WO2020074790A1 - Batterie électrique - Google Patents

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WO2020074790A1
WO2020074790A1 PCT/FR2018/052489 FR2018052489W WO2020074790A1 WO 2020074790 A1 WO2020074790 A1 WO 2020074790A1 FR 2018052489 W FR2018052489 W FR 2018052489W WO 2020074790 A1 WO2020074790 A1 WO 2020074790A1
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electronic cards
cells
faces
connecting rod
battery according
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PCT/FR2018/052489
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Inventor
Thierry CLAUDEL
Original Assignee
Tyva Energie
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to the field of electric batteries which include elementary cells of electric charges.
  • European Patent No. 2,034,539 describes a battery which comprises a rack having, between two opposite faces, through cells receiving cylindrical cells and which comprises panels which are mounted in abutment on the opposite sides of the rack and fixed by screws on this locker.
  • Patent WO201 1/027328 describes a battery which comprises cells placed next to each other, stacks of plates located on the side of the opposite ends of the cells, spacers engaged in lateral notches of the stacks of plates and screws which pass through longitudinally the spacers and interconnect rigid end plates of said stacks.
  • the cells pass through holes in a holding plate, in which the cells are firmly held laterally by tight shanks.
  • the structure and manufacture of this battery are particularly complex.
  • an electric battery comprising:
  • a plurality of mounting members which connect and maintain one with respect to the other said electronic cards, which are spaced from each other and at least some of which pass between the cells;
  • Said mounting members may respectively comprise a connecting rod, the ends of which are provided with means for coupling to said electronic cards.
  • said connecting rod may have opposite shoulders against which the electronic cards are supported.
  • said coupling means comprise screws engaged with the ends of said connecting rod, through said electronic cards, and whose heads are supported on the outer faces of electronic cards.
  • the coupling means may include shoulders arranged at the ends of said connecting rod and bearing on the external faces of said electronic cards.
  • said coupling means may comprise axial tabs arranged at the ends of said connecting rod and passing through said electronic cards, these tabs being provided with lateral bosses bearing on the outer faces of said cards electronic.
  • Said connecting rod may also have opposite shoulders turned towards the interior faces of said electronic cards, said spacing plates having portions inserted between these shoulders and the interior faces of said electronic cards.
  • Said spacing plates may have portions inserted between the ends of the cells and the interior faces of said electronic cards.
  • connection elements of said electronic cards can have flexible tabs in contact on the terminals of the cells.
  • Said tabs of the electrical connection elements can be flat on the terminals of the cells.
  • FIG. 1 shows an exploded perspective view of a battery
  • Figure 2 shows a perspective view of part of a battery spacer plate
  • Figure 3 shows a local section of the battery, at the place and by the axis of a mounting member
  • FIG. 4 represents a local section transverse to a cell of the battery and to a mounting member
  • FIG. 5 represents a local section of the battery at the location of an electrical connection element and by the axis of a cell;
  • Figure 6 shows a local section of the battery, at the location of another mounting member
  • Figure 7 shows a local section of the battery, at the location and by the axis of another mounting member; and - Figure 8 shows a local section of the battery, at the place and by the axis of another mounting member.
  • a battery 1 comprises a plurality of cylindrical cells 2 of electrical charges, arranged one beside the other and in parallel, which have opposite end faces 3 provided with contact terminals 4, for example with radial faces.
  • the battery 1 comprises two parallel opposite electronic cards 5 which are disposed respectively on one side and on the other of the corresponding ends 3 of the cells 2 and have internal faces 6 opposite and external faces 7, the axes cells 2 being perpendicular to the electronic cards 5.
  • the electronic cards 5 are respectively provided with a plurality of electrical connection elements by contact 8, at least some of which are respectively in contact on the contact terminals 4 of the cells 2.
  • electronic card means a rigid plate made of an insulating material provided in particular with conductive electrical connection tracks, on the surface and / or integrated, the electrical connection elements 8 being selectively connected to these tracks.
  • the battery 1 comprises a plurality of mounting members 9 which connect and maintain one with respect to the other the electronic cards 5 and which are independent of each other and spaced apart from each other.
  • mounting members 9 are adapted so that the electronic cards 5 retain their flatness.
  • Mounting members 9 may extend between cells and / or be located outside the set of cells 2.
  • the electronic cards 5 have a plurality of corresponding through passages 10, at least some of which are respectively crossed by mounting members 9 so that the latter bear on the external faces 7 of the electronic cards 5.
  • the battery 1 comprises two spacing plates 1 1 which are arranged in the space between the electronic cards 5, parallel to the latter, and which respectively have a plurality of main through passages 12 in which the cells 2 are respectively engaged axially, for example with a small clearance.
  • the walls of the main through passages 12 of the spacing plates 1 1 cooperate, with play, with the side walls of the cells 2 so as to keep the cells 2 relative to each other, for example at a distance from each other.
  • the walls of the main through passages 12 of the spacing plates 1 1 may be cylindrical and / or may have axial ribs facing the side walls of the cells 2 and separated by axial grooves.
  • the spacer plates 1 1 have a plurality of corresponding secondary through passages 13 at least some of which are respectively crossed by the mounting members 9.
  • the spacing plates 1 1 are kept at a distance from each other, perpendicular to the electronic cards 5, and are for example adjacent to the electronic cards 5, so that the spacing plates 1 1 cooperate with the parts d end of the cells 2. Means for positioning the spacing plates at a distance from one another will be described later.
  • the main through passages 12 of the spacing plates 1 1 and the electrical connection elements 8 of the electronic cards 5 can be arranged in perpendicular lines and columns forming, for example, corresponding square matrices.
  • the through passages 10 of the electronic cards 5 and the secondary through passages 13 of the spacer plates 11 are located so that the mounting members 9 pass respectively into at least some of the spaces between the cells 2.
  • a mounting member 9 comprises a connecting rod 14 which extends perpendicular to the electronic cards 5 and in the spaces between the adjacent cells 2, advantageously at a distance from the latter.
  • the connecting rod 14 has at its ends end shoulders 15 bearing against the interior faces 7 of the electronic cards 5, around the through passages 10. The axial distance between the shoulders 15 of the connecting rod 14 determines the distance between electronic cards 5.
  • the mounting member 9 comprises coupling screws 16 which pass through the corresponding through passages 10 of the electronic cards 5 and are axially screwed into the connecting rod 14 and whose heads 17 come to bear on the outer faces 7 of the electronic cards 5.
  • the connecting rod 14 has opposite shoulders 1 8 turned towards the interior faces 6 of the electronic cards 5.
  • the end portions l 4a of the connecting rod 14 located between the shoulders 15 and 18 pass through the corresponding secondary through passages 13 of the spacer plates 1 1, so that portions 11a of the spacer plates 1 1, around the secondary through passages 13, are inserted, for example with little play, between the shoulders 18 and the inner faces 6 of the electronic cards 5, so as to maintain the spacing plates 1 1 perpendicular to the electronic cards 5.
  • the end portions l 4a of the connecting rod 14 and the corresponding secondary through-passages 13 of the spacer plates 1 1 have corresponding hexagonal sections so that the placement of the screws holding 16 can be achieved without the connecting rod 14 rotating.
  • the electrical connection elements 8 comprise metal pads 19 made of an elastic material, which have local cutouts delimiting tabs 20 which are in contact, flat, against the terminals 4 of the cells 2 corresponding, against the elasticity of the junction portions between the tabs 20 and the rest of the pellets 19.
  • the forces produced by the legs 20 due to this elasticity, are taken up by the heads 17 of the retaining screws 16.
  • the metal pellets 19 could be replaced by pellets made of an elastic foam charged with an electrically conductive material, solid or in the form of a washer.
  • the electronic cards 5 can have complementary through passages located in the areas of the ends of the cells 2, for example facing the lugs 20 of the electrical connection elements 8 or the holes of the electrically conductive washers mentioned above.
  • the battery 1 can be assembled in the following manner.
  • An electronic card 5 is placed horizontally, the inner face 6 of this electronic card 5 being turned upwards.
  • a spacer plate 1 1 is placed on this electronic card 5.
  • the other spacer plate 1 1 is put in place on the cells 2, so that the upper ends of the cells 2 are engaged in the main through passages 12 of this other spacer plate 1 1.
  • the screws 14 are put in place through the through passages 10 of the other electronic card 5 and in engagement with the lower ends of the connecting rods 14. In doing so, the lugs 20 of the electrical connection elements 8 of the electronic cards 5 are pushed back against the elasticity of the material until these tabs are in flat contact on the opposite end terminals 4 of the cells 2.
  • the spacing plates 1 1 have, on the side of the electronic cards 5, portions 21 projecting inwardly of the main through passages 12.
  • the portions 21 may be present under the form of continuous or discontinuous shoulders.
  • the portions 21 are inserted, for example with a slight clearance, between the ends 3 of the cells 2 and the electronic cards 5, maintaining the spacing plates 1 1 in positions adjacent to the electronic cards 5 and at a distance one of the other.
  • the spacing plates 1 1 are held perpendicular to the electronic cards 5.
  • the shoulders 18 of the connecting rod 14 of the mounting member 9 can be eliminated.
  • the portions 21 can be taken between the opposite faces 3 of the cells 2 and the electronic cards 5.
  • the distance between the electronic cards 5 is determined by the length of cells 2 and the thicknesses of the portions 21 of the spacers 1 1.
  • a mounting member 9 comprises a connecting rod 22 whose end portions 22a, delimited by shoulders 23 turned towards the side of the electronic cards 5, pass through the corresponding through passages 10 electronic cards 5 and extend beyond.
  • the spacing plates have, around the secondary through passages 13, portions 24 taken between the shoulders 23 of the connecting rod 22 and the inner faces of the electronic cards 5.
  • the ends of the connecting rod 22 are deformed by bolting, forming coupling shoulders 22b bearing on the external faces 7 of the electronic cards 5.
  • the distance between the electronic cards 5 is determined by the distance between the shoulders 23 of the connecting rod 22 and the thicknesses of the portions 24 of the spacer plates 11.
  • the spacing plates 1 1 and the connecting rod 22 could be modified in a manner equivalent to the example described with reference to FIG. 6, so that protruding portions of the spacing plates 1 1 are taken between the ends 23 of the cells 2 and the interior faces 6 of the electronic cards 5.
  • the connecting rods 22 are placed on an electronic card 5 and a spacer plate 1 1, or vice versa, then the cells 2, then the other spacer plate 1 1, then the other electronic card 5.
  • the electronic cards 5 are brought closer to their final positions, by compressing the tabs 20 of the connection elements 8 of the electronic cards 5.
  • a mounting member 9 comprises a connecting rod 25 whose end portions 25a have axial tabs 26, radially distant, which pass through the through passages 10 of the electronic cards.
  • the axial tabs 26 have external coupling bosses 27 projecting in the form of hooks which bear on the external faces 7 of the electronic cards 5.
  • the ends of the connecting rod 25 are mounted on the electronic cards 5 by snap-in.
  • the distance between the bearing faces of the coupling bosses 27 of the lugs 26 of the connecting rod 25 determines the distance between the electronic cards 5.
  • the rods are put in place. link 25 on an electronic card 5 and a spacer plate 1 1, or vice versa, by putting the bosses 27 of the tabs 26 of the ends of the connecting rods 25 in engagement with this electronic card 5, then the cells 2, then the another spacer plate 1 1, then the other electronic card 5 by putting the bosses 27 of the other tabs 26 of the connecting rods 25 in engagement with this other electronic card and compressing the tabs 20 of the connection elements 8 of the electronic cards 5.
  • the electronic cards 5 can be equipped with external electrical connectors connected to the electrical connection tracks, in particular opposite electrical connectors capable of receiving an additional electronic card between them. (not shown), parallel to one side of the set of cells 2 and provided with electronic components.
  • the spacing plates 1 1 may be made of a plastic material produced by molding or thermoforming and may be identical.
  • the spacer plates 1 1 manufactured can be cut so as to form pieces whose dimensions are adapted to the desired number of cells of a battery 1 to be manufactured.
  • the connecting rods 14, 22 and 25 can be made of a plastic material resulting from a manufacture by molding or by machining.
  • Battery 1 has the following advantages in particular.
  • the electronic cards 5 form means of collective electrical connection of the cells 2, with a view to connecting the cells 2 in series and / or in parallel.
  • the electronic cards 5, in combination with the local mounting members 9, ensure the rigidity of the battery 1 and lead to the obtaining of a light structure.
  • the distance between the electronic cards 5 being determined and the electronic cards being rigid, the contacts between the flexible tabs 20 of the electrical connection elements 8 and the terminals 4 of the cells 2 are permanent and reliable and can be provided flat in the case where the contact terminals 4 and the contact tabs 20 are flat.
  • the mounting of the battery 1 is easy and can be automated.
  • the disassembly of the battery 1, in particular with a view to changing defective cells 2, is easy.
  • the spacing plates 1 1 being distant from one another and possibly not very thick, the spaces between the cells 2 are ventilated, so that an air circulation can ensure the cooling of the cells 2 without obstacle.
  • the electronic cards 5 can constitute means of evacuation of the heat produced by the cells 2.

Abstract

Batterie électrique comprenant: descellules de charges électriques (2) placées les unes à côté des autres; deux cartes électroniques opposées (5) qui sont disposées respectivement d'un côté et de l'autre des extrémités correspondantes des cellules (2) qui présentent des faces intérieures (6) et des faces extérieures (7) et qui sont munies d'éléments de connexion électrique (8) en contact sur des bornes d'extrémité desdites cellules; des organes de montage (9) qui relient et maintiennent l'une par rapport à l'autrelesdites cartes électroniques (5) et qui sont espacés les uns par rapport aux autres; deux plaques d'espacement (11) qui sont disposées entre lesdites cartes électroniques (5) et qui présentent despassages traversants principaux correspondants (12) dansau moins certains desquels sont engagées respectivement lesdites cellules et despassages traversants secondaires correspondants (13) traversés par lesdites moyens de montage (9); et des moyens de positionnement desdites plaques d'espacement (11) à distance l'une de l'autre.

Description

Batterie électrique
Des modes de réalisation de la présente invention concernent le domaine des batteries électriques qui comprennent des cellules élémentaires de charges électriques.
Le brevet européen N° 2 034 539 décrit une batterie qui comprend un casier présentant, entre deux faces opposées, des alvéoles traversantes recevant des cellules cylindriques et qui comprend des panneaux qui sont montés en appui sur les faces opposées du casier et fixés par des vis sur ce casier.
Le brevet WO201 1/027328 décrit une batterie qui comprend des cellules placées les unes à côté des autres, des empilements de plaques situés du côté des extrémités opposées des cellules, des entretoises engagées dans des encoches latérales des empilements de plaques et des vis qui traversent longitudinalement les entretoises et relient entre elles des plaques rigides d’extrémité desdits empilements. En outre, les cellules passent au travers de trous d’une plaque de maintien, dans lesquels les cellules sont fermement maintenues latéralement par des emmanchements serrés. La structure et la fabrication de cette batterie sont particulièrement complexes.
Selon un mode de réalisation, il est proposé une batterie électrique comprenant :
- une pluralité de cellules de charges électriques placées les unes à côté des autres et présentant respectivement des faces d’extrémités opposées pourvues de bornes de contact ;
- deux cartes électroniques opposées qui sont disposées respectivement d’un côté et de l’autre des extrémités correspondantes des cellules, qui présentent des faces intérieures en vis-à-vis et des faces extérieures et qui sont munies respectivement d’une pluralité d’éléments de connexion électrique dont au moins certains sont respectivement en contact sur lesdites bornes de contact desdites cellules ;
- une pluralité d’organes de montage qui relient et maintiennent l’une par rapport à l’autre lesdites cartes électroniques, qui sont espacés les uns par rapport aux autres et dont au moins certains passent entre les cellules ;
- deux plaques d’espacement qui sont disposées entre lesdites cartes électroniques et qui présentent respectivement une pluralité de passages traversants principaux correspondants dans au moins certains desquels sont engagées respectivement lesdites cellules et une pluralité de passages traversants secondaires correspondants dont au moins certains sont traversés par lesdites moyens de montage ; et
- des moyens de positionnement desdites plaques d’espacement à distance l’une de l’autre, lesdits moyens de positionnement coopérant avec des faces opposées desdites plaques d’espacement de sorte à maintenir les plaques d’espacement ( 1 1 ) perpendiculairement aux cartes électroniques (5).
Lesdits organes de montage peuvent comprendre respectivement une tige de liaison dont les extrémités sont pourvues de moyens d’accouplement auxdites cartes électroniques.
Selon une variante de réalisation, ladite tige de liaison peut présenter des épaulements opposés contre lesquelles les cartes électroniques sont en appui. Selon une autre variante de réalisation, lesdits moyens d’accouplement comprennent des vis en prise avec les extrémités de ladite tige de liaison, au travers desdites cartes électroniques, et dont les têtes sont en appui sur les faces extérieures des cartes électroniques. Alternativement, les moyens d’accouplement peuvent comprendre des épaulements aménagés aux extrémités de ladite tige de liaison et en appui sur les faces extérieures desdites cartes électroniques. Selon une autre variante de réalisation, lesdits moyens d’accouplement peuvent comprendre des pattes axiales aménagées aux extrémités de ladite tige de liaison et traversant lesdites cartes électroniques, ces pattes étant pourvues de bossages latéraux en appui sur les faces extérieures desdites cartes électroniques. Ladite tige de liaison peut encore présenter des épaulements opposés tournés du côté des faces intérieures desdites cartes électroniques, lesdites plaques d’espacement présentant des portions insérées entre ces épaulements et les faces intérieures desdites cartes électroniques.
Lesdites plaques d’espacement peuvent présenter des portions insérées entre les extrémités des cellules et les faces intérieures desdites cartes électroniques.
Lesdits éléments de connexion desdites cartes électroniques peuvent présenter des pattes flexibles en contact sur les bornes des cellules. Lesdites pattes des éléments de connexion électrique peuvent être en appui à plat sur les bornes des cellules.
Une batterie électrique va maintenant être décrite à titre d’exemple non limitatif, illustré par le dessin dans lequel :
- la figure 1 représente une vue en perspective éclatée d’une batterie ;
la figure 2 représente une vue en perspective d’une partie d’une plaque d’espacement de la batterie ;
la figure 3 représente une coupe locale de la batterie, à l’endroit et par l’axe d’un organe de montage ;
la figure 4 représente une coupe locale transversale à une cellule de la batterie et à un organe de montage ; la figure 5 représente une coupe locale de la batterie à l’endroit d’un élément de connexion électrique et par l’axe d’une cellule ;
la figure 6 représente une coupe locale de la batterie, à l’endroit d’un autre organe de montage ;
la figure 7 représente une coupe locale de la batterie, à l’endroit et par l’axe d’un autre organe de montage ; et - la figure 8 représente une coupe locale de la batterie, à l’endroit et par l’axe d’un autre organe de montage.
Selon un exemple de réalisation illustré sur les figures 1 à 5 , une batterie 1 comprend une pluralité de cellules cylindriques 2 de charges électriques, disposées les unes à côté des autres et parallèlement, qui présentent des faces d’extrémité opposées 3 pourvues de bornes de contact 4 par exemple à faces radiales.
La batterie 1 comprend deux cartes électroniques opposées parallèles 5 qui sont disposées respectivement d’un côté et de l’autre des extrémités correspondantes 3 des cellules 2 et présentent des faces intérieures 6 en vis-à-vis et des faces extérieures 7, les axes des cellules 2 étant perpendiculaires aux cartes électroniques 5.
Les cartes électroniques 5 sont munies respectivement d’une pluralité d’éléments de connexion électrique par contact 8 dont au moins certains sont respectivement en contact sur les bornes de contact 4 des cellules 2.
On entend par « carte électronique » une plaque rigide en une matière isolante pourvue notamment de pistes conductrices de connexion électrique, en surface et/ou intégrées, les éléments de connexion électrique 8 étant sélectivement connectés à ces pistes.
La batterie 1 comprend une pluralité d’organes de montage 9 qui relient et maintiennent l’une par rapport à l’autre les cartes électroniques 5 et qui sont indépendants les uns des autres et espacés les uns par rapport aux autres.
Avantageusement, le nombre et la répartition des organes de montage 9 sont adaptés pour que les cartes électroniques 5 conservent leur planéité. Des organes de montage 9 peuvent s’étendre entre des cellules et/ou être situés à l’extérieur de l’ensemble des cellules 2.
Des exemples de réalisation d’organes de montage 9 seront décrits plus loin.
Les cartes électroniques 5 présentent une pluralité de passages traversants correspondants 10 dont au moins certains sont respectivement traversés par des organes de montage 9 de sorte que ces derniers prennent appui sur les faces extérieures 7 des cartes électroniques 5.
La batterie 1 comprend deux plaques d’espacement 1 1 qui sont disposées dans l’espace entre les cartes électroniques 5 , parallèlement à ces dernières, et qui présentent respectivement une pluralité de passages traversants principaux 12 dans lesquels sont respectivement engagées, axialement, les cellules 2, par exemple avec un faible jeu.
Les parois des passages traversants principaux 12 des plaques d’espacement 1 1 coopèrent, avec jeu, avec les parois latérales des cellules 2 de sorte à maintenir les cellules 2 les unes par rapport aux autres, par exemple à distance les unes des autres.
Les parois des passages traversants principaux 12 des plaques d’espacement 1 1 peuvent être cylindriques et/ou peuvent présenter des nervures axiales en regard des parois latérales des cellules 2 et séparées par des rainures axiales.
Les plaques d’espacement 1 1 présentent une pluralité de passages traversants secondaires correspondants 13 dont au moins certains sont respectivement traversés par les organes de montage 9.
Les plaques d’espacement 1 1 sont maintenues à distance l’une de l’autre, perpendiculairement aux cartes électroniques 5 , et sont par exemple adjacentes aux cartes électroniques 5 , de sorte que les plaques d’espacement 1 1 coopèrent avec les parties d’extrémité des cellules 2. Des moyens de positionnement des plaques d’espacement à distance l’une de l’autre seront décrits plus loin.
Les passages traversants principaux 12 des plaques d’espacement 1 1 et les éléments de connexion électrique 8 des cartes électroniques 5 peuvent être disposés selon des lignes et des colonnes perpendiculaires formant par exemple des matrices correspondantes carrées.
Les passages traversants 10 des cartes électroniques 5 et les passages traversants secondaires 13 des plaques d’espacement 1 1 sont situés de sorte que les organes de montage 9 passent respectivement dans au moins certains des espaces entre les cellules 2.
Selon un exemple de réalisation illustré sur la figure 3 , un organe de montage 9 comprend une tige de liaison 14 qui s’étend perpendiculairement aux cartes électroniques 5 et dans les espaces entre les cellules 2 adjacentes, avantageusement à distance de ces dernières. La tige de liaison 14 présente à ses extrémités des épaulements d’extrémité 15 en appui contre les faces intérieures 7 des cartes électroniques 5 , autour des passages traversants 10. La distance axiale entre les épaulements 15 de la tige de liaison 14 détermine la distance entre les cartes électroniques 5.
L’organe de montage 9 comprend des vis d’accouplement 16 qui traversent les passages traversants 10 correspondants des cartes électroniques 5 et sont vissées axialement dans la tige de liaison 14 et dont les têtes 17 viennent en appui sur les faces extérieures 7 des cartes électroniques 5.
A distance des épaulements 15 , la tige de liaison 14 présente des épaulements opposés 1 8 tournés du côté des faces intérieures 6 des cartes électroniques 5. Les portions d’extrémité l 4a de la tige de liaison 14 situées entre les épaulements 15 et 18 traversent les passages traversants secondaires correspondants 13 des plaques d’espacement 1 1 , de sorte que des portions l l a des plaques d’espacement 1 1 , autour des passages traversants secondaires 13 , sont insérées, par exemple avec un faible jeu, entre les épaulements 18 et les faces intérieures 6 des cartes électroniques 5 , de sorte à maintenir les plaques d’espacement 1 1 perpendiculairement aux cartes électroniques 5.
Comme illustré en particulier sur la figure 4, les portions d’extrémité l 4a de la tige de liaison 14 et les passages traversants secondaires correspondants 13 des plaques d’espacement 1 1 présentent des sections hexagonales correspondantes de sorte que la mise en place des vis de maintien 16 peut être réalisée sans que la tige de liaison 14 ne tourne.
Selon un exemple de réalisation illustré sur la figure 5 , les éléments de connexion électrique 8 comprennent des pastilles métalliques 19 en une matière élastique, qui présentent des découpes locales délimitant des pattes 20 qui sont en contact, à plat, contre les bornes 4 des cellules 2 correspondantes, à l’encontre de l’élasticité des portions de jonction entre les pattes 20 et le reste des pastilles 19. Les efforts produits par les pattes 20 du fait de cette élasticité, sont repris par les têtes 17 des vis de maintien 16.
Selon une variante de réalisation, les pastilles métalliques 19 pourraient être remplacées par des pastilles en une mousse élastique chargée d’une matière conductrice de l’électricité, pleine ou en forme de rondelle.
Avantageusement, les cartes électroniques 5 peuvent présenter des passages traversants complémentaires situés dans les zones des extrémités des cellules 2, par exemple en regard des pattes 20 des éléments de connexion électrique 8 ou des trous des rondelles conductrices de l’électricité ci-dessus mentionnées.
La batterie 1 peut être assemblée de la manière suivante.
Une carte électronique 5 est placée horizontalement, la face intérieure 6 de cette carte électronique 5 étant tournée vers le haut.
On pose sur cette carte électronique 5 une plaque d’espacement 1 1 .
On met en place, verticalement, les tiges de liaison 14, aux endroits choisis, en engageant leurs extrémités inférieures au travers des passages traversants secondaires 13 de la plaque d’espacement 1 1 , et on met en place, de bas en haut, des vis 16 au travers des passages traversants 10 de la carte électronique 5 et en prise avec les extrémités inférieures des tiges de liaison 14.
On met en place, verticalement et de haut en bas, les cellules 2, de sorte que leurs extrémités inférieures soient engagées dans les passages traversants principaux 12 de la plaque d’espacement 1 1 .
On met en place l’autre plaque d’espacement 1 1 sur les cellules 2, de sorte que les extrémités supérieures des cellules 2 soient engagées dans les passages traversants principaux 12 de cette autre plaque d’espacement 1 1 .
On met en place l’autre carte électronique 5 au-dessus de l’autre plaque d’espacement 1 1 .
On met en place les vis 14 au travers des passages traversants 10 de l’autre carte électronique 5 et en prise avec les extrémités inférieures des tiges de liaison 14. Ce faisant, les pattes 20 des éléments de connexion électrique 8 des cartes électroniques 5 sont repoussées à l’encontre de l’élasticité de la matière jusqu’à ce que ces pattes soient en contact à plat sur les bornes opposées d’extrémité 4 des cellules 2.
D’autres modes d’assemblage pourraient être envisagés.
Selon une variante de réalisation illustrée sur la figure 6, les plaques d’espacement 1 1 présentent, du côté des cartes électroniques 5 , des portions 21 en saillie vers l’intérieur des passages traversants principaux 12. Les portions 21 peuvent se présenter sous la forme d’épaulements continus ou discontinus.
Les portions 21 sont insérées, par exemple avec un faible j eu, entre les extrémités 3 des cellules 2 et les cartes électroniques 5 , maintenant les plaques d’espacement 1 1 dans des positions adjacentes aux cartes électroniques 5 et à distance l’une de l’autre. Ainsi, les plaques d’espacement 1 1 sont maintenues perpendiculairement aux cartes électroniques 5. Dans ce cas, les épaulements 18 de la tige de liaison 14 de l’organe de montage 9 peuvent être supprimés.
Selon une variante de réalisation, les portions 21 peuvent être prises entre les faces opposées 3 des cellules 2 et les cartes électroniques 5. Dans ce cas, la distance entre les cartes électroniques 5 est déterminée par la longueur de cellules 2 et les épaisseurs des portions 21 des plaques d’espacement 1 1 .
Selon un autre exemple de réalisation illustré sur la figure 7, un organe de montage 9 comprend une tige de liaison 22 dont des portions d’extrémité 22a, délimitées par des épaulements 23 tournés du côté des cartes électroniques 5 , traversent les passages traversants correspondants 10 des cartes électroniques 5 et s’étendent au-delà.
Les plaques d’espacement présentent, autour des passages traversants secondaires 13 , des portions 24 prises entre les épaulements 23 de la tige de liaison 22 et les faces intérieures des cartes électroniques 5.
Les extrémités de la tige de liaison 22 sont déformées par bouterollage en formant des épaulements d’accouplement 22b en appui sur les faces extérieures 7 des cartes électroniques 5. La distance entre les cartes électroniques 5 est déterminée par la distance entre les épaulements 23 de la tige de liaison 22 et les épaisseurs des portions 24 des plaques d’espacement 1 1 .
Néanmoins, les plaques d’espacement 1 1 et la tige de liaison 22 pourraient être modifiées de façon équivalente à l’exemple décrit en référence à la figure 6, de sorte que des portions en saillie des plaques d’espacement 1 1 soient prises entre les extrémités 23 des cellules 2 et les faces intérieures 6 des cartes électroniques 5.
Selon un mode d’assemblage équivalent au mode d’assemblage décrit précédemment, on met en place les tiges de liaison 22 sur une carte électronique 5 et une plaque d’espacement 1 1 , ou inversement, puis les cellules 2, puis l’autre plaque d’espacement 1 1 , puis l’autre carte électronique 5.
Puis, on rapproche les cartes électroniques 5 jusqu’à leurs positions finales, en comprimant les pattes 20 des éléments de connexion 8 des cartes électroniques 5.
Puis, on réalise les épaulements d’accouplement 22b des tiges de liaison 22.
Selon un autre exemple de réalisation illustré sur la figure 8 , un organe de montage 9 comprend une tige de liaison 25 dont les portions d’extrémité 25a présentent des pattes axiales 26, distantes radialement, qui traversent les passages traversants 10 des cartes électroniques. Les pattes axiales 26 présentent des bossages extérieurs d’accouplement 27 en saillie en forme de crochets qui sont en appui sur les faces extérieures 7 des cartes électroniques 5. Ainsi, les extrémités de la tige de liaison 25 sont montées sur les cartes électroniques 5 par encliquetage.
La distance entre les faces d’appui des bossages d’accouplement 27 des pattes 26 de la tige de liaisons 25 détermine la distance entre les cartes électroniques 5.
Les autres dispositions décrites précédemment peuvent être prévues.
Selon un mode d’assemblage équivalent aux modes d’assemblage décrits précédemment, on met en place les tiges de liaison 25 sur une carte électronique 5 et une plaque d’espacement 1 1 , ou inversement, en mettant les bossages 27 des pattes 26 des extrémités des tiges de liaison 25 en prise avec cette carte électronique 5 , puis les cellules 2, puis l’autre plaque d’espacement 1 1 , puis l’autre carte électronique 5 en mettant les bossages 27 des autres pattes 26 des tiges de liaison 25 en prise avec cette autre carte électronique et en comprimant les pattes 20 des éléments de connexion 8 des cartes électroniques 5.
Latéralement à l’ensemble des cellules 2 et aux plaques d’espacement 1 1 , les cartes électroniques 5 peuvent être équipées de connecteurs électriques extérieurs reliés aux pistes de connexion électriques, en particulier de connecteurs électriques opposés aptes à recevoir entre eux une carte électronique additionnelle (non représentée), parallèle à un côté de l’ensemble des cellules 2 et munie de composants électroniques.
Les plaques d’espacement 1 1 peuvent être en une matière plastique issue d’une fabrication par moulage ou par thermo formage et peuvent être identiques. Les plaques d’espacement 1 1 fabriquées peuvent être découpées de sorte à former des morceaux dont les dimensions soient adaptées au nombre souhaité de cellules d’une batterie 1 à fabriquer.
Les tiges de liaison 14, 22 et 25 peuvent être en une matière plastique issue d’une fabrication par moulage ou par usinage.
La batterie 1 présente notamment les avantages suivants.
Les cartes électroniques 5 forment des moyens de connexion électrique collective des cellules 2, en vue de connecter en série et/ou en parallèle les cellules 2.
Les cartes électroniques 5 , en combinaison avec les organes locaux de montage 9, assurent la rigidité de la batterie 1 et conduisent à l’obtention d’une structure légère.
La distance entre les cartes électroniques 5 étant déterminée et les cartes électroniques étant rigides, les contacts entre les pattes flexibles 20 des éléments de connexion électrique 8 et les bornes 4 des cellules 2 sont permanents et fiables et peuvent être assurés à plat dans le cas où les bornes de contact 4 et les pattes de contact 20 sont plates.
Le montage de la batterie 1 est aisé et peut être automatisé. De plus, le démontage de la batterie 1 , notamment en vue de changer des cellules 2 défectueuses, est aisé.
Les plaques d’espacement 1 1 étant distantes l’une de l’autre et possiblement peu épaisses, les espaces entre les cellules 2 sont aérés, de sorte qu’une circulation d’air peut assurer le refroidissement des cellules 2 sans obstacle. En outre, les cartes électroniques 5 peuvent constituer des moyens d’évacuation de la chaleur produite par les cellules 2.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Batterie électrique comprenant :
une pluralité de cellules de charges électriques (2) placées les unes à côté des autres et présentant respectivement des faces d’extrémités opposées (3) pourvues de bornes de contact (4) ;
deux cartes électroniques opposées (5) qui sont disposées respectivement d’un côté et de l’autre des extrémités correspondantes des cellules, qui présentent des faces intérieures en vis-à-vis (6) et des faces extérieures (7) et qui sont munies respectivement d’une pluralité d’éléments de connexion électrique (8) dont au moins certains sont respectivement en contact sur lesdites bornes de contact desdites cellules ;
une pluralité d’organes de montage (9) qui relient et maintiennent l’une par rapport à l’autre lesdites cartes électroniques (5) et qui sont espacés les uns par rapport aux autres et dont au moins certains passent entre les cellules ;
deux plaques d’espacement ( 1 1 ) qui sont disposées entre lesdites cartes électroniques (5) et qui présentent respectivement une pluralité de passages traversants principaux correspondants ( 12) dans au moins certains desquels sont engagées respectivement lesdites cellules et une pluralité de passages traversants secondaires correspondants ( 13) dont au moins certains sont traversés par lesdites moyens de montage (9) ;
et des moyens de positionnement ( 18, 21 ) desdites plaques d’espacement ( 1 1 ), à distance l’une de l’autre, lesdits moyens de positionnement coopérant avec des faces opposées desdites plaques d’espacement ( 1 1 ) de sorte à maintenir les plaques d’espacement ( 1 1 ) perpendiculairement aux cartes électroniques (5).
2. Batterie selon la revendication 1 , dans laquelle lesdits organes de montage (9) comprennent respectivement une tige de liaison ( 14, 22, 25) dont les extrémités sont pourvues de moyens d’accouplement auxdites cartes électroniques (5).
3. Batterie selon la revendication 2, dans laquelle ladite tige de liaison présente des épaulements opposés ( 15) contre lesquelles les cartes électroniques (5) sont en appui.
4. Batterie selon la revendication 2, dans laquelle lesdits moyens d’accouplement comprennent des vis ( 16) en prise avec les extrémités de ladite tige de liaison, au travers desdites cartes électroniques (5), et dont les têtes ( 17) sont en appui sur les faces extérieures (7) des cartes électroniques (5).
5. Batterie selon la revendication 2, dans laquelle les moyens d’accouplement comprennent des épaulements (22b) aménagés aux extrémités de ladite tige de liaison et en appui sur les faces extérieures (7) desdites cartes électroniques (5).
6. Batterie selon la revendication 2, dans laquelle lesdits moyens d’accouplement comprennent des pattes (26) axiales aménagées aux extrémités de ladite tige de liaison et traversant lesdites cartes électroniques, ces pattes étant pourvues de bossages latéraux (27) en appui sur les faces extérieures (7) desdites cartes électroniques (5).
7. Batterie selon la revendication 2, dans laquelle ladite tige de liaison présente des épaulements opposés ( 18) tournés du côté des faces intérieures (6) desdites cartes électroniques (5), lesdites plaques d’espacement ( 1 1 ) présentant des portions ( l l a) insérées entre ces épaulements et les faces intérieures (6) desdites cartes électroniques (5).
8. Batterie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdites plaques d’espacement ( 1 1 ) présentent des portions (21 ) insérées entre les extrémités (3) des cellules (2) et les faces intérieures desdites cartes électroniques (5).
9. Batterie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdits éléments de connexion desdites cartes électroniques (5) présentent des pattes flexibles (20) en contact sur les bornes des cellules (2).
10. Batterie selon la revendication 9, dans laquelle lesdites pattes (20) des éléments de connexion électrique (8) sont en appui à plat sur les bornes des cellules (2).
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