FR3125923A1 - Module et batterie de stockage d’électricité, procédé de fabrication correspondant - Google Patents

Module et batterie de stockage d’électricité, procédé de fabrication correspondant Download PDF

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Frederic Greber
Jean-Marie Emmanuel HUSY Nicolas
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Faurecia Systemes dEchappement SAS
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Abstract

Module et batterie de stockage d’électricité , procédé de fabrication correspondant Le module (3) comprend une pluralité de cellules poches (5) de stockage d’électricité ayant chacune une poche (7) et des première et seconde électrodes (9, 11) faisant saillie hors de la poche (7), les cellules poches (5) étant juxtaposées suivant une direction principale (P) et formant un empilement noyé dans une résine (65) Figure pour l'abrégé : 3

Description

Module et batterie de stockage d’électricité, procédé de fabrication correspondant
La présente invention concerne en général les batteries de stockage d’électricité, notamment pour véhicule automobile.
De telles batteries comportent typiquement un ou plusieurs modules, chaque module comportant lui-même une pluralité de cellules de stockage d’électricité. Ces cellules sont connectées électriquement les unes aux autres.
Quand ces cellules sont de type poche, le raccordement électrique des cellules les unes aux autres et l’intégration des cellules dans la batterie est effectué par l’intermédiaire de pièces de formes complexes. Les modules doivent être vissés sur l’enveloppe de la batterie pour conférer à la batterie une certaine résistance mécanique.
La tenue de la batterie en cas de choc peut être problématique.
Dans ce contexte, l’invention vise à proposer un module pour une batterie de stockage d’électricité, comprenant une pluralité de cellules poches, dont l’intégration dans la batterie soit plus facile.
A cette fin, l’invention porte sur un module pour batterie de stockage d’électricité, le module comprenant une pluralité de cellules poches de stockage d’électricité ayant chacune une poche et des première et seconde électrodes faisant saillie hors de la poche, les cellules poches étant juxtaposées suivant une direction principale et formant un empilement noyé dans une résine.
Le module peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- les premières électrodes des cellules poches s’étendent dans des plans parallèles entre eux et sont placées en une première ligne suivant la direction principale, deux premières électrodes voisines dans la première ligne étant raccordées l’une à l’autre par un connecteur électrique formant un bloc plein à au moins 60% ;
- les secondes électrodes des cellules poches s’étendent dans des plans parallèles entre eux et sont placées en une seconde ligne suivant la direction principale, deux secondes électrodes voisines dans la seconde ligne étant raccordées l’une à l’autre par un connecteur électrique formant un bloc plein à au moins 60% ;
- chaque connecteur électrique comprend une tôle électriquement conductrice pliée sensiblement en forme de U raccordant électriquement les premières ou secondes électrodes voisines l’une à l’autre, la tôle pliée en forme de U délimitant intérieurement un volume rempli par une matière plastique ;
- chaque connecteur électrique comprend un conduit interne de circulation d’un fluide caloporteur ;
- la résine définit des première et seconde faces opposées l’une à l’autre, des canaux externes de circulation de fluide étant ménagés sur les première et seconde faces, chaque conduit interne raccordant fluidiquement un canal externe de la première face à un canal externe de la seconde face ;
- dans chaque cellule poche, les première et seconde électrodes sont situées de part et d’autre de la poche suivant une direction secondaire, les canaux externes s’étendant selon la direction secondaire ;
- des plaques thermiquement conductrices sont intercalées dans l’empilement entre les cellules poches.
- Batterie de stockage d’électricité comprenant au moins
Selon un second aspect, l’invention porte sur une batterie de stockage d’électricité comprenant :
- au moins un module ayant les caractéristiques ci-dessus ;
- une enveloppe délimitant intérieurement un volume de réception de l’au moins un module ;
- un circuit de refroidissement des cellules poches, comprenant un collecteur de distribution distribuant un fluide caloporteur dans les canaux externes de la seconde face, et un collecteur d’évacuation collectant le fluide caloporteur sortant des canaux externes de la première face.
Selon un troisième aspect, l’invention porte sur un procédé de fabrication d’un module pour une batterie de stockage d’électricité, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- obtention d’une pluralité de cellules poches de stockage d’électricité ayant chacune une poche et des première et seconde électrodes faisant saillie hors de la poche ;
- juxtaposition des cellules poches suivant une direction principale, en formant un empilement ;
- surmoulage d’une résine, l’empilement étant noyé dans la résine.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention sortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la est une vue en perspective d’une batterie conforme à l’invention, une partie du couvercle n’étant pas représentée pour laisser apparaitre les compartiments recevant les modules ;
- la est une vue en perspective de la batterie de la , le couvercle n’étant pas représenté et un des modules étant représenté extrait hors de son compartiment ;
- la est une vue en perspective, montrant les différents composants internes d’un module, séparés les uns des autres, et la résine surmoulant ces composants ;
- la est une vue en perspective des composants internes représentés sur la , à l’état assemblé ;
- la est une vue en perspective du module des figures 1 à 4 ; et
- la est une vue en perspective, agrandie, d’une partie du module de la , la résine recouvrant les connecteurs électriques n’étant pas représentée pour montrer la circulation de fluide caloporteur à travers le module.
La batterie 1 représentée sur la est une batterie de stockage d’électricité. Elle est destinée à équiper un véhicule.
Ce véhicule est typiquement un véhicule automobile, par exemple une voiture, un bus, un camion, etc…
Le véhicule comprend par exemple un moteur de propulsion électrique, alimenté électriquement par la batterie de stockage d’électricité 1. Le véhicule est propulsé exclusivement par le moteur 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…
La batterie de stockage d’électricité 1 comprend, comme visible sur les figures 1 et 2, au moins un module 3, le module 3 comprenant lui-même une pluralité de cellules poches 5 de stockage d’électricité ( ).
Chaque cellule poche 5 comporte une poche 7 et des première et seconde électrodes 9, 11 faisant saillie hors de la poche 7.
La poche 7 est de tout type adapté.
La poche 7 comporte typiquement un sac en une matière plastique flexible, une anode et une cathode logées à l’intérieur du sac, et un électrolyte remplissant le sac. Le sac est étanche vis-à-vis de l’électrolyte.
La poche 7 est de faible épaisseur, typiquement quelques mm. Son épaisseur, prise selon une direction principale P, est faible au regard de sa longueur, prise selon une direction secondaire S, et de sa hauteur, prise selon une direction d’élévation E.
La direction principale P, la direction d’élévation E et la direction secondaire S sont perpendiculaires entre elles. Elles sont matérialisées sur la .
Dans l’exemple représenté, la poche 7 est rectangulaire, allongée suivant la direction secondaire S.
Les première et seconde électrodes 9, 11 sont situées de part et d’autre de la poche 7 suivant la direction secondaire S. Les première et seconde électrodes 9, 11 sont en contact électrique avec l’anode et la cathode.
Les première et seconde électrodes 9, 11 sont des pièces métalliques planes, s’inscrivant sensiblement dans un plan médian de la poche 7.
Les cellules poches 5 sont juxtaposées suivant la direction principale P. Elles forment ainsi un empilement.
La direction principale P, dans laquelle on empile les cellules poches 5, est donc sensiblement perpendiculaire aux plans dans lesquels se trouvent les cellules poches 5.
Les cellules poches 5 sont parallèles entre elles, au sens où elles sont disposées dans des plans parallèles entre eux.
La poche 7 présente deux grandes faces 13 opposées l’une à l’autre. Les grandes faces 13 sont raccordées l’une à l’autre par quatre bords, deux bords 15 opposés l’un à l’autre et s’étendant sensiblement selon la direction secondaire S, et deux bords 17 sensiblement opposés l’un à l’autre et s’étendant sensiblement selon la direction d’élévation E. Les première et seconde électrodes 9, 11 sortent de la poche 7 à travers les bords 17.
Des plaques 19 thermiquement conductrices sont intercalées dans l’empilement entre les cellules poches 5.
Les plaques 19 sont typiquement en aluminium ou en un alliage d’aluminium, par exemple en aluminium série 1000.
Par exemple, les cellules poches 5 sont groupées par paire d’un point de vue thermique, une plaque 19 étant interposée entre les cellules poches 5 d’une même paire.
Ainsi, une plaque 19 est interposée entre la première et seconde cellules poches 5 de l’empilement, une autre entre la troisième et la quatrième, encore une autre entre la cinquième et la sixième, etc…
Avantageusement, des feuilles 21 d’un matériau compressible sont intercalées dans l’empilement, entre les cellules poches 5.
Les feuilles 21 sont par exemple en une mousse à cellules ouvertes.
Dans l’exemple représenté, une feuille 21 est intercalée toute les quatre cellules poches 5 dans l’empilement.
La plaque 19 s’étend dans un plan perpendiculaire à la direction principale P. Elle présente sensiblement la même taille que la poche 7. Elle est en appui contre les grandes faces 13 des deux cellules poches 5 entre lesquelles elle est intercalée.
La feuille 21 s’étend elle aussi dans un plan perpendiculaire à la direction principale P. Elle présente sensiblement la même taille que la poche 7. Elle est en appui contre les grandes faces 13 des deux cellules poches 5 entre lesquelles elle est intercalée.
Les premières électrodes 9 des cellules poches 5 s’étendent dans des plans parallèles entre eux.
Ces plans sont perpendiculaires à la direction principale P.
Les premières électrodes 9 sont placées en une première ligne L1, suivant la direction principale P ( ).
Les premières électrodes 9 voisines dans la première ligne L1 sont raccordées l’une à l’autre par des connecteurs électriques 23, visibles sur la .
De manière avantageuse, chaque collecteur électrique 23 forme un bloc plein à au moins 60%, et de préférence à au moins 80%.
On entend par là que les zones vides à l’intérieur du bloc représentent entre 0% et 40% du volume total de ce bloc, et de préférence entre 0% et 20%.
Ainsi, les premières électrodes 9 sont connectées les unes aux autres par des éléments massifs, ce qui augmente la cohérence mécanique du module 3.
Chaque connecteur électrique 23 comprend une tôle 25 électriquement conductrice pliée en U, raccordant électriquement l’une à l’autre les premières électrodes 9 qui la jouxtent. La tôle pliée en U 25 délimite intérieurement un volume rempli par une matière plastique 27.
La tôle 25 est par exemple une tôle d’aluminium. La tôle 25 est un profilé allongé suivant la direction d’élévation E. Il présente, perpendiculairement à la direction d’élévation 5, des sections en U. Sa hauteur suivant la direction d’élévation E est sensiblement égale à celle du bord 17 de la poche 7.
Le profilé en U 25 comporte deux ailes latérales 29, et une âme 31 raccordant les deux ailes 29 l’une à l’autre.
Les ailes 29 présentent, selon la direction secondaire S, une largeur sensiblement égale à celle des électrodes 9. L’âme 31 présente, selon la direction principale P, une largeur sensiblement égale à l’écartement entre les deux premières électrodes 9 qui l’encadrent.
La matière plastique 27 est typiquement du polypropylène (PP), du polyéthylène (PE), du polyuréthane thermoplastique (TPU), du polychlorure de vinyle (PVC).
Chaque connecteur électrique 23 est délimité par les deux ailes 29, ainsi que par l’âme 31.
A l’opposé de l’âme 31, le connecteur électrique 23 est délimité par la surface 32 de la matière plastique 27. Cette surface 32 est plane et s’inscrit sensiblement entre les bords des ailes 29. Elle est sensiblement perpendiculaire à la direction secondaire S.
Le connecteur électrique 23, à ses deux extrémités opposées suivant la direction d’élévation E, est encore délimité par les surfaces 33 de la matière plastique 27. Les surfaces 33 s’inscrivent elles aussi sensiblement entre les bords des ailes 29. Elles sont planes, et sensiblement perpendiculaires à la direction d’élévation E.
Ainsi, chaque connecteur électrique 23 présente une forme générale parallélépipédique.
Chaque connecteur électrique 23 comprend un conduit interne 34 de circulation d’un fluide caloporteur (voir notamment les figures 4 et 6). Le conduit interne 34 s’étend sur toute la hauteur du connecteur électrique 23, prise suivant la direction d’élévation E. Il est ouvert à ses deux extrémités et débouche au niveau des deux surfaces 33.
Le conduit interne 34 est délimité d’un côté par l’âme 31 de la tôle 25 électriquement conductrice. Il est également délimité par une rainure creusée 35 dans la matière plastique 27, comme visible nettement sur la .
Ainsi, le fluide caloporteur circulant dans le conduit interne 34 est en contact direct avec l’âme 31 de la tôle 25.
Les secondes électrodes 11 des cellules poches 5 sont agencées comme les premières électrodes 9.
Les secondes électrodes 11 s’étendent dans des plans parallèles entre eux. Ces plans sont perpendiculaires à la direction principale P.
Les secondes électrodes 11 sont placées en une seconde ligne L2, suivant la direction principale P ( ).
La seconde ligne L2 est parallèle à la première ligne L1.
Les secondes électrodes 11 voisines dans la seconde ligne L2 sont raccordées l’une à l’autre par un connecteur électrique 23 formant des blocs pleins à au moins 60%, et de préférence à au moins 80%.
Les connecteurs électriques 23 des secondes électrodes 11 sont identiques à ceux raccordant les premières électrodes 9 les unes aux autres.
L’empilement des cellules poches 5 est représenté plus précisément sur la . Les grandes faces 13 de chaque poche 7 sont plaquées les unes contre les autres, soit directement, soit avec interposition d’une plaque thermiquement conductrice 19 ou d’une feuille de matière compressible 21.
Comme illustré sur les figures 3 et 4, les électrodes 9, 11 s’étendent dans le plan médian de la poche 7. En d’autres termes, la poche 7 présente d’un côté dudit plan médian une épaisseur e/2 et de l’autre côté du plan médian une épaisseur e/2.
e désigne ici l’épaisseur de la poche 7 prise suivant la direction principale P. Le plan médian est perpendiculaire à la direction principale P.
Les connecteurs électriques 23 sont engagés entre les premières électrodes 9.
Les ailes 29 sont plaquées contre les premières électrodes 9. L’âme 31 est plaquée contre les bords 17 des poches 7 des deux cellules 5 entre lesquelles est placé le connecteur électrique 23.
Les connecteurs électriques 23 présentent, suivant la direction principale P, une épaisseur sensiblement égale à e. Ainsi, à l’état assemblé, les connecteurs électriques 23 remplissent entièrement l’espace séparant les premières électrodes 9, sensiblement sans jeu.
De la même façon, les connecteurs électriques 23 sont engagés entre les secondes électrodes 11.
Les ailes 29 sont plaquées contre les secondes électrodes 11 et l’âme 31 est plaquée contre les bords 17 des poches 7 des cellules 5 entre lesquelles est placé le connecteur électrique 23.
Les connecteurs électriques 23 remplissent entièrement l’espace séparant les secondes électrodes 11, sans jeu.
Aux deux extrémités de la première ligne L1 sont placés des connecteurs terminaux 37 ayant une épaisseur e/2.
Ces connecteurs terminaux 37 comportent chacun une tôle électriquement conductrice 39 et une matière plastique 41. La tôle 39 est pliée en un U asymétrique.
Elle comprend une première aile 43 plaquée contre la première électrode 9 située à l’extrémité de la première ligne L1. Cette première aile 43 présente la même taille que les ailes 29 des connecteurs électriques 23.
La tôle en un U asymétrique 39 présente une seconde aile 45 de plus faible largeur que la première aile 43. La seconde aile 45 s’étend, selon la direction d’élévation E, sur toute la hauteur du connecteur terminal 37. Sa largeur, prise suivant la direction secondaire S, typiquement représente entre 0% et 40%, et de préférence entre 0% et 20%, de la largeur de la première aile 43.
La première aile 43 et la seconde aile 45 sont raccordées l’une à l’autre par une âme 46. L’âme 46 est plaquée contre le bord 17 de la poche 7 située à l’extrémité de l’empilement.
La matière plastique 41 des connecteurs terminaux 37 forme une couche couvrant toute la face de la première aile 43 tournée vers l’intérieur du U. Elle présente des surfaces 32 et 33 s’inscrivant dans le prolongement des surfaces 32 et 33 des connecteurs électriques 23. Elle présente à l’opposé de la première aile 43 une surface libre 47, non couverte par la seconde aile 45.
Le connecteur terminal 37 comporte un conduit interne 34 de circulation pour le fluide caloporteur. Ce conduit interne 34 s’étend au fond de la partie en U de la tôle 39. Plus précisément, il est délimité par l’âme 46 de ladite tôle 39, et par les portions des premières et secondes ailes 43, 45 se rattachant à l’âme 46. Il est fermé par la couche de matière plastique 41 des connecteurs terminaux 37.
Des connecteurs terminaux 37 sont également agencés aux deux extrémités de la seconde ligne L2.
Ces connecteurs terminaux 37 sont identiques à ceux de la première ligne L1. Ils ne seront pas décrits ici en détail.
L’un des deux connecteurs terminaux 37 de la première ligne L1 porte une languette 48 constituant l’un des pôles électriques du module 3. Cette languette 48 est un prolongement de la première aile 43, et fait saillie vers le haut suivant la direction d’élévation E par rapport aux connecteurs 23 et 37 de la première ligne L1.
De même, l’un des connecteurs terminaux 37 de la seconde ligne L2 porte une languette 49 constituant le second pôle du module 3. La languette 49 est constituée par un prolongement de la première aile 43 et fait saillie vers le haut suivant la direction d’élévation E par rapport aux connecteurs 23, 37 de la seconde ligne L2.
Dans l’exemple représenté, les languettes 48, 49 sont situées à des extrémités opposées des premières et secondes lignes L1, L2.
Les plaques thermiquement conductrices 19 présentent de préférence, à leurs extrémités opposées suivant la direction d’élévation E, des bords pliés 51. Les bords 51 sont visibles sur la . Les bords pliés 51 s’étendent dans des plans perpendiculaires à la direction d’élévation E. Les bords pliés 51 suivent les bords supérieur et inférieur 15 d’une des poches 7 selon la direction secondaire S. Ils sont plaqués contre les bords 15.
Comme illustré sur la , l’empilement de cellules poches 5, les connecteurs électriques 23 et les connecteurs terminaux 37 forment ensemble un bloc compact. Ce bloc est de forme parallélépipédique.
Une surface supérieure 53 de ce bloc est définie par les surfaces 33 des connecteurs électriques 23 et des connecteurs terminaux 37, par les bords 15 des cellules poches 5 et les éventuels bords pliés 51 des plaques 19. Une surface inférieure 55 de ce bloc est définie par les surfaces 33, ainsi que les bords 15 et les éventuels bords pliés 51 opposés.
Une surface latérale 57 de ce bloc est définie par la grande face 13 de la cellule poche 5 située à l’extrémité de l’empilement, et par les grandes faces 47 des connecteurs terminaux 37 situés à une extrémité des premières et secondes lignes L1, L2. Une autre surface latérale 59 est défini par la grande face 13 de la cellule poche 5 située à l’autre extrémité de l’empilement, et par les grandes faces 47 des connecteurs terminaux 37 situés à l’autre extrémité des premières et secondes lignes L1, L2.
Une surface d’extrémité 61 du bloc est définie par les surfaces 32 des connecteurs électriques 23 et des connecteurs terminaux 37 de la première ligne L1. Une autre surface d’extrémité 63 du bloc est définie par les surfaces 32 des connecteurs électriques 23 et des connecteurs terminaux 37 de la seconde ligne L2
L’empilement de cellules poches 5 est noyé dans une résine 65.
Plus précisément, l’empilement de cellules poches 5, ainsi que les connecteurs électriques 23 sont entièrement noyés dans la résine 65.
Les connecteurs terminaux 37 sont également entièrement noyés dans la résine 65, à l’exception des languettes 48, 49.
La résine 65, avantageusement, couvre au moins les faces supérieure et inférieure 53, 55 du bloc décrit plus haut.
Typiquement, elle couvre également les faces latérales 57, 59 et les faces d’extrémité 61, 63 de ce bloc.
Ainsi, chacune des faces 53, 55, 57, 59, 61, 63 sont intégralement couvertes par une couche de résine 65.
Cette couche est typiquement d’une épaisseur comprise entre 0,5 et 5 mm, de préférence entre 0,6 et 3 mm.
La résine est une matière plastique, par exemple du polyuréthane (PU), du polychlorure de vinyle (PVC) ou toute autre résine plastique élastique et souple.
Avantageusement, la résine 65 comprend un élément dopant la conductivité thermique, la conductivité thermique de la résine étant de ce fait comprise entre 1 et 10 W/m.°K, de préférence comprises entre 2 et 4 W/m.°K.
La résine 65, en l’absence d’élément dopants, présente typiquement une conductivité de 0.2 W/m.°K.
L’élément dopant est par exemple de l’alumine (Al2O3).
La résine 65 définit des premières et secondes faces 67, 69 opposées l’une à l’autre (figures 5, 6). Des canaux externes de circulation de fluide 71 sont ménagés sur les premières et secondes faces 67, 69 de la résine 65.
Les premières et secondes faces 67, 69 sont définies par les couches de résine couvrant les faces supérieures et inférieures 53, 55.
Les canaux externes de circulation de fluide 71 sont parallèles entre eux, rectilignes, et s’étendent sur toute la longueur des premières et secondes faces 67, 69 de la résine 65. Ils s’étendent selon la direction secondaire S. Les canaux externes de circulation de fluide 71 sont ouverts à leur deux extrémités.
Ils sont régulièrement espacés suivant la direction principale P, sensiblement sur toute la largeur des premières et secondes faces 67, 69 de la résine 65.
Les conduits internes 34 des connecteurs 23, 37 situés entre les premières électrodes 9 raccordent chacun fluidiquement un canal externe de circulation de fluide 71 de la première face 67 à un canal externe de circulation de fluide 71 de la seconde face 69.
En d’autres termes, ces conduits internes 34, à leurs extrémités opposées, débouchent chacun dans un canal externe de circulation de fluide 71 de la première face 67 et dans un canal externe de circulation de fluide 71 de la seconde face 69.
De même, les conduits internes 34 des connecteurs 23, 37 raccordant les secondes électrodes 11 entre elles raccordent chacun un canal externe de circulation de fluide 71 de la première face 67 à un canal externe de circulation de fluide 71 de la seconde face 69.
La résine 65 définit également des troisième et quatrième faces 73, 75 opposées l’une à l’autre, sensiblement planes. Les troisième et quatrième faces 73, 75 sont délimitées par les couches de résine couvrant les surfaces 57, 59.
De la même façon, la résine 65 définit des cinquième et sixième faces 77, 79. Les cinquième et sixième faces 77, 79 sont définies par les couches de résine couvrant les surfaces d’extrémité 61, 63.
Les faces 67, 69, 73, 75, 77, 79 de la résine 65 définissent la surface externe du module 3. Celui-ci a une forme générale parallélépipédique.
Comme visible sur la , la batterie de stockage d’électricité 1 comporte, outre les modules 3, une enveloppe 81 délimitant intérieurement un volume de réception des modules 3.
L’enveloppe 81 comporte typiquement un fond 83 et un couvercle 85 (figures 1 et 2).
Dans l’exemple représenté, le fond 83 est une plaque sensiblement plane, constituant un châssis supportant le poids des modules 3.
Le couvercle 85 a une forme concave vers le fond 83. Il comporte un fond supérieur 87 sensiblement plat, un bord périphérique 89 entourant le fond supérieur 87 et une collerette sortante 91. Le bord périphérique 89 s’étend à partir du fond supérieur 87 vers le fond 83. La collerette 91 prolonge le bord périphérique 89. Elle est plaquée contre le fond 83.
Pour l’exemple représenté, le fond 83 de l’enveloppe 81 est rectangulaire, le fond supérieur 87 du couvercle 85 étant lui aussi rectangulaire.
La batterie de stockage d’électricité 1 comporte encore des poutres 93, 95 fixées au fond 83 de l’enveloppe 81. Ces poutres 93, 95 définissent des logements 97 de réception pour les modules 3.
Les poutres 93, 95 sont des plaques métalliques.
Chaque logement 97 est délimité par deux poutres transversales 93 et deux poutres longitudinales 95.
Chaque logement 97, dans l’exemple représenté, est prévu pour recevoir deux modules 3 placés dans le prolongement l’un de l’autre transversalement.
Les modules 3 sont placés dans le logement 97 avec la seconde face 69 tournée vers le fond 83 de l’enveloppe 81 et la première face 67 tournée vers le fond supérieur 87 du couvercle 85.
Les troisième et quatrième faces 73, 75 de la résine 65 sont tournées vers les poutres transversales 93.
L’un des deux modules 3 a sa face 77 en vis-à-vis d’une des poutres longitudinales 95, et sa face 79 en vis-à-vis de la face 77 de l’autre module. Cet autre module 3 a sa face 79 en vis-à-vis de l’autre poutre longitudinale 95.
Les canaux externes de circulation de fluide 71 creusés dans les premières faces 67 des deux modules 3 sont placées dans le prolongement les des autres.
En d’autres termes, chaque canal externe de circulation de fluide 71 du premier module 3 est prolongé par un canal 71 de l’autre module 3 de telle sorte que le fluide caloporteur peut circuler de manière continue d’un canal à l’autre.
De la même façon, les canaux externes de circulation de fluide 71 des secondes faces 69 des deux modules sont placés dans le prolongement les uns des autres. Ainsi, chaque canal externe de circulation de fluide 71 du premier module 3 se trouve placé dans la continuité d’un des canaux externes de circulation de fluide 71 du second module 3, de telle sorte que le fluide caloporteur circule de manière continue d’un canal à l’autre.
La batterie de stockage d’électricité 1 comporte encore un circuit 99 de refroidissement des cellules.
Le circuit de refroidissement 99 comprend un collecteur de distribution 101, distribuant le fluide caloporteur dans les canaux externes de circulation de fluide 71 des secondes faces 69 des modules 3.
Il comprend également un collecteur d’évacuation 103, collectant le fluide caloporteur sortant des canaux externes de circulation de fluide 71 des premières faces 67 des modules 3.
Typiquement, l’enveloppe 81 présente une entrée de fluide caloporteur 105, par lequel le fluide caloporteur pénètre dans le circuit de refroidissement 99. Il comporte également une sortie de fluide caloporteur 107, par laquelle le fluide caloporteur sort du circuit de refroidissement 99.
L’entrée de fluide caloporteur 105 et la sortie de fluide caloporteur 107 sont prévues pour être raccordées à un circuit de refroidissement embarqués à bord du véhicule, comprenant typiquement un organe de circulation du fluide caloporteur et un échangeur de chaleur. L’échangeur de chaleur est prévu pour évacuer la chaleur générée par les cellules poches 5. L’organe de circulation met en mouvement le fluide caloporteur. Son refoulement est raccordé fluidiquement à l’entrée de fluide caloporteur 105 et son aspiration à la sortie de fluide caloporteur 107.
En variante, l’échangeur de chaleur et l’organe de circulation sont intégrés dans la batterie de stockage d’électricité. Dans ce cas, le collecteur d’évacuation est raccordé fluidiquement à une entrée de l’échangeur de chaleur, le collecteur de distribution étant raccordé fluidiquement au refoulement de l’organe de circulation. L’aspiration de l’organe de circulation est raccordée à la sortie de l’échangeur de chaleur.
Le fluide caloporteur est typiquement liquide diélectrique, par exemple une huile. En variante, le fluide caloporteur est un gaz.
Dans l’exemple représenté, le bord périphérique 89 du couvercle 85 est rectangulaire et comporte deux tronçons 109 d’orientation transversale et deux tronçons 111 d’orientation longitudinale.
Les tronçons longitudinaux 111 s’étendent parallèlement et en vis-à-vis des poutres longitudinales 95.
Les poutres transversales 93 sont agencées en une ligne, parallèlement les unes aux autres. Les tronçons transversaux 109 sont agencés parallèlement et en vis-à-vis des poutres transversales 93 situées aux deux extrémités de la ligne.
L’entrée et la sortie de fluide caloporteur 105, 107 sont ménagés dans l’un des tronçons transversaux 109.
Le collecteur de distribution 101 comporte une première partie 113, d’orientation transversale, ménagé entre le tronçon transversal 109 portant l’entrée et la sortie de fluide caloporteur 105, 107 et la poutre transversale 93 en vis-à-vis. Cette première partie 113 s’étend à partir de l’entrée de fluide caloporteur 105, jusqu’à l’extrémité de la poutre transversale 93.
Le collecteur de distribution 101 comporte encore une seconde partie 115, prolongeant la première partie 113, et s’étendant longitudinalement sur un côté de la batterie de stockage d’électricité 1, entre un des tronçons longitudinaux 111 et les poutres longitudinales 95 en vis-à-vis.
Les poutres longitudinales 95 présentent en partie inférieure un orifice de passage 116 pour le fluide caloporteur. Les poutres longitudinales 95 présentent autant d’orifices de passage 116 que de canaux externes de circulation de fluide 71. Cet orifice est situé au ras du fond 83 de l’enveloppe 81. Chaque orifice 116 met en communication le collecteur de distribution 101 avec les canaux externes de circulation de fluide 71 situés sur la seconde face du module 3 le plus proche de la poutre longitudinale 95.
Le collecteur d’évacuation 103 comporte une partie longitudinale 117 s’étendant le long d’un côté de la batterie de stockage d’électricité 1 opposé à la seconde partie 115. Le collecteur d’évacuation 103 comprend encore une partie d’orientation transversale 119, raccordant fluidiquement la partie longitudinale 117 à la sortie de fluide caloporteur 107.
La partie longitudinale 117 s’étend entre le tronçon longitudinal 111 du bord périphérique 89 du couvercle 85 et les poutres longitudinales 95 situées à l’opposé de la seconde partie 115 du collecteur de distribution 101. La partie transversale 119 s’étend entre le tronçon transversal 109 du bord périphérique 89 portant l’entrée et la sortie de fluide caloporteur 105, 107, et la poutre transversale 93 en vis-à-vis.
La circulation du fluide caloporteur de la batterie de stockage d’électricité 1 va maintenant être décrite.
Le fluide caloporteur pénètre dans le circuit de refroidissement 99 par l’entrée de fluide caloporteur 105. Il suit d’abord le collecteur de distribution 101, et plus précisément d’abord la première partie 113 de ce collecteur puis la seconde partie 115 de ce collecteur de distribution 101. A partir de la seconde partie 115 du collecteur de distribution 101, il est distribué dans les orifices 116 ménagés à la base des poutres longitudinales 95. A partir de chaque orifice 116, il est distribué dans les canaux externes 71 ménagés dans la seconde face du module 3 le plus proche de la poutre longitudinale 95.
Le fluide caloporteur suit les canaux externes 71. Une première partie du fluide caloporteur passe à travers les conduits internes 34 ménagés à l’extrémité du module 3 la plus proche de l’orifice 116. Cette première partie du fluide caloporteur suit les conduits internes 34, et débouche dans les canaux externes 71 situés sur la première face du module 3.
En passant dans les conduits internes 34, ménagés dans les connecteurs électriques 23, le fluide caloporteur refroidit les électrodes situées de part et d’autre de ces connecteurs électriques 23, à travers chaque tôle 25. Du fait que la tôle 25 est en appui sur les bords 17 des deux poches 7 en vis-à-vis du connecteur électrique 23, le fluide caloporteur refroidit également l’électrode et la cathode logées dans les poches 7.
Comme indiqué plus haut seule une première partie du fluide caloporteur arrivant par les orifices 116 est déviée dans les conduits internes 34 les plus proches de l’orifice 116. Le reste du fluide caloporteur suit les canaux externes 71 au-delà des conduits internes 34. Ce fluide caloporteur, pour une seconde partie, est dirigé dans les conduits internes 34 du premier module 3 les plus éloignés de l’orifice 116. Une troisième partie du fluide caloporteur suit les conduits externes 71 au-delà de ce second ensemble de conduits internes 34 et alimente les canaux externes 71 du second module 3, qui sont placés dans le prolongement des canaux externes 71 du premier module 3. Le fluide caloporteur se réparti dans les conduits internes 34 du second module 3.
Le fluide caloporteur sortant des conduits internes 34 des premier et second modules 3 est collecté dans les canaux externes 71 des premières faces 67 du premier module 3 et du second module 3. Ils suivent ces canaux externes 71 jusqu’au collecteur d’évacuation 103. Ils parcourent successivement la partie longitudinale 117 du collecteur d’évacuation 103 puis la partie transversale 119 du collecteur d’évacuation 103 jusqu’à l’orifice de sortie de fluide caloporteur 107.
Une partie de la chaleur est conduite par les plaques 19 jusqu’aux bords pliés 51 supérieur et inférieur, puis à travers la fine couche de résine intercalée entre le bord plié 51 et le fond du canal 71 jusqu’au fluide caloporteur.
Le procédé de fabrication d’un module pour une batterie de stockage d’électricité va maintenant être décrit.
Ce procédé est particulièrement adapté à la fabrication du module décrit ci-dessus. Inversement, le module décrit ci-dessus est spécialement conçu pour être fabriqué par le procédé ci-dessus.
Le procédé de fabrication comprend les étapes suivantes :
- obtention d’une pluralité de cellules poches 5 de stockage d’électricité, ayant chacune une poche 7 et des première et seconde électrodes 9, 11 faisant saillie hors de la poche 7 ;
- juxtaposition des cellules poches 5 suivant une direction principale P, en formant un empilement ;
- surmoulage d’une résine 65, l’empilement étant noyé dans la résine 65.
Les cellules poches 5 sont comme décrit ci-dessus.
Leurs première et seconde électrodes 9, 11 sont raccordées électriquement par des connecteurs électriques 23 comme décrit ci-dessus.
L’empilement de cellules poches 5 avec les connecteurs électriques 23 constitue un bloc comme décrit ci-dessus et illustré sur la .
Ce bloc comporte des connecteurs terminaux 37 du type décrit ci-dessus.
La résine 65 est du type décrit ci-dessus. Elle est agencée autour du bloc représenté sur la comme décrit ci-dessus.
L’étape de surmoulage est réalisée typiquement en plaçant l’empilement de cellules poches 5, équipées des connecteurs 23 et 37, dans un moule. Une couche de résine 65 est injectée dans le moule, de manière à recouvrir cet ensemble, à l’exception des plaquettes 48, 49 constituant les pôles du module 3 et les extrémités des conduits internes 34.
Le module 3 décrit ci-dessus présente de multiples avantages.
Du fait que l’empilement de cellules poches est noyé dans une résine, le module présente mécaniquement une excellente cohérence. Il est de plus particulièrement facile à agencer dans une batterie de stockage d’électricité.
Il présente également une cohérence thermique élevée,avec des gradients de températures raisonnables, typiquement de l’ordre de 5°C.
Ce module peut être mis en place et retiré facilement de la batterie 1.
Du fait que la résine contient un élément dopant la conductivité thermique, les échanges thermiques entre le fluide caloporteur et les cellules poches sont facilités.
Du fait que les connecteurs électriques raccordant les premières électrodes du module les unes aux autres sont des blocs pleins, la cohérence mécanique du module est renforcée. Ceci est vrai également pour les secondes électrodes.
Le fait de réaliser chaque connecteur électrique sous la forme d’une tôle électriquement conductrice pliée en U, dont le volume intérieur est rempli par une matière plastique, permet de réaliser de manière commode ce connecteur électrique. Celui-ci est particulièrement économique.
L’utilisation des plaques thermiquement conductrices intercalées dans l’empilement des cellules poches permet un excellent refroidissement des cellules poches. Ces plaques sont thermiquement en contact avec les canaux externes de circulation de fluide via les bords pliés.
Le fait que chaque bloc comprend un conduit interne de circulation d’un fluide caloporteur permet un refroidissement efficace des électrodes et plus généralement des cellules poches. Ces conduits internes sont faciles à réaliser et du fait de la constitution de chaque bloc, avec une tôle pliée en U et une matière plastique de remplissage.
La résine surmoulée est avantageusement utilisée pour réaliser des canaux externes sur deux faces opposées du module. Ceci permet d’organiser la circulation du fluide caloporteur de manière simple et commode.
La circulation du fluide caloporteur dans les canaux externes contribue au refroidissement des cellules poches, en plus de la circulation dans les conduits internes.

Claims (10)

  1. Module pour une batterie de stockage d’électricité (1), le module (3) comprenant une pluralité de cellules poches (5) de stockage d’électricité ayant chacune une poche (7) et des première et seconde électrodes (9, 11) faisant saillie hors de la poche (7), les cellules poches (5) étant juxtaposées suivant une direction principale (P) et formant un empilement noyé dans une résine (65).
  2. Module selon la revendication 1, dans lequel les premières électrodes (9) des cellules poches (5) s’étendent dans des plans parallèles entre eux et sont placées en une première ligne (L1) suivant la direction principale (P), deux premières électrodes (9) voisines dans la première ligne (L1) étant raccordées l’une à l’autre par un connecteur électrique (23) formant un bloc plein à au moins 60%.
  3. Module selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les secondes électrodes (11) des cellules poches (5) s’étendent dans des plans parallèles entre eux et sont placées en une seconde ligne (L2) suivant la direction principale (P), deux secondes électrodes (11) voisines dans la seconde ligne (L2) étant raccordées l’une à l’autre par un connecteur électrique (23) formant un bloc plein à au moins 60%.
  4. Module selon la revendication 2 ou 3, dans lequel chaque connecteur électrique (23) comprend une tôle (25) électriquement conductrice pliée sensiblement en forme de U raccordant électriquement les premières ou secondes électrodes (9, 11) voisines l’une à l’autre, la tôle (25) pliée en forme de U délimitant intérieurement un volume rempli par une matière plastique (27).
  5. Module selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel chaque connecteur électrique (23) comprend un conduit interne (34) de circulation d’un fluide caloporteur.
  6. Module selon la revendication 5, dans lequel la résine (65) définit des première et seconde faces (67, 69) opposées l’une à l’autre, des canaux externes (71) de circulation de fluide étant ménagés sur les première et seconde faces (67, 69), chaque conduit interne (34) raccordant fluidiquement un canal externe (71) de la première face (67) à un canal externe (71) de la seconde face (69).
  7. Module selon la revendication 6, dans lequel, dans chaque cellule poche (5), les première et seconde électrodes (9, 11) sont situées de part et d’autre de la poche (7) suivant une direction secondaire (S), les canaux externes (71) s’étendant selon la direction secondaire (S).
  8. Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des plaques thermiquement conductrices (19) sont intercalées dans l’empilement entre les cellules poches (5).
  9. Batterie de stockage d’électricité (1) comprenant.
    - au moins un module (3) selon la revendication 6 ou 7 ;
    - une enveloppe (81) délimitant intérieurement un volume de réception de l’au moins un module (3) ;
    - un circuit (99) de refroidissement des cellules poches (5), comprenant un collecteur de distribution (101) distribuant un fluide caloporteur dans les canaux externes (71) de la seconde face (69), et un collecteur d’évacuation (103) collectant le fluide caloporteur sortant des canaux externes (71) de la première face (67).
  10. Procédé de fabrication d’un module (3) pour une batterie de stockage d’électricité (1), le procédé comprenant les étapes suivantes :
    - obtention d’une pluralité de cellules poches (5) de stockage d’électricité ayant chacune une poche (7) et des première et seconde électrodes (9, 11) faisant saillie hors de la poche (7) ;
    - juxtaposition des cellules poches (5) suivant une direction principale (P), en formant un empilement ;
    - surmoulage d’une résine (65), l’empilement étant noyé dans la résine (65).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030054239A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Nissan Motor Co., Ltd. Assembled battery
EP2919294B1 (fr) * 2012-11-09 2017-09-06 Nissan Motor Co., Ltd Batterie assemblée et procédé de fabrication de batterie assemblée

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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