FR3164571A1 - Procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques, dispositif d’interconnexion et assemblage électrique associés - Google Patents
Procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques, dispositif d’interconnexion et assemblage électrique associésInfo
- Publication number
- FR3164571A1 FR3164571A1 FR2407524A FR2407524A FR3164571A1 FR 3164571 A1 FR3164571 A1 FR 3164571A1 FR 2407524 A FR2407524 A FR 2407524A FR 2407524 A FR2407524 A FR 2407524A FR 3164571 A1 FR3164571 A1 FR 3164571A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- assembly
- cell
- terminal
- interconnection device
- cells
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
- H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
- H01M50/522—Inorganic material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques, dispositif d’interconnexion et assemblage électrique associés
L’invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif (10) d’interconnexion de cellules électrochimiques, comprenant les étapes suivantes :
- fourniture d’une pièce initiale sensiblement plane, comprenant : deux pattes (30, 32), disposées selon deux axes parallèles ; et une portion de liaison disposée entre lesdites pattes et présentant une forme en C délimitée par un bord interne et un bord externe ; de sorte que, entre les pattes, une distance entre le bord externe et le bord interne est comprise dans un intervalle [dmin ; dmax] telle qu’un rapport dmax/dmin est inférieur ou égal à 1,5 ; puis
- formation d’un pli (24) rectiligne sur la portion de liaison, de sorte à obtenir une couche supérieure (20) et une couche inférieure (22) parallèles, la couche supérieure incluant les pattes (30, 32).
Figure pour l’abrégé : Figure 1
Description
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques.
L’invention s’applique particulièrement à la fabrication de batteries de véhicules électriques ou hybrides.
Une cellule électrochimique comprend un électrolyte reçu dans un boîtier externe fermé, en général de forme sensiblement parallélépipédique. La cellule électrochimique comprend généralement des bornes en contact avec l’électrolyte et fixées à l’extérieur du boîtier.
Par exemple, la cellule électrochimique comprend un empilement d’électrodes positives reliées les unes aux autres et un empilement d’électrodes négatives reliées les unes aux autres, séparés par un séparateur. Un tel assemblage, connu sous le terme « stack », est reçu dans le boîtier.
Il est connu d’assembler, en série et/ou en parallèle, une pluralité de cellules électrochimiques afin de réaliser des modules électriques, à l’aide d’un dispositif d’interconnexion assurant un contact électrique entre les bornes de deux cellules voisines.
Les dispositifs d’interconnexion utilisés sont notamment des pièces métalliques soudées sur les bornes afin d’assurer un contact électrique optimal. De tels dispositifs d’interconnexion sont notamment décrits dans le document WO2023126400, au nom de la Demanderesse.
De manière classique, les cellules électrochimiques sont disposées sous forme d’au moins une rangée et reliées électriquement à leurs voisines immédiates dans ladite rangée. Afin d’agencer l’entrée et la sortie électriques à une même extrémité de la rangée, il est donc nécessaire de disposer un busbar de retour le long de ladite rangée. Une telle configuration augmente l’encombrement de l’ensemble et les risques de mauvaise transmission électrique.
Par ailleurs, dans un tel agencement, la surchauffe de l’une des cellules perturbe le fonctionnement de ses voisines immédiates, ce qui compromet l’efficacité de la batterie électrique.
Afin de résoudre ces problèmes, l’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion du type précité, comprenant les étapes suivantes : fourniture d’une pièce initiale sensiblement plane, ladite pièce initiale comprenant : une première et une deuxième pattes, disposées respectivement selon un premier et selon un deuxième axes, sensiblement parallèles ; et une portion de liaison, adjacente aux première et deuxième pattes et disposée entre lesdites première et deuxième pattes, ladite portion de liaison présentant une forme en C délimitée par un bord interne et un bord externe ; la portion de liaison étant configurée de sorte que, entre les première et deuxième pattes, une distance entre le bord externe et le bord interne est comprise dans un intervalle [dmin; dmax] telle qu’un rapport dmax/dminest inférieur ou égal à 1,5 ; puis formation d’un pli sensiblement rectiligne sur la portion de liaison de la pièce initiale, ledit pli étant sensiblement perpendiculaire aux premier et deuxième axes, de sorte à obtenir une couche supérieure et une couche inférieure sensiblement parallèles, la couche supérieure incluant les première et deuxième pattes.
Un dispositif d’interconnexion ainsi obtenu permet notamment de relier électriquement des cellules électrochimiques écartées l’une de l’autre dans leur rangée, sans augmenter l’encombrement de l’ensemble.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le procédé comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le pli est disposé à l’écart du bord interne de la portion de liaison ;
- le pli est configuré de sorte qu’une partie d’un bord de la couche inférieure est disposée en vis-à-vis du bord interne de la portion de liaison ;
- chacun des bords interne et externe de la portion de liaison de la pièce initiale comporte plusieurs segments sensiblement rectilignes, disposés successivement entre les première et deuxième pattes.
L’invention se rapporte en outre à un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques, comprenant : une première et une deuxième zones d’assemblage ; et une zone de liaison, disposée entre lesdites première et deuxième zones d’assemblage et reliant électriquement lesdites zones d’assemblage ; chacune desdites première et deuxième zones d’assemblage étant apte à s’assembler à une borne électrique (82, 84) de cellule électrochimique ; le dispositif d’interconnexion étant issu d’un procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus, les première et deuxième zones d’assemblage comprenant respectivement la première et la deuxième pattes, la zone de liaison comprenant la portion de liaison repliée.
Suivant un aspect avantageux de l’invention, les première et deuxième zones d’assemblage comprennent respectivement une première et une deuxième surfaces d’assemblage sensiblement planes, chacune desdites surfaces d’assemblage étant apte à s’assembler à une borne électrique de cellule électrochimique ; les première et deuxième surfaces d’assemblage étant sensiblement coplanaires et portées respectivement par la première et par la deuxième pattes.
L’invention se rapporte en outre à un assemblage électrique comprenant : une première, une deuxième et une troisième cellules de batterie électrique, chacune desdites cellules comprenant un boîtier et au moins une première borne, chaque boîtier comprenant une face supérieure portant ladite première borne ; les premières bornes des première, deuxième et troisième cellules étant alignées selon un troisième axe, la troisième cellule étant disposée entre les première et deuxième cellules selon ledit troisième axe ; et un premier dispositif d’interconnexion tel que décrit ci-dessus, les première et deuxième zones d’assemblage du premier dispositif d’interconnexion étant assemblées à la première borne, respectivement de la première et de la deuxième cellules électrochimiques.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, l’assemblage électrique comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l’assemblage électrique comprend en outre : une quatrième cellule de batterie électrique, comprenant un boîtier et au moins une première borne, le boîtier comprenant une face supérieure portant ladite première borne ; la première borne de la quatrième cellule étant disposée sur le troisième axe, la deuxième cellule étant disposée entre les troisième et quatrième cellules selon ledit troisième axe ; et un deuxième dispositif d’interconnexion tel que décrit ci-dessus, les première et deuxième zones d’assemblage du deuxième dispositif d’interconnexion étant assemblées à la première borne, respectivement de la quatrième et de la troisième cellules électrochimiques ; les zones de liaison des premier et deuxième dispositifs d’interconnexion étant disposées de part et d’autre du troisième axe ;
- chacune des première, deuxième et troisième cellules comprend en outre une deuxième borne portée par la face supérieure du boîtier correspondant, lesdites deuxièmes bornes étant alignées selon un quatrième axe, parallèle au troisième axe ; l’assemblage électrique comprend en outre une cinquième cellule de batterie électrique, ladite cinquième cellule comprenant un boîtier et une première et une deuxième bornes, le boîtier comprenant une face supérieure portant lesdites première et deuxième bornes ; les première et deuxième bornes de la cinquième cellule étant disposées respectivement sur le troisième axe et sur le quatrième axe, la première cellule étant disposée entre la cinquième cellule et la troisième cellule selon lesdits troisième axe et quatrième axes ; et l’assemblage électrique comprend en outre un troisième dispositif d’interconnexion tel que décrit ci-dessus, les première et deuxième zones d’assemblage du troisième dispositif d’interconnexion étant assemblées à la deuxième borne, respectivement de la cinquième et de la troisième cellules électrochimiques ;
- l’assemblage électrique comprend en outre un dispositif terminal d’interconnexion, reliant électriquement les deuxièmes bornes des deuxième et quatrième cellules électrochimiques ;
- l’assemblage électrique comprend une enceinte recevant les cellules électrochimiques et le premier dispositif d’interconnexion ;
- l’assemblage électrique comprend en outre au moins un séparateur disposé entre deux des cellules électrochimiques selon le troisième axe.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
LaFIG. 1 montre un dispositif 10 d’interconnexion selon un mode de réalisation de l’invention.
Comme il sera détaillé par la suite, le dispositif 10 d’interconnexion est destiné à relier électriquement deux bornes électriques de cellules électrochimiques. A cet effet, le dispositif 10 d’interconnexion comporte : une première 12 et une deuxième 14 zones d’assemblage, chacune desdites zones d’assemblage étant destinée à être assemblée à une borne électrique ; et une zone de liaison 16, disposée entre lesdites première 12 et deuxième 14 zones d’assemblage et reliant électriquement lesdites zones d’assemblage.
Plus particulièrement, le dispositif 10 comporte une couche supérieure 20 et une couche inférieure 22, disposées en vis-à-vis l’une de l’autre. Lesdites couches 20, 22 sont sensiblement planes et parallèles entre elles. Le dispositif 10 comporte en outre un pli 24 reliant les couches supérieure 20 et inférieure 22.
La couche supérieure 20 comporte une face supérieure 25 et une face inférieure 26, orientées respectivement à l’opposé de et vers la couche inférieure 22.
Comme détaillé ci-après, les couches supérieure 20 et inférieure 22 sont considérées comme des couches minces. Plus précisément, une épaisseur 28 de chacune desdites couches est inférieure ou égale à 5% d’une dimension maximale du dispositif 10 dans un plan parallèle aux couches supérieure 20 et inférieure 22.
La couche supérieure 20 du dispositif 10 comprend une première 30 et une deuxième 32 pattes, disposées respectivement selon un premier 34 et selon un deuxième 35 axes sensiblement parallèles. Les premier 34 et deuxième 35 axes sont écartés d’une distance interaxiale 36 (FIG. 3 ).
Dans le mode de réalisation représenté, chacune des première 30 et deuxième 32 pattes comporte : un bord latéral interne 37 et un bord latéral externe 38, sensiblement parallèles aux premier 34 et deuxième 35 axes ; et un bord terminal 39, sensiblement perpendiculaire aux premier 34 et deuxième 35 axes. Les bords latéraux internes 37 des première 30 et deuxième 32 pattes sont en vis-à-vis l’un de l’autre.
Au niveau de la face inférieure 26, la couche supérieure 20 du dispositif 10 comporte une première 40 et une deuxième 42 surfaces d’assemblage, sensiblement coplanaires, portées respectivement par la première 30 et par la deuxième 32 pattes. Chacune des première 40 et deuxième 42 surfaces d’assemblage est délimitée par les bords latéraux 37, 38 et le bord terminal 39 de la patte 30, 32 correspondante.
La couche supérieure 20 comprend en outre un bord interne 44 de liaison, reliant les bords latéraux internes 37 des première 30 et deuxième 32 pattes. Le bord interne 44 de liaison présente une forme concave entre lesdits bords latéraux internes 37.
Le pli 24 s’étend de manière sensiblement rectiligne selon un axe de pli 46, sensiblement perpendiculaire aux premier 34 et deuxième 35 axes. Le pli 24 est disposé à l’écart des première 30 et deuxième 32 pattes. De préférence, le pli 24 est également disposé à l’écart du bord interne 44 de liaison.
Le pli s’étend entre une première 48 et une deuxième 50 extrémités, proches respectivement de la première 30 et de la deuxième 32 pattes.
La couche supérieure 20 comprend en outre un premier 52 et un deuxième 54 bords externes de liaison. Le premier bord externe 52 de liaison relie le bord latéral externe 38 de la première patte 30 et la première extrémité 48 du pli 24. Le deuxième bord externe 54 de liaison relie le bord latéral externe 38 de la deuxième patte 32 et la deuxième extrémité 50 du pli 24.
La couche inférieure 22 du dispositif 10 est définie par le pli 24 et par un bord franc 56. Préférentiellement, une projection de la couche inférieure 22 sur la couche supérieure 20 est entièrement incluse dans ladite couche supérieure 20. Plus préférentiellement, une partie 58 du bord franc 56 est sensiblement en vis-à-vis du bord interne 44 de liaison de la couche supérieure 20.
De préférence, comme dans le mode de réalisation représenté, le dispositif 10 présente un plan de symétrie, perpendiculaire à l’axe de pli 46. Les première 30 et deuxième 32 pattes sont symétriques l’une de l’autre par rapport audit plan de symétrie.
LaFIG. 2 représente une pièce initiale 60 selon un premier mode de réalisation. Ladite pièce initiale 60 permet la fabrication du dispositif 10 comme décrit ultérieurement. LaFIG. 2 représente en outre une pièce initiale 160 selon un deuxième mode de réalisation, permettant la fabrication d’une variante du dispositif 10.
Les pièces initiales 60, 160 seront décrites simultanément ci-après, les éléments communs étant désignés par les mêmes numéros de référence.
La pièce initiale 60, 160 est sensiblement plane et comporte une face supérieure (non représentée) et une face inférieure 62, 162.
Préférentiellement, la pièce initiale 60, 160 est formée de manière monobloc, par exemple par découpe d’une plaque métallique plane. La plaque métallique est par exemple en aluminium.
La pièce initiale 60, 160 comprend : les première 30 et deuxième 32 pattes, précédemment décrites pour le dispositif 10 ; et une portion de liaison 64, 164.
La portion de liaison 64, 164 est adjacente aux première 30 et deuxième 32 pattes et disposée entre lesdites première et deuxième pattes. Ladite portion de liaison présente une forme en C, délimitée par un bord interne initial 66, 166 et un bord externe initial 68, 168. Le bord interne initial 66, 166 présente une forme globalement concave, le bord externe initial 68, 168 présente une forme globalement convexe.
Le bord interne initial 66, 166 s’étend entre deux extrémités, débouchant sur le bord latéral interne 37, respectivement de la première 30 et de la deuxième 32 pattes. Le bord externe initial 68, 168 s’étend entre deux extrémités, débouchant sur le bord latéral externe 38, respectivement de la première 30 et de la deuxième 32 pattes.
La portion de liaison 64, 164 est configurée pour présenter une section de passage de courant électrique sensiblement constante entre les première 30 et deuxième 32 pattes.
Plus précisément, la portion de liaison 64, 164 est configurée de sorte que, entre les première 30 et deuxième 32 pattes, une distance d1, d2, d3entre le bord interne initial 66, 166 et le bord externe initial 68, 168 est comprise dans un intervalle [dmin; dmax] tel qu’un rapport dmax/dminest inférieur ou égal à 1,5.
Par « distance entre le bord interne initial et le bord externe initial », on entend : une distance minimale avec le bord externe initial 68, 168 pour un point donné du bord interne initial 66, 166 ; et/ou une distance minimale avec le bord interne initial 66, 166 pour un point donné du bord externe initial 68, 168.
Préférentiellement, le rapport dmax/dminest inférieur ou égal à 1,3 ; plus préférentiellement, le rapport dmax/dminest inférieur ou égal à 1,2.
De préférence, comme dans les modes de réalisation représentés, la pièce initiale 60, 160 présente un plan de symétrie 70, 170, les première 30 et deuxième 32 pattes étant symétriques l’une de l’autre par rapport audit plan de symétrie.
Selon le premier mode de réalisation, chacun des bords interne initial 66 et externe initial 68 de la portion de liaison 64 de la pièce initiale 60 comporte plusieurs segments 72, 73, 74, 75 sensiblement rectilignes. Lesdits segments sont disposés successivement entre les première 30 et deuxième 32 pattes.
Plus précisément, dans le mode de réalisation représenté, le bord interne initial 66 comporte un segment interne central 72 et deux segments internes obliques 73. Le segment interne central 72 est perpendiculaire aux premier 34 et deuxième 35 axes et traversé en son milieu par le plan de symétrie 70. Chacun des segments internes obliques 73 est disposé entre le segment interne central 72 et le bord latéral interne 37 de l’une des première 30 et deuxième 32 pattes. Chacun des segments internes obliques 73 est incliné par rapport aux premier 34 et deuxième 35 axes, d’un angle strictement supérieur à 0° et strictement inférieur à 90°. Par exemple, ledit angle est de l’ordre de 45°.
Par ailleurs, dans le mode de réalisation représenté, le bord externe initial 68 comporte un segment externe central 74 et deux segments externes obliques 75. Le segment externe central 74 est perpendiculaire aux premier 34 et deuxième 35 axes et traversé en son milieu par le plan de symétrie 70. Chacun des segments externes obliques 75 est disposé entre le segment externe central 74 et le bord latéral externe 38 de l’une des première 30 et deuxième 32 pattes. Chacun des segments externes obliques 75 est incliné par rapport aux premier 34 et deuxième 35 axes, d’un angle strictement supérieur à 0° et strictement inférieur à 90°. Par exemple, ledit angle est de l’ordre de 45°.
En variante non représentée, chacun des bords interne et externe initiaux comprend un plus grand nombre de segments obliques, présentant différentes inclinaisons par rapport aux premier et deuxième axes.
Dans le mode de réalisation représenté, une première intersection 76, entre le segment interne central 72 et l’un des segments internes obliques 73, et une deuxième intersection 77, entre le segment externe central 74 et l’un des segments externes obliques 75, sont séparés par une première distance d1. Ladite première distance d1est supérieure à une deuxième distance d2minimale entre les segments interne 72 et externe 74 centraux et à une troisième distance d3minimale entre des segments interne 73 et externe 75 obliques voisins. Comme indiqué précédemment, les distances d1, d2, d3sont comprises dans l’intervalle [dmin; dmax] tel qu’un rapport dmax/dminest inférieur ou égal à 1,5.
Selon le deuxième mode de réalisation, chacun des bords interne initial 166 et externe initial 168 de la portion de liaison 164 de la pièce initiale 160 présente une forme recourbée.
Un procédé de fabrication du dispositif 10 à partir de la pièce initiale 60 va à présent être décrit.
Le pli 24 est ménagé dans la portion de liaison 64 de la pièce initiale 60, selon l’axe de pli 46 perpendiculaire aux premier 34 et deuxième 35 axes. Plus précisément, la face inférieure 62 de la pièce initiale 60 est repliée sur elle-même selon l’axe de pli 46.
Préférentiellement, l’axe de pli 46 est disposé à l’écart du bord interne initial 66 et traverse chacun des segments externes obliques 75 du bord externe initial 68. Plus préférentiellement, l’axe de pli 46 est disposé sensiblement à égale distance du segment interne central 72 et du segment externe central 74.
Les couches supérieure 20 et inférieure 22 du dispositif 10 sont ainsi formées. Le bord interne 44 de liaison de la couche supérieure 20 correspond au bord interne initial 66 de la pièce initiale 60. Le segment externe central 74 et les parties adjacentes des segments externes obliques 75 forment le bord franc 56 de la couche inférieure 22. Les parties restantes des segments externes obliques 75 forment les premier 52 et deuxième 54 bords externes de liaison de la couche supérieure 20.
Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif 10 d’interconnexion est ainsi directement obtenu. Les première 30 et deuxième 32 pattes forment respectivement la première 12 et la deuxième 14 zones d’assemblage ; et la portion de liaison 64 repliée forme la zone de liaison 16.
En variante non représentée, outre la réalisation du pli 24 dans la portion de liaison 64, la pièce initiale 60 subit des modifications supplémentaires pour conduire au dispositif 10. Par exemple, un dispositif de clipsage (non représenté) est adapté aux bords 37, 38, 39 des première 30 et deuxième 32 pattes pour un assemblage par clipsage avec des bornes électriques.
Un dispositif d’interconnexion similaire au dispositif 10 est également obtenu par le procédé de pliage décrit ci-dessus, adapté à la pièce initiale 160, le pli étant réalisé autour d’un axe de pli 146.
Le pliage de la portion de liaison 64, 164 permet de diminuer l’encombrement du dispositif 10 dans la direction des premier 34 et deuxième 35 axes, tout en conservant une section sensiblement constante entre les première 30 et deuxième 32 pattes pour le passage du courant électrique.
Les figures 3 et 4 montrent un assemblage 200 électrique selon un mode de réalisation de l’invention.
L’assemblage 200 électrique comporte : une pluralité de cellules 201, 202, 203, 204, 205, 206 électrochimiques ; et une pluralité de dispositifs 10, 210, 211, 212 d’interconnexion. Dans le mode de réalisation représenté, l’assemblage 200 électrique comporte en outre : un dispositif terminal 214 d’interconnexion ; une enceinte 216, non représentée sur laFIG. 3 ; et une pluralité de séparateurs 218.
On considère que les cellules 201, 202, 203, 204, 205, 206 électrochimiques de l’assemblage 200 électrique sont sensiblement identiques. Un nombre de cellules dans l’assemblage 200 est par exemple compris entre quatre et deux cents.
Une première cellule 201 sera décrite ci-après sous la dénomination « la cellule 201 », ladite description s’appliquant aux autres cellules 202, 203, 204, 205, 206 de l’assemblage 200.
La cellule 201 comporte : un boîtier 80 ; et une première 82 et une deuxième 84 bornes électriques. Le boîtier comprend une face supérieure 86 portant lesdites première 82 et deuxième 84 bornes.
Dans le mode de réalisation représenté, le boîtier 80 est sensiblement parallélépipédique, la face supérieure 86 présentant une forme rectangulaire.
Le boîtier 80 comprend en outre deux faces principales 88, sensiblement parallèles et opposées l’une à l’autre, s’étendant à partir de la face supérieure 86. Les faces principales 88 présentent les surfaces les plus importantes des faces du boîtier 80.
On considère une base orthonormée (X, Y, Z) associée au boîtier 80. La face supérieure 86 s’étend dans un plan (X, Y) et les faces principales 88 s’étendent dans des plans (X, Z).
Chacune des première 82 et deuxième 84 bornes électriques de la cellule 201 est disposée sur la face supérieure 86 du boîtier 20. Les première 82 et deuxième 84 bornes électriques sont de préférence alignées parallèlement à X.
Chaque borne 82, 84 présente une surface 90 de connexion, sensiblement plane et parallèle à la face supérieure 86 du boîtier. Dans le mode de réalisation représenté, chaque surface 90 de connexion présente un contour sensiblement rectangulaire. En variante, le contour d’une ou de chaque surface de connexion présente une forme différente, par exemple circulaire.
Les cellules 201, 202, 203, 204, 205, 206 de l’assemblage 200 sont disposées sous forme d’une ou de plusieurs rangées, chaque rangée s’étendant selon un axe d’empilement parallèle à Y. Dans le mode de réalisation représenté, les cellules 201, 202, 203, 204, 205, 206 de l’assemblage 200 sont disposées sous forme d’une seule rangée.
Les premières 82 et les deuxièmes 84 bornes électriques des cellules 201, 202, 203, 204, 205, 206 de l’assemblage 200 sont alignées, respectivement selon un premier 222 et selon un deuxième 224 axes de connexion, parallèles à Y.
L’assemblage 200 électrique comporte en particulier la première cellule 201 ainsi qu’une deuxième 202, une troisième 203 et une quatrième 204 cellules. Dans l’exemple représenté, la quatrième cellule 204 est disposée à une extrémité selon Y de la rangée formée par lesdites cellules.
Selon la direction Y, la troisième cellule 203 est disposée entre les première 201 et deuxième 202 cellules ; et la deuxième cellule 202 est disposée entre les troisième 203 et quatrième 204 cellules.
De préférence, l’assemblage 200 électrique comporte en outre au moins une cinquième 205 et une sixième 206 cellules, la cinquième cellule 205 étant disposée selon Y entre la première 201 et la sixième 206 cellules.
Un premier dispositif 10 d’interconnexion de l’assemblage 200 correspond au dispositif 10 de laFIG. 1 précédemment décrit. Dans le mode de réalisation représenté, l’assemblage 200 comporte en outre un deuxième 210, un troisième 211 et un quatrième 212 dispositifs d’interconnexion, considérés comme identiques au dispositif 10 de laFIG. 1 .
Les première 12 et deuxième 14 zones d’assemblage du premier dispositif 10 d’interconnexion sont assemblées à la première borne 82, respectivement de la première 201 et de la deuxième 202 cellules électrochimiques. La zone de liaison 16 du premier dispositif 10 est disposée en vis-à-vis de la face supérieure 86 du boîtier 80 de la troisième cellule 203 et contourne la première borne 82 de ladite troisième cellule 203.
En particulier, le bord interne 44 de liaison de la couche supérieure 20 du premier dispositif 10 contourne la première borne 82 de ladite troisième cellule 203 ; et la couche inférieure 22 dudit premier dispositif 10 est au contact ou proche de la face supérieure 86 du boîtier 80 de ladite troisième cellule 203.
La distance interaxiale 36 du premier dispositif 10 et la dimension selon Y des faces supérieures 86 des boîtiers sont choisies pour permettre une telle configuration de l’assemblage 200. La couche inférieure 22 mince se loge dans l’espace ménagé selon Z par les premières bornes 82 en contact avec la couche supérieure 20 correspondante.
Dans le mode de réalisation représenté, les première 40 et deuxième 42 surfaces d’assemblage du premier dispositif 10 sont au contact de la surface 90 de connexion de la première borne 82, respectivement de la première 201 et de la deuxième 202 cellules électrochimiques.
En particulier, dans le mode de réalisation représenté, chacune des première 40 et deuxième 42 surfaces d’assemblage du premier dispositif 10 est fixée à la surface 90 de connexion de la première borne 82 correspondante, de préférence par soudage, ou en variante par clipsage. De préférence, les bords 37, 38, 39 de chaque patte 30, 32 épousent sensiblement le contour de la surface 90 de connexion correspondante.
En variante non représentée, les première 12 et deuxième 14 zones d’assemblage sont assemblées aux premières bornes 82 correspondante par clipsage ou par un autre moyen de fixation.
Par ailleurs, les première 12 et deuxième 14 zones d’assemblage du deuxième dispositif 210 d’interconnexion sont assemblées à la première borne 82, respectivement de la quatrième 204 et de la troisième 203 cellules électrochimiques. La zone de liaison 16 du deuxième dispositif 210 est disposée en vis-à-vis de la face supérieure 86 du boîtier 80 de la deuxième cellule 202 et contourne la première borne 82 de ladite deuxième cellule 202. Les zones de liaison 16 des premier 10 et deuxième 210 dispositifs d’interconnexion sont disposées de part et d’autre du premier axe 222 de connexion.
L’assemblage du deuxième dispositif 210 d’interconnexion et des quatrième 204 et troisième 203 cellules est similaire à l’assemblage du premier dispositif 10 d’interconnexion et des première 201 et deuxième 202 cellules décrit ci-dessus.
Par ailleurs, les première 12 et deuxième 14 zones d’assemblage du troisième dispositif 211 d’interconnexion sont assemblées à la deuxième borne 84, respectivement de la cinquième 205 et de la troisième 203 cellules électrochimiques. La zone de liaison 16 du troisième dispositif 211 d’interconnexion est disposée en vis-à-vis de la face supérieure 86 du boîtier 80 de la première cellule 201 et contourne la deuxième borne 84 de ladite première cellule 201.
L’assemblage du troisième dispositif 211 d’interconnexion et des cinquième 205 et troisième 203 cellules est similaire à l’assemblage du premier dispositif 10 d’interconnexion et des première 201 et deuxième 202 cellules décrit ci-dessus.
Par ailleurs, les première 12 et deuxième 14 zones d’assemblage du quatrième dispositif 212 d’interconnexion sont assemblées à la deuxième borne 84, respectivement de la première 201 et de la sixième 206 cellules électrochimiques. La zone de liaison 16 du quatrième dispositif 212 d’interconnexion est disposée en vis-à-vis de la face supérieure 86 du boîtier 80 de la cinquième cellule 205 et contourne la deuxième borne 84 de ladite cinquième cellule 205. Les zones de liaison 16 des troisième 211 et quatrième 212 dispositifs d’interconnexion sont disposées de part et d’autre du deuxième axe 224 de connexion.
Chacun des dispositifs 10, 210, 211, 212 d’interconnexion présente un faible encombrement selon X en raison du pli 24, ainsi qu’une faible épaisseur selon Z en raison de la minceur des couches supérieure 20 et inférieure 22. La compacité de l’assemblage 200 est ainsi améliorée.
Le dispositif terminal 214 d’interconnexion relie électriquement les deuxièmes bornes 84 des deuxième 202 et quatrième 204 cellules électrochimiques.
Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif terminal 214 d’interconnexion présente une forme en C, analogue aux premier 10, deuxième 210, troisième 211 et quatrième 212 dispositifs d’interconnexion précédemment décrits. En particulier, le dispositif terminal 214 comporte deux pattes 230, 232 analogues aux pattes 30, 32 précédemment décrites. Cependant, la distance interaxiale entre lesdites deux pattes 230, 232 est adaptée à la connexion de deux cellules immédiatement adjacentes.
En variante non représentée, le dispositif terminal 214 d’interconnexion est remplacé par un autre dispositif d’interconnexion apte à relier deux cellules adjacentes, tel que décrit par exemple dans le document WO2023126400 précédemment cité.
Ainsi, dans l’assemblage 200, les cellules électrochimiques sont agencées en série selon la séquence suivante : sixième cellule 206 ; première cellule 201 ; deuxième cellule 202 ; quatrième cellule 204 ; troisième cellule 203 ; cinquième cellule 205.
Dans la présente description, les première 82 et deuxième 84 bornes de chaque cellule sont désignées selon l’axe 222, 224 de connexion le long duquel elles sont alignées. Cependant, de manière à réaliser l’agencement en série décrit ci-dessus, un positionnement de chaque cellule 201, 202, 203, 204, 205, 206 électrochimique est choisi de manière à ce que chacune desdites première 82 et deuxième 84 bornes présente la polarité positive ou négative appropriée. Par exemple, si les premières bornes 82 des première 201 et quatrième 204 cellules sont positives, les premières bornes 82 des deuxième 202 et troisième 203 cellules sont négatives.
Un tel positionnement des cellules électrochimiques est choisi différemment dans une variante (non représentée) de l’assemblage 200, dans laquelle au moins certaines desdites cellules sont agencées en parallèle.
L’enceinte 216 reçoit la pluralité de cellules 201, 202, 203, 204, 205, 206 électrochimiques de l’assemblage 200, disposées comme décrit précédemment. De préférence, l’enceinte 216 présente une forme sensiblement parallélépipédique. Selon un mode de réalisation (non représenté), l’enceinte 216 renferme en outre un liquide de refroidissement baignant les boîtiers 80 des cellules électrochimiques.
Dans l’assemblage 200, en raison de la configuration de l’agencement en série décrit ci-dessus, l’entrée et la sortie électriques peuvent être ménagées d’un même côté selon Y (non représenté) de l’enceinte 216, à l’opposé de la quatrième cellule 204. Il n’est donc pas nécessaire d’équiper l’assemblage 200 d’un busbar de retour encombrant.
Chacun de la pluralité de séparateurs 218 comporte une feuille 226 de matériau solide, disposé entre les faces principales 88 en vis-à-vis des boîtiers 80 de deux cellules électrochimiques adjacentes. Ledit matériau solide est par exemple un isolant thermique.
Dans le mode de réalisation représenté, chaque séparateur 218 comporte en outre un premier 227 et un deuxième 228 ergots, alignés respectivement avec les premières 82 et avec les deuxièmes 84 bornes des cellules électrochimiques.
On considère un fonctionnement de l’assemblage 200 électrique en tant que batterie électrique. Si une cellule électrochimique, telle que la première cellule 201, se trouve en situation de surchauffe, la chaleur est prioritairement transmise aux cellules directement adjacentes, c’est-à-dire la troisième cellule 203 et la cinquième cellule 205. Or, ces cellules ne sont pas les voisines directes de la première cellule 201 dans l’agencement en série décrit ci-dessus.
Le fonctionnement de la batterie est donc moins affecté que dans l’art antérieur, dans lequel plusieurs cellules directement reliées électriquement sont susceptibles de surchauffer en même temps.
Comme indiqué précédemment, un autre avantage de l’assemblage 200 électrique est de mettre en œuvre des dispositifs 10 de connexion alliant une bonne section de passage de courant à un faible encombrement spatial.
Claims (10)
- Procédé de fabrication d’un dispositif (10) d’interconnexion de cellules électrochimiques, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- fourniture d’une pièce initiale (60, 160) sensiblement plane, ladite pièce initiale comprenant : une première (30) et une deuxième (32) pattes, disposées respectivement selon un premier (34) et selon un deuxième (35) axes, sensiblement parallèles ; et une portion de liaison (64, 164), adjacente aux première et deuxième pattes et disposée entre lesdites première et deuxième pattes, ladite portion de liaison présentant une forme en C délimitée par un bord interne (66, 166) et un bord externe (68, 168) ;
la portion de liaison étant configurée de sorte que, entre les première et deuxième pattes, une distance (d1, d2, d3, d4) entre le bord externe et le bord interne est comprise dans un intervalle [dmin; dmax] telle qu’un rapport dmax/dminest inférieur ou égal à 1,5 ; puis
- formation d’un pli (24) sensiblement rectiligne sur la portion de liaison (64, 164) de la pièce initiale, ledit pli étant sensiblement perpendiculaire aux premier et deuxième axes, de sorte à obtenir une couche supérieure (20) et une couche inférieure (22) sensiblement parallèles, la couche supérieure incluant les première (30) et deuxième (32) pattes. - Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel le pli (24) est disposé à l’écart du bord interne (66, 166) de la portion de liaison.
- Procédé de fabrication selon la revendication 2, dans lequel le pli (24) est configuré de sorte qu’une partie (58) d’un bord (56) de la couche inférieure (22) est disposée en vis-à-vis du bord interne (44, 66) de la portion de liaison.
- Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des bords interne (66, 166) et externe (68, 168) de la portion de liaison de la pièce initiale comporte plusieurs segments (72, 73, 74, 75) sensiblement rectilignes, disposés successivement entre les première (30) et deuxième (32) pattes.
- Dispositif (10, 210, 211, 212) d’interconnexion de cellules électrochimiques, comprenant : une première (12) et une deuxième (14) zones d’assemblage ; et une zone de liaison (16), disposée entre lesdites première et deuxième zones d’assemblage et reliant électriquement lesdites zones d’assemblage ; chacune desdites première et deuxième zones d’assemblage étant apte à s’assembler à une borne électrique (82, 84) de cellule électrochimique ;
le dispositif d’interconnexion étant issu d’un procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, les première (12) et deuxième (14) zones d’assemblage comprenant respectivement la première (30) et la deuxième (32) pattes, la zone de liaison (16) comprenant la portion de liaison (64) repliée. - Dispositif d’interconnexion selon la revendication 5, dans lequel les première (12) et deuxième (14) zones d’assemblage comprennent respectivement une première (40) et une deuxième (42) surfaces d’assemblage sensiblement planes, chacune desdites surfaces d’assemblage étant apte à s’assembler à une borne électrique (82, 84) de cellule électrochimique ; les première et deuxième surfaces d’assemblage étant sensiblement coplanaires et portées respectivement par la première (30) et par la deuxième (32) pattes.
- Assemblage (200) électrique comprenant :
- une première (201), une deuxième (202) et une troisième (203) cellules de batterie électrique, chacune desdites cellules comprenant un boîtier (80) et au moins une première borne (82), chaque boîtier comprenant une face supérieure (86) portant ladite première borne ;
les premières bornes (82) des première, deuxième et troisième cellules étant alignées selon un troisième axe (222), la troisième cellule (203) étant disposée entre les première et deuxième cellules selon ledit troisième axe ; et
- un premier dispositif (10) d’interconnexion selon la revendication 5 ou 6, les première (12) et deuxième (14) zones d’assemblage du premier dispositif d’interconnexion étant assemblées à la première borne (82), respectivement de la première (201) et de la deuxième (202) cellules électrochimiques. - Assemblage électrique selon la revendication 7, comprenant en outre :
- une quatrième cellule (204) de batterie électrique, comprenant un boîtier (80) et au moins une première borne (82), le boîtier comprenant une face supérieure (86) portant ladite première borne ;
la première borne (82) de la quatrième cellule (204) étant disposée sur le troisième axe (222), la deuxième cellule (202) étant disposée entre les troisième (203) et quatrième (204) cellules selon ledit troisième axe ; et
- un deuxième dispositif (210) d’interconnexion selon la revendication 5 ou 6, les première (12) et deuxième (14) zones d’assemblage du deuxième dispositif d’interconnexion étant assemblées à la première borne, respectivement de la quatrième (204) et de la troisième (203) cellules électrochimiques ;
les zones de liaison (16) des premier (10) et deuxième (210) dispositifs d’interconnexion étant disposées de part et d’autre du troisième axe (222). - Assemblage électrique selon l’une des revendication 7 ou 8, dans lequel :
- chacune des première (201), deuxième (202) et troisième (203) cellules comprend en outre une deuxième borne (84) portée par la face supérieure (86) du boîtier correspondant, lesdites deuxièmes bornes étant alignées selon un quatrième axe (224), parallèle au troisième axe ;
- l’assemblage électrique comprend en outre une cinquième cellule (205) de batterie électrique, ladite cinquième cellule comprenant un boîtier (80) et une première (82) et une deuxième (84) bornes, le boîtier comprenant une face supérieure (86) portant lesdites première et deuxième bornes ;
les première (82) et deuxième (84) bornes de la cinquième cellule étant disposées respectivement sur le troisième axe (222) et sur le quatrième axe (224), la première cellule (201) étant disposée entre la cinquième cellule (205) et la troisième cellule (203) selon lesdits troisième axe et quatrième axes ; et
- l’assemblage électrique comprend en outre un troisième dispositif (211) d’interconnexion selon la revendication 5 ou 6, les première (12) et deuxième (14) zones d’assemblage du troisième dispositif (211) d’interconnexion étant assemblées à la deuxième borne (84), respectivement de la cinquième (205) et de la troisième (203) cellules électrochimiques. - Assemblage électrique selon la revendication 9 prise en combinaison avec la revendication 8, comprenant en outre un dispositif terminal (214) d’interconnexion, reliant électriquement les deuxièmes bornes (84) des deuxième (202) et quatrième (204) cellules électrochimiques.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2407524A FR3164571A1 (fr) | 2024-07-10 | 2024-07-10 | Procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques, dispositif d’interconnexion et assemblage électrique associés |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2407524 | 2024-07-10 | ||
| FR2407524A FR3164571A1 (fr) | 2024-07-10 | 2024-07-10 | Procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques, dispositif d’interconnexion et assemblage électrique associés |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3164571A1 true FR3164571A1 (fr) | 2026-01-16 |
Family
ID=93378281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2407524A Pending FR3164571A1 (fr) | 2024-07-10 | 2024-07-10 | Procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques, dispositif d’interconnexion et assemblage électrique associés |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3164571A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3883004A1 (fr) * | 2018-11-16 | 2021-09-22 | Vehicle Energy Japan Inc. | Module de batterie |
| EP4007059A1 (fr) * | 2020-11-30 | 2022-06-01 | Samsung SDI Co., Ltd. | Bloc-batterie |
| US11552371B2 (en) * | 2017-10-05 | 2023-01-10 | Vehicle Energy Japan Inc. | Battery module |
| WO2023126400A1 (fr) | 2021-12-29 | 2023-07-06 | Automotive Cells Company Se | Dispositif d'interconnexion, ensemble et procédé d'interconnexion associés |
-
2024
- 2024-07-10 FR FR2407524A patent/FR3164571A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11552371B2 (en) * | 2017-10-05 | 2023-01-10 | Vehicle Energy Japan Inc. | Battery module |
| EP3883004A1 (fr) * | 2018-11-16 | 2021-09-22 | Vehicle Energy Japan Inc. | Module de batterie |
| EP4007059A1 (fr) * | 2020-11-30 | 2022-06-01 | Samsung SDI Co., Ltd. | Bloc-batterie |
| WO2023126400A1 (fr) | 2021-12-29 | 2023-07-06 | Automotive Cells Company Se | Dispositif d'interconnexion, ensemble et procédé d'interconnexion associés |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3014676B1 (fr) | Bande de cellules électrochimiques pour réaliser un module de batterie pour véhicule électrique ou hybride, et procédé de réalisation d'un tel module | |
| CA2697231C (fr) | Batterie constituee d'une pluralite de cellules positionnees et reliees entre elles, sans soudure | |
| CA2698700A1 (fr) | Module pour ensembles de stockage d'energie electrique a barrette de liaison plate | |
| EP1221729A1 (fr) | Système de raccordement électrique de generateurs electrochimiques | |
| FR3164571A1 (fr) | Procédé de fabrication d’un dispositif d’interconnexion de cellules électrochimiques, dispositif d’interconnexion et assemblage électrique associés | |
| EP3316350B1 (fr) | Piece de connexion electrique pour accumulateur | |
| EP4342018A1 (fr) | Elément électrochimique pour batterie, et batterie correspondante | |
| FR3094469A1 (fr) | Dispositif de régulation thermique | |
| EP4154344B1 (fr) | Ensemble électrochimique, batterie et procédé correspondants | |
| EP4162564A1 (fr) | Organe de connexion pour relier deux accumulateurs | |
| EP4228070B1 (fr) | Ensemble d'interconnexion élastique de cellules électrochimiques et procédé d'installation associé | |
| EP4604248A1 (fr) | Couvercle de boitier de cellule, boitier associe, cellule de batterie comprenant un tel boitier et assemblage de telles cellule | |
| EP4604233A1 (fr) | Godet de boitier de cellule, boitier associe, cellule de batterie comprenant un tel boitier et assemblage de telles cellules | |
| EP4695862A1 (fr) | Cellules électrochimiques et modules de batterie et batteries intégrant de telles cellules | |
| WO2024121330A1 (fr) | Cellule électrochimique pour batterie comportant un organe de contact pour coincer une pluralité d'électrodes d'un empilement et les relier à une borne | |
| FR3161070A1 (fr) | Cellules électrochimiques et modules de batterie intégrant de telles cellules | |
| EP4203143A1 (fr) | Procédé et système de gestion d'un dispositif de batterie d'un véhicule électrique ou hybride contenant une mesure de tension des cellules reliées à une barre d'interconnexion | |
| EP4604261A1 (fr) | Cellule de batterie et assemblage de telles cellules | |
| EP4604232A1 (fr) | Boitier de cellule, cellule de batterie comprenant un tel boitier et assemblage de telles cellules | |
| FR3165360A1 (fr) | Cellule électrochimique et module de batterie comprenant de telles cellules électrochimiques | |
| FR3146546A1 (fr) | Bloc de cellules de batterie, notamment pour véhicule automobile | |
| EP4702615A1 (fr) | Dispositif de connexion de terminaux de cellules élémentaires | |
| WO2025052072A1 (fr) | Procédé de fabrication d'une cellule de batterie cylindrique | |
| EP4618273A1 (fr) | Dispositif d'assemblage de cellules dans un pack de batterie | |
| WO2023213855A2 (fr) | Ensemble pour la formation d'un organe électrique comprenant des cellules électrochimiques et procédé de montage associé |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20260116 |