10 et 100 µm, par exemple entre 15 et 30 µm.

En fonctionnement normal, le film 203 assure l'étanchéité du capot 101b au niveau des ouvertures 202. Sur la , on a en outre représenté un joint 207 situé en périphérie du capot 101b, du côté de la face inférieure du capot 101b, assurant l'étanchéité entre le capot 101b et le bac 101a du carter 101. Le joint 207 peut être un simple joint torique. Plus généralement, tout autre type de joint peut être utilisé. A titre de variante, le joint 207 peut être omis, l'étanchéité périphérique étant assurée directement par le film 203.

Le film 203 peut être maintenu par simple compression mécanique entre le capot 101b et le bac 101a, éventuellement par l'intermédiaire du joint périphérique 207. A titre de variante, le film 203 peut être collé sur la face inférieure de la plaque 201 du capot 101b.

Les régions 111 de plus faible résistance du capot 101b sont définies, en vue de dessus, par les ouvertures 202. Dans ces régions, le capot 101b est formé uniquement par le film 203. Les régions 113 de plus forte résistance du capot 101b correspondent, en vue de dessus, aux régions de la plaque 201 situées en dehors des ouvertures 202. Dans ces régions, le capot 101b est formé par la superposition du film 203 et de la plaque 201.

En fonctionnement normal, la pression à l'intérieur du carter 101 peut être sensiblement égale à la pression à l'extérieur du carter, par exemple la pression atmosphérique. Dans le cas où un liquide de refroidissement est mis en circulation dans le carter 101, une légère surpression peut se créer à l'intérieur du carter, par exemple une surpression de l'ordre de 0,5 bars par rapport à la pression extérieure. Le film 203 est choisi suffisamment solide pour résister à cette surpression sans se rompre.

En cas de dégazage d'une cellule 103 de la batterie, liée par exemple à un emballement thermique de cette cellule, l'évent 107 de la cellule s'ouvre brusquement, laissant échapper des gaz chauds, par exemple de température supérieure à 200°C, par exemple de l'ordre de 400°C, avec une pression importante, par exemple supérieure à 5 bars, par exemple de l'ordre de 10 bars. Ceci entraine une rupture du film 203 au niveau de l'ouverture 202 située en vis-à-vis de l'évent 107, permettant une évacuation rapide des gaz à l'extérieur du carter 101, via l'ouverture 202. Si du liquide de refroidissement se situe dans l'espace séparant l'évent 107 du film 203, ce liquide peut être éjecté par l'ouverture 202 lors du dégazage. Le volume de liquide concerné reste toutefois limité.

La est une vue en coupe de la batterie 200 de la , illustrant schématiquement la rupture du film 203 au niveau d'une ouverture 202 de la plaque 201, lors d'un dégazage d'une cellule 103 de la batterie (la cellule la plus à gauche dans l'orientation de la ).

La est une vue en coupe illustrant une variante de réalisation de la batterie 200 de la . La batterie 200 de la comprend les mêmes éléments que la batterie 200 de la , agencés sensiblement de la même manière. Ces éléments communs ne seront pas détaillés à nouveau ci-après.

Dans l'exemple de la , la batterie comprend en outre, pour chaque cellule 103, un conduit ou une cheminée 221 de guidage des gaz, s'étendant entre l'évent 107 de la cellule et la région 111 sus-jacente du capot 101b du carter 101. Le conduit 221 est par exemple un conduit cylindrique (ou oblong, par exemple de même forme que l'évent 107) s'étendant verticalement depuis la face supérieure de la cellule 103 jusqu'à la face inférieure du capot 101b. Les conduits de guidage 221 peuvent être en un matériau rigide, par exemple du plastique ou du métal. Les conduits 221 permettent, en cas de dégazage d'une cellule, de canaliser les gaz expulsés vers la région 111 sus-jacente, et ainsi d'accélérer l'ouverture de la région 111. Par rapport à la solution décrite dans la demande de brevet EP1091431 susmentionnée, la réalisation de la batterie reste simplifiée dans la mesure où les conduits de guidage 221 n'ont pas besoin d'être reliés de façon étanche aux évents de dégazage des cellules. En particulier, dans le cas d'une batterie à refroidissement direct, du liquide de refroidissement peut être présent à l'intérieur des conduits 221.

La est une vue en coupe illustrant une autre variante de réalisation de la batterie 200 de la . La batterie 200 de la comprend les mêmes éléments que la batterie 200 de la , agencés sensiblement de la même manière. Ces éléments communs ne seront pas détaillés à nouveau ci-après.

Dans l'exemple de la , la batterie 200 comprend un deuxième boîtier 231 dans lequel est disposé l'ensemble comprenant le carter 101 et les cellules électrochimiques 103. Dans cet exemple, le boîtier 231 comprend un capot supérieur 231a dépourvu d'ouvertures. Le capot 231a est situé à distance de la face supérieure du capot 101b du carter 101, de façon qu'une lame d'air sépare le capot 231a du capot 101b. Le boîtier 231 comprend en revanche au moins une valve ou membrane de dégazage 233 située sur une de ses faces latérales ou sur sa face inférieure. En cas de dégazage d'une cellule 103 à l'intérieur du carter 101, les gaz sont expulsés du carter 101 par l'ouverture 111 sus-jacente, puis déviés par le capot supérieur 231a du boitier 231. La surpression résultant du dégazage est ensuite évacuée vers l'environnement extérieur par la valve 233. Un avantage de cette configuration est d'éviter un dégazage directement au-dessus du carter 101. Un tel dégazage peut en effet ne pas être souhaitable dans certaines configurations, par exemple dans le cas où le carter 101 est situé immédiatement sous un habitacle de véhicule automobile. Plus généralement, le boîtier 231 et la valve 233 sont agencée de façon à guider le dégazage vers une zone non dangereuse. Pour certaines applications, la valve 233 peut être disposée sur la face supérieure du boîtier 231.

La est une vue en coupe partielle illustrant un autre exemple de réalisation d'une batterie électrique 300 du type décrit en relation avec la . La batterie 300 de la présente des éléments communs ou similaires à ceux de la batterie 100 de la . Ces éléments ne seront pas détaillés à nouveau ci-après.

Dans l'exemple de la , le capot 101b est un capot monolithique. A titre d'exemple, les régions 111 de plus faible résistance sont en le même matériau que les région 113, mais présentent une épaisseur inférieure à celle des régions 113. A titre de variante, les régions 111 sont en un matériau différent du matériau des régions 113, par exemple un matériau présentant une plus faible température de fusion que le matériau des régions 113. Les régions 111 et 113 peuvent par exemple être formées simultanément par moulage, ou successivement par moulage puis surmoulage, de façon à obtenir un capot 101b monolithique. Les régions 111 sont par exemple en un matériau plastique présentant une température de fusion comprise entre 100 et 200°C, par exemple de l'ordre de 150°C. Les régions 111 sont par exemple en polyéthylène haute densité (PEHD).

De préférence, les régions de plus faible résistance 111 sont situées au plus proche des évents de dégazage 107 des cellules 103, de façon à s'ouvrir rapidement en cas de dégazage. Ceci permet en outre de limiter les fuites de liquide de refroidissement vers l'extérieur du carter 101, dans le cas d'une batterie à refroidissement direct. A titre d'exemple, chaque région 111 est en contact avec la face supérieure de la cellule 103 sous-jacente, sur le pourtour de l'évent de dégazage 107 de la cellule. Il n'est en revanche pas nécessaire d'assurer une étanchéité stricte entre l'évent 107 et la région 111. Les régions 113 de plus forte résistance peuvent quant à elles être situées à distance de la face supérieure des cellules 103 de façon à laisser un espace pour les éléments de connexion électrique inter-cellules. Cette configuration est illustrée par la .

Un avantage de l'exemple de réalisation de la réside dans la simplicité d'assemblage de la batterie, lié au caractère monolithique du capot supérieur 101b du carter 101.

Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaitront à la personne du métier. On notera en particulier que la variante de la peut être combinée avec celle de la ou encore avec la réalisation de la . De plus, la variante de la peut être combinée avec la réalisation des figures 2 et 3.

En outre, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples d'agencements des cellules et du carter décrits en relation avec les figures 1 à 6. On notera en particulier que les évents de dégazage des cellules ne sont pas nécessairement placés du côté de la face supérieure des cellules mais peuvent être placées sur la face inférieure. La personne du métier saura alors adapter les modes de réalisation décrits en disposant les régions de plus faible résistance du côté de la face inférieure du carter de la batterie.

Par ailleurs, dans les modes de réalisation décrits en relation avec les figures 1 à 6, les cellules électrochimiques 103 peuvent être soit des cellules élémentaires, c’est-à-dire constituées chacune d'un unique accumulateur électrochimique, soit des modules de plusieurs cellules élémentaires connectées en série et/ou en parallèle à l'intérieur du boîtier 105.

Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, la personne du métier saura dimensionner les régions 111 et 113 du carter de la batterie, notamment en termes de surface, d'épaisseur et/ou de température de fusion, en fonction des contraintes inhérentes à l'application considérée, et notamment en fonction du type de cellules électrochimiques utilisé et des températures nominales d'utilisation de la batterie.

Claims

Carter (101) de batterie adapté à recevoir une pluralité de cellules électrochimiques (103) comprenant chacune un évent de dégazage (107), le carter (101) comprenant, pour chaque cellule (103), une région (111) de plus faible résistance localisée en vis-à-vis de l'évent de dégazage (107) de la cellule, adaptée à se rompre en cas de dégazage de la cellule.
Carter (101) selon la revendication 1, formant un boîtier étanche adapté à contenir un liquide de refroidissement en contact direct avec les cellules (103).
Carter (101) selon la revendication 1 ou 2, comportant un capot (101b) comprenant lesdites régions (111) de plus faible résistance.
Carter (101) selon la revendication 3, dans lequel le capot (101b) comprend une plaque rigide (201) munie d'ouvertures traversantes (202), et un film souple (203) s'étendant sur au moins une partie de la surface du capot (101b) et obturant les ouvertures (202), les ouvertures (202) définissant les régions (111) de plus faible résistance du capot (101b).
Carter (101) selon la revendication 4, comprenant un bac (101a) fermé par le capot (101b), dans lequel le film souple (203) s'étend sur toute la surface du capot (101b) et est tenu mécaniquement par compression entre le capot (101b) et un bord supérieur du bac (101a).
Carter (101) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le film souple (203) est en PET.
Carter (101) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel le film souple (203) présente une épaisseur comprise entre 10 et 100 µm.
Carter (101) selon la revendication 3, dans lequel le capot (101b) est un capot monolithique, les régions (111) de plus faible résistance étant en le même matériau que le reste du capot (101b) mais présentant une épaisseur inférieure à l'épaisseur du reste du capot (101b).
Carter (101) selon la revendication 3, dans lequel le capot (101b) est un capot monolithique, les régions (111) de plus faible résistance étant en un matériau différent du reste du capot (101b), présentant une température de fusion ou une résistance mécanique inférieure à celle du reste du capot.
Batterie électrique (100 ; 200 ; 300) comportant un carter (101) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, et, à l'intérieur du carter (101), une pluralité de cellules électrochimiques (103) comprenant chacune un évent de dégazage (107), chaque cellule ayant son évent de dégazage (107) disposé en vis-à-vis d'une région (111) de plus faible résistance du carter (101).
Batterie (200) selon la revendication 10, comportant en outre, pour chaque cellule (103), un conduit (221) de guidage des gaz s'étendant entre l'évent de dégazage (107) de la cellule (103) et la région (111) de plus faible épaisseur du carter (101) située en vis-à-vis de l'évent de dégazage (107) de la cellule.
Batterie selon la revendication 10, dans lequel chaque régions (111) de plus faible résistance du carter (101) est en contact avec le pourtour de l'évent de dégazage (107) de la cellule (103) correspondante.
Batterie selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel le carter (101) est rempli d'un liquide de refroidissement.
Batterie (200) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, comportant un boîtier (231) dans lequel est disposé le carter (101), le boîtier (231) comportant une valve ou une membrane (233) d'expulsion des gaz située sur une face du boîtier (233).