WO2023031425A2 - Ensemble batterie pour véhicule automobile - Google Patents

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WO2023031425A2
WO2023031425A2 PCT/EP2022/074506 EP2022074506W WO2023031425A2 WO 2023031425 A2 WO2023031425 A2 WO 2023031425A2 EP 2022074506 W EP2022074506 W EP 2022074506W WO 2023031425 A2 WO2023031425 A2 WO 2023031425A2
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Nicolas DERANGERE
Franck Dhaussy
Pierre OSZWALD
Jonathan BRUNEL
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Plastic Omnium Clean Energy Systems Research
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Definitions

  • the invention relates to a battery assembly for a motor vehicle, a system comprising such a battery assembly, as well as a motor vehicle comprising such a system.
  • the battery cells In order to allow optimum operation, the battery cells must be temperature regulated.
  • the battery cells are arranged with a gap between them, which is maintained by spacers.
  • These spacers have a mounting portion designed to receive a battery and a wall in the form of a separator blade.
  • the spacer thanks to this separating blade, makes it possible to form an air flow path between two battery cells.
  • the aim of the invention is in particular to simplify the assembly of a battery assembly.
  • the subject of the invention is a battery assembly for a motor vehicle, comprising:
  • a holding device comprising a base body, a plurality of spacers and retaining means, each spacer comprising a mounting foot and a separating blade formed in one piece with the mounting foot, the separating blade being disposed in the gap between two adjacent battery cells and configured to separate a first pass of thermal control fluid and a second pass of thermal control fluid, the mounting feet being slidably mounted parallel to the X axis on the base body in at least one row and thus defining a sliding connection between them, the retaining means comprising a first axial stop disposed at a first axial end of the row of battery cells and a second axial abutment disposed at the second axial end of the row of battery cells, the retaining means comprising axial clamping means, which axially compress the second axial abutment against the battery cell located at the second axial end of the row of battery cells, the second axial abutment thus compressing the row of battery cells and the separating blades arranged between them against the first axial abutment
  • the assembly is simplified, because the holding device comprises the spacers mounted axially sliding. During axial tightening, the spacers can slide axially so as to avoid any play between each spacer and the adjacent battery cells. By “held tight” it should be understood that there is no axial play between the separator blades and the battery cells. In other words, in an assembled battery assembly, the thermal regulation fluid does not pass between the separator blades and the battery cells.
  • the second axial stop is slidably mounted parallel to the X axis on the base body.
  • the mounting and positioning of the second axial stop is carried out simply.
  • the base body comprises a translation guide rail, the mounting feet being slidably mounted on the translation guide rail.
  • the second axial stop comprises a mounting foot slidably mounted on the guide rail in translation.
  • the axial clamping means comprise a first axial compression member, which is fixed to the base body and compresses the second axial abutment against the battery cell located at the second axial end of the row of battery cells.
  • the axial clamping means comprise a second axial compression member, which compresses the second axial abutment against the battery cell located at the second axial end of the row of battery cells, the second axial compression member and each spacer being connected between them so that their connection is free in translation parallel to the axis X.
  • Each spacer has a head formed in one piece with the splitter blade, the head being opposite the mounting foot and being in connection with the second axial compression member.
  • each spacer has a guide hole oriented parallel to the X axis, the second axial compression member passing through the guide hole of each spacer.
  • the second axial compression member comprises an axial retaining element on the wall of the battery cell opposite the first axial stop.
  • the second axial compression member is retained axially directly on the first axial stop.
  • the axial compression effect is obtained in a particularly simple manner, and the rigidity of the assembly is improved.
  • the first axial thrust bearing is formed in one piece with the basic body.
  • the second thrust bearing and the spacers are identical.
  • the design and assembly are simplified and the manufacturing costs are reduced, in particular because it is not necessary to design a specific part to form the second axial stop.
  • the first axial compression member bears against the mounting foot of the second axial stop.
  • an axial compressive force can be applied without blocking the axial thermal expansion of the battery cells.
  • Each spacer comprises a thermal regulation fluid passage, disposed in the splitter blade at the end opposite the mounting foot, and allowing the passage of thermal regulation fluid between the first pass and the second pass.
  • the thermal control fluid passage is a thermal control fluid passage hole.
  • the mounting feet comprise, at their axial ends forming axial clearance between them, a complementary shape forming a baffle between them for the thermal regulation fluid.
  • the baffle comprises a longitudinal portion extending parallel to the axis X.
  • a longitudinal portion not only makes it possible to guarantee the sliding of the spacers between them, but also to ensure that the clearance created between the mounting feet during of the assembly with the battery cells does not increase the minimum passage section of the baffle, through which the thermal regulation fluid passes, beyond a threshold predefined by the longitudinal portion. Therefore, leakage of thermal control fluid out of the desired flow path between the first pass and the second pass is limited.
  • the base body comprises at least one thermal regulation fluid passage hole, which is surmounted by a fan.
  • the base body is made of plastic material, preferably of thermoplastic material, more preferably of polypropylene. Thus, the manufacture of the base body is easy and inexpensive.
  • the spacers are made of plastic material, preferably of thermoplastic material, more preferably of polypropylene or thermoplastic polyurethane. Thus, the manufacture of the spacers is easy and inexpensive.
  • the thermal regulation fluid is gaseous, preferably the thermal regulation fluid is air.
  • the thermal regulation fluid is air.
  • Another subject of the invention is a system comprising a battery assembly as defined previously and a casing, which contains the battery assembly, the thermal regulation fluid circulating in a closed circuit in the casing.
  • the thermal regulation fluid circuit is closed, the entry of external elements into the thermal regulation fluid circuit, such as for example dust or humidity, is avoided, which increases the duration of system life.
  • the box is sealed against the thermal regulation fluid. Thus, leakage of thermal control fluid outside the housing is avoided.
  • the housing is sealed against humidity and dust, for example airtight.
  • humidity and dust for example airtight.
  • the thermal control fluid circulates along a flow path passing through a fan, a heat exchanger, the first pass, and the second pass.
  • the flow path is optimized.
  • the subject of the invention is a motor vehicle comprising a system as defined above.
  • Figure 1 is a schematic view of a system comprising a battery assembly according to one embodiment
  • Figure 2 is a perspective view of part of the battery assembly according to a first variant of the embodiment shown in Figure 1;
  • Figure 3 is a perspective view of part of the battery assembly according to the first variant of the embodiment shown in Figure 1;
  • Figure 4 is a top view of part of the battery assembly according to the first variant of the embodiment shown in Figure 1;
  • Figure 5 is a perspective view of part of the battery assembly according to the first variant of the embodiment shown in Figure 1;
  • Figure 6 is a view similar to the view shown in Figure 5 showing an alternative embodiment of the sliding mounting of the mounting feet on the guide rail in translation;
  • Figure 7 is a right view of part of the battery assembly according to the first variant of the embodiment shown in Figure 1;
  • FIG. 8 is a top view of part of the battery assembly according to a second variant of the embodiment shown in Figure 1. detailed description
  • FIG. 1 schematically represents a system 1 comprising a battery assembly 3 for a motor vehicle and a box 5.
  • the system 1 is thus configured to be mounted in a motor vehicle (not shown).
  • Housing 5 contains battery assembly 3, a thermal regulation fluid F circulating in a closed circuit in housing 5. Housing 5 is sealed to thermal regulation fluid F, which is air in this example. In addition, the case 5 is sealed against humidity and dust. Housing 5 also contains a fan 7 and a heat exchanger 9.
  • the battery assembly 3 comprises a row of battery cells 11 arranged parallel to each other and aligned along a longitudinal axis X.
  • the battery cells 11 being arranged at a distance from each other such that the adjacent battery cells 11 delimit between them a gap 13 for the passage of thermal regulation fluid F of the battery cells 11, as represented in FIG.
  • FIG. 2 only part of the battery cells 11 are shown to facilitate understanding of the structure of the battery assembly 3.
  • the battery assembly 3 also comprises a holding device 15, represented in particular in FIG. 3, comprising a base body 17, a plurality of spacers 19 and retaining means 21. It should be understood that in a battery assembly 3 to the assembled state, each spacer 19 is arranged between two battery cells 11. Thus, in this example, the battery assembly 3 comprises twelve battery cells 11. However, this number is variable depending on the arrangement of the battery cells 11 and their electrical configuration in series and/or in parallel.
  • the battery assembly 3 is configured to deliver an output voltage, which in this example is 48V.
  • the base body 17 is made of plastic material, preferably of thermoplastic material, more preferably of polypropylene.
  • the base body 17 also comprises at least one passage hole 17p for thermal regulation fluid F, which is surmounted by a fan 7.
  • the base body comprises six passage holes 17p, the fan 7 comprising a sub -Axial ventilation assembly for each passage hole 17p, and thus comprising six axial ventilation sub-assemblies.
  • the spacers 19 are made of plastic material, preferably of thermoplastic material, more preferably of polypropylene or thermoplastic polyurethane.
  • Each spacer 19 comprises a mounting foot 23 and a splitter blade 25 formed in one piece with the mounting foot 23, the splitter blade 25 being disposed in the gap 13 located between two adjacent battery cells 11 and configured to separate a first pass P1 of thermal regulation fluid F and a second pass P2 of thermal regulation fluid F.
  • the thermal regulation fluid F circulates, in a closed circuit, along a flow path passing through the fan 7, the heat exchanger 9, the first pass P1, and the second pass P2.
  • Each spacer 19 also comprises a passage for thermal regulation fluid F, in this example a passage hole 26 for thermal regulation fluid F, arranged in the separating blade 25 at the end opposite the mounting foot 23, and allowing the passage of thermal regulation fluid F between the first pass P1 and the second pass P2.
  • a passage for thermal regulation fluid F in this example a passage hole 26 for thermal regulation fluid F, arranged in the separating blade 25 at the end opposite the mounting foot 23, and allowing the passage of thermal regulation fluid F between the first pass P1 and the second pass P2.
  • the mounting feet 23 are slidably mounted parallel to the X axis on the base body 17 in at least one row and thus define a sliding connection between them. More specifically in this example and as shown in Figure 5, the base body 17 includes a translation guide rail 27, the mounting feet 23 being slidably mounted on the translation guide rail 27.
  • the assembly sliding mounting feet 23 on the translation guide rail 27 is achieved by threading along a direction parallel to the axis X of the mounting feet 23 on the translation guide rail 27.
  • the sliding mounting of the mounting feet 23 on the translation guide rail 27 is achieved by straddling in a direction perpendicular to the axis X of the mounting feet 23 on the translation guide rail 27.
  • each spacer 19 further comprises a head 29 formed in one piece with the separating blade 25, the head 29 being opposite the mounting foot 23.
  • the head 29 has a guide hole 30 oriented parallel to the X axis.
  • the retaining means 21 comprise a first axial abutment 31 disposed at a first axial end of the row of battery cells 11 and a second axial abutment 32 disposed at the second axial end of the row of battery cells 11.
  • the first axial stop 31 is formed in one piece with the base body 17, and is in the form of a blade arranged parallel to the spacers 19.
  • the retaining means 21 also comprise axial clamping means 33, which compress the second axial abutment 32 axially against the battery cell 11 located at the second axial end of the row of battery cells 11, the second axial abutment 32 thus compressing the row of battery cells 11 and the separator blades 25 disposed between them against the first axial abutment 31, the mounting feet 23 comprising an axial clearance j between them such that the row of battery cells 11 and the separator blades 25 arranged between them are held tightly fixed.
  • the second axial stop 32 and the spacers 19 are identical.
  • the second axial stop 32 is slidably mounted parallel to the axis X on the base body 17, and the second axial stop 32 comprises a mounting foot 23 slidably mounted on the translation guide rail 27.
  • the mounting feet 23 comprise, at their axial ends forming axial clearance j between them, a complementary shape forming a baffle 35 between them for the thermal regulation fluid F.
  • the baffle 35 comprises a longitudinal portion 37 s extending parallel to the axis X.
  • the longitudinal portion 37 thus delimits a thermal regulation fluid passage section F, which is predefined and is not affected by the relative sliding of the spacers 19 between them.
  • the axial clamping means 33 comprise a first axial compression member 41, which is fixed to the base body 17 and compresses the second axial stop 32 against the battery cell 11 located at the second axial end of the row of battery cells. 11.
  • the first axial compression member 41 rests against the mounting foot 23 of the second axial stop 32. More specifically in this example, as shown in Figure 5, the first axial compression member 41 is formed by a screw 41a comprising a washer 41b resting against the mounting foot 23 of the second axial stop 32.
  • the axial clamping means 33 also comprise a second axial compression member 42, which compresses the second axial abutment 32 against the battery cell 11 located at the second axial end of the row of battery cells 11, the second axial compression member 42 and each spacer 19 being interconnected such that their connection is free in translation parallel to the axis X. More precisely in this example, the head 29 of each spacer 19 is in connection with the second axial compression member 42, the second axial compression member 42 passing through the guide hole 30 of each spacer 19.
  • the second axial compression member 42 comprises an axial retaining element 43 on the wall of the battery cell 11 facing the first axial stop 31.
  • the second axial compression member is retained axially directly on the first e axial stop.
  • the second axial compression member is a threaded rod.
  • FIG 8 shows a detail of an example of a 3' battery assembly according to a second variant.
  • this battery assembly 3′ according to the second variant differs from the battery assembly 3 according to the first variant described above by its first axial stop 31′.
  • the first axial stop 31 'according to the second variant like the first axial stop 31 according to the first variant, is formed in one piece with the base body 17, and is in the form of a blade arranged parallel to the spacers 19.
  • the first axial stop 31 ' differs from the first axial stop 31 according to the first variant in that it comprises a thermal regulation fluid passage F, in this example a passage 26' of thermal regulation fluid F, arranged in the first axial stop 31' at its end opposite to the end connected to the base body 17, and allowing the passage of thermal regulation fluid F between the first pass P1 and the second pass P2.
  • a thermal regulation fluid passage F in this example a passage 26' of thermal regulation fluid F, arranged in the first axial stop 31' at its end opposite to the end connected to the base body 17, and allowing the passage of thermal regulation fluid F between the first pass P1 and the second pass P2.

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Abstract

La présente invention concerne un ensemble batterie (3) pour véhicule automobile, comportant: - une rangée de cellules de batterie (11) disposées parallèlement les unes aux autres et alignées selon un axe X longitudinal, les cellules de batterie (11) étant disposées à distance les unes des autres de telle sorte que les cellules de batterie (11) adjacentes délimitent entre elles un écart pour le passage de fluide de régulation thermique des cellules de batterie (11), - un dispositif de maintien (15), comportant un corps de base (17), une pluralité d'entretoises (19) et des moyens de retenue (21), chaque entretoise (19) comportant un pied de montage (23) et une lame séparatrice (25) formée d'une seule pièce avec le pied de montage (23), la lame séparatrice (25) étant disposée dans l'écart situé entre deux cellules de batterie adjacentes et configurée pour séparer une première passe (P1) de fluide de régulation thermique et une seconde passe (P2) de fluide de régulation thermique. L'invention concerne également un système (1) comportant un tel ensemble batterie (3) et un boîtier (5), lequel contient l'ensemble batterie (3), le fluide de régulation thermique circulant en circuit fermé dans le boîtier (5).

Description

Description
Titre de l’invention : Ensemble batterie pour véhicule automobile
L’invention concerne un ensemble batterie pour véhicule automobile, un système comprenant un tel ensemble batterie, ainsi qu’un véhicule automobile comprenant un tel système.
On connaît déjà dans l'état la technique, par exemple de chacun des documents JPS 5 672 000 B2, CN 113 130 962 A, CN 205 609 622 U, EP 1 701 404 A1 et JP 2014 154 401 A, un ensemble batterie pour véhicule automobile doté d’une rangée de cellules de batterie.
Afin de permettre un fonctionnement optimal, les cellules de batterie doivent être régulées en température. Pour cela, les cellules de batterie sont disposées avec un écart entre elles, lequel est maintenu par des entretoises. Ces entretoises sont dotées d’une portion de montage prévue pour recevoir une batterie et d’une paroi sous forme de lame séparatrice. L’entretoise, grâce à cette lame séparatrice, permet de former un chemin d’écoulement d’air entre deux cellules de batterie.
Toutefois, la fabrication et l’assemblage de cet ensemble batterie sont relativement complexes, notamment du fait que chaque cellule de batterie doit être disposée dans une entretoise. Par ailleurs, les entretoises sont relativement encombrantes, ce qui rend leur manipulation peu aisée lors du montage de l’ensemble batterie.
L'invention a notamment pour but de simplifier l’assemblage d’un ensemble batterie.
A cet effet, l’invention a pour objet un ensemble batterie pour véhicule automobile, comportant :
- une rangée de cellules de batterie disposées parallèlement les unes aux autres et alignées selon un axe X longitudinal, les cellules de batterie étant disposées à distance les unes des autres de telle sorte que les cellules de batterie adjacentes délimitent entre elles un écart pour le passage de fluide de régulation thermique des cellules de batterie,
- un dispositif de maintien, comportant un corps de base, une pluralité d’entretoises et des moyens de retenue, chaque entretoise comportant un pied de montage et une lame séparatrice formée d’une seule pièce avec le pied de montage, la lame séparatrice étant disposée dans l’écart situé entre deux cellules de batterie adjacentes et configurée pour séparer une première passe de fluide de régulation thermique et une seconde passe de fluide de régulation thermique, les pieds de montage étant montés coulissants parallèlement à l’axe X sur le corps de base en au moins une rangée et définissant ainsi une liaison glissière entre eux, les moyens de retenue comprenant une première butée axiale disposée à une première extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie et une seconde butée axiale disposée à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie, les moyens de retenue comprenant des moyens de serrage axial, lesquels compriment axialement la seconde butée axiale contre la cellule de batterie située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie, la seconde butée axiale comprimant ainsi la rangée de cellules de batterie et les lames séparatrices disposées entre elles contre la première butée axiale, les pieds de montage comprenant un jeu axial entre eux de telle sorte que la rangée de cellules de batterie et les lames séparatrices disposées entre elles sont maintenues serrées fixement.
Ainsi, l'assemblage est simplifié, du fait que le dispositif de maintien comprend les entretoises montées axialement glissantes. Lors du serrage axial, les entretoises peuvent glisser axialement de façon à éviter tout jeu entre chaque entretoise et les cellules de batterie adjacentes. Par « maintenues serrées fixement », il faut comprendre qu’il n’y a pas de jeu axial entre les lames séparatrices et les cellules de batterie. En d’autres termes, dans un ensemble batterie à l’état assemblé, le fluide de régulation thermique ne passe pas entre les lames séparatrices et les cellules de batterie.
Suivant d’autres caractéristiques optionnelles de l’ensemble batterie prises seules ou en combinaison :
- La seconde butée axiale est montée coulissante parallèlement à l’axe X sur le corps de base. Ainsi, le montage et le positionnement de la seconde butée axiale est réalisé simplement.
- Le corps de base comporte un rail de guidage en translation, les pieds de montage étant montés coulissants sur le rail de guidage en translation. Ainsi, le montage et le positionnement des entretoises est réalisé simplement.
- La seconde butée axiale comporte un pied de montage monté coulissant sur le rail de guidage en translation. Ainsi, le montage et le positionnement de la seconde butée axiale sont réalisés simplement, en utilisant le rail de guidage en translation déjà utilisé pour le montage et le positionnement des entretoises.
- Les moyens de serrage axial comprennent un premier organe de compression axiale, lequel est fixé sur le corps de base et comprime la seconde butée axiale contre la cellule de batterie située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie. Ainsi, l’effet de compression axiale est obtenu de manière particulièrement simple. - Les moyens de serrage axial comprennent un deuxième organe de compression axiale, lequel comprime la seconde butée axiale contre la cellule de batterie située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie, le deuxième organe de compression axiale et chaque entretoise étant reliés entre eux de telle sorte que leur liaison est libre en translation parallèlement à l’axe X. Ainsi, l’effet de compression axiale est obtenu et le positionnement des entretoises lors de l’assemblage est assuré de manière simple.
- Chaque entretoise comporte une tête formée d’une seule pièce avec la lame séparatrice, la tête étant opposée au pied de montage et se trouvant en liaison avec le deuxième organe de compression axiale. Ainsi, au cours de l’assemblage, le maintien en place des cellules de batterie au moyen des entretoises est assuré de manière simple.
- La tête de chaque entretoise comporte un trou de guidage orienté parallèlement à l’axe X, le deuxième organe de compression axiale traversant le trou de guidage de chaque entretoise. Ainsi, au cours de l’assemblage, le maintien en place des cellules de batterie au moyen des entretoises est assuré de manière particulièrement simple.
- Le deuxième organe de compression axiale comporte un élément de retenue axiale sur la paroi de la cellule de batterie en regard de la première butée axiale. Ainsi, l’effet de compression axiale est obtenu de manière particulièrement simple, et la rigidité de l’ensemble est améliorée.
- Le deuxième organe de compression axiale est retenu axialement directement sur la première butée axiale. Ainsi, l’effet de compression axiale est obtenu de manière particulièrement simple, et la rigidité de l’ensemble est améliorée.
- La première butée axiale est formée d’une seule pièce avec le corps de base. Ainsi, le montage est simplifié, du fait que le nombre d’éléments à assembler est diminué.
- La seconde butée axiale et les entretoises sont identiques. Ainsi, la conception et le montage sont simplifiés et les coûts de fabrication sont réduits, notamment du fait qu’il n’est pas nécessaire de concevoir une pièce spécifique pour former la seconde butée axiale.
- Le premier organe de compression axiale se trouve en appui contre le pied de montage de la seconde butée axiale. Ainsi, on peut appliquer un effort de compression axiale sans bloquer la dilatation thermique axiale des cellules de batterie.
- Chaque entretoise comporte un passage de fluide de régulation thermique, disposé dans la lame séparatrice à l’extrémité opposée au pied de montage, et permettant le passage de fluide de régulation thermique entre la première passe et la seconde passe. Ainsi, la présence d’un tel passage permet de limiter les pertes de charge en optimisant l’écoulement du fluide de régulation thermique entre la première passe et la seconde passe. De préférence, le passage de fluide de régulation thermique est un trou de passage de fluide de régulation thermique.
- Les pieds de montage comportent, à leurs extrémités axiales formant jeu axial entre eux, une forme complémentaire formant chicane entre eux pour le fluide de régulation thermique. Ainsi, du fait de la présence d’une chicane, la fuite de fluide de régulation thermique hors du chemin d’écoulement souhaité entre la première passe et la seconde passe est limitée.
- La chicane comprend une portion longitudinale s’étendant parallèlement à l’axe X. Ainsi, une telle portion longitudinale permet non seulement de garantir le coulissement des entretoises entre elles, mais aussi d’assurer que le jeu créé entre les pieds de montage lors de l’assemblage avec les cellules de batterie n’augmente pas la section de passage minimale de la chicane, par laquelle le fluide de régulation thermique passe, au-delà d’un seuil prédéfini par la portion longitudinale. Par conséquent, la fuite de fluide de régulation thermique hors du chemin d’écoulement souhaité entre la première passe et la seconde passe est limitée.
- Le corps de base comporte au moins un trou de passage de fluide de régulation thermique, lequel est surmonté par un ventilateur. Ainsi, le montage du ou des ventilateurs est réalisé de manière simple et économique.
- Le corps de base est en matériau plastique, de préférence en matériau thermoplastique, plus préférentiellement en polypropylène. Ainsi, la fabrication du corps de base est facile et peu coûteuse.
- Les entretoises sont en matériau plastique, de préférence en matériau thermoplastique, plus préférentiellement en polypropylène ou en polyuréthane thermoplastique. Ainsi, la fabrication des entretoises est facile et peu coûteuse.
- Le fluide de régulation thermique est gazeux, de préférence, le fluide de régulation thermique est de l’air. Ainsi, en utilisation, l’ensemble batterie n’est pas alourdi par le fluide de régulation thermique comme c’est le cas avec un fluide de régulation thermique liquide, ceci permet de limiter la masse du véhicule automobile et donc la consommation de ce dernier.
L’invention a également pour objet un système comprenant un ensemble batterie tel que défini précédemment et un boîtier, lequel contient l’ensemble batterie, le fluide de régulation thermique circulant en circuit fermé dans le boîtier. Ainsi, du fait que le circuit de fluide de régulation thermique est fermé, on évite l’entrée d’éléments extérieurs dans le circuit de fluide de régulation thermique, comme par exemple des poussières ou de l’humidité, ce qui augmente la durée de vie du système. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du système, prises seules ou en combinaison :
- Le boîtier est étanche au fluide de régulation thermique. Ainsi, la fuite du fluide de régulation thermique à l’extérieur du boîtier est évitée.
- Le boîtier est étanche à l’humidité et aux poussières, par exemple étanche à l’air. Ainsi, l’efficacité de la régulation thermique est maintenue durablement, notamment du fait que l’échange thermique entre le fluide de régulation thermique et les cellules de batterie n’est pas perturbé par le dépôt de poussières ou d’eau de condensation, voire de givre, résultant de l’humidité. Du fait que l’entrée de poussières ou d’humidité dans le boîtier est évitée, cela augmente la durée de vie du système.
- Le fluide de régulation thermique circule selon un chemin d’écoulement passant par un ventilateur, un échangeur de chaleur, la première passe, et la seconde passe. Ainsi, le chemin d’écoulement est optimisé.
L’invention a enfin pour objet un véhicule automobile comprenant un système tel que défini précédemment.
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 est une vue schématique d’un système comprenant un ensemble batterie selon un mode de réalisation ;
[Fig. 2] la figure 2 est une vue en perspective d’une partie de l’ensemble batterie selon une première variante du mode de réalisation représenté sur la figure 1 ;
[Fig. 3] la figure 3 est une vue en perspective d’une partie de l’ensemble batterie selon la première variante du mode de réalisation représenté sur la figure 1 ;
[Fig. 4] la figure 4 est une vue de dessus d’une partie de l’ensemble batterie selon la première variante du mode de réalisation représenté sur la figure 1 ;
[Fig. 5] la figure 5 est une vue en perspective d’une partie de l’ensemble batterie selon la première variante du mode de réalisation représenté sur la figure 1 ;
[Fig. 6] la figure 6 est une vue similaire à la vue représentée sur la figure 5 montrant une variante de réalisation du montage coulissant des pieds de montage sur le rail de guidage en translation ;
[Fig. 7] la figure 7 est une vue de droite d’une partie de l’ensemble batterie selon la première variante du mode de réalisation représenté sur la figure 1 ;
[Fig. 8] la figure 8 est une vue de dessus d’une partie de l’ensemble batterie selon une seconde variante du mode de réalisation représenté sur la figure 1 . Description détaillée
Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments.
Dans cette description détaillée, les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, cela ne signifie pas que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
La figure 1 représente schématiquement un système 1 comprenant un ensemble batterie 3 pour véhicule automobile et un boîtier 5. Le système 1 est ainsi configuré pour être monté dans un véhicule automobile (non représenté).
Le boîtier 5 contient l’ensemble batterie 3, un fluide de régulation thermique F circulant en circuit fermé dans le boîtier 5. Le boîtier 5 est étanche au fluide de régulation thermique F, lequel est de l’air dans cet exemple. De plus, le boîtier 5 est étanche à l’humidité et aux poussières. Le boîtier 5 contient également un ventilateur 7 et un échangeur de chaleur 9.
Comme représenté sur les figures 2 et 4, l’ensemble batterie 3 comporte une rangée de cellules de batterie 11 disposées parallèlement les unes aux autres et alignées selon un axe X longitudinal. Les cellules de batterie 11 étant disposées à distance les unes des autres de telle sorte que les cellules de batterie 11 adjacentes délimitent entre elles un écart 13 pour le passage de fluide de régulation thermique F des cellules de batterie 11 , comme représenté sur la figure 4. Sur la figure 2, seule une partie des cellules de batterie 11 est représentée pour faciliter la compréhension de la structure de l’ensemble batterie 3. Sur les figures 3, 5 et 7, aucune cellule de batterie 11 n’est représentée pour faciliter la compréhension de la structure de l’ensemble batterie 3.
L’ensemble batterie 3 comporte également un dispositif de maintien 15, représenté notamment sur la figure 3, comportant un corps de base 17, une pluralité d’entretoises 19 et des moyens de retenue 21. Il faut comprendre que dans un ensemble batterie 3 à l’état assemblé, chaque entretoise 19 est disposée entre deux cellules de batterie 11. Ainsi, dans cet exemple, l’ensemble batterie 3 comporte douze cellules de batterie 11. Toutefois, ce nombre est variable suivant la disposition des cellules de batterie 11 et leur configuration électrique en série et/ou en parallèle. L’ensemble batterie 3 est configuré pour délivrer une tension de sortie, laquelle est dans cet exemple de 48V. Dans cet exemple, le corps de base 17 est en matériau plastique, de préférence en matériau thermoplastique, plus préférentiellement en polypropylène. Le corps de base 17 comporte également au moins un trou de passage 17p de fluide de régulation thermique F, lequel est surmonté par un ventilateur 7. Dans cet exemple, le corps de base comporte six trous de passage 17p, le ventilateur 7 comportant un sous-ensemble de ventilation axiale pour chaque trou de passage 17p, et comportant ainsi six sous- ensembles de ventilation axiale.
En outre, dans cet exemple, les entretoises 19 sont en matériau plastique, de préférence en matériau thermoplastique, plus préférentiellement en polypropylène ou en polyuréthane thermoplastique.
Chaque entretoise 19 comporte un pied de montage 23 et une lame séparatrice 25 formée d’une seule pièce avec le pied de montage 23, la lame séparatrice 25 étant disposée dans l’écart 13 situé entre deux cellules de batterie 11 adjacentes et configurée pour séparer une première passe P1 de fluide de régulation thermique F et une seconde passe P2 de fluide de régulation thermique F.
Ainsi, dans cet exemple et comme représenté sur la figure 1 , le fluide de régulation thermique F circule, en circuit fermé, selon un chemin d’écoulement passant par le ventilateur 7, l’échangeur de chaleur 9, la première passe P1 , et la seconde passe P2.
Chaque entretoise 19 comporte également un passage de fluide de régulation thermique F, dans cet exemple un trou de passage 26 de fluide de régulation thermique F, disposé dans la lame séparatrice 25 à l’extrémité opposée au pied de montage 23, et permettant le passage de fluide de régulation thermique F entre la première passe P1 et la seconde passe P2.
Les pieds de montage 23 sont montés coulissants parallèlement à l’axe X sur le corps de base 17 en au moins une rangée et définissent ainsi une liaison glissière entre eux. Plus précisément dans cet exemple et comme représenté sur la figure 5, le corps de base 17 comporte un rail de guidage en translation 27, les pieds de montage 23 étant montés coulissants sur le rail de guidage en translation 27. Dans cet exemple, le montage coulissant des pieds de montage 23 sur le rail de guidage en translation 27 est réalisé par enfilage suivant une direction parallèle à l’axe X des pieds de montage 23 sur le rail de guidage en translation 27. Dans une variante de réalisation représentée sur la figure 6, le montage coulissant des pieds de montage 23 sur le rail de guidage en translation 27 est réalisé par enfourchage suivant une direction perpendiculaire à l’axe X des pieds de montage 23 sur le rail de guidage en translation 27.
Comme représenté sur la figure 4, chaque entretoise 19 comporte en outre une tête 29 formée d’une seule pièce avec la lame séparatrice 25, la tête 29 étant opposée au pied de montage 23. Dans cet exemple, la tête 29 comporte un trou de guidage 30 orienté parallèlement à l’axe X.
Les moyens de retenue 21 comprennent une première butée axiale 31 disposée à une première extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie 11 et une seconde butée axiale 32 disposée à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie 11. Dans cet exemple, la première butée axiale 31 est formée d’une seule pièce avec le corps de base 17, et se présente sous la forme d’une lame disposée parallèlement aux entretoises 19.
Les moyens de retenue 21 comprennent également des moyens de serrage axial 33, lesquels compriment axialement la seconde butée axiale 32 contre la cellule de batterie 11 située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie 11 , la seconde butée axiale 32 comprimant ainsi la rangée de cellules de batterie 11 et les lames séparatrices 25 disposées entre elles contre la première butée axiale 31 , les pieds de montage 23 comprenant un jeu axial j entre eux de telle sorte que la rangée de cellules de batterie 11 et les lames séparatrices 25 disposées entre elles sont maintenues serrées fixement.
Dans cet exemple, comme représenté sur les figures 3 et 5, la seconde butée axiale 32 et les entretoises 19 sont identiques. Ainsi, la seconde butée axiale 32 est montée coulissante parallèlement à l’axe X sur le corps de base 17, et la seconde butée axiale 32 comporte un pied de montage 23 monté coulissant sur le rail de guidage en translation 27.
Les pieds de montage 23 comportent, à leurs extrémités axiales formant jeu axial j entre eux, une forme complémentaire formant chicane 35 entre eux pour le fluide de régulation thermique F. Comme représenté sur la figure 7, la chicane 35 comprend une portion longitudinale 37 s’étendant parallèlement à l’axe X. La portion longitudinale 37 délimite ainsi une section de passage de fluide de régulation thermique F, laquelle est prédéfinie et n’est pas affectée par le coulissement relatif des entretoises 19 entre elles.
Les moyens de serrage axial 33 comprennent un premier organe de compression axiale 41 , lequel est fixé sur le corps de base 17 et comprime la seconde butée axiale 32 contre la cellule de batterie 11 située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie 11. Dans cet exemple, le premier organe de compression axiale 41 se trouve en appui contre le pied de montage 23 de la seconde butée axiale 32. Plus précisément dans cet exemple, comme représenté sur la figure 5, le premier organe de compression axiale 41 est formé par une vis 41a comportant une rondelle 41 b se trouvant en appui contre le pied de montage 23 de la seconde butée axiale 32. Les moyens de serrage axial 33 comprennent également un deuxième organe de compression axiale 42, lequel comprime la seconde butée axiale 32 contre la cellule de batterie 11 située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie 11 , le deuxième organe de compression axiale 42 et chaque entretoise 19 étant reliés entre eux de telle sorte que leur liaison est libre en translation parallèlement à l’axe X. Plus précisément dans cet exemple, la tête 29 de chaque entretoise 19 se trouve en liaison avec le deuxième organe de compression axiale 42, le deuxième organe de compression axiale 42 traversant le trou de guidage 30 de chaque entretoise 19. Dans cet exemple, le deuxième organe de compression axiale 42 comporte un élément de retenue axiale 43 sur la paroi de la cellule de batterie 11 en regard de la première butée axiale 31. Alternativement et selon une variante non représentée, le deuxième organe de compression axiale est retenu axialement directement sur la première butée axiale. Dans la variante précitée, le deuxième organe de compression axiale est une tige filetée.
La figure 8 représente un détail d’un exemple d’ensemble batterie 3’ selon une deuxième variante. Sur la figure 8, aucune cellule de batterie 11 n’est représentée pour faciliter la compréhension de la structure de l’ensemble batterie 3’. Cet ensemble batterie 3’ selon la deuxième variante se distingue de l’ensemble batterie 3 selon la première variante décrite précédemment par sa première butée axiale 31 ’. En effet, la première butée axiale 31 ’ selon la deuxième variante, comme la première butée axiale 31 selon la première variante, est formée d’une seule pièce avec le corps de base 17, et se présente sous la forme d’une lame disposée parallèlement aux entretoises 19. Toutefois, la première butée axiale 31 ’ selon la deuxième variante se distingue de la première butée axiale 31 selon la première variante en ce qu’elle comporte un passage de fluide de régulation thermique F, dans cet exemple un trou de passage 26’ de fluide de régulation thermique F, disposé dans la première butée axiale 31 ’ à son extrémité opposée à l’extrémité liée au corps de base 17, et permettant le passage de fluide de régulation thermique F entre la première passe P1 et la seconde passe P2.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible d’inverser le sens du fluide de régulation thermique de telle sorte que le fluide de régulation thermique F circule, en circuit fermé, selon un chemin d’écoulement passant par l’échangeur de chaleur 9, le ventilateur 7, la seconde passe P2, et la première passe P1. Liste de références
I : système
3, 3’ : ensemble batterie
5 : boîtier
7 : ventilateur
9 : échangeur de chaleur
I I : cellule de batterie
13 : écart
15 : dispositif de maintien
17 : corps de base
17p : trou de passage
19 : entretoise
21 : moyens de retenue
23 : pied de montage
25 : lame séparatrice
26, 26’ : trou de passage
27 : rail de guidage en translation
29 : tête
30 : trou de guidage
31 , 31 ’ : première butée axiale
32 : seconde butée axiale
33 : moyens de serrage axial
35 : chicane
37 : portion longitudinale
41 : premier organe de compression axiale
41a : vis
41b : rondelle
42 : deuxième organe de compression axiale
43 : élément de retenue axiale
P1 : première passe
P2 : deuxième passe j : jeu axial

Claims

Revendications
[Revendication 1] Ensemble batterie (3) pour véhicule automobile, comportant :
- une rangée de cellules de batterie (11) disposées parallèlement les unes aux autres et alignées selon un axe X longitudinal, les cellules de batterie (11) étant disposées à distance les unes des autres de telle sorte que les cellules de batterie (11) adjacentes délimitent entre elles un écart (13) pour le passage de fluide de régulation thermique (F) des cellules de batterie (11),
- un dispositif de maintien (15), comportant un corps de base (17), une pluralité d’entretoises (19) et des moyens de retenue (21), chaque entretoise (19) comportant un pied de montage (23) et une lame séparatrice (25) formée d’une seule pièce avec le pied de montage (23), la lame séparatrice (25) étant disposée dans l’écart (13) situé entre deux cellules de batterie (11) adjacentes et configurée pour séparer une première passe (P1) de fluide de régulation thermique (F) et une seconde passe (P2) de fluide de régulation thermique (F), les pieds de montage (23) étant montés coulissants parallèlement à l’axe X sur le corps de base (17) en au moins une rangée et définissant ainsi une liaison glissière entre eux, les moyens de retenue (21) comprenant une première butée axiale
(31) disposée à une première extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie (11) et une seconde butée axiale (32) disposée à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie (11), les moyens de retenue (21) comprenant des moyens de serrage axial (33), lesquels compriment axialement la seconde butée axiale
(32) contre la cellule de batterie (11) située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie (11), la seconde butée axiale (32) comprimant ainsi la rangée de cellules de batterie (11) et les lames séparatrices (25) disposées entre elles contre la première butée axiale (31), les pieds de montage (23) comprenant un jeu axial (j) entre eux de telle sorte que la rangée de cellules de batterie (11) et les lames séparatrices (25) disposées entre elles sont maintenues serrées fixement.
[Revendication 2] Ensemble batterie (3) selon la revendication précédente, dans lequel la seconde butée axiale (32) est montée coulissante parallèlement à l’axe X sur le corps de base (17).
[Revendication 3] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps de base (17) comporte un rail de guidage en translation (27), les pieds de montage (23) étant montés coulissants sur le rail de guidage en translation (27).
[Revendication 4] Ensemble batterie (3) selon la revendication précédente, dans lequel la seconde butée axiale (32) comporte un pied de montage (23) monté coulissant sur le rail de guidage en translation (27).
[Revendication 5] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de serrage axial (33) comprennent un premier organe de compression axiale (41), lequel est fixé sur le corps de base (17) et comprime la seconde butée axiale (32) contre la cellule de batterie (11) située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie (11).
[Revendication 6] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de serrage axial (33) comprennent un deuxième organe de compression axiale (42), lequel comprime la seconde butée axiale (32) contre la cellule de batterie (11) située à la seconde extrémité axiale de la rangée de cellules de batterie (11), le deuxième organe de compression axiale (42) et chaque entretoise (19) étant reliés entre eux de telle sorte que leur liaison est libre en translation parallèlement à l’axe X.
[Revendication 7] Ensemble batterie (3) selon la revendication précédente, dans lequel chaque entretoise (19) comporte une tête (29) formée d’une seule pièce avec la lame séparatrice (25), la tête (29) étant opposée au pied de montage (23) et se trouvant en liaison avec le deuxième organe de compression axiale (42). [Revendication 8] Ensemble batterie (3) selon la revendication précédente, dans lequel la tête (29) de chaque entretoise (19) comporte un trou de guidage (30) orienté parallèlement à l’axe X, le deuxième organe de compression axiale (42) traversant le trou de guidage (30) de chaque entretoise (19).
[Revendication 9] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le deuxième organe de compression axiale (42) comporte un élément de retenue axiale (43) sur la paroi de la cellule de batterie (11) en regard de la première butée axiale (31) ou est retenu axialement directement sur la première butée axiale (31).
[Revendication 10] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première butée axiale (31) est formée d’une seule pièce avec le corps de base (17).
[Revendication 11] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la seconde butée axiale (32) et les entretoises (19) sont identiques.
[Revendication 12] Ensemble batterie (3) selon la revendication précédente, dans lequel le premier organe de compression axiale (41) se trouve en appui contre le pied de montage (23) de la seconde butée axiale (32).
[Revendication 13] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque entretoise (19) comporte un passage (26) de fluide de régulation thermique (F), disposé dans la lame séparatrice (25) à l’extrémité opposée au pied de montage (23), et permettant le passage de fluide de régulation thermique (F) entre la première passe (P1) et la seconde passe (P2).
[Revendication 14] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les pieds de montage (23) comportent, à leurs extrémités axiales formant jeu axial (j) entre eux, une forme complémentaire formant chicane (35) entre eux pour le fluide de régulation thermique (F).
[Revendication 15] Ensemble batterie (3) selon la revendication précédente, dans lequel la chicane (35) comprend une portion longitudinale (37) s’étendant parallèlement à l’axe X.
[Revendication 16] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps de base (17) comporte au moins un trou de passage (17p) de fluide de régulation thermique (F), lequel est surmonté par un ventilateur (7).
[Revendication 17] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps de base (17) est en matériau plastique, de préférence en matériau thermoplastique, plus préférentiellement en polypropylène, et dans lequel les entretoises (19) sont en matériau plastique, de préférence en matériau thermoplastique, plus préférentiellement en polypropylène ou en polyuréthane thermoplastique.
[Revendication 18] Ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le fluide de régulation thermique (F) est gazeux, de préférence, le fluide de régulation thermique (F) est de l’air.
[Revendication 19] Système (1) comprenant un ensemble batterie (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes et un boîtier (5), lequel contient l’ensemble batterie (3), le fluide de régulation thermique (F) circulant en circuit fermé dans le boîtier (5).
[Revendication 20] Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel le fluide de régulation thermique (F) circule selon un chemin d’écoulement passant par un ventilateur (7), un échangeur de chaleur (9), la première passe (P1), et la seconde passe (P2).
[Revendication 21] Véhicule automobile comprenant un système (1) selon l’une quelconque des revendications 19 à 20.
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