WO2022171835A1 - Battery cell, assembly for an electric battery comprising at least one such cell, electric battery comprising such an assembly, and method for manufacturing such a cell and/or such an assembly - Google Patents

Battery cell, assembly for an electric battery comprising at least one such cell, electric battery comprising such an assembly, and method for manufacturing such a cell and/or such an assembly Download PDF

Info

Publication number
WO2022171835A1
WO2022171835A1 PCT/EP2022/053436 EP2022053436W WO2022171835A1 WO 2022171835 A1 WO2022171835 A1 WO 2022171835A1 EP 2022053436 W EP2022053436 W EP 2022053436W WO 2022171835 A1 WO2022171835 A1 WO 2022171835A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cell
assembly
fin
tube
tubes
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/053436
Other languages
French (fr)
Inventor
Michel Simonin
Original Assignee
Dmf Action
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dmf Action filed Critical Dmf Action
Priority to EP22705535.7A priority Critical patent/EP4292160A1/en
Publication of WO2022171835A1 publication Critical patent/WO2022171835A1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • 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

  • the invention relates to a cell and/or an electric battery assembly, in particular a lithium-ion battery intended to equip a motor vehicle.
  • the invention also relates to a method of manufacturing such a cell and/or such an assembly.
  • the constituent elements of the cells heat up by the Joule effect given the presence of an internal resistance.
  • the heat generated can reach 10 to 15% of the electrical energy contained by the battery.
  • the power dissipated by the Joule effect can reach 5 to 10% of the total charge. That is, for the example considered, a total load of 2.5kWh to 4.8KWh in 20 minutes. This can cause the cells to overheat beyond 80°C.
  • the prior art on the subject provides for the insertion between and/or around the cells of a battery of aluminum plates irrigated internally thanks to channels in which circulates a monophasic cooling fluid (antifreeze) or biphasic (refrigerant of the type used for an air conditioning circuit). These plates are in close contact with the cells to ensure heat transfer between each cell and the adjacent plate surface.
  • a monophasic cooling fluid antifreeze
  • biphasic refrigerant of the type used for an air conditioning circuit
  • the object of the present invention is to at least partly overcome the above drawbacks.
  • the invention introduces the possibility of passing through the cell, and in particular through the electrode(s), a tube or a bundle of tubes.
  • This makes it possible to have part of a heat exchange system inside the cell itself. This ensures greater intimacy between the cell and the heat exchange system, which promotes the efficiency of the heat exchange while limiting the size and maintaining a relatively simple structure.
  • - Said pocket has an edge-to-edge assembly between said one or more connecting zones of the first side wall and said one or more connecting zones of the second side wall; - said one or more connecting zones of the first side wall and said one or more connecting zones of the second side wall form one or more continuous conduits between said side walls; - Said one or more connecting zones are located in a median plane of the pocket; - Said electrode(s) are threaded along said duct(s); - said one or more conduits are positioned through said one or more first orifices; - said one or more conduits are configured to receive said one or more tubes; - A first of said electrodes is a cathode comprising a first current collector; - Said first collector is formed from an aluminum strip; - said first collector comprises a positive terminal; - Said aluminum strip is coated with a metal oxide; - A second of said electrodes is an anode comprising a second current collector; - Said second collector is formed from a copper strip; - said second
  • the invention according to this second aspect can also comprise any one of the following characteristics, taken individually or according to any technically possible combinations which form as many embodiments of the invention: - Said or said fins are provided with at least one opening; - said one or more tubes are positioned through said one or more openings; - said one or more tubes are held in position in a tight fit with said one or more fins; - Said tight fit is obtained by plastic deformation of said tube or tubes in said opening or openings, in particular crimping; - Said fin(s) are configured so that said tight fit between said tube(s) and said fin(s) ensures the pressed position of said fin(s) against said cell(s); - Said or said fins are equipped with thermal sensors; - Said tubes are arranged in rows and columns; - the cell or cells comprise a pocket provided with at least one electrode; - Said cell(s) are configured so as to allow heat transfer between said pocket and said tube(s);
  • the pocket of each cell has a first side wall and a second side wall opposite said first side wall;
  • a first of said electrodes is a cathode comprising a first current collector; - Said first collector is formed from an aluminum strip; - said first collector comprises a positive terminal; - Said aluminum strip is coated with a metal oxide; - A second of said electrodes is an anode comprising a second current collector; - Said second collector is formed from a copper strip; - said second collector comprises a negative terminal; - said copper strip is coated with carbon; - said pocket is further provided with a separator positioned between said cathode and said anode; - said separator is made from an organic material; - said bag further comprises a liquid electrolyte; - said electrolyte comprises a lithium-based fluorinated salt; - Said pocket is made from a plasticized metal strip; - said bag is sealed under vacuum; - said cathode, said anode, said separator, said side walls are parallel and flat; - said set comprises at least a series of said cells aligned along a
  • the tube(s) pass at a distance from the cell(s).
  • the adjacent cells of said series of cells form between them at least one transverse interval intended to receive the tube or tubes.
  • the tube or tubes pass through the cell or cells.
  • said pocket or pockets have one or more openings for passage of the tube or tubes, in particular at the level of at least one band, in particular a peripheral band.
  • - said assembly comprises a cell support, said support comprising said pocket(s); - the adjacent cells of each series are interconnected by an inter-cell connection zone; - the inter-cell connection zone is formed by said support in said gap; - the adjacent cells of the adjacent series are interconnected by an inter-series connection zone; - the inter-series connection zone is formed by said support; - the inter-cell connection zones are each provided with at least one passage opening of said tube; - the inter-series connecting zones are each provided with at least one passage opening of said tube; - said assembly comprises a bridge formed by two pins connecting said adjacent cells; - the openings of each inter-cell connection zone are each formed between two bridges connecting the pins connecting said adjacent cells.
  • each cell are provided with at least one orifice, called the first orifice; - said first orifice(s) are intended to receive the tube(s); -
  • Each of said side walls is provided with at least one orifice, said second orifice; - each of said side walls is provided with at least one connection zone; - said connection zone or zones are located in the extension of said second orifice or orifices; - said connecting zones join said first and said second side walls through said first orifice(s);
  • - Said pocket has an edge-to-edge assembly between said one or more connecting zones of the first side wall and said one or more connecting zones of the second side wall; - said one or more connecting zones of the first side wall and said one or more connecting zones of the second side wall form one or more continuous conduits between said side walls; - said pipe(s) receiving said tube(s); - Said one or more connecting zones are located in a median plane of said pocket; - Said electrode(s) are threaded along said duct
  • the invention relates to a battery comprising at least one assembly as defined above.
  • the invention relates to a method for manufacturing an assembly as defined above, said method comprising: - a step of positioning said fin(s) and said cell(s); - a step of positioning said tube(s) transversely to said cell(s) and to said fin(s); - a step of radial expansion of said tube(s) in one or more openings of said fin(s) inducing mechanical contact between said tube(s) and said fin(s), said step also inducing a pressed position of said fin(s) against said or said cells.
  • FIG. 1a exterior view of the cell
  • Fig. 1b and 1c interior view of the cell
  • FIG. 1b the is an exploded isometric view of the cell of FIG. 1b;
  • - the is an isometric view of an assembly according to the invention formed of the cell of the a, fins and heat exchange tubes; - the is an exploded isometric view of the without tubes; - the is an isometric view of a fin of an assembly according to the invention, said fin being provided with thermal sensors; - the is a view according to a longitudinal section of the ; - the is a longitudinal sectional view which illustrates a step for mounting a tube on a fin according to a method of manufacturing an assembly according to the invention. - the is an isometric view which represents a first step of a method of manufacturing a battery cell according to the invention, illustrated in a simplified manner; - the represents a second step of this manufacturing process, FIG.
  • FIG. 9a being an isometric view of this second step
  • FIG. 9b being a side view of this second step
  • - the is an isometric view showing a third step in this manufacturing process
  • - the is a side view showing a fourth step in this manufacturing process
  • - the is a side view showing a fifth step in this manufacturing process
  • - the is a side view showing a sixth step in this manufacturing process
  • - the is a side view showing a seventh step in this manufacturing process
  • - the is a front view partially illustrating a first example of a second embodiment of the assembly according to the invention; - the is a front view which represents a cell of the assembly shown in ; - the is a front view showing a fin of the assembly shown in ; - the is an isometric view partially illustrating a second example of the second embodiment of the assembly according to the invention and an assembly step of said assembly; - the is a front view illustrating a detail of the assembly shown in ; - the is an exploded front view partially illustrating a first example of a third embodiment of the assembly according to the invention; - the is an isometric view partially illustrating a second example according to the third embodiment of the assembly according to the invention; - the is a completed isometric view of the assembly shown in 2; - the is an isometric view of a battery module comprising an assembly according to the third embodiment of the invention, at a first manufacturing stage of said module; - the 5 is an isometric view illustrating a next step in the manufacture
  • FIGS 1a-1c illustrate a battery cell 10 according to the invention.
  • This cell 10 comprises a pocket 11 containing a cathode 12 and an anode 13.
  • the pocket 11 is made of a metallic material, for example, stainless steel, or a plastic material. The making of this pocket 11 will be described later in the description.
  • the cathode 12 and the anode 13 will also be referred to interchangeably by the generic term "electrodes”.
  • the cathode 12 comprises a current collector 12a, called the first collector, which is here in the form of an aluminum plate. Said plate is coated with a metal oxide 12c such as magnesium oxide or nickel oxide.
  • the first collector 12a is provided with a positive terminal 12b, illustrated in FIGS. 1a and 1b.
  • the anode 13 includes a current collector 13a, called the second collector, which here takes the form of a copper plate. Said plate is coated with carbon.
  • the second collector 13a is provided with a negative terminal 13b, illustrated in Figures 1a and 1b.
  • cathode 12 is the site of a reduction reaction while anode 13 is the site of an oxidation reaction.
  • the pocket 11 comprises an electrolyte 15, in particular liquid, bathing said cathode 12 and said anode 13.
  • the electrolyte 15 acts as well as a driver.
  • the electrolyte 15 comprises, for example, a lithium-based fluorinated salt.
  • the pocket 11 is here provided with a separator 14 positioned between said cathode 12 and said anode 13.
  • the separator 14 is configured so as to let through ions between the cathode 12 and the anode 13 during charging, and to block these ions during discharge.
  • the separator 14 is here in the form of a plate. Said plate is made, for example, from an organic material.
  • the pocket 11 is illustrated with all of its components.
  • the pocket 11 has not been illustrated in order to see the interior of the cell 10.
  • the electrolyte 15 has also not been illustrated in order to see, in particular, the electrodes 12, 13 and the separator 14.
  • the cathode 12, the anode 13 and the separator 14 are parallel and plane.
  • the separator 14 is positioned halfway between the cathode 12 and the anode 13.
  • the separator 14 can be offset.
  • At least one of the electrodes 12, 13 is provided with at least one orifice 12d, 13d intended to receive a tube in which a heat transfer fluid circulates.
  • Cell 10 is also configured so as to allow heat transfer, in particular by conduction, between pocket 11 and said tube.
  • the cathode 12 is provided with a plurality of holes 12d. These orifices 12d are circular in shape here. They are arranged in rows, here four, and in columns, here two.
  • the anode 13 is provided with a plurality of orifices 13d. These orifices 13d are circular in shape here. They are arranged in rows and columns.
  • the distribution of the rows and columns of the orifices 13d is identical to that of the rows and columns formed by the orifices 12d of the cathode 12.
  • each hole 12d of cathode 12 is aligned with one of the holes 13d of anode 13.
  • the separator 14 is also provided with a plurality of orifices 14d. These orifices 14d are circular in shape here. They are intended to be positioned opposite the holes 12d of the cathode and the holes 13d of the anode 13.
  • this bundle of parallel tubes passes through a series of transverse ducts 16, each of said ducts passing through a group of three aligned ports: a port 12d of the cathode 12, a port 14d of the separator 14 and a port 13d of the the anode 13.
  • the orifices 12d of the anode 12, the orifices 13d of the cathode 13 and the orifices 14d of the anode are identical.
  • the pocket 11 is in the form of a rectangular parallelepiped comprising six walls including a front wall 111, a rear wall 112, a first side wall 113 and a second side wall 114, an upper wall 115 and a lower wall 116.
  • the upper wall 115 and the lower wall 116 form the short sides of the pocket 11 while the side walls 113, 114 form the long sides of said pocket 11.
  • the first side wall 113 and the second side wall 114 of the pocket 11 are opposite the cathode 12 and the anode 13. They are provided with orifices in the extension of which the transverse ducts 16 extend. 114a of the second side wall 114 are illustrated in the figures.
  • the cell 10 is equipped with a heat exchange bundle comprising at least two external fins 20 and a plurality of tubes 30 passing through said cell 10 and said fins 20.
  • the fins 20 are positioned facing the side walls 113, 114 of the pocket 11.
  • the fins 20 are advantageously in the form of plates, here, substantially of the same dimensions as the side walls 113, 114 of the pocket 11.
  • the fins 20 are provided with openings 20d.
  • the openings 20d of the fins 20 are arranged in rows and columns, following an identical distribution to that of the ducts 16 of the cell 10.
  • the openings 20d of the fins 20 are configured to align with the transverse ducts 16 of the cell 10.
  • the fins 20 are made of aluminum. They are fitted with thermal sensors 20b making it possible to determine the temperature of cell 10 (see ).
  • the transverse ducts 16 of the cell 10 comprise a stretched portion 113b of the side wall 113 of the pocket 11 and a stretched portion 114b of the side wall 114 of said pocket.
  • These stretched portions are obtained and assembled according to a method of manufacturing the cell 10, which will be described later.
  • the openings 20d of the fins 20 preferably have a diameter which is smaller than that of the ducts 16 of the cell 10.
  • the tubes 30 form a certain clearance with the ducts 16 of the cell 10 and are mounted in an interference fit in the apertures 20d of the fins 20.
  • a first step consists in positioning the fins 20 on either side of the cell 10, and more precisely facing the first side wall 113 and facing the second side wall 114 of the pocket 11. This positioning is carried out so that the openings 20d of the fins 20 face the ducts 16 of the cell 10 thus forming transverse passages.
  • the tubes 30 are mounted through the transverse passages formed by the ducts 16 of the cell 10 and the openings 20d of the fins 20. These tubes 30 form a certain clearance with the ducts 16. Initially, they have also a certain play with the openings 20d of the fins 20, then are deformed so as to be maintained according to a tight fit in said openings 20d.
  • the tight fit between the fins 20 and the tubes 30 is obtained by plastic deformation of the said tubes 30 in the openings 20d of the said fins 20.
  • This may be an assembly by crimping or expanding.
  • the tubes 30 have, before assembly, an external diameter having a value Di less than a nominal diameter of the openings 20d of the fins 20.
  • nominal diameter of the openings 20d is understood to mean an initial diameter before any plastic deformation of the fins 20.
  • the radial expansion of the tubes 30 takes place in the field of the plastic deformations of the material of the said tubes 30 and of the fins 20 so that there is established between the said tubes 30 and the openings 20d of the said fins 20 a permanent mechanical contact.
  • the mechanical contact between the tubes 30 and the fins 20 also makes it possible to press said fins against the cell 10, which promotes heat exchange between the cell 10 and the tubes 30.
  • the invention allows the assembly formed by the cell 10 and the heat exchange bundle to be maintained without the need for a third-party fixing element.
  • the assembly formed by the cell 10 and the heat exchange bundle is a self-supporting structure.
  • the tubes 30 and the fins 20 of the heat exchange bundle cooperate to provide a mechanical connection between them on the one hand, and a mechanical connection with the cell 10, on the other hand.
  • the invention ensures a compression of said cell 10 by said fins 20. This is particularly advantageous for limiting the risk of expansion of said cell 10, linked to a release of gas inside said cell 10.
  • the tubes 30 and the fins 20 thus have a mechanical function in addition to their heat exchanger function.
  • a first step consists in superimposing on a thin sheet 17, called protective sheet, the cathode 12, the separator 14 and the anode 13 which thus form a stack 18.
  • the protective sheet 17 is made of a metallic material such as stainless steel, or a plastic material.
  • the stack 18, here of parallelepiped shape, is arranged longitudinally on the protective sheet 17. More specifically, this stack 18 is arranged on a first half 17a of the protective sheet 17. A second half 17b of the protective sheet 17 remain free. Furthermore, this stack 18 is such that the respective orifices 12d, 14d, 13d of the cathode 12, of the separator 14 and of the anode 13 are aligned.
  • the protective sheet 17 is folded by a folding of its second half 17b towards its first half 17a in a direction indicated by arrows of the .
  • the protective sheet 17 then covers an upper face 18a of the stack 18 forming an envelope 19.
  • the envelope 19 has open longitudinal edges 19a, 19b, a first open transverse edge 19c, and a second transverse edge 19d firm.
  • Said second transverse edge 19d corresponds to a fold in the protective sheet 17 obtained when it is folded down.
  • the casing 19 has an upper face 19e facing the upper face 18a of the stack 18, and a lower face 19f facing a lower face 18b of said stack.
  • a third step illustrated in the longitudinal edges 19a, 19b of the casing 19 are sealed, for example, by welding.
  • a fourth step illustrated in the envelope 19 is placed under vacuum.
  • the vacuum has the effect of pressing the casing 19 against the stack 18.
  • the vacuum has the effect of bringing the upper face 19e and the lower face 19f closer to the envelope 19.
  • the upper 19th and lower 19f faces thus brought together are assembled during a fifth step illustrated in .
  • This assembly results in a flattened area 19g. It is made, for example, by welding.
  • a cut is made at the level of the flattened zone 19g thus forming an opening 19h, here, of circular shape. There remains around this 7 p.m. opening a peripheral zone 19i. This peripheral zone 19i is sealed. It comprises a stretched portion of the upper face 19e and a stretched portion of the lower face 19d of the envelope 19.
  • a seventh step illustrated in consists in filling the envelope 19 with the electrolyte 15 from the transverse edge 18c, before sealing said edge during an eighth step illustrated in to form a sealed reservoir.
  • the envelope 19 corresponds to the pocket 11 of the cell 10.
  • the upper faces 19e, 19f of the envelope 19 correspond to the side walls 113, 114 of the pocket 11.
  • the longitudinal edges 19a, 19b of the envelope 19 correspond to the front 111 and rear 112 walls of the pocket 11.
  • the transverse edges 19c, 19d of the envelope 19 correspond to the upper 115 and lower 116 walls of the pocket 11.
  • the peripheral zone 19i of the envelope 19 corresponds to the connection zones 113b, 114b of the cell 10.
  • the opening 19h of the envelope 19 corresponds to the duct 16 of the cell 10.
  • the orifices of the cell 10 are such that the ducts 16 formed by their alignment are parallel to each other and perpendicular to the cathode 12, to the anode 13 and to the separator 14.
  • these orifices form ducts which remain parallel, but arranged at an angle with respect to the cathode 12, to the anode 13 and to the separator 14.
  • the orifices 12d, 13d, 14d take an ellipsoidal shape.
  • the number of orifices, rows and columns of the cell 10, the number of openings 20d of the fins 20, or the number of tubes 30 is not limited to the case illustrated. It is quite possible to consider a different number of orifices, rows, columns and tubes. Moreover, although the illustrated embodiment has orifices and tubes regularly distributed through the cell 10, an irregular distribution of these orifices and tubes is possible. Thus, a hot region of cell 10 will be provided with a greater density of orifices and tubes.
  • the assembly 100 described above may comprise several cells 10, threaded onto the same tubes 30.
  • Each cell 10 is, for example, in contact with a pair of fins 20 which are distinct from one cell to another.
  • two cells 10 may be in contact with the same fin 20, on either side thereof.
  • At least two cells 10 can be aligned in the main direction to form a series of cells.
  • Several series of cells may extend in parallel along the transverse direction of the assembly 100.
  • Each series of cells is, for example, in contact with a pair of fins 20 distinct from one series to another.
  • two series may be in contact with the same fin 20, on either side thereof.
  • the assembly 100 comprises at least one cell 10 in which the passage orifices for the transverse tubes 30 are no longer formed through the electrodes, but only at through the pocket of said cell.
  • the passage orifices of the transverse tubes 30 are formed at the level of at least one peripheral strip 111a, 112a, 115a, 116a of the pocket 11 of said cell 10. Said peripheral strip 111a, 112a, 115a, 116a is obtained by sealing face to face of the side walls of said pocket 11.
  • the orifices 16a through which the transverse tubes 30 pass are formed along two opposite peripheral strips 112a, 113a of the pocket 11.
  • the passage orifices 16a of transverse tubes 30 are distributed according to the cooling or heating needs of said cell 10. In other words, a region of said cell 10 subjected to a greater quantity of heat important will be provided with a greater density of passage orifices of transverse tubes 30.
  • the passage holes 16a of the transverse tubes 30 are distributed asymmetrically between the peripheral band 112a, and the peripheral band 113a of said cell 10.
  • the holes 16a of passage of the transverse tubes 30 are regularly distributed.
  • the orifices 16a for the passage of the transverse tubes 30 are irregularly distributed.
  • the pocket 11 of said cell 10 has two other opposite peripheral bands 115a, 116a, called second bands.
  • These strips 115a, 116a each include a recess 117 reserved for an electrical connector 12b, 13b of said cell 10 .
  • Said second strips 115a, 116a each correspond here to one side, called the short side, of said pocket 11 .
  • the second strips 115a, 116a are also obtained by sealing face against face of the side walls of said pocket 11.
  • each fin 20 has at least one side provided with one or more openings 20d intended for the passage of the transverse tube or tubes 30.
  • the openings 20d are formed along two opposite sides, called long sides, of said fin 20.
  • the passage openings 20d of the transverse tubes 30 are distributed between the two long sides of each fin 20 according to the cooling or heating needs of the cell 10. In addition, these openings 20d follow the same distribution as the openings 16a formed on the first peripheral bands 112a, 113a of said cell 10.
  • the openings 20d are distributed asymmetrically between the long sides of each fin 20. On one of said long sides, the openings 20d are evenly distributed. On the other of said long sides, the openings 20d are irregularly distributed.
  • each fin 20 is provided with at least one means 20e for attaching a crosspiece 80.
  • a crosspiece 80 can serve as a support for fixing an element of thermal insulation 90A and/or the fixing of a protection element 90B on the assembly 100.
  • a crosspiece 80 can be used as coupling means or electrical connection between said cell 10 and an adjacent cell. In the latter case, crosspiece 80 is in contact with an electrical connector 12b, 13b of said cell 10.
  • said attachment means 20e is a tab formed by a cutout made on said side of the fin 20.
  • the four sides of the fin 20 are each provided with two tabs 20th.
  • the crosspieces 80 fixed to the legs 20e of one of the long sides of said fin 20 are configured to receive the mechanical protection element 90A.
  • the crosspieces 80 fixed to the legs 20e on the other of the long sides of said fin 20 are configured to receive the thermal insulation 90B.
  • the crosspieces 80 fixed to the legs 20e of one of the short sides are configured to electrically connect said cell 10 to an adjacent cell.
  • the tabs 20e located on the short side are provided on either side of the electrical collectors or cell terminals.
  • the assembly 100 according to this second embodiment may comprise several cells 10 threaded onto the same tubes 30.
  • Each cell 10 is, for example, in contact with a pair of fins 20 distinct from one cell to another.
  • two cells 10 may be in contact with the same fin 20, on either side thereof.
  • At least two cells can be aligned in the main direction to form a series of cells.
  • Several series of cells may extend in parallel along the transverse direction of the assembly 100.
  • Each series of cells will, for example, be in contact with a pair of fins 20 distinct from one series to another.
  • two series may be in contact with the same fin 20, on either side thereof.
  • the assembly 100 comprises at least two cells 10 arranged in the same support 46, forming a strip of pockets.
  • the cells 10 are housed in first sub-pockets 11 of the support 46. These first sub-pockets 11 are interconnected by a connecting zone provided with one or more openings 49 for the passage of the tube(s) 30.
  • a waterproof strip 48 As shown in , between the connecting zone and each of the associated first sub-pockets 11 extends a waterproof strip 48. Or two waterproof strips 48 on either side of the connecting zone.
  • the sealed strips 48 are formed by sealing face against face of two opposite walls of the support 46.
  • Said connecting zone comprises second sub-pockets extending between the two sealed strips 48 bordering each said connecting strip. The openings 49 through which the tube(s) 30 pass open into said second under-pocket of the support 46.
  • the cells 10 are aligned in series 200, here in pairs, defined in the main direction V of the assembly 100.
  • the series 200 are parallel to each other in the transverse direction T of the assembly 100.
  • the support 46 is thus folded on itself by forming folds intended to receive fins 20. In its unfolded configuration, the support 46 is in the form of a continuous sheet 600 illustrated in .
  • connection zone 40 the connection zone between two adjacent cells 10 of the same series 200 is called inter-cell connection zone 40.
  • the connection zone between two cells 10 belonging to two adjacent series 200 is called inter-series connection zone 50 .
  • each series 200 of cells 10 has one or more zones 40 of inter-cell connection and two zones 50 of inter-series connection.
  • the inter-series connection zones 50 extend on either side of the inter-cell connection zone(s) 40.
  • each series 200 of cells 10 has several rows of openings 49, here three, intended for the passage of transverse tubes: a so-called upper row, formed at the level of the first zone 50 of inter-series connection, a row, said lower row, formed at the level of the second zone 50 of inter-series connection, and one or more rows, here a row, called intermediate row, formed at the level of the zone 40 of inter-cell connection.
  • inter-series connection zones 50 are of the same nature as the inter-cell connection zones 40, with the difference that they each have two series of openings 49 which, after folding, are intended to find vis-à-vis to form said upper row or said lower row.
  • the fins 20 each comprise a row of upper openings intended for the passage of the upper tubes, a row of lower openings intended for the passage of lower tubes, and one or more rows of intermediate openings intended for the passage of tubes intermediaries.
  • the fins 20 each have at least one side, here two sides, provided with a means 20 for attaching a crosspiece.
  • said attachment means is a tab formed from a cutout made on said side.
  • the fins 20 each have dimensions substantially identical to those of the 200 series of cells.
  • the assembly 100 comprises at least one cell 10 which, unlike the previous embodiments, is not provided with orifices for passage of tubes, nor disposed in a support provided with such orifices.
  • the transverse tube or tubes 30 do not pass through said cell, but rather at a distance, for example above or below said cell.
  • said cell 10 is positioned between a first row of transverse tubes 30 and a second row of transverse tubes 30.
  • the fins 20 each have at least two opposite edges along which are formed openings 20d intended for the passage of the transverse tubes 30.
  • several cells 10, here two cells can be aligned along the main direction V of the assembly 100 to form a series 200 of cells 10.
  • Said series 200 is arranged between two fins 20.
  • several series 200 of cells 10 can be arranged in parallel along the transverse direction T of the assembly 100.
  • the series 200 of cells 10 alternate with the fins 20.
  • each fin 20 comprises several rows of openings 20d intended for the passage of transverse tubes 30, here three rows: a row of upper openings, a row of intermediate openings and a row of lower openings.
  • the intermediate openings of the fins 20 are positioned opposite the inter-cell intervals. They receive transverse tubes 30, called intermediate tubes.
  • the upper openings of the fins 20 receive transverse tubes 30, called upper tubes, passing above said series 200.
  • the lower openings of the fins 20 receive transverse tubes 30, called lower tubes, passing below said series 200.
  • the transverse tubes 30 are fixed to the fins 20 by plastic deformation, in particular crimping, for example using first warheads which are circulated in the tubes to increase their diameter.
  • the transverse tubes 30 and the fins 20 thus form a self-supporting structural subassembly in the sense that said subassembly carries the cells 10.
  • said subassembly compresses the cells 10.
  • the assembly 100 described according to any one of the above embodiments is used to manufacture a battery module 300 illustrated in .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to an assembly comprising: at least one cell (10) having a pocket (11) provided with at least one electrode (12, 13), a heat exchange bundle comprising at least one transverse tube (30) for the circulation of a heat transfer fluid, and at least one external fin (20) pressed against the cell or cells (10), the fin or fins (20) being connected to the tube or tubes (30) so as to allow heat transfer between the cell or cells (10) and the tube or tubes (30).

Description

Cellule de batterie, ensemble pour batterie électrique comprenant au moins une telle cellule, batterie électrique comprenant un tel ensemble et procédé de fabrication d’une telle cellule et/ou d’un tel ensembleBattery cell, electric battery assembly comprising at least one such cell, electric battery comprising such an assembly and method of manufacturing such a cell and/or such an assembly
L’invention concerne une cellule et/ou un ensemble de batterie électrique, notamment d’une batterie lithium-ion destinée à équiper un véhicule automobile. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une telle cellule et/ou d’un tel ensemble.The invention relates to a cell and/or an electric battery assembly, in particular a lithium-ion battery intended to equip a motor vehicle. The invention also relates to a method of manufacturing such a cell and/or such an assembly.
Une cellule de batterie électrique, aussi appelée accumulateur électrique, est un système qui permet de stocker de l’énergie électrique sous une forme chimique, et de la restituer sous forme de courant continu, de manière contrôlée. Elle comprend des électrodes qui sont le siège de réactions chimiques associées à l’énergie en cause.An electric battery cell, also called an electric accumulator, is a system that stores electrical energy in a chemical form and releases it in the form of direct current, in a controlled manner. It includes electrodes which are the site of chemical reactions associated with the energy in question.
Plusieurs cellules peuvent être reliées électriquement entre elles, en série et/ou parallèle, et placées dans un même bac pour former une batterie de cellules, également appelée batterie. Several cells can be electrically connected together, in series and/or parallel, and placed in the same tray to form a battery of cells, also called a battery.
La batterie ainsi formée peut équiper par exemple un véhicule automobile et fonctionner suivant deux modes principaux :The battery thus formed can be fitted, for example, to a motor vehicle and operate in two main modes:
  • un mode « décharge » dans lequel la batterie alimente en courant électrique le ou les moteurs électriques du véhicule automobile pour la traction dudit véhicule ; a "discharge" mode in which the battery supplies electric current to the electric motor or motors of the motor vehicle for the traction of said vehicle;
  • un mode « charge » dans lequel la batterie est connectée à une borne de recharge statique et alimentée en courant; ou dans lequel la batterie stocke l’énergie récupérée du ou des moteurs du véhicule lors des phases de ralentissement. Dans ce deuxième cas, le ou les moteurs fonctionnent alors en générateurs. a "charging" mode in which the battery is connected to a static charging station and supplied with current; or in which the battery stores the energy recovered from the vehicle's engine(s) during deceleration phases. In this second case, the motor or motors then operate as generators.
Lorsque l’intensité du courant électrique dans la batterie devient élevée, soit à la charge, soit à la décharge, les éléments constitutifs des cellules chauffent par effet Joule compte tenu de la présence d’une résistance interne. La chaleur générée peut atteindre 10 à 15% de l’énergie électrique contenue par la batterie. Par exemple, pour une batterie ayant une capacité nominale de 60 kWh chargée à 80% en 20 minutes, soit une puissance de charge minimum de 144kW, la puissance dissipée par effet Joule peut atteindre 5 à 10% de la charge totale. Soit pour l’exemple considéré, une charge totale de 2.5kWh à 4.8KWh en 20mn. Ceci peut générer une surchauffe des cellules au-delà de 80°C .When the intensity of the electric current in the battery becomes high, either on charging or on discharging, the constituent elements of the cells heat up by the Joule effect given the presence of an internal resistance. The heat generated can reach 10 to 15% of the electrical energy contained by the battery. For example, for a battery with a nominal capacity of 60 kWh charged to 80% in 20 minutes, i.e. a minimum charging power of 144 kW, the power dissipated by the Joule effect can reach 5 to 10% of the total charge. That is, for the example considered, a total load of 2.5kWh to 4.8KWh in 20 minutes. This can cause the cells to overheat beyond 80°C.
Une telle surchauffe est inacceptable, car elle constitue un risque d’auto-inflammation et/ou de perte de fonction électrique des cellules.Such overheating is unacceptable, as it poses a risk of self-ignition and/or loss of electrical function of the cells.
Pour limiter l’accroissement de la température interne des cellules dans une batterie, il est nécessaire de pouvoir procéder à l’extraction de la chaleur générée par effet Joule. To limit the increase in the internal temperature of the cells in a battery, it is necessary to be able to extract the heat generated by the Joule effect.
L’art antérieur en la matière prévoit d’insérer entre et/ou autour des cellules d’une batterie des plaques d’aluminium irriguées en interne grâce à des canaux dans lesquels circule un fluide de refroidissement monophasique (antigel) ou biphasique (fluide frigorigène du type de ceux utilisés pour un circuit de climatisation). Ces plaques sont en contact étroit avec les cellules pour garantir le transfert de chaleur entre chaque cellule et la surface de la plaque adjacente.The prior art on the subject provides for the insertion between and/or around the cells of a battery of aluminum plates irrigated internally thanks to channels in which circulates a monophasic cooling fluid (antifreeze) or biphasic (refrigerant of the type used for an air conditioning circuit). These plates are in close contact with the cells to ensure heat transfer between each cell and the adjacent plate surface.
La réalisation de ces plaques reste coûteuse notamment en raison de la complexité de la structure des canaux d’irrigation. Ce coût limite le déploiement à grande échelle de telles plaques dans la fabrication de batteries. The realization of these plates remains expensive in particular because of the complexity of the structure of the irrigation canals. This cost limits the large-scale deployment of such plates in the manufacture of batteries.
Il convient dès lors de trouver une solution de refroidissement des cellules de batterie qui soit d’une mise en œuvre simple et d’une plus grande efficacité.It is therefore necessary to find a battery cell cooling solution that is simple to implement and more efficient.
La présente invention a pour but de pallier au moins en partie les inconvénients précédents.The object of the present invention is to at least partly overcome the above drawbacks.
A cet effet, selon un premier aspect, l’invention a pour objet une cellule de batterie comprenant une poche pourvue d’au moins une électrode, la ou les électrodes étant munies d’au moins un orifice, dit premier orifice, ledit ou lesdits premiers orifices étant destinés à recevoir au moins un tube dans lequel circule un fluide caloporteur, ladite cellule étant configurée de sorte à permettre un transfert thermique entre ladite poche et ledit ou lesdits tubes, ladite poche présentant une première paroi latérale et une deuxième paroi latérale opposée à ladite première paroi latérale, chacune desdites parois latérales étant pourvue d’au moins un orifice, dit deuxième orifice, et, dans le prolongement dudit ou desdits deuxièmes orifices, d’au moins une zone de raccord, ladite ou lesdites zones de raccord joignant lesdites première et deuxième parois latérales à travers le ou les premiers orifices. To this end, according to a first aspect, the subject of the invention is a battery cell comprising a pocket provided with at least one electrode, the electrode(s) being provided with at least one orifice, called the first orifice, the said first orifices being intended to receive at least one tube in which a heat transfer fluid circulates, said cell being configured so as to allow heat transfer between said pocket and said tube or tubes, said pocket having a first side wall and a second opposite side wall to said first side wall, each of said side walls being provided with at least one orifice, called second orifice, and, in the extension of said second orifice or orifices, with at least one connection zone, said connection zone or zones joining said first and second side walls through the first orifice(s).
Ainsi, grâce aux premiers et deuxièmes orifices, l’invention introduit la possibilité de faire passer à travers la cellule, et notamment à travers la ou les électrodes, un tube ou un faisceau de tubes. Ceci permet de disposer à l’intérieur même de la cellule une partie d’un système d’échange de chaleur. On assure de la sorte une plus grande intimité entre la cellule et le système d’échange de chaleur, ce qui favorise l’efficacité de l’échange thermique tout en limitant l’encombrement et en conservant une structure relativement simple. Thus, thanks to the first and second orifices, the invention introduces the possibility of passing through the cell, and in particular through the electrode(s), a tube or a bundle of tubes. This makes it possible to have part of a heat exchange system inside the cell itself. This ensures greater intimacy between the cell and the heat exchange system, which promotes the efficiency of the heat exchange while limiting the size and maintaining a relatively simple structure.
En outre, grâce aux premiers et deuxièmes orifices, l’invention ouvre la possibilité de centrer et d’aligner les électrodes les unes par rapport aux autres à l’intérieur de la poche de ladite cellule, les électrodes pouvant ainsi être calées par rapport aux premiers et deuxièmes orifices, par l’intermédiaire des tubes. Ainsi, avec des électrodes centrées et alignées les unes par rapport aux autres, l’invention permet de prévenir le risque de court-circuit et d’inflammation pouvant survenir dans le cas d’un décalage des électrodes dans une direction principale de la cellule.In addition, thanks to the first and second orifices, the invention opens up the possibility of centering and aligning the electrodes relative to each other inside the pocket of said cell, the electrodes thus being able to be wedged relative to the first and second orifices, via the tubes. Thus, with electrodes centered and aligned relative to each other, the invention makes it possible to prevent the risk of short-circuit and ignition which may occur in the case of an offset of the electrodes in a main direction of the cell.
Par ailleurs, les zones de raccord selon l’invention sont issues de matière avec les parois latérales de la poche. Par le biais de ces zones de raccord, l’invention introduit un système d’étanchéité intrinsèque permettant de contenir dans la poche un électrolyte liquide et d’isoler physiquement cet électrolyte liquide de tubes transversaux pouvant être montés à travers la cellule. Furthermore, the connection zones according to the invention are made in one piece with the side walls of the pocket. Through these connection zones, the invention introduces an intrinsic sealing system making it possible to contain a liquid electrolyte in the pocket and to physically isolate this liquid electrolyte from transverse tubes that can be mounted through the cell.
Le terme « intrinsèque » évoque ici le fait que le système d’étanchéité selon l’invention résulte de l’assemblage même des parois latérales de la poche, sans besoin d’une quelconque pièce supplémentaire qui serait rapportée auxdites parois latérales au cours d’une étape supplémentaire de fabrication de la cellule. Ainsi le système d’étanchéité selon l’invention permet un procédé de fabrication plus économique par comparaison avec un système d’étanchéité qui serait formé à partir d’éléments rapportés aux parois latérales de la poche. The term "intrinsic" refers here to the fact that the sealing system according to the invention results from the actual assembly of the side walls of the pocket, without the need for any additional part which would be attached to said side walls during an additional cell manufacturing step. Thus the sealing system according to the invention allows a more economical manufacturing process compared to a sealing system which would be formed from elements attached to the side walls of the pocket.
L’invention selon ce premier aspect peut également comprendre l’une quelconque des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou selon toutes combinaisons techniquement possibles qui forment autant de modes de réalisation de l’invention :The invention according to this first aspect may also include any of the following characteristics, taken individually or according to any technically possible combinations which form as many embodiments of the invention:
- ladite poche présente un assemblage bord à bord entre ladite ou lesdites zones de raccord de la première paroi latérale et ladite ou lesdites zones de raccord de la deuxième paroi latérale ;
- ladite ou lesdites zones de raccord de la première paroi latérale et ladite ou lesdites zones de raccord de la deuxième paroi latérale forment un ou des conduits continus entre lesdites parois latérales ;
- ladite ou lesdites zones de raccord sont situées dans un plan médian de la poche ;
- ladite ou lesdites électrodes sont enfilées le long dudit ou desdits conduits ;
- ledit ou lesdits conduits sont positionnés à travers ledit ou lesdits premiers orifices ;
- ledit ou lesdits conduits sont configurés pour recevoir ledit ou lesdits tubes;
- une première desdites électrodes est une cathode comprenant un premier collecteur de courant ;
- ledit premier collecteur est formé à partir d’un feuillard en aluminium ;
- ledit premier collecteur comprend une borne positive ;
- ledit feuillard en aluminium est enduit d’un oxyde métallique ;
- une deuxième desdites électrodes est une anode comprenant un deuxième collecteur de courant ;
- ledit deuxième collecteur est formé à partir d’un feuillard en cuivre ;
- ledit deuxième collecteur comprend une borne négative ;
- ledit feuillard en cuivre est enduit de carbone ;
- ladite poche est pourvue en outre d’un séparateur positionné entre ladite cathode et ladite anode ;
- ledit séparateur est réalisé à partir d’un matériau organique ;
- ledit séparateur est pourvu d’au moins un orifice, dit troisième orifice ;
- chaque premier orifice est aligné avec l’un desdits deuxièmes orifices et/ou l’un desdits troisièmes orifices ;
- ledit ou lesdits conduits traversent ledit ou lesdits troisièmes orifices ;
- ladite poche comprend en outre un électrolyte liquide ;
- ledit électrolyte comprend un sel fluoré à base de Lithium ;
- ladite poche est réalisée à partir d’un feuillard métallique plastifié ;
- ladite poche est scellée sous vide ;
- ladite cathode, ladite anode, ledit séparateur, lesdites parois latérales sont parallèles et plans.
- Said pocket has an edge-to-edge assembly between said one or more connecting zones of the first side wall and said one or more connecting zones of the second side wall;
- said one or more connecting zones of the first side wall and said one or more connecting zones of the second side wall form one or more continuous conduits between said side walls;
- Said one or more connecting zones are located in a median plane of the pocket;
- Said electrode(s) are threaded along said duct(s);
- said one or more conduits are positioned through said one or more first orifices;
- said one or more conduits are configured to receive said one or more tubes;
- A first of said electrodes is a cathode comprising a first current collector;
- Said first collector is formed from an aluminum strip;
- said first collector comprises a positive terminal;
- Said aluminum strip is coated with a metal oxide;
- A second of said electrodes is an anode comprising a second current collector;
- Said second collector is formed from a copper strip;
- said second collector comprises a negative terminal;
- said copper strip is coated with carbon;
- said pocket is further provided with a separator positioned between said cathode and said anode;
- said separator is made from an organic material;
- Said separator is provided with at least one orifice, said third orifice;
- each first orifice is aligned with one of said second orifices and/or one of said third orifices;
- said one or more conduits pass through said one or more third orifices;
- said bag further comprises a liquid electrolyte;
- said electrolyte comprises a lithium-based fluorinated salt;
- Said pocket is made from a plasticized metal strip;
- said bag is sealed under vacuum;
- Said cathode, said anode, said separator, said side walls are parallel and flat.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un ensemble pour batterie électrique, ledit ensemble comprenant :
- au moins une cellule de batterie, notamment celle décrite plus haut  ;
- un faisceau d’échange de chaleur comprenant au moins un tube de circulation d’un fluide caloporteur et au moins une ailette externe plaquée contre ladite ou lesdites cellules ;According to a second aspect, the invention relates to an assembly for an electric battery, said assembly comprising:
- at least one battery cell, in particular that described above;
- a heat exchange bundle comprising at least one heat transfer fluid circulation tube and at least one external fin pressed against said cell or cells;
ladite ou lesdites ailettes étant reliées audit ou auxdits tubes de sorte à permettre un transfert thermique entre ladite ou lesdites cellules et ledit ou lesdits tubes.said at least one fin being connected to said at least one tube so as to allow heat transfer between said at least one cell and said at least one tube.
Ainsi, l’invention selon ce deuxième aspect introduit au plus près de la ou des cellules un faisceau d’échange de chaleur assurant une grande intimité avec la ou les cellules, ceci à l’aide d’une technologie présentant à la fois une grande simplicité et une grande efficacité de l’échange thermique.Thus, the invention according to this second aspect introduces as close as possible to the cell(s) a heat exchange bundle providing great intimacy with the cell(s), using a technology that has both a large simplicity and high efficiency of heat exchange.
De plus, l’invention selon ce deuxième aspect ouvre la possibilité d’obtenir un assemblage autoporteur en ce sens que la ou les ailettes plaquées contre la ou les cellules, combinées aux tubes, assurent une stabilité structurelle sans besoin d’un élément tiers qui viendrait s’ajouter à cet assemblage. Ainsi, l’invention permet de limiter le nombre de pièces nécessaires à l’obtention d’une batterie. Cette configuration autoporteuse présentant en outre des caractéristiques mécaniques appropriées permet à la batterie de former au moins en partie un élément de châssis du véhicule.Furthermore, the invention according to this second aspect opens up the possibility of obtaining a self-supporting assembly in the sense that the fin or fins pressed against the cell or cells, combined with the tubes, ensure structural stability without the need for a third element which would be added to this assembly. Thus, the invention makes it possible to limit the number of parts necessary to obtain a battery. This self-supporting configuration further having suitable mechanical characteristics enables the battery to form at least in part a vehicle chassis element.
Selon ce deuxième aspect, ladite position plaquée est avantageusement configurée pour assurer une compression de la ou des cellules par la ou les ailettes, notamment une compression latérale. Ceci permet de renforcer le comportement autoporteur de l’ensemble et/ou de limiter le risque d’expansion de la ou des cellules, lié à un dégagement de gaz à l’intérieur de la ou des cellules.According to this second aspect, said pressed position is advantageously configured to provide compression of the cell(s) by the fin(s), in particular lateral compression. This makes it possible to reinforce the self-supporting behavior of the assembly and/or to limit the risk of expansion of the cell(s), linked to the release of gas inside the cell(s).
L’invention selon ce deuxième aspect peut également comprendre l’une quelconque des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou selon toutes combinaisons techniquement possibles qui forment autant de modes de réalisation de l’invention:
- ladite ou lesdites ailettes sont pourvues d’au moins une ouverture ;
- ledit ou desdits tubes sont positionnés à travers ladite ou lesdites ouvertures ;
- ledit ou lesdits tubes sont maintenus en position selon un ajustement serré avec ladite ou lesdites ailettes ;
- ledit ajustement serré est obtenu par une déformation plastique dudit ou desdits tubes dans ladite ou lesdites ouvertures, notamment un sertissage ;
- ladite ou lesdites ailettes sont configurées pour que ledit ajustement serré entre ledit ou lesdits tubes et ladite ou lesdites ailettes assure la position plaquée de ladite ou desdites ailettes contre ladite ou lesdites cellules ;
- ladite ou lesdites ailettes sont équipées de capteurs thermiques ;
- lesdits tubes sont disposés en rangées et colonnes ;
- la ou les cellules comportent une poche pourvue d’au moins une électrode ;
- la ou lesdites cellules sont configurées de sorte à permettre un transfert thermique entre ladite poche et ledit ou lesdits tubes;The invention according to this second aspect can also comprise any one of the following characteristics, taken individually or according to any technically possible combinations which form as many embodiments of the invention:
- Said or said fins are provided with at least one opening;
- said one or more tubes are positioned through said one or more openings;
- said one or more tubes are held in position in a tight fit with said one or more fins;
- Said tight fit is obtained by plastic deformation of said tube or tubes in said opening or openings, in particular crimping;
- Said fin(s) are configured so that said tight fit between said tube(s) and said fin(s) ensures the pressed position of said fin(s) against said cell(s);
- Said or said fins are equipped with thermal sensors;
- Said tubes are arranged in rows and columns;
- the cell or cells comprise a pocket provided with at least one electrode;
- Said cell(s) are configured so as to allow heat transfer between said pocket and said tube(s);
- la poche de chaque cellule présente une première paroi latérale et une deuxième paroi latérale opposée à ladite première paroi latérale ;- the pocket of each cell has a first side wall and a second side wall opposite said first side wall;
- une première desdites électrodes est une cathode comprenant un premier collecteur de courant ;
- ledit premier collecteur est formé à partir d’un feuillard en aluminium ;
- ledit premier collecteur comprend une borne positive ;
- ledit feuillard en aluminium est enduit d’un oxyde métallique ;
- une deuxième desdites électrodes est une anode comprenant un deuxième collecteur de courant ;
- ledit deuxième collecteur est formé à partir d’un feuillard en cuivre ;
- ledit deuxième collecteur comprend une borne négative ;
- ledit feuillard en cuivre est enduit de carbone ;
- ladite poche est pourvue en outre d’un séparateur positionné entre ladite cathode et ladite anode ;
- ledit séparateur est réalisé à partir d’un matériau organique ;
- ladite poche comprend en outre un électrolyte liquide ;
- ledit électrolyte comprend un sel fluoré à base de Lithium ;
- ladite poche est réalisée à partir d’un feuillard métallique plastifié ;
- ladite poche est scellée sous vide ;
- ladite cathode, ladite anode, ledit séparateur, lesdites parois latérales sont parallèles et plans;
- ledit ensemble comprend au moins une série desdites cellules alignées suivant une direction principale dudit ensemble ;
- lesdites séries sont disposées en parallèle suivant une direction transversale dudit ensemble ;
- lesdites séries alternent avec lesdites ailettes ;
- ledit ensemble comprend un moyen de protection mécanique et/ou d’isolation thermique dudit ensemble et/ou un moyen de connexion électrique entre au moins deux desdites cellules dudit ensemble ;
- la ou les ailettes sont configurées pour recevoir ledit moyen de protection mécanique et/ou d’isolation thermique et/ou ledit moyen de connexion électrique ;
- la ou les ailettes sont pourvues d’au moins un moyen de réception d’une traverse sur ledit ensemble, ladite traverse étant destinée à recevoir ledit moyen de protection mécanique et/ou d’isolation thermique, ou à former ledit moyen de connexion électrique.- A first of said electrodes is a cathode comprising a first current collector;
- Said first collector is formed from an aluminum strip;
- said first collector comprises a positive terminal;
- Said aluminum strip is coated with a metal oxide;
- A second of said electrodes is an anode comprising a second current collector;
- Said second collector is formed from a copper strip;
- said second collector comprises a negative terminal;
- said copper strip is coated with carbon;
- said pocket is further provided with a separator positioned between said cathode and said anode;
- said separator is made from an organic material;
- said bag further comprises a liquid electrolyte;
- said electrolyte comprises a lithium-based fluorinated salt;
- Said pocket is made from a plasticized metal strip;
- said bag is sealed under vacuum;
- said cathode, said anode, said separator, said side walls are parallel and flat;
- said set comprises at least a series of said cells aligned along a main direction of said set;
- Said series are arranged in parallel along a transverse direction of said assembly;
- said series alternate with said fins;
- said assembly comprises means for mechanical protection and/or thermal insulation of said assembly and/or electrical connection means between at least two of said cells of said assembly;
- the fin(s) are configured to receive said mechanical protection and/or thermal insulation means and/or said electrical connection means;
- the fin or fins are provided with at least one means for receiving a crosspiece on said assembly, said crosspiece being intended to receive said mechanical protection and/or thermal insulation means, or to form said electrical connection means .
Selon une première variante de réalisation de ce deuxième aspect de l’invention, le ou les tubes passent à distance de la ou des cellules. En particulier, les cellules adjacentes de ladite série de cellules forment entre elles au moins un intervalle transversal destiné à recevoir le ou les tubes .According to a first alternative embodiment of this second aspect of the invention, the tube(s) pass at a distance from the cell(s). In particular, the adjacent cells of said series of cells form between them at least one transverse interval intended to receive the tube or tubes.
Selon une deuxième variante de ce deuxième aspect de l’invention, le ou les tubes passent à travers la ou les cellules. En particulier, la ou lesdites poches présentent une ou plusieurs ouvertures de passage du ou des tubes, en particulier au niveau d’au moins une bande, notamment une bande périphérique.According to a second variant of this second aspect of the invention, the tube or tubes pass through the cell or cells. In particular, said pocket or pockets have one or more openings for passage of the tube or tubes, in particular at the level of at least one band, in particular a peripheral band.
Selon un premier mode de réalisation de cette deuxième variante :According to a first embodiment of this second variant:
- ledit ensemble comprend un support de cellules, ledit support comportant la ou lesdites poches ;
- les cellules adjacentes de chaque série sont reliées entre elles par une zone de liaison inter-cellules ;
- la zone de liaison inter-cellules est formée par ledit support dans ledit intervalle ;
- les cellules adjacentes des séries adjacentes sont reliées entre elles par une zone de liaison inter-séries ;
- la zone de liaison inter-séries est formée par ledit support ;
- les zones de liaison inter-cellules sont pourvues chacune d’au moins une ouverture de passage dudit tube ;
- les zones de liaison inter-séries sont pourvues chacune d’au moins une ouverture de passage dudit tube;
- ledit ensemble comprend un pont formé par deux broches raccordant lesdites cellules adjacentes ;
- les ouvertures de chaque zone de liaison inter-cellules sont formées chacune entre deux ponts reliant les broches raccordant lesdites cellules adjacentes.- said assembly comprises a cell support, said support comprising said pocket(s);
- the adjacent cells of each series are interconnected by an inter-cell connection zone;
- the inter-cell connection zone is formed by said support in said gap;
- the adjacent cells of the adjacent series are interconnected by an inter-series connection zone;
- the inter-series connection zone is formed by said support;
- the inter-cell connection zones are each provided with at least one passage opening of said tube;
- the inter-series connecting zones are each provided with at least one passage opening of said tube;
- said assembly comprises a bridge formed by two pins connecting said adjacent cells;
- the openings of each inter-cell connection zone are each formed between two bridges connecting the pins connecting said adjacent cells.
Selon un autre mode de réalisation de cette deuxième variante :According to another embodiment of this second variant:
- la ou les électrodes de chaque cellule sont munies d’au moins un orifice, dit premier orifice ;
- ledit ou lesdits premiers orifices sont destinés à recevoir le ou les tubes;
- chacune desdites parois latérales est pourvue d’au moins un orifice, dit deuxième orifice;
- chacune desdites parois latérales est pourvue d’au moins une zone de raccord ;
- ladite zone ou lesdites zones de raccord sont situées dans le prolongement dudit ou desdits deuxièmes orifices ;
- lesdites zones de raccord joignent ladite première et ladite deuxième paroi latérales à travers ledit ou lesdits premiers orifices ;
- ladite poche présente un assemblage bord à bord entre ladite ou lesdites zones de raccord de la première paroi latérale et ladite ou lesdites zones de raccord de la deuxième paroi latérale ;
- ladite ou lesdites zones de raccord de la première paroi latérale et ladite ou lesdites zones de raccord de la deuxième paroi latérale forment un ou des conduits continus entre lesdites parois latérales ;
- ledit ou lesdits conduits reçoivent ledit ou lesdits tubes;
- ladite ou lesdites zones de raccord sont situées dans un plan médian de ladite poche ;
- ladite ou lesdites électrodes sont enfilées le long dudit ou desdits conduits ;
- ledit ou lesdits conduits sont positionnés à travers ledit ou lesdits premiers orifices ;
- ledit séparateur est pourvu d’au moins un orifice, dit troisième orifice ;
- chaque premier orifice est aligné avec l’un desdits deuxièmes orifices et/ou l’un desdits troisièmes orifices ;
- ledit ou lesdits conduits traversent ledit ou lesdits troisièmes orifices ;
- chaque ouverture de ladite ou desdites ailettes est alignée avec l’un desdits premiers orifices, l’un desdits deuxièmes orifices et/ou l’un desdits troisièmes orifices.- The electrode or electrodes of each cell are provided with at least one orifice, called the first orifice;
- said first orifice(s) are intended to receive the tube(s);
- Each of said side walls is provided with at least one orifice, said second orifice;
- each of said side walls is provided with at least one connection zone;
- said connection zone or zones are located in the extension of said second orifice or orifices;
- said connecting zones join said first and said second side walls through said first orifice(s);
- Said pocket has an edge-to-edge assembly between said one or more connecting zones of the first side wall and said one or more connecting zones of the second side wall;
- said one or more connecting zones of the first side wall and said one or more connecting zones of the second side wall form one or more continuous conduits between said side walls;
- said pipe(s) receiving said tube(s);
- Said one or more connecting zones are located in a median plane of said pocket;
- Said electrode(s) are threaded along said duct(s);
- said one or more conduits are positioned through said one or more first orifices;
- Said separator is provided with at least one orifice, said third orifice;
- each first orifice is aligned with one of said second orifices and/or one of said third orifices;
- said one or more conduits pass through said one or more third orifices;
- each opening of said one or more fins is aligned with one of said first orifices, one of said second orifices and/or one of said third orifices.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne une batterie comprenant au moins un ensemble tel que défini précédemment.According to a third aspect, the invention relates to a battery comprising at least one assembly as defined above.
Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un ensemble tel que défini précédemment, ledit procédé comprenant :
- une étape de positionnement de ladite ou desdites ailettes et de ladite ou desdites cellules ;
- une étape de positionnement dudit ou desdits tubes transversalement à ladite ou auxdites cellules et à ladite ou auxdites ailettes ;
- une étape d’expansion radiale dudit ou desdits tubes dans une ou des ouvertures de ladite ou desdites ailettes induisant un contact mécanique entre ledit ou lesdits tubes et ladite ou lesdites ailettes, ladite étape induisant également une position plaquée de ladite ou desdites ailettes contre ladite ou lesdites cellules.According to a fourth aspect, the invention relates to a method for manufacturing an assembly as defined above, said method comprising:
- a step of positioning said fin(s) and said cell(s);
- a step of positioning said tube(s) transversely to said cell(s) and to said fin(s);
- a step of radial expansion of said tube(s) in one or more openings of said fin(s) inducing mechanical contact between said tube(s) and said fin(s), said step also inducing a pressed position of said fin(s) against said or said cells.
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels :The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which:
- la est une vue isométrique d’une cellule de batterie selon l’invention : Fig. 1a : vue extérieure de la cellule ; Fig. 1b et 1c : vue intérieure de la cellule ;- the is an isometric view of a battery cell according to the invention: FIG. 1a: exterior view of the cell; Fig. 1b and 1c: interior view of the cell;
- la est une vue isométrique éclatée de la cellule de la Fig. 1b;- the is an exploded isometric view of the cell of FIG. 1b;
- la est une vue isométrique d’un ensemble selon l’invention formé de la cellule de la a, d’ailettes et de tubes d’échange de chaleur;
- la est une vue isométrique éclatée de la sans les tubes ;
- la est une vue isométrique d’une ailette d’un ensemble selon l’invention, ladite ailette étant munie de capteurs thermiques ;
- la est une vue selon une coupe longitudinale de la  ;
- la est une vue de coupe longitudinale qui illustre une étape de montage d’un tube sur une ailette selon un procédé de fabrication d’un ensemble selon l’invention.
- la est une vue isométrique qui représente une première étape d’un procédé de fabrication d’une cellule de batterie selon l’invention, illustrée de façon simplifiée;
- la représente une deuxième étape de ce procédé de fabrication, la figure 9a étant une vue isométrique de cette deuxième étape, la figure 9b étant une vue de côté de cette deuxième étape;
- la est une vue isométrique qui représente une troisième étape de ce procédé de fabrication ;
- la est une vue de côté qui représente une quatrième étape de ce procédé de fabrication ;
- la est une vue de côté qui représente une cinquième étape de ce procédé de fabrication ;
- la est une vue de côté qui représente une sixième étape de ce procédé de fabrication ;
- la est une vue de côté qui représente une septième étape de ce procédé de fabrication ;
- la est une vue de côté qui représente une huitième étape de ce procédé de fabrication.
- la est une vue de face illustrant partiellement un premier exemple d’un deuxième mode de réalisation de l’ensemble selon l’invention;
- la est une vue de face qui représente une cellule de l’ensemble illustré à la  ;
- la est une vue de face qui représente une ailette de l’ensemble illustré à la  ;
- la est une vue isométrique illustrant partiellement un deuxième exemple du deuxième mode de réalisation de l’ensemble selon l’invention et une étape d’assemblage dudit ensemble  ;
- la est une vue de face illustrant un détail de l’ensemble illustré à la  ;
- la est une vue éclatée de face illustrant partiellement un premier exemple d’un troisième mode de réalisation de l’ensemble selon l’invention ;
- la est une vue isométrique illustrant partiellement un deuxième exemple selon le troisième mode de réalisation de l’ensemble selon l’invention ;
- la est une vue isométrique complétée de l’ensemble illustré à la 2 ;
- la est une vue isométrique d’un module de batterie comprenant un ensemble selon le troisième mode de réalisation de l’invention, à une première étape de fabrication dudit module;
- la 5 est une vue isométrique illustrant une étape suivante de fabrication du module de la  ;
- la 6 est une vue isométrique illustrant une autre étape de fabrication du module de la 4.- the is an isometric view of an assembly according to the invention formed of the cell of the a, fins and heat exchange tubes;
- the is an exploded isometric view of the without tubes;
- the is an isometric view of a fin of an assembly according to the invention, said fin being provided with thermal sensors;
- the is a view according to a longitudinal section of the ;
- the is a longitudinal sectional view which illustrates a step for mounting a tube on a fin according to a method of manufacturing an assembly according to the invention.
- the is an isometric view which represents a first step of a method of manufacturing a battery cell according to the invention, illustrated in a simplified manner;
- the represents a second step of this manufacturing process, FIG. 9a being an isometric view of this second step, FIG. 9b being a side view of this second step;
- the is an isometric view showing a third step in this manufacturing process;
- the is a side view showing a fourth step in this manufacturing process;
- the is a side view showing a fifth step in this manufacturing process;
- the is a side view showing a sixth step in this manufacturing process;
- the is a side view showing a seventh step in this manufacturing process;
- the is a side view showing an eighth step in this manufacturing process.
- the is a front view partially illustrating a first example of a second embodiment of the assembly according to the invention;
- the is a front view which represents a cell of the assembly shown in ;
- the is a front view showing a fin of the assembly shown in ;
- the is an isometric view partially illustrating a second example of the second embodiment of the assembly according to the invention and an assembly step of said assembly;
- the is a front view illustrating a detail of the assembly shown in ;
- the is an exploded front view partially illustrating a first example of a third embodiment of the assembly according to the invention;
- the is an isometric view partially illustrating a second example according to the third embodiment of the assembly according to the invention;
- the is a completed isometric view of the assembly shown in 2;
- the is an isometric view of a battery module comprising an assembly according to the third embodiment of the invention, at a first manufacturing stage of said module;
- the 5 is an isometric view illustrating a next step in the manufacture of the module of the ;
- the 6 is an isometric view illustrating another manufacturing step of the module of the 4.
Les figures 1a-1c illustrent une cellule 10 de batterie selon l’invention. Cette cellule 10 comprend une poche 11 contenant une cathode 12 et une anode 13. La poche 11 est réalisée en un matériau métallique, par exemple, en acier inoxydable, ou en un matériau plastique. La réalisation de cette poche 11 sera décrite plus loin dans la description.Figures 1a-1c illustrate a battery cell 10 according to the invention. This cell 10 comprises a pocket 11 containing a cathode 12 and an anode 13. The pocket 11 is made of a metallic material, for example, stainless steel, or a plastic material. The making of this pocket 11 will be described later in the description.
Dans ce qui suit, la cathode 12 et l’anode 13 seront également désignées indifféremment par le terme générique « électrodes ».In the following, the cathode 12 and the anode 13 will also be referred to interchangeably by the generic term "electrodes".
En référence à la , la cathode 12 comprend un collecteur de courant 12a, dit premier collecteur, qui se présente ici sous la forme d’une plaque en aluminium. Ladite plaque est enduite d’un oxyde métallique 12c tel qu’un oxyde de magnésium ou un oxyde de nickel. Le premier collecteur 12a est muni d’une borne positive 12b, illustrée aux figures 1a et 1b.With reference to the , the cathode 12 comprises a current collector 12a, called the first collector, which is here in the form of an aluminum plate. Said plate is coated with a metal oxide 12c such as magnesium oxide or nickel oxide. The first collector 12a is provided with a positive terminal 12b, illustrated in FIGS. 1a and 1b.
L’anode 13 comprend un collecteur de courant 13a, dit deuxième collecteur, qui se présente ici sous la forme d’une plaque en cuivre. Ladite plaque est enduite de carbone. Le deuxième collecteur 13a est muni d’une borne négative 13b, illustrée aux figures 1a et 1b.The anode 13 includes a current collector 13a, called the second collector, which here takes the form of a copper plate. Said plate is coated with carbon. The second collector 13a is provided with a negative terminal 13b, illustrated in Figures 1a and 1b.
Lors d’une charge ou d’une décharge de la cellule 10, la cathode 12 est le siège d’une réaction de réduction tandis que l’anode 13 est le siège d’une réaction d’oxydation. Afin de permettre une circulation d’ions électriques entre la cathode 12 et l’anode 13 lors de cette charge ou décharge, la poche 11 comprend un électrolyte 15, notamment liquide, baignant ladite cathode 12 et ladite anode 13. L’électrolyte 15 agit ainsi en tant que conducteur. L’électrolyte 15 comprend, par exemple, un sel fluoré à base de Lithium. During charging or discharging of cell 10, cathode 12 is the site of a reduction reaction while anode 13 is the site of an oxidation reaction. In order to allow circulation of electric ions between the cathode 12 and the anode 13 during this charging or discharging, the pocket 11 comprises an electrolyte 15, in particular liquid, bathing said cathode 12 and said anode 13. The electrolyte 15 acts as well as a driver. The electrolyte 15 comprises, for example, a lithium-based fluorinated salt.
Par ailleurs, afin de prévenir tout contact direct entre la cathode 12 et l’anode 13, la poche 11 est pourvue ici d’un séparateur 14 positionné entre ladite cathode 12 et ladite anode 13. Le séparateur 14 est configuré de sorte à laisser passer des ions entre la cathode 12 et l’anode 13 en cours de charge, et à bloquer ces ions en cours de décharge. Le séparateur 14 est ici sous la forme d’une plaque. Ladite plaque est réalisée, par exemple, à partir d’un matériau organique.Furthermore, in order to prevent any direct contact between the cathode 12 and the anode 13, the pocket 11 is here provided with a separator 14 positioned between said cathode 12 and said anode 13. The separator 14 is configured so as to let through ions between the cathode 12 and the anode 13 during charging, and to block these ions during discharge. The separator 14 is here in the form of a plate. Said plate is made, for example, from an organic material.
On peut noter que, à la Fig. 1a, la poche 11 est illustrée avec l’ensemble de ses composants. A la Fig. 1b, la poche 11 n’a pas été illustrée afin de voir l’intérieur de la cellule 10. A la figure 1c, l’électrolyte 15 n’a pas non plus été illustré afin de voir, notamment, les électrodes 12, 13 et le séparateur 14.It can be noted that, in Fig. 1a, the pocket 11 is illustrated with all of its components. In Fig. 1b, the pocket 11 has not been illustrated in order to see the interior of the cell 10. In FIG. 1c, the electrolyte 15 has also not been illustrated in order to see, in particular, the electrodes 12, 13 and the separator 14.
Dans le mode de réalisation illustré, la cathode 12, l’anode 13 et le séparateur 14 sont parallèles et plans. Le séparateur 14 est positionné à mi-distance entre la cathode 12 et l’anode 13. En variante, le séparateur 14 peut être excentré.In the illustrated embodiment, the cathode 12, the anode 13 and the separator 14 are parallel and plane. The separator 14 is positioned halfway between the cathode 12 and the anode 13. Alternatively, the separator 14 can be offset.
Au moins l’une des électrodes 12, 13 est munie d’au moins un orifice 12d, 13d destiné à recevoir un tube dans lequel circule un fluide caloporteur. La cellule 10 est en outre configurée de sorte à permettre un transfert thermique, notamment par conduction, entre la poche 11 et ledit tube.At least one of the electrodes 12, 13 is provided with at least one orifice 12d, 13d intended to receive a tube in which a heat transfer fluid circulates. Cell 10 is also configured so as to allow heat transfer, in particular by conduction, between pocket 11 and said tube.
Dans le mode de réalisation illustré, la cathode 12 est munie d’une pluralité d’orifices 12d. Ces orifices 12d sont ici de forme circulaire. Ils sont répartis en rangées, ici quatre, et en colonnes, ici deux. De même, l’anode 13 est munie d’une pluralité d’orifices 13d. Ces orifices 13d sont ici de forme circulaire. Ils sont disposés en rangées et colonnes. Ici, la répartition des rangées et colonnes des orifices 13d est identique à celle des rangées et colonnes formées par les orifices 12d de la cathode 12. In the illustrated embodiment, the cathode 12 is provided with a plurality of holes 12d. These orifices 12d are circular in shape here. They are arranged in rows, here four, and in columns, here two. Similarly, the anode 13 is provided with a plurality of orifices 13d. These orifices 13d are circular in shape here. They are arranged in rows and columns. Here, the distribution of the rows and columns of the orifices 13d is identical to that of the rows and columns formed by the orifices 12d of the cathode 12.
Ainsi, chaque orifice 12d de la cathode 12 est aligné avec un des orifices 13d de l’anode 13. Thus, each hole 12d of cathode 12 is aligned with one of the holes 13d of anode 13.
Toujours dans le mode de réalisation illustré, le séparateur 14 est également muni d’une pluralité d’orifices 14d. Ces orifices 14d sont ici de forme circulaire. Ils sont destinés à être positionnés en regard des orifices 12d de la cathode et des orifices 13d de l’anode 13.Still in the illustrated embodiment, the separator 14 is also provided with a plurality of orifices 14d. These orifices 14d are circular in shape here. They are intended to be positioned opposite the holes 12d of the cathode and the holes 13d of the anode 13.
Ainsi, il est possible de faire passer à travers la cathode 12, le séparateur 14 et l’anode 13 un faisceau de tubes parallèles. Plus spécifiquement, ce faisceau de tubes parallèles passe à travers une série de conduits transversaux 16, chacun desdits conduits passant à travers un groupe de trois orifices alignés : un orifice 12d de la cathode 12, un orifice 14d du séparateur 14 et un orifice 13d de l’anode 13.Thus, it is possible to pass through the cathode 12, the separator 14 and the anode 13 a bundle of parallel tubes. More specifically, this bundle of parallel tubes passes through a series of transverse ducts 16, each of said ducts passing through a group of three aligned ports: a port 12d of the cathode 12, a port 14d of the separator 14 and a port 13d of the the anode 13.
De façon avantageuse, les orifices 12d de l’anode 12, les orifices 13d de la cathode 13 et les orifices 14d de l’anode sont identiques. Advantageously, the orifices 12d of the anode 12, the orifices 13d of the cathode 13 and the orifices 14d of the anode are identical.
Selon le mode de réalisation illustré à la , la poche 11 se présente sous la forme d’un parallélépipède rectangle comprenant six parois dont une paroi avant 111, une paroi arrière 112, une première paroi latérale 113 et une deuxième paroi latérale 114, une paroi supérieure 115 et une paroi inférieure 116. La paroi supérieure 115 et la paroi inférieure 116 forment des petits côtés de la poche 11 tandis que les parois latérales 113, 114 forment des grands côtés de ladite poche 11.According to the embodiment illustrated in , the pocket 11 is in the form of a rectangular parallelepiped comprising six walls including a front wall 111, a rear wall 112, a first side wall 113 and a second side wall 114, an upper wall 115 and a lower wall 116. The upper wall 115 and the lower wall 116 form the short sides of the pocket 11 while the side walls 113, 114 form the long sides of said pocket 11.
La première paroi latérale 113 et la deuxième paroi latérale 114 de la poche 11 sont en regard de la cathode 12 et de l’anode 13. Elles sont pourvues d’orifices dans le prolongement desquels s’étendent les conduits transversaux 16. Seuls les orifices 114a de la deuxième paroi latérale 114 sont illustrés sur les figures.The first side wall 113 and the second side wall 114 of the pocket 11 are opposite the cathode 12 and the anode 13. They are provided with orifices in the extension of which the transverse ducts 16 extend. 114a of the second side wall 114 are illustrated in the figures.
En référence à la , la cellule 10 est équipée d’un faisceau d’échange de chaleur comprenant au moins deux ailettes externes 20 et une pluralité de tubes 30 traversant ladite cellule 10 et lesdites ailettes 20.With reference to the , the cell 10 is equipped with a heat exchange bundle comprising at least two external fins 20 and a plurality of tubes 30 passing through said cell 10 and said fins 20.
En particulier, comme illustré à la , les ailettes 20 sont positionnées en regard des parois latérales 113, 114 de la poche 11. Les ailettes 20 se présentent avantageusement sous forme de plaques, ici, sensiblement de mêmes dimensions que les parois latérales 113, 114 de la poche 11. En outre, les ailettes 20 sont pourvues d’ouvertures 20d. Ici, les ouvertures 20d des ailettes 20 sont disposées en rangées et colonnes, suivant une répartition identique à celle des conduits 16 de la cellule 10. Ainsi, les ouvertures 20d des ailettes 20 sont configurées pour s’aligner avec les conduits transversaux 16 de la cellule 10.In particular, as illustrated in , the fins 20 are positioned facing the side walls 113, 114 of the pocket 11. The fins 20 are advantageously in the form of plates, here, substantially of the same dimensions as the side walls 113, 114 of the pocket 11. In addition , the fins 20 are provided with openings 20d. Here, the openings 20d of the fins 20 are arranged in rows and columns, following an identical distribution to that of the ducts 16 of the cell 10. Thus, the openings 20d of the fins 20 are configured to align with the transverse ducts 16 of the cell 10.
De façon avantageuse, les ailettes 20 sont réalisées en aluminium. Elles sont munies de capteurs thermiques 20b permettant de déterminer la température de la cellule 10 (voir ).Advantageously, the fins 20 are made of aluminum. They are fitted with thermal sensors 20b making it possible to determine the temperature of cell 10 (see ).
En référence à la , on peut noter que les conduits transversaux 16 de la cellule 10 comprennent une portion étirée 113b de la paroi latérale 113 de la poche 11 et une portion étirée 114b de la paroi latérale 114 de ladite poche. Ces portions étirées, dites respectivement première zone de raccord et deuxième zone de raccord, sont obtenues et assemblées selon un procédé de fabrication de la cellule 10, qui sera décrit plus loin.With reference to the , it may be noted that the transverse ducts 16 of the cell 10 comprise a stretched portion 113b of the side wall 113 of the pocket 11 and a stretched portion 114b of the side wall 114 of said pocket. These stretched portions, called respectively first connection zone and second connection zone, are obtained and assembled according to a method of manufacturing the cell 10, which will be described later.
Toujours en référence à la , on peut noter également que les ouvertures 20d des ailettes 20 présentent préférentiellement un diamètre qui est inférieur à celui des conduits 16 de la cellule 10. De la sorte, les tubes 30 forment un certain jeu avec les conduits 16 de la cellule 10 et sont montés selon un ajustement serré dans les ouvertures 20d des ailettes 20.Still with reference to the , it may also be noted that the openings 20d of the fins 20 preferably have a diameter which is smaller than that of the ducts 16 of the cell 10. In this way, the tubes 30 form a certain clearance with the ducts 16 of the cell 10 and are mounted in an interference fit in the apertures 20d of the fins 20.
La réalisation de l’ensemble formé par la cellule 10 et le faisceau d’échange de chaleur est décrite ci-dessous.The production of the assembly formed by the cell 10 and the heat exchange bundle is described below.
Une première étape consiste à positionner des ailettes 20 de part et d’autre de la cellule 10, et plus précisément en regard de la première paroi latérale 113 et en regard de la deuxième paroi latérale 114 de la poche 11. Ce positionnement est réalisé de sorte que les ouvertures 20d des ailettes 20 soient en regard des conduits 16 de la cellule 10 formant ainsi des passages transversaux.A first step consists in positioning the fins 20 on either side of the cell 10, and more precisely facing the first side wall 113 and facing the second side wall 114 of the pocket 11. This positioning is carried out so that the openings 20d of the fins 20 face the ducts 16 of the cell 10 thus forming transverse passages.
Ensuite, dans une deuxième étape, les tubes 30 sont montés à travers les passages transversaux formés par les conduits 16 de la cellule 10 et les ouvertures 20d des ailettes 20. Ces tubes 30 forment un certain jeu avec les conduits 16. Initialement, ils présentent aussi un certain jeu avec les ouvertures 20d des ailettes 20, puis sont déformés de sorte à être maintenus selon un ajustement serré dans lesdites ouvertures 20d.Then, in a second step, the tubes 30 are mounted through the transverse passages formed by the ducts 16 of the cell 10 and the openings 20d of the fins 20. These tubes 30 form a certain clearance with the ducts 16. Initially, they have also a certain play with the openings 20d of the fins 20, then are deformed so as to be maintained according to a tight fit in said openings 20d.
Selon l’invention, l’ajustement serré entre les ailettes 20 et les tubes 30 est obtenu par déformation plastique desdits tubes 30 dans les ouvertures 20d desdites ailettes 20. Il pourra s’agir d’un assemblage par sertissage ou dudgeonnage.According to the invention, the tight fit between the fins 20 and the tubes 30 is obtained by plastic deformation of the said tubes 30 in the openings 20d of the said fins 20. This may be an assembly by crimping or expanding.
Pour ce faire, comme illustré à la , les tubes 30 présentent, avant montage, un diamètre externe ayant une valeur Di inférieure à un diamètre nominal des ouvertures 20d des ailettes 20. On entend par « diamètre nominal » des ouvertures 20d un diamètre initial avant toute déformation plastique des ailettes 20. Une fois positionnés à travers les passages formés par les conduits 16 de la cellule 10 et les ouvertures 20d des ailettes 20, les tubes 30 sont soumis à une expansion radiale, par exemple au moyen d’une olive. To do this, as shown in , the tubes 30 have, before assembly, an external diameter having a value Di less than a nominal diameter of the openings 20d of the fins 20. The term “nominal diameter” of the openings 20d is understood to mean an initial diameter before any plastic deformation of the fins 20. Once positioned through the passages formed by the ducts 16 of the cell 10 and the openings 20d of the fins 20, the tubes 30 are subjected to radial expansion, for example by means of an olive.
L’olive porte le diamètre externe des tubes 30 à une valeur Df qui reste inférieure au diamètre des conduits 16 de la cellule. D’où le jeu entre lesdits tubes 30 et lesdits conduits 16. En revanche, cette valeur Df est au moins égale voire légèrement supérieure au diamètre nominal des ouvertures 20d des ailettes. D’où l’ajustement serré entre les tubes 30 et les ouvertures 20d. The olive brings the external diameter of the tubes 30 to a value Df which remains less than the diameter of the ducts 16 of the cell. Hence the play between said tubes 30 and said ducts 16. On the other hand, this value Df is at least equal to or even slightly greater than the nominal diameter of the openings 20d of the fins. Hence the tight fit between the tubes 30 and the openings 20d.
L’expansion radiale des tubes 30 a lieu dans le domaine des déformations plastiques du matériau desdits tubes 30 et des ailettes 20 de sorte qu’il s’établit entre lesdits tubes 30 et les ouvertures 20d desdites ailettes 20 un contact mécanique permanent.The radial expansion of the tubes 30 takes place in the field of the plastic deformations of the material of the said tubes 30 and of the fins 20 so that there is established between the said tubes 30 and the openings 20d of the said fins 20 a permanent mechanical contact.
Selon l’invention, le contact mécanique entre les tubes 30 et les ailettes 20 permet également de plaquer lesdites ailettes contre la cellule 10, ce qui favorise l’échange thermique entre la cellule 10 et les tubes 30.According to the invention, the mechanical contact between the tubes 30 and the fins 20 also makes it possible to press said fins against the cell 10, which promotes heat exchange between the cell 10 and the tubes 30.
En outre, toujours grâce à ce placage, l’invention permet un maintien de l’ensemble formé par la cellule 10 et le faisceau d’échange de chaleur sans besoin d’un élément de fixation tiers. En d’autres termes, l’ensemble formé par la cellule 10 et le faisceau d’échange de chaleur est une structure autoportante. Dit autrement, les tubes 30 et les ailettes 20 du faisceau d’échange de chaleur coopèrent pour assurer une liaison mécanique entre eux d’une part, et une liaison mécanique avec la cellule 10, d’autre part.In addition, again thanks to this veneer, the invention allows the assembly formed by the cell 10 and the heat exchange bundle to be maintained without the need for a third-party fixing element. In other words, the assembly formed by the cell 10 and the heat exchange bundle is a self-supporting structure. In other words, the tubes 30 and the fins 20 of the heat exchange bundle cooperate to provide a mechanical connection between them on the one hand, and a mechanical connection with the cell 10, on the other hand.
Enfin, grâce à ce placage des ailettes 20 contre la cellule 10, l’invention assure une compression de ladite cellule 10 par lesdites ailettes 20. Ceci est particulièrement avantageux pour limiter le risque d’expansion de ladite cellule 10, lié à un dégagement de gaz à l’intérieur ladite cellule 10.Finally, thanks to this plating of the fins 20 against the cell 10, the invention ensures a compression of said cell 10 by said fins 20. This is particularly advantageous for limiting the risk of expansion of said cell 10, linked to a release of gas inside said cell 10.
Les tubes 30 et les ailettes 20 ont ainsi une fonction mécanique en plus de leur fonction d’échangeur de chaleur.The tubes 30 and the fins 20 thus have a mechanical function in addition to their heat exchanger function.
En référence aux figures 8 à 15, on décrit à présent des étapes de fabrication d’une cellule 10 selon l’invention. Cette description est faite, pour la simplifier, en relation avec une cellule 10 pourvue d’un seul conduit 16. Cela étant, elle reste valable pour une cellule pourvue d’une pluralité de conduits 16.With reference to FIGS. 8 to 15, the manufacturing steps of a cell 10 according to the invention will now be described. This description is made, for simplicity, in relation to a cell 10 provided with a single conduit 16. However, it remains valid for a cell provided with a plurality of conduits 16.
Comme illustré à la , une première étape consiste à superposer sur une feuille mince 17, dite feuille de protection, la cathode 12, le séparateur 14 et l’anode 13 qui forment ainsi un empilement 18. La feuille de protection 17 est réalisée en un matériau métallique tel que de l’acier inoxydable, ou en un matériau plastique. L’empilement 18, ici de forme parallélépipédique, est disposé longitudinalement sur la feuille de protection 17. Plus spécifiquement, cet empilement 18 est disposé sur une première moitié 17a de la feuille de protection 17. Une deuxième moitié 17b de la feuille de protection 17 reste libre. En outre, cet empilement 18 est tel que les orifices 12d, 14d, 13d respectifs de la cathode 12, du séparateur 14 et de l’anode 13 sont alignés.As shown in , a first step consists in superimposing on a thin sheet 17, called protective sheet, the cathode 12, the separator 14 and the anode 13 which thus form a stack 18. The protective sheet 17 is made of a metallic material such as stainless steel, or a plastic material. The stack 18, here of parallelepiped shape, is arranged longitudinally on the protective sheet 17. More specifically, this stack 18 is arranged on a first half 17a of the protective sheet 17. A second half 17b of the protective sheet 17 remain free. Furthermore, this stack 18 is such that the respective orifices 12d, 14d, 13d of the cathode 12, of the separator 14 and of the anode 13 are aligned.
Dans une deuxième étape illustrée aux figures 9a et 9b, la feuille de protection 17 est repliée par un rabattement de sa deuxième moitié 17b vers sa première moitié 17a suivant une direction indiquée par des flèches de la . La feuille de protection 17 recouvre alors une face supérieure 18a de l’empilement 18 en formant une enveloppe 19. En particulier l’enveloppe 19 présente des bords longitudinaux ouverts 19a, 19b, un premier bord transversal 19c ouvert, et un deuxième bord transversal 19d fermé. Ledit deuxième bord transversal 19d correspond à un pli de la feuille de protection 17 obtenu lors de son rabattement. En outre, l’enveloppe 19 présente une face supérieure 19e en regard de la face supérieure 18a de l’empilement 18, et une face inférieure 19f en regard d’une face inférieure 18b dudit empilement.In a second step illustrated in Figures 9a and 9b, the protective sheet 17 is folded by a folding of its second half 17b towards its first half 17a in a direction indicated by arrows of the . The protective sheet 17 then covers an upper face 18a of the stack 18 forming an envelope 19. In particular the envelope 19 has open longitudinal edges 19a, 19b, a first open transverse edge 19c, and a second transverse edge 19d firm. Said second transverse edge 19d corresponds to a fold in the protective sheet 17 obtained when it is folded down. In addition, the casing 19 has an upper face 19e facing the upper face 18a of the stack 18, and a lower face 19f facing a lower face 18b of said stack.
Dans une troisième étape illustrée à la , les bords longitudinaux 19a, 19b de l’enveloppe 19 sont scellés, par exemple, par soudage. Ensuite, dans une quatrième étape illustrée à la , l’enveloppe 19 est mise sous vide. Pour ce faire le premier bord transversal 19c est étiré puis couplé à un dispositif de mise sous vide. La mise sous vide a pour effet de plaquer l’enveloppe 19 contre l’empilement 18. Au niveau des orifices 12d, 14d, 13d alignés, la mise sous vide a pour effet de rapprocher la face supérieure 19e et la face inférieure 19f de l’enveloppe 19. Les faces supérieure 19e et inférieure 19f ainsi rapprochées sont assemblées lors d’une cinquième étape illustrée à la . Cet assemblage aboutit à une zone aplatie 19g. Il est réalisé, par exemple, par soudage.In a third step illustrated in , the longitudinal edges 19a, 19b of the casing 19 are sealed, for example, by welding. Then, in a fourth step illustrated in , the envelope 19 is placed under vacuum. To do this, the first transverse edge 19c is stretched and then coupled to a vacuum device. The vacuum has the effect of pressing the casing 19 against the stack 18. At the level of the aligned orifices 12d, 14d, 13d, the vacuum has the effect of bringing the upper face 19e and the lower face 19f closer to the envelope 19. The upper 19th and lower 19f faces thus brought together are assembled during a fifth step illustrated in . This assembly results in a flattened area 19g. It is made, for example, by welding.
Dans une sixième étape illustrée à la , une découpe est réalisée au niveau de la zone aplatie 19g formant ainsi une ouverture 19h, ici, de forme circulaire. Il reste autour de cette ouverture 19h une zone périphérique 19i. Cette zone périphérique 19i est étanche. Elle comprend une portion étirée de la face supérieure 19e et une portion étirée de la face inférieure 19d de l’enveloppe 19.In a sixth step illustrated in , a cut is made at the level of the flattened zone 19g thus forming an opening 19h, here, of circular shape. There remains around this 7 p.m. opening a peripheral zone 19i. This peripheral zone 19i is sealed. It comprises a stretched portion of the upper face 19e and a stretched portion of the lower face 19d of the envelope 19.
Une septième étape illustrée à la consiste à remplir l’enveloppe 19 de l’électrolyte 15 depuis le bord transversal 18c, avant de sceller ledit bord lors d’une huitième étape illustrée à la pour former un réservoir étanche.A seventh step illustrated in consists in filling the envelope 19 with the electrolyte 15 from the transverse edge 18c, before sealing said edge during an eighth step illustrated in to form a sealed reservoir.
Ainsi l’enveloppe 19 obtenue et l’empilement 18 qu’elle contient forment la cellule 10 décrite précédemment. En particulier l’enveloppe 19 correspond à la poche 11 de la cellule 10. Plus spécifiquement, les faces supérieures 19e, 19f de l’enveloppe 19 correspondent aux parois latérales 113, 114 de la poche 11. Les bords longitudinaux 19a, 19b de l’enveloppe 19 correspondent aux parois avant 111 et arrière 112 de la poche 11. Les bords transversaux 19c, 19d de l’enveloppe 19 correspondent aux parois supérieure 115 et inférieure 116 de la poche 11. La zone périphérique 19i de l’enveloppe 19 correspond aux zones de raccords 113b, 114b de la cellule 10. Enfin, l’ouverture 19h de l’enveloppe 19 correspond au conduit 16 de la cellule 10.Thus the envelope 19 obtained and the stack 18 it contains form the cell 10 described previously. In particular the envelope 19 corresponds to the pocket 11 of the cell 10. More specifically, the upper faces 19e, 19f of the envelope 19 correspond to the side walls 113, 114 of the pocket 11. The longitudinal edges 19a, 19b of the envelope 19 correspond to the front 111 and rear 112 walls of the pocket 11. The transverse edges 19c, 19d of the envelope 19 correspond to the upper 115 and lower 116 walls of the pocket 11. The peripheral zone 19i of the envelope 19 corresponds to the connection zones 113b, 114b of the cell 10. Finally, the opening 19h of the envelope 19 corresponds to the duct 16 of the cell 10.
Si l’on se reporte à nouveau au mode de réalisation des figues 1 à 6, on constate que les orifices de la cellule 10 sont tels que les conduits 16 formés par leur alignement sont parallèles entre eux et perpendiculaires à la cathode 12, à l’anode 13 et au séparateur 14. Toutefois, dans un mode de réalisation non illustré, ces orifices forment des conduits qui restent parallèles, mais disposés en biais par rapport à la cathode 12, à l’anode 13 et au séparateur 14. Dans ce mode de réalisation, les orifices 12d, 13d, 14d prennent une forme ellipsoïdale.If we refer again to the embodiment of Figs 1 to 6, we see that the orifices of the cell 10 are such that the ducts 16 formed by their alignment are parallel to each other and perpendicular to the cathode 12, to the anode 13 and to the separator 14. However, in an embodiment not illustrated, these orifices form ducts which remain parallel, but arranged at an angle with respect to the cathode 12, to the anode 13 and to the separator 14. In this embodiment, the orifices 12d, 13d, 14d take an ellipsoidal shape.
Il est à noter que le nombre d’orifices, de rangées et de colonnes de la cellule 10, le nombre d’ouvertures 20d des ailettes 20, ou le nombre de tubes 30 n’est pas limité au cas illustré. Il est tout à fait possible d’envisager un nombre différent d’orifices, de rangées, de colonnes et de tubes. De plus, bien que le mode de réalisation illustré présente des orifices et des tubes répartis régulièrement à travers la cellule 10, une répartition irrégulière de ces orifices et tubes est envisageable. Ainsi, une région chaude de la cellule 10 sera pourvue d’une densité d’orifices et de tubes plus importante. It should be noted that the number of orifices, rows and columns of the cell 10, the number of openings 20d of the fins 20, or the number of tubes 30 is not limited to the case illustrated. It is quite possible to consider a different number of orifices, rows, columns and tubes. Moreover, although the illustrated embodiment has orifices and tubes regularly distributed through the cell 10, an irregular distribution of these orifices and tubes is possible. Thus, a hot region of cell 10 will be provided with a greater density of orifices and tubes.
L’ensemble 100 décrit ci-dessus pourra comprendre plusieurs cellules 10, enfilées sur les mêmes tubes 30. Chaque cellule 10 est, par exemple, en contact avec une paire d’ailettes 20 distinctes d’une cellule à l’autre. Préférentiellement, deux cellules 10 pourront se trouver en contact avec une même ailette 20, de part et d’autre de celle-ci.The assembly 100 described above may comprise several cells 10, threaded onto the same tubes 30. Each cell 10 is, for example, in contact with a pair of fins 20 which are distinct from one cell to another. Preferably, two cells 10 may be in contact with the same fin 20, on either side thereof.
Par ailleurs, au moins deux cellules 10 pourront être alignées dans la direction principale pour former une série de cellules. Plusieurs séries de cellules pourront s’étendre en parallèle suivant la direction transversale de l’ensemble 100. Chaque série de cellules est, par exemple, en contact avec une paire d’ailettes 20 distinctes d’une série à l’autre. Préférentiellement, deux séries pourront se trouver en contact avec une même ailette 20, de part et d’autre de celle-ci.Furthermore, at least two cells 10 can be aligned in the main direction to form a series of cells. Several series of cells may extend in parallel along the transverse direction of the assembly 100. Each series of cells is, for example, in contact with a pair of fins 20 distinct from one series to another. Preferably, two series may be in contact with the same fin 20, on either side thereof.
Dans un deuxième mode de réalisation, illustré selon un premier exemple aux figures 16 à 18, l’ensemble 100 comprend au moins une cellule 10 dans laquelle les orifices de passage de tubes transversaux 30 ne sont plus formés à travers les électrodes, mais uniquement à travers la poche de ladite cellule. Dans cet exemple, comme mieux illustré à la , les orifices de passage des tubes transversaux 30 sont formés au niveau d’au moins une bande périphérique 111a, 112a, 115a, 116a de la poche 11 de ladite cellule 10. Ladite bande périphérique 111a, 112a, 115a, 116a est obtenue par scellage face contre face des parois latérales de ladite poche 11. In a second embodiment, illustrated according to a first example in FIGS. 16 to 18, the assembly 100 comprises at least one cell 10 in which the passage orifices for the transverse tubes 30 are no longer formed through the electrodes, but only at through the pocket of said cell. In this example, as best illustrated in , the passage orifices of the transverse tubes 30 are formed at the level of at least one peripheral strip 111a, 112a, 115a, 116a of the pocket 11 of said cell 10. Said peripheral strip 111a, 112a, 115a, 116a is obtained by sealing face to face of the side walls of said pocket 11.
Ici, les orifices 16a de passage des tubes transversaux 30 sont formés le long de deux bandes périphériques 112a, 113a opposées de la poche 11. Les bandes périphériques 112a, 113a, dites premières bandes, correspondent chacune à un côté, dit côté long, de ladite poche 11.Here, the orifices 16a through which the transverse tubes 30 pass are formed along two opposite peripheral strips 112a, 113a of the pocket 11. The peripheral strips 112a, 113a, called first strips, each correspond to one side, called the long side, of said pocket 11.
Comme dans le mode de réalisation précédent, les orifices 16a de passage de tubes transversaux 30 sont répartis selon les besoins de refroidissement ou chauffage de ladite cellule 10. En d’autres termes, une région de ladite cellule 10 soumise à une quantité de chaleur plus importante sera dotée d’une plus grande densité d’orifices de passage de tubes transversaux 30.As in the previous embodiment, the passage orifices 16a of transverse tubes 30 are distributed according to the cooling or heating needs of said cell 10. In other words, a region of said cell 10 subjected to a greater quantity of heat important will be provided with a greater density of passage orifices of transverse tubes 30.
Ici, les orifices 16a de passage des tubes transversaux 30 sont répartis de manière non symétrique entre la bande périphérique 112a, et la bande périphérique 113a de ladite cellule 10. Sur l’une des premières bandes, ici la bande 112a, les orifices 16a de passage des tubes transversaux 30 sont régulièrement répartis. Sur l’autre des premières bandes, ici la bande 113a, les orifices 16a de passage des tubes transversaux 30 sont irrégulièrement répartis. Here, the passage holes 16a of the transverse tubes 30 are distributed asymmetrically between the peripheral band 112a, and the peripheral band 113a of said cell 10. On one of the first bands, here the band 112a, the holes 16a of passage of the transverse tubes 30 are regularly distributed. On the other of the first strips, here the strip 113a, the orifices 16a for the passage of the transverse tubes 30 are irregularly distributed.
Il est à noter que la poche 11 de ladite cellule 10 présente deux autres bandes périphériques opposées 115a, 116a, dites deuxièmes bandes. Ces bandes 115a, 116a comprennent chacune un dégagement 117 réservé à un connecteur électrique 12b, 13b de ladite cellule 10 . Lesdites deuxièmes bandes 115a, 116a correspondent chacune ici à un côté, dit côté court, de ladite poche 11 . Les deuxièmes bandes 115a, 116a sont également obtenues par scellage face contre face des parois latérales de ladite poche 11.It should be noted that the pocket 11 of said cell 10 has two other opposite peripheral bands 115a, 116a, called second bands. These strips 115a, 116a each include a recess 117 reserved for an electrical connector 12b, 13b of said cell 10 . Said second strips 115a, 116a each correspond here to one side, called the short side, of said pocket 11 . The second strips 115a, 116a are also obtained by sealing face against face of the side walls of said pocket 11.
Dans cet exemple, comme illustré à la , chaque ailette 20 présente au moins un côté pourvu d’une ou plusieurs ouvertures 20d destinées au passage du ou des tubes transversaux 30. Ici, les ouvertures 20d sont formées le long de deux côtés opposés, dits côtés longs, de ladite ailette 20. In this example, as shown in , each fin 20 has at least one side provided with one or more openings 20d intended for the passage of the transverse tube or tubes 30. Here, the openings 20d are formed along two opposite sides, called long sides, of said fin 20.
Les ouvertures 20d de passage des tubes transversaux 30 sont réparties entre les deux côtés longs de chaque ailette 20 selon les besoins de refroidissement ou de chauffage de la cellule 10. De plus, ces ouvertures 20d suivent la même répartition que les ouvertures 16a formées sur les premières bandes périphériques 112a, 113a de ladite cellule 10. Ici, les ouvertures 20d sont réparties de manière non symétrique entre les côtés longs de chaque ailette 20. Sur l’un desdits côtés longs, les ouvertures 20d sont régulièrement réparties. Sur l’autre desdits côtés longs, les ouvertures 20d sont irrégulièrement réparties.The passage openings 20d of the transverse tubes 30 are distributed between the two long sides of each fin 20 according to the cooling or heating needs of the cell 10. In addition, these openings 20d follow the same distribution as the openings 16a formed on the first peripheral bands 112a, 113a of said cell 10. Here, the openings 20d are distributed asymmetrically between the long sides of each fin 20. On one of said long sides, the openings 20d are evenly distributed. On the other of said long sides, the openings 20d are irregularly distributed.
Il est à noter que l’un au moins des côtés de chaque ailette 20 est pourvu d’au moins un moyen 20e d’attache d’une traverse 80. Une telle traverse 80 peut servir de support pour la fixation d’un élément d’isolation thermique 90A et/ou la fixation d’un élément de protection 90B sur l’ensemble 100. En variante, une telle traverse 80 peut servir de moyen de couplage ou connexion électrique entre ladite cellule 10 et une cellule adjacente. Dans ce dernier cas, la traverse 80 est en contact avec un connecteur électrique 12b, 13b de ladite cellule 10.It should be noted that at least one of the sides of each fin 20 is provided with at least one means 20e for attaching a crosspiece 80. Such a crosspiece 80 can serve as a support for fixing an element of thermal insulation 90A and/or the fixing of a protection element 90B on the assembly 100. As a variant, such a crosspiece 80 can be used as coupling means or electrical connection between said cell 10 and an adjacent cell. In the latter case, crosspiece 80 is in contact with an electrical connector 12b, 13b of said cell 10.
Dans l’exemple illustré aux figures 16 et 18, ledit moyen d’attache 20e est une patte formée par une découpe pratiquée sur ledit côté de l’ailette 20. Ici, les quatre côtés de l’ailette 20 sont pourvus chacun de deux pattes 20e. Les traverses 80 fixées sur les pattes 20e de l’un des côtés longs de ladite ailette 20 sont configurées pour recevoir l’élément de protection mécanique 90A. Les traverses 80 fixées sur les pattes 20e de l’autre des côtés longs de ladite ailette 20 sont configurées pour recevoir l’isolant thermique 90B. Enfin, les traverses 80 fixées sur les pattes 20e de l’un des côtés courts sont configurées pour relier électriquement ladite cellule 10 à une cellule adjacente. Les pattes 20e situées du côté court sont prévues de part et d’autre des collecteurs électriques ou bornes des cellules.In the example illustrated in Figures 16 and 18, said attachment means 20e is a tab formed by a cutout made on said side of the fin 20. Here, the four sides of the fin 20 are each provided with two tabs 20th. The crosspieces 80 fixed to the legs 20e of one of the long sides of said fin 20 are configured to receive the mechanical protection element 90A. The crosspieces 80 fixed to the legs 20e on the other of the long sides of said fin 20 are configured to receive the thermal insulation 90B. Finally, the crosspieces 80 fixed to the legs 20e of one of the short sides are configured to electrically connect said cell 10 to an adjacent cell. The tabs 20e located on the short side are provided on either side of the electrical collectors or cell terminals.
L’ensemble 100 suivant ce deuxième mode de réalisation pourra comprendre plusieurs cellules 10 enfilées sur les mêmes tubes 30. Chaque cellule 10 est, par exemple, en contact avec une paire d’ailettes 20 distinctes d’une cellule à l’autre. Préférentiellement, deux cellules 10 pourront se trouver en contact avec une même ailette 20, de part et d’autre de celle-ci.The assembly 100 according to this second embodiment may comprise several cells 10 threaded onto the same tubes 30. Each cell 10 is, for example, in contact with a pair of fins 20 distinct from one cell to another. Preferably, two cells 10 may be in contact with the same fin 20, on either side thereof.
Dans ce deuxième mode de réalisation, au moins deux cellules pourront être alignées dans la direction principale pour former une série de cellules. Plusieurs séries de cellules pourront s’étendre en parallèle suivant la direction transversale de l’ensemble 100. Chaque série de cellules sera, par exemple, en contact avec une paire d’ailettes 20 distinctes d’une série à l’autre. Préférentiellement, deux séries pourront se trouver en contact avec une même ailette 20, de part et d’autre de celle-ci.In this second embodiment, at least two cells can be aligned in the main direction to form a series of cells. Several series of cells may extend in parallel along the transverse direction of the assembly 100. Each series of cells will, for example, be in contact with a pair of fins 20 distinct from one series to another. Preferably, two series may be in contact with the same fin 20, on either side thereof.
Dans un autre exemple de ce deuxième mode de réalisation illustré à la , l’ensemble 100 comprend au moins deux cellules 10 disposées dans un même support 46, formant une bande de poches. En particulier, les cellules 10 sont logées dans des premières sous poches 11 du support 46. Ces premières sous-poches 11 sont reliées entre elles par une zone de liaison pourvue d’une ou de plusieurs ouvertures 49 de passage du ou des tubes 30.In another example of this second embodiment illustrated in , the assembly 100 comprises at least two cells 10 arranged in the same support 46, forming a strip of pockets. In particular, the cells 10 are housed in first sub-pockets 11 of the support 46. These first sub-pockets 11 are interconnected by a connecting zone provided with one or more openings 49 for the passage of the tube(s) 30.
Comme illustré à la , entre la zone de liaison et chacune des premières sous-poches 11 associées s’étend une bande étanche 48. Soit deux bandes étanches 48 de part et d’autre de la zone de liaison. Ici, les bandes étanches 48 sont formées par scellage face contre face de deux parois opposées du support 46. Ladite zone de liaison comprend des deuxièmes sous-poches s’étendant entre les deux bandes étanches 48 bordant chaque dite bande de liaison. Les ouvertures 49 de passage du ou des tubes 30 débouchent dans lesdites deuxième sous-poche du support 46.As shown in , between the connecting zone and each of the associated first sub-pockets 11 extends a waterproof strip 48. Or two waterproof strips 48 on either side of the connecting zone. Here, the sealed strips 48 are formed by sealing face against face of two opposite walls of the support 46. Said connecting zone comprises second sub-pockets extending between the two sealed strips 48 bordering each said connecting strip. The openings 49 through which the tube(s) 30 pass open into said second under-pocket of the support 46.
Encore de façon avantageuse, comme illustré à la , les cellules 10 sont alignées par séries 200, ici par paires, définies dans la direction principale V de l’ensemble 100. Les séries 200 sont parallèles entre elles dans la direction transversale T de l’ensemble 100. Le support 46 est ainsi replié sur lui-même en formant des plis destinés à recevoir des ailette 20. Dans sa configuration non repliée, le support 46 se présente sous la forme d’une nappe continue 600 illustrée à la . Again advantageously, as illustrated in , the cells 10 are aligned in series 200, here in pairs, defined in the main direction V of the assembly 100. The series 200 are parallel to each other in the transverse direction T of the assembly 100. The support 46 is thus folded on itself by forming folds intended to receive fins 20. In its unfolded configuration, the support 46 is in the form of a continuous sheet 600 illustrated in .
Dans ce qui suit, la zone de liaison entre deux cellules adjacentes 10 d’une même série 200 est appelée zone 40 de liaison inter-cellules. La zone de liaison entre deux cellules 10 appartenant à deux séries adjacentes 200 est appelée zone 50 de liaison inter-séries.In what follows, the connection zone between two adjacent cells 10 of the same series 200 is called inter-cell connection zone 40. The connection zone between two cells 10 belonging to two adjacent series 200 is called inter-series connection zone 50 .
Ainsi, chaque série 200 de cellules 10 présente une ou plusieurs zones 40 de liaison inter-cellules et deux zones 50 de liaison inter-séries. Les zones 50 de liaison inter-séries s’étendent de part et d’autre de la ou des zones 40 de liaison inter-cellules. Thus, each series 200 of cells 10 has one or more zones 40 of inter-cell connection and two zones 50 of inter-series connection. The inter-series connection zones 50 extend on either side of the inter-cell connection zone(s) 40.
En outre, chaque série 200 de cellules 10 présente plusieurs rangées d’ouvertures 49, ici trois, destinées au passage de tubes transversaux : une rangée, dite supérieure, formée au niveau de la première zone 50 de liaison inter-séries, une rangée, dite rangée inférieure, formée au niveau de la deuxième zone 50 de liaison inter-séries, et une ou plusieurs rangées, ici une rangée, dite rangée intermédiaire, formée au niveau de la zone 40 de liaison inter-cellules.In addition, each series 200 of cells 10 has several rows of openings 49, here three, intended for the passage of transverse tubes: a so-called upper row, formed at the level of the first zone 50 of inter-series connection, a row, said lower row, formed at the level of the second zone 50 of inter-series connection, and one or more rows, here a row, called intermediate row, formed at the level of the zone 40 of inter-cell connection.
Les ouvertures de la rangée supérieure reçoivent des tubes 30, dits tubes supérieurs. Les ouvertures de la rangée inférieure reçoivent des tubes 30, dits tubes inférieurs. Enfin, les ouvertures de la rangée intermédiaire reçoivent des tubes 30, dits tubes intermédiaires.The openings of the upper row receive tubes 30, called upper tubes. The openings of the lower row receive tubes 30, called lower tubes. Finally, the openings of the intermediate row receive tubes 30, called intermediate tubes.
Il est à noter que les zones 50 de liaison inter-séries sont de même nature que les zones 40 de liaison inter-cellules, à la différence qu’elles présentent chacune deux séries d’ouvertures 49 qui, après pliage, sont destinées à se trouver en vis-à-vis pour former ladite rangée supérieure ou ladite rangée inférieure.It should be noted that the inter-series connection zones 50 are of the same nature as the inter-cell connection zones 40, with the difference that they each have two series of openings 49 which, after folding, are intended to find vis-à-vis to form said upper row or said lower row.
Les ailettes 20 selon ce mode de réalisation comprennent chacune une rangée d’ouvertures supérieures destinées au passage des tubes supérieurs, une rangée d’ouvertures inférieures destinées au passage de tubes inférieurs, et une ou plusieurs rangées d’ouvertures intermédiaires destinées au passage de tubes intermédiaires. En outre, comme dans le mode de réalisation décrit précédemment, les ailettes 20 présentent chacune au moins un côté, ici deux côtés, pourvu d’un moyen 20e d’attache d’une traverse. Ici, ledit moyen d’attache est une patte formée à partir d’une découpe pratiquée sur ledit côté. Enfin, les ailettes 20 présentent chacune des dimensions sensiblement identiques à celles des séries 200 de cellules.The fins 20 according to this embodiment each comprise a row of upper openings intended for the passage of the upper tubes, a row of lower openings intended for the passage of lower tubes, and one or more rows of intermediate openings intended for the passage of tubes intermediaries. In addition, as in the embodiment described above, the fins 20 each have at least one side, here two sides, provided with a means 20 for attaching a crosspiece. Here, said attachment means is a tab formed from a cutout made on said side. Finally, the fins 20 each have dimensions substantially identical to those of the 200 series of cells.
Dans un autre mode de réalisation illustré à la , l’ensemble 100 comprend au moins une cellule 10 qui, contrairement aux modes de réalisation précédents, n’est pas pourvue d’orifices de passage de tubes, ni disposée dans un support pourvu de tels orifices. In another embodiment illustrated in , the assembly 100 comprises at least one cell 10 which, unlike the previous embodiments, is not provided with orifices for passage of tubes, nor disposed in a support provided with such orifices.
Dans ce mode de réalisation, le ou les tubes transversaux 30 ne passent pas à travers ladite cellule, mais plutôt à distance, par exemple au-dessus ou au-dessous de ladite cellule. Ici, ladite cellule 10 est positionnée entre une première rangée de tubes transversaux 30 et une deuxième rangée de tubes transversaux 30. In this embodiment, the transverse tube or tubes 30 do not pass through said cell, but rather at a distance, for example above or below said cell. Here, said cell 10 is positioned between a first row of transverse tubes 30 and a second row of transverse tubes 30.
Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, les ailettes 20 présentent chacune au moins deux bords opposés le long desquels sont formées des ouvertures 20d destinées au passage des tubes transversaux 30.Furthermore, in this embodiment, the fins 20 each have at least two opposite edges along which are formed openings 20d intended for the passage of the transverse tubes 30.
Dans ce mode de réalisation, comme illustré aux figures 21 et 22, plusieurs cellules 10, ici deux cellules, peuvent être alignées suivant la direction principale V de l’ensemble 100 pour former une série 200 de cellules 10. Ladite série 200 est disposée entre deux ailettes 20. De plus, plusieurs séries 200 de cellules 10 peuvent être disposées en parallèle suivant la direction transversale T de l’ensemble 100. Ainsi, les séries 200 de cellules 10 alternent avec les ailettes 20. In this embodiment, as illustrated in FIGS. 21 and 22, several cells 10, here two cells, can be aligned along the main direction V of the assembly 100 to form a series 200 of cells 10. Said series 200 is arranged between two fins 20. In addition, several series 200 of cells 10 can be arranged in parallel along the transverse direction T of the assembly 100. Thus, the series 200 of cells 10 alternate with the fins 20.
Il est à noter que les cellules 10 adjacentes de chaque série 200 de cellules 10 sont distantes l’une de l’autre et forment ainsi un intervalle dit intervalle inter-cellules. Par ailleurs, chaque ailette 20 comprend plusieurs rangées d’ouvertures 20d destinées au passage de tubes transversaux 30, ici trois rangées : une rangée d’ouvertures supérieures, une rangée d’ouvertures intermédiaires et une rangée d’ouvertures inférieures.It should be noted that the adjacent cells 10 of each series 200 of cells 10 are distant from each other and thus form an interval called inter-cell interval. Furthermore, each fin 20 comprises several rows of openings 20d intended for the passage of transverse tubes 30, here three rows: a row of upper openings, a row of intermediate openings and a row of lower openings.
En particulier, les ouvertures intermédiaires des ailettes 20 sont positionnées en regard des intervalles inter-cellules. Elles reçoivent des tubes transversaux 30, dits tubes intermédiaires. Les ouvertures supérieures des ailettes 20 reçoivent des tubes transversaux 30, dits tubes supérieurs, passant au-dessus de ladite série 200. Les ouvertures inférieures des ailettes 20 reçoivent des tubes transversaux 30, dits tubes inférieurs, passant au-dessous de ladite série 200.In particular, the intermediate openings of the fins 20 are positioned opposite the inter-cell intervals. They receive transverse tubes 30, called intermediate tubes. The upper openings of the fins 20 receive transverse tubes 30, called upper tubes, passing above said series 200. The lower openings of the fins 20 receive transverse tubes 30, called lower tubes, passing below said series 200.
Comme pour les modes de réalisation précédents, ici également les tubes transversaux 30 sont fixés aux ailettes 20 par déformation plastique, notamment sertissage, par exemple à l’aide de premières ogives que l’on fait circuler dans les tubes pour augmenter leur diamètre. Les tubes transversaux 30 et les ailettes 20 forment de la sorte un sous-ensemble structurel autoporteur au sens où ledit sous-ensemble porte les cellules 10. En outre, ledit sous-ensemble comprime les cellules 10.As for the previous embodiments, here too the transverse tubes 30 are fixed to the fins 20 by plastic deformation, in particular crimping, for example using first warheads which are circulated in the tubes to increase their diameter. The transverse tubes 30 and the fins 20 thus form a self-supporting structural subassembly in the sense that said subassembly carries the cells 10. In addition, said subassembly compresses the cells 10.
L’ensemble 100 décrit selon l’un quelconque des modes de réalisation ci-dessus sert à la fabrication d’un module 300 de batterie illustré à la . The assembly 100 described according to any one of the above embodiments is used to manufacture a battery module 300 illustrated in .
Le module 300 comprend des plaques collectrices 60 positionnées de part et d’autre de l’ensemble 100 au niveau d’extrémités longitudinales des tubes transversaux 30. Chaque plaque collectrice 60 est pourvue d’au moins une ouverture de passage d’un tube 30. La ou les tubes 30 sont maintenus en position dans la ou les ouvertures des plaques collectrices 60 par une déformation plastique dudit ou desdits tubes 30 dans ladite ou lesdites ouvertures des plaques collectrices 60. En outre, le module 300 comprend un premier collecteur 70a formant une borne positive du module 300 et un deuxième collecteur 70b formant une borne négative du module 300. Enfin, le module 300 comprend au moins une traverse 80, ici deux traverses, reliant les plaques collectrices 60.The module 300 comprises header plates 60 positioned on either side of the assembly 100 at the longitudinal ends of the transverse tubes 30. Each header plate 60 is provided with at least one passage opening for a tube 30 The tube or tubes 30 are held in position in the opening or openings of the collector plates 60 by plastic deformation of said tube or tubes 30 in said opening or openings of the collector plates 60. In addition, the module 300 comprises a first collector 70a forming a positive terminal of the module 300 and a second collector 70b forming a negative terminal of the module 300. Finally, the module 300 comprises at least one crosspiece 80, here two crosspieces, connecting the collector plates 60.
Pour réaliser le module 300, au cours d’une dernière série d’opérations illustrées aux figures 25 et 26, les tubes 30 sont insérés à travers les passages formés par les ouvertures des plaques collectrices 60 (à la , seule l’une d’elles est repérée, à savoir par le repère 60a). A l’aide de secondes ogives, les tubes 30 sont déformés plastiquement de sorte que leur diamètre augmente jusqu’à réaliser une déformation plastique dans les ouvertures des plaques collectrices 60. L’augmentation de diamètre des tubes a donc lieu en deux temps, d’abord pour les ouvertures des ailettes 20 puis pour les ouvertures des plaques collectrices avec des ogives de taille adaptée. To make the module 300, during a final series of operations illustrated in FIGS. 25 and 26, the tubes 30 are inserted through the passages formed by the openings of the collector plates 60 (at the , only one of them is marked, namely by the marker 60a). Using second warheads, the tubes 30 are plastically deformed so that their diameter increases until a plastic deformation is achieved in the openings of the collector plates 60. The increase in diameter of the tubes therefore takes place in two stages, d first for the openings of the fins 20 then for the openings of the collector plates with warheads of suitable size.
Il s’ensuit respectivement un ajustement serré entre les tubes 30 et les ailettes 20 d’une part et un ajustement serré entre les tubes 30 et les plaques collectrices 60 d’autre part. Pour renforcer la structure du module 300, deux traverses 80 sont disposées entre les plaques collectrices 60. Ici, les traverses 80 sont reçues au niveau des pattes 20e latérales des ailettes 20. This results respectively in a tight fit between the tubes 30 and the fins 20 on the one hand and a tight fit between the tubes 30 and the collector plates 60 on the other hand. To reinforce the structure of the module 300, two crosspieces 80 are arranged between the collector plates 60. Here, the crosspieces 80 are received at the level of the lateral tabs 20e of the fins 20.
Il est à noter que les tubes 30 présentent chacun au départ un diamètre qui est légèrement inférieur à celui des ouvertures des connecteurs 60 et à celui des ouvertures des ailettes 20. L’action des ogives entraine une expansion radiale des tubes 30. Par ailleurs, les ouvertures 20d de chaque ailette 20 présentent avantageusement chacune un collet destiné à augmenter la surface de contact et donc la surface d’échange thermique entre ladite ailette 20 et les tubes 30.It should be noted that the tubes 30 each initially have a diameter which is slightly smaller than that of the openings of the connectors 60 and that of the openings of the fins 20. The action of the warheads causes a radial expansion of the tubes 30. Furthermore, the openings 20d of each fin 20 advantageously each have a collar intended to increase the contact surface and therefore the heat exchange surface between said fin 20 and the tubes 30.
L’invention concerne également une batterie comprenant un ensemble ou un module tel que décrit plus haut. La batterie comprend un boîtier, non illustré, accueillant ledit ensemble. Dans ledit boîtier des chambres de circulation du fluide caloporteur sont formées en regard des plaques collectrices pour assurer le passage dudit fluide dans les tubes.The invention also relates to a battery comprising an assembly or a module as described above. The battery comprises a housing, not shown, housing said assembly. In said housing, heat transfer fluid circulation chambers are formed opposite the collector plates to ensure the passage of said fluid in the tubes.

Claims (15)

  1. Ensemble (100) pour batterie électrique, ledit ensemble comprenant :
    • au moins une cellule (10) de batterie,
    • un faisceau d’échange de chaleur comprenant au moins un tube (30) de circulation d’un fluide caloporteur et au moins une ailette externe (20) plaquée contre ladite ou lesdites cellules (10),
    ladite ou lesdites ailettes (20) étant reliées audit ou auxdits tubes (30) de sorte à permettre un transfert thermique entre ladite ou lesdites cellules (10) et ledit ou lesdits tubes (30).    Assembly (100) for an electric battery, said assembly comprising:
    • at least one battery cell (10),
    • a heat exchange bundle comprising at least one tube (30) for circulation of a heat transfer fluid and at least one external fin (20) pressed against said cell or cells (10),
    said at least one fin (20) being connected to said at least one tube (30) so as to allow heat transfer between said at least one cell (10) and said at least one tube (30).
  2. Ensemble (100) selon la revendication précédente, dans lequel ladite ou lesdites ailettes (20) sont pourvues d’au moins une ouverture (20d), ledit ou desdits tubes (30) étant positionnés à travers ladite ou lesdites ouvertures (20d) et maintenus en position selon un ajustement serré avec ladite ou lesdites ailettes (20) par une déformation plastique dudit ou desdits tubes (30).Assembly (100) according to the preceding claim, in which said at least one fin (20) is provided with at least one opening (20d), said at least one tube (30) being positioned through said at least one opening (20d) and held into position in an interference fit with said at least one fin (20) by plastic deformation of said at least one tube (30).
  3. Ensemble (100) selon la revendication précédente, dans lequel ladite ou lesdites ailettes (20) sont configurées pour que ledit ajustement serré entre ledit ou lesdits tubes (30) et ladite ou lesdites ailettes (20) assure la position plaquée de ladite ou desdites ailettes (20) contre ladite ou lesdites cellules (10).Assembly (100) according to the preceding claim, wherein said at least one fin (20) is configured so that said interference fit between said at least one tube (30) and said at least one fin (20) ensures the pressed position of said at least one fin (20) against said at least one cell (10).
  4. Ensemble (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite position plaquée est configurée pour assurer une compression de la ou des cellules (10) par la ou les ailettes (20).Assembly (100) according to any one of the preceding claims, in which the said pressed position is configured to ensure compression of the cell or cells (10) by the fin or fins (20).
  5. Ensemble (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou les cellules comportent une poche (11) pourvue d’au moins une électrode (12, 13), la ou les cellules étant configurées de sorte à permettre un transfert thermique entre ladite poche (11) et le ou les tubes (30).Assembly (100) according to any one of the preceding claims, in which the cell or cells comprise a pocket (11) provided with at least one electrode (12, 13), the cell or cells being configured in such a way as to allow a transfer heat between said pocket (11) and the tube(s) (30).
  6. Ensemble (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen de protection mécanique et/ou d’isolation thermique dudit ensemble (100) et/ou un moyen de connexion électrique entre au moins deux desdites cellules (10) dudit ensemble (100).Assembly (100) according to any one of the preceding claims, comprising means for mechanical protection and/or thermal insulation of said assembly (100) and/or electrical connection means between at least two of said cells (10) of said assembly (100).
  7. Ensemble (100) selon la revendication précédente, dans lequel la ou les ailettes (20) sont configurées pour recevoir ledit moyen de protection mécanique et/ou d’isolation thermique et/ou ledit moyen de connexion électrique.Assembly (100) according to the preceding claim, in which the fin(s) (20) are configured to receive said mechanical protection and/or thermal insulation means and/or said electrical connection means.
  8. Ensemble (100) selon la revendication précédente, dans lequel la ou les ailettes (20) sont pourvues d’au moins un moyen (20e) de réception d’une traverse (80) sur ledit ensemble (100), ladite traverse (80) étant destinée à recevoir ledit moyen de protection mécanique et/ou d’isolation thermique (90A, 90B), ou former ledit moyen de connexion électrique.Assembly (100) according to the preceding claim, in which the fin(s) (20) are provided with at least one means (20e) for receiving a crosspiece (80) on said assembly (100), said crosspiece (80) being intended to receive said mechanical protection and/or thermal insulation means (90A, 90B), or form said electrical connection means.
  9. Ensemble (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les tubes (30) passent à travers la ou les cellules (10).An assembly (100) according to any preceding claim, wherein the tube(s) (30) pass through the cell(s) (10).
  10. Ensemble (100) selon la revendication précédente dans lequel la ou les électrodes (12, 13) sont munies d’au moins un orifice, dit premier orifice (12d, 13d), ledit ou lesdits premiers orifices étant destinés à recevoir le ou les tubes (30).Assembly (100) according to the preceding claim in which the electrode(s) (12, 13) are provided with at least one orifice, said first orifice (12d, 13d), said first orifice(s) being intended to receive the tube(s) (30).
  11. Ensemble (100) selon la revendication précédente dans lequel ladite poche (11) présente une première paroi latérale (113) et une deuxième paroi latérale (114) opposée à ladite première paroi latérale, chacune desdites parois latérales (113, 114) étant pourvue d’au moins un orifice, dit deuxième orifice, et, dans le prolongement dudit ou desdits deuxièmes orifices, d’au moins une zone de raccord (113b, 114b), ladite ou lesdites zones de raccord joignant lesdites première et deuxième parois latérales (113, 114) à travers le ou les premiers orifices (12d, 13d).Assembly (100) according to the preceding claim wherein said pocket (11) has a first side wall (113) and a second side wall (114) opposite said first side wall, each of said side walls (113, 114) being provided with at least one orifice, called the second orifice, and, in the extension of the said second orifice or orifices, at least one connection zone (113b, 114b), the said connection zone or zones joining the said first and second lateral walls (113 , 114) through the first orifice(s) (12d, 13d).
  12. Ensemble (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel ladite poche (11) présente au moins une bande périphérique pourvue d’une ou plusieurs ouvertures (16a) de passage du ou des tubes 30.Assembly (100) according to any one of claims 1 to 9, in which said pocket (11) has at least one peripheral strip provided with one or more openings (16a) for the passage of the tube or tubes 30.
  13. Ensemble (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 , dans lequel le ou les tubes (30) passent à distance de la ou des cellules (10).An assembly (100) according to any of claims 1 to 8, wherein the tube(s) (30) pass remote from the cell(s) (10).
  14. Batterie comprenant au moins un ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes.Battery comprising at least one assembly according to any one of the preceding claims.
  15. Procédé de fabrication d’un ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, ledit procédé comprenant :
    • une étape de positionnement de ladite ou desdites ailettes (20) et de ladite ou desdites cellules (10),
    • une étape de positionnement dudit ou desdits tubes (30) transversalement à ladite ou auxdites cellules (10) et à ladite ou auxdites ailettes (20) ,
    • une étape d’expansion radiale dudit ou desdits tubes (30) dans une ou des ouvertures de ladite ou desdites ailettes (20) induisant un contact mécanique entre ledit ou lesdits tubes (30) et ladite ou lesdites ailettes (20), ladite étape induisant également une position plaquée de ladite ou desdites ailettes (20) contre ladite ou lesdites cellules (10).
    A method of manufacturing an assembly according to any one of claims 1 to 13, said method comprising:
    • a step of positioning said at least one fin (20) and said at least one cell (10),
    • a step of positioning said tube(s) (30) transversely to said cell(s) (10) and to said fin(s) (20),
    • a step of radially expanding said at least one tube (30) in one or more openings of said at least one fin (20) inducing mechanical contact between said at least one tube (30) and said at least one fin (20), said step inducing also a pressed position of said at least one fin (20) against said at least one cell (10).
PCT/EP2022/053436 2021-02-12 2022-02-11 Battery cell, assembly for an electric battery comprising at least one such cell, electric battery comprising such an assembly, and method for manufacturing such a cell and/or such an assembly WO2022171835A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22705535.7A EP4292160A1 (en) 2021-02-12 2022-02-11 Battery cell, assembly for an electric battery comprising at least one such cell, electric battery comprising such an assembly, and method for manufacturing such a cell and/or such an assembly

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2101377A FR3119934B1 (en) 2021-02-12 2021-02-12 Battery cell and method of manufacturing such a cell
FRFR2101377 2021-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022171835A1 true WO2022171835A1 (en) 2022-08-18

Family

ID=76807687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/053436 WO2022171835A1 (en) 2021-02-12 2022-02-11 Battery cell, assembly for an electric battery comprising at least one such cell, electric battery comprising such an assembly, and method for manufacturing such a cell and/or such an assembly

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4292160A1 (en)
FR (1) FR3119934B1 (en)
WO (1) WO2022171835A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130115505A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-09 International Battery, Inc. Lithium ion cell with cooling features
KR20160095740A (en) * 2015-02-04 2016-08-12 주식회사 엘지화학 Battery Cell Having Through Hole

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130115505A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-09 International Battery, Inc. Lithium ion cell with cooling features
KR20160095740A (en) * 2015-02-04 2016-08-12 주식회사 엘지화학 Battery Cell Having Through Hole

Also Published As

Publication number Publication date
FR3119934A1 (en) 2022-08-19
EP4292160A1 (en) 2023-12-20
FR3119934B1 (en) 2023-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2073300B1 (en) Bipolar battery with improved sealing between plates
EP3360176B1 (en) Method for producing an electrical energy storage module
EP3130020B1 (en) Lithium-ion electrochemical accumulator having a terminal directly connected to the electrode assembly and associated production methods
EP3050138B1 (en) Method for producing an electrochemical bundle of a lithium battery
FR3075475A1 (en) GAS MONITORING SYSTEM WITHIN A BATTERY PACK, ASSOCIATED METAL-ION ELECTROCHEMICAL ACCUMULATOR COMPRISING A TRAVERSEE FORMING TERMINAL FOR INTEGRATING A SECURITY EVENT FOR THE MONITORING SYSTEM
EP3499606B1 (en) Part for mechanical interface and electrical insulation between two metal-ion electrochemical storage cells aligned according to their longitudinal axis, associated storage cell module
FR3105382A1 (en) Thermal regulation device and corresponding assembly process
WO2022171835A1 (en) Battery cell, assembly for an electric battery comprising at least one such cell, electric battery comprising such an assembly, and method for manufacturing such a cell and/or such an assembly
FR3094469A1 (en) Thermal regulation device
EP4150698A1 (en) Case for an electrochemical cell for a battery, electrochemical cell arrangement for a battery comprising such a case and method for manufacturing such a cell arrangement
EP3278393B1 (en) Battery module, in particular for a motor vehicle, and corresponding heat exchanger for a battery module
FR2974249A1 (en) Modular device for transferring temperature to e.g. lithium ion battery that is utilized for traction of electric car, has power conducting frame whose elements are provided in contact with heat conductive plate
WO2016207151A1 (en) Method for producing an electrochemical bundle for a metal-ion battery comprising metal foam at the ends of strips
FR3107613A1 (en) VEHICLE BATTERY MODULE
FR3138073A1 (en) Electric power supply device, in particular for an electric motor vehicle, and motor vehicle comprising such a device
WO2019234351A1 (en) Device for controlling the temperature of electrical energy storage cells of a large-area battery pack
EP3114718B1 (en) Process of mannufacturing a primary electrochemical cell with gas electrode of type metal-gas and associated cell
EP4203143A1 (en) Method and system for managing a battery device of an electric or hybrid vehicle containing a voltage measurement of cells connected to a busbar
EP4248518A1 (en) Electrochemical pouch cell for energy storage device
EP3840099A1 (en) Electrochemical accumulator, in particular a metal-ion accumulator, with flexible packaging including one or more holes for cooling fluid to pass, associated module and manufacturing method
FR3094470A1 (en) Thermal regulation device
FR3123159A1 (en) Electrochemical element for battery, and corresponding battery
FR3131101A1 (en) Electrochemical bundle, battery cell and associated manufacturing methods
EP2960964B1 (en) Electrochemical accumulator with housing assembled by improved welding
FR3097376A1 (en) Spacer for battery pack, intended to separate two adjacent accumulators from the pack and to allow circulation of a heat transfer fluid with direct contact with the accumulators for their optimal cooling

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22705535

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022705535

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022705535

Country of ref document: EP

Effective date: 20230912