FR3139240A1 - Batterie de véhicule électrique - Google Patents

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Abstract

BATTERIE DE VÉHICULE ÉLECTRIQUE La présente invention concerne une batterie de véhicule électrique comprenant une coque, au moins un module d’élément de batterie (20) et au moins un sac de conduction thermique (30). Chaque sac de conduction thermique (30) a plusieurs trous de montage (32). Plusieurs piliers de montage (24) sont respectivement insérés à travers les trous de montage (32), montant chaque sac de conduction thermique (30) entre chaque module d’élément de batterie (20) et la coque. Chaque sac de conduction thermique (30) est souple pour combler des espaces entre chaque module d'élément de batterie (20) et la coque, et contient un liquide de conduction thermique qui absorbe et conduit la chaleur produite par chaque module d'élément de batterie (20), permettant ainsi à la batterie de véhicule électrique de dissiper la chaleur plus efficacement. La batterie de véhicule électrique fonctionne plus efficacement et bénéficie d’une durée de vie plus longue. Figure à publier avec l'abrégé : Figure 2

Description

BATTERIE DE VÉHICULE ÉLECTRIQUE
1. Domaine de l’invention
La présente invention concerne une batterie de véhicule électrique, plus particulièrement une batterie de véhicule électrique à forte dissipation de chaleur.
2. Description de l’état antérieur de la technique
Avec l'évolution de la technologie, les batteries au lithium rechargeables sont largement utilisées dans les applications de la vie quotidienne et dans les applications industrielles. Par exemple, les batteries au lithium rechargeables sont souvent utilisées dans les véhicules électriques et les téléphones. Pour une batterie de véhicule électrique typique, celle-ci se compose de multiples modules d’élément de batterie. De ce fait, la batterie de véhicule électrique typique produit une grande quantité de chaleur lors de la charge et de la décharge, ce qui augmente la température de la batterie de véhicule électrique typique. Si cette chaleur n'est pas dissipée à temps, la batterie de véhicule électrique typique se charge et se décharge avec moins d'efficacité et devient plus dangereuse.
Pour maintenir les efficacités de charge et de décharge et assurer la sécurité, une plaque de refroidissement est montée sur une surface de chacun des modules d'élément de batterie de la batterie de véhicule électrique typique. En référence à la , l'une des plaques de refroidissement 60 est montée sur la surface de l'un des modules d'élément de batterie 50 de la batterie de véhicule électrique typique. Une surface de contact 61 de la plaque de refroidissement 60 entre en contact avec la surface de l'un des modules d'élément de batterie 50, permettant à la chaleur d'être dissipée par conduction thermique depuis l'un des modules d'élément de batterie 50 vers la plaque de refroidissement 60. Toutefois, étant donné que les surfaces des modules d’élément de batterie 50 sont irrégulières et que les surfaces de contact 61 des plaques de refroidissement 60 sont plates, les plaques de refroidissement 60 et les modules d’élément de batterie 50 ne sont pas en mesure d'entrer complètement en contact les uns avec les autres. Comme il existe de nombreux espaces entre les surfaces de contact 61 des plaques de refroidissement 60 et les surfaces des modules d'élément de batterie 50, les modules d'élément de batterie 50 dissipent la chaleur de manière inefficace, entraînant ainsi des hausses de température dans la batterie de véhicule électrique typique. Par conséquent, la batterie de véhicule électrique typique peut encore perdre ses efficacités de charge et de décharge et cesser de fonctionner normalement en raison d'une possibilité de surchauffe.
Problème à résoudre
Une batterie de véhicule électrique typique comporte de multiples modules d'élément de batterie, et les modules d'élément de batterie sont incapables de dissiper efficacement la chaleur par l’intermédiaire de plaques de refroidissement en raison du manque de contacts ajustés. De nombreux espaces existent entre les surfaces de contact des plaques de refroidissement et les surfaces des modules d'élément de batterie, empêchant la chaleur produite par les modules d'élément de batterie d'être dissipée efficacement. En conséquence, la température augmente dans la batterie de véhicule électrique typique, ce qui entraîne une perte d'efficacités de charge et de décharge de la batterie de véhicule électrique typique, voire même son arrêt.
Moyens techniques pour résoudre le problème
La présente invention concerne une batterie de véhicule électrique, comprenant :
une coque ;
au moins un module d’élément de batterie, monté à l'intérieur de la coque et ayant de multiples éléments de batterie ; et
au moins un sac de conduction thermique, monté entre l’au moins un module d'élément de batterie et la coque par une structure de montage, et en contact ajusté avec l’au moins un module d'élément de batterie.
De préférence, l'au moins un module d'élément de batterie comprend de multiples modules d'élément de batterie, et un tampon thermique est monté entre deux des modules d'élément de batterie adjacents.
De préférence, l’au moins un sac de conduction thermique est constitué d'une feuille d'aluminium, et chacun de l’au moins un sac de conduction thermique contient un liquide de conduction thermique.
De préférence, chacun de l’au moins un sac de conduction thermique contient une mousse d’éthylène-acétate de vinyle (EVA) souple.
De préférence, la structure de montage comprend :
de multiples piliers de montage, montés sur chacun de l’au moins un module d'élément de batterie ; et
de multiples trous de montage, formés sur chacun de l’au moins un sac de conduction thermique, les piliers de montage étant respectivement insérés à travers les trous de montage.
De préférence, les trous de montage sont formés sur un côté de l'au moins un sac de conduction thermique.
De préférence, une pâte thermique est respectivement ajoutée entre chacun de l’au moins un sac de conduction thermique et chacun de l’au moins un module d'élément de batterie, et entre chacun de l’au moins un sac de conduction thermique et la coque.
De préférence, chacun des tampons thermiques est formé par moulage par injection de silicone liquide ;
chacun des tampons thermiques ayant deux surfaces de contact sur deux côtés opposés, et une pâte thermique étant ajoutée sur les deux surfaces de contact de chacun des tampons thermiques.
De préférence, chacun des tampons thermiques a deux surfaces de contact sur deux côtés opposés, et les surfaces de contact sont respectivement en contact avec une surface de chacun de l’au moins un module d'élément de batterie par l'intermédiaire d'une structure de contact.
De préférence, la structure de contact est une surface irrégulière, et la surface irrégulière est en correspondance avec les contours de la surface de chacun de l'au moins un module d'élément de batterie.
Effet de la présente invention
La batterie de véhicule électrique selon la présente invention comprend une coque, au moins un module d’élément de batterie et au moins un sac de conduction thermique. Chacun de l’au moins un sac de conduction thermique est monté entre l’au moins un module d'élément de batterie et la coque par une structure de montage. Étant donné que chacun de l’au moins un sac de conduction thermique est souple, des espaces entre chacun de l’au moins un module d'élément de batterie et la coque sont comblés. L'au moins un sac de conduction thermique est également facilement détachable et peut être remonté de manière détachable. L'au moins un sac de conduction thermique contient un liquide de conduction thermique. À mesure que le liquide de conduction thermique absorbe et conduit la chaleur produite par l’au moins un module d’élément de batterie, la batterie de véhicule électrique selon la présente invention dissipe mieux la chaleur. En conséquence, la température diminue dans la batterie de véhicule électrique, permettant à la batterie de véhicule électrique de fonctionner dans une plage de températures de travail, et garantissant ainsi une bonne efficacité de charge et de décharge de la batterie de véhicule électrique et une bonne longévité pour la batterie de véhicule électrique.
DANS LES DESSINS :
est une vue en perspective tridimensionnelle (3D) d'une batterie de véhicule électrique selon la présente invention.
est une vue éclatée 3D d'au moins un module d’élément de batterie et d'au moins un sac de conduction thermique de la batterie de véhicule électrique selon la présente invention.
est une vue en coupe partielle de l'au moins un sac de conduction thermique de la batterie de véhicule électrique selon la présente invention.
est une vue éclatée 3D de la batterie de véhicule électrique selon un mode de réalisation de la présente invention.
est une vue éclatée 3D d'au moins un module d’élément de batterie et d'au moins un sac de conduction thermique d'une batterie de véhicule électrique typique.
En référence aux Figures 1 et 2, la présente invention propose une batterie de véhicule électrique. La batterie de véhicule électrique selon la présente invention comprend une coque 10, au moins un module d’élément de batterie 20 et au moins un sac de conduction thermique 30.
La coque 10 recouvre l’au moins un module d'élément de batterie 20 et l’au moins un sac de conduction thermique 30. Une poignée 11 est montée sur une surface supérieure de la coque 10, permettant à un utilisateur de saisir la poignée 11. Dans un mode de réalisation de la présente invention, la coque 10 est réalisée en métal, tel qu'un alliage d'aluminium. La coque 10, par coulissement vers le haut ou vers le bas, est montée de manière détachable sur un côté extérieur de l'au moins un module d'élément de batterie 20 et de l'au moins un sac de conduction thermique 30.
L’au moins un module d'élément de batterie 20 est monté à l'intérieur de la coque 10, et chacun de l’au moins un module d'élément de batterie 20 comprend de multiples éléments de batterie 21, un cadre de batterie 22 et de multiples plaques de conduction 23. Chacun des éléments de batterie 21 est doté d'un contact positif 21a et d'un contact négatif 21b, respectivement. Dans un mode de réalisation de la présente invention, chacun des éléments de batterie 21 est une batterie rechargeable cylindrique. Le contact positif 21a et le contact négatif 21b sont respectivement formés sur deux côtés opposés de chacun des éléments de batterie 21.
L'intérieur du cadre de batterie 22 est utilisé pour contenir les éléments de batterie 21. Le cadre de batterie 22 a une première surface 220 et une seconde surface 221 sur un côté opposé à la première surface 220. Pour chacun des éléments de batterie 21, le contact positif 21a et le contact négatif 21b sont exposés par la première surface 220 ou la seconde surface 221. Plus particulièrement, de multiples trous sont respectivement formés sur la première surface 220 et la seconde surface 221. Pour chacun des éléments de batterie 21, le contact positif 21a et le contact négatif 21b sont exposés à travers les trous. Par exemple, pour l'un des éléments de batterie 21, le contact positif 21a est exposé sur la première surface 220, et le contact négatif 21b est exposé sur la seconde surface 221 opposée à la première surface 220. Il convient de noter que chacun des éléments de batterie 21 est libre d'avoir des agencements différents du contact positif 21a et du contact négatif 21b sans être uniformes les uns par rapport aux autres à l'intérieur du cadre de batterie 21. Pour cette raison, certains des éléments de batterie 21 ont respectivement le contact positif 21a exposé sur la première surface 220, et certains des éléments de batterie 21 ont respectivement le contact négatif 21b également exposé sur la première surface 220. Les agencements des éléments de batterie 21 à l'intérieur du cadre de batterie 22 dépendent de la manière dont les éléments de batterie 21 sont reliés électriquement les uns aux autres, c'est-à-dire reliés en série ou reliés en parallèle. Ainsi, en fonction de la manière dont les éléments de batterie 21 sont reliés électriquement les uns aux autres, les éléments de batterie 21 sont regroupés en plusieurs groupes, et chacun des groupes est libre d'inclure des quantités différentes des éléments de batterie 21.
Comme les éléments de batterie 21 sont regroupés en différents groupes, de multiples zones de liaison 222 différentes sont également formées sur la première surface 220 et la seconde surface 221. Les trous sont inclus dans chacune des zones de liaison 222 pour permettre aux éléments de batterie 21 d'être exposés. Dans le présent mode de réalisation, une surface de chacune des zones de liaison 222 est relativement plus faible que la première surface 220 et la seconde surface 221. Dans d'autres modes de réalisation, la surface de chacune des zones de liaison 222 est relativement plus élevée que la première surface 220 et la seconde surface 221.
Les plaques de conduction 23 sont respectivement montées sur chacune des zones de liaison 222. Une forme de chacune des plaques de conduction 23 correspond approximativement à une forme d'une des zones de liaison 222, comme chacune des plaques de conduction 23 est utilisée pour relier électriquement les éléments de batterie 21 à l'intérieur de la zone de liaison correspondante 222. Chacune des plaques de conduction 23 est réalisée en un matériau conducteur d’électricité, permettant ainsi de relier électriquement les contacts positifs 21a et les contacts négatifs 21b à l’intérieur de la zone de liaison correspondante 222. En outre, chacune des plaques de conduction 23 comprend de multiples ouvertures 230, et chacune des ouvertures 230 est en correspondance avec les contacts positifs 21a ou les contacts négatifs 21b.
L’au moins un sac de conduction thermique 30 est monté entre l’au moins un module d'élément de batterie 20 et la coque 10. En référence à la , chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 est réalisé en un matériau conducteur de chaleur, et chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 contient un liquide de conduction thermique 31. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le matériau conducteur de chaleur est une feuille d'aluminium, et le liquide de conduction thermique 31 est de l'eau. Chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 contient une mousse d’éthylène-acétate de vinyle (EVA) souple. La mousse d’EVA souple est utilisée pour absorber le liquide de conduction thermique 31, empêchant ainsi la majorité du liquide de conduction thermique 31 de rester uniquement au fond de chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 en raison de la gravité. Cela permet également à chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 de rester plus facilement monté entre la coque 10 et chacun de l’au moins un module d'élément de batterie 20. En outre, chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 est monté entre l’au moins un module d'élément de batterie 20 et la première surface 220 par une structure de montage. Plus particulièrement, la structure de montage comprend de multiples piliers de montage 24 montés sur chacun de l’au moins un module d'élément de batterie 20 et de multiples trous de montage 32 formés sur chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30. Les piliers de montage 24 sont respectivement insérés à travers les trous de montage 32, permettant à chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 d'être monté sur la première surface 220. Dans un mode de réalisation de la présente invention, les trous de montage 32 sont formés sur un côté de l'au moins un sac de conduction thermique 30. Étant donné que chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 est souple, lorsque la coque 10 recouvre et comprime chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30, chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 peut entrer en contact étroit et ajusté avec la première surface 220 de chacun de l’au moins un module d'élément de batterie 20 et avec une surface intérieure de la coque 10.
En référence à la , dans un mode de réalisation de la présente invention, l’au moins un module d'élément de batterie 20 est en fait constitué de multiples modules d'élément 20, et la batterie de véhicule électrique comprend en outre de multiples tampons thermiques 40. Chacun des tampons thermiques 40 est formé par moulage par injection de silicone liquide, et chacun des tampons thermiques 40 est monté entre deux des modules d'élément de batterie 20 adjacents. Chacun des tampons thermiques 40 a deux surfaces de contact 41 sur deux côtés opposés, et les surfaces de contact 41 sont respectivement en contact avec une surface de chacun de l'au moins un module d'élément de batterie 20 par l'intermédiaire d'une structure de contact. Dans un mode de réalisation, la structure de contact est une surface irrégulière, et la surface irrégulière est en correspondance avec les contours de la surface de chacun de l'au moins un module d'élément de batterie 20. Comme la structure de contact est moulée le long de la surface de chacun de l’au moins un module d'élément de batterie 20, la structure de contact aide chacun des tampons thermiques 40 et chacun de l’au moins un module d'élément de batterie 20 à entrer en contact de manière plus étroite et ajustée les uns avec les autres, assurant ainsi une meilleure conduction de la chaleur entre chacun des tampons thermiques 40 et chacun de l’au moins un module d'élément de batterie 20.
Dans un mode de réalisation, afin d'assurer de meilleures conductions de chaleur entre chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 et chacun des tampons thermiques 40, une pâte thermique est respectivement ajoutée entre chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 et chacun de l’au moins un module d'élément de batterie 20, entre chacun de l’au moins un sac de conduction thermique 30 et la coque 10, et sur les deux surfaces de contact 41 de chacun des tampons thermiques 40.
Globalement, la batterie de véhicule électrique selon la présente invention comprend une coque, au moins un module d'élément de batterie et au moins un sac de conduction thermique. Chacun de l’au moins un sac de conduction thermique est monté entre l’au moins un module d'élément de batterie et la coque par une structure de montage, et chacun de l’au moins un sac de conduction thermique est en contact avec une surface de chacun de l’au moins un module d'élément de batterie. En outre, chacun de l’au moins un sac de conduction thermique contient un liquide de conduction thermique. Le liquide de conduction thermique absorbe et conduit la chaleur produite par chacun de l’au moins un module d'élément de batterie, permettant à la batterie de véhicule électrique de la présente invention de dissiper la chaleur plus efficacement. Ainsi, la température diminue dans la batterie de véhicule électrique, permettant à la batterie de véhicule électrique de fonctionner dans une plage de températures de travail, et garantissant ainsi une bonne efficacité de charge et de décharge pour la batterie de véhicule électrique et une bonne longévité pour la batterie de véhicule électrique.
En outre, chacun de l’au moins un sac de conduction thermique contient une mousse d’EVA souple. La mousse d’EVA souple est utilisée pour absorber le liquide de conduction thermique, permettant ainsi au liquide de conduction thermique de se répartir plus uniformément à l’intérieur de l’au moins un sac de conduction thermique, empêchant la majorité du liquide de conduction thermique de rester uniquement au fond de chacun de l’au moins un sac de conduction thermique en raison de la gravité. Étant donné que le liquide de conduction thermique est réparti uniformément, l’au moins un sac de conduction thermique conserve une forme à peu près régulière et, par conséquent, l’au moins un sac de conduction thermique devient également facilement détachable et peut être remonté de manière détachable entre deux modules d'élément de batterie adjacents. En pratique, lorsque la coque est détachée par le personnel d'assemblage, la coque peut se détacher de l'au moins un sac de conduction thermique en coulissant vers le haut. Étant donné que seule une petite partie du liquide de conduction thermique s'écoule vers le bas en raison de la gravité, la majorité du liquide de conduction thermique reste répartie uniformément à l'intérieur de l’au moins un sac de conduction thermique et, par conséquent, seul un frottement minimal est créé entre la coque et l’au moins un sac de conduction thermique lorsque la coque est détachée, permettant à la coque d'être détachée facilement.

Claims (10)

  1. Batterie de véhicule électrique, caractérisée par le fait qu'elle comprend :
    une coque (10) ;
    au moins un module d'élément de batterie (20), monté à l'intérieur de la coque (10) et ayant de multiples éléments de batterie (21) ; et
    au moins un sac de conduction thermique (30), monté entre l’au moins un module d'élément de batterie (20) et la coque (10) par une structure de montage, et en contact ajusté avec l’au moins un module d'élément de batterie (20).
  2. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'au moins un module d'élément de batterie (20) comprend de multiples modules d'élément de batterie (20), et un tampon thermique (40) est monté entre deux des modules d'élément de batterie (20) adjacents.
  3. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'au moins un sac de conduction thermique (30) est constitué d’une feuille d'aluminium, et chacun de l’au moins un sac de conduction thermique (30) contient un liquide de conduction thermique (31).
  4. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chacun de l’au moins un sac de conduction thermique (30) contient une mousse d’éthylène-acétate de vinyle, EVA, souple.
  5. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la structure de montage comprend :
    de multiples piliers de montage (24), montés sur chacun de l’ au moins un module d'élément de batterie (20) ; et
    de multiples trous de montage (32), formés sur chacun de l’au moins un sac de conduction thermique (30) ; les piliers de montage (24) étant respectivement insérés à travers les trous de montage (32).
  6. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les trous de montage (32) sont formés sur un côté de l'au moins un sac de conduction thermique (30).
  7. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une pâte thermique est respectivement ajoutée entre chacun de l’au moins un sac de conduction thermique (30) et chacun de l’au moins un module d'élément de batterie (20), et entre chacun de l’au moins un sac de conduction thermique (30) et la coque (10).
  8. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que chacun des tampons thermiques (40) est formé par moulage par injection de silicone liquide ;
    chacun des tampons thermiques (40) ayant deux surfaces de contact (41) sur deux côtés opposés, et une pâte thermique étant ajoutée sur les deux surfaces de contact (41) de chacun des tampons thermiques (40).
  9. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que chacun des tampons thermiques (40) possède deux surfaces de contact (41) sur deux côtés opposés, et que les surfaces de contact (41) sont respectivement en contact avec une surface de chacun de l’au moins un module d'élément de batterie (20) par l'intermédiaire d'une structure de contact.
  10. Batterie de véhicule électrique selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la structure de contact est une surface irrégulière, et la surface irrégulière est en correspondance avec les contours de la surface de chacun de l’au moins un module d'élément de batterie (20).
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